[发明专利]一种基于FPGA的IMS离线计费系统及话单保护方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的IMS离线计费系统，其特征在于：包括计费采集功能服务器CCF，计费中心和IMS业务网元；所述计费采集功能服务器CCF内置FPGA芯片，计费网关功能模块CGF和计费数据功能模块CDF，所述FPGA芯片和计费网关功能模块CGF均连接到计费数据功能模块CDF；所述计费网关功能模块CGF和计费数据功能模块CDF分别连接计费中心和IMS业务网元。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的IMS离线计费系统，其特征在于：所述FPGA芯片作为异构加速卡，采用PCIe接口与计费采集功能服务器CCF的CPU相连，采用OpenCL接口与计费数据功能模块CDF相连；所述计费数据功能模块CDF通过RF接口与IMS网元连接。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的IMS离线计费系统，其特征在于：所述计费数据功能模块CDF用于处理来自IMS业务网元的计费信息并构建CDR话单；所述FPGA芯片用于采用AES加密算法对CDR话单进行加密；所述计费网关功能模块CGF用于将加密后的CDR话单传送至计费中心，完成IMS离线会话计费流程。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的基于FPGA的IMS离线计费系统的话单保护方法，其特征在于：当用户发起呼叫，会话建立并且呼叫接通后，IMS业务网元通过ACR消息携带呼叫相关的属性值对AVP发送给计费数据功能模块CDF；计费数据功能模块CDF收到ACR消息中的每个属性值对AVP进行解析处理并生成ASN.1格式的CDR话单；通过调用OpenCL接口将数据传入至FPGA芯片采用AES加密算法对CDR话单进行加密，计费网关功能模块CGF将加密后的CDR话单传送至计费中心。

5.根据权利要求4所述的基于FPGA的IMS离线计费系统的话单保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）当终端发起呼叫时，IMS业务网元的P-CSCF网元会给本次会话分配唯一一个IMS计费标识ICID，并通过邀请invite消息中P-Charging-Vector头域带给IMS业务网元中的P-CSCF网元、S-CSCF网元、MMtel AS网元和SCC AS网元；

（2）当呼叫接通或者发生媒体更新时，IMS业务网元侧收到200/ACK消息时，构造StartACR消息通过RF接口发送给计费采集功能服务器CCF；消息中携带ICID、会话ID、主被叫号码等属性对值AVP；计费采集功能服务器CCF的计费数据功能模块CDF收到ACR消息后解析消息中携带的属性对值AVP信息，并生成一个ASN.1格式的计费数据信息后，发送给计费网关功能模块CGF并向业务网元回复计费响应消息ACA；同时计费数据功能模块CDF模块通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange传入待加密话单数据参数和对应加密算法核函数将数据传入至FPGA芯片完成起始话单数据加密；

（3）当呼叫结束时，IMS业务网元收到主被叫通过网络侧发送的结束BYE消息，同时构造StopACR消息，通过RF接口发送给计费采集功能服务器CCF；计费采集功能服务器CCF的计费数据功能模块CDF模块收到ACR消息后解析消息中携带的AVP信息，生成ASN.1格式的计费数据信息后，发送给计费网关功能模块CGF并向业务网元回复计费响应消息ACA；同时，计费数据功能模块CDF通过调用OpenCL接口clEnqueueNDRange传入待加密话单数据参数和核函数将数据传入至FPGA芯片采用AES加密算法对用户进行加密，完成结束话单数据加密存储；计费网关功能模块CGF将加密后的结束话单传送至计费中心，完成IMS离线会话计费流程。