PCC业务管控策略应用探析

（吉林吉大通信设计院股份有限公司，长春 130012）

PCC业务管控策略应用探析

焦金涛，杨博，许碧洲，杨春来

（吉林吉大通信设计院股份有限公司，长春 130012）

移动互联网的到来乃至物联网的快速发展，正在极大的改变用户行为习惯。同时各种新型终端和应用的大量涌现，对网络流量造成巨大的压力，而现网PCC管控策略的应用效果并不理想。介绍业务管控策略配置原理和部分PCC策略场景的业务流程，分析对现有网络设备的要求，并给出PCC的部署建议。

PCC；PCRF；部署场景；管控策略

1 背景

PCC是国际3GPP R7定义的动态策略和计费控制标准架构。基于PCC 架构的管控策略主要通过业务流量精确分析、多纬度多接口进行网络、端到端的业务质量及用户行为精确分析，达到网络流量公平使用、流量均匀分布、提升VIP 用户体验、带宽按需分配等目标。目前一些运营商已在网中部署PCC架构， 实际证明其具备管控能力，但其应用规模较小，要想更好地发挥其作用，更快地在现网部署，不仅需要建设PCC网络，还需要对其他周边网络设备进行相应改造。

2 业务策略配置原理

2.1 业务逻辑结构

PCRF根据用户签约信息、业务信息、用户状态信息、衡量用户感知的QoS指标等输入进行决策，生成网络管控策略。策略配置的业务逻辑结构如图1所示。触发器之间的关系为“或”，规则之间的关系为“或”，条件组之间的关系为“或”或“与”，条件之间的关系为“或”或“与”。当“触发器”被触发或者任意一个条件组在“规则”里为“真”，PCRF会下发由动作组定义的规则与业务流到GGSN/SAE GW中。

2.2 业务发放

针对用户的签约关系，业务发放如图2所示。一个用户组下可以包含多个用户，用户组1包含用户1和用户2；一个用户也可以属于多个用户组，例如用户2同时属于用户组1和用户组2；一个用户可以签约多个业务，也可以签约多个套餐，例如用户1可以签约业务1、业务2、套餐1；可以为用户组订购业务，但不能为用户组订购套餐，例如用户组2签约业务2；用户只能订购所属域下的业务和套餐，且订购的业务不能在同一个订购互斥组中。

图1 业务逻辑结构图

图2 业务发放简图

2.3 配额

配额是指一个周期时间内可以供用户通过网络访问特定应用（如FTP、HTTP、VoIP）的流量总和。配额使用量状态取决于规则的生效。其可分为基于流量的配额和基于时长的配额。基于流量的配额支持业务和会话两个级别的配额类型，PCRF可以在一个周期内进行流量累计。基于时长的配额仅支持会话级别的配额类型，PCRF可以进行单次会话累计（仅在一次会话过程中的时长累计）及周期会话累计（累计用户在周期时间内，如日、周、月的总时长）。

2.4 策略的结构

当任意一个“触发器”被触发，且“规则”里的“条件组”为真时，PCRF就会下发由“动作组”和“业务流”定义的“规则”至GGSN/SAE GW上。策略结构如图3所示。

图3 策略结构图

触发器定义了PCRF策略的决策时机，PCRF根据事件消息类型判定将来的动作或下发对应的策略。如IP-CAN会话建立（GPRS的PDP上下文激活过程；EPC的附着过程）、状态变化（PCRF系统时间变化、配额状态变化）、位置变化（SGSN IP地址改变、无线接入类型改变、用户在特定服务区使用数据业务的QoS网络质量、计费策略与其他服务区不同时）等。

典型的规则包含业务流过滤器、QoS信息和计费信息。业务流过滤器是由一组标识分组数据流的参数构成，例如数据流的五元组（源/目的地址，源/目的端口号，协议）、七层URL、user agent等，静态规则和动态规则都有对应的过滤器。QoS信息用于描述如何控制带宽、业务流的流量类型。计费信息用于描述对业务流进行计费，其包括计费费率组。

条件设置原则：（1）一条规则的所有条件组之间的关系可以是“或”或者“与”，但只能选一种。（2）一个条件组内的所有条件之间的关系可以是“或”或者“与”，但只能选一种。（3）一个策略的条件需涵盖所有情况。

动作分为QoS控制、门限控制、计费控制和重定向。QoS控制是控制用户的带宽、QoS级别等，例如包月用户流量达到30GB时，最大带宽从512kbit/s降为128kbit/s等。门限控制是控制用户是否允许接入，细分到上行、下行的接入控制。计费控制是不同条件下实施不同的计费规则，如包月超过10GB后1MB为1元，20GB后1MB为2元，漫游用户1MB为3元。具体的扣费需要客户计费系统来配合完成，PCRF和PCEF只是配合上报不同的RG（计费组）和SID（业务ID）。重定向和消息通知是结合带宽控制、计费的辅助动作，例如用户定额使用量达到80%时短信提醒，预付费用户额定使用量耗尽时重定向到充值页面。

业务流过滤器定义了允许通过的流的五元组特征。流配置用于设置需要采取动作的流的参数，包括：方向、目的IP地址、掩码、目的端口范围1、目的端口范围2、源IP地址、掩码、源端口范围1、源端口范围2、协议类型。对应到现网需求就是要对业务具体细节进行控制，例如禁止某类用户访问某些IP，对用户的某类协议流进行控制（如P2P、WAP等）。作为规则的一部分，流过滤器将被下发给PCEF。

消息通知即一条短信消息或一封电子邮件，用来通知用户业务使用量或充值信息。例如，若某用户的特定FUP配额用量已达80%，PCRF就会发出一条短消息或一封邮件通知用户充值。

3 部署场景

PCC系统可以提供多种灵活的区分业务、区分接入类型、区分用户等级、基于时间、基于累积使用流量、基于位置等单一条件和多维度组合条件的网络资源管控策略和用户差异化计费、差异化QoS 策略。本文仅针对网络中具有代表性的几种典型策略做探讨和分析。

3.1 TD-SCDMA流量引导

TD-SCDMA流量引导针对中国移动TD-SCDMA网络，用于2G减负、TDSCDMA分流场景，有利于降低TDSCDMA分流比（移动集团考核KPI之一）中的分母，提高分子，从而提高TDSCDMA分流比，提高网络效率。技术原理为支撑系统将锁网用户的TDSCDMA流量引导策略签约传递至PCRF，当用户在2G/TD-SCDMA共覆盖区以2G上网时，发短信引导用户使用TD-SCDMA网络。

目标用户群是TD-SCDMA锁网用户，筛选在一个月内，用户有语音等通信行为、使用TD-SCDMA手机终端、但TD-SCDMA流量为0的用户，筛选出来后按照终端类型分为不同的用户群（该细分由经营分析系统完成）。触发引导短信的2G和TD-SCDMA共覆盖的2G小区，属性为“城中村”、“低层居民区”、“地铁”、“高层居民区”、“高校”、“企事业单位”、“商业中心”、“写字楼”中的非偏远郊区的小区。

3．1．1 业务流程

被筛选中的用户从具有TD-SCDMA覆盖的2G小区接入时，会收到TD-SCDMA接入提醒的短信。第一个月业务流程如图4所示。

第二月时，BOSS重新筛选TD-SCDMA锁网用户，需要将上月及以前取消提醒的用户剔除后，再向PCRF签约TD-SCDMA 流量引导业务。在BOSS未开发完成之前，如果客户需要取消推荐，需要维护一个黑名单，由客服中心收集要求取消提醒的用户列表，反馈给数据中心，在每次手动导入时，需要将此部分黑名单用户剔除掉后再导入。其他流程相同。

图4 TD-SCDMA流量引导业务流程（第一月）

取消提醒短信：用户回复短信QXTDTX，则需要BOSS向PCRF去订购TD-SCDMA锁网短信引导业务，PCRF则不再提醒。在BOSS未开发完成之前，如果客户需要取消，需要打电话到10086，客服中心记录后，定期反馈到网管中心，手工将该用户的提醒业务删除。

2015级各班级的参评数据见表2。其中，2015xx表示2015级信息班。对2015级班集体相关属性取值进行分析，分别选取2015tx、2015sx和2015ji1作为均衡发展、偏离发展和最差发展班级的初始聚类中心点，通过实验得到基于K-means算法的聚类结果见表3，聚类方法与传统方法的优秀班集体结果对比见表4。

3．1．2 对现有网络设备的要求

（1）经营分析系统需要能够按照筛选标准，识别出策略实施目标用户群，并将用户群按照终端类型分类，分别传递给BOSS。并能够提供TD-SCDMA锁网用户的解锁情况、TD-SCDMA锁网用户的总流量、本地全量用户的总流量等信息，用于效果评估。

（2）BOSS需要能够从经营分析系统接受策略实施的目标用户群，然后通过SOAP接口对用户群中的每个用户向PCRF订购策略。还需要能够接收用户发送的取消短信指令，为用户去签约该策略，并记录下发送过取消短信的用户列表，在第二月下发目标用户群时需要将这部分用户剔除，同时能够导出发送短信的历史记录，用于策略的运行分析。BOSS需要配置TD-SCDMA流量引导的策略以及2G、TD-SCDMA共覆盖的小区列表。

（3）短信网关需要支持与PCRF对接，能够下发提醒短信。

（4）对GGSN、SGSN、BSC没有要求。

3.2 大流量低价值管控

大流量低价值用户管控策略的技术原理是支撑系统将大流量低价值用户策略的签约传递给PCRF，PCRF判断当用户在2G热点忙时访问网络时对其进行较为严格的限速，同时调低调度优先级；在TD-SCDMA时限制用户速率上限。目标用户群筛选标准由BOSS或经营分析系统执行筛选，如用户群1（20元WAP包月不限量用户）、用户群2（超低价客户）。当用户从2G接入时，在2G忙时热点对用户整体限速至40 kbit/s。当用户从TD-SCDMA接入时，设置速率上限不得超过128 kbit/s。忙区由网络部提供、手工导入，策略永远生效。

3．2．1 业务流程

目前只实现针对初始位置进行限制；不实现实时位置控制，可能影响GGSN的性能。业务流程如下：

（2）BOSS为用户签约大流量低价值用户管控策略，并传递给PCRF，PCRF中配置忙时忙区限速策略（当用户从2G忙时忙区接入时，进行限速40kbit/s，当用户从TD-SCDMA接入时限速128kbit/s）；

（3）用户接入数据网络；

（4）GGSN向PCRF请求策略，携带用户的接入位置信息；

（5）PCRF根据用户签约的策略，判断是否需要进行限速。如果需要限速，则下发限速策略。

3．2．2 对现有网络设备的要求

经营分析系统需要能够根据筛选标准筛选出符合条件的用户，并将用户列表传递给BOSS。BOSS需要将大流量低价值用户向PCRF开户并签约“大流量低价值用户管控”策略。PCRF需要配置“大流量低价值用户管控” 策略；需要支持根据忙时忙区对用户进行限速；需要支持区分2G、TD-SCDMA接入类型进行限速。GGSN需要能够上报用户激活时的初始位置。对SGSN、短信网关、BSC/eNode B没有要求。

3.3 P2P业务控制

网络资源十分有限，如果少数人使用P2P业务时，将会影响其他人的业务体验，因此需要在忙时、忙区对普通用户P2P业务进行适当管控，保证大部分用户的使用体验，可用于2G、TD-SCDMA或4G接入的任何场景，本文认为4G场景无需进行P2P业务控制。技术原理为用户从2G或TD-SCDMA激活时，PCRF下发P2P业务管控预定义规则给GGSN，GGSN对用户的P2P业务进行带宽限制，同时调低该用户的调度优先级，可实现抑制低价值业务对网络资源的占用。

P2P业务控制针对所有用户，管控时间为忙时（早忙时、晚忙时），管控区域为忙区。忙小区的筛选标准建议计算每个小区的数据忙时：取一个小时话统，若（无线利用率＞75%&PDCH复用度＞2）|| max（上行TBF拥塞率，下行TBF拥塞率）＞2% || 半速率比例＞25%＝真，则该小时为数据忙时。每天的数据忙时超过4 h，则该小区为忙小区。管控业务包括但不限于PPSTREAM、迅雷、BT、QVOD、PPFILM、QQLIVE、电驴、FENGXING、PPLIVE (PPTV)、QQDOWNLOAD、TVKOO等P2P业务。当用户在2G、TD-SCDMA接入下，并且在忙时和忙区时，对P2P业务限速20 kbit/s，其他情况下不对P2P业务限速。

3．3．1 业务流程

在GGSN上配置针对P2P业务管控的预定义规则（P2P业务流限速20 kbit/s）。用户从2G、TDSCDMA激活时，PCRF下发P2P业务管控预定义规则给GGSN，GGSN对用户的P2P业务进行带宽限制。只能基于初始位置进行策略判断。业务流程如下：

（1）用户接入2G、TD-SCDMA数据网络；（2）GGSN向PCRF请求策略，并上报小区位置；（3）PCRF根据策略进行判断，如果用户在忙时忙区，则下发P2P管控的预定义规则；

（4）当用户访问P2P时，会对其P2P业务进行限速20 kbit/s。

3．3．2 对现有网络设备的要求

PCRF需要配置“P2P业务管控” 策略。GGSN需要配置P2P管控预定义规则，支持对PPSTREAM、迅雷、BT、QVOD、PPFILM、QQLIVE、电驴、FENGXING、PPLIVE(PPTV)、QQDOWNLOAD、TVKOO等业务的解析（可能影响GGSN的性能，需对GGSN进行硬件补偿），还需要支持上报用户初始激活的小区位置。对经营分析系统、BOSS、SGSN、BSC没有要求。

3.4 QQ无线资源优化

随着移动互联网的快速发展，以QQ为代表的IM类业务量猛增。但是，由于IM类业务的固有特点，频繁的向网络发起业务申请，要求网络为其分配无线信道，而每次在为其分配的无线信道上却只发送接收非常低的业务流量，一方面占用大量的无线信道资源，造成其他业务接入困难或失败，严重影响价值用户、价值业务的体验，另一方面QQ占用了运营商40%以上的流量，却只带来极少的收入。在2G网络中，全网所有用户、所有时间段以及所有区域对QQ业务进行无线资源动态调控，抑制低价值业务对网络资源的占用。

3．4．1 业务流程

在GGSN上配置针对QQ优化的预定义规则。用户从2G激活时，PCRF下发QQ优化预定义规则给GGSN，GGSN开启QQ业务识别及打标记功能。当用户使用QQ业务时，在GTP-U扩展字段中打标记并传递给无线。业务流程如下：

（1）用户接入2G数据网络；

（2）GGSN向PCRF请求策略；

（3）PCRF下发QQ优化的预定义规则；

（4）GGSN识别出数据分组的业务类型，将业务类型标识在数据分组GTP_U中，发送给SGSN；

（5） SGSN将GGSN发来的GTP_U中QQ标识取出，封装到BSSGP头，然后将报文传给BSC；

（6）解析数据分组头BSSGP的业务标识，识别出数据流业务类型，针对特定的业务类型进行无线侧信令面和业务面的优化。

3．4．2 对现有网络设备的需求

PCRF需要配置“QQ优化” 策略。GGSN需要配置QQ优化预定义规则、支持识别QQ优化扩展GTP-U分组头打标签。SGSN支持识别QQ优化扩展GTP-U分组头打标签。BSC支持基于扩展的QQ标志进行QQ业务信道优化。对经营分析系统和BOSS没有要求。

3.5 高星级客户感知提升

全时段提升重点用户的上网优先级，使其上网体验相对于普通用户有所提升，但并不向用户收费。技术原理为支撑系统将重点用户，如五星级客户、重要集团客户的速率提升策略签约传递至PCRF，PCRF对这些用户全时段提升网络调度优先级。通过差异化服务，为不同等级、不同付费能力的用户提供不同的体验，从而提高高价值用户的满意度，获取更多的收益。

3．5．1 业务流程

在TD-SCDMA下，普通用户的ARP为Normal（3），高优先级用户的ARP为HIGH（1）。在4G下，普通用户的QCI为9，高优先级用户的QCI为8。业务流程如图5所示。

3．5．2 对现有网络设备的需求

经营分析系统根据筛选标准筛选出高优先级用户。BOSS将高优先级用户和普通用户开户到PCRF，修改高优先级用户的用户等级为金牌用户，并签约”高优先级”策略。PCRF需要配置“高优先级” 策略。GGSN/SAE GW、SGSN/MME需要支持向无线侧传递ARP（3G）参数和QCI（4G）参数。Node B/eNode B需要根据ARP或QCI进行调度。对短信网关没有要求。

4 结束语

随着网络流量呈现爆炸式增长，无限的用户需求和有限的网络资源之间的矛盾促使运营商必须建设更加“智能”的网络，提升流量价值。从目前来看，运营商已深刻认识到流量经营的重要性，但部署流量管控仍面临三方面挑战。挑战一：缺乏能够统一协调前后端各部门、从全局负责流量管控的组织和机制；挑战二：缺乏从海量现网数据采集、分析、识别流量管控策略应用场景的方法和工具；挑战三：缺乏科学有效的评估管控效果以及对策略进行优化调整的方法和机制。因此，PCC的策略部署仍需要不断的研究并在现网部署实践，以更多的条件和维度组合，来实现网络的精细化运营。

图5 高星级客户感知提升业务流程

[1] 王计艳， 邱钧， 吴倩， 等． 构建PCC闭环体系实现网络智能管控[M]． 北京：人民邮电出版社，2013：395-399．

[2] 张美璟，王应明，李灵慧． 基于PCC 架构的数据业务管控策略研究[J]． 福州大学学报(自然科学版)，2014，42(2)：231-241．

[3] 郭雅如． PCC策略部署与应用研究[J]． 电信工程技术与标准化，2013(4)：6-10．

[4] 张建明，孙怀明． PCC架构下业务流量管控应用场景及策略研究[J]． 移动通信，2013(14)：83-87．

Application of PCC control strategy

JIAO Jin-tao, YANG Bo, XU Bi-zhou, YANG Chun-lai
(JiLin Jlu Communication Design Institute Co., Ltd., Changchun 130012, China)

The rapid development of mobile internet and internet of things have changed people’s behavior and habits greatly. At the same time, a lot of new emerging terminals and applications leave heavy burden on the network traff c, but the work of current PCC control strategy was not ideal. This paper introduces the conf guration principle of business control strategy and part of the business process of PCC strategy, makes analysis on existing equipment requirements, and gives suggestions on PCC deployment.

PCC; PCRF; deployment scenarios; control strategy

TN915

A

1008-5599（2014）11-0051-06

2014-09-02