面向中国联通业务的PCC策略优化研究

2020-10-20周新荣刘广红中讯邮电咨询设计院有限公司上海分公司上海0008中国联通江苏分公司江苏南京009

邮电设计技术 2020年9期

关键词：销户开户计费

周新荣，井华，刘广红（.中讯邮电咨询设计院有限公司上海分公司，上海 0008；.中国联通江苏分公司，江苏南京 009）

1 PCC的应用场景

随着网络的发展及管道智能化研究的不断深入，PCC出现了许多应用场景。

1.1 基于用户消费情况进行差异化的策略和计费控制

在移动通信网络中，VIP 客户作为运营商的重点发展对象，往往为运营商带来更多的利润。提高VIP客户的满意度吸引更多的客户一直是运营商关注的焦点。随着智能终端和数据卡的普及，大流量数据业务逐渐占用了过多的资源，导致网络出现过载现象。

如何提供差异化的用户等级服务，为VIP 客户提供更好的服务质量，成为目前网络需要重点解决的课题。这就要求PCRF 能够从业务支撑系统获取业务订购信息、相关的市场和业务策略，进而基于用户消费信息实现区分用户的策略控制，确保VIP 客户得到更好的服务带宽。

而为数据业务轻度使用客户提供差异化的低资费、低带宽服务，为国际漫游用户提供包天不限量的套餐业务，也同样成为运营商发力新增用户市场的有力手段。

1.2 开放运营商网络能力，与第三方业务提供商合作

进行增值业务推广及营销，提供资费相关的灵活的策略控制方案，为运营商带来更多收益，比如基于用户及位置信息定向推送业务广告，新业务免费体验；将特定业务包装成多种增值业务套餐，提供差异化资费套餐包；合作应用流量后向收费等。

1.3 基于PCC 架构对运营商自建业务、合作业务提供差异化控制

运营商业务网络一般分为自营业务和Internet 业务。对于自营网络，运营商可通过特色的业务吸引客户，并且可以从开展的业务中增加运营收入。而开放式的Internet业务种类繁多，对该类业务运营商只能提供承载通道不能从中获得收益。尤其是部分业务（例如P2P）占用了大量的无线带宽，导致网络过载，使运营商面临较大的扩容压力，增加了网络投资成本。

为了解决该问题，需要网络能够识别现网业务，对不同的业务进行差异化定价、执行不同的控制策略，重点发展为运营商带来收益的优质业务，限制P2P等低值业务对网络资源的占用。

1.4 PCC 作为VoLTE 业务实现中的基础网元，为VoLTE语音业务提供Qos保证

随着中国联通VoLTE 业务的正式商用，用户数不断增长，随之而来对PCC 的容量需求也在不断增加，同时，VoLTE 作为5G 业务初期语音的解决方案，对于PCC的需求必不可少。

因此，面向不断扩容的VoLTE 业务，需通过现网的优化，减少PCC扩容的需求，节省建设成本。

2 PCC的系统架构

PCC 架构工作在业务数据流级（Service data flow）上，提供策略控制、计费控制功能和服务数据流的事件报告功能。PCC逻辑架构如图1所示。

2.1 功能实体介绍

PCC 架构中主要包括PCEF、PCRF、AF、OCS、OFCS和SPR等功能实体。

2.1.1 策略和计费执行功能（PCEF——Policy and Charging Enforcement Function）

PCEF 包含业务数据流的检测、策略执行和基于流的计费功能。

这个功能实体位于网关，例如GPRS 的GGSN 网关。它提供业务数据流检测、用户面业务的处理、触发控制面会话的管理（需要IP-CAN 允许）、QoS处理和业务数据流的测量，还有在线计费和离线计费的交互。

图1 PCC逻辑架构

2.1.2 策略和计费控制功能（PCRF——Policy and Charging Rule Function）

PCRF 包含策略控制决策和基于流计费控制的功能，向PCEF提供关于服务数据流检测、门控、基于QoS和基于流计费（除信用控制外）的网络控制功能。

PCRF 决定业务数据流在PCEF 上如何处理，并保证在PCEF 上的用户面数据流的映射与处理按SPR 中的进行，根据获取的签约信息制定PCC策略。

PCRF 根据IP-CAN 具体的约束条件、运营商策略和SPR 数据为IP-CAN 会话产生允许的QCI 列表、相关的GBR和MBR限制。

2.1.3 用户属性存储器（SPR——Subscription Profile Repository）

用户属性存储逻辑实体包含与所有签约用户或签约相关的信息，PCRF 使用这些信息决定基于签约的策略和IP-CAN承载级PCC规则。

SPR 提供的签约信息包括（每一个PDN 的）：签约用户允许的业务；为每个允许的业务抢占优先级；签约用户允许的QoS 信息；签约用户业务的计费相关信息，如接入类型、位置信息和使用次数；签约用户的类型等。

2.2 接口说明

2.2.1 Gx接口

Gx 接口是PCEF 和PCRF 之间的接口，用于PCRF动态控制PCEF 中的PCC 行为，传递PCC 决策信令，支持如下功能。

a）发起和维护连接（IP-CAN会话）。

b）PCEF向PCRF请求PCC决策。

c）PCRF向PCEF提供PCC决策。

d）协商IP-CAN 承载建立模式（UE only，UE/NW）。

e）终止连接（IP-CAN会话）。

一个PCC 决策包括一个或多个PCC 规则和IPCAN属性值。

2.2.2 Gy接口

Gy 接口是OCS 和PCEF 之间的接口，用于基于业务数据流计费时的在线信誉度控制。

3 PCC业务现状分析

中国联通从2016 年开始提供PCC 业务。以江苏省联通业务为例，目前现网开展的业务主要有3类。

第1类：不限流量套餐、冰激凌套餐等达量限速业务。

第2类：游戏加速业务，主要针对王者荣耀等游戏，提供速率保障。

第3类：VoLTE业务，提供语音QoS保证。

从全省的业务分析，目前第1 类不限量套餐业务基本已经不再推，主要是前期已经开通用户量。第2类游戏加速业务，用户很少。第3 类VoLTE 是目前的主要业务需求，根据中国联通市场发展策略，考虑满足全网支持VoLTE终端的4G、5G用户需求。

第1 类和第3 类业务是在用户开户时就占用了PCC容量，但有所区别。

第1 类业务目前对PCC 的占用容量还是比较高的，但从B侧实际了解的用户情况看，每个月会达量限速的用户比例并不高，只有20%左右，大部分用户并不会超流量，就不会触发限流这个机制，这部分用户占用的PCRF、PCEF 的容量就白白浪费了，因此这块是优化的重点。

第3类业务对PCC的占用随着VoLTE业务推广不断提升。VoLTE 业务对于PCC 的介入体现在2 个过程，一个是VoLTE 用户注册为VoLTE 信令建立IMS 默认承载时，另一个是VoLTE 用户呼叫为媒体建立专有承载时。对于VoLTE 终端用户，在注册过程就开始占用PCC，媒体会话也会占用PCC，因此VoLTE 业务对PCC的占用基本没什么可优化的空间。VoLTE流程如图2所示。

图2 VoLTE流程图

4 PCC优化的方案

针对超套限速业务的PCC策略优化分2种。

第1 种是新开户用户，新开户的用户暂不签约PCC，当用户流量使用达到80%，触发一个开户动作，会有一个延迟签约（未开户）的记录，后面流量使用达到100%时，会触发一个限速策略，然后会在PCRF 签约后加载策略（先开户后限速）。

第2种是老用户，先对老用户进行筛选过滤，排除含有QoS 加速策略的用户，然后对这些老用户进行销户，释放PCC 资源，老用户一旦流量达限，后续触发业务的流程与新用户相同。

4.1 解决用户销户后触发限速生效问题

当前PCC-License 系统对已经开户的用户进行销户以释放License，但在销户后次月用户手机流量使用达到100%时，需要用户终端重启、开飞行模式或切换到3G、2G 模式等方式才能限速生效。否则限速不生效。

为了解决该问题，通过集团PCC_Licesne 系统和江苏自动开通系统做接口对接，添加一个接口用于将限速开户的用户信息同步给江苏自动开通平台侧，由自动开通平台对HSS中用户PS域位置进行清理，强制用户下线，用户重新上线后就能限速生效。用户销户后触发限速生效流程系统图如图3所示。

图3 用户销户后触发限速生效流程系统图

具体的实现方式就是在原有流程开户上新加了对用户归属地的判断，如图4中红色部分，归属地为江苏，则将用户信息发给江苏。

详细的流程解析如下。

a）开户流程。

（a）CBSS发起用户签约到IOM。

图4 改造后开户和限速流程

（b）IOM将签约指令转发给PCC-License。

（c）PCC-License 根据内部逻辑处理，返回给IOM是否允许用户签约。

（d）IOM到PCRF上下发指令。

（e）PCRF返回执行结果给IOM。

（f）IOM把结果返回给CBSS。

（g）PCC-License 把用户信息同步给江苏自动开通系统。

b）超套限速流程。

（a）CBSS 感知用户流量使用超出套餐范围，发起限速到IOM。

（b）IOM将限速指令转发到PCC-License。

（c）PCC-License 根据用户签约状态回复给IOM，是否需要补签约。（d）IOM到PCRF上去执行指令。（e）PCRF把执行结果返回给IOM。（f）IOM将结果返回给CBSS。

4.2 PCC_License 系统和江苏自动开通系统同步信息方案

PCC-License 系统从IOM 接收到转发的用户限速请求后，从报文中解析判断用户是否为江苏省的用户，若是江苏省的用户则将该用户信息同步给江苏自动开通系统，现有以下2种同步方式。

方式1：实时同步，直接将用户信息通过接口（如：http+json）发给江苏提供的接口。

方式2：将用户信息记录到一个文件中，用户达到一定数量时，通过ftp 的方式传输。PCC-License 系统将限速的用户信息记录到文件中，放到指定的ftp目录下，江苏系统定时来指定的目录下提取数据。

建议采用方式1，通过实时同步接口传送信息。

5 PCC优化后结果

2020 年5 月7 日—8 日，江苏联通对未达量限速用户进行了清理，成功清理冰激凌用户270 万户，PCRF会话数由567万下降到441万。图5所示的是PCRF开户用户数变化情况。图6 所示的是PCRF 在线会话数变化情况。

从优化的结果看效果还是比较明显的，设备占用的资源显著下降。PCRF 开户容量下降的270万，可以给VoLTE 业务使用，节省VoLTE 投资222万元。PCRF在线会话下降126 万，可理解为PCEF 下降126 万，同样可以给VoLTE业务使用，节省VoLTE投资139万元。共计节省投资361万元。