PCC原理及应用简介

PCC原理及应用简介

甄振微

中国移动通信集团河北有限公司网管中心河北省石家庄市050035

摘要：本文分析了移动数据业务面临的新客户和新挑战，并针对此问题提出了解决这些问题的关键技术，介绍了策略控制和计费（PolicyControlandCharging，PCC）网络架构及管控手段，最后展示了PCC管控效果。

关键词：PCC；差异化管控

一、概述

随着移动互联网技术的发展，移动数据业务的用户越来越多，流量越来越大，也出现了很多新课题和新挑战。比如数据业务流量各网络分布不均衡，网络分流不足，数据业务价值差异明显，但资源效率与效益失衡，因此如何保障VIP客户的用户体验，控制例如QQ、微信等小流量的及时消息业务长时间占用无线资源，在数据业务流量的不断冲击下，实现差异化、精细化管控和网络运营，策略性进行数据业务资源配置，让大流量的高价值用户得到有效保障，P2P等低价值业务的到有效管控成为当下运营商迫切需要解决的问题。因此通信网络中引入3GPP中的PCC即策略控制和计费（PolicyControlandCharging，PCC）成为用来解决这些问题的关键。

二、PCC的网络架构及管控手段简介

PCC全称PolicyandchargingControl，该架构是3GPPR7提出的分组域业务的承载管理和控制架构，R8在R7的基础上增强了对LTE/CDMA/WLAN等多种接入类型、漫游、PCRF寻址增强等功能点，R9主要进行完善工作，R10提出了“PolicyPlane”的概念，并开展DPI业务检测上报、SPR标准化、基于业务选网等增强功能研。

2.1PCC技术原理简介

PCC网络架构区分大脑层和感知层，主要由策略及计费功能单元PCRF、用户签约数据库SPR、策略及计费执行单元PCEF和应用功能AF等组成，具体如下图所示：

其中大脑层实现策略的管理和执行动作的下发，主要由PCRF和SPR组成。

PCRF（PolicyandChargingRuleFunction）负责策略控制决策和基于流计费控制等功能。根据用户签约信息、业务信息或用户状态信息等输入进行决策，生成控制策略.

SPR（SubscriptionProfileRepository）负责存储用户及签约相关等信息。

感知执行层用于完成用户信息获取和端到端的QoS、流控、重定向等执行手段。

PCEF（PolicyandChargingEnforcementFunction）位于网关（如SAEGW/GGSN），具备业务深度识别能力（DPI），负责业务数据流的检测、策略执行和基于流的计费等，并将协商后的QoS信息传递给SGSN及无线侧，以便无线侧按照下发的QoS参数进行无线资源的调度和管理。从而从无线、核心网共同进行端到端的承载资源管理。

AF（ApplicationFunction）位于业务平台，负责与PCRF通信、交互动态会话等信息。

整个PCC控制技术的业务实现流程为：PCEF深度解析DPI业务报文，并通过Gx接口上报给PCRF；PCRF和SPR协同完成策略控制规则的匹配，匹配成功则由PCRF下发控制规则给PCEF；在执行过程中PCEF可以通过GTP-U+BSSGP协议透传给无线以完成端到端的全程控制；如果匹配不成功则无条件放行报文，业务流程和原来处理流程相同。

2.2管控手段

基于PCC可优化网络资源的特性，部署了PCC的网络能够提供基于业务的差异化控制能力，优化资源分配，使热点区域流量公平使用，从而使最大化应用网络资源。

•基于业务类：运营商可区分自有业务和非自有业务，或者类似即时通信应用如QQ、微信等，数据包小、流量小、用户多的P2P业务，小包的频繁发送与接收会占用大量的无线资源，大大降低网络数据信道的利用效率，对网络的信令有大冲击。引入PCC后，可以在核心网侧识别小数据包应用，并将业务标志传递给PCRF，PCRF和SPR系统合作根据当下的策略配置为不同的业务分配不同的策略，并将协商后的QoS策略参数传递给无线侧，无线侧识别业务标志和QoS，实施特定的资源优化策略。

•套餐流量差异化管控：数据业务套餐间流量使用不均匀，少部分用户消耗大部分流量，部分包月不限流量用户对资源的使用严重影响其他用户的业务体验。基于PCC的差异化策略控制，可以有效限制低价值用户大量占用网络带宽，保障高价值用户网络体验，以此来限制恶意用户对网络资源的过度使用，提升其他用户的网络感知。

•用户：基于用户的签约属性，可定义用户分级分类，实现区分高低端用户数据业务服务，通过对无线资源的调控，根据综合调度优先级进行，为不同用户级别、业务类型提供差异化服务，让高价值、高优先级的用户、业务得到保障，业务感受保持稳定或有所提升。

••位置和接入类型：随着流量资费的下降，智能终端的普及，P2P和流媒体类视频业务成为移动互联网新的业务增长点。这类应用用户数少，但单个用户流量大，整体流量占比大，特别是视频类业务占用网络资源较大，形成无线资源的局部拥塞，影响其他用户业务的体验。通过PCC实施策略制定，在忙时忙区，对使用流量进行累积，超过一定阈值时进行带宽管理，控制过度使用行为，释放资源给其他用户及业务使用，体现了资源受限情况下的合理、公平分配原则。

•时间：运营商可以根据用户的使用习惯、网络的忙闲情况等，在不同的时间段设置不同的策略，包括不同的QoS策略和计费策略的等，以达到网络优化的目的。比如20：00-22：00为网络流量的高峰期，大量视频、P2P下载类业务的使用影响了其他数据业务甚至语音业务的正常使用，运营商可以在这个时间段内降低视频、P2P下载类业务的带宽，在防止网络发生拥塞的同时，也使得网络资源利用率达到最大化，从而增加运营商的收入。

PCC技术特点首先，能够优化网络资源，使热点区域流量公平使用，能够使网络资源最大化应用。其次，能够提供差异化服务，有效支撑市场运营，包括基于用户等级的差异化、基于用户套餐的差异化、对自营业务的推荐与保障。

三、PCC管控效果

在实际技术应用场景中各运营商可通过PCC差异化管控，限制部分低价值用户对网络资源的随意占用，并在城市的一些高校区、中央商务区、集中住宅区、商业区等特殊场景下，针对不同的用户群体、业务特性以及现存的主要问题进行分析，根据不同维度、不同的场景，科学有效组合定制PCC控制策略。为不同级别的用户提供更优质的差异化网络服务，提高用户的粘滞度，避免高端用户流失。

参考文献：

[1]3GPPTS29.212version9.15.0Release9

[2]王文博等编著.《移动通信原理与应用》北京邮电大学出版社

[3]刘元安编著《未来移动通信系统概论》北京邮电大学出版社