PCC策略部署与应用研究

郭雅如

（中国移动通信集团天津有限公司，天津 300021）

1 引言

随着移动互联网的发展和智能终端的普及，移动数据业务多样化带来移动数据流量的迅猛增长。数据流量的增长给移动网络资源带来巨大冲击，运营商面临着数据流量增长而收入负增长的严重不对称问题。因此，如何有效合理的经营移动数据业务成为运营商未来发展的关键。策略和计费控制（PCC，Policy and Charging Control）是在现有移动分组核心网上叠加的一套端到端策略控制架构，它的出现使运营商可以结合市场策略、网络能力、用户状态等多维度信息，通过差异化服务质量保证、流量控制、差异化计费等技术手段，实现移动网络资源有效、公平使用，数据流量的差异化、精细化经营，提高流量经营收益。

2 PCC策略应用研究

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。

2.1 针对即时消息类业务——QQ业务管控策略的研究

2.1.1 QQ业务特点分析

以某移动现网的业务类型分析为例，我们发现除Web浏览业务以外，以QQ业务为主的即时消息(IM)类业务是占绝对主流的业务，流量占比达到了8.78%，如图1所示。

图1 业务类型分布

再对现网业务量排名TOP3000的小区细化分析，发现QQ业务量最大的小区，QQ流量占比为84.72%，而且上述这些区域均存在不同程度的无线资源拥塞率上升的突出问题。QQ报文短小，发送频繁，现网BSC对用户报文不进行区分处理，导致了现网无线资源拥塞上升和效率下降。

2.1.2 QQ_IM管控方案及流程

QQ_IM优化，就是基于QQ业务的小流量特点，对分配的GPRS无线资源进行压缩，降低下行分配的PDCH数量，从而节省GPRS无线资源，提升无线资源的利用效率。综合无线利用率排名，PDCH占用数排名，QQ业务流量占比排名3个因素，我们将排名TOP3000的小区分为了商业中心，医院，居民区3个场景，实施了QQ_IM策略布控。图2为管控策略流程图。

图2 QQ_IM小分组业务无线资源优化流程图

2.1.3 QQ_IM策略管控效果分析

我们对TOP3000小区的网络指标进行了采集分析，发现实施区域的话音业务和数据业务指标均有改善。

（1）商业中心QQ_IM业务开启后，PDCH占用减少了0.82，无线利用率下降了0.46%，单PDCH承载效率提高了1.68 kbyte/s，掉话率则有0.02%的提升。高编码比例提升了4.03% 。

（2）相对于商业区，医院的无线利用率要高很多，因此效果也更加明显。QQ_IM业务开启后，无线利用率下降了11.15%；PDCH承载效率也提升了0.98 kbyte/s；高编码比例提升了6.37%，其它指标也有不同程度的提升。

（3）低层居民区的无线利用率也比较高，实施QQ_IM业务后无线利用率下降了11.90%，业务信道掉话次数也下降了4.53，话音信道掉话率降低了0.02%，QQ_IM业务开启后，高编码比例提升3.72%，而因为信道资源不足导致的下行TBF建立失败占比也从0.14%下降到0.04%。

从以上几个场景对比可见，小区拥塞越严重，开启QQ_IM业务后对无线网络的优化效果也就越明显。通过现网验证，利用PCC进行的QQ业务管控策略对网络资源有一定的优化效果，可在不进行网络扩容的情况下，提升网络质量，尤其对于即时消息类业务例如QQ业务，微信等流量较大的网络，可推广部署该策略。

2.2 针对资源消耗类业务——P2P业务管控策略的研究

2.2.1 P2P业务特点分析

P2P被称为“点对点”、“对等”技术，是一种网络新技术。它依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。P2P的业务特性会吞噬大量的网络带宽，影响正常浏览和上网业务、影响用户上网体验，严重时还会影响话音业务。如果说QQ_IM的管控是节约无线信道，那么P2P的管控可以节约网络带宽资源。通过PCRF下发P2P管控策略，当用户激活时，GGSN上配置针对该用户的P2P业务流控带宽。当用户进入忙时或者忙区，GGSN/PCEF对该用户启动P2P业务带宽管理，降低P2P的带宽速率，从而缓解网络资源紧张的状况，把资源分配给高价值用户使用。

以某移动现网为例，通过对现网业务量最大的TOP3000小区进行分析，发现其中有25个忙小区，其P2P业务占比例均大于15%，并针对以上小区进行P2P忙时热区管控策略布控。

2.2.2 P2P忙时热区管控方案及流程

P2P忙时热区管控方案及流程如图3所示。

2.2.3 P2P忙时热区策略管控效果分析

图3 热点小区忙时单用户P2P管控流程图

管控实施后，我们对25个忙小区无线网络指标的变化情况及P2P的流量情况做了详细的效果论证。

对于话音业务指标，无线利用率提升约5%，比较明显；掉话率提升1%，半速率比例提升0.26%。

数据业务指标中高编码比例提高1.21%，占用PDCH个数均提升0.82，其它指标也有不同程度的提升。

小区流量变化情况：选取部署前后两个周期，对比25个小区P2P策略监管部署前后晚忙时总体流量整体增长9.72%，但P2P总流量下降6.64%。25个小区中，14个小区的P2P流量出现下降，13个小区的P2P流量占比出现下降。

因只对忙时实施P2P限速，对于使用P2P业务的用户感知并不明显，为了保证业务实施的安全性，我们进行了管控时段内的普通业务测试，测试结果表明该策略对现网其它业务无影响。

图4 P2P管控策略部署区域流量变化情况

综合上述3点分析，我们可以得到一个结论，在P2P流量较高的小区实施忙时P2P流量的管控，可以降低小区的负载，优化网络指标，给使用其它业务的用户提供一个更好的感知环境。该策略适用于P2P流量超过15%且网络繁忙的小区进行部署。该策略可进一步推广，根据实际网络特征，对文件下载，流媒体类业务可同理进行管控。

2.3 网间业务分流策略研究

2.3.1 网络特点分析

目前手机终端业务量的承载主体仍然是GSM网络。由于受到可用频率资源和数据承载能力的制约，GSM网络在部分大城市的高业务密度区域已出现网络发展瓶颈。利用PCC系统可引导网间分流，发挥TD-SCDMA和WLAN网络对数据业务的分流作用，有效缓解GSM网络压力。

在某移动现网，通过对2G和TD-SCDMA的业务流量进行占比分析，发现现网2G流量占比非常高，达到89%，TD-SCDMA流量仅占11%。可考虑对2G业务进行引导，使其分流到TD-SCDMA、WLAN网络中。以下简单列举一例进行网间分流的PCC策略。

2.3.2 WLAN短信提醒策略研究

此方案仅针对网络中2G负载大，而且WLAN系统AP数量多，且使用率较低的问题。可以利用PCC系统，通过判断用户的接入位置，提醒用户当前位置有热点可以接入；引导用户使用Wi-Fi，提高Wi-Fi使用率，降低2G网络业务压力。

2.3.2.1 方案及流程

图5 WLAN短信提醒业务流程图

图6 医大二院WLAN流量分析

在某移动现网，我们选取了医科大学第二医院，天津大学和天邦购物中心等典型区域进行了该策略部署，经过一段时间观察，WLAN业务流量确有增长。部署后，在部署区域内收到短信的用户中，使用WLAN的用户数由7月同期的45个增长到75个，增幅达67%；使用WLAN的时长由720 h增长到1051h，增幅达46%；WLAN话单数由757个增长到1 333个，增幅达76%。图6为医大二院的WLAN流量增幅分析。

2.4 提高用户感知类策略——Mi-Fi数据卡重定向策略研究

2.4.1 业务特征及流程图

Mi-Fi数据卡是一种使用TD-SCDMA网络转换为Wi-Fi信号的数据卡。即为了满足客户对无线上网的需求，拉动客户更好的使用TD-SCDMA网络，针对Mi-Fi业务专属的手机号码，将其锁定在TD-SCDMA网络下，只能在TD-SCDMA网络注册成功发起并完成TD-SCDMA网络下数据通信请求。例如某地现网进行了Mi-Fi流量套餐包策略的尝试，为提高用户感知，我们利用PCC系统设计了Mi-Fi重定向流量提醒白名单方案，用于实现Mi-Fi用户流量监控，阈值提醒功能。图7是PCC实现用户流量提醒方案示意图。

该方案需要在PCRF中预置提醒规则，Mi-Fi用户上线后，通过GGSN上报流量，PCRF进行流量累计，当达到阈值时触发页面重定向。

2.4.2 白名单方案原理

2.4.2.1 重定向原理

我们利用GGSN的HTTP DPI特性，在GGSN中设置白名单。当PCRF指定GGSN进行重定向时，GGSN对白名单列表中的URL进行重定向，因为是通过名单列表针对性重定向，从而避免了非浏览器HTTP Get请求消耗一周一次重定向过程的情况，保证重定向的成功率。且由于用户只要浏览白名单列表中的任一个URL就可以，因此理论上白名单列表规模越大，用户重定向的成功率越高。

2.4.2.2 白名单方案成功率分析

由于白名单方案是URL针对性的重定向，用户每周重定向提醒的成功率实际上就是用户浏览白名单列表的命中率，再进一步就是白名单列表相对于众多网站的覆盖率。假设白名单包含一些知名网站URL的列表，如10086、百度、Google、Sina等，只要用户一周中任一天浏览这些网站之一即实现重定向。而用户每天浏览网站的概率为P，那么根据统计学原理，实际上用户一周内都不浏览白名单的概率应为(1-P)7：

图7 MIFI数据卡流量提醒策略功能示意图

用户重定向成功率等于一周内浏览白名单URL的概率。

(1-P)7<10%即P>28%（用户单天访问白名单的概率）

那么由以上计算得出，只要用户访问白名单网站的概率为28%以上，即可保证不低于90%的重定向成功率。

我们以目前Alexa的Internet统计， Alexa数据源列表中包含知名网站156个，二级域名1 422个，单日用户点击量可占80%；而UC和QQ浏览器推荐网站合并后包括URL 114个。两个白名单列表共计1536个URL，可以通过GGSN的URL通配特性进行进一步压缩。配置上述两个列表，根据统计单日浏览命中率可以达到61%，远大于28%，同时周命中率可以高达99.86%。

此方案已在某市利用PCRF与现网GGSN6测试部署，重定向效果良好。可辅助市场部门的Mi-Fi终端营销，间接提高用户感知，同时减少用户到营业厅及客服查询的次数，降低后端运营成本。

3 结论

随着分组业务的不断增加，网络资源将会越来越紧缺。精细化运营，合理利用网络资源具有重要的意义。从全球趋势看来，当前大部分运营商都在加快PCC部署，例如荷兰KPN及法电集团已部署VoIP业务管控，德国telefonica开展了具有本地特色的家庭流量套餐部署等。PCC架构使得运营商能够对网络资源进行监控、合理分配，并有效控制网络的服务能力，便于提高用户业务体验。本文通过对现网特征的分析及PCC策略的部署效果展示，我们可以看到，PCC可以有效优化和平衡移动网络。目前现网也在尝试根据市场业务的特点，利用PCC定制不同的策略，例如对飞信，手机邮箱等高价值业务赋予高QoS保障，对自有视频业务进行自主推荐等，实现对业务的策略经营。从目前来看，虽然运营商已深刻认识到流量经营的重要性，但对流量经营的商业模式尚在探索，如何利用PCC进一步优化网络，调控网络的服务能力，成为运营商面临的新挑战。在这一过程中，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。

[1] 3GPP TS23.203(7c0). Policy and charging control architecture[S].

[2] 3GPP TS29.212(7a0) Policy and charging control over Gx reference point[S].

[3] 3GPP TS29.214(790) Policy and charging control over Rx reference point[S].