面向智能管道的PCC闭环系统部署方案研究

卜忠贵，卫涛，王计燕，沈蕾

（中国移动通信集团设计院有限公司， 北京 100080）

面向智能管道的PCC闭环系统部署方案研究

卜忠贵，卫涛，王计燕，沈蕾

（中国移动通信集团设计院有限公司， 北京 100080）

近年来，随着移动互联网的高速发展，移动数据流量迅猛增长。为保障和提升数据流量价值，移动通信网络部署了PCC网络，但有效的策略管控机制仍未形成。为推进PCC规模部署，提出了PCC闭环体系的概念，对如何构建数据业务智能管道，实现网络智能管控的具体方案进行研究，同时提供可在现有网络中部署的数据业务管控策略。

PCC；智能管道；闭环管控；智能策略中心

1 背景

移动数据业务迅猛增长在带来业务增长的同时，也对2G话音业务造成较大冲击，影响话音用户体验，同时还带来了少部分用户占用大量带宽、永远在线类应用占用大量无线资源、业务网络投诉增加、增量不增收等一系列问题。

结合现网PCC能力规模部署与发展演进情况，本文将梳理各类控制策略场景与端到端控制策略自动化流程，建立PCC闭环系统的完整体系框架。

2 PCC闭环系统网络架构

2.1 PCC系统总体框架

有效的PCC管理需要全面、准确、及时地获取分析网络状态和用户数据，结合市场策略因地制宜地生成多种管控策略，实施效果可实时或准实时地反应到现网数据变化，并进一步调整管控策略，实现有效的闭环控制。以上均需要网络使用者清楚了解网络运行状态和运行数据，即需实现“网络可视化”。同时，PCC的策略生成、执行和效果反馈需基于PCC闭环系统实现。PCC闭环系统分为网络状态采集模块、智能策略中心模块、智能策略配置模块、策略执行模块和管控效果评估模块5个功能模块，具体功能如下。

（1）网络状态采集模块：主要负责网络数据的采集，提供与各采集数据源系统间的接口，根据采集的数据类型、数据粒度等形成PCC策略数据采集模板，并将采集的数据上传至智能策略中心模块。

（2）智能策略中心模块：主要负责对网络采集模块输入的数据进行数据挖掘，根据分析结果生成事件报告并进行评估，将满足条件的事件按照事件上报模板传递至智能策略配置模块。

（3）智能策略配置模块：对应核心网的PCRF网元，主要负责关联用户、位置、接入类型等信息判断策略制定条件，根据判断结果按需生成管控策略并下发至策略执行模块。

（4）智能策略执行模块：对应核心网、数据承载网、无线接入网等基础网络，负责根据“智能策略配置模块”下发的管控策略，通过门控、限速、QoS控制和无线资源动态调控等方式对用户执行管控。同时智能策略执行模块还具备在用户使用业务时将用户、位置、接入类型等信息上报至智能策略配置模块的能力。

（5）管控效果评估模块：主要负责该评估体系从网络资源、产品收入和用户体验3个维度入手，定义具体、可量化的评估指标，根据网络状态采集模块获取的现网数据充分验证PCC管控策略下发前后的效果，并根据实施效果及时调整管控能力。

以上5个功能模块形成如图1的PCC闭环体系架构，以市场经营策略为驱动力，业务支撑系统为策略生成基点，闭环运行。

2.2 各模块功能及接口说明

2.2.1 网络状态采集模块

（1）模块功能

网络状态采集模块包括现网已有的各类网管网优、信令监测、经营分析等数据源系统和各数据源汇聚设备共同组成，实现与各数据源系统开放接口，实现对网络数据的采集。通过对采集数据进行数据清洗、去重、分析等，为PCC智能策略中心提供分析支撑。其功能要求有以下3点：

1) 实现精细化的采集，从源头上保证数据准确性、全面性和及时性，同时保证不影响现有网络的稳定和安全。

2) 实现网络数据采集集中统一的配置管理，统一的采集策略管理和数据的可靠共享。

3) 实现灵活精准的数据订阅和分发，避免重复采集，保证数据一致性；并实现采集平台对外接口统一管理。

（2）接口需求

1) 输入接口：按照数据采集模板的需求，从各数据源系统获取PCC管控策略所需的数据。

2) 输出接口：将采集数据进行数据清洗、去重、分析后，上传至智能策略中心模块。

2.2.2 智能策略中心模块

（1）模块功能

智能策略中心模块对应于各省公司支撑系统建设的数据业务智能策略中心（IPC）等流量经营分析类网元，主要功能包括如下几个方面：

1) 策略统一视图：及时监控了解网络状态信息和策略情况。

2) 策略设计和推广支持：提供策略模板定义能力和中文界面，支持策略模板省集中定义、地市公司参数更新的省市二级运营流程。为PCC策略运营和推广提供统一的平台，支持策略安全无故障开展，提升策略需求响应速度。

3) 策略自动化：支持智能策略中心模块通过标准的接口，从网络状态采集模块获取信息（包括无线网络忙闲状况、用户业务使用情况和业务分布情况等），进行PCC策略的自动化、精细化生成和分发。

（2）接口需求

图1 PCC闭环体系架构

IPC智能策略中心模块接口需求与其功能密切相关，具体如下：

1) 策略管理接口：策略增、删、改、查需要通过各自厂商开发IPC-Agent功能实现；

2) 网络状态采集接口：从网络状态模块获取外围系统的信息；

3) 智能策略控制接口：智能策略中心与PCRF完成信息的交互；

4) 营销接口：与市场营销平台、短信系统对接，将智能策略中心分析结果完成营销的投放。

2.2.3 智能策略配置模块

（1）模块功能

智能策略配置模块包含策略控制决策和基于流计费控制的功能，对应于PCC系统中的PCRF功能节点，负责向策略执行模块提供关于业务数据流检测、门控、基于QoS和基于流计费（除信用控制外）的网络控制功能。智能策略配置模块的策略规则中应至少支持策略规则类型、策略条件、业务类型、执行控制动作、策略优先级等，具体如下：

1) 策略规则类型描述了策略的部署类型，包括承载和会话级规则、预定义PCC规则、预定义PCC规则组、动态PCC规则；

2) 策略条件是指触发该策略执行的场景和条件；

3) 业务类型是指该策略所应用于哪种业务类型；

4) 执行控制动作是指该策略生效时所执行的控制动作；

5) 策略优先级描述了策略的执行优先级，当多个策略条件同时满足时，应优先选择执行高优先级的控制策略。

（2）接口需求

1) 输入接口：智能策略中心模块与智能策略配置模块（包括第三方AF）间的接口。智能策略中心模块的分析结果通过两者间的接口输入至智能策略配置模块，作为智能策略配置模块策略的参数输入。

2) 输出接口：智能策略配置模块通过Gx接口将策略信息发送给策略执行模块，由策略执行模块负责策略执行。

2.2.4 策略执行模块

（1）模块功能

策略执行模块通过监测业务信息，匹配智能策略配置模块下发的策略管控要求，通过限速、门控、QoS和无线动态资源管控等方式对用户实行管控。

策略执行模块对应于无线通信网络中的负责承载数据流量业务的基础网络设备，包括核心网分组域网元、无线接入网和数据承载网。

（2）接口需求

1) 输入接口：策略执行模块由核心网分组域设备接收智能策略配置模块下发的管控策略，通过GGSN/ PCEF与PCRF间的Gx接口进行信息交互。与基础网络间的接口，如核心网与无线接入网、数据承载网间的策略参数传递通过现有接口实现，具体如下：

核心网—2G无线网：Gb接口（SGSN-BSC/PCU）；

核心网—3G无线网：Iu-PS接口（SGSN-RNC）；

核心网—4G无线网：S1接口（MME-eNode B）；

核心网—数据承载网：Gi接口（GGSN-CMNet）、SGi接口（SAEGW-CMNet）。

2）输出接口：策略执行模块需要向网络状态采集模块反馈网络运行状态和数据，网络状态信息反馈通过以下两种方式完成：

设备网元通过网管接口向网管等系统上报网络运行数据信息；

DPI、信令监测系统通过旁路、镜像、分光的方式采集各接口链路数据信息。

2.2.5 管控效果评估反馈模块

PCC管控效果评估反馈模块基于现网已部署的策略及统计数据，在现网验证策略实施效果，对现网业务和网络进行再次分析，进而完成PCC策略效果评估，并将评估结果再次对PCC策略进行优化，是构建PCC闭环体系的重要组成部分之一。

管控效果评估反馈模块通常作为经分系统功能的一部分，分析评估网络状态采集信息，评价管控效果，为执行和修订策略提供依据。

3 网络智能管控部署方案

3.1 现网PCC主要管控策略需求

结合移动互联网的业务发展情况，PCC管控策略实施情况和实际需求，对现阶段移动网络PCC主要管控策略需求主要有以下几种。

（1）基于累计流量进行控制，可以解决少量用户占用大量带宽的问题。管控场景主要包括包月套餐的流量上限控制、漫入高流量用户带宽控制。

（2）基于用户类别进行控制，可以提高高端用户的用户体验。管控场景主要包括基于接入类型的QoS带宽控制、热点区域的PDP QoS带宽控制、区分忙闲时的PDP QoS带宽控制。

（3）对于忙闲时、热点区域、接入类型进行控制，可以限制无效的数据流量、确保带宽有效利用。管控场景主要包括基于用户级别的优先级控制、基于用户级别的策略组合控制（结合忙闲时、热点区域、或P2P业务控制）。

（4）基于业务类型进行控制，可以对自有业务和非自有业务发展不均衡的问题提供帮助，同时提高部分重点客户的感知。管控场景主要包括基于手机视频、手机支付等自有业务的优先级控制、基于P2P视频和下载类低价值业务的管控、基于P2P视频和下载类业务的策略组合控制（累积使用量、忙闲时、热点区域）。

（5）基于用户上网的业务提醒、推荐、差异化服务控制，可以针对用户上网流量、网络类型、业务类型进行信息推送服务，提升用户感知，释放网络资源、提高自主业务渗透率。管控场景主要包括MiFi重定向流量提醒、流量套餐个性化提醒与推荐、WLAN热点短信提醒、自营业务推荐等。

3.2 现阶段PCC策略制定数据模板

3.2.1 PCC策略模板制作及应用流程

本节以“基于热点小区的QQ_IM小分组业务控制策略”为例，结合这一典型PCC策略场景管控流程，给出PCC策略参数模板的制作实例和在全业务流程里的使用方法。典型的PCC管控联动系统和管控流程如图2所示。

图2中，Gn监测系统对应网络状态采集模块、流量经营分析系统对应智能策略中心模块、PCRF/SPR对应策略配置模块、GGSN/PCEF/SGSN/BSC/ RNC/BTS/eNode B对应策略执行模块，各模块闭环组成PCC闭环系统。基于PCC闭环系统的策略生成、制定和执行流程如下：

（1） 事件定义

市场策略：基于热点小区的QQ_IM小分组业务启用无线资源动态调控。

事件定义（定义热点小区模型）： 明确需要关注的KPI指标以及选取标准； 定义KPI指标阀值，事件定义指标如表1所示。

（2） 数据统计——60 min采集每天上报

制定事件量化标准

公式：无线利用率=（话务量+PDCH信道数）/ TCH信道数/0.75

数据业务资源占比=PDCH使用数/TCH信道数；

图2 基于热点小区的QQ_IM小包业务PCC管控流程示意

表1 事件定义指标

每PDCH承载流量=总流量/PDCH使用数 ；

EDGE下行速率（基础数据）；

半速率比例（基础数据）；

标准公式匹配数据类型；

标准公式数据类型与系统数据库中数据类型匹配；

按照事件定义条件进行统计如表2所示。

表2 事件定义条件统计指标

（3） 事件发现

根据统计结果生成事件报告。

热点小区满足条件（输入条件）：无线利用率＞100%；PDCH使用数/TCH信道数＞40%；每PDCH承载流量＜3 MB；EDGE下行速率＞80 kbit/s；半速率比例＞15%。

输出热点小区统计结果：（输出结果）热点小区所在BSC 编号；热点小区编号； 发现热点小区时间。

（4） 事件预测

根据相同条件下历史情况对事件进行预测。结合小区过去4周的相同时间点的指标数据与最近一周的指标数据趋势进行预测。前4周该小区在该时间段均满足热点小区定义，推测第5周该小区在该时间段也为热点小区。也可引入统计学算法（如移动平均法、指数平滑法、线性回归法），探索提高预测模型的准确度。

（5） 事件上报

确定事件上报数据模型，将满足条件的预测事件生成策略上报至PCRF。包括事件上报数据模型、热点小区所在BSC编号、热点小区编号、发现热点小区时间（即忙时）。

（6） 策略制定

PCRF根据综合数据分析系统上报事件制定管控策略、关联管控用户信息（全部用户）、确定策略生成时间、确定管控策略（第5周忙时该热点小区全部用户在激活PDP时执行无线资源动态调控）。

（7） 策略下发

检测到管控用户激活PDP满足管控条件时下发管控策略、判断用户是否满足管控条件、根据判断下发管控策略。

（8） 策略执行

PCEF按照策略要求对用户进行无线资源动态调控、用户位置信息上报、执行无线资源动态调控。

（9） 效果评估

针对管控前后的受控指标进行评估，如无线KPI指标。无线利用率下降，半速率比例下降，PDCH承载数据量改善；小区内下载速率提升，话务量增长，无明显投诉。

进行评估效果分析。受控指标无变化或变化不大，则提示PCC管控无效或者效果不明显；受控指标变化过大，则提示PCC管控力度过大。根据受控指标变化情况进行分析，改进或生成新管控策略。PCC管控无效或者效果不明显，增加管控强度或者调整管控手段；PCC管控力度过大，降低管控强度。

3.2.2 典型策略数据模板制作参考

按照PCC管控维度分类，现阶段各PCC管控策略所需的数据类型和参数参见表3。

表3 PCC管控策略所需的数据类型和参数表

4 小结

本文提出了完整的PCC闭环体系架构，并对闭环系统中的各功能模块功能和模块间接口做出了明确定义，重点对其中的智能策略中心模块进行了深入研究。

[1] 中国移动通信有限公司. 中国移动PCRF-SPR设备规范[Z]. 2013.

[2] 中国移动通信有限公司. 移动数据流量经营指导意见[Z]，2012.

Intelligent pipeline-oriented research of PCC closed-loop system deployment solutions

BU Zhong-gui, WEI Tao, WANG Ji-yan, SHEN Lei
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

In recent years, with the rapid development of mobile internet, the mobile data traffi c is growing rapidly. To protect and enhance the value of data traffi c, mobile communication network deployed PCC network. However, effective strategy control mechanism has not yet formed. To promote the PCC scale deployments, this paper presented the concept of PCC closed-loop system, researches how to build the intelligence data pipeline and achieve specifi c program of network intelligence control, provided control strategies that can be deployed in existing networks.

PCC; intelligent pipeline; closed-loop control; IPC

TN915

A

1008-5599（2015）03-0034-06

2014-06-19