异厂家4G PCRF向4/5G两融合PCF平滑演进的方法

黄继宁 郭红峰

（中国移动通信集团广东公司 广东省广州市 510623）

随着5G 网络的建设和5G 终端的普及，如何实现4G PCRF 向5G PCF 的平滑演进已经成为一个非常重要的研究课题，尤其是当4G 和5G 网元异厂家时，这个过程就更为复杂。因为厂家的签约数据和策略数据都是采用私有方式进行编译和调配，且存在一定量的个性化套餐和策略数据，所以异厂家间的数据迁移和割接替换工作相当复杂，现有技术和方法无法很好的保证准确率且工期长，难以支撑5G SA 业务的快速发展需求。

针对这个问题，本文重点研究了异厂家4G PCRF 向4/5G 两融合PCF 平滑演进的方法，包括UDR 策略签约数据的自动开通方法和并行割接替换方法，以及PCF 套餐规则数据的分类自动配置方法。上述方法的实施和应用，可在很大程度上确保数据格式转换的准确性和高效性，并可极大缩短异厂家PCRF 向PCF 数据迁移及割接替换的工程周期，全面助力运营商5G SA 业务的灵活、快速部署。

1 UDR自动开通方法

随着5G 终端的上市，陆续会有用户更换5G 终端，当4G 用户使用5G 终端从5G 网络接入时，如果UDR 中没有用户的策略签约数据，则PCF 无法基于用户签约作出正确决策；当4G 用户使用5G 终端从4G 网络接入时，MME 会按照终端能力选择到SMF，同样如果UDR 中没有用户的策略签约数据，PCF 也无法基于用户签约作出正确决策。因此，4G 用户使用5G 终端时，需要及时将4G策略签约数据升级为5G 策略签约数据。

目前，4G 用户策略签约数据升级为5G 的方法通常有以下三种：

（1）用户通过营业厅、网厅、掌厅等方式开通5G 用户策略签约数据。此方法要求用户主动去开通，同时也可能会存在用户没有使用5G 终端也开通5G 用户策略签约数据的情况，从而导致5G 网络资源得不到有效利用。

（2）给所有用户都默认开通5G 用户策略签约数据。此方法要求运营商在5G 建设初期就一次性建设所有用户容量的相关5G 设备（PCF 和UDR），这不仅增加了运营商初期资金投入，也会导致资源无法得到充分有效利用。同时此方法还要求从原有4G 设备中导出用户数据，再导入5G 设备，属于重大工程操作，工程周期长，操作窗口时间需要停止营帐受理，影响用户开通业务。

（3）通过IT 系统定期找出特定用户，给这些用户默认开通5G 用户策略签约数据。此方法虽能解决建设初期的容量问题，但需要增加“特定用户5G 开户运营系统”的开发和运维成本，并且对于那些不在特定用户列表中的用户，即使更换5G 终端，也不能使用5G 业务，所以此方法做不到精准和实时开通。

上述三种方法均不能较好解决4G 用户策略签约数据平滑升级为5G 的问题，对此本文创新性的提出了一种方法，即基于UDR自动开通流程，实现由终端能力触发的精准、实时开通5G 用户策略签约数据，且不会带来网络建设初期的容量问题。

该方法的原理及流程如图1 所示。

图1

该方法具体包括以下六个步骤：

第一步：PCF 向UDR 发送获取用户策略签约数据的请求。

第二步：UDR 查询不到用户策略签约数据，且该用户不在黑名单中，向帐单和定单支援系统（BOSS，Billing and Order Support System）发送通知消息。

第三步：BOSS 查询本地保存的用户策略签约数据或者从4G SPR 查询得到的用户策略签约数据。

第四步：BOSS 向UDR 发送用户策略数据的开户指令和签约策略数据的指令。

第五步：UDR 向PCF 发送通知消息，携带UDR 上的用户策略签约数据。

第六步：PCF 依据UDR 的用户策略签约数据进行策略控制。

该方法的实施和应用涉及如下三个模块，需要相应模块支持相关功能和流程，具体分析如下：

（1） PCF：

用于当用户上线时，从UDR 获取用户策略签约数据。

用于根据UDR 返回的用户策略签约数据进行策略控制。

用于收到UDR 返回的用户未知响应时，根据本地默认策略进行策略控制。

表1

表2

用于收到UDR 通知的最新的用户策略签约数据时，立即更新策略控制。

（2）UDR：

用于接收BOSS 发送的用户策略数据开户和订购指令，新增用户策略签约数据。

用于接收PCF 发送的读取用户策略签约数据请求，查询数据库，返回用户策略签约数据。

用于当用户策略签约数据在UDR 不存在时，检查该用户是否属于黑名单用户。如果该用户不是黑名单用户，则向BOSS 发送通知消息。

用于当用户策略数据开户成功后，向PCF 发送通知消息，携带UDR 上的用户策略签约数据。

用于接收BOSS 发送的增加黑名单用户的命令，新增黑名单用户。

用于接收BOSS 发送的删除黑名单用户的命令，删除黑名单用户。

（3）BOSS：

用于根据用户的需求，向UDR 发送用户策略数据的开户和订购指令。

用于当收到UDR 发送的通知消息时，查询4G SPR 或者本地数据库，向UDR 发送用户策略数据的开户和订购指令。

用于当某个用户属于黑名单用户时，向UDR 发送增加黑名单用户的命令，将该用户添加到UDR 黑名单列表中。

用于当某个用户不再属于黑名单用户时，向UDR 发送删除黑名单用户的命令，将该用户从UDR 黑名单列表中删除。

上文所提方法与现有技术相比，取得了PCF 及时获取用户策略签约数据的进步，达到了用户足不出户、不感知，不换卡、不换号、不登记，仅更换5G 终端，就可立即享受5G 业务的效果。同时相比于全量开通，节省了网络建设容量，压缩了工程建设周期；相比于前台开通，节省了业务推广和开通费用。其中的黑名单功能可防止非目标用户频繁触发自动开通流程，降低了网络性能消耗。该方法不仅可以有效解决运营商初期的建设容量问题，而且从客户感知和业务推广角度出发，通过终端能力触发的这一迁移流程，真正实现了精准和实时的5G 用户策略签约数据的自动开通，具有普遍的推广价值。

2 UDR并行割接替换方法

在5G 网络建设初期，可以采用UDR 自动开通方法实现由终端能力触发的5G 自动开通，完成4G 用户策略签约数据向5G 的精准、实时迁移。伴随着5G 网络建设进程的不断推进和5G 终端的进一步普及，在具备条件后，可以使用割接替换的方式实现4G 用户策略签约数据向5G 的一次性高效迁移。

如前文所述，因为厂家的用户策略签约数据都是采用私有方式进行编译和调配，不同的厂家策略签约数据的格式也是不同的，所以异厂家间的策略签约数据割接迁移相当复杂，且工期长。对此，本文提出了一种方法，即通过对异厂家用户策略签约数据进行预处理，制定准确、全面的转换原则，同时采用并行转换和导入的方法实现准确、高效的一次性割接替换。

该方法的原理及基本流程如下：

（1）获取异厂家4G 用户策略签约数据文件，进行初步分析。

（2）对异厂家4G 用户策略签约数据进行预处理，梳理出全量的签约字段及全部取值，确保数据转换工具能够覆盖全量字段及取值，同时根据签约的用户数进行排序，梳理出重点字段和重点取值，重点进行分析。

（3）结合BOSS 营帐接口规范，按照如下分类确定参数的映射规则：

1.用户属性签约信息，如：usrIdentifier、usrNotifyMSISDN、usrBillingType、usrGrade、usrStatus、usrBillCycleDate、operateTime；

2.业务策略信息，如：ServiceCode、ServiceStartDateTime、Service EndDateTime；

3.用户策略信息，如：usrSessionPolicyCode、SessionPolicyStart DateTime、SessionPolicyEndDateTime。

对每一类数据进行对比分析，确定异厂家间对应转换字段参数的映射规则，如：直接映射、根据“用户配额状态套餐映射关系”映射、根据“用户策略信息”映射、根据“业务策略信息”映射等，完成数据转换工具的开发与验证。

（4）对异厂家4G 用户策略签约数据文件进行复制和拆分，使用工具进行并行转换和导入，完成异厂家间4G 用户策略签约数据向5G 的一次性准确、高效割接迁移。

经测试验证，基于前文所述预处理方法所开发的数据转换工具，能够准确完成异厂家间用户策略签约数据的转换，转换前后用户数一致、参数一致。同时，采用并行割接替换方法，可以极大缩短数据转换和导入的时间，提升异厂家间割接替换的效率，良好的性能完全可以满足千万级用户策略签约数据的割接要求。

性能测试数据采集如表1。

由此可见，本文所提方法很好的解决了异厂家间用户策略签约数据割接迁移所面临的准确性和效率问题，基于数据预处理流程，进一步确保了数据转换的准确性和全面性，同时通过并行割接替换的方式，极大缩短了异厂家间数据转换时间和导入时间，提升了割接替换的效率，全面满足千万级用户策略签约数据割接的要求，实现了异厂家4G 用户策略签约数据向5G 的一次性准确、高效迁移。

3 PCF分类自动配置方法

异厂家4G PCRF 向5G PCF 的平滑演进，不仅包括UDR 策略签约数据的迁移，还包括PCF 套餐规则数据的迁移。只有同步完成PCF 上套餐规则的配置，才能准确基于UDR 上的用户策略签约数据下发对应的PCC 规则。

因为厂家的套餐规则数据也是采用私有方式进行编译和调配，同时会存在一定数量的个性化套餐和规则数据，所以异厂家间的套餐规则数据的割接迁移工作也相当复杂，工作量大，耗时长。对此本文提出了一种方法，即对异厂家套餐规则数据进行预处理，完成对全量套餐规则的分类，并根据每一类套餐规则的控制逻辑，使用工具分别进行自动化配置，从而最终完成PCF 上套餐规则的准确、高效配置。

该方法的原理及基本流程如下：

（1）获取异厂家4G 套餐规则数据文件，进行初步分析。

（2）对异厂家4G 套餐规则数据进行预处理，结合业务场景对套餐规则进行分类，如表2。

（3）分析梳理每一类套餐规则的控制逻辑，使用配置工具分类进行自动配置。

举例说明如下：

1. 限速不限量类（用户状态）：规则条件是用户状态usrStatus，输出动作是限速带宽。

2.QoS 控制类（4G 接入）：规则条件是接入类型RAT Type，输出动作是保障带宽。

3.短信类（位置）：规则条件是用户位置ECGI、NCGI、TA，输出动作是下发短信。

4.国际漫游类：规则条件是MCC、MNC，输出动作是会话带宽。

由此可见，每一类套餐都有其独立的控制逻辑，按照套餐分类完成策略控制逻辑的梳理，并生成分类的配置工具，这样就可以一类一类的快速完成套餐规则的配置，既准确又高效。以一个配置有300 个套餐及规则的PCRF 局为例，如果采用传统的逐条分析配置方法，预计耗时将接近一个月，但如果采用本文所提的PCF 分类自动配置方法，通过数据预处理分类并按大类进行工具自动配置，预计耗时仅一周。所以本文所提方法相比于现有技术和方式，极大缩短了PCF 套餐规则数据配置迁移的时间，全面满足5G SA 业务快速上线的要求，可提升用户体验。

4 研究结论

综上所述，针对异厂家4G PCRF 向4/5G 两融合PCF 平滑演进这个重要且复杂的课题，本文创新性的提出了UDR 自动开通和并行割接替换两种方法，用于解决用户策略签约数据由4G 向5G 平滑迁移的问题，前者主要用于5G 网络建设初期5G 终端尚未普及这一阶段，通过终端能力触发5G 自动开通，完成4G 用户策略签约数据向5G 的精准、实时迁移，后者主要用于5G 网络建设后期5G 终端基本普及这一阶段，通过割接替换的方式实现4G 用户策略签约数据向5G 的一次性高效迁移。同时本文还提出了PCF 分类自动配置方法，摒弃了现有的逐条分析配置模式，通过预处理分类，极大提高了PCF 套餐规则配置的准确性和效率，进一步缩短了4G PCRF 向5G PCF 迁移演进的周期，全面助力运营商5G SA 业务的灵活、快速部署。