面向智能管道的PCC閉環系統部署方案研究

卜忠貴，衛濤，王計燕，沈蕾

（中國移動通信集團設計院有限公司， 北京 100080）

面向智能管道的PCC閉環系統部署方案研究

卜忠貴，衛濤，王計燕，沈蕾

（中國移動通信集團設計院有限公司， 北京 100080）

近年來，隨著移動互聯網的高速發展，移動數據流量迅猛增長。為保障和提升數據流量價值，移動通信網絡部署了PCC網絡，但有效的策略管控機制仍未形成。為推進PCC規模部署，提出了PCC閉環體系的概念，對如何構建數據業務智能管道，實現網絡智能管控的具體方案進行研究，同時提供可在現有網絡中部署的數據業務管控策略。

PCC；智能管道；閉環管控；智能策略中心

1 背景

移動數據業務迅猛增長在帶來業務增長的同時，也對2G話音業務造成較大沖擊，影響話音用戶體驗，同時還帶來了少部分用戶占用大量帶寬、永遠在線類應用占用大量無線資源、業務網絡投訴增加、增量不增收等一系列問題。

結合現網PCC能力規模部署與發展演進情況，本文將梳理各類控制策略場景與端到端控制策略自動化流程，建立PCC閉環系統的完整體系框架。

2 PCC閉環系統網絡架構

2.1 PCC系統總體框架

有效的PCC管理需要全面、準確、及時地獲取分析網絡狀態和用戶數據，結合市場策略因地制宜地生成多種管控策略，實施效果可實時或準實時地反應到現網數據變化，并進一步調整管控策略，實現有效的閉環控制。以上均需要網絡使用者清楚了解網絡運行狀態和運行數據，即需實現“網絡可視化”。同時，PCC的策略生成、執行和效果反饋需基于PCC閉環系統實現。PCC閉環系統分為網絡狀態采集模塊、智能策略中心模塊、智能策略配置模塊、策略執行模塊和管控效果評估模塊5個功能模塊，具體功能如下。

（1）網絡狀態采集模塊：主要負責網絡數據的采集，提供與各采集數據源系統間的接口，根據采集的數據類型、數據粒度等形成PCC策略數據采集模板，并將采集的數據上傳至智能策略中心模塊。

（2）智能策略中心模塊：主要負責對網絡采集模塊輸入的數據進行數據挖掘，根據分析結果生成事件報告并進行評估，將滿足條件的事件按照事件上報模板傳遞至智能策略配置模塊。

（3）智能策略配置模塊：對應核心網的PCRF網元，主要負責關聯用戶、位置、接入類型等信息判斷策略制定條件，根據判斷結果按需生成管控策略并下發至策略執行模塊。

（4）智能策略執行模塊：對應核心網、數據承載網、無線接入網等基礎網絡，負責根據“智能策略配置模塊”下發的管控策略，通過門控、限速、QoS控制和無線資源動態調控等方式對用戶執行管控。同時智能策略執行模塊還具備在用戶使用業務時將用戶、位置、接入類型等信息上報至智能策略配置模塊的能力。

（5）管控效果評估模塊：主要負責該評估體系從網絡資源、產品收入和用戶體驗3個維度入手，定義具體、可量化的評估指標，根據網絡狀態采集模塊獲取的現網數據充分驗證PCC管控策略下發前后的效果，并根據實施效果及時調整管控能力。

以上5個功能模塊形成如圖1的PCC閉環體系架構，以市場經營策略為驅動力，業務支撐系統為策略生成基點，閉環運行。

2.2 各模塊功能及接口說明

2.2.1 網絡狀態采集模塊

（1）模塊功能

網絡狀態采集模塊包括現網已有的各類網管網優、信令監測、經營分析等數據源系統和各數據源匯聚設備共同組成，實現與各數據源系統開放接口，實現對網絡數據的采集。通過對采集數據進行數據清洗、去重、分析等，為PCC智能策略中心提供分析支撐。其功能要求有以下3點：

1) 實現精細化的采集，從源頭上保證數據準確性、全面性和及時性，同時保證不影響現有網絡的穩定和安全。

2) 實現網絡數據采集集中統一的配置管理，統一的采集策略管理和數據的可靠共享。

3) 實現靈活精準的數據訂閱和分發，避免重復采集，保證數據一致性；并實現采集平臺對外接口統一管理。

（2）接口需求

1) 輸入接口：按照數據采集模板的需求，從各數據源系統獲取PCC管控策略所需的數據。

2) 輸出接口：將采集數據進行數據清洗、去重、分析后，上傳至智能策略中心模塊。

2.2.2 智能策略中心模塊

（1）模塊功能

智能策略中心模塊對應于各省公司支撐系統建設的數據業務智能策略中心（IPC）等流量經營分析類網元，主要功能包括如下幾個方面：

1) 策略統一視圖：及時監控了解網絡狀態信息和策略情況。

2) 策略設計和推廣支持：提供策略模板定義能力和中文界面，支持策略模板省集中定義、地市公司參數更新的省市二級運營流程。為PCC策略運營和推廣提供統一的平臺，支持策略安全無故障開展，提升策略需求響應速度。

3) 策略自動化：支持智能策略中心模塊通過標準的接口，從網絡狀態采集模塊獲取信息（包括無線網絡忙閑狀況、用戶業務使用情況和業務分布情況等），進行PCC策略的自動化、精細化生成和分發。

（2）接口需求

圖1 PCC閉環體系架構

IPC智能策略中心模塊接口需求與其功能密切相關，具體如下：

1) 策略管理接口：策略增、刪、改、查需要通過各自廠商開發IPC-Agent功能實現；

2) 網絡狀態采集接口：從網絡狀態模塊獲取外圍系統的信息；

3) 智能策略控制接口：智能策略中心與PCRF完成信息的交互；

4) 營銷接口：與市場營銷平臺、短信系統對接，將智能策略中心分析結果完成營銷的投放。

2.2.3 智能策略配置模塊

（1）模塊功能

智能策略配置模塊包含策略控制決策和基于流計費控制的功能，對應于PCC系統中的PCRF功能節點，負責向策略執行模塊提供關于業務數據流檢測、門控、基于QoS和基于流計費（除信用控制外）的網絡控制功能。智能策略配置模塊的策略規則中應至少支持策略規則類型、策略條件、業務類型、執行控制動作、策略優先級等，具體如下：

1) 策略規則類型描述了策略的部署類型，包括承載和會話級規則、預定義PCC規則、預定義PCC規則組、動態PCC規則；

2) 策略條件是指觸發該策略執行的場景和條件；

3) 業務類型是指該策略所應用于哪種業務類型；

4) 執行控制動作是指該策略生效時所執行的控制動作；

5) 策略優先級描述了策略的執行優先級，當多個策略條件同時滿足時，應優先選擇執行高優先級的控制策略。

（2）接口需求

1) 輸入接口：智能策略中心模塊與智能策略配置模塊（包括第三方AF）間的接口。智能策略中心模塊的分析結果通過兩者間的接口輸入至智能策略配置模塊，作為智能策略配置模塊策略的參數輸入。

2) 輸出接口：智能策略配置模塊通過Gx接口將策略信息發送給策略執行模塊，由策略執行模塊負責策略執行。

2.2.4 策略執行模塊

（1）模塊功能

策略執行模塊通過監測業務信息，匹配智能策略配置模塊下發的策略管控要求，通過限速、門控、QoS和無線動態資源管控等方式對用戶實行管控。

策略執行模塊對應于無線通信網絡中的負責承載數據流量業務的基礎網絡設備，包括核心網分組域網元、無線接入網和數據承載網。

（2）接口需求

1) 輸入接口：策略執行模塊由核心網分組域設備接收智能策略配置模塊下發的管控策略，通過GGSN/ PCEF與PCRF間的Gx接口進行信息交互。與基礎網絡間的接口，如核心網與無線接入網、數據承載網間的策略參數傳遞通過現有接口實現，具體如下：

核心網—2G無線網：Gb接口（SGSN-BSC/PCU）；

核心網—3G無線網：Iu-PS接口（SGSN-RNC）；

核心網—4G無線網：S1接口（MME-eNode B）；

核心網—數據承載網：Gi接口（GGSN-CMNet）、SGi接口（SAEGW-CMNet）。

2）輸出接口：策略執行模塊需要向網絡狀態采集模塊反饋網絡運行狀態和數據，網絡狀態信息反饋通過以下兩種方式完成：

設備網元通過網管接口向網管等系統上報網絡運行數據信息；

DPI、信令監測系統通過旁路、鏡像、分光的方式采集各接口鏈路數據信息。

2.2.5 管控效果評估反饋模塊

PCC管控效果評估反饋模塊基于現網已部署的策略及統計數據，在現網驗證策略實施效果，對現網業務和網絡進行再次分析，進而完成PCC策略效果評估，并將評估結果再次對PCC策略進行優化，是構建PCC閉環體系的重要組成部分之一。

管控效果評估反饋模塊通常作為經分系統功能的一部分，分析評估網絡狀態采集信息，評價管控效果，為執行和修訂策略提供依據。

3 網絡智能管控部署方案

3.1 現網PCC主要管控策略需求

結合移動互聯網的業務發展情況，PCC管控策略實施情況和實際需求，對現階段移動網絡PCC主要管控策略需求主要有以下幾種。

（1）基于累計流量進行控制，可以解決少量用戶占用大量帶寬的問題。管控場景主要包括包月套餐的流量上限控制、漫入高流量用戶帶寬控制。

（2）基于用戶類別進行控制，可以提高高端用戶的用戶體驗。管控場景主要包括基于接入類型的QoS帶寬控制、熱點區域的PDP QoS帶寬控制、區分忙閑時的PDP QoS帶寬控制。

（3）對于忙閑時、熱點區域、接入類型進行控制，可以限制無效的數據流量、確保帶寬有效利用。管控場景主要包括基于用戶級別的優先級控制、基于用戶級別的策略組合控制（結合忙閑時、熱點區域、或P2P業務控制）。

（4）基于業務類型進行控制，可以對自有業務和非自有業務發展不均衡的問題提供幫助，同時提高部分重點客戶的感知。管控場景主要包括基于手機視頻、手機支付等自有業務的優先級控制、基于P2P視頻和下載類低價值業務的管控、基于P2P視頻和下載類業務的策略組合控制（累積使用量、忙閑時、熱點區域）。

（5）基于用戶上網的業務提醒、推薦、差異化服務控制，可以針對用戶上網流量、網絡類型、業務類型進行信息推送服務，提升用戶感知，釋放網絡資源、提高自主業務滲透率。管控場景主要包括MiFi重定向流量提醒、流量套餐個性化提醒與推薦、WLAN熱點短信提醒、自營業務推薦等。

3.2 現階段PCC策略制定數據模板

3.2.1 PCC策略模板制作及應用流程

本節以“基于熱點小區的QQ_IM小分組業務控制策略”為例，結合這一典型PCC策略場景管控流程，給出PCC策略參數模板的制作實例和在全業務流程里的使用方法。典型的PCC管控聯動系統和管控流程如圖2所示。

圖2中，Gn監測系統對應網絡狀態采集模塊、流量經營分析系統對應智能策略中心模塊、PCRF/SPR對應策略配置模塊、GGSN/PCEF/SGSN/BSC/ RNC/BTS/eNode B對應策略執行模塊，各模塊閉環組成PCC閉環系統。基于PCC閉環系統的策略生成、制定和執行流程如下：

（1） 事件定義

市場策略：基于熱點小區的QQ_IM小分組業務啟用無線資源動態調控。

事件定義（定義熱點小區模型）： 明確需要關注的KPI指標以及選取標準； 定義KPI指標閥值，事件定義指標如表1所示。

（2） 數據統計——60 min采集每天上報

制定事件量化標準

公式：無線利用率=（話務量+PDCH信道數）/ TCH信道數/0.75

數據業務資源占比=PDCH使用數/TCH信道數；

圖2 基于熱點小區的QQ_IM小包業務PCC管控流程示意

表1 事件定義指標

每PDCH承載流量=總流量/PDCH使用數 ；

EDGE下行速率（基礎數據）；

半速率比例（基礎數據）；

標準公式匹配數據類型；

標準公式數據類型與系統數據庫中數據類型匹配；

按照事件定義條件進行統計如表2所示。

表2 事件定義條件統計指標

（3） 事件發現

根據統計結果生成事件報告。

熱點小區滿足條件（輸入條件）：無線利用率＞100%；PDCH使用數/TCH信道數＞40%；每PDCH承載流量＜3 MB；EDGE下行速率＞80 kbit/s；半速率比例＞15%。

輸出熱點小區統計結果：（輸出結果）熱點小區所在BSC 編號；熱點小區編號； 發現熱點小區時間。

（4） 事件預測

根據相同條件下歷史情況對事件進行預測。結合小區過去4周的相同時間點的指標數據與最近一周的指標數據趨勢進行預測。前4周該小區在該時間段均滿足熱點小區定義，推測第5周該小區在該時間段也為熱點小區。也可引入統計學算法（如移動平均法、指數平滑法、線性回歸法），探索提高預測模型的準確度。

（5） 事件上報

確定事件上報數據模型，將滿足條件的預測事件生成策略上報至PCRF。包括事件上報數據模型、熱點小區所在BSC編號、熱點小區編號、發現熱點小區時間（即忙時）。

（6） 策略制定

PCRF根據綜合數據分析系統上報事件制定管控策略、關聯管控用戶信息（全部用戶）、確定策略生成時間、確定管控策略（第5周忙時該熱點小區全部用戶在激活PDP時執行無線資源動態調控）。

（7） 策略下發

檢測到管控用戶激活PDP滿足管控條件時下發管控策略、判斷用戶是否滿足管控條件、根據判斷下發管控策略。

（8） 策略執行

PCEF按照策略要求對用戶進行無線資源動態調控、用戶位置信息上報、執行無線資源動態調控。

（9） 效果評估

針對管控前后的受控指標進行評估，如無線KPI指標。無線利用率下降，半速率比例下降，PDCH承載數據量改善；小區內下載速率提升，話務量增長，無明顯投訴。

進行評估效果分析。受控指標無變化或變化不大，則提示PCC管控無效或者效果不明顯；受控指標變化過大，則提示PCC管控力度過大。根據受控指標變化情況進行分析，改進或生成新管控策略。PCC管控無效或者效果不明顯，增加管控強度或者調整管控手段；PCC管控力度過大，降低管控強度。

3.2.2 典型策略數據模板制作參考

按照PCC管控維度分類，現階段各PCC管控策略所需的數據類型和參數參見表3。

表3 PCC管控策略所需的數據類型和參數表

4 小結

本文提出了完整的PCC閉環體系架構，并對閉環系統中的各功能模塊功能和模塊間接口做出了明確定義，重點對其中的智能策略中心模塊進行了深入研究。

[1] 中國移動通信有限公司. 中國移動PCRF-SPR設備規范[Z]. 2013.

[2] 中國移動通信有限公司. 移動數據流量經營指導意見[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