異廠家4G PCRF向4/5G兩融合PCF平滑演進的方法

黃繼寧 郭紅峰

（中國移動通信集團廣東公司 廣東省廣州市 510623）

隨著5G 網(wǎng)絡的建設和5G 終端的普及，如何實現(xiàn)4G PCRF 向5G PCF 的平滑演進已經(jīng)成為一個非常重要的研究課題，尤其是當4G 和5G 網(wǎng)元異廠家時，這個過程就更為復雜。因為廠家的簽約數(shù)據(jù)和策略數(shù)據(jù)都是采用私有方式進行編譯和調配，且存在一定量的個性化套餐和策略數(shù)據(jù)，所以異廠家間的數(shù)據(jù)遷移和割接替換工作相當復雜，現(xiàn)有技術和方法無法很好的保證準確率且工期長，難以支撐5G SA 業(yè)務的快速發(fā)展需求。

針對這個問題，本文重點研究了異廠家4G PCRF 向4/5G 兩融合PCF 平滑演進的方法，包括UDR 策略簽約數(shù)據(jù)的自動開通方法和并行割接替換方法，以及PCF 套餐規(guī)則數(shù)據(jù)的分類自動配置方法。上述方法的實施和應用，可在很大程度上確保數(shù)據(jù)格式轉換的準確性和高效性，并可極大縮短異廠家PCRF 向PCF 數(shù)據(jù)遷移及割接替換的工程周期，全面助力運營商5G SA 業(yè)務的靈活、快速部署。

1 UDR自動開通方法

隨著5G 終端的上市，陸續(xù)會有用戶更換5G 終端，當4G 用戶使用5G 終端從5G 網(wǎng)絡接入時，如果UDR 中沒有用戶的策略簽約數(shù)據(jù)，則PCF 無法基于用戶簽約作出正確決策；當4G 用戶使用5G 終端從4G 網(wǎng)絡接入時，MME 會按照終端能力選擇到SMF，同樣如果UDR 中沒有用戶的策略簽約數(shù)據(jù)，PCF 也無法基于用戶簽約作出正確決策。因此，4G 用戶使用5G 終端時，需要及時將4G策略簽約數(shù)據(jù)升級為5G 策略簽約數(shù)據(jù)。

目前，4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)升級為5G 的方法通常有以下三種：

（1）用戶通過營業(yè)廳、網(wǎng)廳、掌廳等方式開通5G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)。此方法要求用戶主動去開通，同時也可能會存在用戶沒有使用5G 終端也開通5G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)的情況，從而導致5G 網(wǎng)絡資源得不到有效利用。

（2）給所有用戶都默認開通5G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)。此方法要求運營商在5G 建設初期就一次性建設所有用戶容量的相關5G 設備（PCF 和UDR），這不僅增加了運營商初期資金投入，也會導致資源無法得到充分有效利用。同時此方法還要求從原有4G 設備中導出用戶數(shù)據(jù)，再導入5G 設備，屬于重大工程操作，工程周期長，操作窗口時間需要停止營帳受理，影響用戶開通業(yè)務。

（3）通過IT 系統(tǒng)定期找出特定用戶，給這些用戶默認開通5G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)。此方法雖能解決建設初期的容量問題，但需要增加“特定用戶5G 開戶運營系統(tǒng)”的開發(fā)和運維成本，并且對于那些不在特定用戶列表中的用戶，即使更換5G 終端，也不能使用5G 業(yè)務，所以此方法做不到精準和實時開通。

上述三種方法均不能較好解決4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)平滑升級為5G 的問題，對此本文創(chuàng)新性的提出了一種方法，即基于UDR自動開通流程，實現(xiàn)由終端能力觸發(fā)的精準、實時開通5G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)，且不會帶來網(wǎng)絡建設初期的容量問題。

該方法的原理及流程如圖1 所示。

圖1

該方法具體包括以下六個步驟：

第一步：PCF 向UDR 發(fā)送獲取用戶策略簽約數(shù)據(jù)的請求。

第二步：UDR 查詢不到用戶策略簽約數(shù)據(jù)，且該用戶不在黑名單中，向帳單和定單支援系統(tǒng)（BOSS，Billing and Order Support System）發(fā)送通知消息。

第三步：BOSS 查詢本地保存的用戶策略簽約數(shù)據(jù)或者從4G SPR 查詢得到的用戶策略簽約數(shù)據(jù)。

第四步：BOSS 向UDR 發(fā)送用戶策略數(shù)據(jù)的開戶指令和簽約策略數(shù)據(jù)的指令。

第五步：UDR 向PCF 發(fā)送通知消息，攜帶UDR 上的用戶策略簽約數(shù)據(jù)。

第六步：PCF 依據(jù)UDR 的用戶策略簽約數(shù)據(jù)進行策略控制。

該方法的實施和應用涉及如下三個模塊，需要相應模塊支持相關功能和流程，具體分析如下：

（1） PCF：

用于當用戶上線時，從UDR 獲取用戶策略簽約數(shù)據(jù)。

用于根據(jù)UDR 返回的用戶策略簽約數(shù)據(jù)進行策略控制。

用于收到UDR 返回的用戶未知響應時，根據(jù)本地默認策略進行策略控制。

表1

表2

用于收到UDR 通知的最新的用戶策略簽約數(shù)據(jù)時，立即更新策略控制。

（2）UDR：

用于接收BOSS 發(fā)送的用戶策略數(shù)據(jù)開戶和訂購指令，新增用戶策略簽約數(shù)據(jù)。

用于接收PCF 發(fā)送的讀取用戶策略簽約數(shù)據(jù)請求，查詢數(shù)據(jù)庫，返回用戶策略簽約數(shù)據(jù)。

用于當用戶策略簽約數(shù)據(jù)在UDR 不存在時，檢查該用戶是否屬于黑名單用戶。如果該用戶不是黑名單用戶，則向BOSS 發(fā)送通知消息。

用于當用戶策略數(shù)據(jù)開戶成功后，向PCF 發(fā)送通知消息，攜帶UDR 上的用戶策略簽約數(shù)據(jù)。

用于接收BOSS 發(fā)送的增加黑名單用戶的命令，新增黑名單用戶。

用于接收BOSS 發(fā)送的刪除黑名單用戶的命令，刪除黑名單用戶。

（3）BOSS：

用于根據(jù)用戶的需求，向UDR 發(fā)送用戶策略數(shù)據(jù)的開戶和訂購指令。

用于當收到UDR 發(fā)送的通知消息時，查詢4G SPR 或者本地數(shù)據(jù)庫，向UDR 發(fā)送用戶策略數(shù)據(jù)的開戶和訂購指令。

用于當某個用戶屬于黑名單用戶時，向UDR 發(fā)送增加黑名單用戶的命令，將該用戶添加到UDR 黑名單列表中。

用于當某個用戶不再屬于黑名單用戶時，向UDR 發(fā)送刪除黑名單用戶的命令，將該用戶從UDR 黑名單列表中刪除。

上文所提方法與現(xiàn)有技術相比，取得了PCF 及時獲取用戶策略簽約數(shù)據(jù)的進步，達到了用戶足不出戶、不感知，不換卡、不換號、不登記，僅更換5G 終端，就可立即享受5G 業(yè)務的效果。同時相比于全量開通，節(jié)省了網(wǎng)絡建設容量，壓縮了工程建設周期；相比于前臺開通，節(jié)省了業(yè)務推廣和開通費用。其中的黑名單功能可防止非目標用戶頻繁觸發(fā)自動開通流程，降低了網(wǎng)絡性能消耗。該方法不僅可以有效解決運營商初期的建設容量問題，而且從客戶感知和業(yè)務推廣角度出發(fā)，通過終端能力觸發(fā)的這一遷移流程，真正實現(xiàn)了精準和實時的5G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)的自動開通，具有普遍的推廣價值。

2 UDR并行割接替換方法

在5G 網(wǎng)絡建設初期，可以采用UDR 自動開通方法實現(xiàn)由終端能力觸發(fā)的5G 自動開通，完成4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)向5G 的精準、實時遷移。伴隨著5G 網(wǎng)絡建設進程的不斷推進和5G 終端的進一步普及，在具備條件后，可以使用割接替換的方式實現(xiàn)4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)向5G 的一次性高效遷移。

如前文所述，因為廠家的用戶策略簽約數(shù)據(jù)都是采用私有方式進行編譯和調配，不同的廠家策略簽約數(shù)據(jù)的格式也是不同的，所以異廠家間的策略簽約數(shù)據(jù)割接遷移相當復雜，且工期長。對此，本文提出了一種方法，即通過對異廠家用戶策略簽約數(shù)據(jù)進行預處理，制定準確、全面的轉換原則，同時采用并行轉換和導入的方法實現(xiàn)準確、高效的一次性割接替換。

該方法的原理及基本流程如下：

（1）獲取異廠家4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)文件，進行初步分析。

（2）對異廠家4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)進行預處理，梳理出全量的簽約字段及全部取值，確保數(shù)據(jù)轉換工具能夠覆蓋全量字段及取值，同時根據(jù)簽約的用戶數(shù)進行排序，梳理出重點字段和重點取值，重點進行分析。

（3）結合BOSS 營帳接口規(guī)范，按照如下分類確定參數(shù)的映射規(guī)則：

1.用戶屬性簽約信息，如：usrIdentifier、usrNotifyMSISDN、usrBillingType、usrGrade、usrStatus、usrBillCycleDate、operateTime；

2.業(yè)務策略信息，如：ServiceCode、ServiceStartDateTime、Service EndDateTime；

3.用戶策略信息，如：usrSessionPolicyCode、SessionPolicyStart DateTime、SessionPolicyEndDateTime。

對每一類數(shù)據(jù)進行對比分析，確定異廠家間對應轉換字段參數(shù)的映射規(guī)則，如：直接映射、根據(jù)“用戶配額狀態(tài)套餐映射關系”映射、根據(jù)“用戶策略信息”映射、根據(jù)“業(yè)務策略信息”映射等，完成數(shù)據(jù)轉換工具的開發(fā)與驗證。

（4）對異廠家4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)文件進行復制和拆分，使用工具進行并行轉換和導入，完成異廠家間4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)向5G 的一次性準確、高效割接遷移。

經(jīng)測試驗證，基于前文所述預處理方法所開發(fā)的數(shù)據(jù)轉換工具，能夠準確完成異廠家間用戶策略簽約數(shù)據(jù)的轉換，轉換前后用戶數(shù)一致、參數(shù)一致。同時，采用并行割接替換方法，可以極大縮短數(shù)據(jù)轉換和導入的時間，提升異廠家間割接替換的效率，良好的性能完全可以滿足千萬級用戶策略簽約數(shù)據(jù)的割接要求。

性能測試數(shù)據(jù)采集如表1。

由此可見，本文所提方法很好的解決了異廠家間用戶策略簽約數(shù)據(jù)割接遷移所面臨的準確性和效率問題，基于數(shù)據(jù)預處理流程，進一步確保了數(shù)據(jù)轉換的準確性和全面性，同時通過并行割接替換的方式，極大縮短了異廠家間數(shù)據(jù)轉換時間和導入時間，提升了割接替換的效率，全面滿足千萬級用戶策略簽約數(shù)據(jù)割接的要求，實現(xiàn)了異廠家4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)向5G 的一次性準確、高效遷移。

3 PCF分類自動配置方法

異廠家4G PCRF 向5G PCF 的平滑演進，不僅包括UDR 策略簽約數(shù)據(jù)的遷移，還包括PCF 套餐規(guī)則數(shù)據(jù)的遷移。只有同步完成PCF 上套餐規(guī)則的配置，才能準確基于UDR 上的用戶策略簽約數(shù)據(jù)下發(fā)對應的PCC 規(guī)則。

因為廠家的套餐規(guī)則數(shù)據(jù)也是采用私有方式進行編譯和調配，同時會存在一定數(shù)量的個性化套餐和規(guī)則數(shù)據(jù)，所以異廠家間的套餐規(guī)則數(shù)據(jù)的割接遷移工作也相當復雜，工作量大，耗時長。對此本文提出了一種方法，即對異廠家套餐規(guī)則數(shù)據(jù)進行預處理，完成對全量套餐規(guī)則的分類，并根據(jù)每一類套餐規(guī)則的控制邏輯，使用工具分別進行自動化配置，從而最終完成PCF 上套餐規(guī)則的準確、高效配置。

該方法的原理及基本流程如下：

（1）獲取異廠家4G 套餐規(guī)則數(shù)據(jù)文件，進行初步分析。

（2）對異廠家4G 套餐規(guī)則數(shù)據(jù)進行預處理，結合業(yè)務場景對套餐規(guī)則進行分類，如表2。

（3）分析梳理每一類套餐規(guī)則的控制邏輯，使用配置工具分類進行自動配置。

舉例說明如下：

1. 限速不限量類（用戶狀態(tài)）：規(guī)則條件是用戶狀態(tài)usrStatus，輸出動作是限速帶寬。

2.QoS 控制類（4G 接入）：規(guī)則條件是接入類型RAT Type，輸出動作是保障帶寬。

3.短信類（位置）：規(guī)則條件是用戶位置ECGI、NCGI、TA，輸出動作是下發(fā)短信。

4.國際漫游類：規(guī)則條件是MCC、MNC，輸出動作是會話帶寬。

由此可見，每一類套餐都有其獨立的控制邏輯，按照套餐分類完成策略控制邏輯的梳理，并生成分類的配置工具，這樣就可以一類一類的快速完成套餐規(guī)則的配置，既準確又高效。以一個配置有300 個套餐及規(guī)則的PCRF 局為例，如果采用傳統(tǒng)的逐條分析配置方法，預計耗時將接近一個月，但如果采用本文所提的PCF 分類自動配置方法，通過數(shù)據(jù)預處理分類并按大類進行工具自動配置，預計耗時僅一周。所以本文所提方法相比于現(xiàn)有技術和方式，極大縮短了PCF 套餐規(guī)則數(shù)據(jù)配置遷移的時間，全面滿足5G SA 業(yè)務快速上線的要求，可提升用戶體驗。

4 研究結論

綜上所述，針對異廠家4G PCRF 向4/5G 兩融合PCF 平滑演進這個重要且復雜的課題，本文創(chuàng)新性的提出了UDR 自動開通和并行割接替換兩種方法，用于解決用戶策略簽約數(shù)據(jù)由4G 向5G 平滑遷移的問題，前者主要用于5G 網(wǎng)絡建設初期5G 終端尚未普及這一階段，通過終端能力觸發(fā)5G 自動開通，完成4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)向5G 的精準、實時遷移，后者主要用于5G 網(wǎng)絡建設后期5G 終端基本普及這一階段，通過割接替換的方式實現(xiàn)4G 用戶策略簽約數(shù)據(jù)向5G 的一次性高效遷移。同時本文還提出了PCF 分類自動配置方法，摒棄了現(xiàn)有的逐條分析配置模式，通過預處理分類，極大提高了PCF 套餐規(guī)則配置的準確性和效率，進一步縮短了4G PCRF 向5G PCF 遷移演進的周期，全面助力運營商5G SA 業(yè)務的靈活、快速部署。