移動網(wǎng)絡(luò)融合策略控制及計(jì)費(fèi)實(shí)現(xiàn)方案*

謝 攀 ，杜志濤 ，陳 斌 ，孫世臻

（1.聯(lián)通系統(tǒng)集成有限公司 北京100032；2.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司 北京 100140）

1 引言

3GPP在R5版本標(biāo)準(zhǔn)中提出了IMS，為未來的多媒體應(yīng)用提供了一個通用的業(yè)務(wù)平臺，是向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)體系演進(jìn)的重要一步。在3GPP R7版本中提出了穩(wěn)定的策略和計(jì)費(fèi)控制(policy and charging control，PCC)架構(gòu)，并在 R10版本中進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)。在固定網(wǎng)絡(luò)中也有類似的研究進(jìn)展，目前主要的研究包括BBF BPCF、TISPAN RACS、ITU-T RACF等。

隨著3G業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，移動數(shù)據(jù)流量增長迅猛，以中國移動為例，非話音收入占比已超過30%。簡單地為用戶提供無差別的數(shù)據(jù)通道并按使用量計(jì)費(fèi)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求。對于用戶來說，除了根據(jù)自己的實(shí)際需要選擇不同檔次的套餐以得到對應(yīng)的使用量外，高端個人用戶或集團(tuán)用戶還希望享有差異化的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、更加穩(wěn)定的通話質(zhì)量以及運(yùn)營商為其提供的差異化服務(wù)。對于運(yùn)營商來說，希望通過策略控制合理、有效地對其網(wǎng)絡(luò)資源（包括物理資源和邏輯資源）進(jìn)行調(diào)度和分配，以匹配其差異化服務(wù)的經(jīng)營策略，從而在資源有限的前提下使企業(yè)利益最大化，同時(shí)提升用戶滿意度。

國外運(yùn)營商在這方面已經(jīng)有一些有益的嘗試，如俄羅斯MegaFon推出了無限量上網(wǎng)套餐和基于時(shí)間免費(fèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)套餐，能夠依賴流量、時(shí)間限定用戶上網(wǎng)的速度；新加坡電信推出了基于用戶細(xì)分的QoS保證套餐，基于客戶特征 (如套餐類型、終端類型、累計(jì)使用量等)來設(shè)定用戶等級，在網(wǎng)絡(luò)擁塞的時(shí)候不同等級用戶速度不一樣，從而提升流量單位價(jià)值。

本文在分析PCC架構(gòu)及RACS架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)基于客戶資料的動態(tài)策略控制并進(jìn)行融合計(jì)費(fèi)的方案，能夠滿足3G業(yè)務(wù)發(fā)展的基本功能要求。通過對具體場景進(jìn)行的模擬分析，驗(yàn)證了新方案的應(yīng)用效果。

2 移動網(wǎng)絡(luò)動態(tài)策略控制對支撐側(cè)系統(tǒng)的要求

動態(tài)策略控制需要成為支撐側(cè)與網(wǎng)元側(cè)的策略及規(guī)則互動的橋梁，其負(fù)責(zé)溝通的內(nèi)容包括以下幾方面。

（1）基本客戶資料的互動

需要支撐側(cè)系統(tǒng)將客戶分級、產(chǎn)品類別等基本信息傳遞給網(wǎng)元設(shè)備。

未來需要提供更加細(xì)分、動態(tài)的一些客戶數(shù)據(jù)，如基于分析結(jié)果提供行為特征信息來細(xì)分視頻應(yīng)用較多的用戶、聊天類的用戶等。

（2）計(jì)費(fèi)賬務(wù)信息的觸發(fā)和融合計(jì)費(fèi)

計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能夠提供融合計(jì)費(fèi)能力。

當(dāng)用戶使用累計(jì)量或余額（無論在線或離線）達(dá)到閾值，觸發(fā)判斷并生成新的策略控制結(jié)果，由網(wǎng)元進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配。

3 現(xiàn)有解決方案及面臨的問題

為解決策略控制的問題，運(yùn)營商在IP網(wǎng)絡(luò)中引入資源接納控制技術(shù)，對資源進(jìn)行監(jiān)控和合理分配，目前在IMS域策略控制方面的研究主要包括3GPP的PCC架構(gòu)和TISPAN的RACS架構(gòu)。

（1）RACS 架構(gòu)

RACS包含SPDF、A-RACF等主要網(wǎng)元，向業(yè)務(wù)層提供基于策略的傳輸控制，主要完成策略控制、資源預(yù)留、接納控制、NAT穿越及門控等功能。RACS邏輯架構(gòu)如圖1所示。

（2）PCC 架構(gòu)

PCC包括PCRF、PCEF、AF和SPR等功能網(wǎng)元，是在3GPP R7中提出的一種實(shí)現(xiàn)資源接納控制功能的邏輯架構(gòu)，主要針對移動接入提供策略控制、門控和計(jì)費(fèi)控制等功能。PCC邏輯架構(gòu)如圖2所示。在OCS（online charging system）的R10規(guī)范中，已經(jīng)將PCC架構(gòu)下PCRF與OCS和OFCS的接口關(guān)系進(jìn)行邏輯定位，如圖3所示。

（3）存在的問題分析

目前的IMS尚處于研究試驗(yàn)階段，一步到位地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造尚存在較多問題。移動網(wǎng)絡(luò)側(cè)已可實(shí)現(xiàn)基于靜態(tài)客戶資料的策略管理，但PCRF設(shè)備一般不支持與BSS的接口，其QoS策略尚不能與BSS維護(hù)的用戶資料產(chǎn)生互動，因此還不能實(shí)現(xiàn)對不同用戶群的不同策略管理，如對3G套餐的A計(jì)劃和B計(jì)劃用戶進(jìn)行區(qū)別管理，更無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)的基于用戶使用情況的策略管理。

另外，BSS側(cè)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)目前多為兩套系統(tǒng)，分別為支持離線和在線計(jì)費(fèi)，且分省建設(shè)，難以滿足策略控制的要求，從而為PCRF與BSS的對接帶來較大障礙，使之落地時(shí)困難重重。

4 融合業(yè)務(wù)策略控制及計(jì)費(fèi)實(shí)現(xiàn)方案

在融合計(jì)費(fèi)系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套全新的系統(tǒng)方案來解決PCRF與BSS的互動問題，并提供了針對融合業(yè)務(wù)的策略控制和計(jì)費(fèi)解決方案，如圖4所示。

4.1 融合策略控制及計(jì)費(fèi)方案

本方案存在以下要點(diǎn)。

（1）新建服務(wù)策略控制系統(tǒng)

服務(wù)策略控制（PMC）系統(tǒng)是智能網(wǎng)解決方案的大腦，向其他業(yè)務(wù)單元分發(fā)策略并總體調(diào)度。

·與CRM系統(tǒng)互動，依據(jù)客戶資料及訂購關(guān)系生成用戶的控制策略。

·與融合計(jì)費(fèi)系統(tǒng)互動，實(shí)現(xiàn)基于用戶使用累積量及消費(fèi)累積量的動態(tài)策略控制。

（2）新建融合計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

·余額管理子系統(tǒng)：與PMC以DCC協(xié)議進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)策略控制系統(tǒng)的反向互動，依據(jù)用戶使用累積量及消費(fèi)累積量等信息，觸發(fā)計(jì)費(fèi)控制策略的更新。

·融合計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)：以一套融合計(jì)費(fèi)引擎完成對在線和離線話單的計(jì)費(fèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與GGSN的Gy和Gz接口。

·改造CRM系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)基于不同產(chǎn)品類別及用戶訂購關(guān)系的客戶資料傳遞，用于基本控制策略的制定。3GPP的接口實(shí)現(xiàn)情況見表1。

4.2 系統(tǒng)間接口說明

系統(tǒng)間接口見表1。

4.3 主要流程及應(yīng)用效果分析

本方案可以適用于多種應(yīng)用場景，以下通過某產(chǎn)品的支撐流程來說明方案的應(yīng)用效果。

某本地運(yùn)營商推出的流量充值產(chǎn)品內(nèi)容描述為：所有手機(jī)用戶可使用3G數(shù)據(jù)流量充值業(yè)務(wù)，對于2G用戶來說，通過流量充值可以即時(shí)激活3G網(wǎng)絡(luò)并體驗(yàn)3G手機(jī)高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)，直至充值卡流量耗盡轉(zhuǎn)回2G網(wǎng)絡(luò)。

對于2G預(yù)付費(fèi)手機(jī)用戶，兩種框架下的實(shí)現(xiàn)方案如下。

表1 系統(tǒng)間接口

（1）基于現(xiàn)有系統(tǒng)框架實(shí)現(xiàn)該需求

現(xiàn)有框架下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程如圖5所示。由于沒有PMC，GGSN對于用戶的資源預(yù)留和接納控制須等待聯(lián)機(jī)指令生效。按照業(yè)務(wù)規(guī)定，用戶充值流量用盡時(shí)須由3G網(wǎng)絡(luò)切換成2G網(wǎng)絡(luò)，其造成的時(shí)延可能為幾分鐘甚至數(shù)十分鐘。此期間用戶網(wǎng)絡(luò)屬性仍為3G用戶，而用戶屬性已經(jīng)切換回2G，可能會產(chǎn)生較大流量，并由2G的較高資費(fèi)產(chǎn)生高額話費(fèi)，從而引發(fā)投訴。只能采用提前提醒用戶充值或小心使用的辦法減緩此風(fēng)險(xiǎn)。

（2）采用融合策略控制及計(jì)費(fèi)框架實(shí)現(xiàn)該需求

融合框架下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程如圖6所示。

當(dāng)用戶充值流量用盡時(shí)，融合計(jì)費(fèi)根據(jù)計(jì)費(fèi)規(guī)則在線通知PMC，并由PMC與GGSN通過Gx接口進(jìn)行在線交互，將用戶當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬從3G切換回2G，待由HLR發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)切換完成后，用戶網(wǎng)絡(luò)屬性切換回2G用戶。

對于2G后付費(fèi)手機(jī)用戶，兩種框架下的實(shí)現(xiàn)方案差異更大：基于現(xiàn)有系統(tǒng)框架，用戶網(wǎng)絡(luò)屬性切換的延時(shí)更大；在融合策略控制及計(jì)費(fèi)框架下，可在用戶使用充值卡充入流量時(shí)將用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)屬性切換為在線用戶屬性，從而通過融合計(jì)費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對用戶3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的在線信控，其余業(yè)務(wù)仍為2G用戶屬性，業(yè)務(wù)使用不受影響；當(dāng)用戶充值流量用盡時(shí)，按照2G預(yù)付費(fèi)手機(jī)用戶處理流程實(shí)現(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)資源使用控制。

可以看到，在融合策略控制及計(jì)費(fèi)框架下，一方面，用戶不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)屬性可以根據(jù)需要進(jìn)行切換；另一方面，采用在線框架可將網(wǎng)絡(luò)的切換時(shí)延影響降到最

低，完全不影響用戶的使用感知及運(yùn)營商對于業(yè)務(wù)的信用控制。

5 結(jié)束語

本文探索了基于客戶資料的動態(tài)策略控制機(jī)制，并以融合計(jì)費(fèi)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，與擴(kuò)展的策略控制系統(tǒng)配合，驗(yàn)證了PCRF與BSS之間的接口，從而實(shí)現(xiàn)基于客戶資料的動態(tài)策略控制和融合計(jì)費(fèi)。

后續(xù)可在策略控制的基礎(chǔ)上，與網(wǎng)元側(cè)配合提供完整的內(nèi)容計(jì)費(fèi)能力，從而具備智能管道所需的關(guān)鍵功能部件，并為用戶上網(wǎng)行為分析等深度數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)輸入。

1 孫志飛，張琳，黃坤等.IMS策略與計(jì)費(fèi)控制的分析與設(shè)計(jì).中國新通信，2009(11)

2 朱浩，付國強(qiáng)，李娜.固定/移動融合網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一策略控制平臺研究.電信網(wǎng)技術(shù)，2010（8）

3 侯宏.流量經(jīng)營與電信運(yùn)營商的未來.http://vdisk.weibo.com/s/uyVD/1311990102，2011

4 馮傳奮，王少波，李愛嬌等.IMS域引入基于策略的QoS控制研究.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011(1)

5 3GPP TS 23.203.Technical Specification Group Services and System Aspects;Policy and Charging ControlArchitecture(Release 10)

6 3GPP TS 32.296.Charging Management;Online Charging System(OCS):Applications and interfaces

7 陳淑平，杜志濤，謝攀等.一種支撐融合業(yè)務(wù)信控的計(jì)費(fèi)框架研究.電信科學(xué)，2011(7)

8 宋杰，張敏.國際運(yùn)營商流量經(jīng)營模式變革研究.電信科學(xué)，2011(8)