PCC策略部署与应用研究

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本文摘自《电信工程技术与标准化》2013年04期。作者：郭雅如 作者单位：中国移动通信集团天津有限公司

1 引言

随着移动互联网的发展和智能终端的普及，移动数据业务多样化带来移动数据流量的迅猛增长。数据流量的增长给移动网络资源带来巨大冲击，运营商面临着数据流量增长而收入负增长的严重不对称问题。因此，如何有效合理的经营移动数据业务成为运营商未来发展的关键。策略和计费控制（ PCC， Policy and ChargingControl）是在现有移动分组核心网上叠加的一套端到端策略控制架构，它的出现使运营商可以结合市场策略、网络能力、用户状态等多维度信息，通过差异化服务质量保证、流量控制、差异化计费等技术手段，实现移动网络资源有效、公平使用，数据流量的差异化、精细化经营，提高流量经营收益。

2 PCC策略应用研究

PCC系统可以提供多种灵活的区分业务、区分接入类型、区分用户等级、基于时间、基于累积使用流量、基于位置等单一条件和多维度组合条件的网络资源管控策略和用户差异化计费，差异化 QoS策略。本文仅针对网络中具有代表性的几种典型策略做探讨和分析。

2.1 针对即时消息类业务 —QQ业务管控策略的研究

2.1.1 QQ业务特点分析

以某移动现网的业务类型分析为例，我们发现除Web浏览业务以外，以 QQ业务为主的即时消息 (IM)类业务是占绝对主流的业务，流量占比达到了 8.78%，如图 1所示。

再对现网业务量排名 TOP3000的小区细化分析，发现 QQ业务量最大的小区， QQ流量占比为 84.72%，而且上述这些区域均存在不同程度的无线资源拥塞率上升的突出问题。 QQ报文短小，发送频繁，现网 BSC对用户报文不进行区分处理，导致了现网无线资源拥塞上升和效率下降。

2.1.2 QQ_IM管控方案及流程

QQ_IM优化，就是基于 QQ业务的小流量特点，对分配的 GPRS无线资源进行压缩，降低下行分配的PDCH数量，从而节省 GPRS无线资源，提升无线资源的利用效率。综合无线利用率排名，PDCH占用数排名，QQ业务流量占比排名 3个因素，我们将排名 TOP3000的小区分为了商业中心，医院，居民区 3个场景，实施了 QQ_IM策略布控。图 2为管控策略流程图。

2.1.3 QQ_IM策略管控效果分析

我们对 TOP3000小区的网络指标进行了采集分析，发现实施区域的话音业务和数据业务指标均有改善。

（ 1）商业中心 QQ_IM业务开启后， PDCH占用减少了 0.82，无线利用率下降了 0.46%，单 PDCH承载效率提高了 1.68 kbyte/s，掉话率则有 0.02%的提升。高编码比例提升了 4.03%。

（ 2）相对于商业区，医院的无线利用率要高很多，因此效果也更加明显。QQ_IM业务开启后，无线利用率下降了 11.15%；PDCH承载效率也提升了 0.98 kbyte/s；高编码比例提升了6.37%，其它指标也有不同程度的提升。

（ 3）低层居民区的无线利用率也比较高，实施 QQ_IM业务后无线利用率下降了 11.90%，业务信道掉话次数也下降了 4.53，话音信道掉话率降低了 0.02%， QQ_IM业务开启后，高编码比例提升 3.72%，而因为信道资源不足导致的下行 TBF建立失败占比也从 0.14%下降到 0.04%。

从以上几个场景对比可见，小区拥塞越严重，开启QQ_IM业务后对无线网络的优化效果也就越明显。通过现网验证，利用 PCC进行的 QQ业务管控策略对网络资源有一定的优化效果，可在不进行网络扩容的情况下，提升网络质量，尤其对于即时消息类业务例如 QQ业务，微信等流量较大的网络，可推广部署该策略。

2.2针对资源消耗类业务 ——P2P业务管控策略的研究

2.2.1 P2P业务特点分析

P2P被称为 “点对点 ”、“对等 ”技术，是一种网络新技术。它依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。 P2P的业务特性会吞噬大量的网络带宽，影响正常浏览和上网业务、影响用户上网体验，严重时还会影响话音业务。如果说 QQ_IM的管控是节约无线信道，那么 P2P的管控可以节约网络带宽资源。通过 PCRF下发 P2P管控策略，当用户激活时， GGSN上配置针对该用户的 P2P业务流控带宽。当用户进入忙时或者忙区，GGSN/PCEF对该用户启动 P2P业务带宽管理，降低P2P的带宽速率，从而缓解网络资源紧张的状况，把资源分配给高价值用户使用。

以某移动现网为例，通过对现网业务量最大的TOP3000小区进行分析，发现其中有 25个忙小区，其P2P业务占比例均大于 15%，并针对以上小区进行 P2P忙时热区管控策略布控。

2.2.2 P2P忙时热区管控方案及流程

P2P忙时热区管控方案及流程如图 3所示。

2.2.3 P2P忙时热区策略管控效果分析

管控实施后，我们对 25个忙小区无线网络指标的变化情况及 P2P的流量情况做了详细的效果论证。

对于话音业务指标，无线利用率提升约 5%，比较明显；掉话率提升 1%，半速率比例提升 0.26%。数据业务指标中高编码比例提高 1.21%，占用PDCH个数均提升 0.82，其它指标也有不同程度的提升。

小区流量变化情况：选取部署前后两个周期，对比25个小区 P2P策略监管部署前后晚忙时总体流量整体增长 9.72%，但 P2P总流量下降 6.64%。 25个小区中，14个小区的 P2P流量出现下降， 13个小区的 P2P流量占比出现下降。

因只对忙时实施 P2P限速，对于使用 P2P业务的用户感知并不明显，为了保证业务实施的安全性，我们进行了管控时段内的普通业务测试，测试结果表明该策略对现网其它业务无影响。

综合上述 3点分析，我们可以得到一个结论，在 P2P流量较高的小区实施忙时 P2P流量的管控，可以降低小区的负载，优化网络指标，给使用其它业务的用户提供一个更好的感知环境。该策略适用于 P2P流量超过 15%且网络繁忙的小区进行部署。该策略可进一步推广，根据实际网络特征，对文件下载，流媒体类业务可同理进行管控。

2.3 网间业务分流策略研究

2.3.1 网络特点分析

目前手机终端业务量的承载主体仍然是 GSM网络。由于受到可用频率资源和数据承载能力的制约， GSM网络在部分大城市的高业务密度区域已出现网络发展瓶颈。利用 PCC系统可引导网间分流，发挥 TD-SCDMA和 WLAN网络对数据业务的分流作用，有效缓解 GSM网络压力。

在某移动现网，通过对 2G和 TD-SCDMA的业务流量进行占比分析，发现现网 2G流量占比非常高，达到 89%， TD-SCDMA流量仅占 11%。可考虑对 2G业务进行引导，使其分流到 TD-SCDMA、 WLAN网络中。以下简单列举一例进行网间分流的 PCC策略。

2.3.2 WLAN短信提醒策略研究

此方案仅针对网络中 2G负载大，而且 WLAN系统 AP数量多，且使用率较低的问题。可以利用 PCC系统，通过判断用户的接入位置，提醒用户当前位置有热点可以接入；引导用户使用 Wi-Fi，提高 Wi-Fi使用率，降低 2G网络业务压力。

2.3.2.1 方案及流程

在某移动现网，我们选取了医科大学第二医院，天津大学和天邦购物中心等典型区域进行了该策略部署，经过一段时间观察，WLAN业务流量确有增长。部署后，在部署区域内收到短信的用户中，使用MWLAN的用户数由 7月同期的 45个增长到 75个，增幅达 67%；使用 WLAN的时长由 720 h增长到 1051h，增幅达 46%； WLAN话单数由 757个增长到 1 333个，增幅达 76%。图 6为医大二院的 WLAN流量增幅分析。

2.4 提高用户感知类策略 ——Mi-Fi数据卡重定向策略研究

2.4.1 业务特征及流程图

Mi-Fi数据卡是一种使用 TD-SCDMA网络转换为 Wi-Fi信号的数据卡。即为了满足客户对无线上网的需求，拉动客户更好的使用 TD-SCDMA网络，针对Mi-Fi业务专属的手机号码，将其锁定在 TD-SCDMA网络下，只能在 TD-SCDMA网络注册成功发起并完成 TD-SCDMA网络下数据通信请求。例如某地现网进行了 Mi-Fi流量套餐包策略的尝试，为提高用户感知，我们利用 PCC系统设计了 Mi-Fi重定向流量提醒白名单方案，用于实现 Mi-Fi用户流量监控，阈值提醒功能。图 7是 PCC实现用户流量提醒方案示意图。

该方案需要在 PCRF中预置提醒规则， Mi-Fi用户上线后，通过 GGSN上报流量，PCRF进行流量累计，当达到阈值时触发页面重定向。

2.4.2 白名单方案原理

2.4.2.1 重定向原理

我们利用 GGSN的 HTTP DPI特性，在 GGSN中设置白名单。当 PCRF指定 GGSN进行重定向时， GGSN对白名单列表中的 URL进行重定向，因为是通过名单列表针对性重定向，从而避免了非浏览器 HTTP Get请求消耗一周一次重定向过程的情况，保证重定向的成功率。且由于用户只要浏览白名单列表中的任一个URL就可以，因此理论上白名单列表规模越大，用户重定向的成功率越高。

2.4.2.2 白名单方案成功率分析

由于白名单方案是 URL针对性的重定向，用户每周重定向提醒的成功率实际上就是用户浏览白名单列表的命中率，再进一步就是白名单列表相对于众多网站的覆盖率。假设白名单包含一些知名网站 URL的列表，如 10086、百度、 Google、 Sina等，只要用户一周中任一天浏览这些网站之一即实现重定向。而用户每天浏览网站的概率为 P ，那么根据统计学原理，实际上用户一周内都不浏览白名单的概率应为 (1-P )7 ：

用户重定向成功率等于一周内浏览白名单 URL 的概率。

(1-P )7 <10% 即 P >28%（用户单天访问白名单的概率）

那么由以上计算得出，只要用户访问白名单网站的概率为28% 以上，即可保证不低于90% 的重定向成功率。

我们以目前 Alexa 的 Internet 统计，Alexa 数据源列表中包含知名网站 156 个，二级域名 1 422 个，单日用户点击量可占 80% ；而 UC 和 QQ 浏览器推荐网站合并后包括 URL 114 个。两个白名单列表共计 1536 个URL，可以通过GGSN 的URL 通配特性进行进一步压缩。配置上述两个列表，根据统计单日浏览命中率可以达到61%，远大于 28%，同时周命中率可以高达 99.86%。

此方案已在某市利用 PCRF 与现网 GGSN6 测试部署，重定向效果良好。可辅助市场部门的 Mi-Fi 终端营销，间接提高用户感知，同时减少用户到营业厅及客服查询的次数，降低后端运营成本。

3 结论

随着分组业务的不断增加，网络资源将会越来越紧缺。精细化运营，合理利用网络资源具有重要的意义。

从全球趋势看来，当前大部分运营商都在加快 PCC 部署，例如荷兰 KPN 及法电集团已部署 VoIP 业务管控，德国 telefonica 开展了具有本地特色的家庭流量套餐部署等。PCC 架构使得运营商能够对网络资源进行监控、合理分配，并有效控制网络的服务能力，便于提高用户业务体验。本文通过对现网特征的分析及 PCC 策略的部署效果展示，我们可以看到，PCC 可以有效优化和平衡移动网络。目前现网也在尝试根据市场业务的特点，利用 PCC 定制不同的策略，例如对飞信，手机邮箱等
高价值业务赋予高 QoS 保障，对自有视频业务进行自主推荐等，实现对业务的策略经营。从目前来看，虽然运营商已深刻认识到流量经营的重要性，但对流量经营的商业模式尚在探索，如何利用 PCC 进一步优化网络，调控网络的服务能力，成为运营商面临的新挑战。在这一过程中，PCC 的策略部署仍需要不断的研究并在现网部署实践，以更多的条件和维度组合，来实现网络的精细化运营。