《LTE网络中PCC架构的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LTE网络中PCC架构的应用（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国移动TD-LTE专题-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题LTE网络中PCC架构的应用顾明（中国移动通信集团设计院有限公司北京100080）摘要 LT敢术是新一代宽带无线移动通信网技术，可大幅提升无线网络业务速率，并采用统一的分组域核心网承 载话音和数据业务，而IP网络承载语音等实时业务的质量保证是业界关注的问题。3GP标准的PC架构可有效实现LTE网络数据业务差异化的管理和运营，并提供业务端到端的质量保证，是 LTE网络中实现语音业 务等实时业务的关键。本文对pc架构以及控制机制进行简要介绍，并结合 LTE和PC技术的发展情况，对 P
2、C在LTE网络中的应用及引入方式进行探讨。关键词 LTE EPC PCC QoS 应用-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题顾 明：高级工程师，现任中国移动通信集团设计院有限公司高级项目经理，主要从事移动通信核心网络规划与咨询等工作。1引言随着网络向全IP化的演进，如何在IP网络中保证 业务服务质量，特别是语音、流媒体等质量要求高的业 务，是业界关注的问题。3GPP引入IMS核心网架构时， 即考虑了这一需求，在R5/R6版本标准中对IMS网络 的策略控制机制进行了规定，并在 R6中规范了基于流 的计费（FBC技术。在当前的规范中，策略控制和
3、基 于流的计费属于两套不同的系统，有各自的功能实体及 接口。然而从具体过程看，策略控制和基于流的计费有 很多相似的功能，将其分立设置无疑增加了网络配置、 实体功能的复杂性，导致了成本的增加，同时降低了控 制的效率，影响了用户体验。因此，有必要考虑将两套 系统进行融合。3GPP R提出 Policy and Chargi ng Con trol （PCC） 架构，基于分组域实现业务策略控制。R8在 R7的基础上增强了对LTE/CDMA/WLAN等多种接入类型、漫游、PCRF寻址增强等功能点，R9主要进行完善工作， 目前已冻结。R10提出了“ Policy Plane ”的概念，并 开展DPI业务
4、检测上报、SPR标准化、基于业务选网 等增强功能研究。目前国内外运营商已开始考虑在网络中引入 PCC 架构，以实现在分组域上承载业务的计费控制和QoS策 略等。2 PCC架构简介2.1 PCC标准架构3GPP标准定义的PCC架构主要由策略和计费控制 单元（PCRF、策略和计费执行单元（PCEF、应用 功能（AF）、用户属性存储器（SPR等功能实体组成， 标准架构如图1所示，以复杂的漫游情况下的架构为例。图1 PCC标准架构示意图(用户漫游使用归属地网络)中国移动TD-LTE专题TECHNICS ANDS TA ND AR D IZAT IONPCRF( Policy and Chargi ng
5、 Rule Fun ction)，具有策略控制决策和基于流计费控制的功能，向 PCEF 提供关于业务数据流检测、门控、基于QoS和基于流计 费(除信用控制外)的网络控制功能。当用户漫游时， 需要漫游地和归属地的PCRF互通来为用户提供服务， 因此可分为H-PCRF和V-PCRF功能。PCEF( Policy and Charg ing En forceme ntFucntion)，负责业务数据流的检测、策略执行和基于 流的计费功能，一般设置在GGSN或P-GW上。AF(Application Function )，主要对 IP-CAN 用户面行为进行动态策略/计费控制，设置在业务平 台上。SP
6、R( Subscription Profile Repository)该 逻辑实体存储与所有签约用户或签约相关的信息，包括签 约用户允许的业务等。2.2 PCC的主要接口从图1可看出，PCC架构的主要接口有：Gx接口 ：位于PCRF与PCEF之间，用于传送 策略和计费规则。该接口支持SDF(Service DATA Flow)级别的PCC信息传输，并支持无线接入技术信 息和位置信息的传输。Rx接口 ：位于AF与PCRF之间，用于从 AF向 PCRF传送应用层信息，包括差异化计费信息、用于 QoS控制的媒体/应用带宽需求等。Sp接口 ：位于SPR和PCRF之间，用于PCRF 从SPR获得与IP-
7、CAN 传输策略相关的用户信息，如 用户ID、PDN标识等。Gy接口 ：位于PCEF与OCS之间，用于在线计 费控制信息的传送。Gz接口 ：位于PCEF and the OFCS 之间，用于 基于离线计费的数据流传送。S9接口 ：位于hPCRF与vPCRF之间，用于支持 漫游场景下的SDF级的PCC信息传输，并支持所有非 漫游场景下的QOS参数、相关分组过滤器以及控制信 息的传输。3 PCC的作用随着移动通信网络向3G的演进，数据业务承载能 力有了大幅度的提高，数据业务量快速增加，但由于 网络资源相对有限，从实际网络运行情况来看存在以 下问题：(1) 数据业务增量不增收。少量用户挤占了大量的
8、网络资源，导致业务感受度差。(2) 实时业务，如流媒体等无法得到网络资源的 保障。除上述问题外，LTE引入后承载在分组域上的语 音等实时业务更需要得到 QoS保证。PCC架构可以实 现通过用户分级来吸引或保障高端用户，不同的用户享 受不同的资费和带宽。系统拥塞时，保证高端用户的 QoS PCC在LTE网络中作用的重点是“保障”，即 保障实时业务和重点业务的质量；在2G/3G网络中的 作用是“限制”，即限制低价值用户对网络资源的占用， 保证其他业务的感受。此外，通过 PCC还可实现实时 计费、欠费控制等功能。4 PCC在LTE网中的应用从标准定义来看，PCC架构可以实现QoS计费 等方面的功能，
9、考虑到LTE网络建设初期，全IP网络 的业务QoS问题更受关注，因此本文将主要从 QoS策略方面讨论PCC在LTE网中的应用，对于计费的内容 暂不涉及。4.1无PCC架构下的QoS策略3GPP标准定义的LTE网络取消了电路域，话音 业务以及各类流媒体业务将通过统一的分组域承载，由 IMS域实现对业务的控制。对于语音业务的承载，在没 有PCC的情况下，可有两种方式来提供 QoS保证，具 体如下：（1）终端不具有QoS措施，核心网通过“默认承载” 采用Best Effort方式为用户提供服务，通过增加网络 带宽保证业务质量。（2）终端具有Qos措施，对于话音业务“打上”特 殊的DSCP标记，SAE
10、-GW 识别后在Best Effort的 基础上为用户提供“尽量高”的服务质量；或者终端请 求EPC网络建立“专用承载”传送话音业务。这两种方式可在核心网侧一定程度上保证业务的带 宽，但是QoS能力均无法传导至无线侧，不能为业务提 供端到端的质量保证，而无线资源受限的因素，也无法 得到可靠的QoS保障。4.2弓I入PCC后的QoS策略 4.2.1弓|入PCC架构后的LTE网络在LTE网络中引入PCC后的网络架构如图2所示。 4.2.2策略实现机制MME同时捋QoS映财为相炖的无线网参数*井下贋E-UTRAN 严/在业务处理过程中，PCRF需向内部或外部数据库 查询用户数据、从承载层和应用层获得
11、相关信息来确定 用户QoS策略，用户数据可包括：用户签约的业务信 息，运营商定义的 用户信息等，从承 载层和应用层获得 信息包括接入网络 信息、用户身份标 识、用户位置信 息、协商的QoS 用户设备信息和用 户计费方式等。根据这些信息，PCRF将为用户配置相应的QoS策略，并 与其它核心网元交互，分配相关资源以保证业务服务质 量。具体过程如图3所示（以话音业务为例）。L1液D网图2弓|入PC（架构后的LTE网络4.2.3 QoS参数定义EPS系统中定义了承载级、APN级、UE级三个 粒度的QoS参数，并依据各自特性定义相关QoS参数， 规定了各参数的网络设备执行点。HSS存储签约与默认 承载相
12、关的QoS参数，专有承载QoS参数由P-GW动 态决策生成。PCC QoS参数以及其执行点见表1、表2。QCI:描述了不同业务的QoS要求。网络中只传递QCI标号，具体参数与QCI的对应 关系在各网元中配置，以标准取值为基准，以保证不同 厂家间互通的QoS一致性。QCI参数主要用于承载建立后的资源调度控制，用 于端到端的保证各种业务的 QoS需求。QCI与QoS参 数对应关系见表3。IF网络尼动相应的Qosm,通知PG诉修故承載茨刻弓 通知比RF此为箱昔呼叫/忙*_IMS:S-GW P-GW图3 PCC架构下Qo陳略实现机制示意业务网L.sae-gw._.-2010年第11期#中国移动TD-L
13、TE专题中国移动TD-LTE专题TECHNICS ANDS TA ND AR D IZAT ION-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题表1 QoS参数表QCIARPGBRMBRAPN-AMBRUE-AMBR默认承载VV专有承载Non-GBR 专有承载VVGbr专有承载VVVV用户某一 APN内所有non-GBR 承载V用户所有non-GNR 承载V-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题-2010年第11期#中国移动TD-LTE专题表2 QoS参数执行点映射表无线S-GWP-GWHSS签约默认承载QoS参数VVVV专有承载QoS参数
14、VVVAPN-AMBRVVUE-AMBRVVPCRF发布的QoS策略可以由EPC核心网MME 影射成为无线网络参数，并发送给eNode B,由无线网 络根据QoS来提供相应的资源，以保证有足够的无线网 络资源为话音业务等重要实时业务提供服务质量保证。5 LET网络中引入PCC的方式根据国内LTE引入后业务布署策略来看，在 LTE 建设时应同步引入PCC运营商在引入 PCC架构时可 考虑以下的建设原则：（1）以省为单位集中建设PCRF设备。（2）统筹考虑LTE网络及2G/3G网络PCC的建设， 并统筹考虑资源控制和资费策略。（3）LTE网络以及2G/3G网络共用PCRF设备。（4）适时在自有业务平台增加AF功能，实现端到 端的Qos保障。移动通信网络中2G/3G网络可以共用核心网，在2G/3G网络向LTE的演进过程中，LTE建设初期2G/3G核心网与EPC网络将独立建设，随着技术和网 络的发展，2G/3G核心网与EPC网络逐步实现融合。 而PCC的引入与发展与核心网的发展是相辅相成的， 也将从独立建设分别为2G/3G网络服务的PCRF和为LTE服务的PCRF向融合的 PCRF演进。PCC引入可以分为三个阶段：第一阶段：2G/3G与EPC独立建设，PCRF独立 建设进行测试和试点。第二阶段：适时在自有平台部署AF,实现端到端-2010年第11期#中国移动TD-L
