郭雅如

（中國移動通信集團天津有限公司，天津 300021）

1 引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能終端的普及，移動數(shù)據(jù)業(yè)務多樣化帶來移動數(shù)據(jù)流量的迅猛增長。數(shù)據(jù)流量的增長給移動網(wǎng)絡資源帶來巨大沖擊，運營商面臨著數(shù)據(jù)流量增長而收入負增長的嚴重不對稱問題。因此，如何有效合理的經(jīng)營移動數(shù)據(jù)業(yè)務成為運營商未來發(fā)展的關鍵。策略和計費控制（PCC，Policy and Charging Control）是在現(xiàn)有移動分組核心網(wǎng)上疊加的一套端到端策略控制架構，它的出現(xiàn)使運營商可以結(jié)合市場策略、網(wǎng)絡能力、用戶狀態(tài)等多維度信息，通過差異化服務質(zhì)量保證、流量控制、差異化計費等技術手段，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡資源有效、公平使用，數(shù)據(jù)流量的差異化、精細化經(jīng)營，提高流量經(jīng)營收益。

2 PCC策略應用研究

PCC系統(tǒng)可以提供多種靈活的區(qū)分業(yè)務、區(qū)分接入類型、區(qū)分用戶等級、基于時間、基于累積使用流量、基于位置等單一條件和多維度組合條件的網(wǎng)絡資源管控策略和用戶差異化計費，差異化QoS策略。本文僅針對網(wǎng)絡中具有代表性的幾種典型策略做探討和分析。

2.1 針對即時消息類業(yè)務——QQ業(yè)務管控策略的研究

2.1.1 QQ業(yè)務特點分析

以某移動現(xiàn)網(wǎng)的業(yè)務類型分析為例，我們發(fā)現(xiàn)除Web瀏覽業(yè)務以外，以QQ業(yè)務為主的即時消息(IM)類業(yè)務是占絕對主流的業(yè)務，流量占比達到了8.78%，如圖1所示。

圖1 業(yè)務類型分布

再對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務量排名TOP3000的小區(qū)細化分析，發(fā)現(xiàn)QQ業(yè)務量最大的小區(qū)，QQ流量占比為84.72%，而且上述這些區(qū)域均存在不同程度的無線資源擁塞率上升的突出問題。QQ報文短小，發(fā)送頻繁，現(xiàn)網(wǎng)BSC對用戶報文不進行區(qū)分處理，導致了現(xiàn)網(wǎng)無線資源擁塞上升和效率下降。

2.1.2 QQ_IM管控方案及流程

QQ_IM優(yōu)化，就是基于QQ業(yè)務的小流量特點，對分配的GPRS無線資源進行壓縮，降低下行分配的PDCH數(shù)量，從而節(jié)省GPRS無線資源，提升無線資源的利用效率。綜合無線利用率排名，PDCH占用數(shù)排名，QQ業(yè)務流量占比排名3個因素，我們將排名TOP3000的小區(qū)分為了商業(yè)中心，醫(yī)院，居民區(qū)3個場景，實施了QQ_IM策略布控。圖2為管控策略流程圖。

圖2 QQ_IM小分組業(yè)務無線資源優(yōu)化流程圖

2.1.3 QQ_IM策略管控效果分析

我們對TOP3000小區(qū)的網(wǎng)絡指標進行了采集分析，發(fā)現(xiàn)實施區(qū)域的話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務指標均有改善。

（1）商業(yè)中心QQ_IM業(yè)務開啟后，PDCH占用減少了0.82，無線利用率下降了0.46%，單PDCH承載效率提高了1.68 kbyte/s，掉話率則有0.02%的提升。高編碼比例提升了4.03% 。

（2）相對于商業(yè)區(qū)，醫(yī)院的無線利用率要高很多，因此效果也更加明顯。QQ_IM業(yè)務開啟后，無線利用率下降了11.15%；PDCH承載效率也提升了0.98 kbyte/s；高編碼比例提升了6.37%，其它指標也有不同程度的提升。

（3）低層居民區(qū)的無線利用率也比較高，實施QQ_IM業(yè)務后無線利用率下降了11.90%，業(yè)務信道掉話次數(shù)也下降了4.53，話音信道掉話率降低了0.02%，QQ_IM業(yè)務開啟后，高編碼比例提升3.72%，而因為信道資源不足導致的下行TBF建立失敗占比也從0.14%下降到0.04%。

從以上幾個場景對比可見，小區(qū)擁塞越嚴重，開啟QQ_IM業(yè)務后對無線網(wǎng)絡的優(yōu)化效果也就越明顯。通過現(xiàn)網(wǎng)驗證，利用PCC進行的QQ業(yè)務管控策略對網(wǎng)絡資源有一定的優(yōu)化效果，可在不進行網(wǎng)絡擴容的情況下，提升網(wǎng)絡質(zhì)量，尤其對于即時消息類業(yè)務例如QQ業(yè)務，微信等流量較大的網(wǎng)絡，可推廣部署該策略。

2.2 針對資源消耗類業(yè)務——P2P業(yè)務管控策略的研究

2.2.1 P2P業(yè)務特點分析

P2P被稱為“點對點”、“對等”技術，是一種網(wǎng)絡新技術。它依賴網(wǎng)絡中參與者的計算能力和帶寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾臺服務器上。P2P的業(yè)務特性會吞噬大量的網(wǎng)絡帶寬，影響正常瀏覽和上網(wǎng)業(yè)務、影響用戶上網(wǎng)體驗，嚴重時還會影響話音業(yè)務。如果說QQ_IM的管控是節(jié)約無線信道，那么P2P的管控可以節(jié)約網(wǎng)絡帶寬資源。通過PCRF下發(fā)P2P管控策略，當用戶激活時，GGSN上配置針對該用戶的P2P業(yè)務流控帶寬。當用戶進入忙時或者忙區(qū)，GGSN/PCEF對該用戶啟動P2P業(yè)務帶寬管理，降低P2P的帶寬速率，從而緩解網(wǎng)絡資源緊張的狀況，把資源分配給高價值用戶使用。

以某移動現(xiàn)網(wǎng)為例，通過對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務量最大的TOP3000小區(qū)進行分析，發(fā)現(xiàn)其中有25個忙小區(qū)，其P2P業(yè)務占比例均大于15%，并針對以上小區(qū)進行P2P忙時熱區(qū)管控策略布控。

2.2.2 P2P忙時熱區(qū)管控方案及流程

P2P忙時熱區(qū)管控方案及流程如圖3所示。

2.2.3 P2P忙時熱區(qū)策略管控效果分析

圖3 熱點小區(qū)忙時單用戶P2P管控流程圖

管控實施后，我們對25個忙小區(qū)無線網(wǎng)絡指標的變化情況及P2P的流量情況做了詳細的效果論證。

對于話音業(yè)務指標，無線利用率提升約5%，比較明顯；掉話率提升1%，半速率比例提升0.26%。

數(shù)據(jù)業(yè)務指標中高編碼比例提高1.21%，占用PDCH個數(shù)均提升0.82，其它指標也有不同程度的提升。

小區(qū)流量變化情況：選取部署前后兩個周期，對比25個小區(qū)P2P策略監(jiān)管部署前后晚忙時總體流量整體增長9.72%，但P2P總流量下降6.64%。25個小區(qū)中，14個小區(qū)的P2P流量出現(xiàn)下降，13個小區(qū)的P2P流量占比出現(xiàn)下降。

因只對忙時實施P2P限速，對于使用P2P業(yè)務的用戶感知并不明顯，為了保證業(yè)務實施的安全性，我們進行了管控時段內(nèi)的普通業(yè)務測試，測試結(jié)果表明該策略對現(xiàn)網(wǎng)其它業(yè)務無影響。

圖4 P2P管控策略部署區(qū)域流量變化情況

綜合上述3點分析，我們可以得到一個結(jié)論，在P2P流量較高的小區(qū)實施忙時P2P流量的管控，可以降低小區(qū)的負載，優(yōu)化網(wǎng)絡指標，給使用其它業(yè)務的用戶提供一個更好的感知環(huán)境。該策略適用于P2P流量超過15%且網(wǎng)絡繁忙的小區(qū)進行部署。該策略可進一步推廣，根據(jù)實際網(wǎng)絡特征，對文件下載，流媒體類業(yè)務可同理進行管控。

2.3 網(wǎng)間業(yè)務分流策略研究

2.3.1 網(wǎng)絡特點分析

目前手機終端業(yè)務量的承載主體仍然是GSM網(wǎng)絡。由于受到可用頻率資源和數(shù)據(jù)承載能力的制約，GSM網(wǎng)絡在部分大城市的高業(yè)務密度區(qū)域已出現(xiàn)網(wǎng)絡發(fā)展瓶頸。利用PCC系統(tǒng)可引導網(wǎng)間分流，發(fā)揮TD-SCDMA和WLAN網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)業(yè)務的分流作用，有效緩解GSM網(wǎng)絡壓力。

在某移動現(xiàn)網(wǎng)，通過對2G和TD-SCDMA的業(yè)務流量進行占比分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)2G流量占比非常高，達到89%，TD-SCDMA流量僅占11%?？煽紤]對2G業(yè)務進行引導，使其分流到TD-SCDMA、WLAN網(wǎng)絡中。以下簡單列舉一例進行網(wǎng)間分流的PCC策略。

2.3.2 WLAN短信提醒策略研究

此方案僅針對網(wǎng)絡中2G負載大，而且WLAN系統(tǒng)AP數(shù)量多，且使用率較低的問題?？梢岳肞CC系統(tǒng)，通過判斷用戶的接入位置，提醒用戶當前位置有熱點可以接入；引導用戶使用Wi-Fi，提高Wi-Fi使用率，降低2G網(wǎng)絡業(yè)務壓力。

2.3.2.1 方案及流程

圖5 WLAN短信提醒業(yè)務流程圖

圖6 醫(yī)大二院WLAN流量分析

在某移動現(xiàn)網(wǎng)，我們選取了醫(yī)科大學第二醫(yī)院，天津大學和天邦購物中心等典型區(qū)域進行了該策略部署，經(jīng)過一段時間觀察，WLAN業(yè)務流量確有增長。部署后，在部署區(qū)域內(nèi)收到短信的用戶中，使用WLAN的用戶數(shù)由7月同期的45個增長到75個，增幅達67%；使用WLAN的時長由720 h增長到1051h，增幅達46%；WLAN話單數(shù)由757個增長到1 333個，增幅達76%。圖6為醫(yī)大二院的WLAN流量增幅分析。

2.4 提高用戶感知類策略——Mi-Fi數(shù)據(jù)卡重定向策略研究

2.4.1 業(yè)務特征及流程圖

Mi-Fi數(shù)據(jù)卡是一種使用TD-SCDMA網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換為Wi-Fi信號的數(shù)據(jù)卡。即為了滿足客戶對無線上網(wǎng)的需求，拉動客戶更好的使用TD-SCDMA網(wǎng)絡，針對Mi-Fi業(yè)務專屬的手機號碼，將其鎖定在TD-SCDMA網(wǎng)絡下，只能在TD-SCDMA網(wǎng)絡注冊成功發(fā)起并完成TD-SCDMA網(wǎng)絡下數(shù)據(jù)通信請求。例如某地現(xiàn)網(wǎng)進行了Mi-Fi流量套餐包策略的嘗試，為提高用戶感知，我們利用PCC系統(tǒng)設計了Mi-Fi重定向流量提醒白名單方案，用于實現(xiàn)Mi-Fi用戶流量監(jiān)控，閾值提醒功能。圖7是PCC實現(xiàn)用戶流量提醒方案示意圖。

該方案需要在PCRF中預置提醒規(guī)則，Mi-Fi用戶上線后，通過GGSN上報流量，PCRF進行流量累計，當達到閾值時觸發(fā)頁面重定向。

2.4.2 白名單方案原理

2.4.2.1 重定向原理

我們利用GGSN的HTTP DPI特性，在GGSN中設置白名單。當PCRF指定GGSN進行重定向時，GGSN對白名單列表中的URL進行重定向，因為是通過名單列表針對性重定向，從而避免了非瀏覽器HTTP Get請求消耗一周一次重定向過程的情況，保證重定向的成功率。且由于用戶只要瀏覽白名單列表中的任一個URL就可以，因此理論上白名單列表規(guī)模越大，用戶重定向的成功率越高。

2.4.2.2 白名單方案成功率分析

由于白名單方案是URL針對性的重定向，用戶每周重定向提醒的成功率實際上就是用戶瀏覽白名單列表的命中率，再進一步就是白名單列表相對于眾多網(wǎng)站的覆蓋率。假設白名單包含一些知名網(wǎng)站URL的列表，如10086、百度、Google、Sina等，只要用戶一周中任一天瀏覽這些網(wǎng)站之一即實現(xiàn)重定向。而用戶每天瀏覽網(wǎng)站的概率為P，那么根據(jù)統(tǒng)計學原理，實際上用戶一周內(nèi)都不瀏覽白名單的概率應為(1-P)7：

圖7 MIFI數(shù)據(jù)卡流量提醒策略功能示意圖

用戶重定向成功率等于一周內(nèi)瀏覽白名單URL的概率。

(1-P)7<10%即P>28%（用戶單天訪問白名單的概率）

那么由以上計算得出，只要用戶訪問白名單網(wǎng)站的概率為28%以上，即可保證不低于90%的重定向成功率。

我們以目前Alexa的Internet統(tǒng)計， Alexa數(shù)據(jù)源列表中包含知名網(wǎng)站156個，二級域名1 422個，單日用戶點擊量可占80%；而UC和QQ瀏覽器推薦網(wǎng)站合并后包括URL 114個。兩個白名單列表共計1536個URL，可以通過GGSN的URL通配特性進行進一步壓縮。配置上述兩個列表，根據(jù)統(tǒng)計單日瀏覽命中率可以達到61%，遠大于28%，同時周命中率可以高達99.86%。

此方案已在某市利用PCRF與現(xiàn)網(wǎng)GGSN6測試部署，重定向效果良好?？奢o助市場部門的Mi-Fi終端營銷，間接提高用戶感知，同時減少用戶到營業(yè)廳及客服查詢的次數(shù)，降低后端運營成本。

3 結(jié)論

隨著分組業(yè)務的不斷增加，網(wǎng)絡資源將會越來越緊缺。精細化運營，合理利用網(wǎng)絡資源具有重要的意義。從全球趨勢看來，當前大部分運營商都在加快PCC部署，例如荷蘭KPN及法電集團已部署VoIP業(yè)務管控，德國telefonica開展了具有本地特色的家庭流量套餐部署等。PCC架構使得運營商能夠?qū)W(wǎng)絡資源進行監(jiān)控、合理分配，并有效控制網(wǎng)絡的服務能力，便于提高用戶業(yè)務體驗。本文通過對現(xiàn)網(wǎng)特征的分析及PCC策略的部署效果展示，我們可以看到，PCC可以有效優(yōu)化和平衡移動網(wǎng)絡。目前現(xiàn)網(wǎng)也在嘗試根據(jù)市場業(yè)務的特點，利用PCC定制不同的策略，例如對飛信，手機郵箱等高價值業(yè)務賦予高QoS保障，對自有視頻業(yè)務進行自主推薦等，實現(xiàn)對業(yè)務的策略經(jīng)營。從目前來看，雖然運營商已深刻認識到流量經(jīng)營的重要性，但對流量經(jīng)營的商業(yè)模式尚在探索，如何利用PCC進一步優(yōu)化網(wǎng)絡，調(diào)控網(wǎng)絡的服務能力，成為運營商面臨的新挑戰(zhàn)。在這一過程中，PCC的策略部署仍需要不斷的研究并在現(xiàn)網(wǎng)部署實踐，以更多的條件和維度組合，來實現(xiàn)網(wǎng)絡的精細化運營。

[1] 3GPP TS23.203(7c0). Policy and charging control architecture[S].

[2] 3GPP TS29.212(7a0) Policy and charging control over Gx reference point[S].

[3] 3GPP TS29.214(790) Policy and charging control over Rx reference point[S].