前言
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，現(xiàn)網(wǎng)2G/3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長，移動運營商面對無線資源受限，網(wǎng)絡(luò)擁塞嚴(yán)重等問題。由于無線資源不可能無限擴(kuò)展，無法滿足用戶日益增長的帶寬需求，同時少量用戶占用大量帶寬，影響網(wǎng)絡(luò)公平使用。在這種情況下通過QoS和PCC控制，合理調(diào)配無線資源，實現(xiàn)基于用戶和業(yè)務(wù)分級的差異化管控就顯得非常重要。文中主要就運營商差異化服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)原理及部署進(jìn)行討論。
1 基本原理
差異化服務(wù)就是針對不同類型的用戶、不同的業(yè)務(wù)使用情況，為其分配不同的網(wǎng)絡(luò)資源、制定差異化的資費策略。差異化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)主要通過靜態(tài)策略和動態(tài)策略來實現(xiàn)。以下將分別介紹這2種策略的技術(shù)原理及實現(xiàn)方式。
1.1 靜態(tài)策略控制
1.1.1 WCDMA網(wǎng)絡(luò)中QoS概念
在WCDMA核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)上，所有的業(yè)務(wù)資源都是共享的，也就存在著QoS的引入。用戶和網(wǎng)絡(luò)之間，可以通過協(xié)商QoS獲得它所需要的帶寬。在網(wǎng)絡(luò)閑的情況下，可以獲得較高的帶寬，而在網(wǎng)絡(luò)忙時，只能維持保證速率。目前對整個WCDMA網(wǎng)絡(luò)來說，比較復(fù)雜的也就是QoS的實現(xiàn)，規(guī)范把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)按QoS分為四大類，分別是會話類業(yè)務(wù)（包括話音、可視電話、視頻游戲等）、交互式業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)和后臺業(yè)務(wù)。這4類業(yè)務(wù)的區(qū)別，就在于QoS參數(shù)的要求是不同的，QoS參數(shù)最典型的如BLER（塊差錯率和塊丟失率）、Delay（傳輸時延、可變時延及可變時延的累計）等。從用戶的角度實現(xiàn)QoS，就是將用戶分成三大類，如金、銀、銅卡用戶。3種用戶在系統(tǒng)中可能獲得的資源是不一樣的，如金卡用戶，可能的保證速率為128 kbit/s，峰值速率滿足384 kbit/s或更高。不同用戶的業(yè)務(wù)要求根據(jù)不同的種類系統(tǒng)提供不同的資源。另外從小區(qū)負(fù)荷來考慮，隨小區(qū)負(fù)荷的變化，能夠滿足的各類用戶的各類業(yè)務(wù)要求的速率是不一樣的。所以，根據(jù)QoS可以從3個方面實現(xiàn)資源的動態(tài)分配，由RNC根據(jù)移動交換中心或其他部分提出的RNB分配請求消息，來分配各種合適的無線接口的信道資源。
1.1.2 靜態(tài)QoS控制實現(xiàn)機(jī)制
3G 用戶和業(yè)務(wù)差異化服務(wù)，同時涉及到HLR、MSC/SGSN、RAN、UE。從目前來看，各廠家都有自己的3G網(wǎng)絡(luò)差異化實施策略，都能夠針對不同簽約級別的用戶有不同的無線資源管理策略，包括接入控制、擁塞控制、HSDPA帶寬分配。圖1示出的是靜態(tài)QoS控制實現(xiàn)原理。
1.1.3 QoS參數(shù)映射
表1 示出的是QoS參數(shù)映射。
1.2 動態(tài)策略控制
1.2.1 PCC基本原理
策略和計費控制（PCC）是3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織提出的用于分組網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸QoS等策略控制和流計費的一種技術(shù)架構(gòu)，運營商可以借助PCC架構(gòu)實現(xiàn)動態(tài)差異化服務(wù)，R7標(biāo)準(zhǔn)的PCC架構(gòu)如圖2所示。
1.2.2 PCC規(guī)則
PCC 規(guī)則有2種：動態(tài)規(guī)則和預(yù)定義規(guī)則。動態(tài)規(guī)則由PCRF 通過Rx 接口提供給PCEF，它可以隨時通過Rx 接口激活、修改和去激活；預(yù)定義規(guī)則則是預(yù)配置在PCEF 中，支持通過PCRF 進(jìn)行激活和去激活，但是不能被修改。PCC 規(guī)則主要包含規(guī)則名稱、業(yè)務(wù)ID、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流模板、網(wǎng)關(guān)狀態(tài)、QoS 參數(shù)等。一般來講，PCC 規(guī)則需根據(jù)運營商需求進(jìn)行自定義。
圖1 靜態(tài)QoS控制實現(xiàn)原理
圖2 R7標(biāo)準(zhǔn)的PCC架構(gòu)
1.2.3 動態(tài)QoS控制實現(xiàn)機(jī)制
圖3示出的是動態(tài)QoS控制實現(xiàn)原理，從中可以看出：
圖3 動態(tài)QoS控制實現(xiàn)原理
a）PCC 架構(gòu)實現(xiàn)QoS 控制。PCRF 下發(fā)合適的QoS規(guī)則，GGSN執(zhí)行規(guī)則。
b）CN的QoS控制。SGSN/GGSN/HLR等核心網(wǎng)網(wǎng)元對QoS的控制。
c）RAN的QoS控制。RAN對于無線資源的具體調(diào)度。
2 差異化服務(wù)部署建議
2.1 靜態(tài)策略控制部署建議—HLR設(shè)置
HLR 簽約中相關(guān)的參數(shù)為CARP、ARP、MBR、GBR、THP、TC，用戶優(yōu)先級通過上述參數(shù)的設(shè)置來體現(xiàn)。
a）CARP�？稍O(shè)置1～3來分別代表金、銀、銅牌用戶。
b）ARP。用于標(biāo)識R99和HSPA業(yè)務(wù)，取值范圍為1～3，分別代表金、銀、銅牌用戶。
c）會話類和流類業(yè)務(wù)。通過QoS Profile中的4個參數(shù)（MBR-UL、MBR-DL、GBR-UL、GBR-DL）進(jìn)行設(shè)置，金牌用戶的MBR 和GBR 設(shè)置高于銀牌用戶的MBR和GBR，依此類推。
d）交互類業(yè)務(wù)。主要通過QoS Profile中的3個參數(shù)（THP、MBR-UL、MBR-DL）進(jìn)行設(shè)置，THP的取值范圍為1～3，金牌用戶的THP和MBR設(shè)置要高于銀牌用戶的THP和MBR，依次類推；最多可通過ARP、THP組合將交互類業(yè)務(wù)區(qū)分為9個優(yōu)先級。
e）背景類業(yè)務(wù)。主要通過QoS Profile中的2個參數(shù)（MBR-UL、MBR-DL）進(jìn)行設(shè)置，金牌用戶的MBR設(shè)置要高于銀牌用戶的MBR，依次類推。
2.2 靜態(tài)策略控制部署建議—RAN設(shè)置
2.2.1 R99 準(zhǔn)入/擁塞控制
MSC/SGSN 通過RAB assignment 將ARP 發(fā)送給RNC。在網(wǎng)絡(luò)資源擁塞時，RNC根據(jù)ARP集合中的優(yōu)先級別、允許搶占、允許被搶占和允許排隊屬性執(zhí)行R99業(yè)務(wù)的優(yōu)先級。
a）RNC的準(zhǔn)入算法能夠根據(jù)用戶優(yōu)先級的高低設(shè)置啟動門限的高低；各類準(zhǔn)入控制門限為小區(qū)級，運營者能夠?qū)ζ溥M(jìn)行靈活的控制和調(diào)整。
b）當(dāng)擁塞控制啟動后，能夠根據(jù)用戶優(yōu)先級類別和用戶使用業(yè)務(wù)來進(jìn)行降負(fù)荷處理。
c）優(yōu)先降低用戶PS業(yè)務(wù)，在降低用戶PS業(yè)務(wù)速率時，應(yīng)考慮用戶優(yōu)先級的差異。若所有用戶PS業(yè)務(wù)受到掉線處理后，系統(tǒng)依然無法恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，對于預(yù)警控制，不對任何用戶的CS業(yè)務(wù)做斷線處理，對于重?fù)砣刂疲蓪S業(yè)務(wù)做斷線處理。支持高優(yōu)先級CS業(yè)務(wù)用戶搶占低優(yōu)先級CS業(yè)務(wù)用戶。
d）在系統(tǒng)擁塞時，切入業(yè)務(wù)的優(yōu)先級比新發(fā)起業(yè)務(wù)的優(yōu)先級高；要能保障緊急呼叫的接入。
2.2.2 HSPA 業(yè)務(wù)的調(diào)度
HSPA的調(diào)度在NodeB上完成，調(diào)度策略的配置在RNC上實現(xiàn)。SGSN通過RAB Assignment將ARP集合中的優(yōu)先級別、允許搶占、允許被搶占和允許排隊屬性發(fā)送給RNC。RNC將其影射為SPI，下發(fā)給NodeB。
a）NodeB支持基于SPI的調(diào)度，高優(yōu)先級用戶的帶寬（即速率）高于低優(yōu)先級用戶的帶寬（在信道質(zhì)量相當(dāng)時），保障了高優(yōu)先級用戶的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)體驗，限制低優(yōu)先級用戶過多地“吃掉”共享帶寬。
b）SPI（取值范圍為1~15）在RNC上配置，可由多個因素映射得來，如業(yè)務(wù)類型（TC）、用戶優(yōu)先級（ARP）、THP（對交互類業(yè)務(wù)有效）。通過SPI的映射配置，高優(yōu)先級用戶的流類業(yè)務(wù)保障要好于低優(yōu)先級用戶的流業(yè)務(wù)保障。
c）流業(yè)務(wù)優(yōu)先級高于I/B類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，支持高優(yōu)先級用戶的流業(yè)務(wù)搶占低優(yōu)先級用戶的流業(yè)務(wù)；需要支持I/B類業(yè)務(wù)的MBR限制。
d）當(dāng)HSDPA功率、碼資源受限時，要能保證同等優(yōu)先級用戶的業(yè)務(wù)的調(diào)度公平性。
2.3 動態(tài)策略控制部署建議
2.3.1 PCC架構(gòu)部署原則
a）PCC 架構(gòu)不能依賴于特定的移動性協(xié)議，Non-3GPP接入系統(tǒng)中PCC架構(gòu)既要適應(yīng)基于主機(jī)的移動性協(xié)議，也要適應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)的移動性協(xié)議。
b）PCRF必須支持一個指定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流在多個PCEF上執(zhí)行PCC規(guī)則，至少包含P-GW上的PCEF和Non-3GPP接入網(wǎng)絡(luò)中的PCEF。
c）在有效PCEF上針對每一個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流執(zhí)行策略計費控制。
d）PCC信令從PCRF傳輸?shù)接行CEF的方式是Off-Path，即在非漫游情形下使用Gx接口，在漫游情況下使用S9接口。
e）對于一個給定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，PCRF應(yīng)能夠區(qū)分不同PCEF上執(zhí)行的PCC規(guī)則，即能夠在P-GW上執(zhí)行策略計費規(guī)則和Non-3GPP上執(zhí)行QoS策略規(guī)則。
2.3.2 PCC實施建議
a）以有效資料管控和疏導(dǎo)為主，滿足VIP用戶的資源需求，解決少量用戶占用大量帶寬，降低異常流量業(yè)務(wù)（如P2P下載視頻）在數(shù)據(jù)流量中的占比，重點關(guān)注NET上的業(yè)務(wù)。
b）現(xiàn)階段在2G/3G分組域引入PCC架構(gòu)，以應(yīng)對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長，支持差異化策略管理。
c）升級GGSN 支持策略控制執(zhí)行功能，并利舊GGSN DPI功能支持業(yè)務(wù)識別和管控。
d）打開2G/3G無線設(shè)備的QoS控制功能，支持差異化無線調(diào)度。
e）BOSS開通域PCRF接口，支撐用戶分級、業(yè)務(wù)分級的市場策略。
f）對有特殊QoS或計費要求的自有業(yè)務(wù)，增加業(yè)務(wù)側(cè)（如IMS、WAP網(wǎng)關(guān)等）和核心網(wǎng)側(cè)的交互接口，實現(xiàn)信息共享。
g）當(dāng)有多維度的自有調(diào)度需求時，增強(qiáng)無線側(cè)功能，支持根據(jù)QoS參數(shù)的組合信息對無線自有優(yōu)先級的調(diào)度管理。
3 結(jié)束語
隨著移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的壓力越來越大。為了保障網(wǎng)絡(luò)的安全，保障高價值用戶的正常使用，移動運營商必須通過帶寬資源分配差異化、費用差異化措施降低各網(wǎng)元負(fù)荷。在現(xiàn)網(wǎng)中部署基于QoS和PCC控制的差異化服務(wù)技術(shù)，可以有效緩解不斷增長的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求和有限的運營資源之間的矛盾，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求和業(yè)務(wù)經(jīng)營。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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