實時位置優(yōu)化方案

1、PCC增強技術(shù)方案研究中國移動研究院 網(wǎng)絡(luò)所2015.122目錄 基于PCC的實時位置感知能力 用戶全業(yè)務(wù)帶寬保障技術(shù)研究 面向網(wǎng)絡(luò)側(cè)保障的效果評估機制3市場對于網(wǎng)絡(luò)實時位置感知能力的需求u 場景描述 場景一：當(dāng)下推廣的CPE設(shè)備，具有流量資費便宜的特點，如果隨意移動CPE設(shè)備用以其用途，將侵犯中國移動的利益，需要對其使用位置進(jìn)行鎖定。 場景二：校園用戶作為運營商爭奪的重點，開展校園區(qū)域性優(yōu)惠套餐將會極大的增加公司的競爭力和吸引力。u 對現(xiàn)網(wǎng)的需求 PCRF需要能夠獲取UE的實時位置，并根據(jù)位置信息的變化動態(tài)控制對于該UE的計費及QoS控制策略。CPE鎖位置校園區(qū)域性優(yōu)惠套餐CPE E-Nod

2、eB 1E-NodeB 2CPE 擅自擅自移動移動CPE“校園套餐校園用，剩下話費買iphone”4現(xiàn)網(wǎng)位置感知能力分析利用ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件1.主叫用戶在發(fā)起VoLTE呼叫時，由P-CSCF向PCRF發(fā)起專有承載建立請求，同時利用ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件請求用戶的接入位置信息；2.PCRF根據(jù)既定規(guī)則為呼叫下發(fā)承載建立規(guī)則，并傳遞ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件給PGW要求上報用戶接入位置信息；3.MME成功為用戶建立承載之后，將當(dāng)前用戶的位置信息上報給PGW；4.PGW向PCRF匯報承載建立

3、成功及用戶位置信息；5.P-CSCF基于用戶位置進(jìn)行區(qū)號補填。該事件為VoLTE功能，主要用于在VoLTE呼叫建立之初，獲取用戶的當(dāng)前位置信息，進(jìn)而進(jìn)行被叫號碼區(qū)號補填。1 12 23 34 45 5p 該功能為VoLTE基本功能，各主設(shè)備廠家均支持該功能，并通過集采；p 該功能主要是通過Rx接口進(jìn)行觸發(fā)，由業(yè)務(wù)側(cè)查詢一次上報一次，上報位置為用戶當(dāng)前實時位置；p 對于前述市場需求，該功能無法實現(xiàn)對于用戶位置變化的隨時監(jiān)控，不能滿足業(yè)務(wù)需求。5現(xiàn)網(wǎng)位置感知能力分析利用USER_LOCATION_CHANGE事件該事件為3GPP標(biāo)準(zhǔn)功能，利用該事件PCRF將能夠捕獲用戶跨小區(qū)移動的行為。1 12

4、23 34 41.PCRF根據(jù)業(yè)務(wù)需求，對制定用戶簽約User_locaiton_change事件，以啟動對該用戶的位移監(jiān)控；2.PGW收到該事件后在下發(fā)給MME的消息中攜帶“Change Reporting Action”字段，要求MME開啟對該用戶的實時位置上報功能；3.MME向eNB發(fā)送Location Reporting Control消息，要求eNB開啟Location Reporting流程；4.當(dāng)用戶發(fā)生跨小區(qū)位移時，eNB利用Location Report流程上報用戶的實時位置信息（ULI）5.MME將最新的位置信息報告給PGW后，由PGW呈報PCRF。5 5p 該功能為3GP

5、P標(biāo)準(zhǔn)定義功能，各主設(shè)備廠家均支持該功能，但我公司未采購實時位置上報功能；p 該功能可以實現(xiàn)PCRF對于受監(jiān)控用戶位置移動信息的精準(zhǔn)感知，可以滿足前述市場需求；p 該功能開啟后，將會觸發(fā)eNB向MME上報用戶跨小區(qū)位移的新業(yè)務(wù)流程，將會造成大量信令；6現(xiàn)網(wǎng)位置感知能力分析利用TAI_CHANGE事件該事件為3GPP標(biāo)準(zhǔn)功能，利用該事件PCRF將能夠捕獲用戶跨TA移動的行為。1.PCRF根據(jù)業(yè)務(wù)需求，對制定用戶簽約TAI_change事件，以啟動對該用戶的位移監(jiān)控；2.PGW收到該事件后在下發(fā)給MME的消息中攜帶“Change Reporting Action”字段，要求MME開啟對該用戶啟動跨

6、TA粒度的位移信息上報；3.當(dāng)用戶發(fā)生跨TA位移時，eNB將觸發(fā)TAU流程；4.MME在TAU流程中隨路攜帶用戶的當(dāng)前位置信息（ULI）給PGW；5.PGW將獲知到的ULI信息呈報給PCRF，通告用戶的跨TA移動情況。p 該功能為3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義功能，各主設(shè)備廠家均支持該功能；p 現(xiàn)網(wǎng)中，一個TA覆蓋范圍為幾十個基站的覆蓋區(qū)域，基于TA粒度進(jìn)行用戶位移監(jiān)控，PCRF對于用戶位移事件的敏感度較低，不能滿足前述市場需求；1 12 23 34 45 57創(chuàng)新方案一：基于改進(jìn)的User location change事件鑒于現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)采購了MME在PDP上下文激活和修改流程中向GGSN或P-GW/G

7、GSN上報用戶最新的位置信息（User Location Information，ULI）的功能，該方案將復(fù)用該功能進(jìn)行方案設(shè)計。GGSN/SAE GW PCRF/SPRUE2G/3G/LTE無線SGSN/MME2、TAU/RAU/HO（ULI）Event-Trigger (USER_LOCATION_CHANGE)請求位置開關(guān)change reporting action)1、訂閱位置上報事件3、位置改變上報1.PCRF根據(jù)業(yè)務(wù)需求，對制定用戶簽約User_locaiton_change事件，以啟動對該用戶的位移監(jiān)控；2.PGW需支持配置關(guān)閉“Change Reporting Action”

8、功能，PGW收到PCRF訂閱的事件后，本地處理不再向MME轉(zhuǎn)發(fā)事件請求；3.當(dāng)用戶處于連接態(tài)勢，若發(fā)生跨基站移動時，將會觸發(fā)HandOver操作，MME將在切換過程中觸發(fā)PDP的更新流程，復(fù)用現(xiàn)網(wǎng)MME隨路上報用戶最新位置信息的功能，將用戶當(dāng)前的位置信息上報給PGW；4.PGW接收到用戶變化后的位置信息后，呈報給PCRF。p 該方案為非3GPP標(biāo)準(zhǔn)流程，經(jīng)實驗室測試各主設(shè)備廠家均支持該功能；p 該方案對于PGW具有新增功能要求，相關(guān)功能要求已經(jīng)列入2015年設(shè)備規(guī)范中；p 該方案可以實現(xiàn)PCRF對用用戶跨基站行為的感知，可以滿足前述市場需求。注：該方案已經(jīng)申請國家專利。8創(chuàng)新方案一：基于改進(jìn)的

9、User location change事件考慮到前述業(yè)務(wù)需求所定義的特殊業(yè)務(wù)適用范圍相對較小，如果采用本方案進(jìn)行用戶位置監(jiān)測，將會造成用戶在非特殊業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)行移動時也將帶來Gx接口的事件上報，將造成過多的無用信令。本方案設(shè)計了優(yōu)化的策略簽訂方式。優(yōu)化的USER_LOCATION_CHANGE策略簽約方式由于優(yōu)化的USER_LOCATION_CHANGE方案是不區(qū)分用戶的所在區(qū)域，所以一旦訂閱該信息后，該UE的移動便會帶來大量的位置變化報告事件，帶來Gx信令的激增。為了控制Gx口的信令沖擊，需優(yōu)化優(yōu)化的USER_LOCATION_CHANGE方案事件的訂閱時機：對關(guān)心的用戶首先訂閱SGSN_CH

10、ANGE/AN_GW_CHANGE事件，在大范圍內(nèi)檢測用戶的移動情況（如圖中Area1所示范圍）當(dāng)UE移動入所關(guān)心的SGW/SGSN范圍內(nèi)時，再訂閱TAI_CHANGE事件，檢測TA級別的位移變化（如圖中Area2所示范圍）；當(dāng)UE進(jìn)入到關(guān)心的TAI范圍內(nèi)（如圖中Area3所示區(qū)域）時，再觸發(fā)優(yōu)化的USER_LOCATION_CHANGE方案事件。E-NodeB 1TA1 TA2 SGSN/SGWArea 1 Area 2 Area 3 E-NodeB 2E-NodeB 1E-NodeB 1圖2.位置上報事件簽約流程圖圖1.用戶所屬區(qū)域示意圖9創(chuàng)新方案二：基于創(chuàng)新的eNB change事件考慮

11、到User_location_change事件以及TAI_change事件均不能很好的滿足前述業(yè)務(wù)場景需求，本方案創(chuàng)新性的提出eNB change事件彌補上述兩種事件不足。1.PCRF根據(jù)業(yè)務(wù)需求，對制定用戶簽約ENODEB_CHAGNE事件，以啟動對該用戶的位移監(jiān)控；2.PGW收到該事件后在下發(fā)給MME的消息中攜帶“Change Reporting Action”字段，要求MME開啟對該用戶的跨eNB移動行為監(jiān)控；3.當(dāng)用戶發(fā)生跨基站位移時，將會觸發(fā)HO/TAU流程，在該流程中MME將上報用戶的實時位置信息（ULI）4.PGW接收到用戶變化后的位置信息后，呈報給PCRF。p 該方案為非3GP

12、P標(biāo)準(zhǔn)流程，目前各主設(shè)備廠家尚不支持該功能；p 該方案可以實現(xiàn)PCRF對用用戶跨基站行為的感知，可以滿足前述市場需求。注：該方案已經(jīng)申請國家專利，并推向3GPP，是否列為標(biāo)準(zhǔn)功能尚在討論過程。1 12 23 34 410創(chuàng)新方案三：基于PRA事件2014年3GPP在R12版本中新引入CHANGE_OF_UE_PRESENCE_IN_PRESENCE_REPORTING_AREA_REPORT事件，利用該事件可以監(jiān)測用戶進(jìn)出設(shè)定區(qū)域的位移變化情況。p 該方案為3GPP新增功能，據(jù)前期調(diào)研各主設(shè)備廠家目前尚不支持該功能；p 該方案可以實現(xiàn)需求部門按照業(yè)務(wù)需求設(shè)定PRA區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)僅對用戶進(jìn)出PRA區(qū)

13、域的行為進(jìn)行上報，PCRF可根據(jù)上報結(jié)果進(jìn)行區(qū)域內(nèi)外的差異化策略調(diào)度；p 該方案目前僅能實現(xiàn)每個用戶只定義一個PRA區(qū)域，無法滿足多樣化的區(qū)域性業(yè)務(wù)的需求。在啟用該事件后MME會監(jiān)測用戶進(jìn)去特定區(qū)域的情況：當(dāng)用戶進(jìn)入/離開相應(yīng)區(qū)域會觸發(fā)位置上報事件；監(jiān)測區(qū)域可分為兩種類型：預(yù)定于監(jiān)測區(qū)域：該區(qū)域可以預(yù)先配置在MME上，在啟動監(jiān)測事件時，PCRF僅需通過監(jiān)測區(qū)域ID告知MME相應(yīng)的區(qū)域；專屬監(jiān)測區(qū)域：對于有特殊需求的用戶，可以在下發(fā)監(jiān)測事件的消息中攜帶監(jiān)測區(qū)域列表信息，該列表信息最多可以包含15個TAI，63個Macro eNB以及63個Home eNB（如圖3）；該功能需要PCRF/PGW/M

14、ME進(jìn)行功能升級以支持該事件；該功能已要求在今年的設(shè)備規(guī)范中。11位置感知方案對比現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備具備一定的用戶位置感知能力，但是用戶位置感知精準(zhǔn)度和信令開銷成本不能兼顧，不適合進(jìn)行廣泛應(yīng)用。方案一：ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件方案二：USER_LOCATION_CHANGE事件方案三：TAI_CHANGE事件 方案四：改進(jìn)的USER_LOCATION_CHANGE事件（推薦）方案五：eNB _CHANGE事件方案六：PRA事件（推薦）優(yōu)點 VoLTE基本功能，設(shè)備已支持 位置精準(zhǔn)度高 位置精準(zhǔn)度高 現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備已支持該功能 信令開銷小 位置精準(zhǔn)度中 信令開銷中 自有專利 位

15、置精準(zhǔn)度中 信令開銷小 自有專利 監(jiān)控區(qū)可設(shè)定 信令開銷小 標(biāo)準(zhǔn)定義功能缺點 無法實現(xiàn)用戶位移實時監(jiān)控 新增業(yè)務(wù)流程，信令開銷大 實時位置上報功能未采購 對用戶位移變化不敏感 非標(biāo)準(zhǔn)定義方案 需新增設(shè)備功能 新功能需采購 非標(biāo)準(zhǔn)定義方案 需新增設(shè)備功能 主設(shè)備廠家尚不支持 需新增設(shè)備功能 主設(shè)備廠家尚不支持方案適用性 不適用 不適用 適用 僅適用于區(qū)域設(shè)定較大的業(yè)務(wù)場景 適用 廠家設(shè)備已支持，可落地實施 但應(yīng)當(dāng)采取優(yōu)化的策簽約方式 適用 廠家設(shè)備尚不支持，產(chǎn)品成熟后可采用 適用 廠家設(shè)備尚不支持，產(chǎn)品成熟后可采用12基于PCC的實時位置感知能力試點 試點測試工作采取兩種方式并行開展： 技術(shù)方案

16、/設(shè)備功能的試點驗證； 落地業(yè)務(wù)場景的試點驗證；華為中興愛立信諾基亞功能點測試內(nèi)容通過未通過通過未通過通過未通過通過未通過跨eNB的事件監(jiān)控X2切換-MME不變的S1切換-MME改變的S1切換-2/3/4G互操作-PRA功能MME預(yù)配置區(qū)域列表-UE專屬區(qū)域列表-u 技術(shù)方案試點情況截至2015年12月，遼寧、云南已完成計劃部組織試點測試，其中遼寧完成華為、愛立信試點測試；云南完成諾基亞試點測試；陜西及河北計劃12月中旬完成試點測試工作?？鏴NB的事件監(jiān)控：已完成試點測試的華為、愛立信及諾基亞三個廠家，均支持該功能；愛立信由于未協(xié)調(diào)到支持Second PDP功能的終端，未進(jìn)行2/3/4G互操作

17、測試PRA功能目前各廠家均不支持該功能華為反饋相關(guān)功能已開發(fā)完成，待12月份設(shè)備到貨后進(jìn)行功能補測愛立信反饋將于2016年9月支持PRA功能相關(guān)功能諾基亞反饋將于2016年6月支持PRA功能相關(guān)功能 跨eNB的事件監(jiān)控方案廠家支持情況良好，已完成測試的三廠家均通過測試；PRA功能各廠家尚不成熟。13基于PCC的實時位置感知能力試點 江蘇、河南公司結(jié)合市場需求，設(shè)計具體業(yè)務(wù)場景，并開展現(xiàn)網(wǎng)試點測試； 試點結(jié)果顯示基于跨eNB的事件監(jiān)控方式能夠滿足市場業(yè)務(wù)需求；u 江蘇試點情況江蘇針對基于PCC的實時位置感知能力，細(xì)化為三類業(yè)務(wù)場景，并組織華為公司進(jìn)行了試點測試基于位置的差異化QoS管控基于位置的

18、差異化計費區(qū)域性業(yè)務(wù)提醒測試結(jié)果顯示，華為的現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備可以實現(xiàn)對于用戶位置的實時感知和上報，并能夠基于用戶的位置變化進(jìn)行PCC規(guī)則的動態(tài)調(diào)度。u 河南試點情況河南省公司針對區(qū)域性差異化計費場景開展現(xiàn)網(wǎng)試點測試；考慮到現(xiàn)網(wǎng)已部署內(nèi)容計費策略，為確保區(qū)域差異化計費策略不對內(nèi)容計費策略造成影響，共驗證了三套方案：方案一：基于跨eNB的事件的動態(tài)計費規(guī)則下發(fā)；問題：動態(tài)規(guī)則優(yōu)先級高于內(nèi)容計費規(guī)則，該方案不可行方案二：GW基于實時位置信息進(jìn)行話單切割，由BOSS完成差異計費；問題：該方案對SAEGW以及CG造成較大的負(fù)荷開銷，不建議采用方案三：基于跨eNB的事件的預(yù)定義計費規(guī)則下發(fā)；問題：內(nèi)容計費規(guī)則優(yōu)先

19、級和預(yù)定義規(guī)則優(yōu)先級需要統(tǒng)一管理，避免策略沖突14基于PCC的實時位置感知能力建設(shè)意見根據(jù)技術(shù)方案對比分析以及可行方案的現(xiàn)網(wǎng)試點驗證，建議采用方案四作為PCC的實時位置感知能力的定型方案，后續(xù)待方案六成熟后，可演進(jìn)至方案六。u 利用方案四進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)能力建設(shè)時需要注意如下幾點問題：1. 需進(jìn)一步跟蹤試點測試結(jié)果，確保中興、愛立信廠家設(shè)備支持該方案要求；2. 需進(jìn)一步開展異廠家互通測試，確保異廠家設(shè)備間的兼容性；3. 建議集團(tuán)將內(nèi)容計費優(yōu)先級、預(yù)定義規(guī)則優(yōu)先級以及動態(tài)規(guī)則優(yōu)先級作為局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和要求，確保策略執(zhí)行過程的有序15目錄 基于PCC的實時位置感知能力試點 用戶全業(yè)務(wù)帶寬保障技術(shù)研究

20、面向網(wǎng)絡(luò)側(cè)保障的效果評估機制16方案一：修改默認(rèn)承載為GBR承載Internet技術(shù)方案1業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)P-GW/GGSN（PCEF）UE3AccessPCRF/SPR2選定受保障的用戶群體，由BOSS通過Soap接口向PCRF傳遞業(yè)務(wù)簽約信息用戶上線，PCRF根據(jù)簽約信息，使指定用戶默認(rèn)承載QCI等級提升至4，普通用戶默承QCI=9無線側(cè)收到核心網(wǎng)下發(fā)的QoS參數(shù)，按GBR形式建立的用戶的默認(rèn)承載 優(yōu)點： 無需額外建立專有承載，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)開銷 缺點： 基站及核心網(wǎng)多數(shù)廠家均不支持該功能，需推動所有廠家改造 無線資源不足時，基站可能會刪除GBR承載，用戶會掉線 當(dāng)前有部分廠家（如諾基亞）實現(xiàn)方式為

21、GBR=MBR，即為用戶進(jìn)行保障帶寬的同時也對其進(jìn)行限速17方案二：建立一條通用流GBR專載Internet技術(shù)方案1業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)P-GW/GGSN（PCEF）UEAccessPCRF/SPR2選定受保障的用戶群體，由BOSS通過Soap接口向PCRF傳遞業(yè)務(wù)簽約信息用戶上線，PCRF判斷需要為該用戶進(jìn)行全業(yè)務(wù)流保障，將全業(yè)務(wù)流保障預(yù)定義規(guī)則名下發(fā)給PCEF在PCEF上預(yù)先配置預(yù)定義規(guī)則“用戶使用任何業(yè)務(wù)時，為其建立一條QCI=4的GBR專有承載，其中上行TFT為UE-IP to *，下行TFT為* to UE-IP”，PCEF在收到PCRF下發(fā)的規(guī)則名后，激活該規(guī)則當(dāng)用戶使用任何業(yè)務(wù)時，PC

22、EF為視頻其建立GBR專有承載當(dāng)用戶不再使用業(yè)務(wù)后，PCEF檢測到業(yè)務(wù)流靜默一段時間，主動刪除專有承載 優(yōu)點：能夠?qū)τ脩暨M(jìn)行速率保障 缺點：無線資源不足時，基站可能會刪除GBR承載，若用戶長時使用業(yè)務(wù)，GBR承載無法恢復(fù)部分廠家SAE-GW，如諾基亞，暫不支持該能力，需進(jìn)行改造當(dāng)前有部分廠家（如諾基亞等）實現(xiàn)方式為GBR=MBR，即為用戶進(jìn)行保障帶寬的同時也對其進(jìn)行限速35418方案三：提升默認(rèn)承載QCI等級Internet技術(shù)方案1業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)P-GW/GGSN（PCEF）UE3AccessPCRF/SPR2選定受保障的用戶群體，由BOSS通過Soap接口向PCRF傳遞業(yè)務(wù)簽約信息用戶上線，

23、PCRF根據(jù)簽約信息，使指定用戶默認(rèn)承載QCI等級提升至6，普通用戶默承QCI=9無線側(cè)配置不同等級QCI的調(diào)度權(quán)重比，使QCI=6的用戶按比例獲得無線資源 優(yōu)點： 無需額外建立GBR專載，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)開銷 由于使用Non-GBR承載，因此不受GBR對最大帶寬的限制 缺點： 無法實現(xiàn)對帶寬的絕對保障19試點情況分析研究院聯(lián)合上海公司、河南公司針對方案二、方案三在現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行測試 不同QoS等級用戶速率可按比例控制，用戶數(shù)增加不影響該比例關(guān)系 調(diào)整調(diào)度權(quán)值，VIP用戶在小區(qū)大部分區(qū)域速率均可優(yōu)于普通用戶 建立一條支持全業(yè)務(wù)流的GBR承載，能夠?qū)τ脩魩掃M(jìn)行保障，但存在一定局限u 現(xiàn)網(wǎng)中愛立信和華為設(shè)備可支持為用戶建立訪問所有業(yè)務(wù)的專用承載，諾基亞只能針對具體業(yè)務(wù)建立專載u 網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致GBR承載被基站釋放后，其恢復(fù)機制目前還不完善，僅能通過用戶重附著或長時間不使用業(yè)務(wù)后再使用后才可恢復(fù)，優(yōu)化方案還需明年進(jìn)一步研究 通過提升Non-GBR承載的QCI等級及基站調(diào)度權(quán)重，可有效提升用戶體驗20通用流保障方案總結(jié)方案一：修改默認(rèn)承載為GBR承載方案二：建立一條通用流GBR專載方案三：提升默認(rèn)承載QCI等級是否符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)不符合不違背符