2011开题报告《ePCC关键技术和现网应用研究》

知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 中国移动 集团 级 重点 研发项目（含 联合 项目 ） 开题报告 一、项目 编号及 名称： 2011_LH_28 ePCC 关键技术和现网应用研究 二 、 项目组 本项目由 3个单位组成，研究院是牵头单位，其它 2个单位是协助单位。本项目共分为 9个子课题，其中研究院 牵头 承担 6个子课题，设计院 牵头 承担 1个子课题，广东公司 牵头 承担 2个子课题。 项目组 承担课 题名称 负责人 及 手机 、 邮箱 研究院 （ 牵头 单位） Gx接口能力开放和测试 多 PCRF 路由方案 (研究院牵头，设计院、广东公司参与 ) 性能影响分析和评估测试 省间漫游方案 (研究院牵头，设 计院、广东公司参与 ) 业务平台接入方案 2G/3G/LTE 融合支撑能力和演进方案研究 (研究院牵头，设计院参与 ) 广东公司（协助单位） 控制策略研究及策略配置管理功能增强 (广东公司牵头，研究院 、设计院 参与 ) 性能优化研究 (广东公司牵头，研究院参与 ) 设计院（协助单位） SPR的增强方案研究 三 、 课题背景和意义 随着 Internet 应用的不断拓展，有限的无线资源与数据流量的急剧增长成为不可调和的一对矛盾 ， 并且增长的数据流量不能带来与之对应的收益增长 。 无线网络的带宽资源受频谱资源 限制， 不能满足移 动互联网无限的需求 ，使用扩容不能有效的解决该问题 。 在无线网络环境中，带宽资源必须共享 才得以 满足大部分用户的需求。但移动互联网带宽需求是无限的， IP 网络具有 “ best effort”的特性，无论多大带宽都可以占用。互联网应用为了提供良好的用户体验，特性越来越趋向于高速率、长时间的在线应用。这些应用 会占用尽可能多的知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 网络资源，以提供更好的服务，这与无线网络有限的共享资源 是一对矛盾。当无线的带宽需求和有限的共享资源冲突时，网络呈现 拥塞、低效局面。 尤其在热点地区或网络忙时，拥塞现象更为严重，影响到网络的服务质量，即 使网络扩容，扩容带宽也会被快速增长的流量 (每年 2倍以上的增长的速率 )迅速占用，无法起到明显改善体验的作用。 同时， 移动数据流量的迅猛增长已经对 2G语音业务造成了冲击，影响了话音用户的体验。 目前全网普遍 采用半速率优先启动机制，在小区忙时，数据业务对无线资源的挤占将更为明显，导致该小区内半速率较早启用，半速率话务比增大，影响语音的童话质量。 虽然随着资费的调整、技术的发展和智能手机的普及，移动数据业务 承载能力 发展迅速， 2009.122010.11 GPRS 和 TD PS 总流量达到上年同期的 3.04倍，但大量的数据 业务仍然承载在 2G网络上，抢占了 2G网络无限资源，导致过多开启半速率， 对 2G话音业务产生了较大冲击 。 对迅猛增长的移动数据流量进一步分析，这些移动数据流量并不能带来更高的收益， 还引发网络资源的不均衡使用 ，高收益业务占用带宽远低于低收益业务 ，占用大量带宽的少部分用户实际收益低 。 用户和业务在网络中的体验没有差异，无法保证高收益自有业务的业务带宽。 以四川为例 ，大量带宽 被 低效、低收益的业务抢占，而高效、高收益业务的体验则受到较大影响 。杭州经分系统报告显示2G网中 86%的流量是管道类业务，而价值远高于管道类业务的自有 业务仅占 14%。与 此同时， 少部分用户 占用了大量带宽，影响网络公平使用，并且 实际收益低。从以上数据可以看出，现网缺乏提供移动数据流量管理能力，用户业务体验差，网络资源不均衡。 四、课题研究目标 本项目针对以上问题，本项目重点结合前期试点分析我公司现网数据业务发展情况， 制定适合我公司网络发展的数据业务控制策略； 立足于现网部署，系统梳理 ePCC架构现网部署过程中涉及到的关键技术进行研究，提出解决方案并进行验证，保证 ePCC 网络的稳妥部署。更进一步，本项目面向未来的增强和演进研究，系统的梳理 ePCC网络的增强方案和 演进路线，保证网络的可持续发展。在实施中，本项目 以广东公司现网为具体实例，进行现网的试验，为现网的实施提供实际依据 。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 本课题的主要研究内容 如下： 1、 立足现网部署 1) 控制策略研究及策略配置管理功能增强 2) Gx接口能力开放和测试 3) 多 PCRF 路由方案 4) 性能优化研究 5) 性能影响分析和评估测试 2、 面向增强和演进 1) 省间漫游方案 2) 业务平台接入方案 3) 2G/3G/LTE 融合支撑能力和演进方案研究 4) SPR的增强方案研究 五 、 课题研究内容 1、总体框架 本课题由 9个子项目构成， 分为两大类，一类 立足于 推进 现网 部署，另一类面向 未来的增强和演 进 网络 。 其中， 现网部署相关工作 主要 包括 以下几点： 控制策略研究及策略配置管理功能增强通过梳理现网商用的应用场景，以及相关的效果验证，确定有针对性的管控策略 ，并 根据试点结果和商用策略建议，修订策略配置管理模型和签约数据 ；Gx接口能力开放和测试推动 Gx接口异厂家开放能力、实验室测试和现网验证；多 PCRF路由方案研究多 PCRF场景下的路由方案，从而降低 GGSN的配置要求；性能优化针对 PCC 全开启的问题，研究如何实现按需开启 PCC功能；性能影响分析和评估测试明确 PCC话务模型，通过测试验证 PCC对 GGSN的性能影响 。 面向未来的增强和演进网络主要包括 以下几点：省间漫游方案研究数据业务策略控制的省间、国际漫游技术、组网和路由方案；业务平台接入方案研究和分析业务平台接入策略控制架构的技术方案，以更有效保证自有高价值业务，如移动采编播、手机支付等； 2G/3G/LTE融合支撑能力和演进方案研究 PCC对2G/3G/LTE的演进方案，验证 PCC网络对于 2G/3G/LTE多接入的支持能力； SPR的增强方案研究 SPR 设置原则和增强方案。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 通过以上研究，从总体上 计划和部署策略控制方案，并为将来的演进和升级做好了准备 ，从而达到 有效管控 数据业务、保障服务质量和提高数据流量收益 的目标。 2、难点及解决方案 不同厂家 Gx接口能力开放和测试 。 主要问题： Gx接口基于 Diameter 制定，标准化程度差，很多参数定义模糊，测试时协调困难。 解决方案： 与厂家进行多轮讨论，明确争议参数的需求和格式，测试中建立问题讨论机制和例会，及时沟通解决问题。 PCC引入对 GGSN 的性能影响分析和评估测试 。 主要问题： PCC 引入后，对GGSN性能影响成为突出问题，而 PCC引入后基础话务模型已不适用，如何准确衡量 GGSN性能下降程度成为亟待解决问题。解决方案：搜集现网最新话 务模型，结合集采话务模型，基于已有研究成果对 PCC 引入后的话务模型及配置原则进行深入分析，并通过实际测试评估对 GGSN设备性能影响。 省间漫游方案的管控策略制定者 。 主要问题： 没有确定省间漫游时的管控策略的主要制定者是拜访省还是归属省，该问题直接影响方案的制定 。 解决方案：与省公司和集团多次沟通，召集有相关经验的省公司合作研究方案并分析可行性 。 3、主要技术方案和关键技术 1) 控制策略研究及策略配置管理功能增强 背景：网络资源将更多地服务于数据和移动互联网业务，网络带宽的投资回报将会显著下降，运营商在面临移动 宽带市场快速发展机遇的同时应采取合理有效的用户分级、流量控制等方面的控制措施提高单位流量收入，打造智能管道，提高网络收益。 方案 及研究内容 ： 本方案主要 分析研究现网数据，了解 包括 数据业务的特点、数据业务的分布情况、对无线资源的消耗 以及 无线 KPI指标等情况 ；并进一步 分析研究现网 PCC典型策略测试对无线 KPI指标的优化效果； 结合以上方案基础上 ,进行 PCC策略研究，制定有针对性的管控策略； 最终 根据试点结果和商用策略建议，修订策略配置管理模型和签约数据； 2) Gx接口能力开放和测试 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 背景 ： 目前多省市存在不同厂家的 GGSN，当 Gx接口未打开时，各厂家的PCRF/SPR需同时存储全省用户的签约信息，存在双营帐和 SPR投资浪费问题。同时，本地网或省内累计使用量只能根据 BOSS 信息进行控制，出本地网的流量无法累计。 方案及研究内容 ： 通过 分析 Gx接口（ PCRF和 GGSN）同厂家互通时存在的问题 ， 明确 Gx接口开放的需求 ； 在此基础上， 制定 Gx接口的测试要求 ， 包括明确测试场景 ， 制定 Gx接口的测试方案和测试用例 ； 最终依据测试用例进行 实验室测试 ，目前正在 对华为、中兴、爱立信、诺西开展互通测试 。 3) 多 PCRF路由方案研究 背 景：由于单个设备 的容量限制，目前在现网中会出现在一个地市内有两套以上的 PCRF设备。如果 多 PCRF寻址是通过 GGSN识别手机号段来实现，则对大量 GGSN的维护工作量很大。 所以需要 研究通过 Diameter代理服务器（ DRA） 来承担多 PCRF场景下 Diameter信令路由功能。 方案及研究内容： 在 多 PCRF场景下， 分析 Diameter代理服务器需求 ，比较分析 DRA路由方式 ； 同时，研究 多 PCRF路由组网方案以及 基于 DRA 的多 PCRF路由方案 ； 在组网及路由方案的基础上， 分析 Diameter代理服务器的基本功能 ，以及 满足我公司需求 的 Diameter代理服务器特殊要求 。 4) 性能优化研究 背景：在目前的策略控制机制下，所有 PDP在建立时都会触发到 PCRF的信令，而有必要进行策略控制的 PDP可能只是一部分，这种方式对 GGSN 和 PCRF的负荷会造成很大的浪费。 方案及研究内容： 通过 分析研究 PDP建立时触发 PCRF对相关网元的负荷影响 ， 结合现网数据业务情况及无线资源改善需求等，有针对性地提出需要进行动态策略控制的业务、用户、时间、小区等类型 ；在此基础上，进一步 分析研究PCC的针对性开关功能或其他性能优化方式； 最终 评估如何按需开启 PCC功能或其他 性能优化方法。 5) 性能影响分析和评估测试 背景： PCC现网部署后，需要 GGSN升级支持 Gx接口及 PCEF功能，势必会对 GGSN性能产生影响，需要基于已有成果，研究贴近现网实际情况的针对 PCC知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 引入的话务模型，通过实际测试评估对 GGSN 设备性能影响，衡量 GGSN 设备容量、吞吐量等关键性能指标下降程度，以有效保护投资。 方案及研究内容： 通过搜集现网最新话务模型，并基于已有研究成果，对PCC引入后的话务模型及配置原则进行深入分析，最终得出贴近现网实际情况的针对 PCC引入的话务模型 ； 基于上述 PCC引入后的话务模型，采 用流量仪表仿真及 PCRF设备配合方式，在实验室对多厂家 GGSN设备进行性能评估。 6) 省间漫游方案 背景：现有部署方案中当用户漫游时由拜访地提供策略，不采用归属地策略。从而导致用户无法获取归属地策略信息，如用户分级信息、业务签约，当用户省间漫游时，无法对用户承诺服务质量。同时，无法实现拜访地的流量累积，如部分省公司的省外套餐无法控制。 方案及研究内容： 明确省公司的漫游需求并提出两个方案 。 一是 基于 S9接口方案：策略由归属地生成，但漫游地可参与控制。这样避免了无省间漫游时存在的问题，并可以结合归属地策略和漫游地情况 生成最终控制策略。本方案中S9增加了转发时延，增加了 V-PCRF的投资，厂家支持较差； 二是 基于 Gx接口方案：策略由归属地生成，漫游地不参与控制。避免了无省间漫游时存在的问题，但是策略生成无法参考漫游地策略。这种方案相对较易实现，转发时延较小；对上述两个方案进行分析和评估。 7) 业务平台接入 PCC架构方案 背景：现 有方案中 PCC架构中的业务信息均通过 GGSN/P-GW设备通过 DPI来获取，但会对设备性能影响比较大，且检测的实时性和准确性都会有些影响。并且随着业务的发展，提供高 QoS保证的业务越来越多，如移动采编播、视频会议等业务，此类业务需在业务开始前提前建好通道，以保证业务体验，但现有机制只能在业务发生后才建立。因此，需研究如何将业务平台接入 PCC 架构的方案，解决上述问题。 方案及研究内容： 分析各种业务平台接入 PCC架构的可行性，如 wap网关等；在上述分析中 研究业务平台接入 PCC架构中的关键技术难点，并分析各种潜在 方案的优缺点：路由寻址、会话绑定问题 ， NAT 穿越问题 ， 接口能力问题等 。 8) 2G/3G/LTE融合控制演进方案研究 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 背景： LTE/SAE 是面向数据业务的高带宽网络，高速数据业务会导致发展不均衡问题会更加严重， LTE需要策略控制架构实施资源管控，确保 LTE 网络得到有效、公平的利用。策略控制架构作为 LTE/SAE 网络的有机组成部分，是标准中对电信级自有业务提供 QoS保障的必选机制，如 VoLTE话音业务、高清视频、移动采编播等。 方案及研究内容： 通过 分析 LTE发展不同阶段的策略管控的需求 ， 研究 PCC向支持 2G/3G/LTE 融合控制的演进方案 ，得出可行的 演进策略、组网方式 并进行方案比较 。 9) SPR的增强方案研究 背景：通过 SPR 与 PCRF的分离，促进 SPR与其他用户数 据设备的融合，减少用户数据在网内的重复存储，降低设备开销及投资 。 方案及研究内容： 调研 2011年采购的 PCRF/SPR及各厂家后续 PCRF、 SPR演进情况，分析对比 PCRF及 SPR综合设置与分离设置 ；在调研结果基础上 研究SPR独立设置方案，分不开放 Sp接口和开放 Sp接口两种场景， 研究 包括 SPR的设置 、 SPR与 PCRF 间的组网 、 SPR与 BOSS 间的组网 、 Sp接口 协议 、 SPR与 HSS等用户数据设备的融合 等的方案 。 六 、 专利检索情况 通过专利检索 ， 多 PCRF路由方案 中“利用 IMSI进行 PCRF 寻址” 有相关专利，初步分析在现网使用这些技术专利风险不大，对项目没有影响。 性能优化研究中“针对号段按需开启 PCC功能从而节约 PCC信令” 存在相关专利点 ，对于该 专利点本课题将进行方案 研究 并考虑进行落实 。 各子项目具体检索情况详见下表： 子项目名称 专利点 是否有相关专利及持有人 控制策略研究及策略配置管理功能增强 不涉及专利点 Gx接口能力开放和测试 不涉及专利点 多 PCRF路由方案 利用 IMSI进行 PCRF寻址 PCRF与目标接入网 PCEF建立联系、实现 PCC规则的方法及系统 -华为 选择策略和计费规则功能实体的方法和装置 -华为 控制 PCRF负载均衡的实现方知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 法和实现系统 -中兴 性能优化研究 针对号段 按需开启 PCC功能 从而节约 PCC信令 一种实现有限策略计费控制的方法及系统 -中兴 策略和计费控制的处理方法、系统及设备 -华为 基于业务使用次数的策略与计费控制方法与装置 -中兴 一种实现策略与计费控制的方法及系统 -中兴 性能影响分析 和评估测试 不涉及专利点 省间漫游方案 不涉及专利点 业务平台接入方案 业务平台接入策略控制架构 的 NAT地址映射 NAT技术在 PCC架构中的实现方法、 PCRF及 AF-华为 2G/3G/LTE融合支撑能力和演进方案研究 不涉及专利点 SPR的增强方案研究 不涉及专利点 七、已有的 研究工作积累和取得的研究成果 本课题目前已经进行了一些相关研究和试验工作，主要取得了如下研究和试验成果： 1） 现网部署方案进展 。包括 a） 控制策略研究及策略配置管理功能增强：已在现网完成大用户量、端到 端控制功能、叠加策略现网测试及分析，为控制策略研究提供经验数据； B） 完成 Gx接口异厂家开放能力测试规范和接口规范，正在准备测试环境； C） 完成多 PCRF路由方案的基本构思和架构； D） 基本确定性能测试的话务模型，基本完成性能测试的测试规范 。 2） 增强和演进功能进展 。 a） 初步制定出省间漫游方案的基本框架，已经有两个方案。方案一，基于 S9接口漫游方案，如下图 1所示，策略由归属地 PCRF生成，漫游地 PCRF 可以参与控制，结合归属地策略和漫游地情况生成最终的控制策略，但 S9增加了转发实验，增加了 V-PCRF的投资，厂家 支持情况较差；方案二，基于 Gx接口漫游方案，如下图 2所示，策略由归属地 PCRF生成，漫游地PCRF不能参与控制，最终的控制策略无法参考漫游地的实际情况生成，本方案相对容易实现，转发时延小；目前，正在对以上两个方案进行分析和评估； b）完成 2G/3G/LTE融合支撑能力和演进方案的 PCC测试规范，正在进行实验室测试。 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 图 1 图 2 八、本课题的创新点和专利点 本课题的主要创新点如下： 一是 寻找针对现有网络的切实可行的策略控制机制，设计有效的管控规则，为商用部署提供指导 ； 二是 业务平台接入到 PCC架构中的 NAT穿越问题解决方案 ；三 是 PCC架构中按需开启或其他性能优化方式 。 九 、 外部合作伙伴委托方案 本项目 中研究院、设计院无外部合作伙伴，广东公司委托中国移动通信集团设计院进行研究课题的技术支撑，协助广东公司完成该项目 ， 整个联合课题 不涉及外部合作 。 十 、 预期 研究 产出 通过本项目实施，预期输出 立足于推进现网部署以及面向未来的增强和演进网络两 方面 5项成果 。 其中，其中预计产出 1项研究成果， 1项 标准成果 ，及 2项 实验成果 。 项目研究产出 预期产出内容 承担单位 研究成果 ePCC增强技术方案研究报告 研究院 、设计 院、广东公司 标准成果 中国移动策略控制测试规范 研究院 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 试验成果 Gx接口互通测试报告 研究院 GGSN性能影响测试报告 研究院 十一 、 课题 研究 分工 整个项目详细分工如下表： 单位 分工内容 研究产出 负责人 研究院 牵头负责项目组织和开展工作，牵头负责如下研究内容： Gx接口能力开放和测试 多 PCRF 路由方案 性能影响分析和评估测试 省间漫游方案 业务平台接入方案 2G/3G/LTE融合控制演进方案研究 并参与其他 1个研究课题的技术研究 ePCC增强技术方案研究报告 中国移动 PCRF/SPR设备规范 中国移动策略控制测试规范 Gx接口互通测试报告 GGSN性能影响测试报告 设计院 牵头负责如下研究内容： SPR增强方案研究 并参与其他 4个研究课题的技术研究 ePCC增强技术方案研究报告 SPR 增强方案子部分 广东公司 牵头负责如下研究内容： 性能优化研究 控制策略研究及策略配置管理功能增强 并参与其他 2个研究课题的技术研究 ePCC增强技术方案研究报告中性能优化研究和控制策略研究字部分 十 二 、 项目研究 计划进度 整个项目的研究计划进度如下表所示，预计在 10月 底前完成 推进现网部署相关 研究工作， 12 月底之前完成面向未来的增强和演进网络的相关研究工作 ，并对总体 结论 进行评估，在 12月完成项目的总结、汇报、评审工作，准备对有明显效果的技术进行全国推广。 工作 内 容 2011年时间计划 2 3 4 5 6 7 8 9 10月 11月 12月 知识水坝（豆丁网 pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下 知识水坝 月 月 月 月 月 月 月 月 控制策略研究及策略配置管理功能增强 Gx接口 开 放 多 PCRF路由方案 性能 优 化 研 究 性能 测试 省 间 漫游方案 研 究 2G/3G./LTE融合控制演 进 方案 业务 平台接入方案 SPR增强方案 研 究 十三 、 项目关键技术决策点及完成时间计划 本项目的关键技术决策点及预计完成时间如下： 1、 异厂家间的 Gx接口是否开通 ？ 方案一： 通过验证，异厂家间的 Gx接口能够打开，打开 Gx接口，异厂家间支持 IOT互操作。 方案二：异厂家间不打开 Gx接口，仅同厂家的 PCRF与 GGSN进行互通。 项目关键决策点 决策点简要描述 研究完成时间计划 异厂家间的 Gx接口 是否 开通 ？ 方案一：开通异厂家间 Gx接口；方案二：不开通异厂家间Gx 接口。 2011年 10月 十四 、 项目 企业绩效贡献 情况预测 项目对企业绩效贡献的量化路径图 项目特征指标（ PA