实时位置优化方案

1、PCC增强技术方案研究中国移动研究院 网络所2015.122目录 基于PCC的实时位置感知能力 用户全业务带宽保障技术研究 面向网络侧保障的效果评估机制3市场对于网络实时位置感知能力的需求u 场景描述 场景一：当下推广的CPE设备，具有流量资费便宜的特点，如果随意移动CPE设备用以其用途，将侵犯中国移动的利益，需要对其使用位置进行锁定。 场景二：校园用户作为运营商争夺的重点，开展校园区域性优惠套餐将会极大的增加公司的竞争力和吸引力。u 对现网的需求 PCRF需要能够获取UE的实时位置，并根据位置信息的变化动态控制对于该UE的计费及QoS控制策略。CPE锁位置校园区域性优惠套餐CPE E-Nod

2、eB 1E-NodeB 2CPE 擅自擅自移动移动CPE“校园套餐校园用，剩下话费买iphone”4现网位置感知能力分析利用ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件1.主叫用户在发起VoLTE呼叫时，由P-CSCF向PCRF发起专有承载建立请求，同时利用ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件请求用户的接入位置信息；2.PCRF根据既定规则为呼叫下发承载建立规则，并传递ACCESS_NETOWORK_INFO_REPORT事件给PGW要求上报用户接入位置信息；3.MME成功为用户建立承载之后，将当前用户的位置信息上报给PGW；4.PGW向PCRF汇报承载建立

3、成功及用户位置信息；5.P-CSCF基于用户位置进行区号补填。该事件为VoLTE功能，主要用于在VoLTE呼叫建立之初，获取用户的当前位置信息，进而进行被叫号码区号补填。1 12 23 34 45 5p 该功能为VoLTE基本功能，各主设备厂家均支持该功能，并通过集采；p 该功能主要是通过Rx接口进行触发，由业务侧查询一次上报一次，上报位置为用户当前实时位置；p 对于前述市场需求，该功能无法实现对于用户位置变化的随时监控，不能满足业务需求。5现网位置感知能力分析利用USER_LOCATION_CHANGE事件该事件为3GPP标准功能，利用该事件PCRF将能够捕获用户跨小区移动的行为。1 12

4、23 34 41.PCRF根据业务需求，对制定用户签约User_locaiton_change事件，以启动对该用户的位移监控；2.PGW收到该事件后在下发给MME的消息中携带“Change Reporting Action”字段，要求MME开启对该用户的实时位置上报功能；3.MME向eNB发送Location Reporting Control消息，要求eNB开启Location Reporting流程；4.当用户发生跨小区位移时，eNB利用Location Report流程上报用户的实时位置信息（ULI）5.MME将最新的位置信息报告给PGW后，由PGW呈报PCRF。5 5p 该功能为3GP

5、P标准定义功能，各主设备厂家均支持该功能，但我公司未采购实时位置上报功能；p 该功能可以实现PCRF对于受监控用户位置移动信息的精准感知，可以满足前述市场需求；p 该功能开启后，将会触发eNB向MME上报用户跨小区位移的新业务流程，将会造成大量信令；6现网位置感知能力分析利用TAI_CHANGE事件该事件为3GPP标准功能，利用该事件PCRF将能够捕获用户跨TA移动的行为。1.PCRF根据业务需求，对制定用户签约TAI_change事件，以启动对该用户的位移监控；2.PGW收到该事件后在下发给MME的消息中携带“Change Reporting Action”字段，要求MME开启对该用户启动跨

6、TA粒度的位移信息上报；3.当用户发生跨TA位移时，eNB将触发TAU流程；4.MME在TAU流程中随路携带用户的当前位置信息（ULI）给PGW；5.PGW将获知到的ULI信息呈报给PCRF，通告用户的跨TA移动情况。p 该功能为3GPP标准定义功能，各主设备厂家均支持该功能；p 现网中，一个TA覆盖范围为几十个基站的覆盖区域，基于TA粒度进行用户位移监控，PCRF对于用户位移事件的敏感度较低，不能满足前述市场需求；1 12 23 34 45 57创新方案一：基于改进的User location change事件鉴于现网设备已经采购了MME在PDP上下文激活和修改流程中向GGSN或P-GW/G

7、GSN上报用户最新的位置信息（User Location Information，ULI）的功能，该方案将复用该功能进行方案设计。GGSN/SAE GW PCRF/SPRUE2G/3G/LTE无线SGSN/MME2、TAU/RAU/HO（ULI）Event-Trigger (USER_LOCATION_CHANGE)请求位置开关change reporting action)1、订阅位置上报事件3、位置改变上报1.PCRF根据业务需求，对制定用户签约User_locaiton_change事件，以启动对该用户的位移监控；2.PGW需支持配置关闭“Change Reporting Action”

8、功能，PGW收到PCRF订阅的事件后，本地处理不再向MME转发事件请求；3.当用户处于连接态势，若发生跨基站移动时，将会触发HandOver操作，MME将在切换过程中触发PDP的更新流程，复用现网MME随路上报用户最新位置信息的功能，将用户当前的位置信息上报给PGW；4.PGW接收到用户变化后的位置信息后，呈报给PCRF。p 该方案为非3GPP标准流程，经实验室测试各主设备厂家均支持该功能；p 该方案对于PGW具有新增功能要求，相关功能要求已经列入2015年设备规范中；p 该方案可以实现PCRF对用用户跨基站行为的感知，可以满足前述市场需求。注：该方案已经申请国家专利。8创新方案一：基于改进的

9、User location change事件考虑到前述业务需求所定义的特殊业务适用范围相对较小，如果采用本方案进行用户位置监测，将会造成用户在非特殊业务区进行移动时也将带来Gx接口的事件上报，将造成过多的无用信令。本方案设计了优化的策略签订方式。优化的USER_LOCATION_CHANGE策略签约方式由于优化的USER_LOCATION_CHANGE方案是不区分用户的所在区域，所以一旦订阅该信息后，该UE的移动便会带来大量的位置变化报告事件，带来Gx信令的激增。为了控制Gx口的信令冲击，需优化优化的USER_LOCATION_CHANGE方案事件的订阅时机：对关心的用户首先订阅SGSN_CH

10、ANGE/AN_GW_CHANGE事件，在大范围内检测用户的移动情况（如图中Area1所示范围）当UE移动入所关心的SGW/SGSN范围内时，再订阅TAI_CHANGE事件，检测TA级别的位移变化（如图中Area2所示范围）；当UE进入到关心的TAI范围内（如图中Area3所示区域）时，再触发优化的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图2.位置上报事件签约流程图图1.用户所属区域示意图9创新方案二：基于创新的eNB change事件考虑

11、到User_location_change事件以及TAI_change事件均不能很好的满足前述业务场景需求，本方案创新性的提出eNB change事件弥补上述两种事件不足。1.PCRF根据业务需求，对制定用户签约ENODEB_CHAGNE事件，以启动对该用户的位移监控；2.PGW收到该事件后在下发给MME的消息中携带“Change Reporting Action”字段，要求MME开启对该用户的跨eNB移动行为监控；3.当用户发生跨基站位移时，将会触发HO/TAU流程，在该流程中MME将上报用户的实时位置信息（ULI）4.PGW接收到用户变化后的位置信息后，呈报给PCRF。p 该方案为非3GP

12、P标准流程，目前各主设备厂家尚不支持该功能；p 该方案可以实现PCRF对用用户跨基站行为的感知，可以满足前述市场需求。注：该方案已经申请国家专利，并推向3GPP，是否列为标准功能尚在讨论过程。1 12 23 34 410创新方案三：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，利用该事件可以监测用户进出设定区域的位移变化情况。p 该方案为3GPP新增功能，据前期调研各主设备厂家目前尚不支持该功能；p 该方案可以实现需求部门按照业务需求设定PRA区域，网络仅对用户进出PRA区

13、域的行为进行上报，PCRF可根据上报结果进行区域内外的差异化策略调度；p 该方案目前仅能实现每个用户只定义一个PRA区域，无法满足多样化的区域性业务的需求。在启用该事件后MME会监测用户进去特定区域的情况：当用户进入/离开相应区域会触发位置上报事件；监测区域可分为两种类型：预定于监测区域：该区域可以预先配置在MME上，在启动监测事件时，PCRF仅需通过监测区域ID告知MME相应的区域；专属监测区域：对于有特殊需求的用户，可以在下发监测事件的消息中携带监测区域列表信息，该列表信息最多可以包含15个TAI，63个Macro eNB以及63个Home eNB（如图3）；该功能需要PCRF/PGW/M

14、ME进行功能升级以支持该事件；该功能已要求在今年的设备规范中。11位置感知方案对比现网设备具备一定的用户位置感知能力，但是用户位置感知精准度和信令开销成本不能兼顾，不适合进行广泛应用。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：改进的USER_LOCATION_CHANGE事件（推荐）方案五：eNB _CHANGE事件方案六：PRA事件（推荐）优点 VoLTE基本功能，设备已支持 位置精准度高 位置精准度高 现网设备已支持该功能 信令开销小 位置精准度中 信令开销中 自有专利 位

15、置精准度中 信令开销小 自有专利 监控区可设定 信令开销小 标准定义功能缺点 无法实现用户位移实时监控 新增业务流程，信令开销大 实时位置上报功能未采购 对用户位移变化不敏感 非标准定义方案 需新增设备功能 新功能需采购 非标准定义方案 需新增设备功能 主设备厂家尚不支持 需新增设备功能 主设备厂家尚不支持方案适用性 不适用 不适用 适用 仅适用于区域设定较大的业务场景 适用 厂家设备已支持，可落地实施 但应当采取优化的策签约方式 适用 厂家设备尚不支持，产品成熟后可采用 适用 厂家设备尚不支持，产品成熟后可采用12基于PCC的实时位置感知能力试点 试点测试工作采取两种方式并行开展： 技术方案

16、/设备功能的试点验证； 落地业务场景的试点验证；华为中兴爱立信诺基亚功能点测试内容通过未通过通过未通过通过未通过通过未通过跨eNB的事件监控X2切换-MME不变的S1切换-MME改变的S1切换-2/3/4G互操作-PRA功能MME预配置区域列表-UE专属区域列表-u 技术方案试点情况截至2015年12月，辽宁、云南已完成计划部组织试点测试，其中辽宁完成华为、爱立信试点测试；云南完成诺基亚试点测试；陕西及河北计划12月中旬完成试点测试工作。跨eNB的事件监控：已完成试点测试的华为、爱立信及诺基亚三个厂家，均支持该功能；爱立信由于未协调到支持Second PDP功能的终端，未进行2/3/4G互操作

17、测试PRA功能目前各厂家均不支持该功能华为反馈相关功能已开发完成，待12月份设备到货后进行功能补测爱立信反馈将于2016年9月支持PRA功能相关功能诺基亚反馈将于2016年6月支持PRA功能相关功能 跨eNB的事件监控方案厂家支持情况良好，已完成测试的三厂家均通过测试；PRA功能各厂家尚不成熟。13基于PCC的实时位置感知能力试点 江苏、河南公司结合市场需求，设计具体业务场景，并开展现网试点测试； 试点结果显示基于跨eNB的事件监控方式能够满足市场业务需求；u 江苏试点情况江苏针对基于PCC的实时位置感知能力，细化为三类业务场景，并组织华为公司进行了试点测试基于位置的差异化QoS管控基于位置的

18、差异化计费区域性业务提醒测试结果显示，华为的现网设备可以实现对于用户位置的实时感知和上报，并能够基于用户的位置变化进行PCC规则的动态调度。u 河南试点情况河南省公司针对区域性差异化计费场景开展现网试点测试；考虑到现网已部署内容计费策略，为确保区域差异化计费策略不对内容计费策略造成影响，共验证了三套方案：方案一：基于跨eNB的事件的动态计费规则下发；问题：动态规则优先级高于内容计费规则，该方案不可行方案二：GW基于实时位置信息进行话单切割，由BOSS完成差异计费；问题：该方案对SAEGW以及CG造成较大的负荷开销，不建议采用方案三：基于跨eNB的事件的预定义计费规则下发；问题：内容计费规则优先

19、级和预定义规则优先级需要统一管理，避免策略冲突14基于PCC的实时位置感知能力建设意见根据技术方案对比分析以及可行方案的现网试点验证，建议采用方案四作为PCC的实时位置感知能力的定型方案，后续待方案六成熟后，可演进至方案六。u 利用方案四进行网络能力建设时需要注意如下几点问题：1. 需进一步跟踪试点测试结果，确保中兴、爱立信厂家设备支持该方案要求；2. 需进一步开展异厂家互通测试，确保异厂家设备间的兼容性；3. 建议集团将内容计费优先级、预定义规则优先级以及动态规则优先级作为局数据进行统一规划和要求，确保策略执行过程的有序15目录 基于PCC的实时位置感知能力试点 用户全业务带宽保障技术研究

20、面向网络侧保障的效果评估机制16方案一：修改默认承载为GBR承载Internet技术方案1业务支撑系统P-GW/GGSN（PCEF）UE3AccessPCRF/SPR2选定受保障的用户群体，由BOSS通过Soap接口向PCRF传递业务签约信息用户上线，PCRF根据签约信息，使指定用户默认承载QCI等级提升至4，普通用户默承QCI=9无线侧收到核心网下发的QoS参数，按GBR形式建立的用户的默认承载 优点： 无需额外建立专有承载，节约网络开销 缺点： 基站及核心网多数厂家均不支持该功能，需推动所有厂家改造 无线资源不足时，基站可能会删除GBR承载，用户会掉线 当前有部分厂家（如诺基亚）实现方式为

21、GBR=MBR，即为用户进行保障带宽的同时也对其进行限速17方案二：建立一条通用流GBR专载Internet技术方案1业务支撑系统P-GW/GGSN（PCEF）UEAccessPCRF/SPR2选定受保障的用户群体，由BOSS通过Soap接口向PCRF传递业务签约信息用户上线，PCRF判断需要为该用户进行全业务流保障，将全业务流保障预定义规则名下发给PCEF在PCEF上预先配置预定义规则“用户使用任何业务时，为其建立一条QCI=4的GBR专有承载，其中上行TFT为UE-IP to *，下行TFT为* to UE-IP”，PCEF在收到PCRF下发的规则名后，激活该规则当用户使用任何业务时，PC

22、EF为视频其建立GBR专有承载当用户不再使用业务后，PCEF检测到业务流静默一段时间，主动删除专有承载 优点：能够对用户进行速率保障 缺点：无线资源不足时，基站可能会删除GBR承载，若用户长时使用业务，GBR承载无法恢复部分厂家SAE-GW，如诺基亚，暂不支持该能力，需进行改造当前有部分厂家（如诺基亚等）实现方式为GBR=MBR，即为用户进行保障带宽的同时也对其进行限速35418方案三：提升默认承载QCI等级Internet技术方案1业务支撑系统P-GW/GGSN（PCEF）UE3AccessPCRF/SPR2选定受保障的用户群体，由BOSS通过Soap接口向PCRF传递业务签约信息用户上线，

23、PCRF根据签约信息，使指定用户默认承载QCI等级提升至6，普通用户默承QCI=9无线侧配置不同等级QCI的调度权重比，使QCI=6的用户按比例获得无线资源 优点： 无需额外建立GBR专载，节约网络开销 由于使用Non-GBR承载，因此不受GBR对最大带宽的限制 缺点： 无法实现对带宽的绝对保障19试点情况分析研究院联合上海公司、河南公司针对方案二、方案三在现网进行测试 不同QoS等级用户速率可按比例控制，用户数增加不影响该比例关系 调整调度权值，VIP用户在小区大部分区域速率均可优于普通用户 建立一条支持全业务流的GBR承载，能够对用户带宽进行保障，但存在一定局限u 现网中爱立信和华为设备可支持为用户建立访问所有业务的专用承载，诺基亚只能针对具体业务建立专载u 网络拥塞导致GBR承载被基站释放后，其恢复机制目前还不完善，仅能通过用户重附着或长时间不使用业务后再使用后才可恢复，优化方案还需明年进一步研究 通过提升Non-GBR承载的QCI等级及基站调度权重，可有效提升用户体验20通用流保障方案总结方案一：修改默认承载为GBR承载方案二：建立一条通用流GBR专载方案三：提升默认承载QCI等级是否符合3GPP标准不符合不违背符