【5G核心网】 PCF之Session Management Policy

本文分析 PCF 中的Session Management Policy Control Service 会话管理策略控制服务TS 29.512

张忠琳

13123人浏览 · 2020-08-08 17:27:34

张忠琳 · 2020-08-08 17:27:34 发布

本文分析 PCF 中的 Session Management Policy Control Service 会话管理策略控制服务

会话管理策略控制服务通过策略控制功能（PCF）向 NF 服务使用者（即 SMF）执行会话相关策略和 PCC 规则的提供，更新和删除。会话管理策略控制服务可用于计费控制，策略控制和/或应用程序检测和控制。会话管理策略控制服务适用于以下情况：

- 在非漫游情况下 SMF 与 PCF 交互

- 在本地疏导漫游情况下 V-SMF 与 V-PCF 交互

- H-SMF 与 H-PCF 交互在归属地场景

1. Service Architecture 服务架构

会话管理策略控制服务由 PCF 提供给使用者，唯一已知的 NF 服务使用者是 SMF（针对的时会话管理服务）。

**Figure 4.** 1. **2-1:** **Reference Architecture for the Npcf_SMPolicyControl Service; SBI representation**

**Figure** **4.1.2-2** : **Reference Architecture for the Npcf_SMPolicyControl Service;** **reference point representation**

2. Network Functions 网络功能

PCF 负责策略控制决策和基于流的计费控制功能。 PCF 提供以下内容：

- 针对 SMF，应用程序和业务数据流检测，门控，QoS，基于流的计费，流量控制，使用监视控制，接入网络信息报告和 RAN 支持信息的策略。

PCF 做出的策略决策可能基于以下一项或多项：

- 从 AF 获得的信息，例如会话，媒体和订阅相关信息

- 公 UDR 获得的信息

- 从 AMF 获得的信息，例如 UE 相关和接入相关信息

- 从 SMF 获得的信息

- 从 NWDAF 获得的信息

- 从 NEF 获得的信息

- 从 CHF 获得的信息

- PCF 预先配置的策略上下文

2.1 NF 服务消费者（针对 SM 相关）

SMF负责从 PCF 实施与会话管理相关的策略决策，与服务流检测，QoS，计费，门控，流量使用情况报告和流量控制相关

SMF 应该支持：

- 向 PCF 发送会话相关属性

- 从 PCF 请求以及接收 PCC 规则

- 绑定业务数据流到 Qos 流，其定义在 TS 29.513

-  从 PCC 规则中导出规则，然后将这些规则提供给 UPF 或从 UPF 中删除规则，其定义在 TS 29.244

-  向 UE 推导 QoS 规则

-  将 QoS 配置文件推向接入网络

- 处理策略控制请求的触发

- 处理 PDU 会话相关策略信息

3. Rules 规则

PCC rules
Session rule
Policy Decision types

规则是一组与 PDU 会话或业务数据流（即与 PCC 规则）相关的策略信息元素。

定义了两种类型的规则：

- 会话规则

- PCC 规则

会话规则和 PCC 规则均由嵌入式信息元素以及作为该规则引用的对象（例如条件数据或使用情况监视策略数据类型）的一部分的信息元素组成。

3.1 PCC 规则

PCC 规则是一组信息元素，能够检测业务数据流并提供用于策略控制和/或计费控制的参数，有两种类型的 PCC 规则，其定义在 3GPP TS 23.503

- 动态 PCC 规则，由PCF动态地提供给SMF。这些PCC规则可以是预定义的，也可以在PCF中动态生成。动态PCC规则可以随时应用，修改和删除。

- 预先配置的 PCC 规则，在SMF中预先配置的PCC规则。 PCF可以随时激活或禁用预定义的PCC规则。可以对PCF中的预定义PCC规则进行分组，以允许PCF动态激活一组PCC规则。

3.2 会话规则

会话规则由与 PDU 会话关联的策略信息元素组成。会话规则可包括：

- Session Rule ID;

- Authorized Session AMBR;

- Authorized Default QoS;

- Reference to Usage Monitoring Data; and

- Reference to Condition Data.

3.3 Policy Decision types 策略决策类型

Traffic control data definition
QoS data definition
Charging data definition
UsageMonitoring data definition

策略决策是一组描述特定决策类型的内聚信息元素，例如 QoS，计费数据等。策略决策可以链接到一个或多个 PCC 规则或一个或多个会话规则。PCC 规则或会话规则最多可以引用每种类型的策略决策的一个实例。

策略决策如下定义类型：

- Traffic control data;

- QoS data;

- Charging data; and

- Usage Monitoring data.

3.3.1 Traffic control data 流量控制数据

流量控制数据定义了如何处理（例如阻止，重定向）与规则关联的流量数据流

流量控制数据应包含：

- Traffic Control Data ID

- [ Flow status ]

- [ Redirect Information ]

- [ Mute Notification ]

- [ Traffic Steering Policy ID UL ]

- [ Traffic Steering Policy ID DL ]

- [ Routing requirements ]

- [ UP path change event subscription from the AF ]

3.3.2 QoS data

QoS 数据定义与规则相关的 QoS 参数（例如比特率），Qos 包含：

- QoS Data ID

- [ 5QI ]

- [ ARP ]

- [ QNC ]

- [ Maximum Packet Loss Rate UL ]

- [ Maximum Packet Loss Rate DL ]

- [ Maximum Bit Rate UL ]

- [ Maximum Bit Rate DL ]

- [ Guaranteed Bit Rate UL ]

- [ Guaranteed Bit Rate DL ]

- [ 5QI Priority Level ]

- [ Averaging window ]

- [ Maximum Data Burst Volume ]

- [ Bound to default QoS flow indication ]

- [ Resource Sharing Key UL ]

- [ Resource Sharing Key DL ]

- [ Reflective QoS attribute ]

3.3.3 Charging data

3.3.4 UsageMonitoring data

4. Policy control request trigger

策略控制请求触发是 SMF 必须再次与 PCF 交互以进一步决定 PDU 会话的条件。策略控制请求触发器被设计为在5.6.3.6节中定义的 Enumeration 类型。 PCF 可以在策略决策中提供一系列策略控制请求触发器，以订阅 SMF 中的触发器。

当由于策略控制请求触发器的触发而使 SMF 与 PCF 交互时，SMF 应将已更改的相关属性与相应的触发器一起发送。

Table 5.6.3.6-1: Enumeration PolicyControlRequestTrigger

5. Requested rule data

请求的规则数据由 PCF 与一个或多个 PCC 规则相关联的请求信息组成。请求的规则数据被设计为策略决定的子资源，该属性称为“ lastReqRuleData”。 PCF 仅记录最后请求的规则数据。

当请求规则数据时，PCF 将在“ lastReqRuleData”的“ reqData” 数组中包括为规则请求的数据类型，并且如果尚未设置触发器，还应提供相应的策略控制请求触发器。

要求的规则数据的编码在5.6.2.24中进一步规定。

当 SMF 收到请求的规则数据时，SMF 应向 PCF 报告相关 PCC 规则的相应信息。

Table 5.6.2.24-1: Definition of type RequestedRuleData

Table 5.6.3.7-1: Enumeration RequestedRuleDataType

6. Requested usage data

7. Condition data

8. Service Operations

  Npcf_SMPolicyControl_Create
Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify
  Npcf_SMPolicyControl_Update
  Npcf_SMPolicyControl_Delete

Table 4.2.1-1: Npcf_SMPolicyControl Operations

Npcf_SMPolicyControl API： {apiRoot}/{apiName}/{apiVersion}/{apiSpecificResourceUriPart}

- The {apiRoot} shall be set as described in 3GPP TS 29.501 [5].

- The {apiName} shall be "npcf-smpolicycontrol".

- The {apiVersion} shall be "v1".

- The {apiSpecificResourceUriPart} shall be set as described in subclause 5.3.

**Table 5.3.1-1: Resources and methods overview**

8.1 Npcf_SMPolicyControl_Create

{apiRoot}/npcf-smpolicycontrol/v1/sm-policies

Npcf_SMPolicyControl_Create 服务操作为 SMF 提供了请求与 PCF 建立对应的 SM 策略关联的方法。支持使用 Npcf_SMPolicyControl_Create 服务操作的以下过程：

-  请求与PCF建立相应的 SM 策略关联

-  提供 PCC 规则

- 提供策略控制请求触发器

- 为 PDU 会话提供计费相关信息

-  提供重新验证时间

-  每个 PDU 会话的策略设置和授权的 AMBR 实施

-  授权的默认 QoS 的策略设置和实施

-  为应用程序检测和控制提供 PCC 规则

- 支持 3GPP PS Data Off

- 支持 IMS 紧急会话

-  请求使用情况监视控制

-  接入网络计费标识符报告

-  请求成功的资源分配通知

-  提供 IP 索引信息

-  协商 IMS 信令的 QoS 流

-  PCF 资源清理

Figure 4.2.2.2-1: SM Policy Association establishment

SMF 必须在 HTTP POST 的有效载荷主体中包括 SmPolicyContextData 数据结构，以请求创建“单个 SM 策略”资源的表示形式。如下所述创建“单个 SM 策略”资源

-  supi

-  pduSessionId

-  dnn

-  notificationUri

-  pduSessionType

-  pei

-  InterGrpIds

-  accessType

-  ratType

-  ipv4Address / ipv6AddressPrefix

-  ueTimeZone

-  subsSessAmbr

-  subsDefQos

-  numOfPackFilter

-  online

-  offline

-  chargingCharacteristics

-  accNetChId

-  chargEntityAddr

-  3gppPsDataOffStatus

-  refQosIndication

-  userLocationInfo

-  sliceInfo

- qosFlowUsage

-  servingNetwork

-  servNfId

-  traceReq

8.1.1 SmPolicyContextData 数据结构

Table 5.6.2.3-1: Definition of type SmPolicyContextData

8.1.2 SmPolicyDecision 数据结构

Table 5.6.2.4-1: Definition of type SmPolicyDecision

8.2 Npcf_SMPolicyControl_Update

- Provisioning of PCC rules.

- Provisioning of policy control request triggers.

- Request the policy based on revalidation time.

- Policy provisioning and enforcement of authorized AMBR per PDU session.

- Policy provisioning and enforcement of authorized default QoS.

- Application detection information reporting.

- Indication of QoS Flow Termination Implications.

- 3GPP PS Data Off Support.

- Requst and report Access Network Information.

- Request Usage Monitoring Control and report Accumulated Usage.

- Ipv6 Multi-homing support.

- Request and report the result of PCC rule removal.

- Access Network Charging Identifier Request and report.

- Request and report the successful resource allocation notification.

- Negotiation of the QoS flow for IMS signalling.

- Notification about Service Data Flow QoS target enforcement.