PCF 策略控制功能网元

PCF（Policy Control Function，策略控制功能） 是一个标准的 5GC 网元，相当于和 4G EPC 中的 PCRF。PCF 从 UDM 获得用户签约的策略，并下发到 AMF、SMF 等，再由 AMF、SMF 进一步下发到 UE、RAN 和 UPF。PCF 以此来提供基于 Policy（策略）的决策机制和基于 Flow 的 Charging（计费）功能。

PCF 主要提供了以下功能：

  • 接入移动性策略控制（Access and Mobility Policy Control）

  • 会话管理策略控制（Session Management Policy Control）

PCF 的参考点架构

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PCF 负责各类策略的生成及下发到 UE、AMF、SMF/GW-C 进行执行，而 AMF、SMF 负责将用户的签约信息，以及网络、UE 的实时状态上报给 PCF，PCF 会综合 AMF、SMF 上报的信息及运营商策略下发最终的策略。

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接入移动性策略控制

接入移动性策略控制指的是 PCF 向 AMF 提供用于接入和移动性管理的控制策略，简称：AM Policy，包括：PCF 授权（Created/Updated，批准或修改）的业务区域限制和 RFSP Index（RAT/Frequency Selection Priority，无线/频率选择优先级）。

  • 业务区域限制：是指按照要求允许或者限制在特定区域的用户进行语音、数据等业务。业务区域限制包含允许区域和非允许区域。UE 在允许区域内可以正常进行语音和数据业务。UE 在非允许区域内可以注册，但不能进行其他业务。运营商会对业务区域进行限制，例如：对享有大额度优惠流量的家庭 CPE，要享受这一优惠，就会被限制只能在家庭周边基站接入，非允许区域是不可以使用此类 CPE 上网的。PCF 的接入移动性策略控制可以有效的避免了网络拥塞。

  • RFSP：是无线接入网进行无线资源管理时所采用的策略。不同的 RFSP 可以使用不同的 Index 取值来表示。基站可以根据 RFSP Index 实施无线资源管理策略，例如：指示 UE 使用特定的无线接入方式和频率进行数据传输。为了保证用户体验，合理分配网络资源，运营商需要通过 RFSP Index 实施动态策略控制。PCF 根据 RAN（Radio Access Network，无线接入网）拥塞信息动态调整 RFSP Index 并传递给 RAN，RAN 指示 UE 选择该 RFSP Index 对应的无线接入方式和频率进行数据传输。例如：用户所在的 5G 网络拥塞时，PCF 通过 RFSP Index 指示 UE 选择 4G 网络接入。

接入移动性策略控制，包括：

  • UE 的服务区域（Service Area）限制。

  • UE 的 RAT/RFSP 接入限制。

  • UE 的移动性策略。

  • UE 的 ANDSP（无线网络发现和选择策略，选网策略，合并了 ANDSF 的功能）策略。

  • UE 的 URSP（UE Route Selection Policy）策略。

  • UE 的路由选择策略。

  • UE 的切片选择策略。

  • UE 的 SSC 模式选择策略。

  • UE 的 DNN 选择策略。

  • UE 的 Non-Seamless 接入选择策略。

  • UE 策略。

  • AMF 事件订阅 etc.

处理流程

当 UE 发起注册流程或切换流程请求到 AMF 时，PCF 可以因为内部事件（如：时段切换）或外部事件（如：UDR 通知该用户的策略签约变更）触发而主动向 AMF 更新 AM Policy。或者，PCF 可以在 AMF 上报接入和移动性相关事件时，在响应消息中更新 AM Policy。

相对的，当 UE 发起注销流程或从 AMF 切换走时，AMF 请求 PCF 终止该 UE 的 AM Policy 关联；PCF 也可能因为某些事件（如：UDR 通知该用户的策略签约删除）而主动要求 AMF 终止该 UE 的 AM Policy 关联。 在这里插入图片描述

会话管理策略控制

会话管理策略控制是指 PCF 向 SMF 提供用于 PDU Session 管理的控制策略，简称：SM Policy。

运营商会提供多种类型的套餐可供用户选择，从而满足不同用户的需求。不同类型的套餐可以提供不同的带宽，例如：不同的用量门限，超过用量门限会对用户限速或禁止上网。

有的套餐是通用套餐，适用于任何流量；而有的套餐是定向套餐，只能访问特定的业务；有的套餐适用于任何区域；而有的套餐则只能在非漫游或漫游区域使用。

当用户使用特定业务时，PCF 会对该业务提供 Qo S保障。例如：当用户使用 VoNR（Voice over New Radio，新空口承载语音）时，为了能让用户获得较好的通话质量，PCF 会联合 SMF 和 UPF 为 VoNR 媒体流建立专门的 QoS Flow，为 VoNR 媒体流传输提供保障带宽和较高的转发优先级。

会话管理策略控制，包括：

  • QoS/Bandwidth 控制策略。

  • 流量门控（Flow Gating）策略。

  • 用量检测（Usage Detection）策略。

  • 业务检测（Service Detection）策略。

  • 重定向（Redirect）策略。

  • 会话绑定策略。

  • Charging（计费）策略。

  • 业务链控制（e.g. 本地分流）策略。

  • SMF 事件订阅。

  • 预定义规则授权。

  • 动态规则授权 etc.

PCF 的服务化接口

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