【5G核心网】 PCF之Session Management Policy

绝地灬酷狼 2022-11-25 11:47 773阅读 0赞

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）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70][]** Figure 4.** **1.** **2-1:**  **Reference Architecture for the Npcf\_SMPolicyControl Service; SBI representation**

![20200808202029298.png][]**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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

###    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***。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][] 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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][] Table 5.6.2.24-1: Definition of type RequestedRuleData

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][] 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

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]  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.

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]**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

![2020090814020797.png][] 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**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][] Table 5.6.2.3-1: Definition of type SmPolicyContextData

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

**    8.1.2  SmPolicyDecision 数据结构**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][] Table 5.6.2.4-1: Definition of type SmPolicyDecision

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

##    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.

![20200909105546509.png][] Table 5.3.3.4.3.2-1: Data structures supported by the POST Request Body on this resource

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][] Table 5.3.3.4.3.2-2: Data structures supported by the POST Response Body on this resource

###    8.3 Npcf\_SMPolicyControl\_Delete ###

\{apiRoot\}/npcf-smpolicycontrol/v1/sm-policies/\{smPolicyId\}/delete

> \- Deletion of the policy context associated with a PDU session.
> 
> \- Report Accumulated Usage.
> 
> \- Report Access Network Information.

![20200909102049584.png][] Table 5.3.3.4.2.2-1: Data structures supported by the POST Request Body on this resource

**    8.3.1 SmPolicyDeleteData 结构体**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 15][] Table 5.6.2.15-1: Definition of type SmPolicyDeleteData

**    8.3.2 AccuUsageReport 结构体**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 16][] Table 5.6.2.18-1: Definition of type AccuUsageReport

3GPP TS 29.512: "5G System; Session Management Policy Control Service; Stage 3"

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221124/1147e80ee0c74033b2d802f37e9c93b2.png
[20200808202029298.png]: /images/20221124/30570b3ea1944a8483e5bffbce2656a9.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221124/145ddfa2d1f7497f8b1b35f1f6288b73.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221124/597480da5b1a40cf82f5b0a128308be7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221124/fd7da8d3c0594ef88817101573d99ae4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221124/da72c871434b4861b8e097bc0642c174.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221124/f362491c7d2a4ad4af8fe89e91e6b51d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221124/87ab3d7fc3a14c6ca87b558c4f5be6d3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221124/f80eca84db484fb8ae7a0b5f5583d68e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20221124/7f7a6bb74aa14491b71d3cd44382ca71.png
[2020090814020797.png]: /images/20221124/277ffcbc3ca740cb9a134e892919f7f5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20221124/33208b6b71864aa58ac7ead07cc29a5c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20221124/bc40398d3e75427faba2bc4f666f8298.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20221124/45fde63de4f94dcbaf7490054bc66a43.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20221124/3870925e07034244bf95cf2cd81ecec3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20221124/f9e1832d7d264ae68656e339de9a77c8.png
[20200909105546509.png]: /images/20221124/9d082f5242454f0d890c51a189db7841.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20221124/616fe7a9c05e41cfbc1b05077d0f27b0.png
[20200909102049584.png]: /images/20221124/eed0444575744387af731e3b16058826.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]: /images/20221124/39b46068492946e38e5595edfb3a7b70.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3pob25nbGluemhhbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]: /images/20221124/9509ad54072741b3a5d7baccad410886.png