3G小流量业务用户感知度提升的优化方法.docx
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3G小流量业务用户感知度提升的优化方法
3G小流量业务用户感知度提升的优化方法
余玉广黄宇邹洁
中国联合网络通信有限公司玉林市分公司网优中心
【摘要】本文针对3G网络数据业务普及后出现的部分小流量客户感知下降的现象,分析PS资源管理原理和流程,提出了通过优化相关参数并开启相应的功能提升3G小流量业务用户感知的优化思路和方案,并结合广西玉林联通WCDMA网络进行了验证。
关键词:
Alwayson;RateAdaptation;小流量;用户感知度
1.概述
随着WCDMA网络的普及,3G用户也越来越多,目前使用3G上网的应用越来越广泛,手机网页浏览、QQ、手机炒股“同花顺”等后台数据流量较小的软件使用率提升,出现了部分3G用户反映在使用小流量业务时速率低,感受差,甚至不如EDGE的问题。
这些问题主要反映了小流量、长时间连接这一类业务的用户感知度。
针对该问题玉林联通通过分析PS资源管理原理和流程,研究相关参数和开启相应的功能,提出了提升3G小流量业务用户感知的解决方案。
WCDMA网络数据业务资源分配会根据承载业务的流量大小,对资源进行调整,以达到合理资源配置。
玉林联通现网已开启了Alwayson功能,Alwayson功能的开启可以合理配置资源,但在DCH向FACH状态转换没能把后台数据流量较小的一类业务应用,特别是小流量且断续的业务考虑进去,造成这部分业务的应用在使用一段时间后分配的资源下降,从而影响了用户感知度。
本次专题主要研究通过调整Alwayson的判决门限来提升小流量用户的感知度。
而RateAdaptation功能可以根据用户业务量动态匹配,自适应调整速率,开启RateAdaptation功能可以动态调整自适应速率,同样达到提升用户使用感知度的目的。
2.Alwayson与RateAdaptation原理
2.1、AlwaysOn原理
在PS呼叫过程中,RNC会根据承载业务的流量大小,对资源进行调整,以达到合理配置资源,均衡各业务的作用。
如果数据流量低于Alwayson设置的门限值,此业务资源由DCH状态转换为FACH状态。
类似的,此后进入PCH或者idle状态。
2.1.1、AlwaysOn的downsize功能
在PS呼叫过程中,RNC会根据承载业务的流量大小,对资源进行调整,如图1所示,如果数据流量低于step1DlUlThroughputThreshold(AoOnFachParam)的门限值,将启动T1计时器,当这个Timer,超时且数据流量仍维持在step1DlUlThroughputThreshold门限下时,系统对所分配的资源进行调整,此时业务资源将由DCH状态转换为FACH状态,同理,数据流量低于step2状态门限且T2超时,则进入PCH或者idle模式。
图1Always On的downsize功能示意图
2.1.2、AlwaysOn的Upsize功能
upsize过程是downsize的一个逆过程,但在判决和实现方式上略有区别。
在上行上,与downsize不同,downsize是对速率进行判决,upsize对手机的buffer中的数据量的大小进行判断来决定是否需要upsize.
如图2所示,当手机buffer中的数据量超过repThreshold门限并持续超过timeToTrigger设定的时间门限时将触发upsize。
在触发upsizeevent后,在pendTimeAfterTrig门限时间内不再重复触发upsizeevent。
图2Always On的upsize功能示意图
2.2、RateAdaptation原理
RateAdaptation功能是指根据实际用户业务量来动态匹配RB,自适应调整速率,节省了系统资源的同时,也提高了服务质量及用户感知度。
RateAdaptation仅适用于PSI/B和背景类业务,流业务不支持。
在呼叫管理中,RAB的分配往往无法很好的与实际用户业务量相匹配,一般有如下2个原因:
(1)RAB的分配依赖于RAB请求和系统资源的使用,通常分配的速率会低于请求的速率;
(2)RAB的分配总是请求相同的比特率,实际上是最大的比特率,与业务需求无关。
通常有2种机制进行RateAdaptation判决:
(1)TrafficMonitoring:
在RLC层周期性地评估用户上下行的活动性。
(2)RBResizingProcess:
基于TrafficMonitoring的输出,决定当前的RB是否需要匹配(上下行是独立判决的),如果需要,则触发RBResizing。
RBRateAdaptation可以分别在上下行激活或同时激活,且两者是通过独立的流量监控触发。
2.2.1、TrafficMonitoring
TrafficMonitoring基于吞吐率与buffer进行监控的。
(1)吞吐率的测量
通过划窗方式计算平均的吞吐率,并且收集到的采样点需基于可信的吞吐率。
吞吐量的计算在上下行算法是一致的,在RLC层上的吞吐率计算包含重传&确认的流量。
为了评估用户的吞吐率,要周期性的计算在时间T内的平均用户吞吐率R=Nb/T,Nb为第一次在时间T内传输的RLC-SDU比特数。
吞吐率的评估基于一个大小为K(RaNumberOfSample)的划窗,K滑动窗口的大小,即最近的K个采样速率作为T时间内的估算的平均值,类似与遗忘平均算法。
图3RATrafficMonitoring
(2)buffer测量。
上行:
当RLC的buffer占用超过一个给定门限时,UE上报的4a事件。
下行:
RNCRLCbuffer占用监测。
Buffer测量有2种方式:
A)如果参数isBOTriggerForRbAdaptationAllowed设为True,buffer测量用于UL(Eventa4areporting)和DL(RNCBufferoccupancymonitoring)
B)如果参数isBOTriggerForRbAdaptationAllowed设为False,buffer测量仅用于DL(RNCBufferoccupancymonitoring)(前提条件是参数isDlRbRateAdaptationAllowed设为True)。
当UL的isUlRbRateAdaptationAllowed和DL的isDlRbRateAdaptationAllowed这2个参数设置为true时,TrafficMonitoring才被激活。
2.2.2、RBResizingProcess
RBResizing是基于TrafficMonitoring的输出,决定当前的RB是否需要匹配,其中上下行是独立判决的,如果需要匹配,则触发RBResizing。
主要分Downsize及Upsize两个过程。
(1)Downsize过程:
主要基于评估的吞吐率触发,如果评估的吞吐率被认为是可信的,图4和图5给出了降速到的目标RB条件。
图4Downlink下行图5Uplink上行
(2)Upsize过程:
Uplink与Downlink的Upsize过程不同,Uplink主要基于评估的平均吞吐率触发Upsize,如图6所示;Downlink分步步Upsize机制及多阶段Upsize两种机制触发Upsize,Downlink如果采用步步Upsize机制,则与Uplink的原理相同。
如果采用多阶段Upsize机制,需考虑3个标准:
Theaveragethroughput、Theconfidencelevel、TheRLCSDUbufferoccupancy,如图7所示。
图6基于评估的平均吞吐率Upsize图7Downlink多阶段Upsize机制1
当averagethroughput高于门限时,算法也开始检查RLCSDUbufferoccupancy:
A)低bufferoccupancy意味着很少的数据在等待传输。
因此,upsize是无价值的,因为接下来会有一个downsize将被触发。
这样的cases一般是突发的业务量高峰导致的。
B)中bufferoccupancy意味着有一些数据在等待传输,所以upsizing是值得的。
然而,没有必要upsize到最高的比特率:
中间的比特率就能支持用户的业务且不会导致紧接一个downsize。
C)高bufferoccupancy意味着有很多数据在等待传输,所以有必要快速转变为最高速率来支持用户的业务需求。
具体的说,RNC拿RLCSDUbufferoccupancy的值和DlRbSetConf中定义的门限做比较,当满足条件RLCSDUBufferOccupancy≥RaSduQueueThreshold(N+i)时找出最高的RB。
如图8所示。
图8Downlink多阶段Upsize机制2
3优化思路
从以上原理论述看,Alwayson功能的开启可以合理配置资源。
但在DCH向FACH状态转换没能把后台数据流量较小的一类业务应用(主要是小流量且断续的应用,类似的还包括一些IM业务)考虑进去,造成这部分应用在使用一段时间后,其所分配的资源downsize,从而影响了用户感知度。
可以相应的调整,Alwayson的相关判决门限,提升小流量用户的使用感知度。
同时开启RateAdaptation功能,根据用户业务量动态匹配RB,自适应调整速率,以提升用户感知度。
3.1修改downsize&upsize的判决门限
7月12日通过修改Alwayson的downsize与upsize的判决门限,使之兼顾小流量业务的应用。
参数
简单说明
原值
建议值
step1DlUlThroughputThreshold
downsize门限
6000bit/s
512bit/s
repThreshold
upsize门限
trafficRepThrs128
trafficRepThrs64
参数解释:
A)step1DlUlThroughputThreshold由6000bit/s改为512bit/s后,基本上可以满足小流量业务的应用。
B)repThreshold由128byte修改为64,64byte基本上可以满足IM等小数据业务的一次发送字节数。
调整后验证结果如下:
a)Counters对比参数修改前后由进入FACH状态的次数变化
UE完成RRC连接建立时,UE才从空闲模式转移到连接模式:
连接模式下有4种状态:
CELL_FACH、CELL_DCH、CELL_PCH及URA_PCH状态。
4种状态的转换图如下:
Alwayson开启后,数据流量低于Alwayson判决门限,业务资源由DCH状态转换为FACH状态。
此后进入PCH或者idle,目前玉林CELL_PCH及URA_PCH没有启用。
目前暂时没法统计由DCHtoFACH的Counters,调取参数修改前后由进入FACH的Counters统计:
调整
日期
VS.RrcAvgNbrCellFach.Cum(累计进入CellFach的次数)
参数修改前
7月9日
星期六
6086034
7月10日
星期日
5873073
参数修改后
7月16日
星期六
5528100
7月17日
星期日
5667815
通过参数调整前后进入Cell_Fach的次数对比,参数调整后进入Cell_Fach的次数减少6.38%。
b)通过ping小字节数据包模似小流量查看回馈时延的变化
利用ping数据包来模拟小数据量的传送来进行问题复
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