1、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： Always on；Rate Adaptation；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
2、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Always on功能，Always on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
3、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Always on的判决门限来提升小流量用户的感知度。而Rate Adaptation功能可以根据用户业务量动态匹配，自适应调整速率，开启Rate Adaptation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. Always on与Rate Adaptation原理2.1、Always On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Always on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id
4、le状态。2.1.1、Always On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1 AlwaysOn的downsize功能示意图2.1.2、Alwa
5、ys On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rep Threshold门限并持续超过timeToTrigger设定的时间门限时将触发upsize。在触发upsize event后，在pendTimeAfterTrig门限时间内不再重复触发upsize event。图2 AlwaysOn的upsize功能示意图2.2、Rate Adaptat
6、ion 原理Rate Adaptation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。Rate Adaptation仅适用于PS I/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Rate Adaptation判决：（1）Traffic Monitoring：在RLC层周期性地评估用户
7、上下行的活动性。（2）RB Resizing Process：基于Traffic Monitoring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RB Resizing。RB Rate Adaptation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、Traffic Monitoring Traffic Monitoring 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
8、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3 RA Traffic Monitoring（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：RNC RLC buffer 占用监测。Buffer测量有2种方式：A）如果参数isBOTriggerForRbAdaptationAllowed设为True，buffer
9、测量用于UL (Eventa 4a reporting)和DL (RNC Buffer occupancy monitoring)B）如果参数 isBOTriggerForRbAdaptationAllowed 设为 False，buffer测量仅用于 DL (RNC Buffer occupancy monitoring) (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，Traffic Monitor
10、ing才被激活。2.2.2、RB Resizing ProcessRB Resizing是基于Traffic Monitoring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RB Resizing。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4 Downlink下行 图5 Uplink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
11、；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：The average throughput、The confidence level、The RLC SDU buffer occupancy，如图7所示。 图6基于评估的平均吞吐率Upsize 图7 Downlink多阶段Upsize机制1当 average throughput 高于门限时， 算法也开始检查RLC SDU buffer occupancy：A）低 buffer occ
12、upancy 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 buffer occupancy 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 buffer occupancy 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RLC SDU buffer occupancy 的值和DlRbSetCo
13、nf 中定义的门限做比较，当满足条件RLC SDU Buffer Occupancy RaSduQueueThreshold(N+i)时找出最高的RB。如图8所示。 图8 Downlink多阶段Upsize机制23 优化思路从以上原理论述看，Always on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，Always on的相关判决门限，提升小流量用户的使用感知度。同时开启Rate A
14、daptation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Always on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step1DlUlThroughputThresholddownsize门限6000bit/s512bit/srepThresholdupsize门限trafficRepThrs128trafficRepThrs64参数解释：A） step1DlUlThroughputThreshold由6000bit/s改为512bit/s后，基
15、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：Always on开启后，数据流量低于Always on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日星期六60860347月10日星期日5873073参数修改后7月16日星期六55281007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
