智能風暴分析及解決技術研究

【摘要】移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展對傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡帶來了流量和信令的雙重沖擊，而移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最顯著表征及載體就是智能終端，分析智能終端發(fā)展、對網(wǎng)絡資源的消耗，研究有針對性的解決方案，對合理有效的使用網(wǎng)絡資源有著重要的現(xiàn)實意義。本文簡述了移動互聯(lián)網(wǎng)、智能手機的發(fā)展，以及對網(wǎng)絡造成的壓力，并敘述了應對智能風暴的探索性方法。

【關鍵詞】移動互聯(lián)網(wǎng)智能風暴智能終端流量優(yōu)化方案信令優(yōu)化方案

一、引言

隨著3G網(wǎng)絡的逐步普及，據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，全球智能終端出貨量在2010年第三季度超過了8000萬部，同比增長95%。然而，全球運營商的經(jīng)驗告訴我們，智能終端帶給運營商的不僅僅是可觀的利潤，也對網(wǎng)絡提出了新的挑戰(zhàn)。智能終端令網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流量和信令流量呈現(xiàn)爆炸式的增長。全球多個移動運營商正在遭受來自“智能風暴”的沖擊。

二、智能風暴對網(wǎng)絡的沖擊

2.1智能手機與普通手機差異

智能手機在近幾年進入了高速發(fā)展期，主要得益于智能手機優(yōu)于普通終端的特性以及移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速推廣。其中智能手機優(yōu)于普通終端的特性，決定了智能手機將逐漸替代普通終端，成為主流網(wǎng)絡接入設備。

普通終端主要滿足語音、短信應用業(yè)務，后期的發(fā)展中加入了部分數(shù)據(jù)業(yè)務的應用，但是應用擴容能力不足成為其最大不足。

CDMA智能手機具有以下幾方面的特性：（1）具備普通手機的全部功能，能夠進行正常的通話，發(fā)短信等手機應用；（2）具備無線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力，即需要支持CDMA網(wǎng)絡下的CDMA 1X或者3G網(wǎng)絡。（3）具備PDA的功能，包括PIM（個人信息管理），日程記事，任務安排，多媒體應用，瀏覽網(wǎng)頁。（4）具備一個具有開放性的操作系統(tǒng)，在這個操作系統(tǒng)平臺上，可以安裝更多的應用程序，從而使智能手機的功能可以得到無限的擴充。（5）具有人性化的一面，可以根據(jù)個人需要擴展機器的功能。（6）功能強大，擴展性能強，第三方軟件支持多。

通過智能手機與普通手機的差異分析，智能手機與普通1X手機、DO手機的最大差異在于擴展性，可以根據(jù)個人需求安裝形形色色的手機軟件。

2.2智能手機發(fā)展對移動網(wǎng)沖擊分析

智能手機的高速發(fā)展，必然對移動網(wǎng)絡造成一定沖擊。智能終端在1X網(wǎng)絡的使用上，主要還是語音以及短信業(yè)務的應用，智能終端在語音及短信業(yè)務應用上面與普通終端無異。

智能手機發(fā)展對移動網(wǎng)絡的沖擊主要體現(xiàn)為對DO網(wǎng)絡的沖擊。根據(jù)CNNIC調查，2010上半年中國新增了 4334萬手機網(wǎng)民，62%的是手機網(wǎng)民（部分也同時用電腦上網(wǎng)），42.4%是純手機網(wǎng)民，手機網(wǎng)民規(guī)模為2.77億。手機網(wǎng)民的高速發(fā)展主要依賴于智能手機的發(fā)展。CDMA智能手機用戶安裝的各種手機軟件大部分都需要接入DO網(wǎng)絡進行移動互聯(lián)網(wǎng)接入，如手機QQ、UCWeb等。DO用戶的大規(guī)模發(fā)展、用戶行為改變、無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務的多樣化將會給DO網(wǎng)絡產(chǎn)生沖擊。

2.2.1智能手機對網(wǎng)絡業(yè)務流量沖擊

隨著智能手機的發(fā)展，我國用戶行為也發(fā)生了改變：對移動互聯(lián)網(wǎng)依賴度明顯提升。ZDC調查結果顯示，用戶的手機上網(wǎng)頻率以“不確定、有空就上”為主，占比41.4%。其次為選擇平均每周5-7天的用戶，比例為37.5%。每周少于1天的手機網(wǎng)民比例僅為3.7%。

針對用戶使用行為進行測試分析。根據(jù)業(yè)務特性將手機應用業(yè)務分為三大類：即時通訊類、瀏覽類、流量下載類，分類如下：

測試結果指出，流量下載類應用產(chǎn)生的流量最高，為瀏覽類的18倍、即時通訊類的750倍。

通過兩項調查、測試結果可以得出：（1）隨著智能3G終端的日益受寵、用戶對移動互聯(lián)網(wǎng)依賴度提升，3G數(shù)據(jù)應用業(yè)務使用頻率日益趨高，數(shù)據(jù)業(yè)務在通信應用業(yè)務中的比重也越來越重；（2）流量下載類業(yè)務（大部分普通3G手機不支持）產(chǎn)生流量遠遠大于普通3G手機也能支持的瀏覽類、即時通信類業(yè)務，并且隨著智能3G終端的發(fā)展，越來越得到用戶的青睞；綜合兩大成因，未來DO網(wǎng)絡將受到3G智能手機發(fā)展帶來的業(yè)務流量沖擊。

2.2.2智能手機對信令處理量的沖擊

智能手機出來帶來巨大的業(yè)務流量沖擊以及空口資源損耗之外，信令流量的沖擊也不可忽視。智能手機帶來的信令流量沖擊主要有以下幾方面構成：

（1）長在線業(yè)務頻繁接入帶來的信令沖擊。用戶應用首位的手機長在線的業(yè)務體驗需要頻繁接入將直接導致單用戶的信令流量激增，為了保障即時聊天和社區(qū)用戶實時在線，智能終端每隔幾秒鐘就發(fā)送一些在線心跳消息，使得網(wǎng)絡頻繁發(fā)起無線信道分配和建立，帶來大量信令流量；除此以外，小流量常在線業(yè)務使用頻率的日益增多更加速了信令增長速度。

測試結果指出，即時通訊類業(yè)務產(chǎn)生的信令最高，為瀏覽類的2倍、即時通訊類的7倍。

（2）節(jié)電模式帶來的信令沖擊：為了節(jié)電，智能終端快速休眠模式在發(fā)送消息到網(wǎng)絡后，強制終端從連接態(tài)切換到空閑態(tài)的省電模式，導致每次發(fā)送消息都可能重新連接，發(fā)送完畢又強制釋放連接，從而對網(wǎng)絡產(chǎn)生海量信令負荷；

（3）業(yè)務異常引發(fā)的雪崩效應：智能終端應用中，因用戶需要連接應用服務器，IP業(yè)務網(wǎng)絡擁塞或服務器宕機等，會導致終端反復發(fā)起連接請求，引起瞬間信令激增數(shù)倍甚至幾十倍，網(wǎng)絡性能急速下降；

（4）其他因素：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的增多，會有更多不明來源的數(shù)據(jù)包對智能終端進行掃描等，也可能引發(fā)突發(fā)的信令沖擊。

三、“智能風暴”解決方案

通過上述分析未來DO網(wǎng)絡由于“移動互聯(lián)網(wǎng)”、“智能風暴”引起的網(wǎng)絡沖擊，以“開源節(jié)流、合理疏導”為原則，制定兩個方向的解決方案進行保障：優(yōu)化解決方案以及擴容解決方案。

3.1業(yè)務流量優(yōu)化方案

隨著“移動互聯(lián)網(wǎng)”時代的到來，智能3G手機價格的普遍下降，資費水平的慢慢下滑，未來無線數(shù)據(jù)應用將會越來越廣泛，同時依賴于無線接入的數(shù)據(jù)應用也越來越多，流量需求也會越來越大。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)業(yè)務流量需求也與日俱增。

如果僅僅依賴于常規(guī)網(wǎng)絡擴容手段作為應對“移動互聯(lián)網(wǎng)”，“智能風暴”手段，現(xiàn)在已經(jīng)存在的頻譜資源壓力將更為明顯。應當采用更有效、更適合網(wǎng)絡可持續(xù)發(fā)展的策略，解決這個問題。（1）C+W協(xié)同發(fā)展，有效分流DO網(wǎng)絡業(yè)務流量。雖然智能3G手機業(yè)務流量需求比普通3G手機業(yè)務流量需求要大，但DO網(wǎng)絡最主要的業(yè)務流量需求來源于DO數(shù)據(jù)卡無線寬帶接入。（2）加快新技術部署，如EV-DO Rev.B技術應用等。加快新技術網(wǎng)絡部署，應對未來更高流量需求業(yè)務，提升提升移動網(wǎng)絡業(yè)務承載能力。（3）適應未來發(fā)展，打造業(yè)務流量的“智能管道”。打造雙方向“智能管道”，優(yōu)化資源配置，傾向效益用戶、業(yè)務，盡力做到網(wǎng)絡資源效益最大化、降低瞬時網(wǎng)絡系統(tǒng)負荷。

3.2信令優(yōu)化方案

信令沖擊主要因為智能3G手機的頻繁接入網(wǎng)絡引起的，信令的優(yōu)化需要針對智能3G手機用戶行為進行優(yōu)化。

優(yōu)化時，需要考慮優(yōu)化區(qū)域范圍，根據(jù)不用區(qū)域范圍集中業(yè)務特性、集中終端特性等，采用相適配的網(wǎng)優(yōu)手段。但更有效的優(yōu)化方法是建立信令處理的“智能化通道”。（1）針對智能手機密集區(qū)域進行尋呼優(yōu)化。針對智能手機密集區(qū)域，優(yōu)化區(qū)域尋呼策略，調整為基于RU方式，減少尋呼次數(shù)，再結合基于距離的登記，保障尋呼成功率不會下降，在保障通信質量的同時降低信令流量需求；（2）針對智能手機密集區(qū)域進行定時器優(yōu)化。延長尋呼時長，降低CCH占用率，但是此優(yōu)化方法可能會引起尋呼成功率下降等，須注意關注尋呼成功率等相關指標的變化，需要以保障通信質量為前提降低信令流量需求；（3）針對常在線小流量業(yè)務密集區(qū)域進行接入探針發(fā)送時長優(yōu)化。常在線業(yè)務特性：客戶端與服務器之間要定時發(fā)送心跳信號，以驗證客戶端是否在線，心跳信號周期一般較短（小于10S），心跳信號的頻繁發(fā)送，會導致業(yè)務頻繁建立和釋放?？蛻舳松闲薪尤霑r，會通過接入行道發(fā)生探針，減小探針持續(xù)時長來減少接入信道碰撞。（4）適應未來發(fā)展，打造信令處理的“智能管道”。根據(jù)信令流量需求對終端進行分類，并通過網(wǎng)絡智能識別終端分類，如準確識別“普通手機、大流量智能手機、小流量智能手機、無線寬帶終端”等，并根據(jù)不同終端、用戶行為特性，進行差異化和精細化管理，確保全網(wǎng)信令負載降到最小。

四、結束語

本文介紹了移動互聯(lián)網(wǎng)時代下應對智能終端快速發(fā)展帶來流量、信令沖擊的優(yōu)化解決方法，包括信令優(yōu)化方案、業(yè)務流量優(yōu)化方案，在有效節(jié)約網(wǎng)絡資源的情況下，從源頭提出應對智能風暴的一套體系方法，不過，正如前文所說，智能手機的井噴式發(fā)展是幾何倍數(shù)級，在上述方法無法應對的情況下，還要進行擴容建設，滿足激增的容量、信令需求，具體擴容建設方法還需進一步研究。

參考文獻

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