焦作聯(lián)通HSPA+網(wǎng)絡(luò)用戶上網(wǎng)速率低問題淺析

申衛(wèi)東

(1.河南理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南 焦作 454000；2.中國聯(lián)通焦作分公司，河南 焦作454150)

下行 64QAM 是 HSDPA （High Speed Downlink Packet Access）技術(shù)的延伸。由于在信道質(zhì)量較好的時(shí)候可以采用比16QAM更高階的調(diào)制，從而可以提高單用戶的峰值速率以及整個系統(tǒng)的容量。64QAM理論上可以使空口峰值速率達(dá)到21Mbit/s，同時(shí)可提高系統(tǒng)平均吞吐率。實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中由于諸多因素限制導(dǎo)致用戶上網(wǎng)速率較低。

1 HSPA+網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

CAT14以上的終端支持HSPA+，其中CAT21以上的是支持DC的終端。

從現(xiàn)網(wǎng)的PCHR分析，焦作聯(lián)通支持64QAM終端比例已經(jīng)達(dá)到了17.76%，支持DC的終端比例為15.93%。

從本次分析的JZR01話統(tǒng)數(shù)據(jù) （6月4日-6月8日忙時(shí)數(shù)據(jù)）來看，優(yōu)化前相關(guān)H+網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)情況如下：

根據(jù)上表可知，優(yōu)化前單用戶吞吐率為1.6Mbps左右，現(xiàn)網(wǎng)平均的64QAM調(diào)度概率為7.77%。

為了找到影響64QAM調(diào)制的主要原因，從而進(jìn)行了現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析和驗(yàn)證測試。

2 64QAM調(diào)度概率低原因分類

根據(jù)JZR01現(xiàn)網(wǎng)話統(tǒng)數(shù)據(jù)，分析64QAM調(diào)制比例低小區(qū)（64QAM調(diào)制比例低于5%，共544個小區(qū)），原因分類如下：

其中，

資源受限小區(qū)：根據(jù)HSDSPCH，CE，TCP等資源進(jìn)行核查；

64QAM終端業(yè)務(wù)少：每小時(shí)64QAM用戶調(diào)度少于3600次，平均1秒調(diào)度不到1次；

平均 CQI差：平均 CQI＜17

下載數(shù)據(jù)源不足：用戶數(shù)傳時(shí)，緩存里沒有數(shù)據(jù)的比例大于50%

其中，TOP3原因就占了64QAM調(diào)制概率低的95%；

64QAM業(yè)務(wù)少和下載數(shù)據(jù)源不足，歸其原因就是用戶行為導(dǎo)致數(shù)據(jù)源不足（沒有足夠的下載意愿）導(dǎo)致64QAM調(diào)度概率低。

而CQI差則是由于空口環(huán)境導(dǎo)致，需要RF優(yōu)化，配置適當(dāng)?shù)膮?shù)優(yōu)化；

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，CQI和用戶下載數(shù)據(jù)源不足是導(dǎo)致64QAM調(diào)制概率低的主要因素；

下節(jié)通過實(shí)際業(yè)務(wù)測試，驗(yàn)證CQI和用戶下載數(shù)據(jù)源不足對64QAM的影響情況。

3 CQI和數(shù)據(jù)源測試

針對不同的開戶和不同大小的數(shù)據(jù)包進(jìn)行CQI相對穩(wěn)定（CQI好和一般兩種情況）的測試，以分析影響64QAM解調(diào)和吞吐率的主要因素。測試一：使用同一張僅支持64QAM的數(shù)據(jù)卡，分別使用21M，7.2M和512K的開戶進(jìn)行2GB數(shù)據(jù)的下載，持續(xù)10分鐘。測試結(jié)果如下：

從測試結(jié)果來看，CQI都高于25時(shí)，各種開戶的用戶64QAM的解調(diào)概率都在90%以上，但是CQI低于25時(shí)，各種開戶的用戶64QAM的解調(diào)概率僅在1%左右。

各種開戶用戶在CQI好和一般的場景下，吞吐率如下：

由上兩圖可知，對于64QAM用戶，開戶越大，體驗(yàn)下載速率就越高。

在CQI好的情況下，21M對于7.2M開戶用戶速率有20%的提升，對512K用戶有超過1600%的提升；

在CQI一般的情況下，21M對于7.2M開戶用戶速率有18%的提升，對512K用戶有超過700%的提升；

不同開戶的用戶，在下載數(shù)據(jù)源充足時(shí)，對于使用終端和無線環(huán)境相同的用戶，開戶速率越高，吞吐率越高。對于64QAM用戶，21M的開戶是最好的選擇。測試二：使用同一張僅支持64QAM的數(shù)據(jù)卡，使用21M，7.2M和 512K 的開戶卡分別為 50KB，100KB，300KB，500KB，700KB，1MB，1.5MB，2MB，3MB，4MB和5MB的數(shù)據(jù)包進(jìn)行下載。測試結(jié)果如下：

從測試結(jié)果來看，在CQI＞25的情況下，隨著下載數(shù)據(jù)包的增大，64QAM調(diào)制概率越高。說明數(shù)據(jù)源的大小會影響64QAM的解調(diào)。

而在CQI一般的情況下，不管何種數(shù)據(jù)源，64QAM調(diào)度率都低于1%，幾乎都無法使用64QAM調(diào)制。

通過實(shí)際測試說明對于64QAM調(diào)制，CQI是第一關(guān)鍵因素，數(shù)據(jù)源大小是第二關(guān)鍵因素。

定點(diǎn)測試結(jié)論

通過測試一和測試二的測試結(jié)果分析，結(jié)論如下：

1）CQI和數(shù)據(jù)源的大小是決定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否使用64QAM調(diào)制的兩大重要因素；

CQI上報(bào)好才能使用64QAM；

下載數(shù)據(jù)源越大（即下載意愿越高），64QAM調(diào)度率越高。

2）開戶大小會直接影響用戶吞吐率。在CQI較好的情況下，開戶大小并不影響用戶使用64QAM。

4 現(xiàn)網(wǎng)用戶行為分析

定點(diǎn)測試的結(jié)論表明，下載數(shù)據(jù)塊的大小會影響使用64QAM的概率，而開戶直接影響用戶下載的感受。為了能體現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)用戶的實(shí)際情況，我們使用PCHR來分析當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況。

PCHR日志可以針對現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)際的PS業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，通過對現(xiàn)網(wǎng)所有用戶實(shí)際情況的匯總分析發(fā)現(xiàn)，開戶信息和數(shù)據(jù)源大小（尤其現(xiàn)網(wǎng)微信、QQ等小流量業(yè)務(wù)的影響）對用戶的體驗(yàn)有決定性的作用。

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析，以1MB下載業(yè)務(wù)量為門限，滿足1MB條件的1.53%PS業(yè)務(wù)承載了85.63%的業(yè)務(wù)量。

說明現(xiàn)網(wǎng)絕大多數(shù)的PS業(yè)務(wù)都是小流量業(yè)務(wù)，所以以1MB為數(shù)據(jù)源充足門限，以此來去除掉小流量業(yè)務(wù)對64QAM調(diào)度的影響。

以下針對開戶和數(shù)據(jù)源兩個方面對現(xiàn)網(wǎng)用戶體驗(yàn)進(jìn)行分析。

4.1 開戶速率分析

分析現(xiàn)網(wǎng)各終端用戶的數(shù)量和相應(yīng)開戶信息分布如下：

由上圖可知，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)下TOP3的開戶分別為7.2M(32.37%)，21M(23.75%)和 512K(17.96%)。

通過對數(shù)據(jù)源充足用戶分析（6月13日23時(shí)數(shù)據(jù)），分別對TOP3開戶終端用戶的業(yè)務(wù)次數(shù)和平均速率統(tǒng)計(jì)如下：

由上圖發(fā)現(xiàn)，512K，7.2M和21M的用戶業(yè)務(wù)次數(shù)分別為894次，1081次和898次，說明512K的用戶活躍度很高，與7.2M和21M用戶基本持平。

512K，7.2M和 21M的平均吞吐率分別為 354kbps，689kbps和955kbps。512K開戶的下載速率大大低于7.2M和21M。

其中512K開戶各業(yè)務(wù)的平均吞吐率趨勢和平均實(shí)際流量如下：

結(jié)合上圖可以發(fā)現(xiàn)，部分用戶已經(jīng)達(dá)到了512K的理論速率，而吞吐率400kbps以上的用戶比例就接近40%，說明很多512K用戶已經(jīng)達(dá)到了開戶速率的瓶頸。

而從不同開戶的業(yè)務(wù)實(shí)際流量來看，開戶512K用戶的實(shí)際流量比7.2M和21M低57%～112%。在用戶活躍性很強(qiáng)并且實(shí)際吞吐率受開戶限制的情況下，說明開戶512K用戶的下載體驗(yàn)被開戶所限，并且可能存在由于開戶原因出現(xiàn)業(yè)務(wù)受損的情況。

4.2 數(shù)據(jù)源分析

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析，1.53%的PS業(yè)務(wù)承載了85.63%的業(yè)務(wù)量，而85.63%業(yè)務(wù)量的數(shù)傳時(shí)間僅為所有數(shù)傳時(shí)間的16%，14.37%的數(shù)據(jù)卻占用了84%的數(shù)傳時(shí)間。

因?yàn)楝F(xiàn)網(wǎng)存在的絕大多數(shù)小流量業(yè)務(wù)就會影響了用戶下載吞吐率增益的觀察，所以觀察64QAM增益需要剔除小流量用戶的影響。

而在數(shù)據(jù)源充足的情況下，64QAM和普通HSDPA用戶的吞吐率情況如下：

由圖可見，JZR01下Top1%的64QAM用戶較普通H用戶吞吐率增益為128%，Top10%的64QAM用戶較普通H用戶吞吐率增益也可以達(dá)到116%，平均64QAM單用戶較普通H用戶吞吐率增益為62%。（本次分析都不涉及DC業(yè)務(wù)，即64QAM用戶都不是DC用戶）

由此說明，數(shù)據(jù)源充足的情況下，64QAM用戶較普通HSDPA用戶有明顯的吞吐率優(yōu)勢。

但是從整網(wǎng)來看，由于小數(shù)據(jù)源下載占絕大多數(shù)，所以整網(wǎng)指標(biāo)上并不容易體現(xiàn)64QAM的增益。

5 現(xiàn)狀分析結(jié)論和建議

根據(jù)以上步驟對現(xiàn)網(wǎng)和測試結(jié)果的分析，結(jié)論和建議如下:

（1）HSPA+網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)一步優(yōu)化，通過RF和一部分參數(shù)優(yōu)化提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量；

（2）部分資源受限的小區(qū)會影響小區(qū)下用戶下載體驗(yàn)，建議相應(yīng)資源擴(kuò)容；

（3）1.53%的PS業(yè)務(wù)承載了85.63%的業(yè)務(wù)量，說明現(xiàn)網(wǎng)中絕大多數(shù)是小流量業(yè)務(wù)，影響了從整網(wǎng)角度HSPA+的優(yōu)勢體現(xiàn)；在當(dāng)前用戶行為基礎(chǔ)上，后續(xù)從網(wǎng)絡(luò)提升資源調(diào)度效率和調(diào)度公平性方面提升用戶感受；

（4）某些用戶的開戶情況（512K）限制了用戶的下載體驗(yàn)，建議放開開戶提高用戶體驗(yàn)。