VoLTE及視頻體驗與網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的實測關(guān)聯(lián)分析

李坤江

（中國移動通信集團(tuán)有限公司，北京 100032）

1 背景

近期隨著流量資費(fèi)的持續(xù)降低，特別是不限流量套餐的推出，單用戶DOU一直呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。這將對運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)容量形成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。運(yùn)營商為了滿足用戶流量需求同時應(yīng)對市場競爭，需要及時準(zhǔn)確地對網(wǎng)絡(luò)容量問題突出的區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)容。這需要有一個明確的擴(kuò)容判決標(biāo)準(zhǔn)，包括采用何種網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)（如利用率、忙時流量等）、擴(kuò)容門限值設(shè)置為多少才合適。目前已有擴(kuò)容判決標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性，即理論分析和統(tǒng)計分析較多，對用戶真實感知的分析很少。

對此，本文從用戶角度出發(fā)，采用“探針式”測試分析方法，直接分析用戶的真實感受（如打開網(wǎng)頁時延等）；進(jìn)而挖掘用戶真實感受與網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷指標(biāo)的關(guān)系，以指導(dǎo)后續(xù)擴(kuò)容判決標(biāo)準(zhǔn)的完善。

2 目前擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)存在的問題

目前擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)大多圍繞網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)進(jìn)行分析研究，如忙時利用率、忙時RRC有效連接數(shù)等；其優(yōu)點(diǎn)是可以反映出網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變化情況，缺點(diǎn)是不能反映用戶的真實業(yè)務(wù)感知。同時，也有人提出采用“體驗速率”的分析方法，相比較網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，體驗速率離用戶感知稍近了一步，但其和業(yè)務(wù)感知的關(guān)系仍然不夠直接、清晰。為研究一定網(wǎng)絡(luò)容量下的用戶業(yè)務(wù)體驗，本文從用戶真實感知指標(biāo)出發(fā)，通過現(xiàn)場實測分析，挖掘用戶感知和網(wǎng)絡(luò)容量的關(guān)系。

同時，目前各擴(kuò)容判決方法一般基于現(xiàn)網(wǎng)已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到，尚未考慮將來VoLTE大規(guī)模引入后對業(yè)務(wù)感知的影響，本文也將對此進(jìn)行分析。

3 用戶業(yè)務(wù)感知指標(biāo)的選取

選取測試目標(biāo)指標(biāo)分為兩個階段：測試業(yè)務(wù)類型選擇和測試指標(biāo)選擇。

（1）首先在測試業(yè)務(wù)方面，本次選擇視頻觀看和網(wǎng)頁瀏覽這兩類對時延敏感的主流業(yè)務(wù)作為分析對象?？紤]到上行分享類業(yè)務(wù)（如圖片、短視頻分享）和下載類業(yè)務(wù)對時延不敏感，因此暫不做分析。同時考慮加載一定量的VoLTE業(yè)務(wù)，分析自身語音質(zhì)量情況及對其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響。

（2）在測試指標(biāo)方面，對于網(wǎng)頁瀏覽業(yè)務(wù)，最重要的用戶體驗指標(biāo)是打開時延；對于視頻觀看，除了首次打開時延，我們還關(guān)注了觀看過程中的卡頓次數(shù)；對于VoLTE業(yè)務(wù)，我們采用業(yè)界比較成熟的MOS值進(jìn)行測試分析。各類業(yè)務(wù)及關(guān)鍵指標(biāo)如表1所示。

表1 常用業(yè)務(wù)及關(guān)鍵體驗指標(biāo)

4 測試場景選擇及測試參數(shù)配置

為保證測試數(shù)據(jù)的代表性，本次測試在東中西部各選了一個城市，涵蓋了高校、商業(yè)區(qū)和居民區(qū)等幾類容量問題突出的典型場景。在測試時間方面，考慮到部分場景工作日與周末業(yè)務(wù)量存在較大差異，本次測試時間選擇為7天，以涵蓋所有情況。另外，本次測試均采用CQT定點(diǎn)測試。

在測試參數(shù)配置方面，對于視頻測試，視頻源為同一優(yōu)酷視頻源，清晰度為720 P，最大緩沖次數(shù)為5次；對于網(wǎng)頁測試，目標(biāo)網(wǎng)址為新浪首頁。視頻和網(wǎng)頁統(tǒng)計周期均為15 min。對VoLTE測試，現(xiàn)場測試人員用測試終端持續(xù)進(jìn)行撥打和通話，以盡可能模擬現(xiàn)網(wǎng)用戶的真實業(yè)務(wù)行為。

5 測試數(shù)據(jù)分析及主要結(jié)論

5.1 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對網(wǎng)頁業(yè)務(wù)感知的影響

通過對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，可知當(dāng)下行利用率為50%時，網(wǎng)頁打開時延在3 s左右，體驗良好；隨后時延逐步惡化（測試數(shù)據(jù)如圖1所示）。因此對以網(wǎng)頁類業(yè)務(wù)為主的小區(qū)，建議擴(kuò)容下行利用率門限設(shè)定為50%。

圖1 網(wǎng)頁打開時延VS小區(qū)DL PRB利用率

5.2 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對視頻業(yè)務(wù)感知的影響

本次測試分析了視頻加載初始緩沖時延、視頻卡頓次數(shù)與小區(qū)下行利用率的關(guān)系如圖2﹑圖3所示。其中對于視頻初始緩沖時延，當(dāng)利用率為50%時，時延在2.5 s左右，體驗良好；當(dāng)利用率為70%時，時延在4.5 s左右，體驗較差；且利用率在50%～70%之間時，大部分樣本點(diǎn)緩沖時延大于3 s，體驗下滑明顯。視頻觀看過程中卡頓次數(shù)的情況類似，當(dāng)利用率在50%～70%之間時，多數(shù)樣本點(diǎn)高于5次（15 min采樣時間段內(nèi)），體驗下降。

因此為保障視頻用戶感知，對于以視頻業(yè)務(wù)為主的小區(qū)，建議其下行利用率擴(kuò)容門限設(shè)置為70%。

圖2 視頻加載初始緩沖時延VS小區(qū)DL PRB利用率

圖3 視頻卡頓次數(shù)VS小區(qū)DL PRB利用率

5.3 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對VoLTE業(yè)務(wù)感知的影響

經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)多個小區(qū)測試分析，發(fā)現(xiàn)利用率小于75%時，VoLTE用戶測試MOS值都在4分以上（滿分5分），業(yè)務(wù)體驗較佳如圖4所示。究其原因，是相比較其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)VoLTE的業(yè)務(wù)優(yōu)先級最高（QCI=1），在網(wǎng)絡(luò)資源受限時小區(qū)會優(yōu)先滿足VoLTE語音業(yè)務(wù)的需求。因此一般情況下，VoLTE業(yè)務(wù)要求的擴(kuò)容門限值高于網(wǎng)頁和視頻業(yè)務(wù)。

圖4 VoLTE語音質(zhì)量VS小區(qū)DL PRB利用率

5.4 VoLTE可能對其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響

隨著GSM語音業(yè)務(wù)往LTE遷移，VoLTE語音業(yè)務(wù)量近期快速增長。由于VoLTE業(yè)務(wù)占用網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)先級最高，因此除了分析VoLTE用戶的感知外，我們還需要考慮VoLTE對其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響。本次我們在現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)，加載了不同VoLTE用戶數(shù)（6個/10個/20個），分析不同VoLTE業(yè)務(wù)負(fù)荷對視頻業(yè)務(wù)的影響。其中單小區(qū)20個測試終端同時撥打會產(chǎn)生20 Erl話務(wù)量，假定單用戶話務(wù)量為0.02 Erl，對應(yīng)場景為單小區(qū)1 000個VoLTE用戶，這對應(yīng)了現(xiàn)網(wǎng)高話務(wù)量場景。

通過對測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)對視頻初始加載時長而言， 6個/10個/20個VoLTE用戶加載下的時延差別很??；尤其在利用率擴(kuò)容門限以內(nèi)，不同VoLTE用戶數(shù)下的樣本點(diǎn)基本重合。同時15 min內(nèi)卡頓次數(shù)與加載的VoLTE用戶數(shù)也沒有明顯聯(lián)系。因此預(yù)計VoLTE的引入基本不會影響其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶感知（尤其在擴(kuò)容門限內(nèi)）。

6 總結(jié)

本文從用戶的真實感知出發(fā)，進(jìn)行了現(xiàn)場測試和數(shù)據(jù)分析；經(jīng)分析得知，不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對擴(kuò)容門限要求不同。另外，由于VoLTE的QoS優(yōu)先級最高，一般情況下語音質(zhì)量可以得到保障；同時在擴(kuò)容門限以內(nèi)，一般情況下VoLTE引入對其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基本無影響。