大流量沖擊下熱點區(qū)域的4G網絡保障方法探討

中國移動通信集團海南有限公司|林明珠

在大流量時代，流量經營越來越被運營商重視，如何在有限的網絡資源條件下靈活分配資源，提升熱點區(qū)域的整體用戶感知，已經成為當前運營商的主要研究課題。

隨著4G網絡的普及以及不限量套餐的推廣，網絡流量呈井噴式增長，這也標志著當前社會已經正式步入了大流量時代。大流量雖然給運營商創(chuàng)造了收益，但同時也給4G網絡帶來了諸多問題。無線網絡高負荷區(qū)域增多，頻繁出現網絡擁塞，影響用戶感知，投訴頻發(fā)；高清視頻、直播回傳等新型熱門業(yè)務需要更短的時延和更多的資源，進一步加重了網絡的負荷。

網絡管控的核心能力

策略與計費控制（Policy and Charging Control，PCC）是在現有移動分組核心網上疊加的一套端到端策略控制架構，它的出現使運營商可以結合市場策略、網絡能力、用戶狀態(tài)等多維度信息，并通過差異化服務質量保障、流量控制、差異化計費等技術手段，實現移動網絡資源有效、公平使用和數據流量的差異化、精細化經營，在有限的資源條件下提升客戶感知，并提高流量經營收益。

PCC可以提供多種多樣的管控方式，包括區(qū)分接入類型、用戶等級，基于時間、業(yè)務、位置、套餐使用的管控等，同時支持單一條件和多維度組合的網絡資源管控策略。

圖1 管控方案示意圖

管控方式介紹

目前主流的管控方式主要分為地理位置、業(yè)務、用戶、時間4個維度，如圖1所示。

區(qū)分位置，即可以選擇熱點區(qū)域或重點保障區(qū)域，管控只在所規(guī)定的區(qū)域生效；區(qū)分業(yè)務，即可以根據用戶所使用的業(yè)務類型（粗可至即時通信、郵箱、視頻等業(yè)務大類，細可至訪問的具體網址IP）通過建立專用的承載通道以進行區(qū)別管控；區(qū)分用戶，即可針對單個用戶或者用戶群體設定不同的規(guī)則進行管控，保障重要用戶優(yōu)先接入，必要時可搶占普通用戶；區(qū)分時段，即針對不同的時段制定不同的管控規(guī)則，順應業(yè)務潮汐（如忙時限速、閑時加速）。

為了豐富管控方式，增加管控靈活性和適用性，可將以上4種維度相互結合制定管控方案，即“四維一體”綜合管控。首先，可根據需求將用戶分成不同級別；其次，以用戶實時的時間、區(qū)域、業(yè)務為觸點，結合用戶的級別，動態(tài)觸發(fā)管控策略，建立專用承載，而無線側根據核心網所下發(fā)參數組合（建議為QCI/ARP/PCI/PVI）設置相應的QoS級別，并配置調度因子和最低保障速率，提升受保障用戶業(yè)務感知體驗；最后，在具體的業(yè)務保障方面，通過不同的承載通道設置不同的業(yè)務，以區(qū)分各類業(yè)務的資源調度和感知。

管控效果分析

為進一步驗證管控效果，挑選海南某熱點校區(qū)進行了試點。在試點案例中，根據該區(qū)域內用戶的套餐情況分成VIP、普通和低價值用戶3個級別，同時使用了QCI7、QCI8、QCI9標志3條不同的專用承載，分別作為即時通信（微信、QQ）、視頻（優(yōu)酷、愛奇藝、騰訊視頻、快手、虎牙、熊貓和斗魚）以及默認業(yè)務的承載通道。另外還設定了早忙時（12-13點）和晚忙時（22-23點）作為管控時段。具體的參數設定如圖2所示。

圖2 管控參數設置

圖3 用戶感知速率分析

圖4 用戶感知時延分析

在試點部署后，從總體指標角度進行分析，試點區(qū)域內的網絡指標保持良好，無明顯波動。時延方面，非忙時各QCI承載無明顯變化，而忙時的下行時延QCI7、QCI8、QCI9則呈現階梯趨勢，QCI7時延普遍在20ms左右，QCI9在50ms左右。在流量方面，試點期間較非試點期間日均流量提升8.32%，可見感知提升帶來了流量提升。

從用戶的感知角度分析，在速率方面，區(qū)域忙時VIP用戶分業(yè)務的速率均高于普通用戶，普通用戶高于低價值用戶。其中VIP用戶上行速率相對于低價值用戶提升30%以上，下行速率提升40%以上，越是大流量的業(yè)務提升效果越明顯，如圖3所示。在時延方面，區(qū)域忙時VIP用戶各項業(yè)務的時延均優(yōu)于普通用戶，普通用戶優(yōu)于低價值用戶，VIP用戶相對于低價值用戶的時延普遍縮短20%以上，如圖4所示。

從用戶實際體驗角度分析，通過不同用戶在無線資源緊張的區(qū)域進行相同視頻測試，VIP用戶感知相對較好，無卡頓，相對于普通用戶速率提升12%，相對于低價值用戶速率提升47%，在VMOS（視頻觀看質量）方面，也是VIP用戶領先其他兩類用戶。由此可見，在業(yè)務受限場景下，可通過管控進行優(yōu)先調度，以實現用戶感知分級保障，如圖5所示。

圖5 用戶體驗忙區(qū)分析

從時段管控角度分析，在不限速時段，VIP、普通和低價值用戶的VMOS都在3.4以上，用戶體驗較好；在限速時段，VIP和普通用戶的VMOS在3.3以上，低價值用戶VMOS只有1.0，實際測試時低價值用戶頻發(fā)卡頓現象。由此可見，業(yè)務繁忙時段，管控策略也較好地起到了分級資源調度的作用，以節(jié)省更多的資源給重點業(yè)務及用戶提供保障，如圖6所示。

圖6 用戶體驗忙時分析

PPC管控實現網絡資源靈活調度

PCC管控方式通過業(yè)務分層、用戶分層、區(qū)域管控、時段管控4項措施相互結合，實現了四維一體管控，實現區(qū)域總體感知提升的同時也保障了重要用戶和業(yè)務的感知。在運維推廣方面，此方式可以更好地控制業(yè)務的質量，提高感知的同時為高價值流量分配更多的資源，提高單位流量的收益，且當有特殊的業(yè)務或者區(qū)域保障需求時可以提供智能、定制化的針對性控保；在市場推廣方面，此方式可以為市場提供更多的網絡支撐和模式選擇，如推行自有業(yè)務加速、臨時付費加速、QoS分級套餐等業(yè)務模式。

隨著業(yè)務的發(fā)展以及用戶行為的變化，網絡資源將會越來越稀缺。精細化運營、合理運用PCC等手段實現網絡資源靈活調度是運營商后4G時代流量經營轉型的重要課題，也是應對不限流量新競爭態(tài)勢、疏導擁塞、保障感知的主要途徑之一。當前PCC策略部署仍需要不斷開展研究并在現網部署實踐，以更多的條件和維度組合來實現網絡的精細化運營，從而提升網絡的服務能力和用戶的業(yè)務體驗。