王者榮耀業(yè)務(wù)特性分析和感知保障優(yōu)化方案研究

李永帆，鄭坤權(quán)，張榮建（中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司廣東分公司，廣東廣州510627）

1 概述

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和不限量套餐帶來的使用習(xí)慣變化，移動端手機(jī)游戲已經(jīng)愈發(fā)融入當(dāng)下人們的生活當(dāng)中。其中，王者榮耀作為2017年度全球手游綜合收入榜冠軍，月均流水超過30億元，注冊用戶已達(dá)2.2億，日活躍用戶超過5 500萬，單用戶日均對局?jǐn)?shù)達(dá)2.33場，單用戶日均使用時長47.2 min。

與此同時，王者榮耀手游也成為中國聯(lián)通2I2C市場最有力的切入口之一，目前已經(jīng)占據(jù)騰訊王卡訂單總量比例的40%，而其較高的滲透率和獨(dú)有的交互協(xié)議又對網(wǎng)絡(luò)提出嚴(yán)格的質(zhì)量要求，已成為衡量運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)性能的重要標(biāo)尺和網(wǎng)絡(luò)部門業(yè)務(wù)保障方面的重要工作。

本文從實(shí)際情況出發(fā)，通過分析手機(jī)游戲王者榮耀的業(yè)務(wù)特性，制定出一整套針對性的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提升方案，旨在充分保障用戶感知，打造口碑優(yōu)勢，從而精準(zhǔn)匹配市場目標(biāo)，快速支撐市場發(fā)展。

2 王者榮耀業(yè)務(wù)特性分析

通過分析手機(jī)側(cè)抓包和用戶話單提取的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)王者榮耀游戲的特性如下。

a）3條數(shù)據(jù)流貫穿客戶端與服務(wù)器。

b）UDP協(xié)議與SP頻繁交互導(dǎo)致用戶對時延要求較高。

2.1 數(shù)據(jù)流協(xié)議特征

王者榮耀游戲運(yùn)行主要采用2種協(xié)議，其中TCP協(xié)議數(shù)據(jù)包用來數(shù)據(jù)保活，而UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包則用來實(shí)現(xiàn)時延探測和同步交互。通過業(yè)務(wù)感知平臺的解析可知，游戲過程中有3條數(shù)據(jù)流貫穿于客戶端與服務(wù)器之間（見圖1）。

圖1 王者榮耀游戲交互示意圖

a）時延探測流：UE向服務(wù)器發(fā)起UDP報文進(jìn)行鏈路時延評估，報文包含Start字段，周期5 s，凈負(fù)荷60 B；服務(wù)器應(yīng)答報文包含Stop字段，凈負(fù)荷58 B。

b）TCP心跳檢測流：UE向服務(wù)器發(fā)起TCP報文，周期3 s，保持鏈路激活，同時服務(wù)器采用TCP數(shù)據(jù)包向用戶推送皮膚、廣告等數(shù)據(jù)展示。

c）玩家同步交互流：通過UDP流的頻繁小包交互，實(shí)現(xiàn)玩家間狀態(tài)同步及信息傳遞，且游戲界面內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)診斷功能主要通過發(fā)送3個15 B的UDP包測試網(wǎng)絡(luò)延遲，導(dǎo)致用戶對延遲特別敏感。

2.2 時延敏感特性

游戲中信息交互和時延評估均采用UDP小包數(shù)據(jù)，其鏈路貫穿游戲始終，而通過手機(jī)側(cè)抓包顯示，王者榮耀對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求較低，僅在游戲結(jié)束上傳戰(zhàn)績時出現(xiàn)上行瞬時峰值速率。

由用戶話單提取和投訴分析可知，雖然游戲消耗流量較少，但對時延的要求較高。游戲界面實(shí)時顯示網(wǎng)絡(luò)延遲值，隨著游戲交互時延增大，游戲體驗(yàn)逐漸變差。時延在105 ms以下體驗(yàn)流暢；105~150 ms略有卡頓；150 ms以上明顯卡頓，影響正常游戲；200 ms以上非常卡頓，無法正常游戲。

3 王者榮耀時延優(yōu)化方案

3.1 業(yè)務(wù)感知提升思路

從終端到服務(wù)器之間，王者榮耀數(shù)據(jù)傳輸需通過多層網(wǎng)絡(luò)的共同作用，任何一個環(huán)節(jié)都對實(shí)際體驗(yàn)產(chǎn)生影響（見圖2）。

針對各層網(wǎng)絡(luò)，采用“六維”時延探測法，在不同網(wǎng)元實(shí)施抓包分析和PING測試，實(shí)現(xiàn)時延分段定位，精準(zhǔn)定位網(wǎng)絡(luò)問題（見圖3）。

通過王者榮耀數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)分解和六維時延探測問題定位，對游戲感知提升思路歸納為6個方面，促進(jìn)無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、游戲運(yùn)營商多方聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)對游戲業(yè)務(wù)的全流程保障。

a）無線調(diào)度優(yōu)化：SR、PRB、DRX等參數(shù)優(yōu)化。

b）無線干擾處理：外部干擾排查，提升覆蓋質(zhì)量。

c）無線覆蓋提升：新建站點(diǎn)、故障處理。

d）無線容量提升：載波擴(kuò)容、頻譜復(fù)用。

e）傳輸通路優(yōu)化：傳輸容量和質(zhì)量提升。

f）核心網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：容量提升和路由策略優(yōu)化。

圖2 影響游戲感知的網(wǎng)絡(luò)因素

3.2 王者榮耀感知提升舉措——無線高負(fù)荷問題處理

圖3 六維時延探測法

高負(fù)荷問題影響：高負(fù)荷主要表現(xiàn)為下行PRB利用率高，需要調(diào)度的用戶數(shù)多，小區(qū)負(fù)荷較高時，會影響需調(diào)度的游戲用戶時延。

高負(fù)荷處理舉措：提升網(wǎng)絡(luò)容量，降低單載波PRB利用率，采用載波擴(kuò)容、新增站址等方式，對4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)施擴(kuò)容。

以某校園L1.8&L2.1雙頻站點(diǎn)為例，該站連續(xù)2周為王者榮耀卡頓小區(qū)，通過查詢KPI指標(biāo)，本站負(fù)荷最輕小區(qū)自忙時PRB利用率持續(xù)高于80%，下行PDCP SDU時延超過100 ms，已無載波擴(kuò)容和負(fù)荷均衡的空間（見圖4）。

圖4 負(fù)荷最輕小區(qū)自忙時KPI指標(biāo)（2018年）

由于宏站站址獲取難度大，覆蓋不易控制，故選擇在學(xué)生聚集地部署小站吸收話務(wù)，既能改善容量效果，又易于覆蓋控制。圖5給出了采用小站擴(kuò)容后整站忙時KPI變化趨勢。

3.3 王者榮耀感知提升舉措——上行干擾規(guī)避處理

上行干擾影響：小區(qū)上行干擾較大時會導(dǎo)致上行BLER突變較大，引發(fā)上行MCS和Tbsize偏低，導(dǎo)致游戲時延突變較大，尤其對于閑時平均底噪高于-100 dBm的小區(qū)，游戲卡頓較為明顯（見圖6）。

干擾規(guī)避舉措：針對上行干擾較大小區(qū)，一方面可以通過外部干擾排查和老舊射頻元器件替換等方式予以解決，另一方面可以通過調(diào)整上行RB，優(yōu)先分配位置為低干擾區(qū)域，有效降低游戲小區(qū)卡頓比率（見圖7）。

圖5 采用小站擴(kuò)容后整站忙時KPI變化趨勢（2018年）

圖6 不同底噪小區(qū)UDP小包時延采樣值對比

3.4 王者榮耀感知提升舉措——無線參數(shù)優(yōu)化

調(diào)度效率參數(shù)：將SR調(diào)度周期由40和20 ms優(yōu)化為20和10 ms，減小游戲用戶調(diào)度周期，并增加小SR使用概率。圖8給出了不同SR配置下游戲UDP時延采樣對比。

資源配置參數(shù)：將高負(fù)荷站點(diǎn)下行PBR由32 kbit/s調(diào)整至256 kbit/s，保障PBR配置大于用戶的游戲交互速率（約80 kbit/s）。

圖7 通過調(diào)整上行RB優(yōu)先分配位置來進(jìn)行上行干擾規(guī)避（2018年）

圖8 不同SR配置下游戲UDP時延采樣對比

圖9 DRX修改前后下行PDCP SDU時延采樣對比（2017年）

DRX功能參數(shù)：通過將NGBR業(yè)務(wù)的DRX去使能化，降低UE進(jìn)入不連續(xù)接收狀態(tài)帶來的較大游戲時延（見圖9）。

3.5 王者榮耀感知提升舉措——傳輸環(huán)路擴(kuò)容

傳輸帶寬會對游戲運(yùn)行造成影響，當(dāng)傳輸接入環(huán)資源利用率過高時，將導(dǎo)致該接入環(huán)下小區(qū)傳輸時延偏高，進(jìn)而引發(fā)游戲卡頓現(xiàn)象；為此需對相應(yīng)的傳輸環(huán)鏈路進(jìn)行擴(kuò)容，緩解傳輸接入環(huán)的高負(fù)荷問題（見圖10）。

通過對高負(fù)荷環(huán)路進(jìn)行擴(kuò)容，峰值帶寬利用率顯著下降，該接入環(huán)下的日均卡頓小區(qū)數(shù)改善明顯（見圖11）。

圖10 傳輸接入環(huán)負(fù)荷過高導(dǎo)致MME時延過長

3.6 王者榮耀感知提升舉措——QCI專載游戲加速

一般情況下，用戶對戰(zhàn)時采用默認(rèn)的QoS（QCI9）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，游戲業(yè)務(wù)沒有差異化對待；通過為王者榮耀用戶設(shè)置專載QCI（QCI3）進(jìn)行游戲加速，而小包業(yè)務(wù)（微信、網(wǎng)頁瀏覽）繼續(xù)使用QCI9，從而能夠針對性保障游戲的帶寬和時延。

為了提高核心網(wǎng)層面的靈活性以及減少對OTT參與要求的限制，可采用前向加速方案進(jìn)行部署（見圖12），具體的網(wǎng)元要求如下。

a）PCRF：配置王者榮耀簽約策略和簽約用戶。

b）UGW：基于王者榮耀提供服務(wù)器地址加速策略和匹配后的QoS參數(shù)。

c）eNodeB：配置小區(qū)QCI3調(diào)度優(yōu)先級、預(yù)調(diào)度策略和DRX等參數(shù)。

以中國聯(lián)通某南方本地網(wǎng)內(nèi)的15個目標(biāo)小區(qū)為例，通過開啟QCI專載，手游加速，用戶體驗(yàn)提升明顯，無卡頓比例顯著上升，嚴(yán)重卡頓比例大幅下降。

a）無卡頓情況：相比保障前，無卡頓比例從66.11%提升到81.21%，相對提高22.84%。

圖11 擴(kuò)容后帶寬利用率和卡頓小區(qū)改善情況

圖12 QCI專載前向加速示意圖

b）有卡頓情況：較嚴(yán)重和嚴(yán)重卡頓比例分別從4.44%和8.33%均下降到1.82%，改善比例超過59%。

4 結(jié)束語

面對愈演愈烈的手機(jī)游戲發(fā)展形勢，運(yùn)營商必須充分做好網(wǎng)絡(luò)保障準(zhǔn)備，以快速滿足市場需求為牽引，以打造用戶高品質(zhì)感知為目標(biāo)，積極應(yīng)對4G+時代手機(jī)游戲帶來的新挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的規(guī)?；沙掷m(xù)快速發(fā)展。

本文以王者榮耀作為切入點(diǎn)，經(jīng)由業(yè)務(wù)特性分析，形成全流程端到端感知提升思路，并對具體的優(yōu)化保障方案進(jìn)行論述，具備較高的推廣價值。