FDD LTE網(wǎng)絡AMBR限速功能應用研究

劉亞柯　劉旭東　苗二龍　李麗霞

摘 要：隨著運營商不限量套餐的推廣，F(xiàn)DD LTE網(wǎng)絡負荷越來越大，特別是當某些用戶持續(xù)占用大量無線資源時，就會影響其他用戶的業(yè)務體驗。目前都是在用戶套餐資費用完后，核心網(wǎng)才主動限速，但對無線系統(tǒng)來說，希望“當網(wǎng)絡進入高負荷狀態(tài)時，網(wǎng)絡就進行限速”，是一種動態(tài)的過程。為此，推出AMBR（Aggregate Maximum Bit Rate）主動限速功能，也就是在基站側(cè)根據(jù)負荷情況對某些用戶限速和保證某些用戶速率體驗。

關(guān)鍵詞：FDD LTE;高負荷;限速;AMBR

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）23-0022-03

Application of AMBR Speed Limitation Function in FDD LTE Network

LIU Yake1 LIU Xudong2 MIAO Erlong2 LI Lixia2

（1.Henan Branch of China Unicom，Zhengzhou Henan 450000;2.Luoyang Branch of China Unicom，Zhengzhou Henan 471000）

Absrtact： With the promotion of operators'unlimited packages， the load of FDD LTE network is increasing. Especially when some users continue to occupy a large amount of wireless resources， which will affect the service experience of other users. At present， the core network is actively speed limit after the user package fee is completed; but for the wireless system， it is desirable to "limit the speed when the network enters a high load state"， which is a dynamic process. For this reason， the active rate limiting function of the AMBR （Aggregate Maximum Bit Rate） was introduced， that was， the rate limit of certain users was guaranteed according to the load situation at the base station side and the user speed experience was guaranteed.

Keywords： FDD LTE;high load;rate-limiting;AMBR

1 研究背景

隨著不限量套餐的爆發(fā)，在本地網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，發(fā)現(xiàn)可用頻譜資源窮盡后仍不能滿足高負荷小區(qū)的用戶感知需求，主要原因之一就是部分用戶一直進行視頻下載，從而長期占用無線資源[1]。根據(jù)使用QCI（QoS Class Identifier）等級的不同（見表1），這類承載主要為Non-GBR類承載。

Non-GBR類承載，用于對實時性要求不高的業(yè)務，不需要調(diào)度器對該類承載保證最低的比特速率，其QCI的范圍是5～9，在網(wǎng)絡擁擠的情況下，業(yè)務需要承受降低速率的要求。因此，可以使用UE-AMBR來限制所有Non-GBR承載的最大速率（注意，不是限制某個Non-GBR承載，而是針對UE級別的）[2]。

2 限速原理

基站側(cè)AMBR限速功能根據(jù)小區(qū)負荷情況調(diào)整特殊用戶的AMBR：當小區(qū)負荷輕時，對特殊用戶“不限流”，仍采用原始的大AMBR速率，為用戶提供高流量高速率的體驗;當小區(qū)負荷重時，根據(jù)小區(qū)負荷等級，對特殊用戶進行不同等級的AMBR限速，盡可能“讓”出資源供其他需保障QOS的用戶使用，以滿足這些用戶的QOS保障。當有需要特別保障的業(yè)務類型（QCI）時，能實現(xiàn)“既保又限”的目的，如為了保證QCI9用戶的速率，在PRB利用率滿足條件時，主動限制所有QCI6用戶的AMBR;當沒有需要特別保障的業(yè)務類型時，也能實現(xiàn)“只限不保”的目的，如全網(wǎng)都是QCI9，那么也可以實現(xiàn)當PRB利用率滿足條件時，主動限制所有QCI9用戶的AMBR[3]。AMBR限速功能判決流程如圖1所示。

無線側(cè)根據(jù)小區(qū)PRB利用率負荷針對小區(qū)下某一類QCI用戶進行限速。限速功能部署后，根據(jù)設(shè)置的三檔PRB門限判定，若實際PRB利用率>設(shè)定PRB利用率，則進入對應的限速值。例如，三檔PRB利用率門限設(shè)置為30%、40%和50%，對應的三檔限速值為5 000kbps、4 000kbps和3 000kbps，限速規(guī)則如下：實際PRB利用率<30%，不限速;30%<實際PRB利用率<40%，限速5 000kbps;40%<實際PRB利用率<50%，限速4 000kbps;實際PRB利用率>50%，限速3 000kbps。

限速功能生效后激活“限速策略周期判決定時器”，限速經(jīng)過一個定時器長度后進入不限速模式，再經(jīng)過一個定時長度后限速，如此循環(huán)進行限速。

需要注意的是，AMBR僅應用于Non-GBR承載，同一個UE的多個SAE承載可以共享同一個AMBR，即一組SAE承載中的每個承載可以使用全部的AMBR資源。例如，當其他SAE承載沒有任何業(yè)務流時，有業(yè)務流的那個承載可以使用全部的AMBR定義全部帶寬。如果超出了AMBR限制，網(wǎng)絡可能在上行鏈路和下行鏈路使用業(yè)務流量調(diào)節(jié)算法。該設(shè)置主要在核心網(wǎng)實現(xiàn)，本文不再詳細說明。

3 限速驗證

3.1 限速生效驗證

定點進行下載限速測試，在未限速時下載平均速率在24.7Mbps左右，限速5Mbps后下載平均速率穩(wěn)定在4.8Mbps左右，限速8Mbps后下載平均速率穩(wěn)定在7.95Mbps左右，測試結(jié)果符合限定速率值，功能穩(wěn)定。具體結(jié)果如圖2和圖3所示。

在限速5Mbps前提下，分別設(shè)置“限速策略周期判決定時器”為10s和30s，在設(shè)置30s周期后，限速間隔明顯變大，測試結(jié)果符合預期。測試結(jié)果如圖4和圖5所示。

3.2 限速效果驗證

為避免采樣過少影響實驗結(jié)果，現(xiàn)場選取30個高負荷小區(qū)部署AMBR功能，從網(wǎng)絡性能、網(wǎng)絡負荷、業(yè)務感知三方面進行對比。

網(wǎng)絡性能：AMBR功能部署后，接入、保持等關(guān)鍵指標與部署前保持一致（見圖6）。

網(wǎng)絡負荷：AMBR功能部署后，下行PRB利用率明顯下降。開啟AMBR限速功能前后無線負荷對比如圖7所示。

4 結(jié)語

AMBR限速功能生效后，當小區(qū)負荷輕時，對用戶“不限流”，仍采用原始的大AMBR速率，為用戶提供高速率高流量的體驗;當小區(qū)負荷重時，根據(jù)小區(qū)負荷等級對用戶進行不同等級的AMBR限速，盡可能讓出資源供更多的用戶使用，均衡整網(wǎng)用戶體驗。

目前，頻譜資源比較有限，針對高負荷小區(qū)部署AMBR限速功能，在保障網(wǎng)絡性能穩(wěn)定的前提下，可以適當緩解網(wǎng)絡高負荷對用戶感知的沖擊，提升用戶體驗，建議推廣部署。

參考文獻：

[1]韓軍峰，張勍，李福昌，等.LTE系統(tǒng)中QoS參數(shù)研究[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2016（6）：39-43.

[2]謝鯤.LTE核心網(wǎng)QoS管理實現(xiàn)的研究[J].移動通信，2016（5）：85-89.

[3]徐永杰，楊健，張華鐸.“不限流量”套餐對運營商4G網(wǎng)絡的影響及應對策略[J].電信技術(shù)，2019（5）：49-52.