基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的限速功能研究及應(yīng)用

潘樂(lè)

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)河北有限公司秦皇島分公司，河北 秦皇島066000）

隨著不限量套餐用戶(hù)的大規(guī)模增長(zhǎng)，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶(hù)越來(lái)越多，我公司業(yè)務(wù)量短短一年半已增長(zhǎng)233%。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源的投入無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)需求，容量類(lèi)投訴大幅增加，支付場(chǎng)景感知差等。其中高校、醫(yī)院、車(chē)站等場(chǎng)景業(yè)務(wù)集中存在短時(shí)間內(nèi)高用戶(hù)數(shù)高流量的潮汐效應(yīng)。

雖然早期全網(wǎng)開(kāi)展了PCC 策略管控的研究，隨著網(wǎng)絡(luò)流量持續(xù)增加，4G 網(wǎng)絡(luò)投資持續(xù)降低，為進(jìn)一步提升PCC 管控效果，我公司開(kāi)啟了基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的限速功能（又稱(chēng)基于QCI 的限速功能）研究及應(yīng)用，進(jìn)一步釋放網(wǎng)絡(luò)資源，提升客戶(hù)感知。

1 功能介紹

基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的限速功能（基于QCI 的限速功能）：又稱(chēng)動(dòng)態(tài)傳輸控制（DTC），該功能可以根據(jù)小區(qū)負(fù)荷情況，調(diào)整特殊用戶(hù)的AMBR（最大比特速率）：當(dāng)小區(qū)負(fù)荷輕時(shí)，對(duì)特殊用戶(hù)“不限流”，仍采用原始的大AMBR 速率，為用戶(hù)提供高流量高速率的體驗(yàn)；當(dāng)小區(qū)負(fù)荷重時(shí)，根據(jù)小區(qū)負(fù)荷等級(jí)，對(duì)特殊用戶(hù)進(jìn)行不同等級(jí)的AMBR 限速，盡可能“讓”出資源供其它需保障QOS的用戶(hù)使用，以滿(mǎn)足這些用戶(hù)的QOS 保障。也就是通過(guò)結(jié)合小區(qū)負(fù)荷情況，限制承載在特殊QCI 的業(yè)務(wù)，保障目標(biāo)QCI 承載。

（1）當(dāng)AMBR 限速策略開(kāi)關(guān)打開(kāi)，eNB 開(kāi)啟AMBR 限速功能；

（2）eNB 判斷當(dāng)周期達(dá)到，如果當(dāng)前小區(qū)的保障業(yè)務(wù)個(gè)數(shù)大于后臺(tái)配置的門(mén)限，且PRB 利用率門(mén)限達(dá)到后臺(tái)所配置的制定門(mén)限后，觸發(fā)AMBR 限速判決；

（3）eNB 將限速Q(mào)CI 業(yè)務(wù)的下行AMBR 設(shè)置為預(yù)設(shè)值，使用相應(yīng)QCI 的限速值進(jìn)行上行和下行的調(diào)度；

（4）eNB 判斷如果當(dāng)前PRB 利用率小區(qū)滿(mǎn)足下行AMBR 恢復(fù)的各條件，則將限速Q(mào)CI 業(yè)務(wù)的下行/上行AMBR 恢復(fù)。

2 項(xiàng)目實(shí)施

選擇PRB 利用率在60%左右的4 個(gè)小區(qū)進(jìn)行性能評(píng)估；5月11 日開(kāi)啟AMBR 限速功能，詳細(xì)情況如下：

注：提取近期8 天小時(shí)級(jí)PRB 利用率，取出現(xiàn)PRB 利用率大于60%次數(shù)較多的20M小區(qū)

參數(shù)設(shè)置如下：

參數(shù)名稱(chēng) 指標(biāo)觀察參數(shù)配置 AMBR 限速策略開(kāi)關(guān) 打開(kāi) AMBR 限速策略周期判決定時(shí)器(秒） 30 小區(qū)保障業(yè)務(wù)QCI 的個(gè)數(shù) 1 保障業(yè)務(wù)QCI 9 AMBR 限速判決的保障業(yè)務(wù)個(gè)數(shù)門(mén)限 1 小區(qū)限速業(yè)務(wù)QCI 的個(gè)數(shù) 1 限速業(yè)務(wù)QCI 7 AMBR 限速的小區(qū)下行PRB 使用率門(mén)限(%） 60;80 下行AMBR 限速值(kbps） 8000;4000 AMBR 恢復(fù)的小區(qū)下行PRB 使用率門(mén)限(%） 55;75

功能開(kāi)啟后可以實(shí)現(xiàn)基于PRB 利用率負(fù)荷高低進(jìn)行對(duì)QCI 7 用戶(hù)的速率控制；限速功能開(kāi)啟前后的QCI7 的測(cè)試速率對(duì)比情況如下（3 分鐘平均下載速率，測(cè)試三組值，RSRP-75dbm，SINR 18db 左右）：

序號(hào) 測(cè)試小區(qū)PRB 利用率 功能關(guān)閉QCI7 測(cè)試下載速率 限速后QCI7 測(cè)試下載速率 1 16.9Mbps 5.11 Mbps 2 19.6Mbps 5.13Mbps 80%左右 3 18.0Mbps 5.09Mbps

本次功能驗(yàn)證采用FTP 進(jìn)行功能驗(yàn)證，下行AMBR 限速值配置為15Mbps，5Mbps 兩檔；QCI7 下行速率在PRB 利用率達(dá)到限速條件時(shí)開(kāi)始下降，PRB 利用率達(dá)到恢復(fù)條件時(shí)QCI7 下行速率開(kāi)始恢復(fù)正常，前臺(tái)測(cè)試典型的Net Meter 截圖情況如下：

后臺(tái)指標(biāo)實(shí)時(shí)10s 的跟蹤速率變化情況如下：

30 秒內(nèi)，平均PRB 利用率大于80%，QCI7 速率限速到5Mbps；

30 秒內(nèi)，平均PRB 利用率大于60%，小于80%時(shí)，QCI7 速率限速到15Mbps；

30 秒內(nèi)，平均PRB 利用率小于60%，QCI7 速率不限速，速率在35Mbps 左右。

高負(fù)荷場(chǎng)景下，QCI 限速功能可以正常實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)限速功能降低QCI 用戶(hù)資源利用率。

經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，對(duì)視頻業(yè)務(wù)、直播業(yè)務(wù)、游戲業(yè)務(wù)及微信業(yè)務(wù)的評(píng)估參數(shù)配置如下：

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經(jīng)過(guò)大量測(cè)試，結(jié)果如下，低于4Mbps 時(shí)高清視頻1080P和直播業(yè)務(wù)出現(xiàn)卡頓；

最低保障速率(Mbps) 10Mbps 8Mbps 6Mbps 4Mbps 視頻720P 非常流暢 非常流暢 非常流暢 非常流暢 視頻1080P 非常流暢 非常流暢 稍微卡頓 卡頓 直播 非常流暢 非常流暢 流暢 卡頓 游戲 非常流暢 非常流暢 非常流暢 非常流暢 微信 正常 正常 正常 正常

（1）視頻業(yè)務(wù)效果

視頻720 業(yè)務(wù)測(cè)試時(shí)，在最低保障4Mbps 時(shí)未出現(xiàn)異常情況；視頻1080 業(yè)務(wù)測(cè)試時(shí)，在最低保障10Mbps、8Mps 下可以非常流暢的觀看視頻，最低保障6Mbps 下會(huì)出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，最低保障4Mbps 下出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象較多，但仍可以觀看。

（2）直播業(yè)務(wù)效果評(píng)估

直播業(yè)務(wù)測(cè)試時(shí)，在在最低保障10Mbps、8Mps、6Mbps 下均可以流暢的觀看直播，在最低保障4Mbps 下時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。

（3）游戲、微信業(yè)務(wù)效果評(píng)估

在不同限速情況下進(jìn)行游戲及微信業(yè)務(wù)測(cè)試，在不同配置下，開(kāi)啟APP 玩游戲（王者榮耀），游戲均能運(yùn)行流暢，無(wú)卡頓，終端側(cè)平均時(shí)延在100ms 左右。在不同配置下，進(jìn)行微信視頻、語(yǔ)音及小視頻發(fā)送接收測(cè)試，均未出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

在試點(diǎn)小區(qū)進(jìn)行基于QCI 限速功能開(kāi)啟后，對(duì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)評(píng)估：

QCI7 流量在限速功能開(kāi)啟后呈下降趨勢(shì)，QCI7 業(yè)務(wù)PRB利用率隨之下降，釋放了無(wú)線資源；QCI9 流量抬升，QCI9 小區(qū)下行業(yè)務(wù)信道QCI9 PRB 利用率上升，使得總體下行PRB 利用率抬升2%左右；數(shù)據(jù)分析日期為功能開(kāi)啟前后4 天自忙時(shí)匯總。

功能狀態(tài) QCI7 總流量（GB） QCI9 總流量（GB） 上行PRB平均利用率 下行PRB平均利用率 上行業(yè)務(wù)PRB利用率（QCI=7） HTTP 響應(yīng)時(shí)延（ms） QCI7下行速率（Mbps）QCI9下行速率（Mbps）小區(qū)下行業(yè)務(wù)信道QCI7 PRB利用率 上行業(yè)務(wù)PRB利用率（QCI=9） 小區(qū)下行業(yè)務(wù)信道QCI9 PRB利用率 關(guān)閉 11.33 19.84 18.59% 27.98% 2.21% 7.49% 4.52% 15.85% 101.72 24.35 19.82 開(kāi)啟 8.55 26.20 18.32% 29.89% 1.54% 6.02% 5.53% 19.11% 93.18 24.13 22.40

關(guān)鍵指標(biāo)情況：對(duì)比功能開(kāi)啟前后各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均正常波動(dòng)，具體如下：

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3 效果評(píng)估

3.1 QCI7 和QCI9 利用率變化情況：QCI 限速功能開(kāi)啟后，QCI7 的流量下降，下行PRB 利用率下降2%左右；能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的目的，可以有效管控不限流量QCI7 業(yè)務(wù)；同時(shí)QCI9 的流量提升。

3.2 最低限速門(mén)限：最低限速為4Mbps 時(shí)，高清視頻1080P和直播業(yè)務(wù)出現(xiàn)卡頓，結(jié)合HTTP 感知基準(zhǔn)速率為4Mbps，挑戰(zhàn)速率為4.5Mbps；建議第一檔最低保障限速為6Mbps；第二檔最低保障限速為4Mbps；也可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況適當(dāng)上調(diào)最低保障速率。

3.3 限速PRB 門(mén)限：AMBR 限速的小區(qū)下行PRB 使用率門(mén)限（%）可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行第一檔和第二檔進(jìn)行調(diào)整，目前默認(rèn)值第一檔60%，第二檔80%。

3.4 功能開(kāi)啟前后無(wú)線接通率、掉線率等關(guān)鍵指標(biāo)正常，無(wú)客戶(hù)投訴。