針對(duì)微信支付業(yè)務(wù)失敗的LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析

劉學(xué)武 王凱

摘要：為提升微信支付失敗率這一用戶感知指標(biāo)，從LTE網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)微信支付的影響因素，包括故障、覆蓋、負(fù)荷、干擾、參數(shù)設(shè)置等進(jìn)行分析，提出對(duì)應(yīng)提升措施并實(shí)施優(yōu)化。對(duì)微信支付指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)、用戶感知指標(biāo)、覆蓋、負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)比，對(duì)微信支付失敗進(jìn)行了實(shí)際的模擬測(cè)試，分析與失敗率關(guān)聯(lián)特征。同時(shí)對(duì)涉及的端到端流程以及定義算法進(jìn)行簡(jiǎn)要解析，找出可能影響指標(biāo)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：微信支付;失敗率;LTE;用戶感知;網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

一、引言

為提升移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶滿意度，通信運(yùn)營(yíng)商需要對(duì)各類移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控和優(yōu)化提升，如流媒體業(yè)務(wù)、手機(jī)游戲、支付類業(yè)務(wù)等。4G LTE網(wǎng)絡(luò)仍是當(dāng)前移動(dòng)通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主力網(wǎng)絡(luò)，微信支付作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一種典型業(yè)務(wù)應(yīng)用，對(duì)微信支付業(yè)務(wù)失敗進(jìn)行LTE網(wǎng)絡(luò)專項(xiàng)優(yōu)化提升可有效提升用戶使用感知。

描述支付失敗的指標(biāo)有時(shí)也表述為“支付卡頓率”，這里統(tǒng)一以“支付失敗率”表示，計(jì)算公式為：支付失敗率=小區(qū)支付失敗率加權(quán)總和/小區(qū)個(gè)數(shù)加權(quán)總和。

二、基礎(chǔ)無(wú)線網(wǎng)優(yōu)化分析及措施

從微信支付失敗率的定義看，該指標(biāo)是針對(duì)出現(xiàn)微信支付失敗的小區(qū)進(jìn)行加權(quán)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出的，因此最直接的提升措施就是降低支付失敗的小區(qū)數(shù)量，重點(diǎn)針對(duì)支付失敗重復(fù)出現(xiàn)的TOP小區(qū)進(jìn)行分析處理。取某月支付失敗數(shù)據(jù)提取TOP小區(qū)進(jìn)行原因歸類，按照覆蓋RSRP、上行干擾、擁塞高負(fù)荷等顯性分類原因占比如圖1所示。其中也有近50%難以確定網(wǎng)絡(luò)側(cè)原因，首先對(duì)較明確的基礎(chǔ)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題進(jìn)行分析優(yōu)化。

（一）覆蓋優(yōu)化

通過(guò)上下行路損、鏈路平衡及終端測(cè)量報(bào)告（MR）數(shù)據(jù)分析相關(guān)支付差小區(qū)的覆蓋狀況。以248283-11小區(qū)為例，基礎(chǔ)指標(biāo)沒(méi)有明顯異常，平均RSRP也正常，但是上行SINR偏差，上行SINR小于10dB的占比50%左右;查看時(shí)間提前量（TA）值，1km到1.5km的樣本點(diǎn)偏多。調(diào)查該小區(qū)現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)其位于山溝里面，周圍站點(diǎn)稀疏，近點(diǎn)覆蓋山下居民，遠(yuǎn)點(diǎn)覆蓋到了山上景區(qū)，導(dǎo)致該小區(qū)整體RSRP正常，但是遠(yuǎn)點(diǎn)用戶多，有些被山勢(shì)遮擋，終端上行信號(hào)衰減大。由于泰安有較多山地，尤其是泰山景區(qū)周邊，此類情況較多，對(duì)此主要通過(guò)天線RF優(yōu)化進(jìn)行改善。

（二）干擾問(wèn)題優(yōu)化

主要針對(duì)上行高干擾問(wèn)題處理。上行干擾易引起上行解錯(cuò)或?qū)е孪滦衼G包概率增加。經(jīng)集中排查處理多處外部干擾源，包括私裝信號(hào)放大器，ATM機(jī)，電力抄表設(shè)備，森林防火設(shè)備，行車記錄儀，電廠設(shè)備等各種類型。

（三）參數(shù)類優(yōu)化

從無(wú)線網(wǎng)配置的參數(shù)看，主要存在幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)對(duì)支付指標(biāo)有負(fù)面影響：1.對(duì)支付類小包業(yè)務(wù)沒(méi)有針對(duì)性優(yōu)化;2.互操作參數(shù)不合理可能帶來(lái)重選延遲容易導(dǎo)致干擾以及負(fù)荷不均;3.部分小區(qū)的隨機(jī)接入信道（PRACH）參數(shù)配置錯(cuò)誤;4.功率參數(shù)有優(yōu)化余地。對(duì)這些問(wèn)題分別進(jìn)行優(yōu)化。

1. 支付類小包業(yè)務(wù)參數(shù)優(yōu)化

支付類屬于小數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)，頻繁的信令連接、釋放會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)效率[1]，而TCP代理及預(yù)調(diào)度功能通過(guò)快速服務(wù)器下發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速應(yīng)答，縮短了服務(wù)器發(fā)送下一輪數(shù)據(jù)的RTT時(shí)延，而且基站對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)包也是逐包應(yīng)答，所以從兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了（時(shí)延、ACK應(yīng)答數(shù)量）加速。微信支付使用的協(xié)議一般都是HTTP協(xié)議，所以可以開(kāi)啟預(yù)調(diào)度功能，主要實(shí)現(xiàn)的功能就是GET預(yù)調(diào)度和HTTP下行包應(yīng)答預(yù)調(diào)度，降低相應(yīng)流程時(shí)延，提升網(wǎng)絡(luò)效率。通過(guò)相關(guān)參數(shù)核查，并將異常參數(shù)拉齊優(yōu)化。

2.互操作參數(shù)優(yōu)化

針對(duì)4G回落3G的高倒流情況，加強(qiáng)覆蓋的同時(shí)修改調(diào)整3＼4G互操作參數(shù)，主要避免用戶占用4G網(wǎng)絡(luò)差;對(duì)異頻切換A1/A2門(mén)限優(yōu)化調(diào)整，尤其針對(duì)L1800與L2100插花站點(diǎn)，并加強(qiáng)RF優(yōu)化，提升SINR及覆蓋，從而降低支付失敗率。

3. PRACH信道配置問(wèn)題

支付業(yè)務(wù)的發(fā)起成功率與LTE無(wú)線網(wǎng)隨機(jī)接入信道（PRACH）性能有關(guān)聯(lián)，從KPI指標(biāo)分析，發(fā)現(xiàn)存在一些小區(qū)的PRACH專用preamble檢測(cè)失敗次數(shù)高，msg3的檢測(cè)成功率低。選擇典型小區(qū)229119-31小區(qū)（異常）和229119-11小區(qū)（正常）的小區(qū)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)31小區(qū)的前導(dǎo)碼與周圍的碼沖突。進(jìn)一步篩選網(wǎng)絡(luò)中存在類似問(wèn)題的小區(qū)共1600余個(gè)，經(jīng)過(guò)參數(shù)優(yōu)化，msg3檢測(cè)成功率從65%提升到69%，相關(guān)參數(shù)優(yōu)化情況如圖2所示。

4. Pa功率參數(shù)

在下行功率計(jì)算中，有Pa、Pb參數(shù)，其用來(lái)定義了A類、B類符號(hào)的功率增益，當(dāng)業(yè)務(wù)信道的功率增益增加，CQI將跟隨改善。針對(duì)有功率余量且CQI差、弱覆蓋等問(wèn)題小區(qū)，調(diào)整修改功率參數(shù)PA從-3修改為0，提升支付成功率。

（四）隱性故障處理

針對(duì)傳輸質(zhì)量可能存在的隱性故障進(jìn)行排查處理，通過(guò)對(duì)傳輸路徑的指定節(jié)點(diǎn)之間的傳輸質(zhì)量，比如時(shí)延、抖動(dòng)和丟包進(jìn)行測(cè)量，并獲取性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)分析基站的傳輸質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)基站到核心網(wǎng)傳輸時(shí)延高于15ms站點(diǎn)進(jìn)行排查，避免由于傳輸問(wèn)題而導(dǎo)致的支付失敗。另外，部分室內(nèi)分布站點(diǎn)存在RRU通過(guò)光纖分布系統(tǒng)連接多個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)導(dǎo)致時(shí)延大、RRU端口配置與實(shí)際不符問(wèn)題;部分宏站的天線端口不平衡問(wèn)題等，對(duì)此根據(jù)實(shí)際分別處理。

（五） 基礎(chǔ)優(yōu)化效果

經(jīng)過(guò)以上從覆蓋、干擾、參數(shù)、隱性故障處理等多方面集中采取了大量?jī)?yōu)化措施，取得了一定成效，從指標(biāo)看網(wǎng)絡(luò)接通、切換、用戶速率、上下行質(zhì)差均有不同程度的改善，微信支付失敗率指標(biāo)也有逐步改善趨勢(shì)。

三、支付失敗指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性分析和模擬測(cè)試

考慮從全省各地市的支付失敗指標(biāo)和其他基礎(chǔ)質(zhì)量指標(biāo)的縱、橫向?qū)Ρ葋?lái)進(jìn)行支付指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性分析，并設(shè)法進(jìn)行一定量的模擬支付失敗測(cè)試，以進(jìn)一步深入優(yōu)化。

（一）網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)地市間對(duì)比

從山東各地市4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量主要KPI性能指標(biāo)（主要包括E-RAB掉話率、E-RAB建立成功率、RRC建立成功率、CQI優(yōu)良比等）、用戶感知類指標(biāo)（主要包括TCP傳輸時(shí)延、下行TCP平均丟包率等）、下行覆蓋指標(biāo)（主要包括RSRP高于-110dBm的覆蓋率等）、上行覆蓋指標(biāo)（上行SINR優(yōu)良占比等）、無(wú)線負(fù)荷指標(biāo)（PRB高負(fù)荷占比等）進(jìn)行對(duì)比分析，可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1.KPI指標(biāo)以及用戶感知類的某個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)與微信支付失敗率沒(méi)有明確對(duì)應(yīng)關(guān)系;

2.上行覆蓋與支付失敗率有正相關(guān)性，但也不是支付失敗的決定性因素;

3.在未引起擁塞的情況下無(wú)線負(fù)荷與支付指標(biāo)相關(guān)性較弱。

（二）微信支付失敗的模擬測(cè)試

微信支付失敗指標(biāo)從公式看統(tǒng)計(jì)的是微信支付失敗的小區(qū)，但具體失敗行為是從業(yè)務(wù)應(yīng)用側(cè)的統(tǒng)計(jì)，從前述關(guān)聯(lián)分析看具體與LTE網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)指標(biāo)或計(jì)數(shù)器沒(méi)有明確對(duì)應(yīng)。為進(jìn)一步研究問(wèn)題，通過(guò)大量實(shí)際測(cè)試模擬了在LTE網(wǎng)絡(luò)下幾種支付場(chǎng)景。測(cè)試過(guò)程如下：

1.正常支付做了600次，全部成功。

2.在LTE網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行支付過(guò)程中將數(shù)據(jù)連接斷掉。這種是模擬支付過(guò)程脫網(wǎng)，付方在LTE網(wǎng)絡(luò)下發(fā)起支付，輸密碼前斷開(kāi)數(shù)據(jù)連接，多數(shù)會(huì)提示“交易請(qǐng)求已提交...”有時(shí)會(huì)提示“網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)問(wèn)題...”。收方手機(jī)終端有支付失敗的提示，如圖3所示。

3.模擬支付過(guò)程中4G切換3G。4G發(fā)起支付，輸密碼前手工切換到3G，付方變?yōu)?G時(shí)，有短暫“網(wǎng)絡(luò)連接不可用...”立即輸入密碼，實(shí)際交易失敗，收方提示支付失敗。

4.網(wǎng)絡(luò)正常情況下，付方取消支付時(shí)，收方提示支付失敗。

5.通過(guò)進(jìn)出電梯模擬信號(hào)變?nèi)鯃?chǎng)景。找一個(gè)電梯弱覆蓋環(huán)境，手機(jī)不做設(shè)置的情況下，在4G發(fā)生支付，進(jìn)入電梯（電梯無(wú)信號(hào)覆蓋），支付失敗情況和斷掉網(wǎng)絡(luò)連接效果一樣，付方多了一個(gè)微信支付等待的過(guò)程。

模擬測(cè)試小結(jié)：1.在不進(jìn)行人工干預(yù)的情況下，很難直接測(cè)試到支付失敗;2.第一種模擬場(chǎng)景，實(shí)際大部分用戶應(yīng)該是在有4G網(wǎng)絡(luò)下發(fā)起支付才會(huì)統(tǒng)計(jì)為4G支付小區(qū)的，因此直接脫網(wǎng)可能性比較小，極弱覆蓋場(chǎng)景可能會(huì)遇到;3.第二種，在4G網(wǎng)絡(luò)下支付過(guò)程中突然切換到3G，這種應(yīng)該有實(shí)際場(chǎng)景。支付過(guò)程中4G向3G切換時(shí)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)原因消息沒(méi)有送達(dá)導(dǎo)致失敗;4.第三種，用戶撤單導(dǎo)致支付失敗，應(yīng)該不屬網(wǎng)絡(luò)原因;5.電梯弱覆蓋應(yīng)該是實(shí)際存在的場(chǎng)景。

通過(guò)微信支付失敗場(chǎng)景的大量模擬測(cè)試，可以驗(yàn)證在弱覆蓋場(chǎng)景下的支付失敗問(wèn)題。

四、微信支付指標(biāo)的其他影響因素分析

前面進(jìn)行支付失敗原因分類時(shí)有近50%小區(qū)難以確定明顯LTE網(wǎng)絡(luò)原因，在優(yōu)化過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)支付指標(biāo)突變情況，且省內(nèi)各地市同步變化，顯然這與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量并不直接相關(guān)，還存在其他影響因素。

（一）微信相關(guān)應(yīng)用服務(wù)涉及軟硬件影響

從微信支付的原理和流程來(lái)看，支付行為涉及付款方、收款方、微信方以及相關(guān)業(yè)務(wù)方，微信用戶通過(guò)微信應(yīng)用頁(yè)面、APP以及二維碼使用登錄的微信號(hào)完成支付，支付請(qǐng)求通過(guò)微信官方服務(wù)器再接入相關(guān)商家處理完業(yè)務(wù)后，再由微信服務(wù)器發(fā)給發(fā)起請(qǐng)求的用戶，完成一次基于微信的交互[2]。由于支付業(yè)務(wù)對(duì)安全性等要求的特殊性，服務(wù)器和終端之間還有身份認(rèn)證、數(shù)字簽名等多種交互流程。因此支付失敗除移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)本身因素外，還涉及微信支付應(yīng)用的相關(guān)服務(wù)器和軟件等，需要從業(yè)務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層、控制層端到端的全流程分析[3]。

（二）微信支付指標(biāo)的定義算法影響

從各地市橫向和縱向?qū)Ρ确治隹?，微信支付失敗率與平臺(tái)統(tǒng)計(jì)規(guī)則和算法也有較強(qiáng)相關(guān)性。騰訊公司定義的指標(biāo)的計(jì)算方式如下：

先根據(jù)支付業(yè)務(wù)量確定基站小區(qū)的支付業(yè)務(wù)量級(jí)（WEIGHT_PAY）L1～L10，即量級(jí)為從0到總量級(jí)均勻劃分的等長(zhǎng)區(qū)間，確定L1～L10權(quán)重為1至19，以2為步長(zhǎng)遞增;其次確定小區(qū)的支付失敗率：支付失敗率=小區(qū)失敗率加權(quán)總和/小區(qū)個(gè)數(shù)加權(quán)總和。

例：假設(shè)A、B兩個(gè)支付失敗小區(qū)，一周內(nèi)每日失敗率分別為A1、A2…A7，B1、B2…B7，量級(jí)權(quán)重分別為x1、x2…x7和y1、y2…y7，則支付失敗指標(biāo)為：A1x1+A2x2+…A7x7+B1y1+B2y2…B7y7除以x1+x2+…x7+y1+y2…y7，其中x、y為1、3、5、7、9……19。

以上定義中由于支付權(quán)重的有限級(jí)數(shù)量化特征會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題：相同支付失敗次數(shù)發(fā)生在高權(quán)重小區(qū)比發(fā)生在低權(quán)重小區(qū)失敗率更低。簡(jiǎn)單說(shuō)就是兩個(gè)“算數(shù)支付失敗率（支付失敗次數(shù)/支付總次數(shù)）”相同的小區(qū)因支付次數(shù)和權(quán)重不同會(huì)定義為不同的失敗率，這與通常對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)的理解是不一致的。因?yàn)榭紤]了業(yè)務(wù)量因素，使該定義與用戶分布和用戶行為有了較大關(guān)聯(lián)，并不是單純網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的反映。

五、結(jié)束語(yǔ)

微信支付作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一種典型業(yè)務(wù)應(yīng)用，反映了用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的感知。經(jīng)過(guò)對(duì)支付失敗指標(biāo)專項(xiàng)優(yōu)化分析，總結(jié)如下：

（一）通過(guò)對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的支付失敗小區(qū)分析優(yōu)化，支付失敗與網(wǎng)絡(luò)覆蓋、上行干擾、參數(shù)優(yōu)化、隱性故障等有直接關(guān)系，這些也不同程度反映在其他一些KPI/KQI指標(biāo)中，對(duì)這些質(zhì)差TOP小區(qū)的處理作為一項(xiàng)日常工作需要長(zhǎng)期堅(jiān)持，久久為功，進(jìn)而提升用戶感知。

（二）弱覆蓋場(chǎng)景下可以模擬測(cè)試到支付失敗情況。

（三）支付業(yè)務(wù)失敗涉及端到端的全流程。

（四）按微信支付失敗率的定義，支付權(quán)重對(duì)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果影響較大，即支付權(quán)重越高，支付失敗率越低。這種計(jì)算方式的受人為因素影響。

作者單位：劉學(xué)武? ? 王凱? ? 中國(guó)聯(lián)通泰安市分公司

劉學(xué)武（1973.09-），男，漢族，山東泰安，學(xué)士，高級(jí)工程師，研究方向：移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化;

王凱（1984.04-），男，漢族，山東泰安，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：移動(dòng)通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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