LTE高負荷場景評估和感知提升策略研究

李響

（中國移動通信集團甘肅有限公司蘭州分公司甘肅省蘭州市730000）

LTE高負荷場景評估和感知提升策略研究

李響

（中國移動通信集團甘肅有限公司蘭州分公司甘肅省蘭州市730000）

4G用戶持續高速增長的同時，如何讓更多用戶能感受到LTE的“飛一般”的速度體驗成為行業關注的重要話題。社交媒體時代，高負荷場景感知問題日益凸顯，如何評估、解決已成為網絡優化工作的當務之急。

LTE；高負荷；擴容標準；保障措施

1 引言

隨著4G網絡日益普及，移動互聯網蓬勃發展，移動通信已經成為社會經濟和人類生活不可或缺的一部分，據工信部最新報告顯示，截至2016年7月底，我國4G移動用戶飛速發展，總數已達6.46億戶，占移動電話用戶的49.5%。在移動通信大時代的今天，用戶行為已經悄然發生變化，移動和高速互聯的通信網絡加上智能終端的不斷演進使手機功能不僅僅局限于打電話和發短信，即時通訊、新聞、購物、游戲、手機支付、導航、視頻、教育、健康、高速上網等業務應用多樣化，如何滿足多業務場景下的用戶體驗成為當前的核心問題。

面向用戶體驗的服務，最重要的是什么？

在MBB時代，用戶體驗直接影響用戶行為，繼而影響業務收入。Google Analytics報告顯示網絡反應時延每增加0.4s會導致每天搜索量減少800萬。網頁加載超過3s，40%的移動購物用戶會放棄。Amazon也發布了類似的分析，網絡訪問時延每增加1s，1年將減少16億美元的銷售額。從用戶體驗角度對網絡的主要訴求可以總結為：更快更好，解決覆蓋、質量、容量進而提升速率提供高質量的用戶體驗是打造精品網絡的共同目標。

2 LTE高負荷場景網絡特征

大流量數據沖擊對網絡性能造成很大的影響，特殊場景如高校，或重大事件期間，大量本土或漫游用戶的涌入以及局部熱點區域的業務劇增，給移動網絡帶來前所未有的挑戰。新媒體浪潮席卷全球，來自奧運場館的網絡數據流量達到每秒60G。隨著最終用戶對隨時隨地獲取信息服務的需求增長，類似的場景正在向著常態化方向發展。因此，在面對大數據沖擊的時候，保障手段必不可少。

對于數據業務，長周期統計發現網絡忙閑時、短周期找出業務突發性區域和時段。與23G不同，LTE采用OFDM技術，數據傳送通過共享信道，調度靈活。小區容量分析需要綜合考慮業務的時間分布特點，不能簡單平均全天的負荷，也不能以數小時的負荷均值為標準。LTE是毫秒級資源調度，1h360萬個樣本的平均值，沒有什么表征意義，LTE容量的度量考慮體現業務的滿足度。容量保障關鍵在于補齊“短板”，不同場景下網絡短板不經相同：干擾受限場景，負荷提高底噪抬升明顯，影響邊緣用戶感知；用戶數受限場景，小流量、多頻次連接建立，超過設備最大能力；大流量業務小區，帶寬受限。網絡瓶頸與業務模型強相關，應用大數據挖掘，找出“用戶感知業務模型、用戶數、業務量、利用率、”之間的關聯關系，方可定義網絡最佳容量標準。

以某地市為例，高校場景業務呈潮汐現象，教學區和宿舍區業務量時域錯峰互補特點明顯，下行上行流量比為10：1，平均PRB利用率上行為下行的3～4倍，網絡輕載時，上行PRB拉伸或預調度機制使上行PRB利用率明細高于下行，隨著負荷的上升，下行利用率逐步增高。大型展會、文藝演出、體育賽事上行業務需求則更高，每業務態RRC流量數據統計來看，高校和展會用戶更多使用大流量業務，體育賽事和文藝演出則更傾向于小流量業務，體育賽事兩次RRC連接平均間隔時間最短。

在2G時代，根據erl-B理論，保障用戶感知首先保證用戶接入，擁塞率GOS小于2%也就是忙時網絡利用率達到75%為擴容標準。LTE高業務量場景的容量瓶頸體現在設備處理能力和系統接入能力，典型特點是enode設備主控板和基帶板CPU負荷增加，同時并發接入請求數增多，隨機接入碰撞概率加大，用戶調度請求受限。

精細化LTE容量評估，考慮小區容量基于以下三個方面：①單用戶話務模型，上下行業務量、RRC模型，業務速率需求；②空口配置，包括覆蓋類型、上下行時隙配比、參數設置；③設備能力，包括設備型號、RRC最大在線用戶數、PRB負荷等。華為設備在小區RRC在線用戶數接近400時，PUCCH資源分配失敗導致接通率急速下降。設備自身能力的限制還體現在enode主控板和基帶板CPU負荷，華為設備流控機制以主控板或基帶板CPU負荷85%為啟動流控門限，開始限制用戶接入，當主控板或基帶板CPU負荷達90%時完全禁止用戶接入，CPU負荷回落到70%時停止流控。由于現網CPU負荷以5s為統計采樣周期，采樣點通過統計平滑處理，小于設備實際瞬時峰值，網元備份、批處理等非業務量影響CPU負荷的因素也應剔除，因此，設置統計值為預警門限時，應低于設備本身流控門限。以華為設備統計數據分析，設置主控板CPU最大占用率預警門限為65%，基帶板CPU最大占用率預警門限為80%，高于門限將出現流控導致的RRC Connection Request消息丟棄，從而使RRC連接建立成功率、E-RAB建立成功率、切換成功率以及掉線率指標惡化。

借助于覆蓋和容量目標，通過迭代手段，引入擴容標準：

網絡最忙時22點上行或者下行prb利用率大于50%，且有效rrc連接數大于30，且上行流量大于1g或下行流量大于5g。

22點rrc最大連接數大于180。

符合以上任一條件的小區將需擴容。

3 感知提升策略

高負荷場景以保障用戶接入使用LTE網絡為前提下，在頻率足夠的情況下，對于場館，集會等連續高話務量小區，可以采用E頻段、D頻段多載頻異頻組網，以及F頻段連片覆蓋的方式進行擴容，以利于增加容量和控制干擾；對于室分等隔離較好的單個高話務量小區，可以在E頻段的基礎上，新增D頻段異頻網絡進行擴容?；谛^級數據分析進行大流量預測，通過小區級統計結合歷史數據、業務量增長因子、市場策略等因素比對擴容標準，綜合小區硬件設備和傳輸現狀，輸出擴容結果，提前實施硬件擴容，以應對大流量沖擊。

在網絡優化方面，開展點、線、面的周期性優化，綜合分析網絡性能KPI、業務質量KQI分析評估和測試結果，借助于業務質量端到端定界定位優化手段，覆蓋評估控制覆蓋解決重疊覆蓋、弱覆蓋，鄰區優化、優化測量及鄰區參數配置、切換帶設置提升切換效率，PCI優化、干擾排查解決SINR差問題點，全面提升網絡質量。

高負荷場景網絡實時保障措施有以下幾個步驟：

開啟負載平衡功能，分流高話務量小區的業務量。

調整子幀配置保證上行容量，同時上下行子幀配置可考慮采用配置6（即在10ms的無線幀中，上行子幀：下行子幀=5：3，特殊子幀），為了避免與周邊宏站產生上行時隙串擾，建議采取異頻隔離，同時應避免產生于TDS上下行時隙串擾。

設置合適的定時器T302、T300和Inactiver Timer降低信令風暴的可能性。

開啟資源分配自適應算法功能，以支持更多的激活用戶。

當室內無線環境較好時，將MIMO模式固定配置為TM3。

為保障大量用戶能接入，SRS配置方式配置為接入優先。

當小區業務極忙或用戶極多時，關閉DRX、ANR、COMP、下行頻選等消耗系統資源較多的特性算法。

當系統負荷高達設備極限時，可考慮采用逐級降低發射功率和/或提升異系統互操作門限或接入門限的方式進行異系統負荷分擔。

4 結束語

LTE大潮滾滾而來，大數據聯合分析精確識別價值熱點區域、合理評估LTE高業務量場景容量瓶頸、有效實施保障策略，在滿足不同區域的不同業務目標訴求的同時，最大化發揮網絡資源潛力，提升用戶感知。

[1]Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；Physical channels and modulation；Protocol specification：3Gpp TS 36.211.http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36211.htm

[2]Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；Radio Resource Control（RRC）；Protocol specification：3Gpp TS 36.331.http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36331.htm

TN929.5

A

1004-7344（2016）28-0284-02

2016-9-23

李響（1981-），女，通信工程師，2002年畢業吉林大學，長期從事無線網絡優化工作。