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(xún)?cè)O(shè)計(jì)院有限公司廣東分公司，廣東廣州510627）

1 概述

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和不限量套餐帶來(lái)的使用習(xí)慣變化，移動(dòng)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(guò)30億元，注冊(cè)用戶(hù)已達(dá)2.2億，日活躍用戶(hù)超過(guò)5 500萬(wàn)，單用戶(hù)日均對(duì)局?jǐn)?shù)達(dá)2.33場(chǎng)，單用戶(hù)日均使用時(shí)長(zhǎng)47.2 min。

與此同時(shí)，王者榮耀手游也成為中國(guó)聯(lián)通2I2C市場(chǎng)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(duì)網(wǎng)絡(luò)提出嚴(yán)格的質(zhì)量要求，已成為衡量運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)性能的重要標(biāo)尺和網(wǎng)絡(luò)部門(mén)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(guò)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(duì)性的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提升方案，旨在充分保障用戶(hù)感知，打造口碑優(yōu)勢(shì)，從而精準(zhǔn)匹配市場(chǎng)目標(biāo)，快速支撐市場(chǎng)發(fā)展。

2 王者榮耀業(yè)務(wù)特性分析

通過(guò)分析手機(jī)側(cè)抓包和用戶(hù)話(huà)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(hù)端與服務(wù)器。

b）UDP協(xié)議與SP頻繁交互導(dǎo)致用戶(hù)對(duì)時(shí)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(lái)數(shù)據(jù)保活，而UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包則用來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)延探測(cè)和同步交互。通過(guò)業(yè)務(wù)感知平臺(tái)的解析可知，游戲過(guò)程中有3條數(shù)據(jù)流貫穿于客戶(hù)端與服務(wù)器之間（見(jiàn)圖1）。

圖1 王者榮耀游戲交互示意圖

a）時(shí)延探測(cè)流：UE向服務(wù)器發(fā)起UDP報(bào)文進(jìn)行鏈路時(shí)延評(píng)估，報(bào)文包含Start字段，周期5 s，凈負(fù)荷60 B；服務(wù)器應(yīng)答報(bào)文包含Stop字段，凈負(fù)荷58 B。

b）TCP心跳檢測(cè)流：UE向服務(wù)器發(fā)起TCP報(bào)文，周期3 s，保持鏈路激活，同時(shí)服務(wù)器采用TCP數(shù)據(jù)包向用戶(hù)推送皮膚、廣告等數(shù)據(jù)展示。

c）玩家同步交互流：通過(guò)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(guò)發(fā)送3個(gè)15 B的UDP包測(cè)試網(wǎng)絡(luò)延遲，導(dǎo)致用戶(hù)對(duì)延遲特別敏感。

2.2 時(shí)延敏感特性

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

由用戶(hù)話(huà)單提取和投訴分析可知，雖然游戲消耗流量較少，但對(duì)時(shí)延的要求較高。游戲界面實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)延遲值，隨著游戲交互時(shí)延增大，游戲體驗(yàn)逐漸變差。時(shí)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(wú)法正常游戲。

3 王者榮耀時(shí)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(guò)多層網(wǎng)絡(luò)的共同作用，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)實(shí)際體驗(yàn)產(chǎn)生影響（見(jiàn)圖2）。

針對(duì)各層網(wǎng)絡(luò)，采用“六維”時(shí)延探測(cè)法，在不同網(wǎng)元實(shí)施抓包分析和PING測(cè)試，實(shí)現(xiàn)時(shí)延分段定位，精準(zhǔn)定位網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題（見(jiàn)圖3）。

通過(guò)王者榮耀數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)分解和六維時(shí)延探測(cè)問(wèn)題定位，對(duì)游戲感知提升思路歸納為6個(gè)方面，促進(jìn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、游戲運(yùn)營(yíng)商多方聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲業(yè)務(wù)的全流程保障。

a）無(wú)線(xiàn)調(diào)度優(yōu)化：SR、PRB、DRX等參數(shù)優(yōu)化。

b）無(wú)線(xiàn)干擾處理：外部干擾排查，提升覆蓋質(zhì)量。

c）無(wú)線(xiàn)覆蓋提升：新建站點(diǎn)、故障處理。

d）無(wú)線(xiàn)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?xún)?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(wú)線(xiàn)高負(fù)荷問(wèn)題處理

圖3 六維時(shí)延探測(cè)法

高負(fù)荷問(wèn)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(hù)數(shù)多，小區(qū)負(fù)荷較高時(shí)，會(huì)影響需調(diào)度的游戲用戶(hù)時(shí)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(duì)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(guò)查詢(xún)KPI指標(biāo)，本站負(fù)荷最輕小區(qū)自忙時(shí)PRB利用率持續(xù)高于80%，下行PDCP SDU時(shí)延超過(guò)100 ms，已無(wú)載波擴(kuò)容和負(fù)荷均衡的空間（見(jiàn)圖4）。

圖4 負(fù)荷最輕小區(qū)自忙時(shí)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(huà)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(shí)KPI變化趨勢(shì)。

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(shí)會(huì)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(shí)延突變較大，尤其對(duì)于閑時(shí)平均底噪高于-100 dBm的小區(qū)，游戲卡頓較為明顯（見(jiàn)圖6）。

干擾規(guī)避舉措：針對(duì)上行干擾較大小區(qū)，一方面可以通過(guò)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(guò)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(jiàn)圖7）。

圖5 采用小站擴(kuò)容后整站忙時(shí)KPI變化趨勢(shì)（2018年）

圖6 不同底噪小區(qū)UDP小包時(shí)延采樣值對(duì)比

3.4 王者榮耀感知提升舉措——無(wú)線(xiàn)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(hù)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(shí)延采樣對(duì)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(hù)的游戲交互速率（約80 kbit/s）。

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

圖8 不同SR配置下游戲UDP時(shí)延采樣對(duì)比

圖9 DRX修改前后下行PDCP SDU時(shí)延采樣對(duì)比（2017年）

DRX功能參數(shù)：通過(guò)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(lái)的較大游戲時(shí)延（見(jiàn)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(huì)對(duì)游戲運(yùn)行造成影響，當(dāng)傳輸接入環(huán)資源利用率過(guò)高時(shí)，將導(dǎo)致該接入環(huán)下小區(qū)傳輸時(shí)延偏高，進(jìn)而引發(fā)游戲卡頓現(xiàn)象；為此需對(duì)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(wèn)題（見(jiàn)圖10）。

通過(guò)對(duì)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(jiàn)圖11）。

圖10 傳輸接入環(huán)負(fù)荷過(guò)高導(dǎo)致MME時(shí)延過(guò)長(zhǎng)

3.6 王者榮耀感知提升舉措——QCI專(zhuān)載游戲加速

一般情況下，用戶(hù)對(duì)戰(zhàn)時(shí)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(méi)有差異化對(duì)待；通過(guò)為王者榮耀用戶(hù)設(shè)置專(zhuān)載QCI（QCI3）進(jìn)行游戲加速，而小包業(yè)務(wù)（微信、網(wǎng)頁(yè)瀏覽）繼續(xù)使用QCI9，從而能夠針對(duì)性保障游戲的帶寬和時(shí)延。

為了提高核心網(wǎng)層面的靈活性以及減少對(duì)OTT參與要求的限制，可采用前向加速方案進(jìn)行部署（見(jiàn)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(hù)。

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(jí)、預(yù)調(diào)度策略和DRX等參數(shù)。

以中國(guó)聯(lián)通某南方本地網(wǎng)內(nèi)的15個(gè)目標(biāo)小區(qū)為例，通過(guò)開(kāi)啟QCI專(zhuān)載，手游加速，用戶(hù)體驗(yàn)提升明顯，無(wú)卡頓比例顯著上升，嚴(yán)重卡頓比例大幅下降。

a）無(wú)卡頓情況：相比保障前，無(wú)卡頓比例從66.11%提升到81.21%，相對(duì)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(zhuān)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(guò)59%。

4 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)愈演愈烈的手機(jī)游戲發(fā)展形勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商必須充分做好網(wǎng)絡(luò)保障準(zhǔn)備，以快速滿(mǎn)足市場(chǎng)需求為牽引，以打造用戶(hù)高品質(zhì)感知為目標(biāo)，積極應(yīng)對(duì)4G+時(shí)代手機(jī)游戲帶來(lái)的新挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的規(guī)模化可持續(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(duì)具體的優(yōu)化保障方案進(jìn)行論述，具備較高的推廣價(jià)值。