無線網絡微信支付服務感知提升方法研究*

潘 戟，岳 強

（1.中國鐵塔溫州市分公司，浙江 溫州 325000；2.中國聯通溫州分公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

根據《中國第三方支付移動支付市場季度監測報告2018 年第3 季度》的數據，移動支付已成為大眾消費者的主要支付手段。其中支付寶排名第一，比例為53.71%，；微信支付排名第二，比例為38.83%。移動支付客戶的數量達到9.1 億，市場滲透約為86.50%，支付的體驗無疑已經成為移動客戶網絡質量感知的重要組成部分。

圖1 市場支付份額分析

移動支付的場景基本包含日常生活的方方面面，用戶對移動支付失敗的容忍度愈發敏感。微信支付的端到端優化包括移動終端、移動核心網的優化、無線網絡的優化、支付服務器優化等。其中無線側優化的主要任務是提升無線網絡質量，聚焦減少誤碼和時延。本文根據微信支付的業務流程的特點重點從無線空口的參數著手，重新對相關參數進行設置，改善微信支付卡頓率和微信支付的成功率，提升客戶的網絡感知。

圖2 支付場景分布

1 微信支付業務模型定義及影響因素

微信支付包括普通商戶版、服務商版、銀行服務商版三大類版本：

以最常用的付款碼支付普通商戶版為例：

（1）手機用戶微信掃一掃商家商品的二維碼。

（2）用戶手機的微信客戶端把掃碼內容推送到微信支付系統。

（3）微信支付系統收到信息后，向商家后臺系統支付，回調URL 的調用。

（4）商戶系統調用微信支付“統一下單API”請求下單。

（5）微信支付系統根據商家系統的請求生成預支付交易。

（6）用戶手機在微信客戶端輸入密碼，確認支付。

（7）微信支付系統驗證后扣款，完成支付交易，完后交易后給微信客戶端返回交易結果。

（8）商戶后臺系統可以調用“查詢訂單API”來查詢支付交易情況，確認完成交易。

其中步驟（5）（6）（7）中的用戶授權、密碼輸入等步驟涉及LTE 的空中接口內容。

將LTE 系統空中接口數據分解到不同的協議層處理。下圖描述了LTE 系統中下行數據傳輸的協議框架，下行數據信息以IP 包的形式進行傳送，在空中接口之前，IP 包將通過多個協議層處理實體數據。

在各層中，要綜合考慮包封裝大小要適合微信支付的小包特點、微信支付業務的優先調度、物理層的誤碼重傳等。同時，在微信支付流程中，各消息是通過https 協議，借助建立TCP 短連接完成各消息發送或接收。單步TCP 短連接超過2 秒就會被認為異常，由此可見如何在短時間內正確并及時發出IP報文是微信支付成功的前提和重要保障。綜上，無線網絡微信支付服務感知的優化關鍵點在于降低時延和誤碼，保證消息交互的“及時準確”。

2 微信支付端到端空口參數優化

針對微信支付過程，通過后臺分析，可以分為如下幾個階段，從而有針對性地進行空口參數優化。

通過對各階段的具體分析，從上下行路損補償、上下行誤碼校驗、傳輸模式自適應、最低保障速率、系統間互操作等五大類7 子類共51 個網絡參數進行調整，并結合傳統的天饋調整、干擾源掃頻等輔助手段來降低誤碼和時延，提升微信支付業務質量。

圖3 微信支付過程

圖4 LTE 系統下行傳輸的總體協議架構

2.1 最低保障速率

TTI Bundling 功 能 (Transmission Time Interval)是將幾個TTI 綁定在一起使用，在幾個TTI 內傳遞同樣的數據，增加數據傳輸的可靠性。TTI Bundling功能一般是針對位于覆蓋小區的邊緣手機而設定。

當手機處于小區邊緣，功率受限時，導致重傳次數增加，上行丟包率上升。使用TTI Bundling 技術，4 個連續子幀發送同一個傳輸塊，不需等待ACK/NACK。避免過多的HARQ 重傳，減小時延，提高發送成功率。TTI 綁定可以提升小區邊緣用戶的性能，從而提升支付的成功率。但是由于TTI Bunding會導致時隙資源消耗較多，因此，僅在小區邊緣高風險區域使用，故根據終端測量的路徑損耗或SINR 進行開啟和關閉，避免過度消耗資源。

同時對業務優先級開關，將視頻、網頁瀏覽等開啟預調度，提前分配傳輸塊等網絡資源，降低網絡時延；PDCCH 自適應降索引升功率開關、最小比特速率等功能優化，提升用戶的最低保障速率，降低重傳率，并對HTTP 業務的時延以及三次握手過程進行優化。

2.2 上下行路損補償

通過對最小接入電平、PDCCH 功率共享、測量頻率優化功能開啟、上行CoMP 功率調整等，減少4G 弱覆蓋用戶，提升SINR，提升測量精確度。

圖5 微信支付報文

表1 微信支付流程

表2 微信支付優化分類

圖6 TTI Bundling 原理圖

2.3 上下行誤碼校驗

通過頻選、上行干擾抑制、上行精準MCS 開啟等手段，提升控制信道的抗干擾能力，提高上下行可靠性，降低誤塊率。

例如：通過開啟上行頻選功能，可以降低上行干擾影響，有效降低手機發射功率。LTE 系統中，無線資源的調度分配有頻選調度和非頻選調度兩種方式。上下行頻選調度，就是依據特定算法條件給UE 進行PRB 資源分配，具體分配有以下三種方式：

RB 位置寬帶分配：分配給用戶的RB 是從系統的低頻RB 開始的空閑RB。在上行CMAC 分配的RB 必須是從RB 起始位置開始的連續空閑RB，而在下行，分配的RB 空間可以是不連續的。

表3 最低保障速率參數修改表

表4 上下行路損補償參數修改表

PRB 隨機化：根據小區PCI 把小區規劃為A、B、C 三類小區中的一種。A 類小區（MOD3=0）：以最低RB 開始分配；B 類小區（MOD3=1）：從寬帶1/3 RB 開始分配；C 類小區（MOD3=2）：以最高RB 開始分配。

RB 位置子帶分配：當信號質量波動較大時，上行調度通過子帶CQI 選擇較好的信道資源分配給UE。

同時開啟MCS精準調制功能，有效降低誤碼率，提高傳輸數據的有效性，也縮短了重傳導致的時延增加。精準MCS 授權打開后，基站可以根據UE 的BSR 精準匹配TBSize；比如UE 有400bit 的數據要發送，根據信道質量確定的MCS 為8，此時需要的RB 為4 個，TBSize 為536bits；經過精準MCS 授權后發現MCS 為7,此時TBSize 為472bits,仍然可以用4 個RB 來完成400bit 的發送，同時也降低了碼率保障的傳輸穩定性。

2.4 傳輸模式自適應

根據不同場景自動調整TM 模式或根據終端支持情況自動開啟上行壓縮(UDC,Uplink Data Compression)功能，達到提高下行CQI、MCS、速率、SINR 的目的。UDC 功能原理是通過壓縮上行數據來達到節省帶寬的目的，改善網絡的上行容量。

表5 上下行誤碼校驗參數修改表

圖7 UDC 協議棧

上行數據壓縮功能屬于端到端的功能，需要網絡側和終端的支持。終端和eNodeB 之間交換上行數據壓縮能力信息、eNodeB 給終端配置上行數據壓縮參數等流程都需要高通擴展LTE 信令（ELS ）框架的支持。上行數據壓縮UDC 的壓縮比例和上行傳輸的文件屬性密切相關，上傳文件的壓縮比例越高，UDC 功能帶來的增益越明顯，上傳文件的壓縮比例越小，UDC 帶來的增益越小。

部署上行數據壓縮UDC 功能后進行CQT 測試，測試結果如表6，根據測試結果可以看出，UDC 功能部署前上行平均吞吐量是28.63Mbps,UDC 功能打開后上行平均吞吐量達到37.87 Mbps,上行吞吐率提升了32.27%。

2.5 系統間互操作

通過3G/4G 切換、重定向門限調整，減少4G弱覆蓋用戶，降低時延。

2.6 輔助優化

對于個別微信支付劣化小區，參數優化后效果未達預期，需通過傳統的天饋調整、道路測試，干擾源掃頻排查等手段優化。

表6 傳輸模式自適應參數修改表

表7 系統間互操作參數修改表

表8 傳統優化表

3 效果及指導意義

通過以上方案的逐步實施推進，已基本解決現網微信支付存在的問題。

3.1 最低保障速率參數優化效果評估

對本地區全網487 個忙時下行體驗速率在20Mbps 以下的小區進行參數優化，以提升小區的下行體驗速率。

1.3.1 頂空固相微萃取。在頂空萃取樣本之前，先將65 μm PDMS/DVB固相微萃取探頭安裝于手動SPME進樣手柄上，于氣相色譜進樣口250 ℃老化30 min。選取新鮮完好的紫椴花朵5.0 g，置于20 mL 配有聚四氟乙烯膠墊的樣品瓶中，擰緊瓶蓋。將含有紫椴花朵樣本的密封頂空瓶置于恒溫箱內，控制60 ℃恒溫平衡30 min，然后將老化后的固相微萃取探頭插過隔膜墊，進入密封樣品瓶中，推出萃取探頭，60 ℃頂空萃取30 min，萃取完成后，將固相微萃取裝置迅速插入GC進樣器，250 ℃條件下熱解析2.0 min。

圖8 最低保障速率參數優化對比

3.2 上下行路損參數優化效果評估

針對本地區上行質量較差的65 個小區部署了上行頻選等參數，參數實施后，該部分上行質量提升明顯,PAY_FAIL_RATE 平均值有明顯改善。

圖9 上下行路損參數優化對比

3.3 上下行誤碼參數效果評估

經過研究發現，上行干擾會導致較高的支付卡頓率，針對本地區28 個存在上行干擾的小區參數優化和上站排障工作，優化后小區干擾下降，卡頓率降低。

3.4 傳輸模式自適應參數優化效果評估

針對本地區覆蓋較遠TA 值比較大的310 個支付卡頓小區進行傳輸模式核查，將傳輸模式由TM4傳輸改為TM 自適應，修改完成后小區平均TA 無明顯波動，但卡頓率有所降低。

圖10 上下行誤碼參數優化對比

圖11 傳輸模式自適應參數優化對比

3.5 系統間互操作參數優化效果評估

通過優化3G/4G 間互操作參數，在4G 網絡信號較差時及時重定向到3G 網絡，4G 網絡較好時避免占用3G 網絡，利用4G 網絡系統優勢改善支付卡頓小區占比，累計優化調整4261 個小區。

圖12 系統間互操作優化對比

隨著對微信支付各無線側參數的深入研究，深入挖掘分析異常信令攜帶原因值與接口、網元進行關聯，深度發掘各類問題的典型特征和失敗原因，并對問題進行反推驗證，以點帶面，形成問題 “指紋特征”庫，創新型搭建基于“問題指紋庫”的端到端微信支付定界體系，快速有效地定位微信支付問題，提升運維效率。

3.6 微信支付劣化小區優化效果評估

針對外部原因（干擾等）和參數修改后未達預期的20 個特定小區進行傳統輔助優化，通過干擾排查，天饋調整等手段，效果較好，卡頓率降低。

圖13 干擾前后對比

圖14 干擾優化指標對比

4 結語

隨著移動支付的普及，4G 網絡的支付類優化越來越成為影響用戶網絡感知的主要應用。對于此類問題，首先要了解交互流程，針對流程中的各個環節結合網絡性能指標逐級分解，得出上行鏈路質量是影響移動支付的主要因素，并通過發掘各類問題的典型特征，形成解決微信支付各種問題的一系列方法，提升運維優化的效率，改善用戶體驗。