信令信道的負(fù)荷影響及優(yōu)化
數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆沁B續(xù)性
小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆沁B續(xù)性,對信令信道的負(fù)荷帶來巨大的負(fù)面影響。統(tǒng)計分析顯示,小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連接次數(shù)占比高于70%,說明小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈L在線及不連續(xù)性,會導(dǎo)致頻繁的拆鏈、建鏈,增加信令信道的負(fù)荷,產(chǎn)生所謂的信令風(fēng)暴。
信令風(fēng)暴及解決方案
由于小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟贿B續(xù)性導(dǎo)致的由網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的空口釋放和在有數(shù)據(jù)傳輸時重新建立空口鏈路,兩者頻繁循環(huán)的現(xiàn)象稱為廣義的信令風(fēng)暴。部分典型終端的測試結(jié)果如表2所示。
針對信令風(fēng)暴,可行的解決方案有:
HeartBeart機(jī)制
針對智能終端引發(fā)的信令風(fēng)暴可考慮引入心跳機(jī)制(Heart Beat)。當(dāng)用戶大量增加,信令負(fù)荷顯著增加的情況下,可以考慮采用該方案來規(guī)避現(xiàn)有的智能終端反復(fù)進(jìn)行RRC連接-釋放-再連接-再釋放導(dǎo)致的信令風(fēng)暴問題。當(dāng)然,這對UE有一定的限制條件,且在UE對HeartBeart進(jìn)行Ack應(yīng)答時會影響信道的正常遷移。
SCRI“禁止定時器”T323
按照3GPP協(xié)議(Release7及Release7之前的版本),UE可以在內(nèi)部錯誤和無線質(zhì)量很差的情況下,由終端發(fā)出信令消息SCRI給網(wǎng)絡(luò)通知釋放其連接。各個終端廠家正是利用了3GPP協(xié)議的這一功能,使得終端在數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后發(fā)送SCRI信令消息,從而達(dá)到終端節(jié)電的目的。但是,這種功能也增加了網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端的信令開銷。因此,在3GPP Release8版本中,進(jìn)一步作了如下規(guī)范:引入?yún)?shù)“禁止定時器”T323、在SIGNALLING CONNECTION RELEASE INDICATION中引入“Signalling Connection Release Indication Cause”的原因值說明、明確了UE發(fā)送SCRI后,在沒有網(wǎng)絡(luò)側(cè)的指示下,不能自行轉(zhuǎn)移到IDLE態(tài),并且不能自行釋放RRC連接。
普通優(yōu)化手段
從本質(zhì)上來說,無論是狹義的信令風(fēng)暴和廣義的信令風(fēng)暴,頻繁拆鏈、建鏈導(dǎo)致的信令信道負(fù)荷升高均與小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸非連續(xù)性相關(guān)?尚械慕鉀Q問題的思路為盡可能保持業(yè)務(wù)信道,不輕易釋放業(yè)務(wù)信道。
對于UMTS網(wǎng)絡(luò),如果網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷較大,可以通過調(diào)整DCH轉(zhuǎn)FACH/PCH/IDLE態(tài)的業(yè)務(wù)量測量次數(shù)、觸發(fā)時間和Pending Time等參數(shù),降低用戶不活動的次數(shù),從而降低整體的連接和釋放的信令開銷。
對于GPRS網(wǎng)絡(luò),可以增加信令信信道(如GPRS網(wǎng)絡(luò)的CCCH信道),或減少空口釋放次數(shù)(如增加DLDELAY+T3192的時間)。
針對實時性要求的用戶感知度優(yōu)化
從用戶感知的角度,針對小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),除了前文所述的共性要求外,一般還有對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求比較高的特點,故僅從用感知保障的角度,可采取的措施為:1)盡可能保持底層鏈路的通暢狀態(tài),減少空口的頻繁釋放的次數(shù);2)保障數(shù)據(jù)報文的端到端準(zhǔn)確快速傳輸。
不同場景下的優(yōu)化策略
對于小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶感知和資源使用效率之間存在一定沖突的問題,需要在不同場景采用不同的優(yōu)化策略。
對于GPRS網(wǎng)絡(luò),業(yè)務(wù)信道和信令信道的負(fù)荷能分開統(tǒng)計,不同場景下的優(yōu)化策略如表3所示。
對于UMTS網(wǎng)絡(luò),邏輯上的業(yè)務(wù)信道和信令信道會映射到同一個物理信道,目前沒有手段統(tǒng)計業(yè)務(wù)信道負(fù)荷和信令信道負(fù)荷,一般主要觀察S-CCPCH物理信道的負(fù)荷。
當(dāng)資源使用率比較高的時候,有所謂“小流量用戶準(zhǔn)入算法開關(guān)”,設(shè)置合理的小流量用戶準(zhǔn)入優(yōu)化用戶數(shù)門限及重負(fù)荷激活定時器,系統(tǒng)能通過動態(tài)調(diào)整Dormant定時器時長,從而調(diào)整系統(tǒng)資源的占用情況。
UMTS網(wǎng)絡(luò)的Always On功能的資源分配也對小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有一定影響。在PS呼叫過程中,RNC會根據(jù)承載業(yè)務(wù)的流量大小,對資源進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到合理配置資源、均衡各在網(wǎng)運行業(yè)務(wù)的作用。在一定時間內(nèi),如果數(shù)據(jù)流量低于門限值,此業(yè)務(wù)資源由DCH狀態(tài)轉(zhuǎn)換為FACH狀態(tài)。類似的,此后進(jìn)入PCH或者idle模式下。
總之,可行的策略包括:
1)按忙/閑時動態(tài)配置無線資源釋放定時器
在用戶數(shù)多時,減小定時器時長,以更多的連接建立為代價換取更大的系統(tǒng)容量;在用戶數(shù)少時,增加定時器時長,以減少不必要的連接釋放,提升用戶感知。
2)按忙/閑區(qū)域配置無線資源釋放定時器
對于手機(jī)QQ等小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用量大的區(qū)域,如大學(xué)城,配置較小的無線資源釋放定時器,以提高用戶容量和下載速率。
差異化QoS和流量經(jīng)營
無論網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法和手段如何,小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對業(yè)務(wù)信道的使用效率均是比較低的,或者說其無法通過優(yōu)化手段有本質(zhì)的提升。目前,國內(nèi)運營商主要按流量對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行計費,可以考慮采用多種計費策略相結(jié)合的方式。主要途徑為精確識別業(yè)務(wù),提供差異化的QoS,并給予差異化的收費策略,實現(xiàn)運營商運營效益的最大化。
針對小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點,可行的QoS差異化策略有如下幾個方面:1)細(xì)分業(yè)務(wù)的QoS保障機(jī)制:在用戶數(shù)多時,降低小流量業(yè)務(wù)的QoS等級;用戶數(shù)少時,適當(dāng)提升其QoS等級;2)按照用戶級“收益/資源占用比”對用戶進(jìn)行QoS保障:例如,對低貢獻(xiàn)、高資源占用的用戶可設(shè)置低優(yōu)先級;反之,設(shè)置為高優(yōu)先級;3)后向QoS保障:針對小流量業(yè)務(wù)的SP制定特殊的QoS保障機(jī)制。
針對上述QoS差異化策略,則可通過直接對原有QoS管理機(jī)制的基本優(yōu)先Basic Priority進(jìn)行調(diào)整,針對實時性要求高或相對重要的業(yè)務(wù),增加其基本優(yōu)先級,相反,對于實時性要求不高或不重要的業(yè)務(wù),降低其基本優(yōu)先級。
針對小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),考慮如何深入挖掘數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收益模式、提高“收入/資源占用比”也非常重要,可增加的收益模式包括:1)基于后向QoS保障的后向收費策略;2)前向細(xì)分業(yè)務(wù)的特殊收費策略。
當(dāng)然,對運營商的流量經(jīng)營來說,不僅看小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)本身的“收入/資源占用比”,還要看該類業(yè)務(wù)給運營商帶來的綜合價值。
直接價值分析
某種業(yè)務(wù)的直接價值是指用戶應(yīng)用該業(yè)務(wù)過程中給運營商直接貢獻(xiàn)的流量收益或數(shù)量收益。直接價值與業(yè)務(wù)的收費策略相關(guān),例如,彩信業(yè)務(wù)是按發(fā)送的條數(shù)收費,網(wǎng)頁瀏覽業(yè)務(wù)則是按流量計費。
高直接價值業(yè)務(wù)和流量則是指單位流量的運營商收入較高的業(yè)務(wù)。也就是,在占用少量管道資源的條件下,能給運營商帶來更高收益的業(yè)務(wù)。
間接價值分析
某種業(yè)務(wù)的間接價值是指用戶由于應(yīng)用該業(yè)務(wù)而產(chǎn)生的運營商收益剔除該業(yè)務(wù)直接價值所剩余的部分。業(yè)務(wù)的間接價值主要從用戶黏性和業(yè)務(wù)擴(kuò)張力兩方面體現(xiàn)。
用戶黏性這個特性有利于保持和提高運營商的總體收入,但對ARPU值的提升無明顯貢獻(xiàn)。高用戶黏性業(yè)務(wù)示例:手機(jī)QQ、飛信、微信等用戶集群效應(yīng)明顯的IM類業(yè)務(wù)。
業(yè)務(wù)擴(kuò)張力是指使用該業(yè)務(wù)的用戶還經(jīng)常使用其他緊密相關(guān)業(yè)務(wù),而這些相關(guān)業(yè)務(wù)又能夠給運營商帶來直接收益。強(qiáng)相關(guān)的業(yè)務(wù)越多、能夠給運營商帶來的收益越大,則說明該業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)擴(kuò)張力越強(qiáng)。有利于ARPU值的提升。強(qiáng)業(yè)務(wù)擴(kuò)張力業(yè)務(wù)示例:手機(jī)QQ,其強(qiáng)關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)包括QQ游戲、QQ空間、QQ圖書等騰訊業(yè)務(wù),對于這些關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù),運營商可能通過較高的流量、反向收費等渠道獲取收益。
綜合價值分析
某種業(yè)務(wù)的綜合價值是對其直接價值和間接價值的總體考量,它反映了該業(yè)務(wù)給運營商帶來的綜合收益。以手機(jī)QQ業(yè)務(wù)為例,該業(yè)務(wù)運營商之間不存在業(yè)務(wù)應(yīng)用壁壘,因此,只能通過手機(jī)QQ業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶感知的差異,提高用戶對運營商的黏性,從而使得用戶使用手機(jī)QQ業(yè)務(wù)的間接價值得到體現(xiàn)。有數(shù)據(jù)表明,手機(jī)QQ的強(qiáng)關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)流量占比較大,可達(dá)到全網(wǎng)流量的30%左右,那么,手機(jī)QQ業(yè)務(wù)的綜合價值大體相當(dāng)于網(wǎng)頁瀏覽業(yè)務(wù)。
本文基于小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用特性,分析了其對業(yè)務(wù)信道資源使用效率的影響、信令信道負(fù)荷的影響及用戶感知的提升方法,并進(jìn)一步分析了業(yè)務(wù)信道資源使用效率、信令信道負(fù)荷和用戶感知之間的關(guān)系,以及不同場景下的優(yōu)化策略。同時就小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的差異化QoS和流量經(jīng)營提出了建議。
需要說明的是,業(yè)界有關(guān)小流量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法、智能管控和流量經(jīng)營等方面的研究方興未艾,隨著時間的推移,將有更多的相關(guān)研究成果產(chǎn)生并得到應(yīng)用。