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(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆沁B續(xù)性，對(duì)信令信道的負(fù)荷帶來(lái)巨大的負(fù)面影響。統(tǒng)計(jì)分析顯示，小流量移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連接次數(shù)占比高于70%，說(shuō)明小流量移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈L(zhǎng)在線及不連續(xù)性，會(huì)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(dòng)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(shí)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(cè)試結(jié)果如表2所示。

 

　　針對(duì)信令風(fēng)暴，可行的解決方案有：

　　HeartBeart機(jī)制

　　針對(duì)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(lái)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(wèn)題。當(dāng)然，這對(duì)UE有一定的限制條件，且在UE對(duì)HeartBeart進(jìn)行Ack應(yīng)答時(shí)會(huì)影響信道的正常遷移。

　　SCRI“禁止定時(shí)器”T323

　　按照3GPP協(xié)議(Release7及Release7之前的版本)，UE可以在內(nèi)部錯(cuò)誤和無(wú)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(gè)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(kāi)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(shí)器”T323、在SIGNALLING CONNECTION RELEASE INDICATION中引入“Signalling Connection Release Indication Cause”的原因值說(shuō)明、明確了UE發(fā)送SCRI后，在沒(méi)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(lái)說(shuō)，無(wú)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(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸非連續(xù)性相關(guān)。可行的解決問(wèn)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(duì)于UMTS網(wǎng)絡(luò)，如果網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷較大，可以通過(guò)調(diào)整DCH轉(zhuǎn)FACH/PCH/IDLE態(tài)的業(yè)務(wù)量測(cè)量次數(shù)、觸發(fā)時(shí)間和Pending Time等參數(shù)，降低用戶不活動(dòng)的次數(shù)，從而降低整體的連接和釋放的信令開(kāi)銷。

　　對(duì)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(shí)間)。

　　針對(duì)實(shí)時(shí)性要求的用戶感知度優(yōu)化

　　從用戶感知的角度，針對(duì)小流量移動(dòng)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(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性要求比較高的特點(diǎn)，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(bào)文的端到端準(zhǔn)確快速傳輸。

　　不同場(chǎng)景下的優(yōu)化策略

　　對(duì)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(wèn)題，需要在不同場(chǎng)景采用不同的優(yōu)化策略。

　　對(duì)于GPRS網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)信道和信令信道的負(fù)荷能分開(kāi)統(tǒng)計(jì)，不同場(chǎng)景下的優(yōu)化策略如表3所示。

 

　　對(duì)于UMTS網(wǎng)絡(luò)，邏輯上的業(yè)務(wù)信道和信令信道會(huì)映射到同一個(gè)物理信道，目前沒(méi)有手段統(tǒng)計(jì)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(shí)候，有所謂“小流量用戶準(zhǔn)入算法開(kāi)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(shí)器，系統(tǒng)能通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整Dormant定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)，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(duì)小流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有一定影響。在PS呼叫過(guò)程中，RNC會(huì)根據(jù)承載業(yè)務(wù)的流量大小，對(duì)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(yùn)行業(yè)務(wù)的作用。在一定時(shí)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(shí)動(dòng)態(tài)配置無(wú)線資源釋放定時(shí)器

　　在用戶數(shù)多時(shí)，減小定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)，以更多的連接建立為代價(jià)換取更大的系統(tǒng)容量;在用戶數(shù)少時(shí)，增加定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)，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(wú)線資源釋放定時(shí)器

　　對(duì)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(wú)線資源釋放定時(shí)器，以提高用戶容量和下載速率。

　　差異化QoS和流量經(jīng)營(yíng)

　　無(wú)論網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法和手段如何，小流量移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)業(yè)務(wù)信道的使用效率均是比較低的，或者說(shuō)其無(wú)法通過(guò)優(yōu)化手段有本質(zhì)的提升。目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商主要按流量對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，可以考慮采用多種計(jì)費(fèi)策略相結(jié)合的方式。主要途徑為精確識(shí)別業(yè)務(wù)，提供差異化的QoS，并給予差異化的收費(fèi)策略，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)效益的最大化。

　　針對(duì)小流量移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，可行的QoS差異化策略有如下幾個(gè)方面：1)細(xì)分業(yè)務(wù)的QoS保障機(jī)制：在用戶數(shù)多時(shí)，降低小流量業(yè)務(wù)的QoS等級(jí);用戶數(shù)少時(shí)，適當(dāng)提升其QoS等級(jí);2)按照用戶級(jí)“收益/資源占用比”對(duì)用戶進(jìn)行QoS保障：例如，對(duì)低貢獻(xiàn)、高資源占用的用戶可設(shè)置低優(yōu)先級(jí);反之，設(shè)置為高優(yōu)先級(jí);3)后向QoS保障：針對(duì)小流量業(yè)務(wù)的SP制定特殊的QoS保障機(jī)制。

　　針對(duì)上述QoS差異化策略，則可通過(guò)直接對(duì)原有QoS管理機(jī)制的基本優(yōu)先Basic Priority進(jìn)行調(diào)整，針對(duì)實(shí)時(shí)性要求高或相對(duì)重要的業(yè)務(wù)，增加其基本優(yōu)先級(jí)，相反，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高或不重要的業(yè)務(wù)，降低其基本優(yōu)先級(jí)。

　　針對(duì)小流量移動(dòng)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(fèi)策略;2)前向細(xì)分業(yè)務(wù)的特殊收費(fèi)策略。

　　當(dāng)然，對(duì)運(yùn)營(yíng)商的流量經(jīng)營(yíng)來(lái)說(shuō)，不僅看小流量移動(dòng)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(yùn)營(yíng)商帶來(lái)的綜合價(jià)值。

　　直接價(jià)值分析

　　某種業(yè)務(wù)的直接價(jià)值是指用戶應(yīng)用該業(yè)務(wù)過(guò)程中給運(yùn)營(yíng)商直接貢獻(xiàn)的流量收益或數(shù)量收益。直接價(jià)值與業(yè)務(wù)的收費(fèi)策略相關(guān)，例如，彩信業(yè)務(wù)是按發(fā)送的條數(shù)收費(fèi)，網(wǎng)頁(yè)瀏覽業(yè)務(wù)則是按流量計(jì)費(fèi)。

　　高直接價(jià)值業(yè)務(wù)和流量則是指單位流量的運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更高收益的業(yè)務(wù)。

　　間接價(jià)值分析

　　某種業(yè)務(wù)的間接價(jià)值是指用戶由于應(yīng)用該業(yè)務(wù)而產(chǎn)生的運(yùn)營(yíng)商收益剔除該業(yè)務(wù)直接價(jià)值所剩余的部分。業(yè)務(wù)的間接價(jià)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(gè)特性有利于保持和提高運(yùn)營(yíng)商的總體收入，但對(duì)ARPU值的提升無(wú)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(yùn)營(yíng)商帶來(lái)直接收益。強(qiáng)相關(guān)的業(yè)務(wù)越多、能夠給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)的收益越大，則說(shuō)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(shū)等騰訊業(yè)務(wù)，對(duì)于這些關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商可能通過(guò)較高的流量、反向收費(fèi)等渠道獲取收益。

　　綜合價(jià)值分析

　　某種業(yè)務(wù)的綜合價(jià)值是對(duì)其直接價(jià)值和間接價(jià)值的總體考量，它反映了該業(yè)務(wù)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)的綜合收益。以手機(jī)QQ業(yè)務(wù)為例，該業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商之間不存在業(yè)務(wù)應(yīng)用壁壘，因此，只能通過(guò)手機(jī)QQ業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶感知的差異，提高用戶對(duì)運(yùn)營(yíng)商的黏性，從而使得用戶使用手機(jī)QQ業(yè)務(wù)的間接價(jià)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(jià)值大體相當(dāng)于網(wǎng)頁(yè)瀏覽業(yè)務(wù)。

　　本文基于小流量移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用特性，分析了其對(duì)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(chǎng)景下的優(yōu)化策略。同時(shí)就小流量移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的差異化QoS和流量經(jīng)營(yíng)提出了建議。

　　需要說(shuō)明的是，業(yè)界有關(guān)小流量移動(dòng)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(yíng)等方面的研究方興未艾，隨著時(shí)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。