34-LTE多载波网络用户感知平衡策略研究谷俊江

1、毕业于河海大学，工业电气自动化专业工学学士，电子与通信工程硕士。高级工程师。长期从事移动无线网络维护优化工作，现就职于中国联通江苏省分公司网优中心。集团网优专业B级专家，集团认证一级讲师，专利授权2项，论文20余篇。,谷俊江,LTE多载波网络用户感知平衡策略研究 科技创新汇报,2018年6月,江苏联通 谷俊江,LTE多载波网络用户感知平衡策略研究,2018年11月,01,概述,02,研究背景,03,研究成果,04,推广价值及后续计划,概述,江苏联通冰激凌和2I2C等不限量业务快速发展，数据流量爆发式增长，热点区域网络容量面临前所未有的挑战，载波扩容作为一种快速提升网络容量的重要手段被广泛采用。

2、当前4G网络多载波间主要采用基于“用户数或PRB利用率” 的负载均衡配置策略，很容易导致“表面看起来网络多载波之间负载是均衡的，而用户在不同载波上感知的严重不平衡”的结果。 本文从“用户实际感知”出发，研究并探索出了多载波场景下“不论用户占用哪个载波，载波间用户实际感知相当”的参数设置策略，能有效提升了用户网络体验、改善口碑、提高频谱效率和降低网络投资。,01,概述,02,研究背景,03,研究成果,04,推广价值及后续计划,国家“提速降费”政策，特别是联通2I2C用户的快速增长，极大地促进了数据流量增长。 2018年3月日均流量2531TB，同比增长384%，无线资源利用率为58.20%，与去

3、年同期相比增长156%，环比上月增幅36.47%，热点区域负荷高，容量不足。,研究背景1：数据流量激增，容量压力凸显,全国广泛采用基于“PRB或用户数”的触发模式实现载波间负载均衡(MLB)策略，但由于扩容载波的同频干扰小，空口质量优，导致扩容载波的单用户速率远高于基础覆盖载波，下行RTT时延和端到端业务优秀率等指标也优于基础覆盖载波，占用不同载波用户的体验差异大，感知不平衡。,研究背景2：现网负载均衡策略容易造成多载波感知不均衡,研究背景3：业务多样性化，带来不同的体验需求,随着4G网络的普及，用户业务需求发生了变化，业务呈多样性发展。,基于PRB利用率的负载平衡策略,研究背景4：当前4G网

4、络采用载波负载均衡策略,基于用户数的负载平衡策略,利用基于用户数的负载平衡相关参数，控制4G网络多载波间的用户数分布，实现载波间用户数达到平衡，该策略为当前常用的手段。,通过负载平衡相关参数设置，使得4G网络多载波间PRB利用率达到平衡。,01,概述,02,研究背景,03,研究方向,04,推广价值及后续计划,主要研究方向,01 第一环节,从业务模型出发，研究用户感知速率基线。 终端侧初缓速率5Mbps才能满足720P视频高质量业务体验,研究用户感知体验与网络速率拟合研究。 为保障80%用户的终端侧初缓速率达到5Mbps，无线话统平均用户速率需求为10Mbps,02 第二环节,03 第三环节,网

5、络速率与主要网络资源（PRB利用率、CQI）拟合研究，得出视频体验扩容标准。 单用户速率10Mbps拐点：PRB利用为60%，平均CQI为9.5；5Mbps拐点：PRB利用为80%，平均CQI为9,04 第四环节,根据载波间体验差异性，制定用户感知是否平衡的评估标准。,05 第五环节,提出了MLB参数创新研究思路和方法，用于感知平衡策略研究。,06 第六环节,分别对“多载波插花组网”、“连片组网场景”和“交通枢纽场景”开展MLB参数设置研究，探索出感知平衡配置策略。,在用户感知敏感的时延方面，正常用户可接受的目标内容加载时延为3秒：,研究方向1：视频高质量业务体验对终端侧初缓速率的要求,终端侧

6、初缓速率5Mbps才能满足720P视频高质量业务体验：考虑初缓准备时延和TCP慢启动过程，终端侧初缓速率=(初始缓冲包Mb/3s) * (3s+0.75s)/3s)=（12/3）*(3+0.75)/3)=5Mbps。 注：其中0.75s为初始速率爬坡阶段的时长，包含初始窗口和初始交互时延，一般约为700750ms。,根据江苏现网数据综合分析，保障80%用户的终端初缓速率达到5Mbps，无线话统平均用户速率要求为10Mbps：,研究方向2：保障80%用户体验对无线话统平均用户速率的要求,注：无线话统平均用户速率计算公式（掐头去尾） =(L.Thrp.bits.DL“-L.Thrp.bits.DL

7、.LastTTI)/L.Thrp.Time.DL.RmvLastTTI/1000/1000*1000。,CQI越高，编码效率越高，无线话统平均用户速率越高；PRB利用率越高，空中接口物理资源利用率越高，无线话统平均用户速率越低。 视频体验扩容和优化标准： 单用户速率10Mbps感知拐点：PRB利用为60%，平均CQI为9.5。 单用户速率5Mbps感知拐点：PRB利用为80%，平均CQI为9。,研究方向3：视频体验扩容和优化标准,研究方向4：用户感知平衡评估标准制定和现状评估,从“下行单用户速率”、“下行平均RTT时延”两个维度对用户感知的均衡与否进行评价，根据对用户感知差异性分析，主要分为均

8、衡、相对均衡和严重不均衡三个层次：,对某地全网多载波扇区感知均衡现状进行评估，均衡扇区占比仅28.31%，相对均衡扇区占比39.76%，严重不均衡扇区31.93%，感知平衡策略研究势在必行：,注：参考方向2的拟合分析，10M以上作为低优先级处理，若多载波小区的单用户速率均大于15Mbps，不考虑载波间差值，判定为均衡。,在多载波网络下载波主要分为两类：基础覆盖载波和容量扩容载波。本次研究均为同覆盖扇区载波扩容场景，同扇区载波的方位角、下倾角、参考信号功率配置一致，采用MLB负载均衡策略，除配置常规公共基础参数外，主要对空闲态和业务态5条参数进行验证：,研究方向5：MLB参数创新研究思路和方法,

9、分别对插花扩容20M、15M、10M和5M四种载波带宽“不连续覆盖多载波”场景进行参数验证，以扩容20M带宽小区为例，L1800与L2100小区的用户数和PRB利用率基本均衡，但L2100由于同频干扰少，空口质量较好，流量和单用户速率较高，感知不均衡：,研究方向6：“不连续覆盖多载波”组网场景MLB参数设置研究,调整负荷均衡用户数门限、缩放因子，提高L2100小区承载的用户数，提升L1800小区用户速率：,研究方向6：“不连续覆盖多载波”组网场景MLB参数设置研究,方案三L2100小区实际承载用户数占比达到75%左右，单用户速率差值0.55Mbps，下行RTT时延差值17.42ms，扇区流量增

10、加7%，感知均衡良好：,“不连续覆盖多载波”组网场景MLB参数设置建议：,研究方向6：“不连续覆盖多载波”组网场景MLB参数设置研究,分别对连片扩容20M、15M、10M和5M四种载波带宽“多载波连片”场景进行参数验证，以扩容20M载波为例，该扇区L1800与L2100小区的用户数和业务流量基本均衡，L2100的单用户速率高于L1800，感知速率不平衡：,研究方向7：“多载波连片”组网场景MLB参数设置研究,调整负荷均衡用户数门限、缩放因子，提高L2100小区承载的用户数，提升L1800小区用户速率：,方案三L2100小区小区实际承载用户数用户数占比达到85%左右，单用户速率差值3Mbps，下

11、行RTT时延差值7.98ms，流量增加15%，感知均衡良好：,研究方向7：“多载波连片”组网场景MLB参数设置研究,“多载波连片”组网场景MLB参数设置建议：,研究方向7：“多载波连片”组网场景MLB参数设置研究,分别对高铁站的出发层、站台层、到达层和机场场景进行参数验证，以南京南站出发层(候车室)扩容20M载波为例，该扇区L1800与L2100小区的用户数和业务流量基本均衡，L2100的单用户速率高于L1800，感知速率不平衡：,研究方向8：“交通枢纽”场景MLB参数设置研究,调整负荷均衡用户数门限、缩放因子，提高L2100小区承载的用户数，提升L1800小区用户速率：,方案三时L2100小

12、区用户占比达到65%左右，单用户速率差值0.7Mbps，下行RTT时延差值17.42ms，流量增加11%，感知均衡良好：,研究方向8：“交通枢纽”场景MLB参数设置研究,“交通枢纽”场景MLB参数设置建议：,研究方向8：“交通枢纽”场景MLB参数设置研究,注：扩容载波带宽为5M时，不建议做容量层的承载，仅用于CA辅载波开通4G+。,“演唱会等大话务”场景MLB参数设置建议：,研究方向9：“演唱会大话务”场景MLB参数设置研究,注：随着用户的不断增加，网络负荷连续上升，上行底噪抬升，而触发感知抑制，其中L1800-20M载波的用户达到550人时出现用户感知抑制，L1800-10M载波的用户达到2

13、00人出现用户感知抑制。,01,概述,02,研究背景,03,研究成果,04,推广价值及后续计划,推广价值,借鉴前期经验，预计每多载波扇区每日多激发流量6GB（2018年按照210天），全省多载波扇区预估6000个，日均激发流量36TB。,价值,经济价值,方案功能,适用范围,性能增益,全国联通开展了大量的网络载波扩容，但当前LTE多载波网均采用面向网络的负载均衡配置策略，极易导致用户实际感知差异较大，建议采用用户感知平衡策略设置方式。,本文研究的LTE网多载波用户感知均衡策略，优化了传统网络评价与方法。,本方案能有效提升用户感知，提高频谱效率和网络资源利用率，降低网络投资。,后续计划,基于小区负荷智能管控,不限量业务管控策略,高负荷小区,中等负荷小区,低负荷小区,保障：,限制：,低价值用户,保障：,限制：,低价值用户,加速：,加速：,VIP,高价值业务,低价值业务,低价值业务,VIP,高价值业务,1Mbps,25