最佳实践-如何在高负荷场景下保障用户基本业务方法研究

1、如何在高负荷场景下保障用户基本业务方法研究【摘 要】因不限流量套餐发展，高流量用户越来越多小区负荷持续增加，从对业务冲击来看高流量用户占用较大的资源差点用户基本业务无法保障（如网页浏览、视频、游戏等），因此从用户数、用户感速率、PRB利用率、实测等数据进行分析，结合调度算法研究高负荷场景下用户基本业务的保障方法。【关键字】高负荷、差点用户、基本业务保障、调度算法1 背景因不限流量套餐发展，高流量用户越来越多小区负荷持续增加，存在大量高负荷小区下用户投诉网页无法打开、视频卡顿、游戏时延大等问题，针对该类投诉问题进行现场测试并进行分析发现在无线环境较差区域调度少、PRB占用少等问题，从小区CELLDT数据发现时延是导致体验速率差的主要原因。现场测试情况如下：测试点测试小区测试时间PRB利用率用户数无线环境测试结果差点HB-市区-煤师院-HFTA-432602-519:00-9:1595%270RSRP：-98dBm,SINR:0直播无法打开，网页无法打开或非常慢，游戏无法登陆，FTP无法连接服务器好点HB-市区-煤师院-HFTA-432602-519:30-9:4596%275RSRP：-

2、85dBm,SINR:20直播正常（可播放蓝光），网页正常，游戏正常（LOL时延40ms），FTP连接正常，速率较好（400-600Kbps）差点HB-市区-煤师院2100M-HFTA-432602-110:00-10:1597%280RSRP：-97dBm,SINR:-1直播无法打开，网页无法打开或非常慢，游戏无法登陆，FTP无法连接服务器好点HB-市区-煤师院2100M-HFTA-432602-110:30-10:4597%290RSRP：-80dBm,SINR:21直播正常（可播放蓝光），网页正常，游戏正常（LOL时延38ms），FTP连接正常，速率较好（700Kbps左右）2 高负荷小区指标分析从最大RRC连接用户数变化对应的PRB利用率变化情况看，最大RRC连接用户数大于200后，PRB利用率增长幅度明显减小。当RRC最大连接用户数增加时，随着用户数增加，下载速率逐渐下降，大于300后下降明显。当平均PRB利用率增加时用户下行速率变慢，当PRB利用率大于80%时用户下行速率下降明显。3 高负荷场景测试及CellDT分析3.1 现场测试数据分析对测试小区进行CellDT跟踪，发

3、现质差用户占用的资源并不是特别突出，但是调度次数明显少于好点用户。1) 调度次数明显少于好点用户2) 质差用户占用的资源并不突出3.2 高负荷小区CellDT分析HB-市区-煤师院CA2100M-HFTA-432602-1小区，LocalCellID=7，2.1G，20MHz，CellDT数据分析发现忙时该小区下行PRB受限，CCE不受限。总PRB利用率TOP20%用户占总用户的2%，占总PRB资源的50%。1) 时延是导致体验速率低的主要原因2) TOP20%的用户中MCS=8的用户5个（占比25%）都是用户体验速率最低的但资源占用不是最多4 调度分析4.1 调度算法研究1) 下行调度用户的选择下行调度支持四种调度算法：1. 最大载干比算法（Max C/I）2. 轮询算法（RR）3. 比例公平算法（PF）4. 增强型比例公平算法（EPF）四种调度算法的差异主要体现在选择调度用户的优先级计算方面。目前现网华为使用的是EPF(Enhanced Proportional Fair)调度算法，EPF是在PF调度算法的基础上进一步考虑用户的业务感受，保证业务的QoS，同时在EPF调度算法的基础

4、上提供了6 种容量因子的配置，可以提供EPF倾向容量优先或倾向资源公平优先的选择。Non-GBR业务调度优先级计算公式如下：Non-GBR 业务的优先级考虑用户的信道质量、用户历史传输速率、业务的QCI 级别和服务流的权重等，并保证UE 所有的Non-GBR 业务不超过配置的UE-AMBR。其中Alpha表示下行EPF调度容量因子（r表示用户历史传输速率），目前现网Alpha配置为1。1. 该参数等于1时，小区用户公平性最好，小区容量在保证用户公平性的同时最大化小区容量。2. 该参数大于1时，容量因子配置的越大，近点用户分配的RB数越多，远点用户分配的RB数越少，小区吞吐量越高，小区用户公平性越差；3. 该参数小于1时，远点用户分配的RB数越多，近点用户分配的RB数越小，近中远用户吞吐量越接近，小区用户公平性越差。从调度算法和现网配置看，Non-GBR业务调度优先级遵循以下原则：1. 用户信道质量越好，调度优先级越高2. 用户历史传输速率越低，调度优先级越高5 分析总结综合以上分析，可以看出，在高负荷场景下，存在好点高流量用户占用资源过多导致差点用户基本业务受影响的可能。主要表现在：1

5、) 当用户数大于150左右以后，PRB利用率在80%以上，整体用户感知速率下降2) 如果好点高流量用户过多，对系统资源占用明显，影响差点用户感知速率3) 当容量因子Alpha配置为1小区用户公平性最好，小区容量在保证用户公平性的同时最大化小区容量，仍然存在小包业务无法满足的情况6 优化策略6.1 修改容量因子Alpha配置通过修改下行EPF调度容量因子Alpha由1调整为0.5,使远点用户分配的RB数越多，近点用户分配的RB数越小，使好点和差点用户在速率上接近，达到满足小区下各个用户基本业务的需求。实施后对比如下：现场测试结果：测试点测试小区测试时间PRB利用率用户数无线环境测试结果差点HB-市区-煤师院-HFTA-432602-519:00-9:1598%260RSRP：-98dBm,SINR:0直播正常，网页正常，游戏正常（LOL时延63ms），FTP连接正常，速率（200-300Kbps）好点HB-市区-煤师院-HFTA-432602-519:30-9:4598%275RSRP：-85dBm,SINR:20直播正常（可播放蓝光），网页正常，游戏正常（LOL时延60ms），FTP连接正常，速率（300Kbps）差点HB-市区-煤师院2100M-HFTA-432602-110:00-10:1598%283RSRP：-97dBm,SINR:-1直播正常，网页正常，游戏正常（LOL时延63ms），FTP连接正常，速率（230-300Kbps）好点HB-市区-煤师院2100M-HFTA-432602-110:30-10:4598%285RSRP：-80dBm,SINR:21直播正常，网页正常，游戏正常（LOL时延58ms），FTP连接正常，速率较好（400Kbps左右）后台跟踪：修改后现场测试发现差点用户基本业务正常，好点速率下降明显，从小区整体指标看随着用户数增加下行吞吐量增加，但是随着用户数增加PRB利用率增加明显15%左右，小区负荷加重。6.2 扩容通过室外1.8G小区扩容2.1G小区并开启负载均衡方式减小单个小区用户数和PRB利用率，提升整体覆盖区域用户感知。6.3 优化调度算法在无线侧对调度方式进行优化，限制时延不敏感的大包业务（如P2P下载，HTTP下载等业务）的资源调度达到提升小包（时延敏感）业务的功能。以缓解现网高负荷场景带来的用户业务投诉。

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