针对3G网络数据业务的无线路测优化

      1  引言

      随着3G网络的运营和数据业务的普及，用户对数据业务的体验成为运营商竞争的关键要素。目前，无线路测手段已经成为运营商进行网络优化，评估的常规手段，利用无线路测手段进行数据业务的优化可以简易有效地消除业务盲点，提升网络服务水平。特别是对于一个提供优质语音服务的3G网络，通过优化案例分析和交流，可以帮助解决大部分数据业务优化需求。

      2  优化数据业务的用户体验

      从2009年初中国电信运营商获得第三代移动通信牌照后，经过一年多的网络建设，改造和重组，各大运营商基本上都明确了自己网络的市场定位和业务战略，移动通信的竞争也从价格战进入到一个服务和业务能力全面竞争的时代。

      对于运营商而言，尽管话音业务的收入还是无可替代的，但是数据业务无论是从营业收入，用户忠诚度和新用户吸引力方面都成为运营商的核心策略。3G网络意味着更高的数据速率和更强大的业务平台。基于3G网络，视频业务，互联网业务等迅速提升，在吸引用户的同时，也使网络的数据流量成几何级数上升。

      根据国外3G运营商的经验，在3G网络投入规模运营后的一两年内，随着业务应用的大量推出和广泛使用，数据业务量会有一个飞跃发展。初期由于使用率低而不明显的带宽限制和容量限制将日益凸显，成为业务发展的瓶颈。初期客户较好的体验也将随之恶化，体现在网速下降，时延加长，甚至无法接入，掉线等。从而制约了新业务的持续发展。在这一阶段，欧美运营商普遍遭受到迅速上升的客户针对数据业务的投诉，严重影响客户粘着度，甚至对运营商品牌造成负面影响。

      传统观念认为数据业务对无线链路的要求和语音业务并无不同。只要有良好的覆盖和针对语音业务的网络优化，数据业务也就能自然达到设计规划的预期指标。另一种观念认为，数据业务涉及到更广泛的网络层面和接口，无线链路仅是其中的一小部分，用户体验到的是端到端的服务质量，需要进行全程多层面优化，移动网络优化工作要延伸到网络层，分组域核心网，甚至业务应用，服务器层面等，才能有效定位故障，解决端到端用户体验。优化工作需要在各网络接口采用专用仪表，整合全程测试记录，完成网络分析和优化。事实上，传统的路测方式是惟一可以真实反映用户体验的检测方式。国外运营商的经验证明，目前的路测方式可以完成大部分非语音业务的优化。特别是在数据业务规模开通的初期，对分组域数据业务进行有针对性的无线网络优化，可以有效地解决绝大部分的问题，有效地提高用户体验。

      中国的移动运营商对网络语音服务极为重视，网络建设的日益完善和定期巡检制度保证了用户的普遍体验。在此基础上，开展数据业务有针对性的优化（如吞吐量优化），将事半功倍地提升用户对数据业务的满意度，同时也可以提高数据业务的营收，聚拢更多的业务提供商，推出新的业务。

      3  针对数据业务的无线路测和优化

      3.1  常用测试方法和流程

      针对日益发展的用户数据业务需求，例如基于HSDPA/HSUPA的FTP下载，网络优化必须更有针对性地进行。以数据吞吐量偏低为例，结合Anite Nemo的无线测试软件进行案例分析并介绍通用解决方案。

      （1）前台测试。为了采集无线参数，配合数字地图和基站数据库，能够实时显示无线信息以及回放。

      （2）后台分析。针对采集到的Log文件进行统计，并对特定参数KPI进行有针对性的优化。根据路测软件得到的分析结果，Anite-Nemo 的后台分析工具的优化工具包将提供优化建议，对网络参数进行调整，从而达到优化的目的。

      测试基于Anite Nemo的前后台软件，配合FTP测试服务器和FTP下载软件。在路测过程中，记录数据吞吐量，并对指标恶化的采样地段进行分析，确定优化措施。

      3.2  案例一：无线链路质量问题（图1）

      图1  Nemo软件筛选的低吞吐率事件和现象汇总

      （1）当发现数据速率不正常下降，路测数据分析需要区分的情况

      ●故障发现：与FTP服务器速率相比，Radio Access Bearer平均上行或下行速率要小很多，或者与目前无线网、核心网设置不相符，与终端能力和当前业务量不相符。

      ●故障现象：路测过程中，数据速率在一段时间内比较高，然后突然下降，低于目标速率；Round Trip Time很长，并且出现很多丢包。

      ●分析：平均CQI指标偏低，并且MAC-HS 3rd Retransmission Rate偏高，可以初步确认覆盖出现了问题，或者有强干扰。

      （2）解决方案：提高无线链路质量

      通过Nemo路测软件，从前台采集到的数据，观察覆盖情况（见图2）和干扰情况（见图3），通过在后台软件中对多个参数进行同步的比较确定故障原因，建议修改网络相关参数，以达到改善无线链路质量的目标。

      图2  事件地段的无线环境分析

      图3  低吞吐率地段的干扰分析示意

      如Nemo软件截图（见图1）所示，无线链路质量的恶化会导致丢包现象的增加。为了恢复丢失的Packet，RLC层需要重传出现问题的Packet。因此，太多的重传会导致RTT变长，数据速率下降。

      链路质量恶化，其中可能是覆盖信号差，也可能是导频污染的干扰。有经验的工程师可以根据图2和图3得出结论，实施优化措施改善无线环境。但是提高网络覆盖往往涉及增加基站和载波，需要投资和较长的工程周期。根据优化经验，本文提供参数优化的建议，可以改善小区吞吐量。[page]

      （3）优化措施1

      考虑到对于某个用户而言，无线环境随着用户的移动在不断的变化，应尽量减少由于覆盖问题引发的Down-switch，即数据流量从HSPA下迁移到WCDMA（R99)。具体措施为将SIR Error Measurement的报告周期设为0；SIR Error Measurement被禁止；同时也禁止载波间切换，节省系统资源。

      （4）优化措施2

      同措施1，数据业务往往会下迁移至WCDMA承载，这并不会改善吞吐量。所以可以优化无线参数以减少小区更新引发的Down-switch（见表1）。

      表1  Iur参数

      3.3  案例二：合理分配WCDMA 和HSPA的业务量

      目前，市场上有两种3G终端，一种支持HSPA，一种不支持HSPA（R99）。后者只能驻留在WCDMA链路上，前者则可以根据吞吐量，在R99和HSPA承载之间迁移，即HSPA终端的数据业务可以承载在WCDMA链路上，也可以承载在HSPDA链路上。如果大量业务驻留在WCDMA上，分配给HSDPA的功率就会受到限制，从而降低小区总吞吐量。在开通HSDPA第2载波的扇区，更应该尽量将HSPA的终端流量放在HSPA第二载波上，一方面减轻WCDMA的负荷，另一方面也可以减轻HSPA的产生的系统内干扰。

      （1）现象

      在低吞吐量的事件中，可以排除无线链路因素。路测（检测Batrana）或者RNC实时检测发现R99数据业务量满负荷。诊断为过多R99的PS业务降低了HSDPA吞吐量。

      （2）解决方案

      ●相对于R99业务，给予HSDPA更高的权重。

      ●业务权重可以针对不同Release分别设置R99和HSPA。

      ●权重可以针对不同Traffic Class分别设置Interactive THP1，THP2，THP3和Background。

      ●限制PtxTargetPSMax，为HSDPA预留更多功率。

      将Maximum Allowed HSDPA Power设置为与MAX Cell DL Power Capability相同，这样可以允许HSDPA占用系统中Common Channel和REL99 Traffic占用后剩余的所有功率。检查15个码字是否全部激活。检查MAX Throughput License。

      网优经验证明，合理地配置业务权重，可以提高问题小区的平均吞吐量40%以上。充分发挥设备的潜力，为网络扩容争取宝贵时间。

      3.4  案例三：系统容量配置不足

      （1）现象

      如图4所示，在Nemo软件窗口中可以看到，无线信号电平没有明显恶化，这时HS-SCCH低占用率表明功率容量，服务器或者传输等环节出现问题；对数据进行分析时，必须把几个相关参数合并分析才有意义。典型参数设置错误有：TCP/IP窗口太小，MTU窗口太小，服务器拥塞，颠倒了服务器的上传和下载带宽。

      图4  非无线链路原因造成的低数据吞吐量

      （2）解决方案

      ●检查网络的业务负荷。如果是由于负荷造成了数据吞吐量受限，考虑增加载波。

      ●检查服务小区的传输。有可能是设置错误，或者传输容量不够。

      ●采用多线程下载的FTP软件。尝试使用另外的FTP服务器进行对比。

      3.5  参数分析

      Control FACH占用率偏高。可以在路测进行中，查看Anite Nemo软件中的参数“RRC State”和“Packet technology”。

      解决方案：设置更低“Low Utilization”门限值，更长的触发时长，更大的测量窗口尺寸（见图5）。

      图5  合理设置网络参数

      以上列举了几种常见的优化吞吐量的参数调整方案。在实践中，通过对工程师的数据优化培训，结合路测优化系统的使用，可以大幅度减少客户投诉，提升整体数据业务的服务水平，同时也为网络规划和宽容提供可靠的依据。

      4  结束语

      无线路测手段是广泛应用并行之有效的移动网络优化手段，它可以真实地反映终端用户的体验。随着3G网络的推出和非语音业务的普及，无线路测也应用于数据业务的优化。应用已有的路测系统和测试数据可以定位数据业务的故障点并建议相关参数调整和优化措施，可以迅速改善网络的数据业务指标，对于提升用户体验和推出新业务起到了保障作用。随着网优工作的进一步深化，综合多种技术手段采集的数据（如路测、接口检测、网络日志数据等），可以实现全网范围的端到端优化。