基于網絡負荷的限速功能研究及應用

潘樂

（中國移動通信集團河北有限公司秦皇島分公司，河北 秦皇島066000）

隨著不限量套餐用戶的大規模增長，移動數據業務的用戶越來越多，我公司業務量短短一年半已增長233%。同時，網絡資源的投入無法滿足業務的增長需求，容量類投訴大幅增加，支付場景感知差等。其中高校、醫院、車站等場景業務集中存在短時間內高用戶數高流量的潮汐效應。

雖然早期全網開展了PCC 策略管控的研究，隨著網絡流量持續增加，4G 網絡投資持續降低，為進一步提升PCC 管控效果，我公司開啟了基于網絡負荷的限速功能（又稱基于QCI 的限速功能）研究及應用，進一步釋放網絡資源，提升客戶感知。

1 功能介紹

基于網絡負荷的限速功能（基于QCI 的限速功能）：又稱動態傳輸控制（DTC），該功能可以根據小區負荷情況，調整特殊用戶的AMBR（最大比特速率）：當小區負荷輕時，對特殊用戶“不限流”，仍采用原始的大AMBR 速率，為用戶提供高流量高速率的體驗；當小區負荷重時，根據小區負荷等級，對特殊用戶進行不同等級的AMBR 限速，盡可能“讓”出資源供其它需保障QOS的用戶使用，以滿足這些用戶的QOS 保障。也就是通過結合小區負荷情況，限制承載在特殊QCI 的業務，保障目標QCI 承載。

（1）當AMBR 限速策略開關打開，eNB 開啟AMBR 限速功能；

（2）eNB 判斷當周期達到，如果當前小區的保障業務個數大于后臺配置的門限，且PRB 利用率門限達到后臺所配置的制定門限后，觸發AMBR 限速判決；

（3）eNB 將限速QCI 業務的下行AMBR 設置為預設值，使用相應QCI 的限速值進行上行和下行的調度；

（4）eNB 判斷如果當前PRB 利用率小區滿足下行AMBR 恢復的各條件，則將限速QCI 業務的下行/上行AMBR 恢復。

2 項目實施

選擇PRB 利用率在60%左右的4 個小區進行性能評估；5月11 日開啟AMBR 限速功能，詳細情況如下：

注：提取近期8 天小時級PRB 利用率，取出現PRB 利用率大于60%次數較多的20M小區

參數設置如下：

參數名稱 指標觀察參數配置 AMBR 限速策略開關 打開 AMBR 限速策略周期判決定時器(秒） 30 小區保障業務QCI 的個數 1 保障業務QCI 9 AMBR 限速判決的保障業務個數門限 1 小區限速業務QCI 的個數 1 限速業務QCI 7 AMBR 限速的小區下行PRB 使用率門限(%） 60;80 下行AMBR 限速值(kbps） 8000;4000 AMBR 恢復的小區下行PRB 使用率門限(%） 55;75

功能開啟后可以實現基于PRB 利用率負荷高低進行對QCI 7 用戶的速率控制；限速功能開啟前后的QCI7 的測試速率對比情況如下（3 分鐘平均下載速率，測試三組值，RSRP-75dbm，SINR 18db 左右）：

序號 測試小區PRB 利用率 功能關閉QCI7 測試下載速率 限速后QCI7 測試下載速率 1 16.9Mbps 5.11 Mbps 2 19.6Mbps 5.13Mbps 80%左右 3 18.0Mbps 5.09Mbps

本次功能驗證采用FTP 進行功能驗證，下行AMBR 限速值配置為15Mbps，5Mbps 兩檔；QCI7 下行速率在PRB 利用率達到限速條件時開始下降，PRB 利用率達到恢復條件時QCI7 下行速率開始恢復正常，前臺測試典型的Net Meter 截圖情況如下：

后臺指標實時10s 的跟蹤速率變化情況如下：

30 秒內，平均PRB 利用率大于80%，QCI7 速率限速到5Mbps；

30 秒內，平均PRB 利用率大于60%，小于80%時，QCI7 速率限速到15Mbps；

30 秒內，平均PRB 利用率小于60%，QCI7 速率不限速，速率在35Mbps 左右。

高負荷場景下，QCI 限速功能可以正常實現，并通過限速功能降低QCI 用戶資源利用率。

經過反復驗證，對視頻業務、直播業務、游戲業務及微信業務的評估參數配置如下：

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經過大量測試，結果如下，低于4Mbps 時高清視頻1080P和直播業務出現卡頓；

最低保障速率(Mbps) 10Mbps 8Mbps 6Mbps 4Mbps 視頻720P 非常流暢 非常流暢 非常流暢 非常流暢 視頻1080P 非常流暢 非常流暢 稍微卡頓 卡頓 直播 非常流暢 非常流暢 流暢 卡頓 游戲 非常流暢 非常流暢 非常流暢 非常流暢 微信 正常 正常 正常 正常

（1）視頻業務效果

視頻720 業務測試時，在最低保障4Mbps 時未出現異常情況；視頻1080 業務測試時，在最低保障10Mbps、8Mps 下可以非常流暢的觀看視頻，最低保障6Mbps 下會出現卡頓現象，最低保障4Mbps 下出現卡頓現象較多，但仍可以觀看。

（2）直播業務效果評估

直播業務測試時，在在最低保障10Mbps、8Mps、6Mbps 下均可以流暢的觀看直播，在最低保障4Mbps 下時會出現卡頓現象。

（3）游戲、微信業務效果評估

在不同限速情況下進行游戲及微信業務測試，在不同配置下，開啟APP 玩游戲（王者榮耀），游戲均能運行流暢，無卡頓，終端側平均時延在100ms 左右。在不同配置下，進行微信視頻、語音及小視頻發送接收測試，均未出現異常現象。

在試點小區進行基于QCI 限速功能開啟后，對統計指標評估：

QCI7 流量在限速功能開啟后呈下降趨勢，QCI7 業務PRB利用率隨之下降，釋放了無線資源；QCI9 流量抬升，QCI9 小區下行業務信道QCI9 PRB 利用率上升，使得總體下行PRB 利用率抬升2%左右；數據分析日期為功能開啟前后4 天自忙時匯總。

功能狀態 QCI7 總流量（GB） QCI9 總流量（GB） 上行PRB平均利用率 下行PRB平均利用率 上行業務PRB利用率（QCI=7） HTTP 響應時延（ms） QCI7下行速率（Mbps）QCI9下行速率（Mbps）小區下行業務信道QCI7 PRB利用率 上行業務PRB利用率（QCI=9） 小區下行業務信道QCI9 PRB利用率 關閉 11.33 19.84 18.59% 27.98% 2.21% 7.49% 4.52% 15.85% 101.72 24.35 19.82 開啟 8.55 26.20 18.32% 29.89% 1.54% 6.02% 5.53% 19.11% 93.18 24.13 22.40

關鍵指標情況：對比功能開啟前后各項關鍵指標均正常波動，具體如下：

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3 效果評估

3.1 QCI7 和QCI9 利用率變化情況：QCI 限速功能開啟后，QCI7 的流量下降，下行PRB 利用率下降2%左右；能夠實現節省無線網絡資源的目的，可以有效管控不限流量QCI7 業務；同時QCI9 的流量提升。

3.2 最低限速門限：最低限速為4Mbps 時，高清視頻1080P和直播業務出現卡頓，結合HTTP 感知基準速率為4Mbps，挑戰速率為4.5Mbps；建議第一檔最低保障限速為6Mbps；第二檔最低保障限速為4Mbps；也可根據實際負荷情況適當上調最低保障速率。

3.3 限速PRB 門限：AMBR 限速的小區下行PRB 使用率門限（%）可根據實際要求進行第一檔和第二檔進行調整，目前默認值第一檔60%，第二檔80%。

3.4 功能開啟前后無線接通率、掉線率等關鍵指標正常，無客戶投訴。