精品案例常州基于用户体验的LTE扩容标准案例重点推荐.docx
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精品案例常州基于用户体验的LTE扩容标准案例重点推荐
基于用户体验的LTE扩容标准案例
【案例摘要】随着LTE的用户数增加，基站的资源利用率上升，在用户密集区域影响了用户的使用感知，人均频谱带宽低于竞争对手，用户体验竞争力下降。
为匹配用户业务发展，满足用户不断增长的网络体验需求，需要制定与时俱进的网络扩容评估标准。
业务的响应时间是人机交互业务体验的最关键指标，本文在研究主要业务无线带宽需求基线的基础上，结合常州电信LTEFDD业务特点，提出了一种基于4G用户上网体验感知的网络扩容评估方案，据此标准开展网络扩容，可在有限资源的基础上解决用户感知差的问题。
1、问题描述
随着4G网络的商用，市场宣传力度的不断增大，4G用户迅猛增加，4G网络发展速度超出预期。
为满足用户的使用体验需求，一方面在大力建设4G网络，另一方面也需要制定与时俱进的网络扩容评估标准，对现有网络的使用情况进行有效评估，及时对已建好的网络进行扩容。
在研究常州电信LTEFDD网络业务特点的基础上，从4G用户体验感知的角度提出扩容评估方案。
2、原因分析
1）基于“用户感知”的LTE扩容标准研究思路：
A.业务的响应时间是人机交互业务体验的最关键指标:
用户注意力决定了用户体验，业务响应时间的长短往往决定了用户是否继续使用该业务。
根据实验室试验结果，我们可以看到，2秒之内95%以上实验者保持良好的注意力，3秒之后注意力开始分散。
图1业务等待时间与业务完成率关系
也就是说，对于大部分业务，响应时间小于3S代表了一个网络确保用户使用感知的一个基线要求。
B.不同类型业务感知基线推荐标准:
根据大数据样本测试和分析，华为mlab建立了主要业务的无线带宽需求基线。
表1主要业务无线带宽需求基线
业务类型
体验
无线网络要求
用户感知
带宽kbps
时延映射
网页浏览
优
>2500
<3
Web浏览非常流畅
良
>2000
<5
流畅或稍有等待
视频（720P）
优
>5000
<3
流畅播放
良
>3000
<5
基本流畅
社交网络
优
>2500
<0.5
快速，感觉无时延，语音高清
良
>1200
<1
稍有等待和延迟，语音质量良
即时通信
优
>256
<3
实时流畅
良
>128
<5
流畅或稍有延迟
游戏
优
>512
<3
运行流畅
良
>256
<5
流畅或稍有延迟
文件传输
优
>10000
<3
下载无卡顿
良
>8000
<5
下载稍有延迟
C.基于现网业务占比模型，推算用户保障速率:
DL/UL=5/0.6Mbps
单用户感知保障速率=∑（业务i保障速率*业务i并发率）*单用户忙时并发业务数，基于现网业务占比模型，考虑一定的冗余度，推荐用户下行保障速率DL5Mbps;
上行保障速率综合了业界平均上下行流量比例为1:
8的考虑，建议取0.6Mbps。
表2基于常州业务模型的用户上下行体验保障速率
业务类型
上行速率基线（Mbps）
下行速率基线（Mbps）
单用户忙时并发业务数
常州主要业务占比
网页浏览
0.256
2.5
1.36
43.20%
即时通信
0.256
0.256
9.20%
社交网络
2
2.5
3.50%
视频
0.256
5
36.10%
文件传输
0.256
10
3%
其他
0.256
3
5%
用户上行体验保障速率（Mbps）
0.43
用户下行体验保障速率（Mbps）
4.69
2）基于“用户感知”的LTE扩容标准建议门限：
A.小区数传的最大激活用户数：
建议门限为6（20MHz）、5（15MHz）
首先根据前面的研究结果，LTE下行用户体验速率要求为5Mbps，下行用户体验速率要求为0.6Mbps。
其次在协议3GPPTR25.912V12.0.0（2014-09）中对上下行频谱效率有推荐值。
对于上行，我们稍微保守一些，按照2收的效率进行评估，2收实测比协议建议值稍高，频谱效率按0.95。
因此可得出小区的吞吐率15MHzFDD小区平均吞吐能力25Mbps，上行为14Mbps能力：
20MHzFDD小区下行吞吐能力34Mbps，上行为19Mbps；
进而可以计算得出小区数传的最大激活用户数：
20MHzFDD小区数传的最大激活用户数：
6
下行：
34/5=6；上行：
19/0.6=31
15MHzFDD小区数传的最大激活用户数：
5
下行：
25/5=5；上行：
14/0.6=23
B.平均RRC连接数（小区平均用户数）
建议门限为63（20MHz）、50（15MHz）
由于数传的激活用户数在一定程度反映的是瞬时的用户数传情况，难以感知。
建立数传的激活用户数和平均RRC连接数的关系可以更好感知小区的负荷情况。
RRC连接数和数传的激活用户数的比例为同时传输比。
从业界数据看在PRB利用率15%以上，同时数传比约8%，因此小区平均RRC连接数门限推荐：
20MFDD小区----63=5÷8%
15MFDD小区----50=4÷8%
C.PRB利用率：
建议门限为小时级PRB利用率平均值门限小于30%。
由于数据业务的突发性，大周期的平均值很难反映短时用户行为。
小时级平均值资源利用率低，不代表资源不受限。
现网数据表明小时级PRB占用率统计35%左右，5分钟统计就出现接近100%拥塞，此时用户体验会较差。
图2不同周期的PRB利用率平均值关系
用户速率往往为突发业务，5分钟话统出现接近100%PRB占用率会大大影响用户体验；因此在当前使用小时级的话统时，建议PRB占用率门限稍留余量，设置为30%。
D.小区流量
建议门限4.5G（20MHz带宽）/3.3G（15MHz带宽）
PRB利用率=30%、20MHz带宽LTEFDD载波，小区的设计容量约为30Mbps
小时级小区下行吞吐量=34*3600/8*30%/1024=4.5GB
PRB利用率=30%、15MHz带宽LTEFDD载波，小区的设计容量约为25Mbps
小时级小区下行吞吐量=25*3600*30%/8/1024=3.3GB
3、解决措施
1）LTEFDD网络载波扩容标准建议：
图3载波扩容标准建议
上述各评估维度，满足一个维度扩容标准，则LTE网络载波可以考虑扩容。
用户体验维度和流量需求维度，每个维度中的两个指标同时满足，则达到扩容标准。
2）用户体验四象限图:
图4用户体验四象限图
3）四象限扩容建议:
表3四象限区域对应的扩容建议
象限区域
场景描述
扩容建议
拥塞区
RRC连接数与PRB占用率超过标准，用户体验感知被压抑，可能引起用户投诉，甚至离网
尽快扩容
饱和区
小区整体流量较大，PRB负荷也较高，用户流量需求被压抑，扩容带来流量价值的释放；
建议扩容
过渡区
1、RRC连接数超门限，但PRB利用率不高，可能用户短时拥塞，拥塞时体验差，可能需要扩容；
2、小区流量超门限，为流量价值区。
若PRB利用率不高，可能较多用户处于小区中心，可观察；
3、PRB利用率高，说明空口资源利用率较高但小区流量或激活用户数不高，可能是较多用户处边缘，用户体验也可能差，需要补充覆盖或者扩容
计划扩容
正常区
正常业务状态，不需要扩容
维持现状
4）LTE扩容指标统计方法：
利用LTE网管针对以下指标进行扩容的数据分析统计
表4用于扩容评估的统计指标
网管指标ID
网管指标名称
指标描述
扩容指标统计
1526728261
L.Thrp.bits.DL
小区PDCP层所发送的下行数据的总吞吐量（比特）
小区下行吞吐量：
（Mbps）L.Thrp.bits.DL/8/1024/1024/1024
1526728259
L.Thrp.bits.UL
小区PDCP层所接收到的上行数据的总吞吐量（比特）
小区上行吞吐量：
（Mbps）
L.Thrp.bits.UL/8/1024/1024/1024
1526726740
L.ChMeas.PRB.DL.Used.Avg
下行PhysicalResourceBlock被使用的平均个数
下行PRB利用率：
L.ChMeas.PRB.DL.Used.Avg/L.ChMeas.PRB.DL.Avail*100%
1526728433
L.ChMeas.PRB.DL.Avail
下行可用的PRB个数
1526726737
L.ChMeas.PRB.UL.Used.Avg
上行PhysicalResourceBlock被使用的平均个数
上行PRB利用率：
L.ChMeas.PRB.UL.Used.Avg/L.ChMeas.PRB.UL.Avail*100%
1526728434
L.ChMeas.PRB.UL.Avail
上行可用的PRB个数
1526727378
L.Traffic.User.Avg
小区内的平均用户数
5）常州现网评估：
我们运用上述方法对常州电信的LTE网络进行了评估，找出满足扩容标准的小区及时加以扩容
常州电信现网9000多个LTE小区，采集了10月8日-10月12日话统（小时级）进行分析如下：
总体上影响用户体验小区为46个，总占比为0.5%，127个小区可列入观察，其中8个小区超过门限达到或超过3个小时。
影响用户体验的小区数为46个：
图5影响用户体验条件和小区数量
另外173-46=127个小区列入观察：
1）满足RRC连接数门限，但不满足PRB利用率门限（82-14=68）
2）满足小区下行流量门限，但不满足PRB利用率门限（114-41=73）
3）满足PRB利用率门限，但不满足激活用户数或小区下行流量门限（53-46=7）
其中8个小区超过门限达到或超过3个小时：
表5超过门限达到或超过3个小时的小区清单
小区名称
综合流量门限
综合体验门限
出现小时数
CZL2HMB天宁_城中_铁北局_50_建_沪宁
是
否
14
CZL2HTB武进_武进_轻工学院5号宿舍楼_53_建
是
是
5
CZL2HTB新北_新北_建东大学_49_建
是
是
20
CZL2HTB天宁_新北_卫校_49_建
是
否
3
CZL2HTB武进_武进_工程职业技术学院教学B楼_54_集
是
是
8
CZL2HTB武进_武进_翰林雅居_51_建
是
是
14
CZL2HTB钟楼_武进_技师院二近思楼_49_建
是
是
3
CZL2HTB钟楼_武进_江苏理工学院64#至善楼南侧滴灌_49_集
是
否
4
我们从中选取1个小区进行了扩容验证，将翰林雅居（279006）第三扇区增加2.1G频点扩容，并配置基于用户数的负载均衡。
可以看到扩容效果明显，流量提升19%。
图6扩容前后流量对比
4、经验总结
1）常州现网数据，可以基本支撑基于用户体验的扩容标准体系；
2）基于优良的用户体验的扩容门限：
15MHzLTE小区满足PRB利用率30%，RRC连接数50，小区流量3.3GB。
针对一般城市或郊区，可以适当提高门限（PRB利用率40%，RRC连接数75）以减少达到扩容门限的基站数；
3）周边没有2.1G室分的室外宏站，采用增加2.1G频点的扩容方式较为有效。
单对于孤岛式扩容，由于需要考虑将少异频切换，驻留策略仍需优先原1.8G频点，因而效果有限。
因而推荐连片扩容的方式。
4）周边存在2.1G室分的拥塞小区，需要作好良好的RF规划进行扩容，需要考虑调整驻留策略或者采用小站热点吸热等方式分流。
5）未来根据用户业务和习惯的发展，以及未来业务发展竞争的需求，体验速率以及体验感知的需求可能会有适当调整，扩容标准还需不断完善调整。
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