CELLFACH开启前后评估分析报告v13.docx

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CELLFACH开启前后评估分析报告v13

CELL_FACH开启前后评估分析报告

广西联通数据优化项目组

2013年10月

1概述

随着WCDMA网络的建设发展，3G用户数不断增加，网络负荷持续增大。

同时iPhone等智能终端的普及，以及QQ、微博等小流量业务的快速发展，尤其是大量小流量低价值的业务消耗大量的专用信道及资源（如码、功率、CE等），对WCDMA网络资源负荷影响较大。

本次通过开启CELL-FACH功能，目的以通过使用公共信道来承载小流量业务，从而在不增加资源投资的情况下以缓解网络负荷、节省网络资源。

从本篇报告可以获知：

1）ALWAYS-ON&FACH的原理及现网的信道转换策略介绍。

2）通过模拟PING、小流量业务（QQ）、网页浏览测试来论证了：

开启CELL_FACH功能后，其FACH公共信道可以有效的承载小流量业务，能减少上网接入时延（约1-2s），很好地提升了用户的上网感知。

3）较为深入全面的对CELL_FACH功能开启前后的KPI进行评估对比，开启CELL_FACH后，网络的负荷得到了较好的改善，负荷下降了3个百分点，部分网络资源受限问题（如码、功率）也得到一定程度的改善；除PS掉线率有所恶化外，整体指标影响不大，话务量、流量稳中有升，并且能有效的利用FACH公共信道来吸收小流量业务，FACH日均流量较CELL_FACH开启前增长了约6GB。

4）针对开启CELL_FACH功能对PS掉线率的影响，初步怀疑可能用户在上网时存在无数据或小数据交互时，手机在CELL_DCH及CELL_FACH状态下驻留的时间（约15s）较长，即开启CELL_FACH功能后回到IDLE状态的时间较开启CELL_FACH功能前回到IDLE状态的时间延长10s，容易受无线环境的因素及用户行为的影响而导致PS掉线概率增大。

因此需要在沿用CELL_FACH的优势的情况下，并一定程度上缩小手机在CELL_DCH及CELL_FACH状态下驻留的时间，以减少手机在非IDLE状态下容易受无线环境的因素及用户行为的影响而导致PS掉线增大的概率。

本次通过探索基于用户上网行为习惯（上网会话间隔），把CELL_DCH至CELL_FACH的检测时间（T1）由10s调整至5s后，CELL_FACH的PS掉线问题得到很好的控制，即HSDPA/HSUPA的掉线率由优化前的0.08%下降至0.05%。

2ALWAYS-ON&FACH原理介绍

2.1AlwaysonDownsize

Always-onStep1：

TheAOdownsizestep1conditionisbasedonDLandULtrafficvolumemonitoringonnon-slidingtimewindows.Thedownlinkdownsizeistriggeredifthecondition:

With:

NbTB:

NumberofTransportBlockstransferredduringthetimewindow

TBsize:

sizeofaL1TransportBlock（inbits）

Theuplinkdownsizeistriggeredifthecondition:

DownsizeisperformediftheULandtheDLdownsizecriteriaaremet.

在CELL_DCH状态时，当手机上行速率和下行速率同时低于某一速率门限，并持续一段时间（T1），会执行由CELL_DCH状态至CELL_FACH状态迁移。

Always-onStep2：

TheAlways-onStep2downsizeisperformedifthereisnousertrafficforacertainperiodof

time（inactivitytimer）,whateverthetargetis（CELL_PCH/URA_PCHorIdle）.

TheDLcriterionismetif:

TheULcriterionismetif:

ThedecisiontomovetoCELL_PCH/URA_PCHorIdleStateismadeiftheULandtheDLcriteriaaremet.

在CELL_FACH状态时，当手机上行速率和下行速率同时低于某一速率门限，并持续一段时间（T2），会执行由CELL_FACH状态至IDLE状态迁移。

注：

1）目前玉林现网未开启CELL/URA_PCH功能。

2.2AlwaysonUpsize

ULUpsize

TheULupsizeconditionreliesoneventtriggeredUEtrafficvolumemeasurementonRACH

TransportChannel,basedonevent4A.AsthesumofBufferOccupanciesofRBsmultiplexedontotheRACHexceedsacertainthreshold,themobileperformsaneventtriggeredreporting.

TheULcriterionismetif:

atleastduringTimeToTriggermilliseconds.

TheparameterPendTimeAfterTrigisusedtoavoidsendingunnecessary“upsizerequired”

eventreportduringtheexecutionoftheupsizeprocedure.Thisparametersetstheminimum

timebetweentheemissionsoftwomeasurementreportswiththesameTrafficvolumeevent

identitybytheUE.Onreceptionofthisevent,theSRNCconsideredtheULupsizeconditionasfulfilled.

DLUpsize

TheDLupsizeconditionreliesonthesamekindofmechanism.ThecriterionismetifthebufferoccupancyforagivenuserDTCHRLC/MACbufferexceedsagiventhreshold.TheDLcriterionismetif:

TheparameterStep1TimerBetween2Reportsisusedtoavoidsendingunnecessary

“upsizerequired”eventreportduringtheexecutionoftheupsizeprocedure.Thisparameter

setstheminimumtimebetweentheemissionsoftwoevents"upsizerequired"bytheRNC-IN.

TheAOUpsize（fromCELL_FACHtoCELL_DCH）criteriaismetiftheULupsizeorDLupsizeconditionsareverifiedtrue.

注：

在上行，与downsize不同（downsize是对速率进行判决），upsize对手机的buffer中的数据量的大小进行判断来决定是否需要upsize.

2.3玉林现网信道转换策略

AlwaysonDownsize

在CELL_DCH状态时，当手机上行速率和下行速率同时低于某一速率门限Step1DlUlThresholdThroughput（6kbps）并持续一段时间timerT1（10s）时，会执行由CELL_DCH状态至CELL_FACH状态迁移；在CELL_FACH状态时，当手机上行速率和下行速率同时低于某一速率门限Step2ThresholdThroughput（0kbps）并持续一段时间timerT2（5s），会执行由CELL_FACH状态至IDLE状态迁移。

AlwaysonUpsize

在CELL_FACH状态时：

1）对于上行，手机UL_BufferOccupancy大于RepThreshold（1204Bytes）时，并持续一段时间timeToTrigger（0ms），会执行CELL_FACH状态至DCH状态的迁移；2）或者对于下行，手机DL_BufferOccupancy大于RepThreshold（1204Bytes）时，会执行CELL_FACH状态至DCH状态的迁移。

注：

1）本次开启CELL_FACH涉及的关键参数如附件所示：

3CELL_FACH测试验证

3.1CELL_FACH开启前后小数据包PING测试验证

3.1.1小数据包PING测试验证方案

测试环境：

玉林联通大楼7楼室内;无线环境良好（RNC1，RSCP:

-65dBm，ECIO：

-3.82dB，SC：

436,RFCN：

10713）

测试方案：

利用鼎利软件对CELL_FACH功能开启前后进行小数据包ping测试。

数据包大小为1、32、128（bytes）；时间间隔分别为5s、7s、13s；ping次数为10次；（目前ps永久在线定时器T2设置为5s）

测试目的：

1）观察CELL_FACH开启前后的ping时延；2）验证CELL_FACH功能有无正常开启；3）分析CELL_FACH功能开启后有无达到主要参数预设的效果；4）深入分析CELL_FACH开启前后的ping时延的差异性

3.1.2小数据包PING测试统计数据

从上表的CELL_FACH功能开启前后所进行的小数据包ping测试数据分析得知：

1）若ping时间间隔在5s内，即ps永久在线定时器T2时间内，CELL_FACH功能开启后的ping时延要略大于CELL_FACH功能开前（CELL_DCH）的ping时延；2）若ping时间间隔大于5s，即超出ps永久在线定时器T2时间，CELL_FACH功能开启后的ping时延比CELL_FACH功能开启前的ping时延要小，约1s；

3.1.3小数据包PING测试数据验证分析

3.1.3.1CASE1

本次通过选取测试方案1和测试方案2的ping测试数据进行分析。

测试方案1（关闭CELL_FACH；包大小1bytes；间隔5s；次数10次）的测试信令如下图所示：

测试方案2（关闭CELL_FACH；包大小1bytes；间隔5s；次数10次）的测试信令如下图所示：

方案1和方案2的ping测试数据对比分析

通过对比CELL_FACH开启前后的方案1和方案2的ping测试数据进行分析得知：

1）在CELL_FACH开启后，对于小流量业务，可以从RadioBearerReconfiguration信令中的rrc-StateIndicator：

cell_FACH可看出网络已成功开启FACH功能；当未开启CELL_FACH功能，RAB相关信令中其rrc-StateIndicator为cell_DCH。

2）在ps永久在线定时器T2时间内（即5s），CELL_FACH功能开启后的ping时延较CELL_FACH功能开前（CELL_DCH）的ping时延略大，约100ms，因为ping时延在FACH信道上比在HSXPA的专用信道上要大100ms。

3.1.3.2CASE2

本次通过选取测试方案7和测试方案8的ping测试数据进行分析。

测试方案7（关闭CELL_FACH；包大小1bytes；间隔7s；次数10次）的测试信令如下图所示：

测试方案8（开启CELL_FACH；包大小1bytes；间隔7s；次数10次）的测试信令如下图所示：

方案7和方案8的ping测试数据对比分析

注：

红色柱子表示在CELL_DCH下，有iurelease的ping时延（需重新建立rrc,rab）;绿色柱子表示在CELL_DCH下，没有iurelease情况下的ping时延；紫色柱子表示在CELL_FACH下的ping时延

通过对比CELL_FACH开启前后的方案7和方案8的ping测试数据进行分析得知：

1）若ping时间间隔大于5s，即超出ps永久在线定时器T2时间，CELL_FACH功能开启后的ping时延比CELL_FACH功能开启前的ping时延要小，约1s。

因为CELL_FACH功能开启前（CELL_DCH），当5s内没有数据包传输，iu会释放，若之后有业务发起，需重新建立rrc,rab过程，耗时约为1s左右，而开通CELL_FACH功能后，部分ping会承载在FACH信道上，而无需进行iu释放，从而一定程度上减少了ping的时延。

3.1.4CELL_FACH小数据包PING测试验证小结

1）在CELL_FACH开启后，对于小流量业务，可以从RadioBearerReconfiguration信令中的rrc-StateIndicator：

cell_FACH可看出网络已成功开启FACH功能；当未开启CELL_FACH功能，RAB相关信令中其rrc-StateIndicator为cell_DCH。

2）若ping时间间隔在5s内，即ps永久在线定时器T2时间内，CELL_FACH功能开启后的ping时延要略大于CELL_FACH功能开前（CELL_DCH）的ping时延，因为ping时延在FACH信道上比在HSXPA的专用信道上要大100ms。

3）若ping时间间隔大于5s，即超出ps永久在线定时器T2时间，CELL_FACH功能开启后的ping时延比CELL_FACH功能开启前的ping时延要小，约1s。

因为CELL_FACH功能开启前（CELL_DCH），当5s内没有数据包传输，iu会释放，若之后有业务发起，需重新建立rrc,rab过程，耗时约为1s左右，而开通CELL_FACH功能后，部分ping会承载在FACH信道上，而无需进行iu释放，从而一定程度上减少了ping的时延。

4）从小数据包ping时延测试结果（类似于小流量业务）可间接推测，开启FACH功能后，可以一定程度上改善小流量业务的接入时延感知。

3.2CELL_FACH开启前后小流量业务测试

3.2.1CELL_FACH开启前后小流量业务测试验证方案

测试环境：

玉林联通大楼7楼室内;无线环境良好（RNC1，RSCP:

-65dBm，ECIO：

-3.82dB，SC：

436,RFCN：

10713）

测试方案：

本次小流量业务以QQ业务进行开展，利用iphone4挂QQ（版本2012）并聊天，贝尔RNC后台信令TRACE跟踪。

测试目的：

开启CELL_FACH后，QQ聊天时或QQ心跳是否有占用FACH/RACH信道；

3.2.2CELL_FACH开启前后小流量业务信道占用情况分析

QQ聊天的信息较小时信道占用情况：

开启CELL_FACH后当QQ聊天信息较小时，业务可以占用FACH/RACH信道进行承载。

QQ心跳占用信道情况

开启CELL_FACH后，手机挂QQ（空闲状态下），QQ心跳相关的业务可以占用FACH/RACH信道进行承载。

QQ聊天的信息较大时信道占用情况：

开启CELL_FACH后当QQ聊天信息较大时，业务可以占用EDCH/HSDSCH信道进行承载。

3.2.3CELL_FACH开启前后小流量业务信道占用情况小结

开启CELL_FACH后，1）当QQ聊天信息较小时，业务可以占用FACH/RACH信道进行承载；2）手机挂QQ（空闲状态下），QQ心跳相关的业务可以占用FACH/RACH信道进行承载；3）当QQ聊天信息较大时，业务可以占用EDCH/HSDSCH信道进行承载。

即开启CELL_FACH后，可以利用FACH/RACH来承载小流量业务。

3.3CELL_FACH开启前后网页浏览测试

3.3.1CELL_FACH开启前后网页浏览验证方案

测试环境：

玉林联通大楼7楼室内;无线环境良好（RNC1，RSCP:

-65dBm，ECIO：

-3.82dB，SC：

436,RFCN：

10713）

测试方案：

NOKIA6720进行打开网页浏览，模拟一般用户浏览网页行为（如打开网页、阅读网页内容、退出网页/打开新的连接等），同时利用鼎利软件连接手机，并记录测试LOG。

测试目的：

1）当网页打开后，用户阅读网页内容（一段时间没数据交互，但未退出网页浏览程序），获悉手机状态的转变情况；2）当网页打开后，用户阅读网页内容时中途关闭网页浏览程序（如浏览器），获悉手机状态的转变情况；3）了解开启CELL_FACH后，结合用户浏览网页行为时间观察CELL_FACH与CELL_DCH之间转换机制；4）对比“IDLE->CELL_DCH”（未开启CELL_FACH）和“CELL_FACH->CELL_DCH”（开启CELL_FACH）的接入时延。

3.3.2CELL_FACH开启前后网页浏览验证分析

3.3.2.1CASE1

当网页打开后，用户阅读网页内容（一段时间没数据交互，但未退出网页浏览程序）的场景

在开启CELL_FACH后，对于“网页打开后，用户阅读网页内容（一段时间没数据交互，但未退出网页浏览程序）”的场景，其手机状态是：

IDLE->CELL_DCH->CELL_FACH->IDLE。

3.3.2.2CASE2

当网页打开后，用户阅读网页内容时中途关闭网页浏览程序的场景

在开启CELL_FACH后，用户阅读网页内容时中途关闭网页浏览程序（如浏览器），其最后的手机状态是：

（IDEL->CELL_DCH->FACH->【可选】）CELL_DCH->IDLE。

3.3.2.3CASE3

当用户上网行为时间<=（T1+T2）场景

在开启CELL_FACH后，当用户再次上网时间<=（T1+T2）s时，手机在CELL_DCH与CELL_FACH之间转换，较未开启CELL_FACH功能相比可以一定程度上减少上网接入时延，但若用户上网时间<（T1+T2）s时较为频繁，会产生较多的信道转换次数（DCH/EDCH/HSDSCH<->RACH/FACH）,可能会存在PS掉线的风险。

当用户上网行为时间>（T1+T2）场景

在开启CELL_FACH后，当再次上网时间>（T1+T2）s时，手机会在CELL_DCH->CELL_FACH->IDLE->CELL_DCH之间转换，对用户的上网接入时延有一定的影响。

3.3.2.4CASE4

“IDLE->CELL_DCH”（未开启CELL_FACH）接入时延

未开启CELL_FACH时，对于PDP已激活的手机，当进行上网业务时（如网页浏览），手机从IDLE至CELL_DCH状态耗时约为2s，主要完成RRC与RAB的建立。

“CELL_FACH->CELL_DCH”（开启CELL_FACH）接入时延

在开启CELL_FACH后，对于PDP已激活的手机，当进行上网业务时（如网页浏览），手机从CELL_FACH至CELL_DCH状态耗时约为1s，主要完成RBReconfiguration。

注：

当手机从CELL_DCH状态迁移至CELL_FACH状态，会发生RBReconfiguration，而不会发生IU

RELEASE；当手机从CELL_FACH迁移至CELL_FACH状态，会发生IURELEASE，CAUSE为user-inactivity。

3.3.3CELL_FACH开启前后网页浏览验证小结

1）在开启CELL_FACH后，对于“网页打开后，用户阅读网页内容（一段时间没数据交互，但未退出网页浏览程序）”的场景，其手机状态是：

IDLE->CELL_DCH->CELL_FACH->IDLE；

2）在开启CELL_FACH后，用户阅读网页内容时中途关闭网页浏览程序（如浏览器），其最后的手机状态是：

（IDEL->CELL_DCH->FACH->【可选】）CELL_DCH->IDLE。

3）在开启CELL_FACH后，当用户再次上网时间<=（T1+T2）s时，手机在CELL_DCH与CELL_FACH之间转换，较未开启CELL_FACH功能相比可以一定程度上减少上网接入时延，但若用户上网时间<（T1+T2）s时较为频繁，会产生较多的信道转换次数（DCH/EDCH/HSDSCH<->RACH/FACH）,可能会存在PS掉线的风险。

4）在开启CELL_FACH后，当再次上网时间>（T1+T2）s时，手机会在CELL_DCH->CELL_FACH->IDLE->CELL_DCH之间转换，对用户的上网接入时延有一定的影响。

5）未开启CELL_FACH时，对于PDP已激活的手机，当进行上网业务时（如网页浏览），手机从IDLE至CELL_DCH状态耗时约为2s，主要完成RRC与RAB的建立；在开启CELL_FACH后，对于PDP已激活的手机，当进行上网业务时（如网页浏览），手机从CELL_FACH至CELL_DCH状态耗时约为1s，主要完成RBReconfiguration。

因此手机从CELL_FACH至CELL_DCH的时延比手机从IDLE至CELL_DCH的时延短1s，即开启CELL_FACH后，可以一定程度上缩短用户的上网接入时延。

4CELL_FACH开启前后话统分析

说明：

1）本次所涉及的数据取自网优平台及贝尔原始话统

4.1CELL_FACH开启前后业务量统计分析

通过对比CELL_FACH开启前后YLRNC3全天业务量统计指标分析得知：

开启CELL_FACH功能后，不会对话务量、流量产生影响。

其中流量由FACH开启前的142.05GB增长至FACH开启后的161.02GB，FACH数据流量由FACH开启前的1.22GB增长至FACH开启后的7.57GB。

即开启CELL_FACH功能不会影响到业务量，并且能有效的利用FACH公共信道来吸收小流量业务。

注：

1）本次对CELL_FACH开启前后的话统数据取自晚忙话统的时间取自：

20131028,20131029,20131030,20131031的20、21、22、23点。

4.2CELL_FACH开启前后无线接入性能分析

通过对比CELL_FACH开启前后YLRNC3的晚忙23点主要无线接入性能指标分析得知：

开启CELL_FACH功能后，RRC建立次数较CELL_FACH功能开启前环比下降了26.41%；HSDPARAB建立请求次数较CELL_FACH功能开启前环比下降了28.75%；HSUPARAB建立请求次数较CELL_FACH功能开启前环比下降了30.11%；总体上RRC建立成功率、CS域AMRRAB指配建立成功率、HSXPARAB建立成功率、无线接通率在CELL_FACH功能开启前后均维持