CELLFACH开启前后评估分析报告v13.docx

1、CELLFACH开启前后评估分析报告v13CELL_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）

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_

3、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

4、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%。2 ALWAYS-ON&FACH原理介绍2.1 Always on DownsizeAlways-on Step 1：The AO downsize step1 condition is based on DL and UL traffic volume monitoring onnon-sliding time windows. The downlink downsize is triggered i

5、f the condition:With:NbTB: Number of Transport Blocks transferred during the time windowTBsize: size of a L1 Transport Block (in bits)The uplink downsize is triggered if the condition:Downsize is performed if the UL and the DL downsize criteria are met.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）

6、，会执行由CELL_DCH状态至CELL_FACH状态迁移。Always-on Step 2：The Always-on Step 2 downsize is performed if there is no user traffic for a certain period oftime (inactivity timer), whatever the target is (CELL_PCH/URA_PCH or Idle).The DL criterion is met if:The UL criterion is met if:The decision to move to CELL_P

7、CH/URA_PCH or Idle State is made if the ULand the DL criteria are met.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。2.2 Always on Upsize UL UpsizeThe UL upsize condition relies on event triggered UE traffic volume measurement on RACHTransport

8、Channel, based on event 4A. As the sum of Buffer Occupancies of RBs multiplexed onto the RACH exceeds a certainthreshold, the mobile performs an event triggered reporting.The UL criterion is met if:at least during TimeToTrigger milliseconds.The parameter PendTimeAfterTrig is used to avoid sending un

9、necessary “upsize required”event report during the execution of the upsize procedure. This parameter sets the minimumtime between the emissions of two measurement reports with the same Traffic volume eventidentity by the UE.On reception of this event, the SRNC considered the UL upsize condition as f

10、ulfilled. DL UpsizeThe DL upsize condition relies on the same kind of mechanism.The criterion is met if the buffer occupancy for a given user DTCH RLC/MAC buffer exceeds agiventhreshold.The DL criterion is met if:The parameter Step1TimerBetween2Reports is used to avoid sending unnecessary“upsize req

11、uired” event report during the execution of the upsize procedure. This parametersets the minimum time between the emissions of two events upsize required by the RNC-IN.The AO Upsize (from CELL_FACH to CELL_DCH) criteria is met if the ULupsize or DL upsize conditions are verified true.注：在上行，与downsize

12、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 Always on Downsize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

13、），会执行由CELL_FACH状态至IDLE状态迁移。 Always on Upsize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：3 CELL_FACH测试验证3.1 CELL_FACH

14、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

15、；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3.1.3.1 CASE1本次通

16、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C

17、ELL_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。3.1.3.2 CASE2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

18、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_DC

19、H），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。3.1.4 CELL_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。

20、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

21、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。3.2 CELL_FACH开启前后小流量业务测试3.2.1 CELL_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

22、。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；3.2.2 CELL_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。3.2.3 CELL_FACH开启前后小流量业务信道占用

23、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。3.3 CELL_FACH开启前后网页浏览测试3.3.1 CELL_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： NOKI

24、A6720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_FA

25、CH）的接入时延。3.3.2 CELL_FACH开启前后网页浏览验证分析3.3.2.1 CASE1 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。3.3.2.2 CASE2 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

26、】）CELL_DCH-IDLE。3.3.2.3 CASE3 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/HSDSCHRACH/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_D

27、CH之间转换，对用户的上网接入时延有一定的影响。3.3.2.4 CASE4 “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RB Reconfiguration。注：当手机从CELL_DCH

28、状态迁移至CELL_FACH状态，会发生RB Reconfiguration，而不会发生IURELEASE；当手机从CELL_FACH迁移至CELL_FACH状态，会发生IU RELEASE，CAUSE为user-inactivity。3.3.3 CELL_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-C

29、ELL_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/HSDSCHRACH/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CEL

30、L_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RB Reconfiguration。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。4 CELL_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

31、4.1 CELL_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。4.2 CELL_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%；HSDPA RAB建立请求次数较CELL_FACH功能开启前环比下降了28.75%；HSUPA RAB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AMR RAB指配建立成功率、HSXPA RAB建立成功率、无线接通率在CELL_FACH功能开启前后均维持