許崇祥

【摘要】 結(jié)合精細(xì)化運(yùn)營(yíng)需要及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)制定了調(diào)控策略，研究了端到端調(diào)控策略的生成與下發(fā)方案；提出了基于用戶分級(jí)、業(yè)務(wù)分類以及流量控制，形成多維綜合調(diào)度優(yōu)先級(jí)的無(wú)線資源動(dòng)態(tài)調(diào)控方案，在現(xiàn)網(wǎng)完成試點(diǎn)應(yīng)用，達(dá)到預(yù)期效果。

【關(guān)鍵詞】 用戶分級(jí) 業(yè)務(wù)分類 流量控制 綜合調(diào)度 調(diào)控

一、引言

2013年12月4日，工信部已正式發(fā)放4G牌照，但受限于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、終端等原因，2G及TD網(wǎng)絡(luò)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍是移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主力承載網(wǎng)。近幾年來(lái)，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)承載壓力明顯上升，而用戶的體驗(yàn)要求也隨著社會(huì)的發(fā)展不斷提高，以QQ為代表的即時(shí)通信類業(yè)務(wù)大量占用無(wú)線資源，產(chǎn)出卻相對(duì)很小。從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的角度，在資源不足時(shí)，需優(yōu)先保證高等級(jí)業(yè)務(wù)、高等級(jí)用戶的使用體驗(yàn)。因此，對(duì)用戶進(jìn)行分級(jí)、對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，并結(jié)合流量控制，形成多維綜合調(diào)度優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源動(dòng)態(tài)調(diào)控，給用戶提供差異化服務(wù)，提升數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)資源效率及效益，便成為運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)重要運(yùn)營(yíng)手段。

二、無(wú)線資源調(diào)控方案

2.1 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)控策略

2G及TD網(wǎng)絡(luò)中承載的業(yè)務(wù)類型眾多，除了各類自有業(yè)務(wù)，還有諸如瀏覽、文件傳輸、點(diǎn)到點(diǎn)、即時(shí)通信類等典型業(yè)務(wù)。要實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)態(tài)調(diào)控，首先需要根據(jù)業(yè)務(wù)類型特點(diǎn)制定合理的調(diào)控策略，從差異化用戶服務(wù)、保障自有業(yè)務(wù)健康發(fā)展的角度，調(diào)控策略建議如下：

1、對(duì)用戶進(jìn)行分級(jí)，將用戶分為金牌、銀牌、銅牌三級(jí)。

2、對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，對(duì)手機(jī)視頻、手機(jī)閱讀等自有業(yè)務(wù)設(shè)置高優(yōu)先級(jí)。而即時(shí)通信類、點(diǎn)到點(diǎn)下載類業(yè)務(wù)可設(shè)置成較低級(jí)別，用SCI（Service Class Indicator）來(lái)指示業(yè)務(wù)類型。

3、基于“用戶+業(yè)務(wù)”的分級(jí)，在對(duì)用戶和業(yè)務(wù)分級(jí)后，綜合兩種分級(jí)策略，制定二維的、基于“用戶+業(yè)務(wù)”的分級(jí)。

4、在高校、居民區(qū)等即時(shí)通信類業(yè)務(wù)比例較高的區(qū)域?qū)嵤㏎Q業(yè)務(wù)管控，減少Q(mào)Q對(duì)無(wú)線資源的額外空占影響。

5、基于用戶、業(yè)務(wù)、時(shí)間、地點(diǎn)、累計(jì)流量等多維度實(shí)施流控，優(yōu)先保證忙時(shí)忙區(qū)的高等級(jí)用戶的自有業(yè)務(wù)體驗(yàn)，當(dāng)包月流量超出后改變可提供的最大速率，進(jìn)行流量控制。

2.2 端到端調(diào)控策略生成與下發(fā)

當(dāng)用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及發(fā)生業(yè)務(wù)類型轉(zhuǎn)變時(shí)，GGSN通過(guò)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)下行數(shù)據(jù)包頭來(lái)確定業(yè)務(wù)類型，此時(shí)需要相應(yīng)的機(jī)制將此業(yè)務(wù)類型告知BSC或RNC，以便進(jìn)行無(wú)線資源調(diào)度。

2.2.1 GTP-U實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞

標(biāo)準(zhǔn)的QoS參數(shù)通過(guò)PFC流程傳遞，但無(wú)法指示具體業(yè)務(wù)，因此需要引入新的機(jī)制，有DSCP和GTP-U等多種備選方案，通過(guò)對(duì)比分析，建議采用GTP-U的方案。以2G網(wǎng)絡(luò)為例，首先GGSN檢測(cè)出業(yè)務(wù)，將相應(yīng)的SCI標(biāo)識(shí)添加到攜帶數(shù)據(jù)包的GTP-U包頭中，發(fā)給SGSN；SGSN解析GTP-U表頭擴(kuò)展標(biāo)識(shí)，將業(yè)務(wù)類型存放到BSSGP包頭的QoS Profile信元里；BSC讀取BSSGP包頭的內(nèi)容，針對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的無(wú)線資源調(diào)控。GTP-U為3GPP規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，因此，該參數(shù)傳遞方案可直接擴(kuò)展至TD和LTE網(wǎng)絡(luò)。

2.2.2 調(diào)控策略生成與下發(fā)

端到端調(diào)控策略生成與下發(fā)的流程圖如圖1所示：

1、BOSS通過(guò)SOAP接口將用戶、業(yè)務(wù)分級(jí)的情況寫入策略生成單元（PCRF）和HLR。

2、策略生成單元在用戶激活上下文的時(shí)候?qū)⒂脩舴旨?jí)和業(yè)務(wù)分級(jí)的情況通過(guò)規(guī)則的形式通知GGSN，GGSN通過(guò)在不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包中置位的方式通知SGSN，SGSN再將相關(guān)的優(yōu)先級(jí)置位轉(zhuǎn)發(fā)給BSC或RNC。

3、BSC或RNC基于下行數(shù)據(jù)包中收到的不同的優(yōu)先級(jí)置位來(lái)進(jìn)行基于綜合優(yōu)先級(jí)的調(diào)度。

2.3 基于綜合調(diào)度優(yōu)先級(jí)的無(wú)線資源動(dòng)態(tài)調(diào)控

2.3.1 基于用戶分級(jí)和業(yè)務(wù)分類的優(yōu)先級(jí)調(diào)度

以2G網(wǎng)絡(luò)為例，當(dāng)BSC成功解析出核心網(wǎng)傳遞的調(diào)控信息后，將根據(jù)其內(nèi)置的綜合優(yōu)先級(jí)映射表進(jìn)行無(wú)線資源的調(diào)度。

綜合調(diào)度等級(jí)（ISP）分成5級(jí)，通過(guò)ARP與SCI的不同組合值確定。本次ARP用1代表金牌、2代表銀牌、3代表銅牌用戶，SCI用A表示自有業(yè)務(wù)、B表示瀏覽類業(yè)務(wù)、C表示下載類業(yè)務(wù)、D表示QQ業(yè)務(wù)，SCI可以用于區(qū)分多達(dá)255種業(yè)務(wù)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到精細(xì)化調(diào)控的目的。需要指出的是，表中的綜合調(diào)度優(yōu)先級(jí)映射并不是一成不變的，可根據(jù)經(jīng)營(yíng)策略和網(wǎng)絡(luò)情況靈活進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)BSC根據(jù)核心網(wǎng)下發(fā)的調(diào)控參數(shù)完成基于表1的內(nèi)部映射后，即實(shí)施基于權(quán)重的輪詢調(diào)度算法來(lái)調(diào)控資源。對(duì)于5個(gè)綜合調(diào)度等級(jí)，可以對(duì)其設(shè)定5個(gè)不同的權(quán)重值，并且可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行修改。

2.3.2 基于用戶、業(yè)務(wù)、時(shí)間、地點(diǎn)、套餐情況的流量控制

在無(wú)線側(cè)進(jìn)行綜合優(yōu)先級(jí)調(diào)度的同時(shí)，還可以進(jìn)行基于用戶、業(yè)務(wù)、時(shí)間、地點(diǎn)、套餐情況等多維條件的流量控制，流量控制的核心思想是通過(guò)允許的最大傳輸速率來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要由GGSN完成。

1、對(duì)于時(shí)間，可以在策略生成單元中實(shí)現(xiàn)忙時(shí)定義，如定義晚18點(diǎn)到20點(diǎn)為忙時(shí)，當(dāng)忙時(shí)到達(dá)時(shí)，策略生成單元到時(shí)會(huì)重新下發(fā)新的策略規(guī)則供GGSN執(zhí)行。

2、對(duì)于地點(diǎn)，在SGSN上傳的PDP請(qǐng)求激活消息中有相關(guān)小區(qū)信息，在策略生成單元中定義的策略下發(fā)給GGSN，當(dāng)用戶的小區(qū)信息發(fā)生改變后，策略生成單元重新下發(fā)新的預(yù)定義規(guī)則，觸發(fā)QoS更新。

3、對(duì)于套餐情況，當(dāng)用戶申請(qǐng)的套餐情況發(fā)生變化，如超過(guò)50元的套餐流量時(shí)，BOSS側(cè)會(huì)更新策略生成單元中用戶所在策略組，當(dāng)新策略下發(fā)給GGSN后，GGSN根據(jù)策略指示做出修改最大流量限制的判斷。

2.3.3 即時(shí)消息類業(yè)務(wù)無(wú)線資源優(yōu)化

由于以QQ代表的即時(shí)消息類業(yè)務(wù)對(duì)速率和信道資源并不敏感，根據(jù)其空占比較高的特點(diǎn)，適當(dāng)減少該類業(yè)務(wù)的資源占用并不會(huì)對(duì)用戶感知造成明顯影響，但可以大大節(jié)省無(wú)線資源的占用，因此，需要對(duì)此類業(yè)務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的無(wú)線資源優(yōu)化。

1、單獨(dú)的TBF延遲釋放控制

BSC解析BSSGP消息獲取SCI信息后，如果SCI指示為QQ業(yè)務(wù)，那么將啟用新的延遲釋放參數(shù)單獨(dú)對(duì)QQ進(jìn)行控制。延遲釋放參數(shù)設(shè)置越小，釋放TBF和信道就越快。

2、單獨(dú)的TBF提早釋放控制

在TBF的預(yù)留機(jī)制當(dāng)中，系統(tǒng)通過(guò)參數(shù)控制需要預(yù)留的TFI和USF資源，當(dāng)系統(tǒng)剩余空閑的TFI、USF資源小于新增的針對(duì)QQ單獨(dú)設(shè)置的預(yù)留門限時(shí)，BSC會(huì)立即釋放QQ業(yè)務(wù)所占用的已無(wú)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡BF資源，從而減少Q(mào)Q對(duì)資源的無(wú)謂占用。

通過(guò)以上優(yōu)化手段可以大大減少Q(mào)Q業(yè)務(wù)的額外資源占用，在不明顯影響用戶感知的前提下節(jié)省了無(wú)線資源，緩解了QQ業(yè)務(wù)帶來(lái)的大量資源空占問(wèn)題，提高資源利用效率；當(dāng)然，不同廠商設(shè)備的具體實(shí)現(xiàn)機(jī)制會(huì)有所不同，如有些還能對(duì)QQ聊天只分配一個(gè)信道，有些還能減少Q(mào)Q業(yè)務(wù)的占用度。

3、測(cè)試驗(yàn)證

我們?cè)诂F(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段的測(cè)試，結(jié)果表明，通過(guò)該調(diào)控方案的實(shí)施，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶等級(jí)區(qū)分、業(yè)務(wù)類型區(qū)分以及基于時(shí)間、地點(diǎn)等多種條件下流量控制的多維綜合資源動(dòng)態(tài)調(diào)度；核心網(wǎng)能夠準(zhǔn)確的通過(guò)GTP-U方案?jìng)鬟f業(yè)務(wù)類型，BSC能夠成功識(shí)別出QQ業(yè)務(wù)并按照預(yù)設(shè)方案對(duì)其進(jìn)行無(wú)線資源優(yōu)化，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

試點(diǎn)期間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備總體運(yùn)行良好，設(shè)備負(fù)荷未出現(xiàn)明顯變化。指標(biāo)方面，半速率占比和信道復(fù)用度有所下降，數(shù)據(jù)信道承載效率和TBF建立成功率均有所提高，其他主要關(guān)鍵指標(biāo)無(wú)明顯影響；測(cè)試表明，金牌用戶在資源明顯擁塞的小區(qū)業(yè)務(wù)體驗(yàn)得到明顯提升，同時(shí)低等級(jí)的QQ業(yè)務(wù)體驗(yàn)未產(chǎn)生明顯影響，試點(diǎn)應(yīng)用區(qū)域內(nèi)也未出現(xiàn)用戶投訴的現(xiàn)象。

三、總結(jié)

智能終端的日益普及和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展既帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)提出了更高的要求，隨著用戶對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)要求的不斷提高，傳統(tǒng)的QoS已無(wú)法滿足運(yùn)營(yíng)需求。本文提出并驗(yàn)證了基于多維綜合調(diào)度優(yōu)先級(jí)的無(wú)線資源動(dòng)態(tài)調(diào)控方案，對(duì)有限的無(wú)線資源實(shí)施差異化管理，強(qiáng)化了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)能力，提升了數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)資源效率及運(yùn)營(yíng)效益，相關(guān)思路和經(jīng)驗(yàn)對(duì)TD以及LTE網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用也具有參考意義。