1、中国联通版权所有中国联通版权所有中国联通版权所有中国联通版权所有，未经授权不得使用与传播，未经授权不得使用与传播，未经授权不得使用与传播，未经授权不得使用与传播小数据量业务分析与优化方法中国联通网络技术研究院2013年7月2课程内容小数据小数据量业务带来的挑战量业务带来的挑战QQ业务特征业务特征小数据小数据量业务优化思路量业务优化思路小数据量业务带来的挑战挑战挑战小数据量业务的网络流量与其占用的资源不成正比,网络资源利用率和投入产出比较低。小数据量业务使得网络设计中的话务模型产生了偏差，导致网络建成之后不能达到预期的效果。现状现状随着移动互联网的发展，借助智能终端的强大功能，业务种类越来越多，
2、人们越来越习惯使用手机上网。目前使用的用户数最多的业务，不是FTP、流媒体等大数据量下载，而是小数据量为特征的移动互联网业务。小数据量业务的特点imessage数据量小、速率低业务包长基本在500字节以下，业务包较小；每次会话持续时间短，大部分用户每次会话时间都在5s以下；每次业务动作包数量较少，一般2-4个数据包；永久在线、规律心跳有心跳，间隔时间固定，每次数据量相同。数据不持续从现网统计看，QQ用户每次会话间隔约在30200秒。与智能终端联系紧密小数据量业务的用户大多使用智能终端，因此智能终端快速休眠影响较大。业务分布情况-协议维度我们对A市1个RNC采集了忙时2小时数据业务的信令面和用户
3、面数据进行流量占比分析；从业务流量维度分析来看，现网中TCP流量约为UDP流量的9倍；UDP流量主要以DNS解析等流程为主，并且占比相对较小，下面以TCP的业务进行相应的分析。现网业务分布现状从以上图表中可以看出，在所有业务中，QQ业务在流量上虽然只贡献1.6%的流量，但是却贡献14%的会话次数，以及将近一半的寻呼次数。HTTPQQHTTPS苹果推送00.10.20.30.40.50.6各类业务触发的寻各类业务触发的寻呼占比呼占比HTTPQQHTTPS苹果推送00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5各类业务的流各类业务的流量占比量占比HTTPQQHTTPS苹果推
4、送00.050.10.150.2各类业务会各类业务会话次数占比话次数占比QQ业务的资源占用分析FTPQQ业务状态QQ静默状态0.5147.6612.67每每M上行流量消耗的上行上行流量消耗的上行CE数量数量FTPQQ业务状态QQ静默状态0.018.092.93每每M下行流量消耗的下行下行流量消耗的下行CE数量数量FTPQQ业务状态QQ静默状态0.0713.1111.97每每M流量占用的流量占用的码码数（数（归归一化到一化到SF256）每M流量资源消耗对比QQ业务状态下每M消耗的上下行CE数量和码资源数据远远大于FTP业务，静默状态下消耗的CE及码资源也远大于FTP业务现网默认配置下QQ及微博各
5、业务动作的CE占用情况小流量业务CE占用模型-多用户业务动作（用户数）小区上行平均CE资源占用数（个）小区下行平均CE资源占用数（个）QQ好友文字聊天（26）44.23417.033QQ接收群图片间隔5s（26）41.61715.85QQ接收群消息间隔15s（26）67.11727.317QQ发送上行图片（26）44.77514.6QQ静默前台未锁屏（26）17.0676.367QQ静默前台锁屏（26）8.253.567QQ接收群消息前台锁屏间隔5s（26）49.28420.35微博刷新、打开图片、转发（22）47.716.65微博互发私信（23）68.98425.233微博静默前台未锁屏（2
6、6）64.14223.817微博静默前台锁屏（26）26.3679.633FTP下载（2）7.252.683资源类型小区上行平均CE资源占用数（个）小区下行平均CE资源占用数（个）无用户时的底噪2.5707777781.433222现网默认配置下无用户时CE底噪数据 单用户不同业务动作CE占用=(单小区多用户不同业务动作的平均CE占用-底 噪)/拨测终端个数在现网参数配置下，即状态转移开关均关闭时，上下行CE的消耗与业务种类关系不大，单用户FTP下载与QQ/微博业务消耗CE处于同一量级，CE消耗主要与HSPA用户数量关系密切。小流量业务CE占用模型-单用户业务动作小区上行平均CE资源单用户占用
7、数（个）小区下行平均CE资源单用户占用数（个）QQ好友文字聊天1.6024316240.599991453QQ接收群图片间隔5s1.5017777780.554491453QQ接收群消息间隔15s2.4825470090.995529915QQ发送上行图片1.6232393160.50641453QQ静默前台未锁屏0.5575470090.189760684QQ静默前台锁屏0.2184316240.082068376QQ接收群消息前台锁屏间隔5s1.7966623930.727568376微博刷新、打开图片、转发2.0513282830.691671717微博互发私信2.8875314011.
8、034772947微博静默前台未锁屏2.3681239320.86091453微博静默前台锁屏0.9152393160.315376068FTP下载2.3396111110.624888889CE效能与业务种类紧密关联CE效能=单用户单位CE产生的分组数据上下行流量小流量业务CE效能业务动作小区下行平均CE资源单用户占用数单用户下行流量（Mb）CE效能QQ好友文字聊天0.5999910.4332920.722164121QQ接收群图片间隔5s0.55449115.9984728.85250965QQ接收群消息间隔15s0.995530.2252190.226229766QQ发送上行图片0.50
9、64150.7028311.387856703QQ静默前台未锁屏0.1897610.0836680.440911617QQ静默前台锁屏0.0820680.0683570.832926436QQ接收群消息前台锁屏间隔5s0.7275680.2513230.34542884微博刷新、打开图片、转发0.6916723.8855565.617630831微博互发私信1.0347730.975110.942341572微博静默前台未锁屏0.8609150.2455630.285235141微博静默前台锁屏0.3153760.3106460.985002303FTP下载0.624889266.358442
10、6.2492176FTP业务时，单位CE产生的流量约为QQ业务的400倍。FTP业务的CE效能约为QQ、新浪微博等业务的400倍。从图可以看出对于单个用户，触发QQ、新浪微博业务动作时占用的码资源比FTP下载业务略高，但仍处于同一个量级。小流量业务码资源占用模型业务动作求和项:小区中单单用用户户在整个码树的平均占用情况（个）11对终端相互保持通话1.648277778微博互发私信1.05860101QQ接收群消息间隔15s0.971354701微博静默前台未锁屏0.839970085微博刷新、打开图片、转发0.689646465QQ接收群消息前台锁屏间隔5s0.655970085QQ好友文字聊
11、天0.62458547QQ接收群图片间隔5s0.543162393QQ发送上行图片0.530970085微博静默前台锁屏0.405354701FTP下载0.302611111QQ静默前台未锁屏0.188047009QQ静默前台锁屏0.10085470112课程内容小数据量业务带来的挑战小数据量业务带来的挑战QQ业务特征业务特征小数据小数据量业务优化思路量业务优化思路QQ业务中用户与网络交互的特性QQ会话QQ操作心跳消息QQ的操作特性业务行为业务行为登录登录好友添好友添加加好友移好友移动动好友删好友删除除好友备好友备注注状态改变状态改变离线离线包个数64202864844平均包大小1028471
12、649063.559.5总数据量65282016426256720254238平均操作数据量1491.143不含登录、好友添加、备注的平均操作数据量293.5备注：登陆操作真正的数据包根据好友的多少等信息而不同-15-p从这些指标中，我们可以发现每次QQ业务的持续时间很短，流量不大，IP包数量不多，而且包并不是很大，是典型的稀疏小包型业务下边对每个指标进行详细描述。每小时会话数16.15会话到来时间间隔(S)78.5持续时间(S)1.33会话流量(Byte)3933.6IP包个数13.22IP包大小(Byte)297.44上行包大小(Byte)207.87下行包大小(Byte)382.57QQ
13、的现网会话特性会话特性QQ业务信令流程-登录操作QQ登录操作由多组TCP上下报文，TCP报文的消息长度主要分布在500Bytes以内，有8条1400Bytes长度的报文。QQ业务信令流程-好友操作及群消息操作好友状态改变对应2条TCP报文（下行97字节，上行66字节）当发送20个汉字时，上行发送群消息交互流程如下从QQ信令交互流程中可知，20个汉字的群消息的发送，包含3条上行TCP消息，2条下行TCP消息pQQ空闲时有心跳，每180秒1次，包括4条TCP报文（上行报文，下行ACK，下行报文，上行ACK）。4条TCP报文1秒之内完成，但是也会存在重传。如下图：-18-QQ心跳包特性心跳间隔和包大
14、小p从包长的统计可以看出，心跳包交互共4个TCP报文包长，一般的包长度在200500字节，属于小包业务。19课程内容小数据量业务带来的挑战小数据量业务带来的挑战QQ业务特征业务特征小数据量业务优化思路小数据量业务优化思路FACH信道流量随状信道流量随状态转移移门限不同限不同有明有明显变化化CE和和码资源消耗有明源消耗有明显下降下降FACH信道流量明信道流量明显上升上升信道信道转换次数明次数明显增加增加信令信令负荷有明荷有明显下降下降但是但是CE及及码资源消耗增加源消耗增加根据根据现状状选择最最佳参数佳参数设置并置并验证优化化FACH信道流信道流量量调整状整状态转移移门限限降低降低CE及及码资源
15、源消耗消耗开启状开启状态转移功能移功能降低信令降低信令负荷荷调整整PS永久在永久在线定定时器器小流量业务优化主要思路降低信令负荷调整PS永久在线定时器增加PS永久在线定时器后，发现信令负荷有明显下降，但是由于用户处于DCH状态的时长增加，导致CE消耗也有增长。10s15s20s30s500055000105000155000205000255000PS永久在线定时器与信令负荷的关系永久在线定时器与信令负荷的关系寻呼消息发送成功次数RAB指配建立请求次数RRC建立请求次数CE和码资源变化CE数量12345791113151719上下行平均小区上下行平均小区CE占用数占用数平均值项:小区上行平均C
16、E资源占用数_Mean平均值项:小区下行平均CE资源占用数_MeanPS永久在线定时器时长码个数（归一化到SF256）12343035404550556065码资源码资源PS永久在线计时器时长增加以后，可以明显看出由于DCH占用时长增加，CE资源和码资源均有一定程度的上升，当PS永久在线定时器从10秒调整为30秒后，上行CE消耗增加了33%左右，下行CE消耗增加了25%左右，同时已经出现由于上行CE不足导致的RAB建立失败。23UE的业务状态转换驻留在UTRAN小区Cell_DCHCell_FACHCell_PCHURA_PCH连接模式GSM 连接模式GPRS 连接模式驻留在GSM/GPRS小
17、区系统间切换小区重选空闲模式UE在空闲模式下，通过RRC连接，能直接进入CELL_DCH或者Cell_FACH状态，不能直接进入URA_PCH和CELL_PCH状态CELL_DCH状态下，是可以直接进入CELL_FACH、CELL_PCH/URA_PCH状态URA_PCH状态和CELL_PCH状态不能直接迁移到CELL_DCH状态，必须通过CELL_FACH状态中转开启状态转移关闭FACH、PCH开启FACH、PCH53545556575859606162码资源平均值项:VS#RAB#SFOccupy:小区中整个码树的平均占用情况_Mean关闭FACH、PCH开启FACH、PCH0246810
18、12141618平均值项:小区下行平均CE资源占用数_Mean平均值项:小区上行平均CE资源占用数_Mean为了解决PS永久在线定时器增加后导致的CE及码资源消耗上升的问题，开启CELL_FACH和CELL_PCH。开启状态迁移以后，CE资源和码资源均有了很大程度的下降，平均单小区上行CE下降了40%左右，下行CE下降25%左右，码资源消耗下降约9%左右。开启状态转移关闭FACH、PCH开启FACH、PCH050000100000150000200000信令负荷平均值项:RRC建立请求次数_Sum平均值项:RAB指配建立请求次数_Sum平均值项:寻呼消息发送成功次数_Sum关闭FACH、PCH
19、开启FACH、PCH050100150200250300020040060080010001200FACH数据流量及信道转换次数平均值项:FACH数据流量_Mean平均值项:同一小区内HS-DSCH向FACH信道转换请求次数_Mean平均值项:同一小区内FACH向HS-DSCH信道转换请求次数_Mean开启状态迁移以后，由于PS永久在线定时器不变，信令负荷变化不大，但是FACH信道的流量和信道转换次数有了明显增加。调整转换门限选择最优参数组合123050000100000150000200000250000300000050100150200250300FACH流量及信道转换次数流量及信道转换
20、次数平均值项:FACH数据流量_Sum平均值项:同一小区内HS-DSCH向FACH信道转换请求次数_Mean平均值项:同一小区内FACH向HS-DSCH信道转换请求次数_Mean选择最优的参数组合并解决FACH流量增加的问题，我们调整了FACH to DCH门限，并进行了多种组合的测试，最终选择了最优的参数组合。流量与RNC信令负荷变化123010000002000000300000040000005000000600000070000008000000900000010000000上下行流量上下行流量平均值项:RLC层上行业务流量_Sum平均值项:RLC层下行业务流量_Sum参数设置组合RN
21、C XPU负荷（%）1232535455565758595105RNC信令负荷信令负荷可以看出，在参数调整期间，整个RNC的业务流量基本不变，而RNC的信令板负荷有明显下降。CE和码资源变化123468101214161820上下行CE消耗平均值项:小区下行平均CE资源占用数_Mean平均值项:小区上行平均CE资源占用数_Mean12330405060708090100110120码资源消耗可以看出，在参数调整期后，上下行CE和码资源消耗有明显下降，结合信令负荷、FACH数据流量、信道转换次数各指标变化情况，可以看出开启状态转换、PS永久在线定时器360S、FACH to DCH转移门限1024byte情况下的效果更为均衡。谢谢！中国联通网络技术研究院29
