移动互联网应用Always online状态对网络的影响及应对策略探讨

易江军 曾春香

1引言

AIways onlirle(永远在线)泛指用户建立起网络连接后为移动互联网应用(如各种客户端应用)保持长期可用的会话和连接，是移动互联网应用的关键业务需求。其行为特征可描述为：移动终端通过无线网络信道发送和接收数据，即使没有数据需要传送，移动终端还一直与网络保持连接状态，当再次进行数据传送时不需重新发起连接。用户这种A1ways online状态不但可以由用户侧客户端发起向服务器请求连接启动Pull(拉取)类应用，还可以从网络侧服务器随时启动Push(推送)类应用，主动向用户及时推送信息。

2应用AlWays onllne对网络的需求

移动网络无线资源的稀缺性决定了按需分配的特性，现有网络若要满足A1ways online的需求，则要考虑以下三个方面因素：

2.1移动网络资源按需分配

在CDMA2000 1x/EVDO移动网络分组网交换的通信方式中，IP数据传送是面向无连接的包交换，数据的发送方和接收方之间没有固定的信道占用关系。数据传送之前并不需要预先分配信道、建立连接。当有数据传送时，终端通过分组域的PCF(Packet ConfroI Function.分组控制功能)向PDSN(Packet Data Se rvinaNode，分组数据业务节点)、AAA(AuthenticationAutho rlzation Accounting，认证、授权、计费)服务器发起业务请求，在请求被接受通过认证后为终端建立PPP连接，再接入分组网络，按需且动态控制无线资源的分配。

2.2PUSh类应用带给网络的压力

在移动互联网快速发展的今天，越来越多的终端应用需要Push技术支持。目前CDMA20001x／EvDO分组网采用简单IP技术只能支持终端用户发起Pull类应用(可理解为呼出功能)，而不支持网络侧主动发起Push类应用(可理解为呼入功能)。因此对于终端上推出的如IM(Instant Messenger，即时通讯)、微博等在线应用都为双向应用，现有网络及终端设备在用户非在线状态下还不能实现Push应用。目前手机终端实现Push类应用主要是借助WAP Push、在线状态下发送“心跳包”维持网络连接等技术来实现的。

现在广泛应用的WAP Push是以短信承载Push OTA技术。这种较单一的Push实现方式增加7WAP网关、短信中心以及电路域网络等网元的压力。总之，为满足移动终端用户Push与Pull移动互联网双向应用，现有的移动网络承受着较大压力。

2.3智能终端的快速休眠机制

大量数据传输和长时间网络连接会严重消耗智能终端的电池容量。为了延长智能终端的使用寿命，它启动了快速休眠机制。但采用该技术后会导致状态的频繁迁移，即每次数据包发送均从空闲状态进行呼叫建立链路连接，通过分配的业务信道发送完数据后又从连接状态被强制返回的空闲状态。快速休眠机制导致了智能终端频繁的激活／去激活，不能保证Always online状态的活力。

从以上三个方面可以看出，由于移动网络和移动终端目前所采用的技术特性，现有移动网络及终端设备需要不断优化以提供Always online的应用能力。

3应用Always Onlitie状态对网络影响浅析

Always online状态是社交类、微博信息、即时通信等一些流行应用的需求，也将是移动互联网应用的发展趋势，对提高用户体验有极大作用。Always onIine类流行应用大多具有频繁、断续的小数据包发送和接收的行为特征。

目前应用开发者主要利用高频率、规则的“心跳包”方式，使客户端软件与应用服务器或推送服务器间维持持续的TCPI/IP连接，不断给网络有数据传输的信号，达到网络不断为其分配资源的目的，即使在没有有效信息传送时也是如此，这种方式对移动网络有破坏性。

在CDMA20001x／EVDO移动网络上，采用了将语音信道和数据信道分离的方法，因此不会像GSM／WCDMA网络一样因为数据业务的快速增长而引起语音业务服务质量的大幅下降。虽然CDMA20001x／EVDO面临着数据拥塞也不会对语音业务的质量形成影响，但会受CDMA无线技术(软容量、自干扰、功率控制)的限制，在基站小区内可能会产生呼吸效应和远近效应，从而导致用户体验和网络资源利用率明显下降。

终端的Always online类应用，特别是智能终端上的应用会给CDMA1x／EVDO网络造成严重的影响。具体来说，在信令面，此类应用或智能终端平台频繁发送“心跳包”至服务器以保持IP连接，导致业务频繁建立和释放，大量消耗无线资源，每次数据传输都需要经过请求连接一连接建立一数据传输一等待休眠一连接释放的过程；对于用户面，A1ways online类应用的小流量、频繁数据包大大降低了业务面资源的利用效率，导致空口资源大量闲置却无法使用，从而影响其他用户接入。

同时，Always online类应用因为频繁的网络连接，对于CDMA1x／EVDO分组网PDSN要求能够有更大的IP资源池，其IP地址需求对PDSN产生一定的压力。而采用WAP Push技术的Push类业务会对ISAG(Integ ratedSe rvjoe Access Gateway，综合业务接入网关)、SMGW(Short Message Gateway，短消息网关)等电路域网络带来压力。

总之，Always online类业务包括智能终端应用的FCH资源利用效率较低，即时通信类业务的低流量，导致产生网络资源消耗和收益不平衡等问题。随着基础业务价格的不断下降，电信运营商陷入了增量不增收的尴尬局面，逐渐被弱化成为服务提供管道，给运营商的盈利能力带来了严峻的挑战。

4应对策略初步探讨

通过以上分析可以看到，面对移动互联网业务迅猛发展，特别是以腾讯QQ、微博为代表的社交等流行应用、以iPhone为代表的智能终端，对移动网络带来了无线资源过多占用、数据流量需求剧增以及成本压缩等多方位挑战。

如何应对上述多方位的挑战，笔者建议可从移动网络升级改造、网络精细化管理、建设智能管道及提升运营管理能力等多方面探索应对策略。

4.1优化升级现有网络

充分利用现有的网络资源、终端、基础设施并通过对现有网络及软件升级以保护现有投资。

通过对现有的移动网络资源进行不断优化，如适当设置的PPP定时器，从而释放资源供其他终端使用、利用动态负载均衡扇区承载的流量、降低开销和优化其他网络参数设置、支持信令承载数据的特性用于改善用户体验。

通过升级增强技术特陛改善网络状况，如CDMA20001x增强型采用一系列新的技术大幅度提高网络容量，包括前反向干扰消除、第四代声码器、终端接收分集、新

的无线配置(物理层的改进)等。1x增强型使运营商可以将语音容量增加高达4倍，或将网络覆盖范围增加高达70％，或将1x数据网络的容量增加3倍。1x增强型对性能的提升是通过移动终端的改进与新的基站调制解调器实现的，并确保前反向的兼容性。利用增加的容量，运营商可以释放出一些频谱用于新的移动宽带业务。释放频段用于EVDO数据业务，只使用四分之一的频段，就能支持与目前1×相同的语言容量，从而释放宝贵的频段资源。DO增强型充分挖掘网络负载不均的潜力，在无需对现有基础设施进行大的变更的前提下，使现有的EVDO网络和终端尽可能地高效运行。

随着网络技术升级和终端设备性能提升，在分组网中使用移动IP技术，通过移动IP注册的生存周期来控制用户Always online能力。当生存时间快到期时，用户终端进行重注册，从而保证优质用户Always online减少对无线资源的低效占用。通过IP推送方式，由网络提供按需的Always online能力，从而使应用不再需要“心跳包”等破坏性行为。

4.2改造现有网络

(1)试点改造ISAG，设置推送服务器

目前电信已建设ISAG来提供统一网络接入能力。具有通过短信、彩信、WAP PUSH等技术方式实现网络侧信息(如短信)主动推送至终端的能力。但现有的ISAG推送能力不能满足移动互联网业务快速发展的需要。

在3GPP规范中利用一种类似于TCP／lP协议中“端口号”机制的方式区分用于不同应用类型的短信。通过构造并发送特定格式的短信通知终端启动某一特定的应用程序，并执行指定的操作实现网络侧信息的主动推送。

目前各主流智能终端平台则设置了专门的服务器负责完成推送任务，第三方应用服务器只需将请求发送到推送服务器即可。终端通过与推送服务器的持续通信保持相对固定的IP地址并监听约定的端口，服务器消息推送到终端后，终端将其分派到相应的应用程序进行处理。

综上所述，运营商有必要建设统一的推送平台，聚合各项推送能力，满足电信自有业务及第三方移动互联网应用的需求。

建议在ISAG的基础上设置可支撑多应用类型的推送服务器，结合已有的推送手段，向自有业务提供及第三方应用开放的推送能力完成各种推送任务。自有业务或第三方应用服务器只需将推送请求发送到推送服务器即可。服务器消息推送到终端后，终端将其分派到相应的应用程序触发处理。

通过设置推送服务器提升ISAG推送能力，给第三方应用的快捷方便接入提供了接口，还能为网内用户带来方便、廉价、体验良好的推送服务。同时还可能成为电信提升移动互联网服务水平、打造差异化竞争优势的有力武器。

(2)为行业应用试点专用分组网

现有的重点行业应用如M2M(Machine foMachine，机器与机器间通信形式)类的无线抄表、GPS定位业务以及未来大有发展的物联网业务，除了有Always online应用需求，其对码号、IP地址等资源也有不同于一般用户的需求，同时还在业务模型上与公众用户大有不同。为了给行业应用及未来物联网发展提供更好的网络及运营支持，可试点建设逻辑上独立或物理独立的专用分组域核心网。

(3)建议试点引入PCC架构

建议在现有分组网中试点引2kPCC(Po Licy and Charging Control，策略计费控制)架构，对承载于分组网的业务，根据为不同用户的不同业务定义不同的优先级调配资源，尽可能为每个用户的不同业务分配足够的资源，提高移动网络资源的利用率，实施灵活的控制和计费策略，改善用户的业务体验，提高用户的满意度。

4.3网络精细化管理

(1)积极探索部署QoS策略，实现网络精细化管理

目前EVDO RevA可根据用户优先级及业务的QoS(Quality of Service，服务质量)要求，结合网络的负荷状况和终端所处的无线环境，在前向、反向链路上灵活采用多种分组调度算法和速率控制技术，在保证较大系统的吞吐量的同时兼顾用户公平性、不同用户和业务的QoS要求。

通过对用户识别、业务区分会划分出不同的优先级，无线网络为不同优先级的用户或者业务的会话调度无线资源和地面链路资源实现差异化服务，提高优质用户的业务体验。

(2)建议加快CDMA+Wifi协同发展，分流EVDO网络流量

建议加快在校园、产业园区、BCD商务区以及高中档住宅区等热点部署Wifi网络，通过CDMA+Wifi的优势互补，实现数据流量分流，从而减轻数据流量对CDMA1x／EVDO移动网络的接入压力。

4.4提升运营能力

(1)部署流控及数据业务分析等系统，提升支撑能力

部署EVDO流量监控及数据业务分析系统，统计并分析从PDSN到用户所有层面的数据，包括PCF、PDSN、基站、小区的流量趋势、流置组成、带宽利用率等。通过数据业务分析得出高流量的业务及用户分布情况。用户及业务数据挖掘得到的统计分析结果可作为网络维护部门、建设部门、客服部门、市场营销部门制定相应管理策略的参考，细化收费模式，针对不同需求的资费标准进行差异化区隔，具有很强的指导意义，从技术手段上提升对“智能管道”科学管理和精细化运营的支撑能力。

(2)发掘终端信息管理平台的价值，协助业务运营

通过电信自有的终端信息管理平台并结合业务分析系统，进一步发掘基于终端的用户行为信息、用户业务需求，制定出终端用户定位策略、业务推广策略及资费套餐策略，协助业务的运营。

5结束语

随着移动互联网应用的快速发展，本文从多维度分析了移动互联网应用Always online状态这一重要特性对网络的影响。从改造优化现有网络、精细化管理以及提升运营能力等方面介绍应对策略方案，可为网络规划、能力部署提供参考，但在实际建设中还有一些细节问题有待进一步研究。