焦作联通HSPA+网络用户上网速率低问题浅析

申卫东

(1.河南理工大学 计算机科学与技术学院，河南 焦作 454000；2.中国联通焦作分公司，河南 焦作454150)

下行 64QAM 是 HSDPA （High Speed Downlink Packet Access）技术的延伸。由于在信道质量较好的时候可以采用比16QAM更高阶的调制，从而可以提高单用户的峰值速率以及整个系统的容量。64QAM理论上可以使空口峰值速率达到21Mbit/s，同时可提高系统平均吞吐率。实际应用环境中由于诸多因素限制导致用户上网速率较低。

1 HSPA+网络现状

CAT14以上的终端支持HSPA+，其中CAT21以上的是支持DC的终端。

从现网的PCHR分析，焦作联通支持64QAM终端比例已经达到了17.76%，支持DC的终端比例为15.93%。

从本次分析的JZR01话统数据 （6月4日-6月8日忙时数据）来看，优化前相关H+网络的指标情况如下：

根据上表可知，优化前单用户吞吐率为1.6Mbps左右，现网平均的64QAM调度概率为7.77%。

为了找到影响64QAM调制的主要原因，从而进行了现网数据分析和验证测试。

2 64QAM调度概率低原因分类

根据JZR01现网话统数据，分析64QAM调制比例低小区（64QAM调制比例低于5%，共544个小区），原因分类如下：

其中，

资源受限小区：根据HSDSPCH，CE，TCP等资源进行核查；

64QAM终端业务少：每小时64QAM用户调度少于3600次，平均1秒调度不到1次；

平均 CQI差：平均 CQI＜17

下载数据源不足：用户数传时，缓存里没有数据的比例大于50%

其中，TOP3原因就占了64QAM调制概率低的95%；

64QAM业务少和下载数据源不足，归其原因就是用户行为导致数据源不足（没有足够的下载意愿）导致64QAM调度概率低。

而CQI差则是由于空口环境导致，需要RF优化，配置适当的参数优化；

根据现网数据分析，CQI和用户下载数据源不足是导致64QAM调制概率低的主要因素；

下节通过实际业务测试，验证CQI和用户下载数据源不足对64QAM的影响情况。

3 CQI和数据源测试

针对不同的开户和不同大小的数据包进行CQI相对稳定（CQI好和一般两种情况）的测试，以分析影响64QAM解调和吞吐率的主要因素。测试一：使用同一张仅支持64QAM的数据卡，分别使用21M，7.2M和512K的开户进行2GB数据的下载，持续10分钟。测试结果如下：

从测试结果来看，CQI都高于25时，各种开户的用户64QAM的解调概率都在90%以上，但是CQI低于25时，各种开户的用户64QAM的解调概率仅在1%左右。

各种开户用户在CQI好和一般的场景下，吞吐率如下：

由上两图可知，对于64QAM用户，开户越大，体验下载速率就越高。

在CQI好的情况下，21M对于7.2M开户用户速率有20%的提升，对512K用户有超过1600%的提升；

在CQI一般的情况下，21M对于7.2M开户用户速率有18%的提升，对512K用户有超过700%的提升；

不同开户的用户，在下载数据源充足时，对于使用终端和无线环境相同的用户，开户速率越高，吞吐率越高。对于64QAM用户，21M的开户是最好的选择。测试二：使用同一张仅支持64QAM的数据卡，使用21M，7.2M和 512K 的开户卡分别为 50KB，100KB，300KB，500KB，700KB，1MB，1.5MB，2MB，3MB，4MB和5MB的数据包进行下载。测试结果如下：

从测试结果来看，在CQI＞25的情况下，随着下载数据包的增大，64QAM调制概率越高。说明数据源的大小会影响64QAM的解调。

而在CQI一般的情况下，不管何种数据源，64QAM调度率都低于1%，几乎都无法使用64QAM调制。

通过实际测试说明对于64QAM调制，CQI是第一关键因素，数据源大小是第二关键因素。

定点测试结论

通过测试一和测试二的测试结果分析，结论如下：

1）CQI和数据源的大小是决定当前网络是否使用64QAM调制的两大重要因素；

CQI上报好才能使用64QAM；

下载数据源越大（即下载意愿越高），64QAM调度率越高。

2）开户大小会直接影响用户吞吐率。在CQI较好的情况下，开户大小并不影响用户使用64QAM。

4 现网用户行为分析

定点测试的结论表明，下载数据块的大小会影响使用64QAM的概率，而开户直接影响用户下载的感受。为了能体现现网用户的实际情况，我们使用PCHR来分析当前网络的实际情况。

PCHR日志可以针对现网中实际的PS业务进行分析，通过对现网所有用户实际情况的汇总分析发现，开户信息和数据源大小（尤其现网微信、QQ等小流量业务的影响）对用户的体验有决定性的作用。

根据现网的数据分析，以1MB下载业务量为门限，满足1MB条件的1.53%PS业务承载了85.63%的业务量。

说明现网绝大多数的PS业务都是小流量业务，所以以1MB为数据源充足门限，以此来去除掉小流量业务对64QAM调度的影响。

以下针对开户和数据源两个方面对现网用户体验进行分析。

4.1 开户速率分析

分析现网各终端用户的数量和相应开户信息分布如下：

由上图可知，当前网络下TOP3的开户分别为7.2M(32.37%)，21M(23.75%)和 512K(17.96%)。

通过对数据源充足用户分析（6月13日23时数据），分别对TOP3开户终端用户的业务次数和平均速率统计如下：

由上图发现，512K，7.2M和21M的用户业务次数分别为894次，1081次和898次，说明512K的用户活跃度很高，与7.2M和21M用户基本持平。

512K，7.2M和 21M的平均吞吐率分别为 354kbps，689kbps和955kbps。512K开户的下载速率大大低于7.2M和21M。

其中512K开户各业务的平均吞吐率趋势和平均实际流量如下：

结合上图可以发现，部分用户已经达到了512K的理论速率，而吞吐率400kbps以上的用户比例就接近40%，说明很多512K用户已经达到了开户速率的瓶颈。

而从不同开户的业务实际流量来看，开户512K用户的实际流量比7.2M和21M低57%～112%。在用户活跃性很强并且实际吞吐率受开户限制的情况下，说明开户512K用户的下载体验被开户所限，并且可能存在由于开户原因出现业务受损的情况。

4.2 数据源分析

根据现网的数据分析，1.53%的PS业务承载了85.63%的业务量，而85.63%业务量的数传时间仅为所有数传时间的16%，14.37%的数据却占用了84%的数传时间。

因为现网存在的绝大多数小流量业务就会影响了用户下载吞吐率增益的观察，所以观察64QAM增益需要剔除小流量用户的影响。

而在数据源充足的情况下，64QAM和普通HSDPA用户的吞吐率情况如下：

由图可见，JZR01下Top1%的64QAM用户较普通H用户吞吐率增益为128%，Top10%的64QAM用户较普通H用户吞吐率增益也可以达到116%，平均64QAM单用户较普通H用户吞吐率增益为62%。（本次分析都不涉及DC业务，即64QAM用户都不是DC用户）

由此说明，数据源充足的情况下，64QAM用户较普通HSDPA用户有明显的吞吐率优势。

但是从整网来看，由于小数据源下载占绝大多数，所以整网指标上并不容易体现64QAM的增益。

5 现状分析结论和建议

根据以上步骤对现网和测试结果的分析，结论和建议如下:

（1）HSPA+网络需要进一步优化，通过RF和一部分参数优化提升网络质量；

（2）部分资源受限的小区会影响小区下用户下载体验，建议相应资源扩容；

（3）1.53%的PS业务承载了85.63%的业务量，说明现网中绝大多数是小流量业务，影响了从整网角度HSPA+的优势体现；在当前用户行为基础上，后续从网络提升资源调度效率和调度公平性方面提升用户感受；

（4）某些用户的开户情况（512K）限制了用户的下载体验，建议放开开户提高用户体验。