FDD LTE网络AMBR限速功能应用研究

刘亚柯　刘旭东　苗二龙　李丽霞

摘 要：随着运营商不限量套餐的推广，FDD LTE网络负荷越来越大，特别是当某些用户持续占用大量无线资源时，就会影响其他用户的业务体验。目前都是在用户套餐资费用完后，核心网才主动限速，但对无线系统来说，希望“当网络进入高负荷状态时，网络就进行限速”，是一种动态的过程。为此，推出AMBR（Aggregate Maximum Bit Rate）主动限速功能，也就是在基站侧根据负荷情况对某些用户限速和保证某些用户速率体验。

关键词：FDD LTE;高负荷;限速;AMBR

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）23-0022-03

Application of AMBR Speed Limitation Function in FDD LTE Network

LIU Yake1 LIU Xudong2 MIAO Erlong2 LI Lixia2

（1.Henan Branch of China Unicom，Zhengzhou Henan 450000;2.Luoyang Branch of China Unicom，Zhengzhou Henan 471000）

Absrtact： With the promotion of operators'unlimited packages， the load of FDD LTE network is increasing. Especially when some users continue to occupy a large amount of wireless resources， which will affect the service experience of other users. At present， the core network is actively speed limit after the user package fee is completed; but for the wireless system， it is desirable to "limit the speed when the network enters a high load state"， which is a dynamic process. For this reason， the active rate limiting function of the AMBR （Aggregate Maximum Bit Rate） was introduced， that was， the rate limit of certain users was guaranteed according to the load situation at the base station side and the user speed experience was guaranteed.

Keywords： FDD LTE;high load;rate-limiting;AMBR

1 研究背景

随着不限量套餐的爆发，在本地网络优化过程中，发现可用频谱资源穷尽后仍不能满足高负荷小区的用户感知需求，主要原因之一就是部分用户一直进行视频下载，从而长期占用无线资源[1]。根据使用QCI（QoS Class Identifier）等级的不同（见表1），这类承载主要为Non-GBR类承载。

Non-GBR類承载，用于对实时性要求不高的业务，不需要调度器对该类承载保证最低的比特速率，其QCI的范围是5～9，在网络拥挤的情况下，业务需要承受降低速率的要求。因此，可以使用UE-AMBR来限制所有Non-GBR承载的最大速率（注意，不是限制某个Non-GBR承载，而是针对UE级别的）[2]。

2 限速原理

基站侧AMBR限速功能根据小区负荷情况调整特殊用户的AMBR：当小区负荷轻时，对特殊用户“不限流”，仍采用原始的大AMBR速率，为用户提供高流量高速率的体验;当小区负荷重时，根据小区负荷等级，对特殊用户进行不同等级的AMBR限速，尽可能“让”出资源供其他需保障QOS的用户使用，以满足这些用户的QOS保障。当有需要特别保障的业务类型（QCI）时，能实现“既保又限”的目的，如为了保证QCI9用户的速率，在PRB利用率满足条件时，主动限制所有QCI6用户的AMBR;当没有需要特别保障的业务类型时，也能实现“只限不保”的目的，如全网都是QCI9，那么也可以实现当PRB利用率满足条件时，主动限制所有QCI9用户的AMBR[3]。AMBR限速功能判决流程如图1所示。

无线侧根据小区PRB利用率负荷针对小区下某一类QCI用户进行限速。限速功能部署后，根据设置的三档PRB门限判定，若实际PRB利用率>设定PRB利用率，则进入对应的限速值。例如，三档PRB利用率门限设置为30%、40%和50%，对应的三档限速值为5 000kbps、4 000kbps和3 000kbps，限速规则如下：实际PRB利用率<30%，不限速;30%<实际PRB利用率<40%，限速5 000kbps;40%<实际PRB利用率<50%，限速4 000kbps;实际PRB利用率>50%，限速3 000kbps。

限速功能生效后激活“限速策略周期判决定时器”，限速经过一个定时器长度后进入不限速模式，再经过一个定时长度后限速，如此循环进行限速。

需要注意的是，AMBR仅应用于Non-GBR承载，同一个UE的多个SAE承载可以共享同一个AMBR，即一组SAE承载中的每个承载可以使用全部的AMBR资源。例如，当其他SAE承载没有任何业务流时，有业务流的那个承载可以使用全部的AMBR定义全部带宽。如果超出了AMBR限制，网络可能在上行链路和下行链路使用业务流量调节算法。该设置主要在核心网实现，本文不再详细说明。

3 限速验证

3.1 限速生效验证

定点进行下载限速测试，在未限速时下载平均速率在24.7Mbps左右，限速5Mbps后下载平均速率稳定在4.8Mbps左右，限速8Mbps后下载平均速率稳定在7.95Mbps左右，测试结果符合限定速率值，功能稳定。具体结果如图2和图3所示。

在限速5Mbps前提下，分别设置“限速策略周期判决定时器”为10s和30s，在设置30s周期后，限速间隔明显变大，测试结果符合预期。测试结果如图4和图5所示。

3.2 限速效果验证

为避免采样过少影响实验结果，现场选取30个高负荷小区部署AMBR功能，从网络性能、网络负荷、业务感知三方面进行对比。

网络性能：AMBR功能部署后，接入、保持等关键指标与部署前保持一致（见图6）。

网络负荷：AMBR功能部署后，下行PRB利用率明显下降。开启AMBR限速功能前后无线负荷对比如图7所示。

4 结语

AMBR限速功能生效后，当小区负荷轻时，对用户“不限流”，仍采用原始的大AMBR速率，为用户提供高速率高流量的体验;当小区负荷重时，根据小区负荷等级对用户进行不同等级的AMBR限速，尽可能让出资源供更多的用户使用，均衡整网用户体验。

目前，频谱资源比较有限，针对高负荷小区部署AMBR限速功能，在保障网络性能稳定的前提下，可以适当缓解网络高负荷对用户感知的冲击，提升用户体验，建议推广部署。

参考文献：

[1]韩军峰，张勍，李福昌，等.LTE系统中QoS参数研究[J].邮电设计技术，2016（6）：39-43.

[2]谢鲲.LTE核心网QoS管理实现的研究[J].移动通信，2016（5）：85-89.

[3]徐永杰，杨健，张华铎.“不限流量”套餐对运营商4G网络的影响及应对策略[J].电信技术，2019（5）：49-52.