MBB业务的最佳用户体验

　　移动业务重心已从语音转向数据，运营商以往所关注的掉话率、切换成功率已不再是数据业务用户体验的关键指标。因为数据业务在传输过程中即使发生掉话，也能自动重建，让用户感觉不到。那么，MBB时代应如何衡量数据业务的用户体验？如何实现最佳用户体验？

　　什么是最佳用户体验？

　　当前的移动宽带业务可分为Web浏览、视频、VoIP、社交网络、即时消息、云、邮件、文件传输、游戏和M2M业务等十类。通常，不同类别的业务有不同的用户体验标准，但对相同类别的业务，根据用户的直观感受，均可分为差（Bad）、良好（Good）和优秀（Excellent）三个等级。

图1 典型业务的用户体验等级

　　根据华为的统计和分析，300Kbps的速率可使50%业务（包括即时消息、VoIP、微博、Web浏览、普通视频等基本业务）的用户体验达到良好水平以上，因此，我们称300Kbps为基本业务速率；而1Mbps的速率可使90%业务（包括游戏、网页浏览、标清视频等业务）的用户体验达到良好水平以上，因此，我们称1Mbps为当前主流业务速率；1Mbps以上可提升剩余10%的业务（包括高清视频、高速传输等高级业务）的用户体验，所以，1Mbps以上为未来移动宽带业务发展需求。

　　因此可以说，从当前的移动宽带业务种类和用户的直观体验需求分析，1Mbps能满足最佳用户体验。

　　如何平衡用户体验和网络规模？

　　合理的站间距可实现“随时随地1Mbps”

　　良好的用户体验在实际网络中可映射为“随时随地达到一定的速率”。“随时”是时间维度的概念，与容量相关，“随时”中容量需求最大的时段——“忙时”，是网络规模估算的基本条件之一；“随地”是地域上的概念，与覆盖相关，“随地”中覆盖最差的区域在小区边缘，是网络规模估算的另一个基本条件；“一定的速率”即用户能体验到的带宽，与网络质量相关。“随时随地达到一定的速率”在网络规划上可进一步定义为在百分之多少（典型值90%）的时间内、百分之多少（典型值95%）的地点达到一定的速率。由此可见，用户体验需从覆盖、容量和质量三个维度考虑，缺一不可。

　　由于UMTS网络是软容量网络或自干扰系统，“随时”、“随地”和“一定的速率”是强相关且可相互转换的。比如在非忙时，负载较低，干扰较少，“随地”的“速率”较高；相反，在忙时，负载较高，干扰较大，“随地”的“速率”较低。再如“随地”的范围越大，边缘信号越弱，“随时”的“速率”越低；相反，“随地”的范围越小，边缘信号越强，“随时”的“速率”越高。

　　通过网络仿真，对上述相互转换的变化舒缓做进一步研究可见，在小区忙时（额定负载均达到90%，即正常上限值），UMTS（HSPA）单小区的边缘速率1Mbps是明显的转折点。在边缘速率大于1Mbps的区域，边缘速率随站间距变化不大，主要是由于站间距已较小，覆盖范围内的信号均较强，加上干扰或容量受限等因素，再小的站间距也难使边缘速率超过1.1Mbps；而在边缘速率小于1Mbps的区域，边缘速率随站间距增大快速下降，主要是因为随站间距增大，信号变弱，覆盖受限越来越明显。表1为按1Mbps的边缘速率划定UMTS网络各典型场景的站间距。据统计，这些典型站间距与全球较成熟的UMTS商用网络基本相符；并据测试验证，这些网络的边缘速率均能达到1Mpbs或以上。

1Mbps边缘速率对应的UMTS网络典型站间距 注：为便于理解，本文直接给出常规三扇区配置对应的站间距。站间距=1.5*小区半径。

　　由于1Mbps边缘速率是在忙时、典型环境下分析得到，并经商用网测试验证，在合理的站间距情况下，各小区忙时的边缘速率可达到1Mbps，可满足“随时随地1Mbps”的用户需求。

　　如果现网达不到1Mbps以上的边缘速率，通常是站间距较大地超出了前面讨论的参考范围。我们进一步按300Kbps、600Kbps的边缘速率划定站间距，并与1Mbps进行对比，当边缘速率从1Mbps降低到600Kbps、300Kbps，各场景对应的站间距分别增大到1.67倍、2.25倍。

　　由于网络规模与站间距的平方成反比，根据上述站间距和边缘速率的增长关系可推算得出边缘速率300Kbps和600Kbps对应的网络规模分别为1Mbps的0.20倍和0.36倍。

　　更高的用户体验要求网络规模大幅度增加

　　“随时随地1Mbps”是在小区额定负载为90%（常规满负载）下分析得到：由于干扰受限，不管站间距多小，边缘速率最高都只有约1.1Mbps。那么，为了全网满足更高的用户体验要求，有没有其他措施可提高边缘速率？答案是肯定的：可从降低网络干扰入手，把小区额定负载从90%降低到70%、50%或更低，从而使边缘速率更高。以2100MHz频段为例，当小区额定负载从90%降低到70%（较高负载）、50%（中等负载）、30%（轻载）时，各场景的边缘速率均可分别从1Mbps升高到1.2Mbps、1.5Mbps、2Mbps以上。

　　然而，降低小区额定负载会导致小区吞吐率降低，因此，用降低小区额定负载提升小区边缘速率的措施，实质上是以损失容量来换取覆盖。为满足同等网络容量，小区吞吐率与网络规模成反比，因而小区吞吐率降低将导致网络规模增大。同样的，以2100MHz频段为例，为了将边缘速率从1Mbps提高到1.2Mbps和1.5Mbps，需将小区额定负载从90%分别降低到70%、50%，致使小区吞吐率（能力）从2.7-3.2Mbps分别降低到2.4-2.9Mbps、1.8-2.2Mbps，网络规模需增大到1.1倍、1.5倍，以满足同等的网络容量。

　　降低小区额定负载，可通过降低负载扩容门限，即提前扩容来实现。对于已建UMTS网络，在站间距不能轻易改变的情况下，可通过增加同站载扇数，如六扇区、小基站，提前扩容来降低负载。因而，以容量换覆盖（提升边缘速率）是切实可行的方案。

　　平衡用户体验和网络规模，实现最佳用户体验

　　综合上述分析，300Kbps、600Kbps、1Mbps和1.5Mbps的边缘速率可分别使50%、70%、90%和95%业务的用户体验达到良好等级以上，对应的网络规模分别是1Mbps边缘速率对应的网络规模的0.20、0.36、1.00和1.50倍。

边缘速率、网络规模和用户体验间的关系

　　权衡用户体验和网络规模，我们认为“随时随地1Mbps”是当前用户体验和网络资源消耗之间的最佳平衡点。

　　同时，以“随时随地1Mbps”为目标建造基础网络，适应移动宽带业务发展，最具长远经济效益。在网络发展阶段，网络建设以增加基站、扩大覆盖为主，形成“随时随地1Mbps”的基础网络；在网络发达阶段，主要通过增加载扇数，并引入DC-HSPA、4C-HSPA、MIMO、LTE，使用户体验提升到“随时随地2Mbps”或更高。

　　如何部署网络，实现最佳用户体验？

　　站点做密，建造“随时随地1Mbps”的基础网络

　　把“随时随地1Mbps”对应的典型站间距与GSM语音的典型站间距进行对比可见：如果UMTS和GSM均使用900MHz，或UMTS使用2100MHz，GSM使用1800MHz，那么UMTS边缘速率达1Mbps和GSM语音的站间距要求基本相同，即“随时随地1Mbps”和GSM语音同覆盖。因而，只要UMTS与GSM使用相同或临近频段，GSM网络连续覆盖，并且UMTS网络与GSM网络1:1共站建设，就可实现“随时随地1Mbps”

UMTS与GSM站间距对比图

　　对仅实现GSM900（包括GSM850）连续覆盖，并且UMTS使用2100MHz（包括1900MHz）频段的运营商，由于900MHz频段的覆盖范围是2100MHz的2倍，为实现“随时随地1Mbps”，UMTS2100的站点数是GSM900的4倍（站间距平方之比的倒数）。由此可见，UMTS引入900MHz（包括850MHz）频段非常必要。UMTS900一般应用于广覆盖，是全网增强覆盖、高效实现无缝覆盖、扩大用户体验范围的最经济手段。

　　对未达到上述站点数要求的UMTS网络，站点做密是当务之急。

　　容量做厚，持续保证“随时随地1Mbps”

　　及时扩容，保证每个小区实际支持的用户数在小区能力范围，即小区额定用户数（附着用户数）之内，是持续保证“随时随地1Mbps”的最重要措施。当小区实际支持的用户达到小区额定用户数之后，网络规模（载扇数）需与用户数同比增长，以保证边缘速率和用户体验不下降，否则过多的用户只能时分共享有限的空口能力，导致边缘速率成反比例降低。

　　小区额定用户数需根据话务模型和小区吞吐率推算。由于话务模型和小区吞吐率分别与用户行为、无线环境相关，而用户行为和无线环境是千变万化的，因而实际小区额定用户数的波动较大，并且涉及核心网数据收集，不宜作为实际扩容的判断标准。

　　实际扩容的方案很多，其中一种方案为根据现网小区负载统计和预测来扩容。小区实际负载消耗是所有用户和业务及无线环境对空口资源消耗的最终体现，正常情况下，只要小区负载不发生拥塞（假设无其他资源受限），用户体验即能保证。因而该方案是简便可行的方案。

　　虽然“随时随地1Mbps”对应的小区额定负载为90%，但不能根据小区实际负载峰值是否达到90%来触发扩容，因为负载有波动，瞬时出现的90%负载峰值并不是扩容的“真信号”。实际扩容时应统计小区平均负载。由于平均负载越高，出现峰值负载的概率越高，同时，考虑到从扩容方案制定到实施需预留约10%的时间差，我们建议将小区平均负载约70%作为触发扩容的门限。

　　而扩容的实施方式又有很多种，常规的方式有增加载频、小区分裂（增加容量站点），以及通过版本升级以提升小区吞吐率等。

　　网络做优，使平面组网向立体组网转型

　　对于大多数网络而言，约80%的用户都集中在20%的站点上，这些站点的实际支持用户数常远超额定用户数，因而速率被平均化而降低。同时，由于这些用户的业务需求多在室内，且宏网不可能实现全面、深度覆盖，弱覆盖区不可避免。因此，即使宏网的站间距在合理范围，也难以全面保证这些区域的用户体验。因而，使平面组网向立体组网转型是网络做优的关键。目前业界正推行的HetNet是立体组网的具体解决方案，作为“解热”（解决热点容量）、“补盲”（增强盲区覆盖）、提升热点用户体验的经济手段，HetNet可以说是移动运营商精细化经营的方向。

　　综上所述，“随时随地1Mbps”是用户体验和网络资源消耗的最佳平衡点，而合理的站间距是“随时随地1Mbps”用户体验的基础保障，同时，及时扩容是持续保证“随时随地1Mbps”的关键措施。为此，运营商需要综合考虑加站、载波扩容、HSPA+升级、多扇区、UMTS900和HetNet等具体解决方案。