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1、 混合调度算法对网页时延感知影响研究【摘 要】在4G网络逐渐成熟的今天，用户对于移动网的感知要求也随之提升，特别是上下行速率和业务时延成为了在移动网业务感知系统中最为关键的两项指标，在日常优化中，我们发现LTE系统中的SR参数及上行调度算法参数对时延的影响，通过对不同参数的设置，得出无线侧及网页浏览时延的差异性对比，摸索出更适合LTE时延感知的参数设置。【关键词】用户感知 时延 混合调度1、问题描述根据集团感知平台分析，滁州市的全网浏览类优良率于6月初持续低于90%（DPI），但是检查全网基站的KPI指标以及基站故障率均正常，进而对全网的小区进行梳理，选取一较差营业部站点进行基站参数优化。由于
2、LTE系统采用了共享信道的机制，为了更加有效地利用和分配共享资源，需要在不同用户之间进行调度， LTE系统的调度器系统由上行调度器子系统和下行调度器子系统构成，其中上行调度器子系统负责根据用户的用户的上行数据缓存情况（BSR）、信道质量情况、HARQ状态信息、历史空口资源占用情况以及其他信息，在兼顾兼顾公平的基础上，为用户在恰当的时机选择最为恰当的空口时频资源、调度编码方式等。2、分析过程一、上行调度类参数解析如果UE没有上行数据要传输，eNodeB并不需要为该UE分配上行资源，否则会造成资源的浪费。因此，UE需要告诉eNodeB自己是否有上行数据需要传输，以便eNodeB决定是否给UE分配上
3、行资源。为此LTE提供了一个上行调度请求（Scheduling Request，SR）的机制。（一）SR 信道相关的参数SR信道相关的参数主要有SR传输周期、小区中配置的UE SR周期对应分配的信道数、PUCCH SR信道条数、每个RB内PUCCH format1可复用的最大用户数。这些参数的描述和配置原则将一一介绍。参数名称参数短名参数描述取值范围、步进默认值UE SR传输周期(毫秒)srTrPeriod小区中UE SR传输周期配置，该参数为包含4个元素的一维向量。单位ms。0：5，1：10，2：20，3：40，4：80101；202；403；804小区中配置的UE SR周期对应分配的信道数
4、srTrCHNum小区中配置的UE SR传输周期对应分配的TTI值， 该参数为包含4个元素的一维向量。0.368；2；2；0PUCCH SR信道条数pucchSrNum一个子帧内PUCCH（SR）信道数0.204736每个RB内PUCCH format1可复用的最大用户数maxUserPucchfmt1该参数指示了不同用户Format1/1a/1b PUCCH资源复用在同一个RB时最大复用用户数。0：4，1：6，2：9，3：12，4：18，5：36123表1：SR信道相关参数UE SR传输周期（srTrPeriod）的设置原则：根据小区需要配置SR的用户数，TDD配比，每RB复用的用户数，以及
5、SR占用的资源数调整。在每个CQI周期下，可支持的用户数为：ueNumi=aucSRTrPeriodi*aucSRTrCHNum4*资源数，则需要满足ueNumi之和等于小区需要配置SR的UE数。小区中配置的UE SR周期对应分配的信道数（SRTrCHNum）的设置原则：该参数与srTrPeriod对应，与参数maxUserPucchfmt1相关，srTrCHNum所有元素之和等于maxUserPucchfmt1的值。PucchDeltaShf：PUCCH format1/1a/1b循环偏移的循环偏移量，取值范围1-3；该参数定义确定小区中PUCCH format 1/1a/1b的循环偏移（n
6、_s）的循环偏移间隔，现网配置=1。PUCCH SR信道条数(pucchSrNum)设置原则：根据SR的周期，TDD配比，以及小区所要支持配置SR的用户数调整。需要满足：wNPucchSr*时分资源=小区需要配置SR的用户数。 一个子帧中PUCCH（SR信道数），现网配置=36。每个RB内PUCCH format1可复用的最大用户数 （MaxUserPucchfmt1）设置原则：该参数指示了不同用户Format1/1a/1b PUCCH资源复用在同一个RB时最大复用用户数。需要满足maxUserPucchfmt1 = 36/pucchDeltaShf,现网配置=12。（二）SR信道容量设小区需
7、要支持的配置SR的用户数为Nue，则配置SR相关参数时需要满足如下公式：Nue=iaucSRTrPeriodi内的上行子帧数wNPucchSrucMaxUserPucchfmt1aucSRTrCHNumi其中，配置aucSRTrCHNum4时需要满足如下公式ucMaxUserPucchfmt1=iaucSRTrCHNumi1. ucMaxUserPucchfmt1对应网管参数短名“maxUserPucchfmt1”；2.wNPucchSr对应网管参数短名“pucchSrNum”；3. aucSRTrPeriod4 是有4个元素的数组，对应网管参数短名“srTrPeriod”；4. aucSRT
8、rCHNum4也是有4个元素的数组，与aucSRTrPeriod4配合生效，对应网管参数短名“srTrCHNum”。现网SR信道容量，根据目前网络中PUCCH容量相关参数的设置值计算。按照网管默认的SR参数配置，计算小区可支持的UE数= (10*36/12)*8 + (20*36/12)*2 + (40*36/12)*2 +(80*36/12)*0= 600。（三）SR周期对时延的影响当终端UE发生上行数据的时候，需要首先发送SR(Scheduling Request)申请上行资源。当UE高层要求发送SR的时候，并不是在每一个时隙都可以发送，而是需要在SR周期内的某一个时隙才能发送。我司默认的
9、SR周期为10ms，例如当SR周期默认配置为10ms时，SR发送等待时延可能是110ms，平均时延5ms。Ping包测试时，上行传输默认使用Large BSR方式传输。终端首先发起SR（Scheduling Request），在基站进行上行资源授权之后，终端再发起BSR(Buffer Status Request)和ping数据包一起上传。图1：SR周期示意图网管参数在无线参数-上下行物理信道配置表：UE SR传输周期(ms)如果配置SR周期为10ms，那么SR发送前的等待时间为110ms，平均等待时间为5ms。协议规定的最小SR周期是5ms，SR周期最短只能设置到5ms，目前我司默认配置是1
10、0ms，其实有些场景下如果S1传输时延太大导致ping时延离验收标准只差几ms的时候，可以把SR周期改为5ms，使得SR发送前的平均等待时间缩小到2.5ms。某外场局，通过将SR传输周期从10ms修改为5ms，使得ping时延平均值减少了3ms。需要注意的是，将SR周期从10ms修改为5ms，将会使得PUCCH SR信道支持的最大用户数减少一半，我司默认参数是按照每载扇400激活用户配置的，修改后会使得PUCCH信道容量减少。在网络负载比较小的场景下，修改这个参数影响不大。二、上行调度算法参数介绍（一）上行调度算法参数1.动态调度正常的动态调度模式下，当UE的MAC层收到高层的上行业务请求，会
11、触发一个SR（Schedule Request）请给给eNodeB，eNodeB收到响应后，发送一个小的上行授权，UE用来报告BSR（Buffer Status Report,用来告诉基站有多少数据需要发送）。eNodeB收到BSR之后，根据BSR给UE上行授权，UE使用该授权发上行数据。图2：动态调度算法流程图2.基于收到SR置大的模拟BSR模式其基本原理是基于SR上报，根据前一个TTI需要调度的UE个数，eNB主动下发一个较大的上行资源，使得UE可以利用该资源发送上行数据，减少了UE发送BSR然后eNB根据BSR进行调度的流程。3.混合调度模式混合调度模式是在预调度持续时间内，定时主动向U
12、E发送上行资源，UE利用该资源发送上行数据。由于基站是周期性的对UE分配上行资源，减少了UE发送SR的流程，因此使得PING包的时延缩短。具体为：UE发送SR请求，基站检测到SR后，产生虚拟的BSR进行正常的调度处理，启动预调度，UE利用预调度的资源发送PING包的上行数据和可能的BSR。混合调度模式对所有的SR均做同样的处理，如果商用系统中用户量较大，大量的上行资源预授权将导致基站反向干扰加重，严重影响基站反向解调性能。商用局环境下不建议采用这种模式。3、解决措施结合上面的参数理论分析，制定出如下的参数调整方案：调整小区参数名称现网取值修改目标值滁州电信大楼第二小区PUCCH SR信道数量3
13、636SR传输周期10，20，40，805，10，20，40小区中配置的UE SR周期对应分配的信道数8,2,2,08,2,2,0每个RB内PUCCH format1可复用的最大用户数1212上行调度算法large BSR调度混合调度表2：参数调整方案一、不同调度算法对时延感知的差异对比分析在此之前先了解下网页浏览类指标的相关说明TCP三次握手时延：本主页本次访问的所有的TCP建链时间开销（所有的TCP建链完成-TCP建立请求SYN时间差的和，已经去除多个TCP同时建链的重复时间）ACK响应时延：本主页本次访问的所有的HTTP请求发送完成到HTTP服务器响应的第一个ACK之间的时间开销（已经去
14、除多个HTTP请求到ACK响应同时发生的重复时间）SP响应时延：本主页本次访问的所有的HTTP请求发送完成到HTTP服务器下行发送的第一个数据分片的时间开销（已经去除多个HTTP请求到服务器响应第一个分片同时发生的重复时间）接收时延：本主页本次访问的所有的HTTP响应的最后一个分片和第一个响应的分片的时间差（已经去除多个HTTP流同时接收分片的重复时间）无数传输时延：即在本主页本次访问的时间段中（由本网页本次浏览第一个DNS请求时间到最晚收到最后一个分片的HTTP请求的时间范围内），没有DNS请求、TCP握手、HTTP请求响应的时间（即可能是某次HTTP响应最后一个分片结束后，其他HTTP请求
15、没有开始的时间，例如用户等待一段时间后才往下拖动滚动条后，才会触发显示需要的内容，一般来说，多为网站的图片或者小视频等较大的页面元素）下行数传时延：即本主页完整打开时延减去无数据时延的这段时延，该指标刨除了用户行为导致的无数据传输时延，所以比主页完整打开时延更能反映用户的时延感知（一）SR发送次数对比不同的上行调度算法所产生的SR（调度请求）的次数并不一样，而发送一次SR（调度请求）之前需要等待一段时间才能发送出去，假设SR传输周期为10ms，则平均等待5ms，而发送SR调度请求之后，加上上行空口传输时延、基站处理时延、下行空口传输时延、上行固定等待的4ms时延，所以每发送一次SR消息，平均需要消耗约 5ms（发送SR平均等待时延）+4ms（基站处理时延和上下型空口传输时延）+4ms（上行数据发送等待时延）=13ms的时延。备注：在上行方向，终端需要根据下行的PDCCH调度信息，进行上行数据的发送，由于无线传输和设备处理都需要时间，因而下行的PDCCH和上行的PUSCH之间存在时延。对于FDD模式，这个时延为4ms,即4个子帧。图3：上行数据的调度与传输调度算法网址htt
