[智能终端对WCDMA网络的挑战及解决方案] 移动智能终端解决方案

　　随着WCDMA智能终端用户的大量增加，无线网络数据流量激增，为中国联通提供了新的业务增长点。与此同时，智能终端对WCDMA网络资源的占用远远超过规划预期，引起大量网络问题，如掉话、数据拥塞、网速缓慢等。因此，智能终端对网络带宽、信令等资源需求的急剧增长带来的负面影响已经成为亟需解决的问题。
　　1 智能终端发展趋势
　　随着3G业务的规模发展，智能终端替代非智能终端的趋势日益明显，未来5年中国智能终端的增长率将达到34.1%。2011年中国智能终端销量达到4700万部，较2010年增长70%；全球智能手机达到4亿部，较2010年增长40%；从2010年开始，三大运营商均已酝酿展开千元智能手机战略。
　　1.1 WCDMA终端类型多样化
　　目前已有超过2000种WCDMA终端在全球市场投入商用，终端的品牌、价格、款式和功能都非常丰富，无论是数量还是质量都远远超过其他3G制式的终端。热门的WCDMA终端包括：iPhone、HTC、Nokia、MOTO、SAMSUNG、HW、ZTE等最新手机（如图1）。
　　1.2 WCMDA终端智能化
　　随着上游终端芯片技术的成熟，生产厂商进入智能终端市场的门槛较以往大大降低；同时在运营商“千元智能终端”策略的推动下，2000元以下中低端智能终端市场正在被快速开发和渗透，智能终端市场出现了产品参数越来越高、产品价格却一步步走向平民化的新趋势。这在传统功能手机与高端智能终端之间拉出一个新的竞争区块。统计数据显示，2011年上半年，中国智能终端市场产品均价为2226元，同比下降2.6%；2011上半年24周，对中国智能终端市场价格指数的监测，也折射出智能终端产品均价逐步下降的趋势。性能的提升与价格的下降，这两方面因素的驱动使得智能终端在WCDMA网络中的比例迅速上升。
　　通过对Iu、Gb、Gn、Gi接口的信令参数IMEI进行提取，再通过IMEI库与提取的IMEI信息进行匹对，得出某大型城市WCDMA现网终端的类型分布情况如图2所示，排名前22位的终端中只有一款为非智能终端。
　　根据统计，TOP22种终端类型数量上Symbian占10款，iOS、Android各占3款；但在终端绝对数量上，iOS占44.39%，Symbian只占38.15%，Android占4.39%。值得注意的是在今年年初的统计中，某市WCDMA网络TOP22终端中还没有Android终端入选，近三个月时间该类智能终端比例从0增加到4.39%。
　　2 智能终端对WCDMA网络的挑战
　　2.1 智能终端带来的业务倍增对网络的挑战
　　对于用户而言，3G业务与2G的差别是高速的数据服务及其丰富的应用；而不同的智能终端会引发不同的的话务（业务）模型，与传统的语音、数据相比有着非常大的不同。随着智能终端的普及和WCDMA网络技术的演进，大量VoIP over HSPA业务、实时游戏类业务、高速视频类业务等业务应用在WCDMA网中，智能终端对网络的挑战将越来越大。
　　（1）智能终端平均流量高于普通终端
　　智能终端用户行为特点也不同于普通手机用户，流量消耗明显高于后者。通过CDR优化平台分析PS业务发现，145上网卡、iPhone、iPad用户和其他普通用户话务量存在明显差别：145数据卡平均每用户产生下行流量为普通用户的19.4倍，上行流量为普通用户的40.8倍；iPhone终端平均每用户产生下行流量为普通用户的3.56倍，上行流量为普通用户的1.87倍；iPad每用户产生下行流量为普通用户的8.34倍，上行流量为普通用户的9.6倍。图3为实际网络iPhone、iPad、145卡几种类型终端用户流量的对比统计。
　　（2）智能终端的永远在线（always on）
　　智能终端时刻保持PDP context激活，大部分智能终端都可设置成自动PDP状态，一旦检测到PDP context被去激活，立即发起激活流程。智能终端长期处于连接态（connected），长期占用公网IP地址等移动分组网络按需分配的资源。
　　（3）应用程序永远在线
　　QQ、MSN、Twitter、开心网、天气小插件、聊天和社区应用等，每隔几秒钟就发送一些keep alive的消息。这些消息数据量较小但却长期占用外网IP地址，同时也使得网络为此做了很多额外的无线信道分配和创建。以QQ为例，其控制信道消耗是其他业务（如网页浏览和下载）的5～10倍。部分智能终端会周期性地自动检测应用程序的版本并升级，造成大量的传送数据，而这些升级未必是用户想要的。
　　（4）智能终端带来的数据业务增长
　　随着3G网络的不断成熟，3G数据业务成倍增长。据统计，经过一年的发展，某市WCDMA网络2010年4月到2011年6月，数据业务忙时日平均流量数据业务增长了394.47%。3G数据业务的自然增长与智能终端引起的数据业务剧增，给WCDMA网络带来了一定的压力。
　　2.2 智能终端对网络负荷的影响
　　智能终端的使用频度高，状态迁移频繁，与网络交互远高于普通手机，导致网络系统负荷异常，即出现所谓“信令风暴”现象，影响网络容量和稳定性。
　　（1）智能终端使用频度高
　　由于智能终端的出现，各种基于GIS的服务、PushMail、网页浏览、网上购物等业务广泛应用。这些业务容易出现新话务模型，例如淘宝网推出基于手机版的秒杀活动，可能在很短的时间内出现信令拥塞与流量剧增问题。
　　（2）智能终端的快速休眠（fast dormancy）
　　智能终端出于节电的目的，在无PS数据需求时，上报Signaling connection Release消息，主动释放信令连接。UE在IDLE状态与DCH状态之间频繁迁移，会导致信令风暴。观察某市连续3个月的业务指派情况，发现PS业务建立数和智能终端主动释放的业务数均在增加；RNC控制面处理器出现了CPU平均利用率增加的情况，这些相当程度是由信令风暴引起的。智能终端的快速休眠引起CPU高负荷的示意图如图4：