精品案例-针对校园游戏卡顿差异化解决方案
针对校园游戏卡顿差异化解决方案
摘要：随着扬州校园营销的大力开展以及不限量套餐的推出，校园的用户数和流量都出现激增。针对这些情况，扬州无线维护中心及时的开展网络扩容和优化工作，主要如下：
1、对校园的室分系统进行信源分裂及新增2.1G或1.8G网络。
2、更换校园的室分系统1.8G的RRU，使得带宽从15M变为20M。
3、校园周边的室外宏站新增TDD-LTE进行业务分流。
4、优化和调整校园站点的配置参数
这些措施都极大提升了校园的容量，降低了PRB的利用率，提升了用户的感知。但是近期校园中心反映，学生在玩某些网络游戏存在卡顿现象，尤其在南邮通达学院的3号宿舍楼。本文以南邮通达学院为例，通过目的性测试，发现导致学生游戏卡顿的有多种原因，并针对这些原因，并结合每个宿舍的结构性不同以及网络问题的不同分别给出差异化的精准解决方案。
关键字：频点干扰、差异化、衰耗、游戏时延
一、南邮通达学院网络情况概述
1.1校园无线网络覆盖结构
南京邮电大学通达学院，位于扬州市扬子津科教园区，校区占地近700亩，现有在校师生8300余人。学生公寓共有8栋，建筑形状呈U型，宿舍区域LTE覆盖主要由外围2个宏站和内部13个RRU室内分布系统构成。具体网络拓扑结构以及覆盖扇区清单如下：
1.2网络KPI指标
根据近期的学生和校园中心反映的情况，并且结合各宿舍楼的话务负载情况，重点提取了2号、3号、5号、9号宿舍楼，统计最忙的三个时段一周的KPI指标并进行对比，具体如下图：
1.3用户感知情况
①、校园DPI情况
②、校园用户投诉情况
用户投诉主要集中在3号宿舍楼，学生主要反映王者荣耀卡顿的问题。校园中心则认为电信室内分布天线位置劣于其他运营商是主要因素，要求无线维护中心整改，整改费用成本极高，大致需35万元。
二、测试方案制定
结合通达学院2、3、5、9宿舍楼的网络KPI和用户感知情况，发现反映最为强烈的3号宿舍的PRB资源利用率及RRC用户数和其他宿舍楼几乎持平，感知优良率甚至优于其他宿舍楼。因此我们初步认定3号宿舍楼，无线网络忙并非导致王者荣耀卡顿的唯一原因。需要从多个方面测试，来确定学生玩网游时延高的原因。根据此制定了下面几个测试内容：①、天线出口功率测试
由于通达学院的室内分布系统是2010年开通，已在用7年多，不少无源器件老化，性能下降。该项测试用来确认室分设备是否正常工作，为后期其他优化深入分析排除设备侧隐患。
②、室分天线衰耗测试
校园中心提出电信室内分布天线位置劣于其他运营商是用户感知差的主要因素，因此在天线口及室内深处做对比测试，计算电信和移动衰耗情况。同时也为了更好的了解移动无线网络在校园覆盖情况，找出差距，提升自己网络质量。
③、网络指标及感知时延测试
当前校园用户LTE使用感知主要来自于游戏时延、视频流畅、网页浏览等几方面，尤其近年风靡校园的手机游戏王者荣耀使用感知最为突出，这款游戏对时延和网速的要求十分苛刻。因此除了常规的网络指标外，还需测试了王者荣耀感知时延等业务。
三、测试结果分析及结论
经过对通达学院校园宿舍楼大面积的测试，尤其是3号宿舍楼进行了重点的测试及分析，发现感知差的原因主要来自于三个方面，具体如下：
3.1室分系统年限使用较长，部分天线出口功率不足
通过对通达学院3号宿舍公寓共57个室分天线出口功率RSRP测试中发现，共存在11个天线出口功率低于-75dBm，设备老化，功能下降。
不同位置的异常功率的天线，反映的设备老化问题多有不同，总结如下（以2层举例）：
3.2不同类型房间的衰耗存在差异，后期整改需区别对待
通达学院的宿舍楼结构主要分为两种：一种为I型，一种为L型。因此天线穿透的墙体也有明显区别，I型宿舍的吸顶天线直接穿透房间，并且仅有一层墙体的衰耗；而L型宿舍的吸顶天线间距折射进房间且存在两层墙体的损耗。
对测试数据进行统计汇总，发现两种宿舍室内信号衰减均值如下：
①、I型宿舍衰耗分析
从汇总结果来看，电信天线损耗均值比移动的高10db，对测试数据进一步分析，电信的衰耗值从1到32dbm不等，而移动衰耗值从1到15dbm，电信的波动值明显高于移动，通过这两者均方差的统计如下：
电信室分信号穿透衰减值的方差值要远远大于移动，为了找明原因，在现场勘查室分天
线布放位置，同时对比天线穿透损耗值。发现部分天线布放的位置对损耗值影响明显：越接近于宿舍门口窗口的天线穿透损耗越小，高于窗口的天线穿透损耗较大。尤其是天线全部在墙体以上的是不符合施工规范的，需要整改。
②、L型宿舍衰耗分析
通过汇总结果可以看出，L型宿舍无论电信（宿舍外门口天线）还是移动（宿舍内门口天线）室分信号穿透损耗均较大：移动信号衰减25dB左右；电信信号衰减33dB左右。说明仅仅将天线整改至宿舍内窗口位置依然无法彻底解决宿舍覆盖问题，需进一步延伸天线至宿舍内部才能达到覆盖效果。
3.3室内外1.8G由于不同带宽频段导致干扰严重
①、室内外干扰频谱示意
虽然室内外站点都是1.8G 的频段，但是室内分布系统的频段为1860-1880MHZ，而室外站点的频段为1860-1875MHZ，两者中心频点不一致，带宽也一致，无法互为同频邻区，因此干扰非常严重。从测试数据也表明，在两者强度接近时,SINR值波动异常，ping测试时延抖动也非常大。
根据受室外1.8G频点干扰的强、微、弱这三情况，分别实际场测以及干扰测量如下：
室内外信号强度接近，干扰严重
室内外信号强度存在一定差距，轻微干扰
室内外信号强度差距较大，几乎无干扰
②、不同网络相互影响其SINR值稳定点的研究
当室外信号接近或者强于室内信号时，SINR会从-3以下到10之间剧烈波动，在进行业务室内外切换频繁，直至切至2.1G网络，终端信号才趋于稳定。因此需要研究室内外信号的RSRP差值对SINR值的影响。
考虑到现场的实际情况，采样点选择条件如下：
1、室分信号强度在-105dbm以上，且属于最强或次强的信号。
2、终端只搜到1路或者2路信号，即使出现3路以上，第3路信号也比第2路低6db
以上。
分别对室分1.8G系统20M和15M进行测试和汇总，即室分20M/室外15M和室分15M/室外15M。
室分20M/室外15M条件下，室内外RSRP差值和SINR关系的散点图如下：
从上图可以明显看出，当SINR波动是非常大的，但是基本上只有RSRP的差值大于15dbm，SINR值才能基本保障10以上。具体如下：
室分
将室分系统的从20M改为15M，SINR值明显好转，切换更为平滑。
SINR值和室内外RSRP差值关系示意图：
室内比室外RSRP
差值
高
室内SINR 值
室内SINR 值
室内比室外RSRP 差值 高
15M 1.8G 基站
15M 1.8G 基站
RSRP 差值大于20dBm 时，室内SINR 值可稳
定在10以上
RSRP 差值大于5dBm 时，室内SINR 值即可
稳定在10以上
③、SINR 的稳定性直接关系ping 时延稳定
在测试网络指标的同时，对王者荣耀的ping 时延进行测试，发现SINR 值的稳定性直接关系到ping 时延的稳定性。以通达学院3号宿舍楼五单元101和七单元103在其房间内进行定点测试对比，结果如下：
测试宿舍与室外站点位置示意图
SINR值波动对比
Ping测试时延对比
从上图可以看出，对比两个宿舍，七单元103受室外干扰较大，在定点测试的情况下，SINR值剧烈波动，观察王者荣耀ping时延，也出现瞬间的高时延，给用户的感知就是卡顿。而五单元101，SINR值变化较为平缓，其均值也高于七单元103，在王者荣耀ping测试的时延也保持稳定。
四、差异化精准解决方案
4.1天线出口功率不足，更换无源器件
通过前期宿舍公寓室分各天线出口功率的摸测结果，结合问题天线所属室分信源节点位
置，通达学院3号宿舍公寓室分设备共排查老化天线和老化耦合器。
4.2衰耗大的房间，天线更换位置
根据校园宿舍不同的建筑结构采用差异化整改方案：
①、I型衰耗大宿舍
优先将衰耗较大天线下拉一段距离，挪至靠近宿舍门口窗户位置；由于该方案影响美观，校园协调困在一定难度。
其次，在天线下拉方案难以协调时，采用天线位置整改方案，将宿舍外门口天线引入宿舍内门口位置安装。
②、L型衰耗大宿舍
直接采用天线位置整改方案，将宿舍外门口天线延伸至宿舍内部。
4.3受室外站干扰的严重房间差异化处理
经过摸测，受室外1.8G干扰严重的主要是1、2、3号楼，但是受干扰的区域有着明显的区别：
①、室分大面积受干扰，有严重影响的宿舍超过100间。3号楼最为明显，主要影响区域为西侧及中部1-6层。
②、室分小部分受干扰，主要集中在室分的中段。2号楼最为明显，主要影响区域为西侧5-6的部分房间。
③、室分小部分受干扰，主要集中在室分的末端。1号楼最为明显，主要影响区域为东北角4-6层的部分房间。
受干扰宿舍示意图
针对上述的影响室分区域的差异性，制定出不同的优化整改方案，做到低成本、高效率解决室外站对室内的影响。
3号楼问题解决方案：从20M带宽改回15M带宽，同步修改异频载频配置和邻区关系。
2号楼问题解决方案：从原主干断开，跳过受干扰的房间。仅从2.1G的RRU上单独耦合一路覆盖存在干扰的房间。
1号楼问题解决方案：在受干扰末端宿舍的上游位置，更换2.1G频段的合路器，并且该合路器不支持1.8G，这样就可以有效的过滤掉1.8G的信号。
4.4PUCCH参数优化
为优化SR超次问题，改善王者荣耀游戏体验，扬州选取校园话务较高的站点进行PUCCH 资源优化验证测试，优化主要集中在如下两点：
1）CQI上报周期拉长、功率降低；ACK功率提升；SR功率提升；
2）扩大PUCCH占的RB数
具体修改参数如下：
五、优化前后效果对比
5.1网络指标对比
经过以上整改措施，通达学院宿舍区域LTE覆盖提升明显，彻底解决了受室外1.8G频段扇区干扰问题，天线位置的整改解决了覆盖问题，参数的修改解决了时延的问题，RSRP 和SINR均值得到大幅提升，用户感知明显改善，Ping时延较低，游戏体验十分流畅。通过整改前后抽取同样的100个宿舍PING时延测试对比，可以明显看出宿舍网络指标得以大幅提升，具体如下：
5.2用户感知对比
在参数优化前，在选取的站点区域进行王者荣耀游戏测试，测试时段为话务忙时21~233点之间，记录游戏过程的卡顿次数，卡顿时间以及抓取Wireshark包，测试结果如下：
六、优化总结
1、针对室分系统年限较长，部分无源器件由于老化性能劣化，导致出口功率不足，根据测试结果有针对性进行整改。
2、学校的房间由于结构上的差异性，L型的房间衰耗明显高于I型，L型房间室分的天线重新选择合适的位置，有利于提升覆盖。
3、针对校园内20M带宽受外界15M宏站同频干扰的情况，根据楼层受干扰的面积和位置，差异化的进行解决，室分大面积受干扰的退回15M；室分中段受干扰的区域，1.8G信源重放馈线跳过中段的天线，只有2.1G的信号。末端受干扰的加载滤波器，过滤掉1.8G信号，只留2.1G信号。通过这种方式进行整改，整改成本最低，外在干扰降到最低，对用户带宽保留最大。
4、PUCCH参数的优化，降低了ping时延，提高了用户的游戏感知。
5、通过这些差异化的解决方案代替了原准备重新做室分的方案，节省了大量的建设成本。