LTE實(shí)戰(zhàn)技巧之下載速率提升

1、一、概述下載速率是衡量LTE網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)最重要的實(shí)測指標(biāo)，現(xiàn)場很多優(yōu)化工作也是圍繞這個(gè)指標(biāo)進(jìn)行的，因此掌握下載速率提升的方法是前臺測試分析工程師必備的技能之一。本文從整體思路上對下載速率進(jìn)行分析，便于大家理清思路，但對具體的技術(shù)手段并不詳細(xì)展開。為了使分析過程更有條理性，我們把影響下載速率的因素分為靜態(tài)和動態(tài)兩種，所謂靜態(tài)因素，相當(dāng)于CQT定點(diǎn)測試環(huán)境下終端峰值速率的限制因素；動態(tài)則定義為終端移動環(huán)境下影響終端速率的其他因素，例如切換、TAU等；另外優(yōu)化過程中還需要考慮到一些不太常見的特殊情況。二、靜態(tài)因素及其解決方案靜態(tài)環(huán)境下的峰值速率是可以較準(zhǔn)確地計(jì)算的，我們從它的計(jì)算公式入手進(jìn)行分析：TD

2、-LTE傳輸速率=每TTI傳輸速率*調(diào)度次數(shù)1. 每TTI傳輸速率每TTI傳輸速率的影響因素有：每TTI可用于傳輸數(shù)據(jù)的RE數(shù)量，調(diào)制編碼方式，TM模式等。每TTI可用的RE數(shù)量每TTI可用的RE數(shù)量=時(shí)頻域最大RE數(shù)量-開銷信道RE數(shù)其中，最大RE數(shù)量受限于帶寬、幀結(jié)構(gòu)及子幀配比，優(yōu)化過程中除非整體網(wǎng)絡(luò)升級，一般不能更改；開銷信道主要包括PHICH、RS信號、PDCCH、PBCH、PCFICH、PSS/SSS等，這些信令開銷也是固定的，無法優(yōu)化（其中PDCCH的數(shù)量可以自行設(shè)置，但現(xiàn)網(wǎng)一般都配置為動態(tài)的，無需優(yōu)化）。因此，了解了LTE各開銷信道占用RE的位置及數(shù)量，有助于我們加深對LTE理論

3、的理解，但無法據(jù)此開展下載速率方面的優(yōu)化工作。調(diào)制編碼方式下行調(diào)制方式有QPSK、16QAM和64QAM三種，三種調(diào)制方式下對應(yīng)每個(gè)符號的比特?cái)?shù)分別為2/4/6，當(dāng)然，調(diào)制階數(shù)越高，所要求的信道質(zhì)量越高。另外還規(guī)定了32種MCS，其中MCS028共29種用于數(shù)據(jù)初始傳輸過程，不同的MCS傳輸效率不同。終端根據(jù)接收到的RS信號，在保障一定BLER的情況下，得到下行接收信號的SINR，終端廠家根據(jù)各自的BLER-SINR仿真表，將SINR映射成015共16個(gè)等級的CQI，并上報(bào)。eNB根據(jù)不同的CQI等級選擇最有效的調(diào)制和編碼方式，MCS和調(diào)制方式確定后，編碼效率就確定了。下圖是目標(biāo)BLER為10

4、%情況下的等效SINR和CQI、調(diào)制方式、編碼效率的對應(yīng)關(guān)系：TM模式傳輸模式是針對單個(gè)終端的，同小區(qū)不同終端可以有不同傳輸模式。eNB自行決定某一時(shí)刻對某一終端采用什么傳輸模式，并通過RRC信令通知終端，不同的傳輸模式適用于不同的場景，抗干擾性能和傳輸效率也不同：終端根據(jù)當(dāng)前無線信道質(zhì)量，向eNB反饋CQI，如有必要還需反饋PMI/RI，eNB根據(jù)收到的信息，結(jié)合各類TM模式的轉(zhuǎn)換門限，為UE選擇合適的TM模式。如果CQI正常的情況下，終端并未采用我們期望的TM模式，可以檢查一下TM轉(zhuǎn)換門限參數(shù)。2. 調(diào)度次數(shù)調(diào)度次數(shù)體現(xiàn)了終端對基站資源的占用情況，占用越多，速率越高。該次數(shù)受限于基站時(shí)頻域

5、的最大調(diào)度次數(shù)及具體的調(diào)度算法。頻域最大調(diào)度次數(shù)頻域上以RB為單位進(jìn)行調(diào)度，因此最大頻域調(diào)度次數(shù)受限于帶寬，以20M帶寬為例，最大的頻域調(diào)度次數(shù)為100個(gè)RB。對于特定的系統(tǒng)，帶寬確定后頻域的最大調(diào)度次數(shù)就固定了，無法優(yōu)化。時(shí)域最大調(diào)度次數(shù)時(shí)域上以1ms為單位進(jìn)行調(diào)度，下行最大調(diào)度次數(shù)由子幀配置與特殊子幀配比決定。子幀配比配置例如：當(dāng)子幀配比為2時(shí)，每10ms有6個(gè)下行子幀，1秒內(nèi)有600個(gè)下行子幀，在不考慮特殊子幀的情況下，時(shí)域最大調(diào)度次數(shù)為600.特殊子幀配置協(xié)議規(guī)定，當(dāng)特殊子幀中DwPTS的符號數(shù)大于等于9的時(shí)候，DwPTS也可以用來傳輸下行數(shù)據(jù)，此時(shí)也需要考慮特殊子幀的調(diào)度次數(shù)。例如：

6、當(dāng)子幀配比為2、特殊子幀配比為7時(shí)，由于每10ms有兩個(gè)特殊子幀，因此特殊子幀每秒的調(diào)度數(shù)為200，加上下行子幀的600，時(shí)域最大調(diào)度數(shù)為800次/秒。調(diào)度算法一個(gè)小區(qū)同時(shí)為多個(gè)用戶服務(wù)，如何為這些無線用戶的各種分組業(yè)務(wù)合理分配無線資源就是調(diào)度算法需要解決的問題。好的算法在保證用戶業(yè)務(wù) QOS前提下，盡可能提高系統(tǒng)的公平性與吞吐量，即提高系統(tǒng)容量的同時(shí)，必須使各個(gè)用戶盡可能公平地共享無線資源。目前有三種調(diào)度算法：1、最大載干比算法（MaxCI）：根據(jù)用戶信道質(zhì)量好壞來進(jìn)行調(diào)度。2、輪詢算法（RR）：保證小區(qū)內(nèi)用戶按某種確定的順序循環(huán)占用等量的無線資源。3、比例公平算法（PF）：綜合考慮用戶的信

7、道質(zhì)量情況、當(dāng)前需要傳送的數(shù)據(jù)量?，F(xiàn)網(wǎng)一般采用PF算法，對于我們?nèi)粘＠W(wǎng)測試來說，當(dāng)前需要傳送的數(shù)據(jù)量肯定滿足最大調(diào)度的要求，因此影響我們實(shí)際調(diào)度次數(shù)的主要就是信道質(zhì)量，也即SINR。正常情況下的一輪拉網(wǎng)測試，對于20M帶寬，頻域調(diào)度次數(shù)可達(dá)到90左右；對于子幀配比2特殊子幀配比7，時(shí)域調(diào)度次數(shù)可達(dá)到740次/秒左右。如果SINR無異常波動，調(diào)度次數(shù)偏離這個(gè)數(shù)值太多，則可能是由于測試時(shí)段下用戶數(shù)太多，此時(shí)的下載速率測試值不能反映實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)水平，僅供參考。綜上，以CDS測試軟件為例，我們在分析過程中需要關(guān)注的幾個(gè)主要方面如下圖：SA Type：子幀配置SSP：特殊子幀配置TM Mode：TM模式

8、DL Grant Num/s：時(shí)域上每秒調(diào)度數(shù)RB Num/slot: 頻域上RB調(diào)度數(shù)Ave MCS：平均MCSCRS RSRP：RS信號的RSRP強(qiáng)度CRS SINR：RS信號的SINR值以上幾個(gè)值是我們在分析低速率的時(shí)候需要重點(diǎn)關(guān)注的。3. 無線信道質(zhì)量的優(yōu)化總的來說，無線信道質(zhì)量決定了調(diào)制編碼方式、TM方式、資源調(diào)度等方面，進(jìn)而影響終端的下行速率，因此如何改善無線信道質(zhì)量是我們優(yōu)化工作中的重中之重。衡量無線信道質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)就是SINR，實(shí)際上，現(xiàn)場絕大多數(shù)前臺工作均圍繞SINR的提升來開展。提高SINR值，可以從以下幾個(gè)方面來著手分析：1、同頻鄰區(qū)電平是否高于服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生這種情況時(shí)，

9、SINR一般會將到0以下，嚴(yán)重影響下載速率，可從兩個(gè)方面來核查：a)鄰區(qū)漏配；b)切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，同頻CIO過大或過小。同頻設(shè)置CIO會導(dǎo)致過早或過晚切換，這兩種情況都可能造成鄰區(qū)RSRP高于服務(wù)小區(qū)，嚴(yán)重影響SINR和速率。因此，同頻鄰區(qū)之間強(qiáng)烈建議不設(shè)CIO。2、是否有模三干擾同頻鄰區(qū)的PCI與主服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生模三干擾，且兩者的RSRP相差不大。3、重疊覆蓋重疊覆蓋是造成SINR差的最主要原因，也是最難以處理的一個(gè)。我們先來看看SINR和鄰區(qū)個(gè)數(shù)的關(guān)系，以下是多個(gè)網(wǎng)格的F頻段鎖頻測試數(shù)據(jù)匯總分析結(jié)果：圖中X軸是鄰區(qū)與服務(wù)小區(qū)的RSRP差值（差值為負(fù)的是鄰區(qū)漏配），Y軸是SINR，可見，不論

10、鄰區(qū)與服務(wù)小區(qū)的RSRP差值多少，個(gè)數(shù)與SINR呈線性關(guān)系，沒有明顯拐點(diǎn)。鄰區(qū)與服務(wù)器的差值，不管是6dB還是10dB，多一層鄰區(qū)SINR就惡化一點(diǎn)。減少重疊覆蓋不外乎兩種途徑：增強(qiáng)主覆蓋信號或者降低鄰區(qū)電平。具體實(shí)施辦法以天線調(diào)整為主，同時(shí)可輔以Pmax、天線權(quán)值、dlRSBoost等參數(shù)調(diào)整手段，另外調(diào)整天線方位角的時(shí)候需特別注意不要造成覆蓋盲區(qū)引起投訴。4、外部干擾外部干擾的影響無需多說，我們可以結(jié)合網(wǎng)管kpi等手段定位干擾區(qū)域，進(jìn)而處理。5、異頻組網(wǎng)不同頻率間信號是正交的，實(shí)際工作中可通過改頻等手段來減少單一頻段的重疊覆蓋，這種手段的優(yōu)點(diǎn)是見效快、實(shí)施工作量小，缺點(diǎn)是只能臨時(shí)使用，非長

11、久之計(jì)。三、動態(tài)因素除了以上的靜態(tài)因素外，還有一些動態(tài)因素對速率造成影響，優(yōu)化工作中也應(yīng)盡量避免：1. 頻繁切換切換過程中，由于用戶面和信令面轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)延，此時(shí)下載速率會有一定程度的下降。正常的切換不可避免，但如果終端頻繁切換甚至乒乓切換的話，將對速率產(chǎn)生較大影響。我們將切換事件直接呈現(xiàn)到地圖上，可以很快捷地找到頻繁切換的地段，下圖紅圈處就是頻繁切換區(qū)域：產(chǎn)生頻繁切換的原因有：無主導(dǎo)覆蓋；切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致乒乓。其中乒乓切換常見的情況是由于加了正向的CIO正值而反向未相應(yīng)增加負(fù)的CIO導(dǎo)致，另外也可能是A3和A5之間來回切換，需要根據(jù)具體情況具體分析。2. 頻繁TAU同樣地，頻繁TAU也會造成速率下降。產(chǎn)生的原因有二：a) 小區(qū)TAC規(guī)劃有誤，造成TAC插花。在mapinfo上做個(gè)TAC的專題圖很容易就可以發(fā)現(xiàn)這種情況。b) TAC交界處幾個(gè)小區(qū)的主覆蓋范圍不明顯。此時(shí)需要調(diào)整天線，明確主服務(wù)小區(qū)。3. 異頻測量由于UE只有一個(gè)接收機(jī)，在同一時(shí)刻只可能在一個(gè)頻點(diǎn)上接收信號，因此當(dāng)UE需要測量異頻時(shí)，必須離開當(dāng)前頻點(diǎn)，此時(shí)間段內(nèi)不能進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對速率的影響是顯而易見的。這個(gè)測量的時(shí)間由異頻測量GAP定義，有模式1和模式2兩種，模式1中TGAP為6ms，周期Tperiod為40ms；模式2中TGAP為6ms，周期Tperiod為80ms。