TD—LTE下載速率的提升方法和實(shí)踐案例

唐紹艷

【摘 要】TD-LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)為用戶(hù)提供了一種全新的快速上網(wǎng)方式。但在實(shí)際應(yīng)用中，限制速率的問(wèn)題隨處可見(jiàn)。主要表現(xiàn)為吞吐率偏低和吞吐率波動(dòng)。本文通過(guò)分析、定位影響下行速率的主要因素，結(jié)合實(shí)際工作，總結(jié)出了優(yōu)化LTE速率的方法。有關(guān)分析結(jié)果將為提升用戶(hù)感知提供重要參考，并對(duì)系統(tǒng)的性能評(píng)估提供有益幫助。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE 速率 優(yōu)化

1 TD-LTE下載速率的基本概念及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

下載速率即單位時(shí)間內(nèi)下載的數(shù)據(jù)量，也稱(chēng)吞吐率。吞吐率等于下載數(shù)據(jù)量與統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)的比值.

按照TD-LTE單站驗(yàn)證的要求，F(xiàn)TP下載速率的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如下（子幀配比2，特殊子幀配比5，SINR作為選點(diǎn)參考）：

好點(diǎn)：RSRP>-85 dBm，SINR>20dB，下行吞吐量>45Mbps；

中點(diǎn)：RSRP在-95 dBm左右，SINR>10dB，下行吞吐量20Mbps左右；

差點(diǎn)：RSRP在-105 dBm左右，SINR>5dB，下行吞吐量5Mbps左右。

2 TD-LTE下載速率的影響因素

（2）數(shù)據(jù)信道可用的物理資源：公共信道的開(kāi)銷(xiāo)進(jìn)一步?jīng)Q定了用戶(hù)可以實(shí)際使用的資源，在下行方向，每個(gè)下行子幀中PDCCH信道在時(shí)域上可占用前1-3個(gè)OFDM符號(hào)（由PCFICH信道指示），此外系統(tǒng)消息、下行參考信號(hào)也帶來(lái)一定的下行資源開(kāi)銷(xiāo)。

（3）在計(jì)算單用戶(hù)峰值速率時(shí)，還需要考慮UE能力的限制，不同類(lèi)型的UE具備不同的上下行峰值速率。

（4）信道條件直接影響用戶(hù)資源分配，系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)所處位置的SINR，終端上報(bào)的CQI及用戶(hù)需求來(lái)分配RB資源。

（5）編碼速率（取決于無(wú)線(xiàn)信道質(zhì)量）：TD-LTE的調(diào)制方式主要有QPSK、16QAM、64QAM，不同的調(diào)制方式有不同的編碼速率。調(diào)制方式和編碼速率的選擇是由參考信號(hào)的測(cè)量估計(jì)得到。

（6）時(shí)隙配置和特殊子幀配置方式所對(duì)應(yīng)的理論速率差異很大，足以影響下載速率.

（7）傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、IDC服務(wù)器和下載服務(wù)器的性能均會(huì)影響吞吐率。

（8）開(kāi)啟異頻測(cè)量時(shí)，下行平均吞吐率會(huì)下降25%左右。

（9）下載速率無(wú)法提高時(shí)，有可能是無(wú)線(xiàn)設(shè)備存在故障或者需要重新啟動(dòng)，實(shí)際工作中偶爾會(huì)遇到此類(lèi)問(wèn)題。

3 TD-LTE下載速率提升的分析和常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 傳輸問(wèn)題影響下載速率

簇優(yōu)化過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)多個(gè)基站下載速率不達(dá)標(biāo)，只有5-15Mbps左右。如圖1所示，選取撫順萬(wàn)泉小區(qū)宏站進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示下行速率約為10Mbps左右，測(cè)試LOG分析發(fā)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)參數(shù)正常，MCS等級(jí)正常、編碼方式正常，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線(xiàn)環(huán)境RSRP、SINR良好，只有PRB調(diào)度低，已排除測(cè)試設(shè)備和服務(wù)器問(wèn)題。

針對(duì)調(diào)度問(wèn)題在基站側(cè)向UE進(jìn)行打BO測(cè)試（由基站向ue下發(fā)數(shù)據(jù)包），如圖2所示，發(fā)現(xiàn)調(diào)度正常，其他參數(shù)指標(biāo)正常，證明基站到UE空口正常、參數(shù)設(shè)置正常，初步懷疑基站上層資源問(wèn)題.

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為：UE→ENB→PTN設(shè)備（包括接入和匯聚）→PTN_CE→EPC→CMNET_CE。

目前撫順傳輸主要分為新設(shè)備PTN6220和老設(shè)設(shè)備PTN6200，其中老設(shè)備PTN6200的傳輸能力1G，除去備用通道，實(shí)際只有500M，這500M中還包括3G數(shù)據(jù)、專(zhuān)線(xiàn)數(shù)據(jù)等所有傳輸數(shù)據(jù)。所以留給LTE的資源有限，導(dǎo)致部分設(shè)備對(duì)LTE峰值速率產(chǎn)生影響，而部分新PTN6220設(shè)備中存在有些設(shè)備有告警、有些設(shè)備存在“失幀”，導(dǎo)致峰值速率受影響。

聯(lián)系傳輸中心進(jìn)行PTN設(shè)備核查，發(fā)現(xiàn)了8個(gè)站點(diǎn)下載速率慢問(wèn)題，其中2個(gè)站點(diǎn)因?yàn)?條鏈路上存在CRC誤碼導(dǎo)致； 2個(gè)站點(diǎn)因?yàn)槎温渖铣霈F(xiàn)PW殘損，導(dǎo)致大量丟棄幀，最終影響業(yè)務(wù)下載速率，萬(wàn)泉基站就是此類(lèi)問(wèn)題；3個(gè)站點(diǎn)下掛大量CPE，鏈路帶寬不足，導(dǎo)致下載速率低，通過(guò)調(diào)整業(yè)務(wù)路徑分擔(dān)方式解決；1個(gè)站點(diǎn)無(wú)法檢測(cè)到，最終通過(guò)替換硬件方式確認(rèn)為光模塊故障引起.

LTE基站大量開(kāi)通后，PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬資源占用率升高，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始高負(fù)荷承載，網(wǎng)絡(luò)帶寬和鏈路質(zhì)量逐步成為影響LTE基站速率的主要因素。優(yōu)化人員需重視此類(lèi)問(wèn)題對(duì)指標(biāo)的影響。

3.2 干擾問(wèn)題影響下載速率

某LTE基站1小區(qū)在測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)下載速率低（2Mbps左右），終端 ping 核心網(wǎng)側(cè)丟包率高達(dá) 50% 。該基站配置為S111，頻段是F 頻段 1880-1900MHz，帶寬20M，參考信號(hào)功率12dBm，上下行時(shí)隙配比1：3，特殊子幀時(shí)隙配置DwPTS：GP：UpPTS=3：9：2.

由于速率問(wèn)題的排查涉及因素很多，需逐一完成終端、核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)環(huán)境、傳輸、網(wǎng)管參數(shù)等方面的排查。

因?yàn)樵摻K端在同ENodeB的2，3小區(qū)進(jìn)行FTP下載，下載速率均達(dá)到50Mbps以上，可以判斷該故障僅與1小區(qū)有關(guān)，與核心網(wǎng)、傳輸及終端無(wú)關(guān)。又因?yàn)镃C板是3個(gè)方向共用的，也可以確認(rèn)故障與CC板無(wú)關(guān)。

由于2、3小區(qū)測(cè)試正常，僅1小區(qū)速率低。參照2，3小區(qū)參數(shù)對(duì)1小區(qū)參數(shù)進(jìn)行了核查，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)對(duì)3個(gè)小區(qū)PCI碼進(jìn)行了核查，符合規(guī)劃要求。

為防止 BBU 、 RRU 版本不匹配（可能造成 IQ 數(shù)據(jù)錯(cuò)亂）導(dǎo)致的底噪高等故障，對(duì)1小區(qū)RRU版本進(jìn)行核查，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)第一步的排查，確認(rèn)了故障僅與1方向有關(guān)。接下來(lái)測(cè)試與1小區(qū)相關(guān)的硬件設(shè)備。telnet 方式登錄 CC 板，直接 ping 1小區(qū)對(duì)應(yīng) RRU 的地址，無(wú)丟包，時(shí)延正常。

使用底噪查詢(xún)工具。發(fā)現(xiàn)1小區(qū)底噪為 -93dBm，明顯偏高（小區(qū)空載時(shí)底噪正常值應(yīng)在 -117 dBm 左右）。 2小區(qū)底噪在 -111 dBm 左右， 3小區(qū)底噪在 -110 dBm 左右。

將查詢(xún)出的底噪值與各小區(qū)的業(yè)務(wù)速率對(duì)比，很容易看出業(yè)務(wù)速率低的小區(qū)恰好是后臺(tái)查詢(xún)底噪高的小區(qū)。由此判斷為底噪高是導(dǎo)致空口質(zhì)量差，引起終端業(yè)務(wù)速率低、 ping 包丟包率高的原因。

為防止長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致硬件噪聲累積升高，依次復(fù)位了該小區(qū)對(duì)應(yīng)的 RRU 、 BPL 、 CC 。每復(fù)位一步都查看一次底噪、并現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一次。結(jié)果表明復(fù)位無(wú)效。

因?yàn)?R8928FA 有 8 個(gè)通道，為確認(rèn)是否單個(gè)（或某幾個(gè)）通道硬件故障導(dǎo)致的底噪高，后臺(tái)將 1 小區(qū)對(duì)應(yīng)的 R8928FA 每次僅激活一個(gè)通道并記錄底噪值，最后將測(cè)得的 8 個(gè)通道的底噪值做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)基本一致并且都在正常范圍內(nèi)，說(shuō)明8個(gè)通道都正常。

因?yàn)?1 小區(qū)下業(yè)務(wù)有故障，2、3 小區(qū)下業(yè)務(wù)正常，所以可以通過(guò)交叉光纖定位故障是否在 BBU 側(cè)。測(cè)試后確定該故障與 BBU 側(cè)無(wú)關(guān)。

通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)方位角，可以定位是 RRU （包含RRU和天線(xiàn)及跳線(xiàn)）故障還是無(wú)線(xiàn)環(huán)境的影響。通過(guò)這種方式，確定了問(wèn)題原因在于無(wú)線(xiàn)環(huán)境。

閉塞周邊所有 LTE 小區(qū)，排查是否系統(tǒng)內(nèi)干擾 將該站點(diǎn)周?chē)乃?LTE 小區(qū)，以及 2、3小區(qū)全部閉塞，僅保留 1 小區(qū)。查看 1 小區(qū)底噪為 -97 dBm左右，前臺(tái)測(cè)試業(yè)務(wù)速率低、丟包率高，故障情況基本沒(méi)有改善。 由此判斷干擾來(lái)自系統(tǒng)外。對(duì) 1880-1900MHz 掃頻，發(fā)現(xiàn)移動(dòng) DCS1800 頻段天線(xiàn)對(duì)該頻段有干擾。觀察天線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)2，3方向LTE天線(xiàn)與DCS天線(xiàn)水平隔離度1米左右，而1方向LTE與DCS天線(xiàn)水平隔離度僅0.4米左右。然后嘗試改變1方向LTE天線(xiàn)位置，將其與DCS天線(xiàn)水平隔離度增加到1米。然后測(cè)試1小區(qū)，底噪-108 dBm，下載速率50Mbps，故障排查完成。

通過(guò)故障排查前后指標(biāo)對(duì)比，1小區(qū)下載速率由故障前的1 Mbps提升到50Mbps，底噪由故障前的-93 dBm降低到-108 dBm，達(dá)到LTE驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。由于TD-LTE F頻段頻率為1880-1900MHz，移動(dòng)DCS下行頻段1805-1830 MHz。由于DCS與LTE頻段接近，所以當(dāng)DCS天線(xiàn)與LTE天線(xiàn)距離過(guò)近，DCS信號(hào)會(huì)對(duì)LTE造成強(qiáng)干擾。解決方法：提高DCS天線(xiàn)與LTE天線(xiàn)水平隔離度，建議將水平隔離度提高到1米以上，DCS對(duì)LTE干擾可基本消除。

3.3 特殊時(shí)隙配置錯(cuò)誤引起下載速率低問(wèn)題

接到用戶(hù)投訴反映，在十中附近信號(hào)很強(qiáng)，但下載速率很低。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)信道質(zhì)量良好，RSRP在-90dBm、SINR在20dB左右，屬于中近點(diǎn)；調(diào)度較滿(mǎn)，平均每個(gè)時(shí)隙調(diào)度90個(gè)RB以上；上報(bào)的CQI為14階，但實(shí)際調(diào)度的MCS低至5階；誤碼率較高，15%～20%左右；下載速率在5Mbps-8Mbps之間；

可能的原因有：終端問(wèn)題：多款終端占用該小區(qū)下載速率均低，在其他地方未復(fù)現(xiàn)此問(wèn)題，排除終端問(wèn)題的可能性；如果干擾嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致SINR值低，速率低，但測(cè)試儀表顯示SINR在20db以上； 如果開(kāi)啟了周期性的MR測(cè)量，會(huì)導(dǎo)致調(diào)度不滿(mǎn)，速率偏低，經(jīng)核實(shí)，未開(kāi)啟MR測(cè)量 ；參數(shù)配置錯(cuò)誤的可能性最大。

問(wèn)題定位和解決：測(cè)試中發(fā)現(xiàn)該小區(qū)采用的頻段為F頻段，但是SSP為7，說(shuō)明特殊子幀配置為10：2：2，因此和共站的TDS產(chǎn)生了較大干擾。將SSP調(diào)整為5，（特殊子幀配置為3：9：2），該小區(qū)速率恢復(fù)到平均速率40Mbps，峰值速率恢復(fù)到60Mbps。

3.4 BBU問(wèn)題重啟后提升LTE下載速率

移動(dòng)綜合樓內(nèi)LTE下載速率不穩(wěn)定，下載速度在3-45Mbps之間波動(dòng)，變化比較頻繁。1樓，實(shí)際下載峰值速率能達(dá)到45MB；2樓到5樓，實(shí)際下載峰值速率只能達(dá)到3Mbps。上述現(xiàn)象與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（單流峰值速率達(dá)到35Mbps，雙流峰值速率達(dá)到70Mbps）不符，并對(duì)客戶(hù)感知產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

原因排查：

天饋系統(tǒng)故障：移動(dòng)公司綜合樓LTE共一個(gè)小區(qū)，2臺(tái)RRU覆蓋，我們選擇在1樓RRU輸出端接衰減器再接天線(xiàn)的方法進(jìn)行測(cè)試，確定是天饋問(wèn)題還是設(shè)備側(cè)的問(wèn)題，掉電重啟后，測(cè)試結(jié)果不理想，峰值能達(dá)到70Mbps，但速率波動(dòng)還是比較大，隨后又到5樓用同樣的方法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與1樓一樣，據(jù)工程優(yōu)化的人員反應(yīng)，掉電重啟后的速率較之前相比，還是有大幅度的提升，由此說(shuō)明是設(shè)備側(cè)導(dǎo)致的問(wèn)題。

RRU設(shè)備故障：更換RRU后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果無(wú)任何改變。

后臺(tái)數(shù)據(jù)設(shè)置異常：由于是整個(gè)小區(qū)下所有的RRU都存在下載速率波動(dòng)大問(wèn)題，我們選擇在流量較低時(shí)段重做數(shù)據(jù)，重做數(shù)據(jù)后測(cè)試結(jié)果顯示較之前無(wú)任何改善，說(shuō)明后臺(tái)數(shù)據(jù)設(shè)置正常。

解決措施：最后選擇掉電重啟BBU再次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示下載速率穩(wěn)定在70Mbps左右。將天饋復(fù)原后對(duì)整個(gè)綜合樓進(jìn)行掃樓測(cè)試，整體下載速率穩(wěn)定在70Mbps左右，已恢復(fù)正常。

對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)先排查問(wèn)題存在于天饋系統(tǒng)側(cè)還是設(shè)備側(cè)：如問(wèn)題存在于天饋系統(tǒng)側(cè)，需對(duì)饋線(xiàn)中的接頭、器件進(jìn)行逐一排查，并更換故障器件；如問(wèn)題存在于設(shè)備側(cè)，則需對(duì)RRU設(shè)備、后臺(tái)參數(shù)設(shè)置、BBU設(shè)備等情況進(jìn)行逐級(jí)排查， 如果排除掉數(shù)據(jù)側(cè)和器件側(cè)的問(wèn)題，建議重啟BBU和RRU。

4 結(jié)語(yǔ)

在TD-LTE的速率優(yōu)化過(guò)程中，優(yōu)化人員經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題和挑戰(zhàn).經(jīng)過(guò)不斷學(xué)習(xí)和積累，仔細(xì)分析問(wèn)題的原因和本質(zhì)，追本溯源，鍥而不舍，一定會(huì)圓滿(mǎn)的達(dá)成優(yōu)化目標(biāo).

參考文獻(xiàn)：

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