5G 用戶下載速率低問題分析和處理

［許文輝 紀(jì)純妹 胡琳欣 陳郁喬］

1 引言

2018 年6 月14 日，第五代移動通信（5G）獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)正式凍結(jié)，這意味著5G 完成了第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作。5G 第一階段標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了對“增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）”的支持。針對該指標(biāo)，中國移動組織開展“4/5G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量協(xié)同攻堅(jiān)大會戰(zhàn)”，5G 商用初期重點(diǎn)是有效提升用戶感知，實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)就包括下載速率。而5G 下載速率受多方面因素的影響，包括開卡情況、終端、無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況、傳輸、核心網(wǎng)、應(yīng)用端等多個(gè)層面。

使用測試軟件連接商用終端進(jìn)行測試，能夠真實(shí)體現(xiàn)用戶感知，且測試軟件能夠直接輸出開卡的簽約信息，用戶的MCS（modulation and coding scheme，調(diào)制和編碼方式）、rank（空分復(fù)用流數(shù)）、CQI（Channel Quality Identity，信道質(zhì)量指示）、調(diào)度等實(shí)時(shí)信息。

2 問題描述

通過選取一個(gè)問題站點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)行分析，汕頭XX 站點(diǎn)信號覆蓋良好情況下，下載速率低于100 Mbit/s，遠(yuǎn)低于5G 的1 Gbit/s 的預(yù)期速率。后臺核查站點(diǎn)關(guān)鍵性能指標(biāo)均正常，該終端是采用海思芯片的Mate30 終端。在問題路段測試，占用該問題站點(diǎn)對應(yīng)小區(qū)，參考信號電平（SSRSRP）為-65 dBm,信噪比（SS-SINR）為27 dB,通過該數(shù)據(jù)可以顯示覆蓋良好但下載速率低，存在異常。

3 問題分析

3.1 配置檢查

通過對路測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，取SS-RSRP≥-93 dBm 且SS-SINR≥-3 的采樣點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)傳輸類型及速率為10GE 口平均速率在剔除空口差質(zhì)量問題后，能達(dá)500 Mbit/s以上，而GE 口平均速率在剔除空口差質(zhì)量問題后，平均速率也僅在300 Mbit/s 左右。10GE 口平均調(diào)度在1300 次/s左右，GE 口平均調(diào)度僅在1 200 次/s 左右。10GE 口最大速率能達(dá)1 100 Mbit/s 以上，而GE 口最大速率僅600 Mbit/s 左右。傳輸端口對速率的影響是下載速率的第一確認(rèn)要素。通過采用路面進(jìn)行拉網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)10GE 口占比時(shí)長與平均速率成正相關(guān)，10G 口占比時(shí)長越大，平均速率越高。

表1

測試前已核查該站點(diǎn)的傳輸環(huán)和傳輸口為10G 環(huán)10G口，傳輸配置不存在問題。

3.2 無線分析

正常情況下，每個(gè)時(shí)隙調(diào)度一次，子載波（SCS）間隔為30 kHz，帶寬為100 MHz 時(shí)，對應(yīng)PRB 數(shù)為273 個(gè)（Resource Block，資源塊），子幀配比8∶2 時(shí)，時(shí)隙（Slot）長度為0.5 ms，1s 內(nèi)調(diào)度次數(shù)=1 000 ms/0.5 ms=2 000 次/s，正常情況下，下行調(diào)度次數(shù)為2 000*8/10=1 600 次/s，上行調(diào)度次數(shù)2 000*2/10=400 次/s。當(dāng)信道質(zhì)量好時(shí)，采用更高階的調(diào)制方式和更高的編碼效率（添加更少的保護(hù)比特），速率升高；當(dāng)信道質(zhì)量差時(shí)，采用更低階的調(diào)制方式和更低的編碼效率（添加更多的保護(hù)比特），速率降低。在協(xié)議38.214 中定義的MCS（modulation and code scheme）表格，每階MCS 對應(yīng)一種碼率，MCS 越高，碼率越大，傳輸效率就越高，實(shí)際吞吐率越高。[4]圖1 截圖界面顯示，MCS 僅為20，路測的MCS 一般在25 以上。信道條件不變時(shí)，RANK 越高，流間干擾越大，流間的數(shù)據(jù)信噪比下降，導(dǎo)致SINR 下降，進(jìn)而引起MCS 下降。雖然RANK 增大會帶來MCS 下降的問題，但是相比MCS 的下降，高RANK 能帶來更高的體驗(yàn)速率。

圖1 下載低速率測試情況

測試時(shí)無線環(huán)境良好，對于當(dāng)前1T4R 的終端，Rank最高為4。一般情況下Rank 為3 時(shí)，速率最高能達(dá)到1 Gbit/s。測試點(diǎn)采用的調(diào)制方式為256QAM，但是下行的調(diào)度（Grant Count DL）次數(shù)僅為187 次/s，每個(gè)時(shí)隙的下行PRB 數(shù)在117 個(gè)RB（Resource Block，資源塊）左右，下行調(diào)度低和RB 占用低導(dǎo)致低速率，通過更換手機(jī)終端和下載服務(wù)器后，低速率問題仍然存在，排除終端和服務(wù)器問題。

3.3 基站分析

通過在基站側(cè)對問題小區(qū)進(jìn)行灌包，其平均下載速率為840 Mbit/s，下行調(diào)度次數(shù)（Grant Count DL）為1 600次/s，下行每時(shí)隙資源塊數(shù)（RB Num DL/Slot）平均為259 個(gè)RB。無線速率可以提升至正常水平，排除基站側(cè)問題。

由此確認(rèn)基站側(cè)上聯(lián)，即傳輸、核心可能存在問題。

3.4 傳輸分析

測試確認(rèn)無線數(shù)據(jù)正常后，需要對站點(diǎn)所在的接入環(huán)和匯聚環(huán)進(jìn)行核查逐段核查，最終通過傳輸網(wǎng)管發(fā)現(xiàn)問題基站所在傳輸光路存在輸入光功率弱現(xiàn)象，同一段光路的收發(fā)兩芯相差12 dB，存在異常，且問題基站所在傳輸對應(yīng)的幾段光路都存在不同程度的光弱問題。

圖2 灌包測試情況

4 問題解決方法

通過傳輸側(cè)處理好光弱故障問題后再進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)測，下載速率能達(dá)到1 Gbit/s，問題解決。通過對該問題進(jìn)行定位處理，得出一套確認(rèn)速率問題的解決方案。測試過程中，需先排除終端、卡和服務(wù)器的問題，可通過更換的方式進(jìn)行驗(yàn)證排除。其次是確認(rèn)無線側(cè)的問題，可通過基站灌包確認(rèn)，灌包速率正常，則遞交傳輸專業(yè)進(jìn)行下一步定位，通過傳輸掛表灌包確認(rèn)，可以快速確認(rèn)傳輸問題。

圖3 傳輸光路情況

測試過程中可以通過測試軟件對無線側(cè)問題進(jìn)行預(yù)判，包括看測試軟件中的Grantcount 調(diào)度、MCS、誤塊率、PRB 數(shù)、RANK 等，如果MCS 或誤塊率高，說明存在外部干擾；如果PRB 數(shù)無法達(dá)到峰值，需確認(rèn)是否小區(qū)內(nèi)接入用戶過多；如果Rank低，需結(jié)合周圍無線環(huán)境，確認(rèn)是否有構(gòu)造多徑效應(yīng)用于提升Rank 等。具體核查過程如流程圖4 所示。

圖4 速率排查流程簡圖

5 結(jié)束語

本文對下載低速率問題進(jìn)行分析，指出傳輸故障導(dǎo)致低速率問題所在，通過逐步排查最終定位問題，并最終解決影響用戶感知的網(wǎng)絡(luò)問題。在2G、4G、5G 等多張網(wǎng)絡(luò)并存，在終端模式多樣化的情況下，影響速率的問題多種多樣，排查的途徑也需增加，后續(xù)將研究如何通過5G MDT 實(shí)現(xiàn)用戶直接上報(bào)的方式來發(fā)現(xiàn)問題，降低測試人員的投入。