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精品文档多维度优化提升下行感知速率
电信
多维度优化提升下行感知速率案例
多维度优化提升下行感知速率案例
【摘要】LTE网络作为移动互联网重要的数据传输网络,其稳定性及速率是当下移动网络优化建设最值得探讨的问题。
导致用户下载感知速率低下的原因有许多,现对此类影响因素进行多维分析,排查出影响LTE网络速率的原因,通过运用行之有效的优化措施,以达到提高其网络使用下载速率改善用户感知的目的。
【关键字】感知、下行、速率
【业务类别】感知
一、问题描述
用户感知速率,是参考协议3GPP36314中关于IPThroughput的定义描述,通过统计小区大包或大业务的速率,来体现小区的用户感知速率。
IPThroughput 是测算与业务类型(trafficpatterns)和大小不相关的Uu口的IP吞吐量。
主要统计有可能导致需要分成多个TTI进行传输的突发数据的情况。
是基于单个QCI和单个UE的,评价无线侧在用户有足够业务需求时网络能够提供的速率能力,因此更能有效反应网络的速率能力。
要识别用户有足够业务需求就是要识别出大包的业务需求,大包是指期望能够在每个TTI中占满所有的RB。
因为大包需要分成多个TTI传输数据,这种情况下除了尾包TTI,其他包占用的TTI都是满PRB使用的,因此尾包的传输数据和传输时间不做统计,可以更准确的反映用户感知速率。
同理,对于小包业务,通常占用网络资源很小,不可能达到满PRB调度,不能有效反应网络所能提供的速率能力,所以不做统计。
具体计数器公式描述:
(小区下行IPThroughput数据量高*1000+小区下行IPThroughput数据量低)/(小区下行IPThroughput数据传输时间)
网络吞吐率低是端到端通信质量的最终表现,LTE无线网络情况可以通过网络指标,多维度反映网络信道质量、用户资源调度、资源负荷情况。
LTE用户进行业务流程中,影响用户网络速率因素很多,无线侧主要有容量受限、承载效率低、信令异常3类一级原因;后面两者进一步与覆盖、结构(重叠覆盖等)、干扰3类二级原因;非无线侧原因按照特例进行处理。
二、分析过程
对于劣化基站主要通过站点告警、干扰、MR指标、后台网管指标等多个维度进行分析,通过多维度分析,确定问题站点用户行为结合现场测试分析、RF优化调整等。
2.1站点告警
通过站点告警查询,确认低速率站点的完好性,对于存在站点故障的站点应及时进行排障,避免由于站点故障造成下载速率低。
2.2参数配置
2.2.1带宽资源
LTE系统有以下几种带宽资源,分别为1.4、3、5、10、15、20MHz六种带宽灵活配置,系统的不同带宽决定了系统的总RB数;分别为6、15、25、50、75、100个RB。
根据带宽配置基本可以计算出不同带宽对应的不同的下行最大速率,假设信道带宽:
15MHz、正常CP、发射模式为2*2MIMO、PDCCH配置3个符号、调制方式为64QAM、编码速率为1,按照子帧计算:
15MHz带宽可获得的RE数为:
12子载波(1个PRB)*7个符号(0.5ms)*2*75个资源块(RB)=12600个。
每个RE可承载一个调制符号,若采用64QAM调制方式,一个帧中总共有:
12600*6=75600bits。
在编码速率为1的情况下,速率为75600/1ms=75.6Mbps。
由于采用2*2MIMO(双发双收模式)会使速率翻倍,因此最大速率为151.2Mbps。
考虑到信道开销(配置PDCCH为3个符号,加之PSS\SSS\PBCH\RS等开销,大约占29%左右),最终速率为151.2Mbps*71%=107.35Mbps。
2.2.2小区发射天线端口数
小区发射天线端口数即为下行端口个数,决定了层映射处理时的层数,从而限制了空间复用的码字个数,配置为2时,小区下行发射时刻采用MIMO2*1或2*2的多天线模式,也就可以进行下行双码字双流。
2.2.3小区参考信号功率
该参数单位为dBm,通过小区参考信号的发射功率来表征小区信号发射强度,默认为15.2dBm,现场实际测试时,需确保UE的RSRP大于-75dBm,如果所在环境无法保证,可根据RRU的能力适当调整该参数,使得UE接收的RSRP值在-70dBm左右。
并非RSRP值在-70dBm左右就可以确保峰值速率,无线干扰是影响速率的重要因素,因此如果在信号强度很好的情况下速率依然较差,需排查一下周围的干扰情况,查看UE的SINR值是否在22以上。
2.2.4传输模式
LTE的8种传输模式:
1.TM1,单天线端口传输:
主要应用于单天线传输的场合;
2.TM2,开环发射分集:
不需要反馈PMI,适合于小区边缘信道情况比较复杂,干扰较大的情况,有时候也用于高速的情况,分集能够提供分集增益;
3.TM3,开环空间复用:
不需要反馈PMI,合适于终端(UE)高速移动的情况;
4.TM4,闭环空间复用:
需要反馈PMI,适合于信道条件较好的场合,用于提供高的数据率传输;
5.TM5,MU-MIMO传输模式(下行多用户MIMO):
主要用来提高小区的容量;
6.TM6,闭环发射分集,闭环Rank1预编码的传输:
需要反馈PMI,主要适合于小区边缘的情况;
7.TM7,Port5的单流Beamforming模式:
主要也是小区边缘,能够有效对抗干扰;
8.TM8,双流Beamforming模式:
可以用于小区边缘也可以应用于其他场景;
UE传输模式\UEtransmissionMode配置为“TM3内部切换模式”,单天线情况下配置为“强制使用TM1”。
2.2.5上\下行MCS
通常情况下取默认值即可,特殊情况下,可进行适量修改,如上行无线质量较差,可将上行MCS最大值适当降低以减少上行误码率,确保FTP下载时的上行速率,如下行MCS调度跳动较大或存在BUG时,可将下行MCS最小值适当放大,避免系统侧在信号质量好的时候也进行低MCS调度从而降低了速率。
目前上行MCS最小值\minimumvalueofuplinkMCS和下行MSC最小值\minimumvalueofdownlinkMCS设置为0。
上行MCS最大值\maximumvalueofuplinkMCS和下行MSC最大值\maximumvalueofdownlinkMCS设置为28。
2.2.6CFI
修改子帧控制格式指示CFI为1时,每个子帧中仅有一个符号资源用于控制面承载,其余的13个符号资源全部用于用户面承载,以此来提升用户面资源数量,确保下行极限速率。
CFI=1只用于极限速率测试时,正常商用配置还是需要根据网络实际情况进行配置。
2.3切换问题
切换分析主要是针对以下几个方面进行分析:
邻区漏配、乒乓切换、切换失败,这三种情况均可导致低速率问题的出现。
2.3.1邻区漏配
邻区的漏配是指UE发送MR后,在MR内上报的目标切换小区在系统侧配置的邻区表内没有该小区,这就是邻区漏配的问题,这些问题会造成路测时的下载流量低、SINR差、发生RRC重建等问题,甚至会造成掉线,在LTE的系统中,UE并不根据邻区表进行测试,而是进行全频段所有可以测量到的小区进行测量,并根据测量对比结果上报前几个最强的并超过切换门限的小区(上报多少由系统侧参数控制)。
现象描述:
路测时多会发生UE上报多个MR,并且系统侧已经收到这些MR,但没有收到系统侧下发的RRCConnectionReconfiguration ,同时服务小区的RSRP已经低于邻区中的某个或某几个小区最少2dB(具体核查网管参数配置),并且持续时间较长,然后UE发起RRCConnectionReestablishmentRequest ,此时流量很低并且SINR较差(一般低于-3dB)。
可以归纳为以下几点:
1.多次发送MR
2.MR后系统侧无响应
3.SINR较差(一般低于-3dB)
4.存在RRC重建现象
排查步骤:
1)通过路测数据查找MR无响应的信令
2)通过MR获取切换的目标小区的PCI
3)通过路测数据查找服务小区的邻区列表(也可以通过系统侧即时获取)
4)如果邻区列表内无该PCI,则为邻区漏配
5)如果邻区列表内有该PCI,则为其它原因,转入其它问题分析。
解决方法:
增加邻区即可。
2.3.2乒乓切换
乒乓切换主要是指标在切换带内进行的两个或多个小区之间反复进行切换,并且切换时间较短,切换次数最少3次。
现象描述:
在很短的区域内有多次的切换,其会造成如下影响与表现:
1. 下载速率较低;
2. SINR较差;
3. 多次切换(最少3次);
解决方案:
抑制各小区的覆盖区域,减小重叠覆盖。
2.4负荷问题
统计劣质站点用户数,参考经验门限用户数,确定劣质小区统计时间内用户数是否过多或过少:
用户数多:
对于用户数多的情况结合数据流量进行共同分析,确定由于用户数多造成数据流量低,可采用以下方法;
1、进行RF优化,调整不同小区覆盖进行负荷分担;
2、调整切换策略,使其与共站D频段站点或者周边站点进行负荷分担;
3、对于调整后用户还是很多可进行补点;
4、对于室分站点,可进行小区分裂或者双小区扩容。
用户数少:
对于用户数少的劣质站点需重点进行分析,结合后台网管TA指标、MCS统计分析,各个MCS调用的RB数结合MR覆盖统计分析,确定该少数用户是否距离基站较远存在弱覆盖,MCS偏低等,若确定少数用户存在距离基站较远或弱覆盖,进行现场测试RF优化调整。
数据流量分析主要结合用户数进行共同分析,确定劣质站点下用户行为,若用户数偏少,数据流量大,则用户主要进行大流量行为较多,该部分用户需重点进行感知保障,建议进行多频叠加,提升用户感知。
2.5干扰排查
LTE网络干扰水平的大小直接影响承载各项业务的吞吐率高低以及网络整体的容量,进而影响到用户的感知体验,因此FDD-LTE网络的干扰排查工作显得尤为重要。
LTE系统遭受的干扰可以分为两部分:
一部分是系统自身的干扰,包括手机之间的干扰,邻近小区对本小区的干扰等,这种干扰不可完全避免,但需要在网络规划和优化中尽量减少。
另一部分是异常干扰,异常干扰包括上行异常干扰和下行异常干扰。
其中上行异常干扰的危害更为严重,因为长时间高强度的上行干扰会影响基站的噪声水平,造成LTE基站上行覆盖的收缩,在上行干扰严重的情况下,手机有用信号会被噪声淹没而无法解调,这样用户感受可能是无法接入或出现掉话等现象,同时由于LTE系统的上行干扰影响了整个基站的用户,相对于某个或某几个用户的下行干扰来说,危害程度要严重。
干扰的发现及消除:
一般情况下可通过两个途径知晓干扰的存在:
1、通过网管查看空闲状态下站点的RSSI是否正常;
2、另一方面对网络进行DT扫频时发现干扰;
干扰一般定位可通过基站小区分布查看直观的干扰分布,从而缩小干扰源的范围;还可以通过现场扫频,判断干扰源信号强度的方法确定干扰源的位置。
可以通过关闭站点确定是内部干扰还是外部干扰
内部干扰;
1.检查天馈器件。
对于松动的连接头,把他们拧紧,对于坏掉或者老化了的器件,进行更换,对于破损的馈缆进行更换,对于弯曲过大的馈线,减少它们的弯曲弧度。
对于性能指标低的器件,换用性能指标高的器件。
3.如检查出是基站设备本身的问题的话,需更换相应基站设备组件。
外部干扰:
1.通过调整LTE系统的天线位置,方位角,下倾角,高度等,使天线主瓣背离干扰源,增加LTE系统与干扰源的空间隔离度。
2.如果经过确认是周围一些金属物体导致了很强的互调产物时,就需要移开这些物体,如果这些物体不能移动,可以移动一下天线位置。
3.增加滤波器。
4.关闭干扰源。
2.6覆盖问题
移动通信网络中涉及到的覆盖问题主要表现为四个方面:
覆盖空洞、弱覆盖、越区覆盖和重叠覆盖。
这些问题均可导致上下行速率低、用户体验差、投诉上升。
无线网络覆盖问题产生的原因主要有如下五类:
1. 无线网络规划准确性:
无线网络规划直接决定了后期覆盖优化的工作量和未来网络所能达到的最佳性能。
从传播模型选择、传播模型校正、电子地图、仿真参数设置以及仿真软件等方面保证规划的准确性,避免规划导致的覆盖问题,确保在规划阶段就满足网络覆盖要求。
2. 实际站点与规划站点位置偏差:
规划的站点位置是经过仿真能够满足覆盖要求,实际站点位置由于各种原因无法获取到合理的站点,导致网络在建设阶段就产生覆盖问题。
3. 实际工参和规划参数不一致:
由于安装质量问题,出现天线挂高、方位角、下倾角、天线类型与规划的不一致,使得原本规划已满足要求的网络在建成后出现了很多覆盖问题。
虽然后期网优可以通过一些方法来解决这些问题,但是会大大增加项目的成本。
4. 覆盖区无线环境的变化:
一种是无线环境在网络建设过程中发生了变化,个别区域增加或减少了建筑物,导致出现弱覆盖或越区覆盖。
另外一种是由于街道效应和水面的反射导致形成越区覆盖和导频污染。
这种要通过控制天线的方位角和下倾角,尽量避免沿街道直射,减少信号的传播距离。
5. 增加新的覆盖需求:
覆盖范围的增加、新增站点、搬迁站点等原因,导致网络覆盖发生变化。
实际的网络建设中,尽量从上述五个方面规避网络覆盖问题的产生。
覆盖优化主要内容:
覆盖优化主要消除网络中存在的四种问题:
覆盖空洞、弱覆盖、越区覆盖和重叠覆盖。
覆盖空洞可以归入到弱覆盖中,越区覆盖和重叠覆盖均可以导致信号质量变差,所以,从这个角度和现场可实施角度来讲,优化主要有两个内容:
消除弱覆盖和质差。
2.6.1弱覆盖优化分析
弱覆盖的定义:
弱覆盖一般是指有信号,但信号强度不能够保证网络稳定的达到KPI的要求情况。
在DT测试中的RSRP<-105dBm的区域定义为弱覆盖区域。
处理弱覆盖的方法主要有以下几种:
1. 调整天线的高度、方位角、俯仰角;
2. 增加站点、增加RRU拉远、小区拉远;
3. 调整RS参考信号功率等手段;
4. 邻区关系合理性优化。
如果是小区或校园覆盖可以根据实际环境进行多样化覆盖,例如通过小型板状天线或者小型全向天线进行楼宇渗透覆盖。
在进行覆盖优化的过程中建议,首先采用工程参数的调整完成区域覆盖的优化,工程参数无法完成的情况下再结合RS功率调整或者其它手段组合完成。
2.6.2SINR优化分析
SINR定义:
信号与干扰加噪声比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio),是指接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号(噪声和干扰)的强度的比值。
处理SINR低的方法:
1.尽量避免同模小区的切换、同模小区重叠覆盖;
2.减少导频污染区域出现的几率;
3.处理弱覆盖、越区覆盖区域;
4.处理切换晚、不切换、切换失败后引起的重建现象
2.6.3重叠覆盖优化分析
重叠覆盖的定义:
在某一连续覆盖区域内,存在大于等于3路信号,1路信号和末路信号的差值小于10dB,且所有信号的强度在-105dBm之内,这样的区域即为重叠覆盖区域
重叠覆盖的处理方法:
1.主要通过调整天线的方位角、俯仰角、高度来解决;
2.在天线工参无法调整的情况下也可以考虑通过RS参考信号功率的调整来解决;
3.当重叠覆盖区域导频信号较多,且存在某个基站的两个小区共同覆盖该区域且无法调整时可以采用小区合并的方法来解决。
调整的目的是使小区信号形成较强主服,邻小区和主服小区信号强度差大于6dB,以降低邻小区对主服小区的干扰;
2.7现场测试分析
通过后台网管、MR指标统计未找到原因的劣质小区,需进行现场测试分析,现场测试选取好点进行定点测试,有以下两种情况。
2.7.1定点测试速率差
对于定点测试速率差问题,首先选取测试点为好点,排查无线环境原因造成的速率低,为进一步确定速率差问题,进行如下排查:
更换服务器测试:
现场测试,同时开启多个服务器多个线程进行下载,排查服务器原因造成的下载速率低。
更换终端、SIM卡、笔记本测试:
更换相应的测试设备进行好点测试,排查测试设备导致的下载速率低。
灌包测试:
排除无线环境、测试设备、服务器原因后进行基站侧灌包测试,确定基站是否存在隐形故障,若灌包测试,速率无问题,则传输可能存在问题,核查传输类配置无问题后,需传输配合进行相应的问题排查。
若灌包测试速率依然偏低,则基站存在故障,需进行相应的排障。
2.7.2定点测试速率正常
对于定点测试速率无问题站点,需进行覆盖拉网测试分析,通过该站点覆盖范围内的拉网测试分析,确定是否存在下载速率差区域以及该区域无线覆盖情况,对于无线环境原因造成下载速率差区域进行相应的RF优化调整。
2.8特性功能开关
2.8.1下行256QAM
1)原理及功能描述
QAM是一种矢量调制,它将输入bit映射到下面星座图上,形成复数调制符号,样点数越多,其传输效率越高。
R12(36.213)协议中新增了256QAM调制方式用于提升近点用户的下行峰值流量,通过提供更高阶的调制方式,使得单位OFDM符号上承载更多的Bit数,64QAM的OFDM符号上有6Bit数,256QAM的OFDM符号上有8Bit数,进而达到提升下行流量的目的,因此256QAM可以提高频谱利用率,提升小区中心用户的数据传输速率。
。
2)功能配置
功能参数如下
参数名称
参数解释
配置范围
默认配置
建议设置
256QAM功能开关
下行256QAM功能使能总开关。
long:
0:
关闭,1:
打开;default:
0
关闭
打开
256QAM的cat能力限制开关
当此开关置为0时,仅dl-256qam-r12满足要求即认为该UE支持256QAM,无协议版本、CAT等级限制;当此开关置为1时,除dl-256qam-r12字段需满足要求之外,需限制协议版本、CAT等级均满足要求,才认为该UE支持256QAM;当此开关置为2时,除dl-256qam-r12字段需满足要求之外,需另外限制CAT等级满足要求,才认为该UE支持256QAM。
long:
0:
无限制条件,1:
限制协议版本和CAT能力,2:
仅限制CAT能力;default:
2
仅限制CAT能力
关闭
2.8.2TCP代理
原理及功能描述
当前手机终端的大部分应用数据都使用TCP协议进行传输,而TCP业务在初始连接建立后(慢启动阶段),如果服务器到到终端的时延越小(RTT越小),其数据下载速率提升越快。
当基站TCP代理服务开启后,TCP数据到达基站,基站直接回复服务器TCPACK,节省了空口时延,避免空口时延波动对整个端到端时延的影响,提升用户视频业务感知。
功能配置
将全局业务开关中的TCP代理功能开关由关闭调整为打开,TCPACK分裂开关由打开调整为关闭。
(当TCP为开时,关闭TCPACK分裂开关),该开关属于基站级参数。
三、解决措施
1、功能配置
筛选现网下行100个低速率小区进行分析,针对不同原因导致的低速率分类实施方案,如下:
原因分类
小区数量
执行措施
MR弱覆盖
40
26个小区发射功率不足,增加发射功率;14个小区调整天馈
MR重叠覆盖
32
22个小区发射功率过高,降低发射功率;10个小区调整天馈
干扰
6
1个小区外部干扰,3个mod3干扰已处理,2个重叠覆盖干扰已处理
故障
2
2个小区有高驻波比告警
高负荷
32
11个高负荷小区进行软扩处理,16个小区进行负荷均衡,5个小区需要硬扩
参数配置不合理
13
4个小区功率过高执行降功率,7个小区功率过低执行升功率,修改2个小区传输模式到TM4
下行256QAM
100
全部开启
TCP代理
100
全部开启
2、效果评估
方案实施前后整体下载速率有所提升,从调整前后均值由4327.13kbps提升至5053.01kpbs,增幅达17%。
四、经验总结
在LTE网络普及发展的当下,其网络优化工作极为重要,随着网络发展的进一步加快,LTE承载的业务量将节节攀升,下载速率将受到更显著的影响。
因此,通过对网络结构和网络基础配置的全面深度优化,从低下载速率问题点着手,找出导致低速率背后本质的网络原因,才能从根本上解决问题,宿迁从覆盖、干扰、切换、参数等不同维度对现网低速率进行了原因分析及方案制定,实施后评估效果改善明显,对后续的网络优化和用户投诉处理均有借鉴和指导意义。
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