LTE实战技巧之下载速率提升

一、概述

下载速率是衡量LTE网络的一个最重要的实测指标，现场很多优化工作也是围绕这个指标进行的，因此掌握下载速率提升的方法是前台测试分析工程师必备的技能之一。

本文从整体思路上对下载速率进行分析，便于大家理清思路，但对具体的技术手段并不详细展开。为了使分析过程更有条理性，我们把影响下载速率的因素分为静态和动态两种，所谓静态因素，相当于CQT定点测试环境下终端峰值速率的限制因素；动态则定义为终端移动环境下影响终端速率的其他因素，例如切换、TAU等；另外优化过程中还需要考虑到一些不太常见的特殊情况。

二、静态因素及其解决方案

静态环境下的峰值速率是可以较准确地计算的，我们从它的计算公式入手进行分析：

TD-LTE传输速率=每TTI传输速率*调度次数

1. 每TTI传输速率

每TTI传输速率的影响因素有：每TTI可用于传输数据的RE数量，调制编码方式，TM模式等。

➢每TTI可用的RE数量

每TTI可用的RE数量=时频域最大RE数量-开销信道RE数

其中，最大RE数量受限于带宽、帧结构及子帧配比，优化过程中除非整体网络升级，一般不能更改；开销信道主要包括PHICH、RS信号、PDCCH、PBCH、PCFICH、PSS/SSS等，这些信令开销也是固定的，无法优化（其中PDCCH的数量可以自行设置，但现网一般都配置为动态的，无需优化）。

因此，了解了LTE各开销信道占用RE的位置及数量，有助于我们加深对LTE理论的理解，但无法据此开展下载速率方面的优化工作。

➢调制编码方式

下行调制方式有QPSK、16QAM和64QAM三种，三种调制方式下对应每个符号的比特数分别为2/4/6，当然，调制阶数越高，所要求的信道质量越高。

另外还规定了32种MCS，其中MCS0~28共29种用于数据初始传输过程，不同的MCS传输效率不同。

终端根据接收到的RS信号，在保障一定BLER的情况下，得到下行接收信号的SINR，终端厂家根据各自的BLER-SINR仿真表，将SINR映射成0~15共16个等级的CQI，并上报。eNB根据不同的CQI等级选择最有效的调制和编码方式，MCS和调制方式确定后，编码效率就确定了。下图是目标BLER为10%情况下的等效SINR和CQI、调制方式、编码效率的对应关系：

➢TM模式

传输模式是针对单个终端的，同小区不同终端可以有不同传输模式。

eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端，不同的传输模式适用于不同的场景，抗干扰性能和传输效率也不同：

终端根据当前无线信道质量，向eNB反馈CQI，如有必要还需反馈PMI/RI，eNB根据收到的信息，结合各类TM模式的转换门限，为UE选择合适的TM模式。如果CQI正常的情况下，终端并未采用我们期望的TM模式，可以检查一下TM转换门限参数。

2. 调度次数

调度次数体现了终端对基站资源的占用情况，占用越多，速率越高。该次数受限于基站时频域的最大调度次数及具体的调度算法。

➢频域最大调度次数

频域上以RB为单位进行调度，因此最大频域调度次数受限于带宽，以20M带宽为例，最大的频域调度次数为100个RB。对于特定的系统，带宽确定后频域的最大调度次数就固定了，无法优化。

➢时域最大调度次数

时域上以1ms为单位进行调度，下行最大调度次数由子帧配置与特殊子帧配比决定。

●子帧配比配置

例如：当子帧配比为2时，每10ms有6个下行子帧，1秒内有600个下行子帧，在不考虑特殊子帧的情况下，时域最大调度次数为600.

●特殊子帧配置

协议规定，当特殊子帧中DwPTS的符号数大于等于9的时候，DwPTS也可以用来传输下行数据，此时也需要考虑特殊子帧的调度次数。

例如：当子帧配比为2、特殊子帧配比为7时，由于每10ms有两个特殊子帧，因此特殊子帧每秒的调度数为200，加上下行子帧的600，时域最大调度数为800次/秒。

➢调度算法

一个小区同时为多个用户服务，如何为这些无线用户的各种分组业务合理分配无线资源就是调度算法需要解决的问题。好的算法在保证用户业务 QOS前提下，尽可能提高系统的公平性与吞吐量，即提高系统容量的同时，必须使各个用户尽可能公平地共享无线资源。

目前有三种调度算法：

1、最大载干比算法（MaxCI）：根据用户信道质量好坏来进行调度。

2、轮询算法（RR）：保证小区内用户按某种确定的顺序循环占用等量的无线资源。

3、比例公平算法（PF）：综合考虑用户的信道质量情况、当前需要传送的数据量。

现网一般采用PF算法，对于我们日常拉网测试来说，当前需要传送的数据量肯定满足最大调度的要求，因此影响我们实际调度次数的主要就是信道质量，也即SINR。

正常情况下的一轮拉网测试，对于20M带宽，频域调度次数可达到90左右；对于子帧配比2特殊子帧配比7，时域调度次数可达到740次/秒左右。如果SINR无异常波动，调度次数偏离这个数值太多，则可能是由于测试时段下用户数太多，此时的下载速率测试值不能反映实际的网络水平，仅供参考。

综上，以CDS测试软件为例，我们在分析过程中需要关注的几个主要方面如下图：

SA Type：子帧配置

SSP：特殊子帧配置

TM Mode：TM模式

DL Grant Num/s：时域上每秒调度数

RB Num/slot: 频域上RB调度数

Ave MCS：平均MCS

CRS RSRP：RS信号的RSRP强度

CRS SINR：RS信号的SINR值

以上几个值是我们在分析低速率的时候需要重点关注的。

3. 无线信道质量的优化

总的来说，无线信道质量决定了调制编码方式、TM方式、资源调度等方面，进而影响终端的下行速率，因此如何改善无线信道质量是我们优化工作中的重中之重。衡量无线信道质量的关键指标就是SINR，实际上，现场绝大多数前台工作均围绕SINR的提升来开展。

提高SINR值，可以从以下几个方面来着手分析：

1、同频邻区电平是否高于服务小区

产生这种情况时，SINR一般会将到0以下，严重影响下载速率，可从两个方面来核查：

a)邻区漏配；

b)切换参数设置不当，同频CIO过大或过小。同频设置CIO会导致过早或过晚切换，这两种情况都可能造成邻区RSRP高于服务小区，严重影响SINR和速率。因此，同频邻区之间强烈建议不设CIO。

2、是否有模三干扰

同频邻区的PCI与主服务小区产生模三干扰，且两者的RSRP相差不大。

3、重叠覆盖

重叠覆盖是造成SINR差的最主要原因，也是最难以处理的一个。

我们先来看看SINR和邻区个数的关系，以下是多个网格的F频段锁频测试数据汇总分析结果：

图中X轴是邻区与服务小区的RSRP差值（差值为负的是邻区漏配），Y轴是SINR，可见，不论邻区与服务小区的RSRP差值多少，个数与SINR呈线性关系，没有明显拐点。邻区与服务器的差值，不管是6dB还是10dB，多一层邻区SINR就恶化一点。

减少重叠覆盖不外乎两种途径：增强主覆盖信号或者降低邻区电平。具体实施办法以天线调整为主，同时可辅以Pmax、天线权值、dlRSBoost等参数调整手段，另外调整天线方位角的时候需特别注意不要造成覆盖盲区引起投诉。

4、外部干扰

外部干扰的影响无需多说，我们可以结合网管kpi等手段定位干扰区域，进而处理。

5、异频组网

不同频率间信号是正交的，实际工作中可通过改频等手段来减少单一频段的重叠覆盖，这种手段的优点是见效快、实施工作量小，缺点是只能临时使用，非长久之计。

三、动态因素

除了以上的静态因素外，还有一些动态因素对速率造成影响，优化工作中也应尽量避免：

1. 频繁切换

切换过程中，由于用户面和信令面转换需要一定时延，此时下载速率会有一定程度的下降。正常的切换不可避免，但如果终端频繁切换甚至乒乓切换的话，将对速率产生较大影响。我们将切换事件直接呈现到地图上，可以很快捷地找到频繁切换的地段，下图红圈处就是频繁切换区域：

产生频繁切换的原因有：无主导覆盖；切换参数设置不当导致乒乓。

其中乒乓切换常见的情况是由于加了正向的CIO正值而反向未相应增加负的CIO导致，另外也可能是A3和A5之间来回切换，需要根据具体情况具体分析。

2. 频繁TAU

同样地，频繁TAU也会造成速率下降。产生的原因有二：

a) 小区TAC规划有误，造成TAC插花。在mapinfo上做个TAC的专题图很容易就可以发现这种情况。

b) TAC交界处几个小区的主覆盖范围不明显。此时需要调整天线，明确主服务小区。

3. 异频测量

由于UE只有一个接收机，在同一时刻只可能在一个频点上接收信号，因此当UE需要测量异频时，必须离开当前频点，此时间段内不能进行数据业务，对速率的影响是显而易见的。这个测量的时间由异频测量GAP定义，有模式1和模式2两种，模式1中TGAP为6ms，周期Tperiod为40ms；模式2中TGAP为6ms，周期Tperiod为80ms。

因此，我们要合理设置异频起测门限，避免终端进行无谓的测量。

四、其他特殊情况

还有几种不太常见的情况，虽然不常见，但现场法宝用尽的时候，也不妨检查一下：

●核心网侧传输带宽资源配置不足；

●测试手机签约速率不足，这个在测载波聚合的时候可能会遇到；

●测试用电脑硬盘读写能力及其他设置问题；

●基站线序不对，天线的八个通道分别对应两个逻辑天线端口，如果线序不对，会影响MIMO效果，导致速率上不去。

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