LTE下行吞吐率问题分析方法

前言

本文简单介绍了LTE吞吐率问题的分析方法，并结合高通平台对分析方法做了详细说明。

2.协议相关

2.1 相关协议索引

与吞吐率相关的主要协议见下表：

TS 36.211	物理信道和调制
TS 36.212	复用和信道编码
TS 36.321	MAC层协议
TS 36.323	RLC层协议

2.2 物理层吞吐率相关关键参数解读

物理层与吞吐率相关的参数最多，这些参数之间一般有一定的彼此联系，下面简单介绍一下相关参数：

MCS：Modulation and Coding Scheme，调制编码调度格式，取值范围为0~31，其中0~28为正常格式，越大说明通信速率越高，29~31为保留值；
RB：Resource Block代表网络分配的频域资源块数，取值范围与小区带宽有关，如10M带宽下，RB为0~50,20M带宽下，RB为0~100；
CQI：Channel Quality Indicator信道质量值，由UE根据信道质量向网络上报的，eNB根据信道质量确定传输格式参数如MCS值，CQI取值0~15，越大说明信道质量越好；
BLER：误码率，用于判断数据传输过程中出错的比例；
RSRP：RSRP (Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率) 是LTE网络中代表无线信号强度的关键参数，取值范围为-140~-44dBm；
天线平衡度：LTE使用多天线接收信号时，主天线与副天线接收信号强度RSRP的差值，正常情况在5以内算正常，超出则不正常；
SINR：Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比信号与干扰加噪声比（SINR），是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，可以简单的理解为“信噪比”，取值范围为<=30dB
Layer：层数，用于判断当前是单流还是双流传输，一般根据该参数来判断基站配置的下行传输模式；
TM：传输模式，主要是针对下行，TM1，2为单流，TM3，4为双流。

3.高通平台吞吐率问题

3.1物理层分析方法

物理层引起吞吐率低的原因主要可以从以下几个角度进行分析：

1.信号弱：表现在低RSRP，RSRQ或者SNR低，原因一般是网络覆盖或者有强的邻区干扰；

2.时域角度：可以看一下网络给UE分配资源时是否在连续的下行子帧上分配，如果经常有连续的下行子帧没有数据下发，说明网络给UE分配的时域资源有限；

3.频域角度：可以看网络给UE分配的RB数量是否足够，如果不够，说明网络给UE分配的频域资源有限；

4.邻区干扰：表现在有邻区的RSRP值与服务小区的RSRP值非常接近甚至高出；

5.MCS值低于UE上报的CQI对应的MCS理论值：说明eNB调度有问题。

物理层的相关情况主要通过LTE PDSCH Stat Indication来看，如下图所示：

该log包含了很多信息：如layer、RB、CRC校验结果、MCS等等，BLER也可以根据CRC校验PASS的百分比来得到。

CQI、SINR、RSRP等可以在QXDM log中搜索对应的关键字即看到。

下行传输模式TM可以在RRCConnectionSetup消息中看到：

2013 Dec 17 14:29:54.323 [00] 0xB0C0 LTE RRC OTA Packet -- DL_CCCH

……………..

Interpreted PDU:

value DL-CCCH-Message ::=

{

message c1 : rrcConnectionSetup :

{

rrc-TransactionIdentifier 1,

criticalExtensions c1 : rrcConnectionSetup-r8 :

{

radioResourceConfigDedicated

{

.............

antennaInfo explicitValue :

{

transmissionMode tm1,//TM1单流

ue-TransmitAntennaSelection release : NULL

schedulingRequestConfig setup :

{

sr-PUCCH-ResourceIndex 0,

sr-ConfigIndex 3,

dsr-TransMax n64

…….

3.2 MAC层影响

MAC对吞吐率的影响主要表现在以下两点：

1.调度周期：上层调度MAC的频率，与物理层类似，也可以通过查看无线帧和子帧号看到是否连续；

2.MAC padding：有时eNB分配了较多RB资源，但是上层给过来的数据量很有限，这时候就需要填充无用的数据到TB块中，这种情况下，就会表现出物理层吞吐率很高但是MAC实际吞吐率不高的现象。

下图是高通平台查看MAC层情况的log包，从这个log中我们可以看到数据调度连续，而且也无pading，说明MAC是没有问题的。

3.3 RLC层影响

RLC重传也会对吞吐率造成影响，如果有PDU丢失， RLC需要50ms才能恢复，如果连续出现就会直接影响吞吐率，造成RLC重传的原因有：

1.下行信道质量差：如果HARQ重传都不能保证数据准确接收，就会引起RLC重传；

2.上下行链路不平衡：如果上下行链路不平衡，那么在上行信道上的RLC ACK有可能发不上去，导致RLC重传，大量的NACK RLC PDU数据包会直接影响吞吐率。

下图是高通平台中RLC层下行状态的log，可以看到NACK数量为0，说明RLC层运行状态良好。

3.4 使用QXDM实时分析

1.ML1 DL Throughput and BLER：该图可以看到物理层的吞吐率和每个HARQ的误码率，如下图所示：

2.RLC吞吐率

3.PDCP吞吐率

4.常见吞吐率不达标原因

吞吐率不达标的原因一般在物理层的几率是最大的，主要为以下几类：

4.1 信号差

信号差是最常见的吞吐率不达标的原因，主要可以通过以下几个现象做出判断：

1.BLER高：超出10%即为高误码率；

2.MCS低：MCS值代表数据的调制方式，值低说明基站使用了低编码率的调制方式；

3.CQI低：CQI直接反馈了信道质量；

4.RSRP：表明信号强度弱；

5.SINR低：信噪比低，说明噪声高。

一般而言，信号差的情况下，以上参数都会有所表现。

4.2 天线不平衡

天线不平衡最明显的症状就是从两天线接收的信号强度差距在5dB以上，同时CQI也会有一定程度的波动，伴随着MCS值也会产生一定的波动。

4.3 网络问题

如果下行吞吐率上不去，还有很大一部分原因在于网络，这个时候查诸如RSRP，CQI，MCS，BLER值都没有异常，但是RB数不够，或者数据不连续，经常断流，这个时候就需要用对比机来验证是否是网络问题。

另外，还需要关注网络设置的传输模式，如果为TM1，2说明是单流，吞吐率的最高理论值只有40多M。

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