TDLTE吞吐率提升方法及案例.docx
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TDLTE吞吐率提升方法及案例
TD-LTE吞吐率提升方法及案例
1概述
1.1整体的组网结构(FTP服务器采用内网服务器)
1.2吞吐率的基本制约因素
【制约因素】:
小区带宽、调制方式(MCS)、可用RB数、MIMO模式、UE能力、开户信息(HSS)
1小区带宽:
决定了最大可以使用的频谱资源(RB个数)
2调制编码方式MCS:
决定了频谱效率
3UE能力开户信息取决系统侧给终端分配的资源;
4调度次数跟时隙、子帧配比和小区内的用户数是相关的,TTI=1ms;
5MIMO模式主要考虑是分集发射还是空间复用;
1.3调度相关参数介绍
Ø不同子帧配比和终端能力等级下单用户的峰值速率:
Ø终端能力等级(E5776SMIFI为CAT4终端)
ØCQItable(参见36.213协议)
ØMCSandTBSindextableforPDSCH(参见36.213协议)
MCSIndex
ModulationOrder
TBSIndex
0
2
0
1
2
1
2
2
2
3
2
3
4
2
4
5
2
5
6
2
6
7
2
7
8
2
8
9
2
9
10
4
9
11
4
10
12
4
11
13
4
12
14
4
13
15
4
14
16
4
15
17
6
15
18
6
16
19
6
17
20
6
18
21
6
19
22
6
20
23
6
21
24
6
22
25
6
23
26
6
24
27
6
25
28
6
26
29
2
reserved
30
4
31
6
ØTransportblocksizetable(参见36.213协议)
Ø标准QCI
Ø传输模式
ØMCS的确定
终端根据SINR来决定上报CQI(终端怎么按照SINR来映射CQI是终端的算法决定的),系统侧通过终端上报的CQI的映射到Itbs(TransportBlockSizeIndex),在映射成Imcs,Itbs与Imcs的关系参见MCSandTBSindextableforPDSCH。
由于UE上报的CQI在某些场景下并不能真实反映调度时的信道质量,如果系统按照UE上报的CQI进行数据包MCS的选择,初传误块率不能收敛于最优值,因此调度算法都会对终端上报的CQI进行修正,当调度器选择的MCS高于当前信道质量传输能力时,数据包的误块率会增加,根据反馈的NACK下调调整后的CQI;当调度器选择的MCS低于当前信道质量传输能力时,数据包的误块率会降低,根据反馈的ACK上调调整后的CQI,使系统初传误块率收敛于设定的目标值,提升系统的吞吐量。
Ø调度RB数及RB位置的确定
调度用户的RB数根据当前TTI调度用户数据量来决定,获得调度用户的待调度数据量及确定的Imcs,根据Transportblocksizetable查找表格,预估需要调度的RB数,最后根据小区剩余功率信息确定该用户需要调度的RB数。
Ø调度算法介绍
调度支持四种调度算法:
最大载干比算法(MaxC/I)、轮询算法(RR)、比例公平算法(PF)和增强型比例公平算法(EPF),华为默认采用的为EPF的调度算法。
四种调度算法的差异主要体现在选择调度用户的优先级计算方面,其中:
∙MaxC/I
MaxC/I分配空口资源时只考虑信道质量因素,即每个调度时刻只调度当前信道质量最优的业务。
此算法可以最大化系统吞吐量,但由于系统中用户不可能都处于相同信道质量的情况,因此不能保证小区各用户之间的公平性。
当用户持续处于信道质量差的条件,将永远得不到调度,小区用户感受差。
此调度算法不支持用户业务的QoS。
∙RR
RR(RoundRobin)调度算法分配空口资源时,只保证各用户之间调度机会的公平,和MaxC/I相比,此算法可以保证小区各用户的调度公平性,但是不能最大化系统的吞吐量。
此调度算法不支持用户业务的QoS。
∙PF
PF(ProportionalFair)调度算法分配空口资源时,同时考虑业务的调度公平性和用户的信道质量及用户历史传输比特数,是MaxC/I、RR调度算法的折中,但没有考虑业务的QoS信息,无法保证用户的业务感受。
∙EPF
EPF(EnhancedProportionalFair)调度算法是在PF调度算法的基础上进一步考虑用户的业务感受,保证业务的QoS。
2吞吐率提升基本思路
在测试过程中需要关注Probe上的重点指标:
RSRP、SINR、TM、RI、流数、PDCCHDL、PDSCHRBnumber、MCS、iBLER,如下图所示:
2.1覆盖问题,RSRP偏低
在测试的过程中如果覆盖RSRP过低,可以按照以下方法排查:
1)基站告警信息确认?
基站位置确认?
2)在实际场景下核对工参(方位角/下倾角),确保在天馈主瓣直射方向测试,测试点天馈可见,重点排查测试区域主覆盖小区是否和规划一致,是否存在天线接反问题。
3)检查小区功率配置参数,确认是否因为特殊原因修改为低功率,后台查询命令:
LSTPDSCHCFG。
4)是否可以通过RF优化解决覆盖问题
拉网测试时,RSRP持续低于-110dBm判断为弱覆盖,一般认为路线上如果有10%区域的RSRP小于-110dBm,属于弱覆盖路段。
可以通过Assistant的KPIResult统计CoverageRate,如下图所示:
2.2下行SINR偏低
如果下行SINR偏低,可以按照以下方法排查:
1)确认天线权值是否正确配置;后台查询命令:
LSTBFANT;
2)SINR低的区域,是否存在重叠覆盖度过高,交叠覆盖过大,主服务小区不明显(一般主服务小区高于邻区10db以上基本不会受邻区的干扰;
3)同主服务小区PCI模3相等的邻区确认,如果为最强2个邻区,需要进行PCI的优化调整;
4)排查干扰
✧系统内干扰
Probe上可以观察在DetectedCell中看是否有多个小区,且超过1个小区的RSRP和本小区的RSRP差在6dB之内,如果是,则表明存在较强的邻区干扰。
应避免出现RS模三对打的情况,这样RS干扰会比较大。
另外,排查系统内干扰也可以暂时去激活周围和本站邻区进行定点吞吐量验证,如果去激活后,吞吐量提升,说明去激活的小区对本小区有较大的干扰。
较强的邻区干扰一般只有通过调整天线方向角、下倾角、功率等来解决。
✧系统外干扰
系统外干扰一般需要通过扫频,找出干扰源,进行排除,也可以通过监控后台RSSI,看RSSI是否正常(正常情况下RB的RSSI在-120dbm左右)
2.3下行MCS、BLER是否正常
终端在好点时,MCS应处于高阶同时BLER较小,如果MCS较小或BLER较高,可以考虑进行干扰的核查,可以通过确认上行的RSSI来确定是否存在干扰。
2.4下行调度次数不足
调度次数可以从Probe或者eNB检测得到,单用户场景可以直接观察Probe上的DLGrantCount。
目前常见配置SA1SSP7和SA2SSP5下行满调度都为600次:
如果下行调度次数不足可以按照以下方法排查:
1)后台跟踪确认,小区内是否单用户
2)查看用户配置的AMBR和GBR,配置值需要大于空口速率,查看消息INITIALCONTEXTSETUPREQ,网络侧消息:
终端侧消息:
3)、更换FTP服务器
4)、UDP灌包,检查S1口入口数据是否充足,是否上层给水量问题,在OMC上启动IPLinkMonitoring来查看eNodeB入口处的流量
5)、PTN质量确认,从基站侧以1000bye或2000byte大小的包pingSGW的IP地址,看丢包率;
2.5下行调度RB数不足
Probe中,可以通过观察无线参数表中的PDSCHRBNumber/Subframe。
OMC/M2000,RB利用率跟踪项中的等效下行RB使用数
1)检查是否Pa=-3,Pb=1
Pb查看:
LSTPDSCHCFG
Pa查看:
LSTCELLDLPCPDSCHPA
2)、查看来水是否充足;
2.6下行MIMO模式异常
查看在好点时终端是否可以工作在TM3模式,RANK2条件下。
正常情况下,在两天线RSRP相差不大于5dB、AvgSNR大于12dB时,系统可以使用双码字。
MIMO模式也可以从重配消息中进行观察:
如果无法选到TM3、RANK2可以按照以下方法排查:
1)确认基站license信息是否不全,重点查看下行2x2MIMO(小区个数)(TDD)项目,通常非0值就是有license,具体分配、配置、使用值多少是正确的,需要与产品侧确认。
2)查看小区算法开关中BF算法开关,命令如下LSTCELLALGOSWITCH,
当BF算法开关打开时,查询BFMIMO配置,LSTBFMIMOADAPTIVEPARACFG,推荐配置为MIMO_BF_ADAPTIVE(全自适应);
当BF算法关闭时,查询MIMO配置,LSTMIMOADAPTIVEPARACFG,推荐配置为OL_ADAPTIVE(开环自适应)。
3)查看Probe->RadioParameters->RankIndicator是否上报2,如果不是,从以下几个维度进行排查:
✧后台监控RSSI,看不同的各天线功率是否平衡,功率是否相差5dB以上;如果相差5dB以上,需要对天线的工程质量进行核查,也需要核查RRU的通道校正是否通过;
✧AverageSINR是否小于12(参考);
✧室分场景需要和室分厂家确认是否为单室分;
2.7查看空口有无异常信令
通过Probe查看空口信令,看有无异常,当信令存在异常的时,先处理异常的信令点问题。
3吞吐率提升措施
3.1RF优化调整
Ø天馈调整(主要涉及方位角、下倾角的调整、天线挂高,包括天线位置)
1)明确每个天线需要覆盖路段,天线在天面放置位置是否又异常(例如阻挡、与其他系统天馈隔离度不够等等,如果存在问题需要考虑天线位置调整);
2)尽量做到每个路段都有主覆盖小区(合理控制重叠覆盖),特别是弱覆盖区域或空旷的十字路口,如果存在几个小区重叠覆盖,但这几个小区信号都不强,该路段要突出其中1个较强的小区,压制剩余小区在该路段的覆盖;
3)控制越区覆盖,特别是50米高层站,需要特别关注是否存在越区情况,100米以上的高站基本上天馈调整或者降功率可能都控制不了越区覆盖(比拼的关键时刻可以考虑闭小区等极端方式,但长远来考虑还是需要推动客户高站整改)。
另外,需要关注特例的越区覆盖是,天线前方有反射面(例如:
金属广告牌、玻璃墙体),这种情况的越区覆盖一般不容易发现。
4)底层站的覆盖加强,一般在密集城区,客户都有比较多的底层站(例如:
几米高的美化杆上挂个天线),这时候需要特别关注,倾角是否大于4度,这倾角是否合理,底层站是否覆盖过近。
5)天线下倾角
可以通过调整天线下倾角来解决过覆盖、弱覆盖、导频污染等问题。
注:
机械下倾建议不要超过8度总下倾角不超过14度,否则会导致波瓣变形。
如果下倾角需要设置大于8度的建议采用内置电下倾或带电调的天线。
在不同天线挂高和覆盖距离天线下倾角的设置建议:
Ø正确配置天线权值
1)什么是权值,什么是TD广播波束权值:
权值是天线各端口所施加的特定激励信号的量化表示方法,天线端口施加特定激励的目的是为了得到具有特定覆盖效果的方向图。
权值可以表示为幅度/相位方式,幅度一般用归一化的电压值|Ui|或电流值|Ii|表示,权值导入OMC前可能需要将其转化为其他格式。
TD广播权值是为得到满足特定小区广播信道覆盖的方向图而对各天线端口施加的激励信号。
一般所提到的权值均指“TD广播波束权值”。
2)不同厂家天线广播波束权值不同:
各厂家天线的单元列方向图因天线内部具体实现结构的不同而存在差异。
而广播波束是在权值作用下各单元列方向图的矢量叠加,各厂家单元方向图不同,导致各厂家权值可能存在差异。
一般来说权值不能通用,但是也存在将A厂家的权值赋在B厂家的天线上仍可以勉强工作的情况。
3)不同类型天线广播波束权值不同,特别是单极化双极化完全不同:
单极化天线权值一般呈轴对称分布,即,端口1与端口8相同或近似、端口2与端口7相同或近似、端口3与端口5相同或近似、端口4与端口6相同或近似。
典型的单极化权值如下(仅为示意,不做实际应用):
权值
端口1
端口2
端口3
端口4
端口5
端口6
端口7
端口8
幅度∣Ii∣
0.50
0.95
1
1
1
1
0.95
0.50
相位
128
-143
-62
-31
-31
-62
-143
128
双极化天线8个端口如果分成前后2组,每组4个,则前4个端口与后4个端口的权值完全相同(非轴对称)。
典型的双极化权值如下(仅为示意,不做实际应用)
权值
端口1
端口2
端口3
端口4
端口5
端口6
端口7
端口8
幅度∣Ii∣
0.50
1
1
0.49
0.50
1
1
0.49
相位
0
100
100
105
0
100
100
105
由此可见,一旦将双极化天线的权值用在单极化上或者反之,会对覆盖带来极不利的影响。
(在手册第一部分最后将有图例说明)
4)给予同一面天线不同的广播波束权值激励,可以得到不同宽度的广播波束:
这是智能天线的应用优势,可以不改变硬件,完全使用软件方法实现波束的动态调整。
5)权值配置错误影响分析
✧不同频段(F和D)权值混配
以TYDA-202616D4T6(FAD天线)为例
假设天线使用在F频段,配置F频段权值为蓝色,错误配置D频段权值如红色,可见:
●问题1
频段配置错误,导致广播波束展宽到90度,与预期65度覆盖不符合。
导致扇区间干扰增加。
●问题2
在小区主覆盖范围内(65度内),配置频段错误导致覆盖下降1~4dB
✧不同极化方式权值混配
双极化天线错误配置单极化权值:
单极化天线错误配置双极化权值:
极化方式选择错误,导致广播波束出现不规则的畸变,导致:
●问题1
部分方向出现深衰落,导致小区覆盖不平滑,部分方向区域覆盖严重恶化。
●问题2
主覆盖区域外的部分区域,邻扇区干扰严重。
✧不同类型天线权值混配
以TYDA-2616D4T6(单D天线)为例
配置正确权值为蓝色,错误配置TYDA-202616D4T6(FAD天线)天线权值如红色,可见:
●问题1
型号选择错误,导致广播波束展宽,扇区间干扰增加
●问题2
在小区主覆盖范围内(65度内),型号选择错误导致覆盖弱化
✧同类型天线,不同厂家权值混配
以通宇TYDA_2015D4T6(FA天线)为例
正确配置通宇权值为蓝色,错误配置国信相同类型天线的权值如红色
从上面看,由于错误配置其他厂家同类型的天线权值,广播波束出现一定的畸变:
主瓣的法线左边增益抬升,法线右边增益下降。
法线左右不对称,导致小区覆盖不均匀
✧总结
●权值配置错误会导致小区覆盖与预期不符。
其中不同类型权值混淆、FD频段权值混淆,极化方式混淆,会导致小区覆盖主要严重畸变。
●权值配置错误对覆盖影响很大,外场必须保证权值配置正确;
ØCRS功率优化调整
对于双模TDS-L系统,由于TD-SCDMA和TD-LTE是共用天馈(网络结构一致),在功率设置,TD-LTE可以采取继承TD-SCDMAPCCPCHPWR的方法对现网TD-LTE功率进行设置,切忌不能对TD-LTE采取一刀切的方式进行功率设置,充分继承TD-SCDMA的优化结果。
当TD-SCDMA双码道PCCPCH功率大于等于33dBm时,TD-LTE单Path的CRS功率设置9.2dBm,当TD-SCDMA双码道PCCPCH功率小于等于25dBm时,TD-LTE固定设置1dBm。
对于TD-LTE,后台配置的参考信号功率为单Path功率。
室外宏站目前配置为2Port,因此单Port拥有Path的数目为使用天线数除以2。
例如:
室外宏站为8天线,那么单PortPath数为4。
单PortCRS功率为单Port拥有Path功率之和。
例如:
室外宏站为8天线,那么单PortPath数为4,后台配置参考信号功率9.2dBm,单PortCRS功率为9.2+6dB=15.2dBm。
对于TD-SCDMA,后台配置的PCCPCH功率为单码道功率,双码道功率需要在单码道功率基础上加3dB。
TD-SCDMA与TD-LTE导频功率参数设置
TD-SCDMA导频功率参数
TD-LTE导频功率参数
中英文名称
单位
默认值
作用范围
中英文名称
单位
默认值
作用范围
PCCPCH功率/PCCPCHPOWER
0.1dBm
300
CELL
参考信号功率/ReferenceSignalPwr
0.1dBm
92
CELL
以8T宏站为例,TD-SCDMA直接升级为双模TD-LTE站点,参考以下典型值:
TD-LTE继承TD-SCDMACDMA导频功率典型值
导频功率参数名称
单位
典型值对应关系
TD-SCDMAPCCPCH功率/PCCPCHPOWER
0.1dBm
330
300
270
230
200
TD-LTE参考信号功率/ReferenceSignalPwr
0.1dBm
92
92
62
12
10
3.2算法应用开启
3.2.1932特性应用
TDS-L双模系统,当TD-SCDMA采用4DL:
2UL时隙配比时,TDL采用3DL:
1UL配比,同时特殊子帧采用SSP5(3:
9:
2)时,才能保证和TDS和TDL上下行帧同步。
但是TDL的GP区占用了9个符号,Dwpts只有3个符号无法传输PDSCH(协议要求Dwpts的符号数大于等于9才能进行下行数传),所以TDL系统特殊时隙的资源利用率低。
通常GP区有2~3个符号已经足够使用,所以浪费了6~7个符号的系统资源;
932特殊时隙增强特性就是当TD-SCDMA采用4DL:
2UL时隙配比时,TDL采用3DL:
1UL配比,同时特殊子帧采用配置6(9:
3:
2)。
对于TDL特殊子帧配置SSP6(9:
3:
2),DwPTS有9个符号可以用于下行传输提高了TD-LTE下行容量。
但此时TDL和TDS上下行帧不同步,即存在一个系统处于上行接收、而另一个系统处于下行发射的情况,如图下图所示。
TDS4DL:
2ULTDL3DL:
1
如图上图所示,从冲突区分析,主要是TDL的下行DwPTS会干扰到TDS的上行UpPTS。
TDS的UpPTS用于承载UpPCH同步信道,根据TD-SCDMA协议,UpPCH可以使用UpPTS调整技术偏移到上行业务时隙。
当UpPTS调整偏置位置大于16时,UpPCH完全承载在上行业务时隙上,UpPTS时隙完全空闲,从而解决了TDL的下行DwPTS在TDSUpPTS时隙上互干扰问题,在现网TD-SCDMAUpshifting的功能基本都已开启,对于TD-SCDMA基本没有任何影响,SSP6为R8协议中的标准特殊子帧配比,终端都支持。
此特性带来的增益:
1低信噪比时(SINR<5dB)理论增益25%
2中信噪比时(5~15dB)理论增益20%
3高信噪比时(SINR>15dB)理论增益13%
4网络SINR平均水平一般在12dB左右,(不同城市不同线路有差异,在10dB~16dB范围内),9:
3:
2配比平均吞吐率增益在13%以上范围;
3.2.2开启双流TM8
双流Beamforming是指在相同的OFDM时频资源上传输两个数据流,形成空间复用,适合于信道质量好的情况。
以4天线为例,双流下行加权发送如下图所示。
两个数据流S1、S2,每根天线有两个权值wi1,wi2。
数据流S1与4个权值w11~w41进行加权运算,数据流S2与另外4个天线权值w12~w42进行加权运算,加权后的两个流相加,送到4个天线发射。
双流Beamforming
TM8在单流的情况下,增益等同于TM7,在双流的情况下较TM7有吞吐率的提升,通过前期的测试在多小区场景下采用基于R9的238全适应较采用237全适应带来的增益如下:
●邻区空扰场景下R9终端比R8终端大约有18%左右的增益;
●邻区模拟加载50%下R9比R8有28%左右的增益;
注:
现网MIFI是支持R9协议的终端,对于不支持R9协议的终端将会采用237的自适应,不会出现开启双流TM8导致终端不兼容的问题。
3.2.3X2口配置
在测试的过程中经常会遇到切换失败、重配置失败、下行失步等问题,当出现类似举的三种情况下终端将会发起RRC重建,按照协议RRC重建成功必须目标小区要从源小区上获取UE的上下文信息。
RRC连接重建小区的选择过程:
RRC连接重建过程触发后,RRC子层首先将所有已经建立的无线承载挂起,包括SRB1、SRB2、DRB,SRB0除外,停止这些无线承载的上下行的数据传输;然后进行重建目标小区的选择过程,根据连接模式下UE对邻小区信号质量的测量结果,对邻小区进行排序,选择质量最好的小区,并试图驻留到该小区上,向网络发起重建请求。
UE重建的目标小区可能是源小区、同站小区和站间的邻小区,前两种情况,UE重建一般都能成功,但是第三种情况,发起重建的小区为站间的邻区,由于目标小区没有UE的上下文消息,网络侧直接会对重建进行拒绝。
针对此类的站间重建的问题我司华为开发了支持无上下文重建功能,该功能要求源小区要与目标的重建小区有X2链路,且链路必须是激活(此功能为华为专利功能,为私有协议)。
X2口的配置的方案建议采用基于S1口的自建立功能。
4现场测试优化案例
4.1孺子路吞吐率提升
4.1.1问题描述
孺子路八一大道同香山南路段吞吐率较低只有15Mbps左右,尤其八一大道同孺子路交叉口西段吞吐率在5~10Mbps左右,吞吐率差的主服务小区为交通宾馆3小区孺子路天地真情1小区,如下图所示:
4.1.2问题分析
问题分析流程:
通过对这一段的数据分析,主要的问题主要是在此路段覆盖比较混乱,导致SINR比较差(平均SINR为4.6dbm,MCS阶数较低),PDCCHDLgrant和RB分配都正常;
该路段的RSRP与SINR的趋势图,从图中可以看出在标准处SINR都较低;
Code0、Code1MCS与PDCP层吞吐率的对比图:
从图中可以看出,在吞吐低的情况下,都是单流,且MCS的阶数不高。
PDCCHDLGARNT和分配的RB数统计图,从资源维度分析,来水量比较足
对LOG进行回放,发现在吞吐率低的路段的覆盖比较混乱,需要对邻小区的覆盖进行优化,降低重叠覆盖度,让主服务小区的RSRP要高于邻区在6db以上。
现场E都市的截图如下:
现场天面勘测的结果(需要增补)
4.1.3优化调整
RF天馈调整:
调整交通宾馆3小区的方位角(现场勘测交通宾馆3小
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