HWLTECQI问题分析详解.docx
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HWLTECQI问题分析详解.docx
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HWLTECQI问题分析详解
1、原理介绍
1.1 基本概念
CQI,信道质量指示〔ChannelQualityIndication〕;主要用来衡量小区下行信道的质量,有UE进行测量并上报。
UE根据高层指示对相应导频信号进行测量,然后上报CQI报告,网络侧根据UE上报的CQI测量报告并结合当前网络资源情况,决定是否需要对UE的调制方式、资源分配、MIMO的相关配置进行调整。
1.2 CQI类型
CQI上报模式:
周期CQI上报和非周期CQI上报。
• 周期CQI
如果是固定CQI周期,则CQI周期采用固定值,默认为40ms。
如果打开CQI自适应或自适应优化,则CQI周期有5ms,20ms,40ms。
• 非周期CQI
非周期CQI的上报需要eNB主动触发。
进入频选的用户会触发非周期CQI上报,周期为2ms。
CQI上报密集度分类:
宽带CQI和子带CQI。
• 宽带CQI
UE在所有需要CQI测量的子带〔PRB组〕内统一测量并上报一个CQI值。
• 子带CQI
UE对eNB配置的各CQI测量子带进行CQI测量后,只将其中M个CQI最好的子带位置上报给eNB。
华为话统没有子带CQI相关统计。
CQI传输信道:
PUSCH传输和PUCCH传输。
对于没有PUSCH分配的子帧,周期CQI/PMI/RI上报在PUCCH上发送;对于有PUSCH分配的子帧,周期上报以随路信令的方式在PUSCH上发送。
如果周期上报和非周期上报将在同一个子帧发生,那么UE在该子帧只能发送非周期上报。
协议规定,CQI有如下几种格式:
1.3 CQI上报机制
在〔PA,PB〕一定的情况下,终端上报的CQI是根据测量到的SINR来上报〔子带或宽带〕,如下列图所示:
具体SINR和CQI的对应关系如下表所示:
通过以上可知,CQI是由终端基于下行信道的SINR测量上报的,它的高低取决于SINR,即说明CQI与网络覆盖直接相关。
2 华为指标统计
2.1 CQI性能指标统计分类
与CQI相关的性能指标统计包括:
●∙小区全带宽CQI的上报次数
●∙小区单码字全带周期CQI的上报次数
●∙小区单码字全带非周期CQI的上报次数
●∙小区双码字全带码字0周期CQI的上报次数
●∙小区双码字全带码字0非周期CQI的上报次数
●∙小区双码字全带码字1周期CQI的上报次数
●∙小区双码字全带码字1非周期CQI的上报次数
2.1 华为CQI各种统计方式差异分析
2.1.1 单码字〔RANK1〕与双码字〔RANK2〕CQI差异分析
均值差异:
一般情况下RANK2的CQI均值要高RANK1。
如下后两列为单码字〔RANK1〕和双码字〔RANK2〕的CQI均值数据,可以看到,双码字的CQI比单码字的CQI平均值高1阶左右。
CQI大于7比例差异:
如下后两列所示,码字1〔RANK2〕的CQI大于7的比例平均约高于码字0 〔RANK1〕约10%。
2.2.1 周期CQI与非周期CQI值差异分析
下行频选开关打开,进入频选的用户会上报非周期CQI。
如下为周期CQI和非周期CQI的均值和大于7的比例。
如第2列和第6列,CQI大于7的比例,非周期CQI高于周期CQI约7个百分点。
均值非周期CQI平均约高于周期CQI0.6阶。
在打开CQI误检优化开关后,周期CQI会提升,两者的差距会缩小。
如下数据,非周期CQI大于7的比例要高于周期CQI平均7%左右。
3 影响CQI指标的关键参数
如下为涉及到CQI的关键参数,当涉及到CQI问题时,需要重点关注如下参数。
相关参数影响CQI的原理在文档后面有描述,这里不展开表达。
4 CQI问题分析定位思维导图
5 网上问题处理
5.1 CQI指标变化
5.1.1 业务模型变化或差异
Ø∙用户数逐渐增加,引起下行PRB增加
K国L局点,发现从8月1号到8月底,CQI在缓慢的下降〔从12.3下降到12.1〕,如下列图所示:
分析关联KPI,如下两图所示:
DLPRBUsageRate〔下行PRB利用率〕与UserAverage〔平均用户数〕,CQIAverage〔平均CQI〕与UserAverage〔平均用户数〕。
当用户数增加的时候,PRB利用率会相应的增加〔调度是按照用户业务、按RB为单位分配:
相同的业务量,如果是分给两个用户调度,相比一个用户就会使用更多的RB资源〕,反之用户数减少的时候,PRB利用率会相应的减小;CQI随着PRB利用率变化而变化。
注意:
由于M2000只能保存1个月的话统数据,第一次采集的时候未采集到对应的话统,上面的数据都是基于后一个月的话统进行分析。
反之也会成立:
用户数减少,引起下行PRB减少,CQI抬升。
Ø∙开户速率降低,导致网络下行业务量与PRB降低
K国Z局点,全网CQI从11月22日开始突然抬升,如下列图所示:
分析关联KPI,如下三图所示:
1、 DLPRBUsedAverage〔下行PRB利用率〕在11月22开始突降;
2、 UserDLThroughput〔用户下行速率〕突降,UserAverage〔平均用户数〕有降低,但是规律不明显;
3、 CellDLThroughput〔小区下行吞吐率〕突降;
用户下行速率与小区下行吞吐率降低,下行PRB降低,引起CQI抬升;经一线了解,在这一天,客户修改了大量用户的开户速率AMBR〔从150Mbps降低到125kbps〕,引起了用户速率降低,至此找到原因。
Ø∙新建站点未做RF优化,干扰大
K国L局点,观察全网平均CQI变化趋势,发现从1月15日到1月底一直在缓慢降低。
关联KPI分析,如下两图所示:
发现TOP站点的CQI偏低,删除TOP站点后的变化趋势;一线反馈这些TOP站点都是新建的站点,还未做RF优化,因此存在较大的邻区间干扰,CQI较低。
Ø∙用户数少,KPI不稳定
用户较少,上报CQI基数不足导致指标不稳定。
Ø∙用户分布不一致,CQI不一致
A国N运营商,客户反馈LMU393站点A小区平均CQI低,比照另外一个CQI较好的LMYU0555站点A小区,情况如下列图:
比照两个小区接入用户的TA分布,LMU393站点A小区的UE接入位置分布范围较广〔最远在2808米〕,而LMYU0555站点A小区的UE接入位置集中在468米以内,因此LMU393站点A小区平均CQI低。
话统的TA值,是用户接入时刻的测量值,能够间接反应这个小区中UE离小区的实际距离范围。
Ø∙网络频率差异:
高频覆盖范围小,穿墙性能差
K国V局点,做预均衡的特性参数试验,发现执行后吞吐量、用户数和PRB利用率无太大波动情况下,1800M和800M网络的平均CQI有较大幅度下降,如下列图所示:
仔细分析1800M与800M网络的变化趋势:
同步用户数在1800M网络中有抬升,800M网络中有降低。
具体的CQI变化趋势,800M与1800M网络都有降低
不同频率的特点:
1.800M的波长比1800M要长,因此在相同的距离与覆盖下,800M的路损更小;2. 并且在室内场景,800M有更好的覆盖〔穿墙性能〕。
如下列图,在离小区相同的距离下〔远点〕,800M的RSRP比1800M高了9db。
如下两图所示:
800M网络中,CQI4~15的上报次数都降低了,除了CQI0~3〔室内覆盖的场景下,800M信号比1800M信号更好,很可能还是留在800M网络中,本身CQI不会很好:
CQI差的留在了网络中,CQI好的切换到1800M小区〕;而1800M网络中,CQI4~7的上报次数抬升了〔从800M切换过来引起的,但实际CQI低于平均值〕,其它变化不大。
5.1.2 参数变动
同步方式修改
说明:
同步方式由时间同步修改为频率同步后,SINR会抬升,相应CQI也会抬升。
从多个局点的测试数据来看,同步方式修改后,路测SINR会平均抬升2dB左右,CQI会平均抬升约1阶。
实际话统CQI平均值抬升约0.5阶。
话统CQI大于7的比例平均抬升5%左右。
现网数据:
路测:
如下路测数据:
SINR抬升3.5dB,路测CQI抬升2阶。
如下路测数据:
SINR抬升1.5dB,路测CQI抬升0.5阶。
话统:
同步方式修改,比照修改前后CQI平均值抬升0.44,CQI大于7的比例抬升约4%左右。
Ø∙∙PA、PB修改
说明:
CQI主要用来反映频谱效率,即实际需要评估PDSCH信道的质量,终端通过测量RS信号的质量来评估PDSCH信道质量时,需要考虑RS与PDSCH的差异,即PA,其中可简化RSSINR+PA=PDSCHSINR,而PDSCHSINR即为CQI,如当〔Pa,Pb〕从〔-3,1〕修改为〔0,0〕后,根据RSSINR=本小区RS/〔邻区干扰〔RS+PDSCH+公共信道〕+底噪),由于邻区RS下降〔邻区干扰下降〕,RS的SINR没有下降3dB,但Pa增加了3dB,从而增大Pa可以提升网络的CQI值。
现网数据:
暂无话统数据。
路测:
RS不变,〔Pa,Pb〕由〔-3,1〕修改为〔0,0〕,SINR略有降低,但单码字CQI提升约0.5,双码字CQI提升约1.28。
RS降低,〔Pa,Pb〕由〔-3,1〕修改为〔0,0〕,SINR降低约2.7dB,但单码字CQI基本不变,双码字CQI提升约0.6。
Ø∙∙CQI误检优化算法
说明:
韩国LGU+局点中报了一个CQI问题,发现eNB侧和终端侧CQI不一致,CQI存在误检,CQI误检率达10%,导致eNB侧CQI明显比终端侧CQI低0.1~0.4阶。
在7.0SPC128及其以后版本,产品合入了CQI误检算法,针对周期CQI上的全带CQI误检进行优化〔不考虑非周期CQI,只影响话统统计〕。
算法打开后,对周期CQI的提升在0.3阶左右。
算法打开开关:
MODCELLALGOSWITCH:
LocalCellId=x,DetectionAlgoSwitch=CqiReliableSwitch-1;
算法关闭开关:
MODCELLALGOSWITCH:
LocalCellId=x,DetectionAlgoSwitch=CqiReliableSwitch-0;
现网数据:
打开CQI误检优化开关后,CQI均值抬升约0.5左右。
周期CQI大于7的比例抬升约4%左右。
非周期CQI基本不变。
Ø∙∙DRX开关
说明:
DRX打开,会导致CQI降低。
原因在于DRX打开,导致终端进入休眠期,会增加SR虚警落入休眠期的概率。
SR虚警会导致基站周期性检测CQI,但实际上UE并没有上报任何CQI,因此eNodeB会检测到一个在CQI0~15范围内的随机值。
综上所述,eNodeB将检测到大量的CQI随机值,从而导致CQI的分布以及平均CQI出现波动。
例如在绝大部分用户都在近点,高阶CQI〔例如CQI11~15〕占比很高的场景下,可能导致平均CQI下降〔但不影响实际调度〕。
建议关闭DRX开关。
脚本:
DRX关闭:
MODDRX:
DrxAlgSwitch=ON,Sh、tDrxSwitch=OFF;
DRX打开:
MODDRX:
DrxAlgSwitch=ON,Sh、tDrxSwitch=ON;
现网数据:
暂无。
Ø∙∙MIMO方式修改
说明:
在相同SINR下闭环MIMO上报的CQI要比开环高,差异原因在于:
对于闭环,UE遍历寻找最匹配信道H的W〔编码矩阵〕,基于H*W计算均衡后的SINR并估计CQI,因此在相同SINR下〔均衡前〕闭环的CQI更高。
在低速场景下,闭环MIMO相比开环MIMO对话统吞吐率存在正增益。
在速度比较高场景下(大于30KM/h),开环MIMO要优于闭环MIMO。
中国电信推荐设置为开环MIMO。
现网数据:
如下为某局点,闭环MIMO和开环MIMO分别打开时,路测和话统的值。
闭环MIMO相比开环要高出0.5。
Ø∙∙下行频选算法
说明:
下行频选打开会增加非周期CQI的上报。
如果不考核非周期CQI,则可以关闭此开关。
如果考核非周期CQI,则建议打开下行频选〔如前面现网数据,非周期CQI均值要大于周期CQI,建议考核指标中增加非周期〕。
脚本:
打开下行频选:
MODCELLALGOSWITCH:
LocalCellId=0,DlSchSwitch=FreqSelSwitch-1;
关闭下行频选:
MODCELLALGOSWITCH:
LocalCellId=0,DlSchSwitch=FreqSelSwitch-0;
Ø∙∙CQI周期相关算法
说明:
华为涉及CQI上报周期的有三种算法:
固定CQI上报周期,周期CQI自适应以及周期CQI自适应优化。
其中固定CQI上报周期默认的CQI上报值为40ms,周期CQI自适应及周期CQI自适应优化的上报周期和占用RB数随用户数不同而不同。
具体如下所示:
影响:
CQI上报周期算法会影响CQI上报个数,具体上报个数的关系是:
周期CQI自适应>周期CQI自适应优化>固定CQI算法〔默认40ms〕。
当算法由固定CQI周期变为周期CQI自适应时,假设现网近中远点用户数分布一致,则修改后近中远点的CQI个数应成比例减少,对CQI均值统计不会有影响。
但如果现网中话务量大的站都分布在近点,则由固定CQI周期修改为周期CQI自适应优化后,会略微降低CQI统计的均值。
另外CQI上报周期变长,在信道质量变化非常快的场景,理论上CQI上报周期变长会导致上报的CQI不能真实反映信道变化,会对拉测时下行吞吐率产生不良影响。
备注:
在某些场景下,可以针对TOP差小区拉长CQI上报周期,TOP好小区缩短CQI上报周期,来优化CQI指标。
现网数据:
进行CQI自适应修改后,从话统来看,CQI个数明显变化。
大于等于7的比例和平均CQI基本不变。
Ø∙∙智能预调度开关
说明:
DRX打开状态下,开启智能预调度,假设持续时长较短,则会导致CQI降低。
原因如下:
假设DRX的inactiveTimer为100ms,智能预调度持续时长为50ms,则DRX状态下关闭和开启智能预调度有如下差异:
1〕当DRX开启而智能预调度关闭的时候,数据传输耗时200ms+100ms〔inactiveTimer〕=300ms为DRX激活时长;
2〕当DRX开启且智能预调度开启时,数据传输要比智能预调度开启时耗时缩短,假设为100ms,则DRX激活时长为100ms+50ms〔SmartPreAllocationDuration〕+100ms〔inactiveTimer〕=250ms;
如上图所示,DRX状态下智能预调度开启且智能预调度调度时长较短时,会比关闭智能预调度时DRX激活时长要短。
最终会增加SR虚警落入休眠期的概率,而导致平均CQI下降。
建议增加智能预调度持续时长,具体设置多少目前还需要进一步确定。
脚本:
MODCELLALGOSWITCH:
LocalCellId=11,UlSchSwitch=PreAllocationSwitch-1&SmartPreAllocationSwitch-1;
MODCELLULSCHALGO:
LocalCellId=11,PreAllocationMinPeriod=5;
MODCELLULSCHALGO:
LocalCellId=11,SmartPreAllocationDuration=1500;
现网数据:
XX电信全网CQI平均值,从11月7日出现下降,从10.2下降到9.6左右,CQI大于7的占比,整网从84%下降至80%〔CQI所有个数下降30%〕,在11月13号22点回退智能预调度和TATIMER后,CQI均值和CQI大于7的比例基本上升到前期水平。
Ø∙∙小包降阶扩RB
小包降阶扩RB功能,会抬升下行PRB的利用率,从而引起下行邻区间干扰增加,CQI下降。
无详细的分析报告,待补充。
Ø∙∙eMBMS:
边缘小区有CQI负增益
外场路测验证,其中将黄圈内站点都配置为eMBMS小区,红圈与蓝圈之间站点配置为单播小区,黄圈与蓝圈之间站点配置为单播小区/保留小区/eMBMS小区,通过配置不同小区模式,在红圈和蓝圈之间的站点内进行路测。
测试结果如下表:
通过路测分析,eMBMS对业务区外的单播小区的干扰会导致SINR下降1dB左右,下行速率下降4%~6%;eMBMS外围配置保留小区时,对周边单播小区的干扰会导致SINR下降0.2~0.6dB,下行速率下降0.5%~3.2%。
5.2 指标优化
5.2.1 参数优化
5.2.2 网络覆盖优化
说明:
CQI是根据SINR上报,所以可以通过提升SINR来提升CQI,除常规网络优化〔包括调整参考信号功率〕手段外,SFN也可作为网络优化的一个手段。
数据:
如下为某局点,在常规RF优化,即调整天线角度后,CQI大于7的比例从75%上升到85%左右。
如下为某局点,在开通SFN后,话统下行CQI的变化,平均抬升约0.5阶。
5.2.3 异常终端
Ø∙∙eMBMS开通,高通9200芯片平台会产生测量误差,CQI偏小
高通9200芯片平台不支持MBSFN子帧识别,那么如果终端在不识别MBSFN子帧的情况下,eMBMS使用的MBSFN子帧可能终端产生测量误差、性能下降等不良影响。
从实验室对E392终端〔高通9200芯片〕的比照测试来看,eMBM开启会导致CQI下降近6。
使用高通9200芯片的主流终端型号,由于现有资料还未涉及国内终端设备厂商情况,需要一线获取现网南京主流终端型号,确认芯片类型。
6 相关案例
6.1 无CL邻区导致CQI降低问题
在开启LTE到EHRPD的重定向后,华为产品需要配置LTE到EHRPD的邻区,如果没有配置邻区会导致重定向失败,导致终端处于信号比较差的状态,导致CQI降低。
所以打开LTE到EHRPD的重定向,并配置邻区后,提升CQI提升。
7 FAQ
7.1 为什么话统RANK2的CQI均值要大于RANK1CQI
在相同的无线环境下,终端选择RANK1时的CQI会高于选择RANK2的情况,因为RANK2两路有干扰,会导致SINR下降,CQI也下降。
但是话统中,RANK2的CQI要高于RANK1,因为终端只有在SINR比较高的场景才会选择RANK2,选择RANK1本身SINR就比较差,所以统计结果是RANK2的CQI要高于RANK1。
7.2 周期CQI上报的周期如何判断?
协议中规定CQI/PMI的上报周期和偏置由高层参数cqi-pmi-ConfigIndex指定,并且有如下对应关系。
比方如下,cqi-pmi-ConfigIndex为18,表示CQI的上报周期为20ms。
如下cqi-pmi-ConfigIndex=48,则表示CQI上报周期为40ms。
7.3 基于QXDM的CQI分析方法
对于涉及到与友商比照的情况,通常方法就是各自在其站点下做QXDM测试来进行分析比照,在QXDMLog中LTELL1PUCCHTxReport和LTELL1PUSCHTxReport记录了终端CQI的上报结果,其中LTELL1PUCCHTxReport记录的是周期CQI,而LTELL1PUSCHTxReport包含了非周期CQI以及走随路的周期CQI结果,如下列图所示:
对于LTELL1PUCCHTxReport事件,其都是周期CQI上报,分析起来较为简单,这里就不做赘述,而LTELL1PUSCHTxReport则记录了周期和非周期CQI,区分起来较为麻烦,不过几个字段可以进行区分,如下列图所示:
上图中的NUMCQIBITS显示不同的值则代表不同的上报模式和类型:
4 宽带、开环、周期CQI〔不区分RANK1或2〕;6 闭环、周期CQI、RANK1;8 闭环、周期CQI、RANK2;30 开环、非周期CQI,不区分RANK1或2;32 闭环〔CQI/PMI),非周期RANK1;61 闭环〔CQI/PMI),非周期RANK2 。
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