广东电信45G容量提升专题测试报告高阶调制爱立信.docx
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广东电信45G容量提升专题测试报告高阶调制爱立信
广东电信4.5G容量提升专题测试报告
下行256QAM&上行64QAM高阶调制
2020-05
1概述
1.1项目概述
随着电信网络规模的不断扩大,市场发展也越来越壮大,用户的不多增多,产生最直接的影响就是流量不断增加,用户感知速率下降,用户感知速率的提升显得尤为重要。
根据广东电信天翼精品网二期的技术规范书要求,爱立信在东莞市黄江镇进行DL256QAM和UL64QAM的高阶调制的容量类功能测试,主要测试内容包括DL256QAM和UL64QAM功能开启、关闭前后,整个测试片区路测性能、以及终端兼容性测试。
1.2高阶调制技术说明
高阶调制解调技术是通过采用更高阶的调制解调,在维持相同的符号速率(Symbolrate)不变的前提下,提高了比特率(Bitrate),增强了移动宽带的用户感知。
DL256QAM:
下行256QAM允许在PDSCH信道上使用更高阶的调制方式,更多的信息可以在下行无线帧中传输(256QAM一个符号代表8bit),从而提升下行速率,峰值速率较64QAM有33%的数据传输量提升,2X2MIMO和20MHz带宽配置下速率可达200MBPS,在良好的无线环境下获得更高的峰值速率体验。
收益:
增加小区容量和提高峰值速率。
UL64QAM:
UL_64QAM功能开启时,可与传统调制方式动态转换,当链路质量好到超过门限值时,将可转换成64QAM模式;UL_64QAM每个符号代表6bit,更多的信息可以在上行无线幀中传输,较16QAM峰值速率有约50%的数据传输量提升,在20Mhz带宽情况下,速率可达75Mbps;良好的无线环境下获得更高的峰值速率体验。
2测试环境
2.1测试区域
本次选取了黄江镇区中心进行DL256QAM和UL64QAM功能测试,参见下图的画圈区域。
为相关功能开启区域,共33个基站。
测试基站信息参见下表所示:
2.2测试设备连接与组网
LTE测试系统组网示意图如图21所示。
图21系统测试设备连接示意图
2.3系统基本配置
参数
描述
小区带宽/频段
15M/1800M/20M/2100M
功率
2*20w
双工方式
FDD
子载波宽度
15kHz/20kHz
循环前缀(CP)
NormalCP
多天线模式
下行MIMO,上行SIMO
编码调制方式
下行QPSK~256QAM自适应调制编码,上行QPSK~16QAM,64QAM自适应调制编码
2.4测试工具及仪器
编号
名称
描述
单位
数量
1
LTE路测系统
鼎力Pioneer软件,V10.2.0.8
套
1
2
LTE测试终端终端
三星S8
套
1
3
笔记本电脑
用来进行路测
台
1
4
测试车辆
配置高容量交直流电源转换器
辆
1
3测试项目
3.1测试场景说明
1、室外定点测试场景(近、中、远点定义)
在没有特别注明的情况下,空口远中近点定义如下:
如受条件限制上下行测试选点不一致,上下行测试选点宜优先以下行SINR判断
RSSINR
远点
SINR<=5dB
中点
SINR≈10~15dB
近点
SINR>=20dB
2、多小区DT测试场景
对于多小区测试场景,测试路线测试路线应为多小区覆盖范围内能够行车的主要交通道路,尽可能呈“S”型或田字形,为闭环,并遍历多个小区覆盖范围,包括小区边缘与小区中心,多次经历基站内和基站间切换区域。
本次DT测试测试区域在下图红圈内路段,测试遍历基站周边路段,
3.2下行256QAM路测性能
室外场景256QAM打开和关闭的路测性能对比
测试编号
3.1.2.1
测试项目
下行256QAM打开与关闭情况下下行室外路测性能对比
测试子项目
测试目的
测试下行256QAM打开与关闭情况下室外路测性能差异
测试仪表
1.测试LTE设备一套;
2.连接测试UE的笔记本一台,安装路测软件;
3.测试车一辆,配置高容量交直流电源转换器;
预置条件
1.LTE系统(多小区)及UE正常工作,使用高通原型机/NG-TUE测试,但必须保证256QAM打开关闭测试使用同一款终端;
2.通过下行干扰排查方法确保测试区域下行无LTE系统外干扰;
3.确保测试过程中小区间的切换功能正常;
4.业务服务器工作正常,并在业务服务器端和UE端配置足够大的文件,以满足测试期间的连续FTP下载和上传需求;
测试步骤
1.测试小区开启256QAM自适应模式;
2.使用4.5章节的测试路线(测试路线在测试小区范围之内,不出改造站点圈)进行测试;
3.测试UE建立QCI=8或者9的NonGBR承载,发起FTP业务下行传输并保持
4.测试车辆沿测试路线慢速行驶,实时记录下行SINR、下行RSRP、下行速率、MCS、调制方式等,保证测试有效;
5.测试小区关闭下行256QAM功能,重复步骤2~4;
6.根据路测结果算出路测平均增益(包括平均速率、RSRP、SINR等);
7.根据路损画出路损速率曲线,对比相同位置的速率增益;并估计256QAM、64QAM、16QAM等不同调制方式的覆盖范围;统计不同调制方式的比例。
测试数据
1.UE侧记录:
GPS信息、下行SINR、下行RLC、应用层速率、下行MCS、调制方式、BLER、下行RB数、下行RSSI、下行RSRP、下行RSRQ、CQI、RI、DLGRANT、上行发射功率、空口信令;
2.基站侧记录:
基站噪声等。
数据分析
1.分析和对比下行256QAM打开与关闭情况下的路测性能差异;
2.对比不同调制方式的覆盖范围,使用比例。
测试说明
测试结果如下:
下行256QAM开启前后网络整体覆盖指标RSRP、SINR数值波动不大,支持下行256QAM功能的终端的下行数据速率在开启功能后平均PDCP速率增益为17.25%,从频谱效率的角度分析,每RB物理层速率增益为19.92%。
场景
RSRP
SINR
QPSK
16QAM
64QAM
256QAM
PDCP速率(Mbps)
PDCP增益
PHYThroughputDL/RB
PHYThroughputDL/RB增益
DL256QAM关
-81
11
3.76%
16.06%
80.18%
0.00%
506.35
42.37
DL256QAM开
-83
11
3.14%
15.79%
53.32%
27.75%
49.68
17.25%
607.19
19.92%
3.2.1256QAM功能开启前后下行RSRP对比
DL256QAM开启前测试路线RSRP大于-105dBm的百分比数值为99.96%,平均值为-81dBm。
DL256QAM开启后测试路线RSRP大于-105dBm的百分比数值为99.92%,平均值为-83dBm,功能开启前后RSRP基本上没有大的变化。
RSRP分布区间表格如下:
Order
Range
DL256QAM-关-PDF
DL256QAM-开-PDF
DL256QAM关-CDF
DL256QAM开-CDF
1
(-INF,-140]
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
2
(-140,-110]
0.00%
0.02%
0.00%
0.02%
3
(-110,-100]
0.52%
0.69%
0.52%
0.71%
4
(-100,-95]
4.74%
1.94%
5.25%
2.65%
5
(-95,-85]
25.60%
31.64%
30.86%
34.29%
6
(-85,-70]
63.45%
61.57%
94.31%
95.85%
7
(-70,-40]
5.69%
4.15%
100%
100%
8
(-40,+INF)
0.00%
0.00%
100%
100%
区间分布图形化如下:
各区间占比略微波动,属于正常情况。
3.2.2256QAM功能开启前后下行SINR对比
功能开启前后SINR平均数值为11,没有太大变化。
功能开启前SINR图示如下:
功能开启后SINR图示如下:
SINR分布区间表格如下:
Order
Range
DL256QAM-关-PDF
DL256QAM-开-PDF
DL256QAM-关-CDF
DL256QAM-开-CDF
1
(-INF,-20]
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
2
(-20,-3]
3.37%
3.23%
3.37%
3.23%
3
(-3,0]
9.08%
5.88%
12.45%
9.10%
4
(0,3]
8.84%
8.94%
21.28%
18.05%
5
(3,6]
11.09%
11.33%
32.38%
29.37%
6
(6,9]
14.60%
15.58%
46.97%
44.95%
7
(9,15]
28.76%
32.68%
75.73%
77.63%
8
(15,50]
24.27%
22.37%
100%
100%
9
(50,+INF)
0.00%
0.00%
100%
100%
区间分布图形化如下:
各区间占比略微波动,属于正常情况。
下行256QAM功能开启前后整个测试片区拉网测试时间不同,测试结果也会受无线环境波动影响,测试的RSRP和SINR会有一定差异,但是总体来说RSRP\SINR各区间百分比波动不大,功能开启对整个测试片区的覆盖没有太大影响。
4、测试结果汇总:
下行256QAM开启前后网络整体覆盖指标RSRP、SINR数值波动不大,支持下行256QAM功能的终端在开启功能后,由于无线环境不同带来的影响,现网用户数的影响,测试DL256QAM占比分为27.75%,测试平均PDCP速率增益分别为17.25%,从频谱效率的角度分析,测试每RB物理层速率增益分别为19.92%。
3.2.3测试小结
下行无线环境对于256QAM的占比情况的影响是完全不同的,下行无线环境较好的时候,开启DL256QAM,用户的DL256QAM占比会较高,在相同调度资源的情况下,会获得更好的速率增益,在本次测试,最高可达32.17%。
3.3上行64QAM路测性能
室外场景上行64QAM打开关闭的路测性能对比
测试编号
3.2.2.1
测试项目
上行64QAM打开与关闭情况下室外路测性能对比
测试子项目
测试目的
测试上行64QAM打开与关闭情况下室外路测性能差异
测试仪表
1.测试LTE设备一套;
2.连接测试UE的笔记本一台,安装路测软件;
3.测试车一辆,配置高容量交直流电源转换器;
预置条件
1.LTE系统(多小区)及UE正常工作,使用高通原型机/NG-TUE测试,但必须保证上行64QAM打开关闭测试使用同一款终端;
2.通过下行干扰排查方法确保测试区域下行无LTE系统外干扰;
3.确保测试过程中小区间的切换功能正常;
4.业务服务器工作正常,并在业务服务器端和UE端配置足够大的文件,以满足测试期间的连续FTP下载和上传需求;
测试步骤
1.测试小区开启上行64QAM自适应模式;
2.使用4.5章节的测试路线(测试路线在测试小区范围之内,不出改造站点圈)进行测试;
3.测试UE建立QCI=8或者9的NonGBR承载,发起FTP业务下行传输并保持
4.测试车辆沿测试路线慢速行驶,实时记录下行SINR、下行RSRP、上行速率、MCS、调制方式等,保证测试有效;
5.测试小区关闭上行64QAM功能,重复步骤2~4;
6.根据路测结果算出路测平均增益(包括平均速率、RSRP、SINR等);
7.根据路损画出路损速率曲线,对比相同位置的速率增益;并估计上行64QAM、64QAM、16QAM等不同调制方式的覆盖范围;统计不同调制方式的比例。
测试数据
1.UE侧记录:
GPS信息、下行SINR、下行RLC、应用层速率、下行MCS、调制方式、BLER、下行RB数、下行RSSI、下行RSRP、下行RSRQ、CQI、RI、DLGRANT、上行发射功率、空口信令;
2.基站侧记录:
基站上行干扰水平、上行信道SINR。
数据分析
1.分析和对比上行64QAM打开与关闭情况下的路测性能差异;
2.对比不同调制方式的覆盖范围,使用比例。
测试说明
测试结果:
室外路测上行64QAM调制占比为79.13%,速率增益为29.74%。
测试场景
RSRP
速率UL
上行码字0QPSK比例(%)
上行码字016QAM比例(%)
上行码字064QAM比例(%)
PDCP层速率(Mbps)
速率增益
上行64QAM关
-81
21554
0.11%
99.86%
0.03%
21.55
上行64QAM开
-83
27957
1.99%
18.88%
79.13%
27.96
29.74%
3.3.1UL64QAM功能开启前后下行RSRP对比
上行64QAM功能开启前的路测道路的RSRP平均值为-81dBm,开启后的RSRP的平均值为-83dBm。
UL64QAM开启前-RSRP:
UL64QAM开启后-RSRP:
RSRP分布区间表格如下:
Order
Range
DL256QAM-关-PDF
DL256QAM-开-PDF
DL256QAM关-CDF
DL256QAM开-CDF
1
(-INF,-140]
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
2
(-140,-110]
0.04%
0.01%
0.04%
0.01%
3
(-110,-100]
0.10%
1.42%
0.14%
1.43%
4
(-100,-95]
1.51%
7.02%
1.65%
8.45%
5
(-95,-85]
20.37%
34.03%
22.02%
42.49%
6
(-85,-70]
54.98%
54.43%
77.00%
96.92%
7
(-70,-40]
23.00%
3.08%
100%
100%
8
(-40,+INF)
0.00%
0.00%
100%
100%
备注:
由于鼎力软件统计结果采取四舍五入法,,PDF的结果相加之后的CDF结果可能略微小于或者大于100%。
分布区间图如下:
各区间占比略微波动,属于正常情况。
3.3.2UL64QAM功能开启前后下行SINR对比
上行64QAM功能开启前后变化不大,开启前SINR平均值为11,开启后平均值为11。
UL64QAM开启前-SINR:
UL64QAM开启后-SINR:
SINR分布区间表格如下:
Order
Range
UL64QAM关-PDF
UL64QAM开-PDF
UL64QAM关-CDF
UL64QAM开-CDF
1
≤-5dB
0.17%
1.32%
0.17%
1.32%
2
(-5,-3]
0.17%
1.53%
0.34%
2.85%
3
(-3,-1]
1.17%
2.61%
1.51%
5.46%
4
(-1,0]
0.67%
1.75%
2.18%
7.22%
5
(0,5]
16.92%
15.44%
19.10%
22.65%
6
(5,10]
23.45%
20.88%
42.55%
43.53%
7
(10,15]
23.62%
21.51%
66.17%
65.05%
8
(15,20]
20.44%
18.54%
86.61%
83.59%
9
>20
13.40%
16.41%
100.01%
100%
备注:
由于鼎力软件统计结果采取四舍五入法,,PDF的结果相加之后的CDF结果可能略微小于或者大于100%。
分布区间图如下:
各区间占比略微波动,属于正常情况。
调制方式占比:
功能开启后上行64QAM占比为79.13%,功能开启后,上行平均速率由原来的21.55Mbps提升到了27.96Mbps,提升相对百分比为29.74%,PHYThroughputUL/RB增益为22.77%。
3.3.3测试小结
功能开启前后路测区域的道路覆盖没有太大差异。
本次数据只是一次测试结果,并非海量数据的统计平均结果,而且手机在同一位置的信号也是波动的,RSRP、SINR数值在区间分布上略有差异。
开启上行64QAM功能后的上行64QAM高阶调制占比达到了79.13%,上行吞吐速率增益为29.74%,每RB物理层增益为22.77%。
上行64QAM功能对于支持上行64QAM的终端,在无线环境较好的区域,能大幅提高用户感知。
3.4CQT测试性能
3.4.1测试说明
测试增加了室外定点测试的场景来验证下行256QAM和上行64QAM功能开启前后带来的速率增益。
对黄江片区选取好中差点,定点测试开启\关闭高阶调制功能。
选点条件如下:
1.好点SINR>=20,中点10<=SINR<=15,差点0<=SINR<=5
2.平均速率是通过Netmeter软件在业务态稳定后开始记录2分钟时间获得.
3.4.2DL256QAM开启前后测试结果
好点的DL256QAM调制占比较高,速率增益也高于中点和差点,对于下行数据,SINR值的好坏直接决定了DL256QAM的占比。
DL256QAM开启后室外CQT点DL测试数据速率最高达到了129.519Mbps,相对增益达到了37.08%。
RSRP
SINR
调制占比%_DL
平均速率
DL测试
新功能是否开启
均值(30栅格化)
均值(30栅格化)
平均PRB
下行码字QPSK比例(%)(30栅格化)
下行码字16QAM比例(%)(30栅格化)
下行码字64QAM比例(%)(30栅格化)
下行码字256QAM比例(%)(30栅格化)
速率DL(30栅格化)
DL256QAM开启后速率增益
好点1
是
-71
23
71.57
0%
0%
1%
99%
74892
18.14%
否
-72
22
67.08
0%
0%
100%
0%
63393
好点2
是
-65
28
71.75
0%
0%
1%
99%
99210
27.50%
否
-71
26
62.55
0%
0%
100%
0%
77814
好点3
是
-87
23
97.12
0%
0%
0%
100%
149375
12.70%
否
-88
23
86.22
0%
0%
100%
0%
132540
好点4
是
-58
24
65.49
0%
0%
0%
100%
101456
17.64%
否
-69
24
64.88
0%
0%
100%
0%
86241
好点5
是
-60
27
70.27
0%
0%
1%
99%
129519
37.08%
否
-69
25
71.46
0%
0%
100%
0%
94481
好点6
是
-74
25
71.68
0%
0%
1%
99%
92474
6.07%
否
-76
24
71.73
0%
0%
100%
0%
87180
中点1
是
-80
14
73.1
0%
0%
25%
75%
72485
13.29%
否
-87
11
67.45
0%
2%
98%
0%
63982
中点2
是
-80
15
72.36
0%
0%
23%
77%
77404
14.17%
否
-90
14
72.32
0%
22%
78%
0%
67795
差点1
是
-85
5
73.11
0%
0%
87%
13%
53680
2.85%
否
-82
6
73.2
0%
3%
97%
0%
52192
本次测试受区域内站点用户较多影响,对速率影响较大,DL256QAM开启前后室外CQT点DL两处用户较少的1.8G与2.1G站点,对比效果比较直观,详情如下图:
1.8G站点DL256QAM开启前
1.8G站点DL256QAM开启后
1.8G站点DL256QAM开启前峰值速率为94Mbps,DL256QAM开启后峰值速率为129.5Mbps,提升达到37.08%,在现网环境下基本达到15M带宽的理论峰值速率。
2.1G站点DL256QAM开启前
2.1G站点DL256QAM开启后
2.1G站点DL256QAM开启前峰值速率为146.1M,DL256QAM开启后峰值速率为191.1M,提升达到30.8%,在现网环境下基本达到20M带宽的理论峰值速率。
从PHYThroughputDL/RB维度观察开启256QAM后的增益,如下:
场景
RSRP
SINR
QPSK
16QAM
64QAM
256QAM
PHYThroughputDL/RB
PHYThroughputDL/RB增益
好点-DL256-关
-74
24
0%
0%
100%
0%
693.34
好点-DL256-开
-69
25
0%
0%
1%
99%
906.46
30.74%
中点-DL256-关
-88
12.5
0%
12%
88%
0%
609.58
中点-DL256-开
-80
14.5
0%
0%
24%
76%
702.01
15.16%
差点-DL256-关
-82
6
0%
3%
97%
0%
441.82
差点-DL256-开
-85
5
6%
0%
87%
13%
533.72
20.80%
图形化展示结果如下:
好点256QAM功能开启前调制方式全部为64QAM,开启后全部为256QAM,功能开启带来的频谱效率每RB的物理层速率提升30.74%,与256QAM理论增益相近。
差点测试时由于SINR值的偶尔波动占用到13%的256QAM调制比例,每RB的物理层速率也有一定增益。
3.4.3UL64QAM开启前后测试结果
室外CQT点测试参数具体表格化结果如下
UL测试
新功能是否开启
RSRP(30栅格化)
SINR(30栅格化)
QPSK(30栅格化)
16QAM(30栅格化)
64QAM(3
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