唐紹艷

（撫順移動通信公司，遼寧撫順　113008）

TD-LTE下載速率的提升方法和實踐案例

唐紹艷

（撫順移動通信公司，遼寧撫順113008）

TD-LTE無線通信技術(shù)為用戶提供了一種全新的快速上網(wǎng)方式。但在實際應(yīng)用中，限制速率的問題隨處可見。主要表現(xiàn)為吞吐率偏低和吞吐率波動。本文通過分析、定位影響下行速率的主要因素，結(jié)合實際工作，總結(jié)出了優(yōu)化LTE速率的方法。有關(guān)分析結(jié)果將為提升用戶感知提供重要參考，并對系統(tǒng)的性能評估提供有益幫助。

TD-LTE速率優(yōu)化

1　TD-LTE下載速率的基本概念及驗收標(biāo)準(zhǔn)

下載速率即單位時間內(nèi)下載的數(shù)據(jù)量，也稱吞吐率。吞吐率等于下載數(shù)據(jù)量與統(tǒng)計時長的比值。

按照TD-LTE單站驗證的要求，F(xiàn)TP下載速率的驗收標(biāo)準(zhǔn)如下（子幀配比2，特殊子幀配比5，SINR作為選點參考）：

好點：RSRP>-85 dBm，SINR>20dB，下行吞吐量>45Mbps；

中點：RSRP在-95 dBm左右，SINR>10dB，下行吞吐量20Mbps左右；

差點：RSRP在-105 dBm左右，SINR>5dB，下行吞吐量5Mbps左右。

表1　帶寬與RB數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

圖1　萬泉小區(qū)測試情況

圖2　打BO測試截圖

2　TD-LTE下載速率的影響因素

（1）系統(tǒng)的不同帶寬決定了系統(tǒng)總的RB數(shù)。常用的帶寬有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz（表1）。

（2）數(shù)據(jù)信道可用的物理資源：公共信道的開銷進(jìn)一步?jīng)Q定了用戶可以實際使用的資源，在下行方向，每個下行子幀中PDCCH信道在時域上可占用前1-3個OFDM符號（由PCFICH信道指示），此外系統(tǒng)消息、下行參考信號也帶來一定的下行資源開銷。

（3）在計算單用戶峰值速率時，還需要考慮UE能力的限制，不同類型的UE具備不同的上下行峰值速率。

（4）信道條件直接影響用戶資源分配，系統(tǒng)根據(jù)用戶所處位置的SINR，終端上報的CQI及用戶需求來分配RB資源。

（5）編碼速率（取決于無線信道質(zhì)量）：TD-LTE的調(diào)制方式主要有QPSK、16QAM、64QAM，不同的調(diào)制方式有不同的編碼速率。調(diào)制方式和編碼速率的選擇是由參考信號的測量估計得到。

（6）時隙配置和特殊子幀配置方式所對應(yīng)的理論速率差異很大，足以影響下載速率。

（7）傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、IDC服務(wù)器和下載服務(wù)器的性能均會影響吞吐率。

（8）開啟異頻測量時，下行平均吞吐率會下降25%左右。

（9）下載速率無法提高時，有可能是無線設(shè)備存在故障或者需要重新啟動，實際工作中偶爾會遇到此類問題。

3　TD-LTE下載速率提升的分析和常見問題

3.1傳輸問題影響下載速率

簇優(yōu)化過程中，發(fā)現(xiàn)多個基站下載速率不達(dá)標(biāo)，只有5-15Mbps左右。如圖1所示，選取撫順萬泉小區(qū)宏站進(jìn)行測試，結(jié)果顯示下行速率約為10Mbps左右，測試LOG分析發(fā)現(xiàn)無線參數(shù)正常，MCS等級正常、編碼方式正常，現(xiàn)場無線環(huán)境RSRP、SINR良好，只有PRB調(diào)度低，已排除測試設(shè)備和服務(wù)器問題。

針對調(diào)度問題在基站側(cè)向UE進(jìn)行打BO測試（由基站向ue下發(fā)數(shù)據(jù)包），如圖2所示，發(fā)現(xiàn)調(diào)度正常，其他參數(shù)指標(biāo)正常，證明基站到UE空口正常、參數(shù)設(shè)置正常，初步懷疑基站上層資源問題.

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為：UE→ENB→PTN設(shè)備（包括接入和匯聚）→P T N_C E→E P C→CMNET_CE。

目前撫順傳輸主要分為新設(shè)備PTN6220和老設(shè)設(shè)備PTN6200，其中老設(shè)備PTN6200的傳輸能力1G，除去備用通道，實際只有500M，這500M中還包括3G數(shù)據(jù)、專線數(shù)據(jù)等所有傳輸數(shù)據(jù)。所以留給LTE的資源有限，導(dǎo)致部分設(shè)備對LTE峰值速率產(chǎn)生影響，而部分新PTN6220設(shè)備中存在有些設(shè)備有告警、有些設(shè)備存在“失幀”，導(dǎo)致峰值速率受影響。

聯(lián)系傳輸中心進(jìn)行PTN設(shè)備核查，發(fā)現(xiàn)了8個站點下載速率慢問題，其中2個站點因為2條鏈路上存在CRC誤碼導(dǎo)致；2個站點因為段落上出現(xiàn)PW殘損，導(dǎo)致大量丟棄幀，最終影響業(yè)務(wù)下載速率，萬泉基站就是此類問題；3個站點下掛大量CPE，鏈路帶寬不足，導(dǎo)致下載速率低，通過調(diào)整業(yè)務(wù)路徑分擔(dān)方式解決；1個站點無法檢測到，最終通過替換硬件方式確認(rèn)為光模塊故障引起。

LTE基站大量開通后，PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬資源占用率升高，網(wǎng)絡(luò)開始高負(fù)荷承載，網(wǎng)絡(luò)帶寬和鏈路質(zhì)量逐步成為影響LTE基站速率的主要因素。優(yōu)化人員需重視此類問題對指標(biāo)的影響。

3.2干擾問題影響下載速率

某LTE基站1小區(qū)在測試過程中，發(fā)現(xiàn)下載速率低（2Mbps左右），終端ping核心網(wǎng)側(cè)丟包率高達(dá)50%。該基站配置為S111，頻段是F頻段1880-1900MHz，帶寬20M，參考信號功率12dBm，上下行時隙配比1：3，特殊子幀時隙配置DwPTS：GP：UpPTS=3：9：2。

由于速率問題的排查涉及因素很多，需逐一完成終端、核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、無線環(huán)境、傳輸、網(wǎng)管參數(shù)等方面的排查。

因為該終端在同ENodeB的2，3小區(qū)進(jìn)行FTP下載，下載速率均達(dá)到50Mbps以上，可以判斷該故障僅與1小區(qū)有關(guān)，與核心網(wǎng)、傳輸及終端無關(guān)。又因為CC板是3個方向共用的，也可以確認(rèn)故障與CC板無關(guān)。

由于2、3小區(qū)測試正常，僅1小區(qū)速率低。參照2，3小區(qū)參數(shù)對1小區(qū)參數(shù)進(jìn)行了核查，未發(fā)現(xiàn)問題。同時對3個小區(qū)PCI碼進(jìn)行了核查，符合規(guī)劃要求。

為防止BBU、RRU版本不匹配（可能造成IQ數(shù)據(jù)錯亂）導(dǎo)致的底噪高等故障，對1小區(qū)RRU版本進(jìn)行核查，未發(fā)現(xiàn)問題。

經(jīng)過第一步的排查，確認(rèn)了故障僅與1方向有關(guān)。接下來測試與1小區(qū)相關(guān)的硬件設(shè)備。telnet方式登錄CC板，直接ping1小區(qū)對應(yīng)RRU的地址，無丟包，時延正常。

使用底噪查詢工具。發(fā)現(xiàn)1小區(qū)底噪為-93dBm，明顯偏高（小區(qū)空載時底噪正常值應(yīng)在 -117dBm左右）。2小區(qū)底噪在-111dBm左右，3小區(qū)底噪在-110dBm左右。

將查詢出的底噪值與各小區(qū)的業(yè)務(wù)速率對比，很容易看出業(yè)務(wù)速率低的小區(qū)恰好是后臺查詢底噪高的小區(qū)。由此判斷為底噪高是導(dǎo)致空口質(zhì)量差，引起終端業(yè)務(wù)速率低、ping包丟包率高的原因。

為防止長時間運行導(dǎo)致硬件噪聲累積升高，依次復(fù)位了該小區(qū)對應(yīng)的RRU、BPL、CC。每復(fù)位一步都查看一次底噪、并現(xiàn)場測試一次。結(jié)果表明復(fù)位無效。

因為R8928FA有8個通道，為確認(rèn)是否單個（或某幾個）通道硬件故障導(dǎo)致的底噪高，后臺將1小區(qū)對應(yīng)的R8928FA每次僅激活一個通道并記錄底噪值，最后將測得的8個通道的底噪值做對比，發(fā)現(xiàn)基本一致并且都在正常范圍內(nèi)，說明8個通道都正常。

因為1小區(qū)下業(yè)務(wù)有故障，2、3小區(qū)下業(yè)務(wù)正常，所以可以通過交叉光纖定位故障是否在BBU側(cè)。測試后確定該故障與BBU側(cè)無關(guān)。

通過調(diào)整天線方位角，可以定位是RRU（包含RRU和天線及跳線）故障還是無線環(huán)境的影響。通過這種方式，確定了問題原因在于無線環(huán)境。

閉塞周邊所有LTE小區(qū)，排查是否系統(tǒng)內(nèi)干擾將該站點周圍的所有LTE小區(qū)，以及2、3小區(qū)全部閉塞，僅保留1小區(qū)。查看1小區(qū)底噪為-97dBm左右，前臺測試業(yè)務(wù)速率低、丟包率高，故障情況基本沒有改善。由此判斷干擾來自系統(tǒng)外。對1880-1900MHz掃頻，發(fā)現(xiàn)移動DCS1800頻段天線對該頻段有干擾。觀察天線，發(fā)現(xiàn)2，3方向LTE天線與DCS天線水平隔離度1米左右，而1方向LTE與DCS天線水平隔離度僅0.4米左右。然后嘗試改變1方向LTE天線位置，將其與DCS天線水平隔離度增加到1米。然后測試1小區(qū)，底噪-108dBm，下載速率50Mbps，故障排查完成。

通過故障排查前后指標(biāo)對比，1小區(qū)下載速率由故障前的1Mbps提升到50Mbps，底噪由故障前的-93dBm降低到-108dBm，達(dá)到LTE驗收標(biāo)準(zhǔn)。由于TD-LTEF頻段頻率為1880-1900MHz，移動DCS下行頻段1805-1830MHz。由于DCS與LTE頻段接近，所以當(dāng)DCS天線與LTE天線距離過近，DCS信號會對LTE造成強干擾。解決方法：提高DCS天線與LTE天線水平隔離度，建議將水平隔離度提高到1米以上，DCS對LTE干擾可基本消除。

3.3特殊時隙配置錯誤引起下載速率低問題

接到用戶投訴反映，在十中附近信號很強，但下載速率很低。經(jīng)現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)信道質(zhì)量良好，RSRP在-90dBm、SINR在20dB左右，屬于中近點；調(diào)度較滿，平均每個時隙調(diào)度90個RB以上；上報的CQI為14階，但實際調(diào)度的MCS低至5階；誤碼率較高，15%～20%左右；下載速率在5Mbps-8Mbps之間。

可能的原因有：終端問題：多款終端占用該小區(qū)下載速率均低，在其他地方未復(fù)現(xiàn)此問題，排除終端問題的可能性；如果干擾嚴(yán)重，會導(dǎo)致SINR值低，速率低，但測試儀表顯示SINR在20db以上；如果開啟了周期性的MR測量，會導(dǎo)致調(diào)度不滿，速率偏低，經(jīng)核實，未開啟MR測量；參數(shù)配置錯誤的可能性最大。

問題定位和解決：測試中發(fā)現(xiàn)該小區(qū)采用的頻段為F頻段，但是SSP為7，說明特殊子幀配置為10：2：2，因此和共站的TDS產(chǎn)生了較大干擾。將SSP調(diào)整為5，（特殊子幀配置為3：9：2），該小區(qū)速率恢復(fù)到平均速率40Mbps，峰值速率恢復(fù)到60Mbps。

3.4BBU問題重啟后提升LTE下載速率

移動綜合樓內(nèi)LTE下載速率不穩(wěn)定，下載速度在3-45Mbps之間波動，變化比較頻繁。1樓，實際下載峰值速率能達(dá)到45MB；2樓到5樓，實際下載峰值速率只能達(dá)到3Mbps。上述現(xiàn)象與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（單流峰值速率達(dá)到35Mbps，雙流峰值速率達(dá)到70Mbps）不符，并對客戶感知產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

原因排查：

天饋系統(tǒng)故障：移動公司綜合樓LTE共一個小區(qū)，2臺RRU覆蓋，我們選擇在1樓RRU輸出端接衰減器再接天線的方法進(jìn)行測試，確定是天饋問題還是設(shè)備側(cè)的問題，掉電重啟后，測試結(jié)果不理想，峰值能達(dá)到70Mbps，但速率波動還是比較大，隨后又到5樓用同樣的方法進(jìn)行測試，測試結(jié)果與1樓一樣，據(jù)工程優(yōu)化的人員反應(yīng)，掉電重啟后的速率較之前相比，還是有大幅度的提升，由此說明是設(shè)備側(cè)導(dǎo)致的問題。

RRU設(shè)備故障：更換RRU后現(xiàn)場測試結(jié)果無任何改變。

后臺數(shù)據(jù)設(shè)置異常：由于是整個小區(qū)下所有的RRU都存在下載速率波動大問題，我們選擇在流量較低時段重做數(shù)據(jù)，重做數(shù)據(jù)后測試結(jié)果顯示較之前無任何改善，說明后臺數(shù)據(jù)設(shè)置正常。

解決措施：最后選擇掉電重啟BBU再次測試，測試結(jié)果顯示下載速率穩(wěn)定在70Mbps左右。將天饋復(fù)原后對整個綜合樓進(jìn)行掃樓測試，整體下載速率穩(wěn)定在70Mbps左右，已恢復(fù)正常。

對于此類問題應(yīng)先排查問題存在于天饋系統(tǒng)側(cè)還是設(shè)備側(cè)：如問題存在于天饋系統(tǒng)側(cè)，需對饋線中的接頭、器件進(jìn)行逐一排查，并更換故障器件；如問題存在于設(shè)備側(cè)，則需對RRU設(shè)備、后臺參數(shù)設(shè)置、BBU設(shè)備等情況進(jìn)行逐級排查，如果排除掉數(shù)據(jù)側(cè)和器件側(cè)的問題，建議重啟BBU和RRU。

4　結(jié)語

在TD-LTE的速率優(yōu)化過程中，優(yōu)化人員經(jīng)常會遇到各種各樣的問題和挑戰(zhàn).經(jīng)過不斷學(xué)習(xí)和積累，仔細(xì)分析問題的原因和本質(zhì)，追本溯源，鍥而不舍，一定會圓滿的達(dá)成優(yōu)化目標(biāo).

［1］孫天偉.3GPP LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展［J］.廣東通信技術(shù).

［2］陳昌川，廖曉鋒，趙川斌.TD-LTE無線接入網(wǎng)介紹［J］.通信技術(shù).

唐紹艷，1974年6月出生，1996年畢業(yè)于大連理工大學(xué)，計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)任中國移動通信集團(tuán)遼寧有限公司撫順分公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心技術(shù)主管。