TD-LTE上行速率分析體系與實踐

于實

（中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

1 引言

目前，中國移動TD-LTE網絡正在快速部署，經過兩期的建設已經具備較大的網絡規模，為了保障用戶的業務體驗和感受，網絡質量成為運營商非常關心的問題。根據現網道路測試，結合網管性能參數，可以發現網絡存在的問題，并由此分析原因，從而進行網絡優化調整方案，使網絡性能持續提升。

根據2014年進行的各城市TD-LTE拉網測試，一些城市的FTP業務上載速率指標較低，甚至遠低于中國移動工程建設質量評估體系標準3.5 Mbit/s的要求，需要重點關注。

2 影響TD-LTE上載速率的因素及分析方法

對于TD-LTE現網路測中上傳速率低的問題，從無線側主要依靠下面的數據源進行分析：路測數據；同時間的網管統計；同時間基站側跟蹤UE等。TD-LTE上行速率偏低主要的原因以及分析需重點關注時域、頻域、功率及效率4個維度。吞吐率指單位時間內下載或者上傳的數據量。一般而言，吞吐率由頻譜效率、頻帶寬度、頻帶占用機會、誤碼率綜合決定。在LTE系統中，頻譜效率由MCS決定；頻帶寬度由分配的RB數決定；頻帶占用機會UL Grant決定；誤碼率主要考慮IBLER，HARQ重傳以后，殘留BLER通常較低，因此只考慮初次傳輸的BLER，也即IBLER。上行吞吐率分析思路如圖1所示。

實際工程中，可以從以下方面分析上行速率偏低問題。

2.1 無線環境差（包括弱覆蓋、上行底噪高）

（1）弱覆蓋：當UE距離基站較遠或者阻擋過多時，路損較大，使得UE上行功率受到限制而導致上行速率低。針對上行速率低的路段，如果上行MCS低于一定門限（比如16 dBm），UE TxPower連續按照很大功率發射（高于20 dBm），且路損大于一定門限（比如110 dB），則認為是由于路損過大導致上行功率受限導致上行速率低。該問題一般伴隨著弱覆蓋問題一同發生，需首要解決弱覆蓋問題。

圖1 上行吞吐率分析維度

（2）上行底噪高：觀察上行MCS，若分配了較低的MCS, 但路損小于一定門限（例如100 dB）,需進一步查看上行BLER是否過高，核查網管指標發現主服小區上行底噪較高（上行干擾小區定義為MR RIP≥ -105 dBm的采樣占比≥5%的小區），則認為是由于上行底噪過高從而導致上行速率低。首先需要分析是業務負荷導致的上行底噪高、還是由于外部干擾導致的上行底噪高、亦或是由于時隙配比設錯導致的上行底噪高，然后再進行針對性的解決。

2.2 上行時域、頻域資源調度不足

如果RSRP、SINR、上行MCS指標正常，上行每PRB平均吞吐率正常（全網上行吞吐量在25 kbit/s/PRB!30 kbit/s/PRB），UE TxPower不高，觀察上行資源調度問題。如果UE上行每時隙占用PRB數量較低、上行PDCCH Grant次數較低，上行子幀平均調度次數低（比如低于120），平均每秒調度PRB較低（比如低于18 000），通過核查以下內容來確認上行資源調度不足的原因。

（1）網管后臺觀察接入小區的用戶數，可通過用戶數相關話統來排查小區內是否多用戶。

（2）查看接入信令中用戶配置的QCI、AMBR和GBR信息。

（3）查看DRX參數、ICIC參數和異頻相關參數配置（如GAP模式，異頻起測門限)，查看是否開啟閉環功控算法。

圖2 上行吞吐率問題整體分析思路

（4）查看終端FTP窗口設置是否合適；如果存在嚴重的TCP分組丟失、TCP時延，則轉化為傳輸誤碼問題。

圖3 上傳業務應用層Throughput UL路測及CDF結果

2.3 測試設備有問題

由于各個終端的接入能力、解碼能力、資源搶占能力等參差不齊，會出現部分終端測試時上行速率低的問題。需要檢查終端支持的協議版本、CAT能力、開戶AMBR等，來定位是否為終端設備問題。

2.4 工程質量問題

由于一些工程質量問題，也會導致上載速率低，比如天線線序接錯、駐波比問題、以及各類告警等。

除了無線網方面的原因，核心網側的相關參數配置，例如QoS參數或者計費相關策略設置不合理，也會導致上載速率低。基于當前的優化經驗，上行吞吐率問題整體分析思路如圖2所示。

3 TD-LTE上載速率低的案例分析

3.1 TD-LTE路測上載速率指標情況

如圖3所示，為某城市TD-LTE進行上傳業務時上行應用層Throughput的路測結果，上行平均傳輸速率為3.42 Mbit/s,沒有達到指標要求。查看上傳業務的上行吞吐量CDF曲線圖，小于5 Mbit/s的占比約為80%，小于3 Mbit/s的占比約為50%，上傳業務上行吞吐量總體指標較低。

圖4 MCS CDF曲線圖

3.2 MCS及調制方式分析

MCS及調制方式分布如圖4 MCS CDF曲線圖，80%以上的比例MCS取值大于20，MCS取值基本介于20!23之間。上行MCS均值為20.5，上行QPSK和16QAM的占比分布也較為理想，上行碼字16QAM比例為82.2%，由此可見，MCS與編碼方式的指標總體來說比較合理。

圖5 上傳業務PUSCH RB數/時隙路測結果及CDF曲線圖

3.3 PUSCH RB數/時隙分析

再來分析上傳業務每時隙占用PUSCH RB數量的路測結果，由圖5可見該指標偏低，80%以上小于60 RB，50%以上小于30 RB。經過統計，每時隙PUSCH RB的平均值為32.15。

由上述分析可以看到，該城市上傳業務分配的PUSCH RB數量很低，由此需核查以下問題：（1）UE TxPower是否受限；（2）是否有其他用戶使用；（3）核查調度機制。

3.3.1 UE TxPower PUSCH受限分析

根據統計，上傳業務的UE PUSCH TxPower指標約75%小于10 dBm。

篩查出上行吞吐率低于5 Mbit/s的采樣點，經過統計，UE TxPower在16!20 dBm的情況下，上行平均吞吐率為3.5 Mbit/s；UE TxPower大于21 dBm時，上行平均吞吐率明顯降低，為1.1 Mbit/s。少部分UE TxPower在受限時，一定程度上會影響上行吞吐率的結果。

3.3.2 UL PDCCH GRANT數量和上行子幀調度次數分析

如圖6所示，從上行PDCCH Grant numer的路測情況來看，80%以上小于60次/秒，50%以上小于40次/秒，可見該指標較差。

再來分析上行子幀平均調度次數，上行子幀最大調度次數為200次/秒，該指標平均值為120次/秒，明顯偏低，影響了上載速率。

圖6 上傳業務UL PDCCH GRANT CDF曲線圖

由以上的分析可知，該城市上行子幀平均調度次數低，部分UE TxPower受限，是影響上載速率的主要原因；另外，上行FTP業務有資源需求，個別路段小區下可能有其它用戶，還需進一步核實用戶使用情況以及調度機制。

4 總結

TD-LTE網絡上載速率低會嚴重影響用戶感知，本文針對TD-LTE現網路測上行速率偏低的狀況，通過具體案例，分析和總結了影響上載速率的主要因素，對于TD-LTE系統的規劃及優化有較好的參考作用。

[1]3GPP TS 36.423, X2.v8.7.0 （2009-09)[S].

[2]3GPP TS 36.214, Physical layer Measurements.v8.7.0 （2009-09)[S].

[3]3GPP TS36.213, Physical layer procedures.v8.4.0 （2008-09)[S].

[4]3GPP TS36.314, Layer 2 - Measurements.v8.2.0 （2009-06)[S].