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無線通信技術為用戶提供了一種全新的快速上網方式。但在實際應用中，限制速率的問題隨處可見。主要表現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，結合實際工作，總結出了優化LTE速率的方法。有關分析結果將為提升用戶感知提供重要參考，并對系統的性能評估提供有益幫助。

TD-LTE速率優化

1　TD-LTE下載速率的基本概念及驗收標準

下載速率即單位時間內下載的數據量，也稱吞吐率。吞吐率等于下載數據量與統計時長的比值。

按照TD-LTE單站驗證的要求，FTP下載速率的驗收標準如下（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數的對應關系

圖1　萬泉小區測試情況

圖2　打BO測試截圖

2　TD-LTE下載速率的影響因素

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

（2）數據信道可用的物理資源：公共信道的開銷進一步決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，系統根據用戶所處位置的SINR，終端上報的CQI及用戶需求來分配RB資源。

（5）編碼速率（取決于無線信道質量）：TD-LTE的調制方式主要有QPSK、16QAM、64QAM，不同的調制方式有不同的編碼速率。調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的理論速率差異很大，足以影響下載速率。

（7）傳輸網、核心網、IDC服務器和下載服務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

簇優化過程中，發現多個基站下載速率不達標，只有5-15Mbps左右。如圖1所示，選取撫順萬泉小區宏站進行測試，結果顯示下行速率約為10Mbps左右，測試LOG分析發現無線參數正常，MCS等級正常、編碼方式正常，現場無線環境RSRP、SINR良好，只有PRB調度低，已排除測試設備和服務器問題。

針對調度問題在基站側向UE進行打BO測試（由基站向ue下發數據包），如圖2所示，發現調度正常，其他參數指標正常，證明基站到UE空口正常、參數設置正常，初步懷疑基站上層資源問題.

現有網絡架構為：UE→ENB→PTN設備（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備PTN6220和老設設備PTN6200，其中老設備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數據、專線數據等所有傳輸數據。所以留給LTE的資源有限，導致部分設備對LTE峰值速率產生影響，而部分新PTN6220設備中存在有些設備有告警、有些設備存在“失幀”，導致峰值速率受影響。

聯系傳輸中心進行PTN設備核查，發現了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誤碼導致；2個站點因為段落上出現PW殘損，導致大量丟棄幀，最終影響業務下載速率，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，導致下載速率低，通過調整業務路徑分擔方式解決；1個站點無法檢測到，最終通過替換硬件方式確認為光模塊故障引起。

LTE基站大量開通后，PTN網絡帶寬資源占用率升高，網絡開始高負荷承載，網絡帶寬和鏈路質量逐步成為影響LTE基站速率的主要因素。優化人員需重視此類問題對指標的影響。

3.2干擾問題影響下載速率

某LTE基站1小區在測試過程中，發現下載速率低（2Mbps左右），終端ping核心網側丟包率高達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、接入網、無線環境、傳輸、網管參數等方面的排查。

因為該終端在同ENodeB的2，3小區進行FTP下載，下載速率均達到50Mbps以上，可以判斷該故障僅與1小區有關，與核心網、傳輸及終端無關。又因為CC板是3個方向共用的，也可以確認故障與CC板無關。

由于2、3小區測試正常，僅1小區速率低。參照2，3小區參數對1小區參數進行了核查，未發現問題。同時對3個小區PCI碼進行了核查，符合規劃要求。

為防止BBU、RRU版本不匹配（可能造成IQ數據錯亂）導致的底噪高等故障，對1小區RRU版本進行核查，未發現問題。

經過第一步的排查，確認了故障僅與1方向有關。接下來測試與1小區相關的硬件設備。telnet方式登錄CC板，直接ping1小區對應RRU的地址，無丟包，時延正常。

使用底噪查詢工具。發現1小區底噪為-93dBm，明顯偏高（小區空載時底噪正常值應在 -117dBm左右）。2小區底噪在-111dBm左右，3小區底噪在-110dBm左右。

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

為防止長時間運行導致硬件噪聲累積升高，依次復位了該小區對應的RRU、BPL、CC。每復位一步都查看一次底噪、并現場測試一次。結果表明復位無效。

因為R8928FA有8個通道，為確認是否單個（或某幾個）通道硬件故障導致的底噪高，后臺將1小區對應的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，發現基本一致并且都在正常范圍內，說明8個通道都正常。

因為1小區下業務有故障，2、3小區下業務正常，所以可以通過交叉光纖定位故障是否在BBU側。測試后確定該故障與BBU側無關。

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

閉塞周邊所有LTE小區，排查是否系統內干擾將該站點周圍的所有LTE小區，以及2、3小區全部閉塞，僅保留1小區。查看1小區底噪為-97dBm左右，前臺測試業務速率低、丟包率高，故障情況基本沒有改善。由此判斷干擾來自系統外。對1880-1900MHz掃頻，發現移動DCS1800頻段天線對該頻段有干擾。觀察天線，發現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，底噪-108dBm，下載速率50Mbps，故障排查完成。

通過故障排查前后指標對比，1小區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，達到LTE驗收標準。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。經現場測試，發現信道質量良好，RSRP在-90dBm、SINR在20dB左右，屬于中近點；調度較滿，平均每個時隙調度90個RB以上；上報的CQI為14階，但實際調度的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下載速率均低，在其他地方未復現此問題，排除終端問題的可能性；如果干擾嚴重，會導致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，會導致調度不滿，速率偏低，經核實，未開啟MR測量；參數配置錯誤的可能性最大。

問題定位和解決：測試中發現該小區采用的頻段為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產生了較大干擾。將SSP調整為5，（特殊子幀配置為3：9：2），該小區速率恢復到平均速率40Mbps，峰值速率恢復到60Mbps。

3.4BBU問題重啟后提升LTE下載速率

移動綜合樓內LTE下載速率不穩定，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到45MB；2樓到5樓，實際下載峰值速率只能達到3Mbps。上述現象與設計標準（單流峰值速率達到35Mbps，雙流峰值速率達到70Mbps）不符，并對客戶感知產生嚴重影響。

原因排查：

天饋系統故障：移動公司綜合樓LTE共一個小區，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行測試，確定是天饋問題還是設備側的問題，掉電重啟后，測試結果不理想，峰值能達到70Mbps，但速率波動還是比較大，隨后又到5樓用同樣的方法進行測試，測試結果與1樓一樣，據工程優化的人員反應，掉電重啟后的速率較之前相比，還是有大幅度的提升，由此說明是設備側導致的問題。

RRU設備故障：更換RRU后現場測試結果無任何改變。

后臺數據設置異常：由于是整個小區下所有的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據，重做數據后測試結果顯示較之前無任何改善，說明后臺數據設置正常。

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

對于此類問題應先排查問題存在于天饋系統側還是設備側：如問題存在于天饋系統側，需對饋線中的接頭、器件進行逐一排查，并更換故障器件；如問題存在于設備側，則需對RRU設備、后臺參數設置、BBU設備等情況進行逐級排查，如果排除掉數據側和器件側的問題，建議重啟BBU和RRU。

4　結語

在TD-LTE的速率優化過程中，優化人員經常會遇到各種各樣的問題和挑戰.經過不斷學習和積累，仔細分析問題的原因和本質，追本溯源，鍥而不舍，一定會圓滿的達成優化目標.

［1］孫天偉.3GPP LTE/SAE網絡體系結構和標準化進展［J］.廣東通信技術.

［2］陳昌川，廖曉鋒，趙川斌.TD-LTE無線接入網介紹［J］.通信技術.

唐紹艷，1974年6月出生，1996年畢業于大連理工大學，計算機科學與技術專業，現任中國移動通信集團遼寧有限公司撫順分公司網絡優化中心技術主管。