LTE網絡雙流占比優化分析研究

劉衍曉 劉述佳

摘要：LTE網絡建設日趨完善， LTE網絡用戶也已經成為現網的主力。面對愈發復雜的無線多制式網絡環境，用戶感知類指標的優化逐漸乏力，優化空間同樣愈發受限。因此，本文從用戶感知處著手，通過深入分析，系統而全面的梳理了導致Rank2比例低的原因，為后續優化工作提供了新的方向，從而進一步拓展網絡質量和用戶感知的優化空間。

關鍵詞：LTE RANK2;用戶感知;網絡優化

一、研究背景

LTE網絡中的弱覆蓋或高干擾是影響用戶感知的常見空口問題;除此以外，例如天饋安裝錯誤或天饋故障等問題在基站安裝維護過程中亦會經常出現。以上問題能夠對網絡性能和用戶感知產生較大影響，同樣也是影響LTE RANK的重要因素。因此，通過對Rank2的分析和研究，可以精準定位和解決空口問題、硬件問題，進而切實提升用戶實際感知。

二、相關技術原理與影響因素

為了使得用戶感知得以提升，進一步的提升系統容量以及充分提高資源利用率， MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術技術應運而生，MIMO可以帶來功率增益、復用增益、分集增益和陣列增益，同樣也是LTE RANK的重要技術依托。對于FDD MIMO主要關注復用增益和分集增益。復用增益是空間信道理論上的復用階數，也就是說復用增益可以提高信號傳輸速率。分集增益來源于空間信道理論上的分集階數，即可以提高接收端信噪比穩定性，從而提升無線信號接收可靠性。發射分集方案同時傳輸的獨立的空間數據流個數只能為1，而空間復用方案同時傳輸的獨立的空間數據流個數可以等于或大于1。

所謂的空間復用是指在同一時頻資源上，傳輸多個空間數據流。由于空間信道的維數比單天線增加了，故空間復用能夠擴大系統容量，獲得復用增益。與之對應的傳輸模式有如下分類：

TM1：單天線端口傳輸（端口0），主要用于單天線傳輸場合。

TM2：開環發射分集，適用于小區邊緣信號情況復雜，干擾較大的情況

TM3：空間復用與開環發射分集自適應，適合于UE高速移動的情況。

TM4：閉環空間復用與開環發射分集自適應，適用于信道條件較好的場合，用于提高數據傳輸率。

TM5：MU-MIMO與開環發射分集自適應，主要用于提高小區容量。

TM6：單層閉環空間復用與開環發射分集自適應，主要適用于小區邊緣情況。

TM7：單流波束賦形（端口5）與開環發射分集或單天線端口傳輸（端口0）自適應，主要小區邊緣，能夠有效對抗干擾。

TM8：雙流波束賦形（端口7和端口8）或單流波束賦形（端口7或端口8）與開環發射分集或單天線端口傳輸（端口0）自適應，適用于小區邊緣或其他情況。

終端選擇RANK原理

終端上報的Rank值與無線信道質量相關，這里的信道質量包括兩方面：

（1）無線信號覆蓋質量，用RSRP、SINR等指標衡量;

（2）信道相關性，目前缺少直觀的指標統計。相關性越小，發送數據流之間的干擾越小，進入空間復用模式的概率越大。

終端通過SINR測量及空間信道矩陣估計，計算可選Rank下的某個指標（一般為頻譜效率或信道容量），終端選擇使指標最優的Rank進行上報。

影響RANK2比例的因素

1）無線環境影響

Rank2比例與SINR&CQI呈現正相關性，覆蓋越好進入Rank2比例的概率越大。當SINR較好但仍然無法進入雙碼字調度時，就要考慮是否存在信道相關性問題。

2）信道相關性影響

兩路碼字的信道相關性越低，進入空間復用的概率越高。相反兩路碼字的信道相關性越高，進入空間復用的概率越低。

以一般來看，如果從UE位置可以直視到基站天線，則信號傳播高概率屬于直射徑，兩路碼字的傳播相關性較高，進入空間復用的概率較低，一般以空曠平原和郊區環境較為常見。相反，如果從UE位置無法直接看到基站天線，則信號傳播高概率屬于多徑傳播，兩路碼字的相關性較低，一般以密集高樓的城市環境較為常見。

相關參數配置

1） TxRxMode配置

如果小區TxRxMode是1T1R模式的情況下，無法使用MIMO模式，UE無法進入發送分集或空間復用模式。一般室內小區都采用1T1R配置，宏站配置2T2R。 需要注意：如果實際物理天線是1T1R/1T2R，配置為2T2R當然也是無效的，不會有MIMO生效。

2）MIMO自適應的影響

默認情況下，MIMO模式采用開環MIMO自適應模式。當MIMO模式采用自適應模式時，在特定情況下eNB會配置TM2模式，導致喪失復用增益。特定情況包含UE接入階段和切換到目標小區后的一段時間，待eNB檢測UE頻譜效率達到一定門限后重配置為TM3模式。

在路測場景和配置MIMO自適應模式下，切換過程對“復用增益”影響較大：源小區在下發切換重配置命令時，會配置TM模式為TM2。待UE頻譜效率達到一定門限后再重配置為TM3模式。從配置TM2到轉換TM3的這段時間內，UE僅能使用發送分集方式（Rank2比例為0）。

告警與通道因素

1）天饋故障

小區天饋系統故障有可能會導致某個通道進入保護關閉狀態，小區收發模式退回到1T1R。在分析Rank2比例低時，重點關注小區告警，如射頻單元告警（駐波、通道故障）、RTWP過高告警、小區服務能力下降告警、License試運行告警、PCI沖突告警建議及時清除。

天饋故障中，還有一類是隱性天饋隱性故障導致的Rank2比例低。可以通過將小區TxRxMode改為1T2R模式，分別設定不同的天線端口號，進行對比測試，確定天線性能是否正常。

2）UE天線不平衡影響

如果UE天線存在故障，導致兩路信號不平衡現象嚴重（兩路信號差值持續大于3db以上），會導致進入空間復用模式的概率降低。此時，需要檢查終端天線或更換天線復測。

三、總結

Rank2比例是衡量LTE用戶感知的重要指標，對于低速率差小區原因分析或識別網絡中天饋問題有重要的指示意義。本文從無線環境、參數配置、告警指標監控、天線連接等方面深入分析了Rank2比例低的問題，給現場低速率及用戶感知差的問題排查提供了新的思路和方向。