探讨LTE网络质量提升与LTE下载速率提升

探讨LTE网络质量提升与LTE下载速率提升

袁森林

广东海格怡创科技有限公司510627

摘要：本文主要探讨了TD-LTE网络质量提升影响因素及影响LTE下载速率的关键因素，并通过案例进行分析。

关键词：LTE网络质量提升；LTE下载速率提升；影响因素

LTE网络带来了用户接入带宽上质的变化，但是其结构更为复杂，信令流程涉及了更多设备，数据速率也涉及了更多的层面。随着LTE核心网设备投入正式运营，虽然经过大量测试与验证，但是还是存在各种问题。根据LTE核心网的网络结构，如何准确定位网络质量瓶颈？如何有效提升LTE核心网的网络质量？这些都是电信运营商必须要面对的问题。

一、TD-LTE网络质量影响因素

TD-LTE网络质量评估指标包括覆盖和容量两类。覆盖指标主要包括参考信号接收功率（RSRP：ReferenceSignalReceivingPower）和公共参考信号信干噪比（RS-SINR：ReferenceSignal-SignaltoInterferenceplusNoiseRatio）；容量指标则包括边缘用户速率及小区平均吞吐量指标。其中RSRP综合考虑终端接收机灵敏度、穿透损耗、人体损耗、干扰余量等因素，反映了信号场强情况；RS-SINR反映了用户信道环境，和用户速率存在一定相关性。一般来说RS-SINR值越高，传输效率和对应的吞吐量就越高。

对于一个TD-LTE网络，其RSRP性能通常取决于站间距及建筑物穿透损耗的影响。理论上，站间距大小直接影响信号场强即RSRP，并间接影响吞吐率表现。RSRP与站间距正向相关，站间距越小，一般来讲RSRP性能越好。同时，当建筑物损耗较大，如终端处于小区覆盖边缘或室内时，其路径损耗会加大，造成弱覆盖。因此，在完成网络广度覆盖后，加强TD-LTE的深度覆盖将成为进一步的优化网络的重要要求。对于RS-SINR，当TD-LTE在小区和小区之间采用同频组网的组网方式时，小区边缘用户在收到主小区信号的同时，还能接收到同频的干扰信号，从而带来了较强的同频干扰。随着站间距的缩小，当干扰抬升作用超过RSRP信号强度提升时，SINR和吞吐量会出现拐点，这种现象即表现出网络结构的重叠覆盖问题。

二、LTE核心网质量提升案例分析

根据移动现网情况，在LTE网络商用的初期，附着成功率、寻呼成功率、跟踪区更新成功率等关键指标偏低，针对上述问题，下面将给出LTE核心网关键指标提升具体的解决方案。

附着成功率提升案例

（1）问题分析：主要有两个问题，一是补卡用户频繁尝试附着，基于LTE信令分析平台，发现由于HSS采取过渡方案，补卡后HLR不会主动将补卡指令发给HSS，HSS上仍保留原用户信息，导致用户无法使用4G业务。二是个别用户频繁发起附着请求，基于信令分析平台，提取用户IMSI460078160266799为2/3G用户，发现其发起大量的4GAttachrequest请求，并产生大量的AttachReject。

（2）解决方案：对于第一个问题，提出了目标及临时两种解决方案。目标方案：HSS采用UDC方案后将可以彻底解决此问题，HSS需尽快升级；临时解决方法：通过获取一段时间内的补卡用户，然后在HSS中清除用户信息，强制其与HLR进行同步，该措施有效提高了用户附着成功率。

（3）效果分析：对于第一个问题，采用临时解决方案，用户数量较大，一次性清除可能会影响指标和用户感知，只能分批、闲时执行该操作，虽对指标有一定的改善，但无法从根本上解决问题。HSS升级后，指标可以迅速改善，建议目标方案为该方案。对于第二个问题，关闭问题终端4G功能后，该终端向4G网络Attachrequest现象消失，附着成功率提升。

从2013年到2016年，仅三年的时间，LTE网络能力增加了数倍，LTE网络能力呈现直线上升趋势，但随之带来的问题也日益明显，无线环境的多样化、复杂化，客户的日益增多，主要呈现在LTE网络用户的下载速率。中国移动为全面提升4G网络的客户感知，提升数据业务的感知，建立“五+五”切实保障LTE网络质量，提高LTE网络用户使用感受，提升LTE网络用户感知。

三、影响LTE下载速率的关键因素

现阶段，通过路测做FTP下载测试是模拟用户使用行为的一个有效手段，同时通过测试可以快速发现网络弱覆盖区、过覆盖区、基站设备故障、天馈连接错误、参数设置错误等一系列网络问题。

影响下载速率因素较多，主要包括以下几方面：

（1）硬件问题

将影响LTE下载速率的各类与硬件有关的问题归结为硬件问题。无线通信端到端常见的硬件问题包括：终端异常、基站硬件设备故障、天馈线问题、传输设备问题、服务器不稳定等。

（2）覆盖问题

覆盖问题包括弱覆盖与过覆盖两方面。网络测试无主信号、采样点RSRP（ReferenceSignalReceivingPower，参考信号接收功率）弱即为弱覆盖；网络测试无主信号、采样点RSRP强信号过多、SINR（SignaltoInterferenceplusNoiseRatio，信号与干扰加噪声比）较差形成内部干扰，即为过覆盖。

（3）干扰问题

干扰问题包括两类：一类为内部干扰，如模三干扰、重叠覆盖等；另一类为外部干扰，包括异系统干扰以及外部其他干扰。

（4）参数问题

影响LTE下载速率参数较多，如HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest，混合自动重传请求）参数、功率参数、切换参数、资源调度参数等。多数情况下参数设置不合理，将直接影响下载速率。

以上几方面因素也可用“鱼刺图”做进一步细分，具体分析如图1所示。

对于低速率问题区域的分析，可按照“先硬件排查、再参数核查、后射频分析”的“三步排查”分析思路，逐步排查问题根源。

（1）硬件排查

1）终端异常导致速率低：通过重启或更换终端对比测试，排除终端问题。

2）服务器不稳定：通过更换服务器排查是否服务器问题，同时检查下载测试线程数设置是否正确。

3）基站硬件故障：首先，通过网管检查基站是否有告警，同时检查发射功率是否正常，排除由于基站设备告警导致的速率低；其次，结合下载过程中出现SINR或RI异常等情况，需排查RRU与天线间连线是否异常；再次，对于RSRP与SINR较好、下载速率较低且持续稳定的情况下，需检查基站驻波比、RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator，接收信号强度指示）是否异常，排查问题原因。

4）天馈系统故障：对于Idle下SINR较好，但下载业务时SINR明显降低的情况，需对天馈系统故障进行检查。

5）天馈连接错误：此问题主要是天线与馈线在安装施工过程中端口接线错误导致，尤其对于2T4R天线，RRU的2T端口务必与天线的2个发射端口对应，使其位于±45o两个极化方向上（视天线型号而定，需注意不同厂家型号天线2T位置不同），否则速率很低；此外，对于2T2R室分合路后测试不到双流的情况，很大程度上由于RRU与合路器端口连接错误导致。

6）传输问题：对于传输问题的排查，主要通过核心网下行UDP灌包，eNodeB对传输来包流量做实时统计，如无法达到峰值，表明传输受限；此外，对于传输参数QoS限制也是导致速率低原因之一。

（2）参数核查

1）基带资源参考信号功率：功率的大小影响到信号的覆盖，调整功率能灵活处理弱覆盖、越区覆盖、重叠覆盖等覆盖类问题。

2）上下行UE最大分配RB数：检查配置是否正确，15MHz配置75RB，20MHz对应100RB，如配置不合理，将影响下载速率。

3）小区上下行系统频域带宽：需根据网络实际配置，如不满配置，会影响速率。

4）CFI选择：DCI在一个子帧中占有的OFDM符号数目，即CFI=1，2，或者3。不同的值，对应不同的信道编码，CFI值配置越大，每个TTI调度的UE个数越多，但占用下行资源，影响下行速率。

（3）射频分析

1）外干扰排查：结合网管扇区性能数据，在排除硬件问题后，如RSSI性能数据持续过高，可使用频谱扫频仪到现场扫频确定是否存在外部干扰。如存在，联系当地无线执法部门协助排查干扰。

2）异系统干扰排查：确认是否存在1.8GHz频段异系统设备（非本运营商）。如存在，需确认水平隔离度是否满足要求（1m以上）。异系统干扰的确认与排查，需联系相关运营商配合做关断干扰验证。

3）弱覆盖排查：利用路测软件RSRP统计功能，可直观找出RSRP弱覆盖区域，通过现场勘查、制定建设方案，纳入站点建设。

4）过覆盖排查（系统内干扰排查）：结合RSRP覆盖好、SINR覆盖差的问题区域，找出强信号干扰扇区，通过射频调整降低干扰，尤其关注存在模三干扰的扇区，要重点消灭，达到优化后主服务扇区与第二路分支RSRP相差6～10dBm效果最佳。

总结

主要通过对LTE核心网的质量进行分析，以期进一步提升LTE核心网的质量。发现影响LTE速率的因素很多，运用“低速率三步排查法”，按照先硬件、再参数、再射频的整体优化思路对低速率问题进行逐步分析与排查，可以在很大程度上提升优化效率，提高问题定位准确率。影响LTE速率的因素很多，只有统筹考虑，逐项排查才能找到问题根源，面对一个问题点，不要盲目开展射频优化，要先对网络健康度进行检查，排除各种硬件问题、参数设置问题后再开展有效的射频优化。

参考文献：

[1]LTE核心网质量提升方案分析_王少波

[2]TD_LTE下载速率提升方法探讨_谢小挺

[3]提升TD_LTE无线网络质量的方法研究_张炎炎

[4]LTE下载速率优化研究与案例分析_张柏杨