LTE无线网络优化关键性能指标的分析与研究

郜周军 崔雁松

【摘要】 对LTE无线网络优化现阶段所主要涉及的接入类、保持类、移动类、业务类和服务完整性类五大类关键性能指标的含义、计算公式、相关信令流程和影响因素等进行了分析与研究，对深入研究LTE无线网络优化技术和获得高质量的网络性能具有指导作用。【关键词】 关键性能指标 网络优化 无线网络Analysis and Research on KPI of LTE Wireless Network Optimization

Gao Zhou-jun1，Cui Yan-song2（1.Shandong Post and Telecom Engineering CO.LTD， Shandong 250001；2.Tianjin Vocational Institute， Tianjin 300410）

Abstract Analysis and research are carried out on the implication， formulas， signaling procedures concerned and influence factors

of five categories of KPIs of LTE wireless network optimization at the present， including accessing KPI， maintaining KPI， mobile KPI，

services KPI and service integrity KPI. Guiding function is played in researching in-depth on LTE wireless network optimization and

then achieving high-quality network performance.

Keyword KPI； Network Optimization； Wireless Network

前言

LTE网络同以往的2G、3G网络相比，有着不同的体系架构、组网方式、关键技术等，因而其关键性能指标（KPI）和无线网络优化方法也有所不同。移动通信网络的关键性能指标是对网络质量的最直观反映，是无线网络优化工程最主要的工作依据。分析与研究LTE网络的KPI对深入研究其无线网络优化技术和获得高质量的网络性能具有指导作用。

与无线网络优化相关的LTE网络KPI分为无线网络KPI和服务KPI两大类，前者关注于无线网络性能，后者更关注用户体验。这两大类KPI又可分为若干小类，具体如表1所示。下面对表中现阶段所涉及的KPI进行具体分析。

一、接入类KPI

接入类KPI反映了用户成功接入到网络中并发起业务的概率，主要包括RRC建立和E-RAB建立。接入KPI又分为小区级和簇级，其中簇级KPI是通过同一簇中所有小区的计数和集得到的。

1.1 RRC建立成功率

RRC连接建立（RRC Connection Setup）是指用户设备与基站高层（RRC层）建立的连接，是用户能够成功接入网络、实现业务的第一个关键性步骤，因此，RRC连接建立成功率直接影响了用户使用网络的业务体验感受。RRC连接建立成功的信令流程如图1所示。

可能导致RRC连接建立失败的原因有：

空口信号质量过差；

定时、功率控制等参数配置不当；

有强的干扰；

网络拥塞；

设备故障。

1.2 E-RAB建立成功率

E-RAB是承载用户业务数据的接入层承载，E-RAB连接建立指用户设备与核心網侧的MME/SGW设备之间建立的连接。E-RAB在小区内的建立成功率，直接反映了小区为用户提供E-RAB承载建立的能力。

可能导致E-RAB连接建立失败的原因有：

无线资源不足；

因干扰、弱覆盖等导致的无线层问题；

因干扰、弱覆盖等导致的未收到用户设备响应问题；

因故障、参数设置不当等导致的传输层问题；

因参数设置不当、对用户开卡限制等核心网侧问题。

二、保持类KPI

保持类KPI用来评估网络中处于连接态的用户保持业务持续性的能力，也分为小区级和簇级。这是一类非常重要的KPI，表征系统是否可以将服务质量维持在某个水平上。其中，最重要的是业务掉话率KPI。

业务掉话率KPI是通过监控某种业务E-RAB异常释放比率计算得到的。

E-RAB释放过程是用户接入层业务承载资源的释放过程，反映了小区为用户释放接入层业务数据承载资源的能力。E-RAB正常释放和异常释放的几种情况的信令流程分别如图2和图3所示。由图可见，每个E-RAB都跟QoS信息紧密关联。

可能导致E-RAB异常释放的原因有：

网络拥塞；

因干扰、弱覆盖等导致的无线层问题；

切换流程失败；

因故障、参数设置不当等导致的传输层问题；

因参数设置不当等核心网侧问题。

三、移动类KPI

移动类KPI用来评估E-UTRAN网络的移动性能，它直接体现了用户体验的好坏。根据切换类型可分为：同基站同频切换、同基站异频切换和异基站间切换。其中现阶段最重要的KPI是同频切换出成功率。

图4所示为同基站内基于X2接口切换的信令流程。

LTE系统中影响切换成功率的原因有：

无线环境（RSRP、SINR等指标）差；

PCI冲突（如源小区里有多个PCI相同的情况）；

切换参数设置不当。

四、业务类KPI

业务类KPI用来测量整个LTE无线网络的业务量情况。此类KPI中最主要的有：无线承载数和上/下行业务数据量。业务量KPI的影响因素比较复杂，包括网络架构、组网方式、关键技术、业务类型等。

4.1无线承载数

表2 九种QCI

无线承载数可以用来评估小区或者簇建立的平均承载数，由十个子KPI组成：一个总无线承载个数和对应九个服务质量等级标识（QCI）的承载个数。九种QCI对应的典型业务及特性如表2所示。

4.2上/下行业务数据量

上/下行业务数据量（单位：bit）的相关统计在PDCP层执行，也由十个子KPI组成：一个为总上/下行业务数据量和九个对应九个QCI下的业务数据量。

五、服务完整性类KPI

此类KPI用来表征E-UTRAN中终端用户的服务质量情况，分为小区级和簇级。其中，最重要的是上/下行业务平均吞吐率，它包括九个子KPI，分别对应九个QCI。上/下行业务平均吞吐率的影响因素有：系统帧配置（TDD-LTE）、空间复用的层数、调制方式、编码效率等。

六、结语

自2013年12月和2014年6月工信部分別正式发放了TDD-LTE和FDD LTE牌照之日起，4G LTE网络建设和网络优化一直在紧锣密鼓的进行中。分析与研究LTE网络的KPI，对深入研究其无线网络优化技术和获得高质量的网络性能具有指导作用。

参考文献

[1] 李峻洋等.LTE无线网络优化关键性能指标研究[J].邮电设计技术，2014（4）：83-86.

[2] 何 凌.LTE无线网络优化关键性能指标探讨[J].网络安全技术与应用，2014（8）：48，50.

[3] 李正茂，王晓云.TD-LTE应用与实践[M].北京：人民邮电出版社，2014：341-349.

[4] Jari Ryynanen，张文果.LTE网络规划和优化的特点及路测实例[J].电信网技术，2011（5）：88-91.