TD-LTE上行速率分析体系与实践

2015-07-03于实

电信工程技术与标准化 2015年7期

于实

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

1 引言

目前，中国移动TD-LTE网络正在快速部署，经过两期的建设已经具备较大的网络规模，为了保障用户的业务体验和感受，网络质量成为运营商非常关心的问题。根据现网道路测试，结合网管性能参数，可以发现网络存在的问题，并由此分析原因，从而进行网络优化调整方案，使网络性能持续提升。

根据2014年进行的各城市TD-LTE拉网测试，一些城市的FTP业务上载速率指标较低，甚至远低于中国移动工程建设质量评估体系标准3.5 Mbit/s的要求，需要重点关注。

2 影响TD-LTE上载速率的因素及分析方法

对于TD-LTE现网路测中上传速率低的问题，从无线侧主要依靠下面的数据源进行分析：路测数据；同时间的网管统计；同时间基站侧跟踪UE等。TD-LTE上行速率偏低主要的原因以及分析需重点关注时域、频域、功率及效率4个维度。吞吐率指单位时间内下载或者上传的数据量。一般而言，吞吐率由频谱效率、频带宽度、频带占用机会、误码率综合决定。在LTE系统中，频谱效率由MCS决定；频带宽度由分配的RB数决定；频带占用机会UL Grant决定；误码率主要考虑IBLER，HARQ重传以后，残留BLER通常较低，因此只考虑初次传输的BLER，也即IBLER。上行吞吐率分析思路如图1所示。

实际工程中，可以从以下方面分析上行速率偏低问题。

2.1 无线环境差（包括弱覆盖、上行底噪高）

（1）弱覆盖：当UE距离基站较远或者阻挡过多时，路损较大，使得UE上行功率受到限制而导致上行速率低。针对上行速率低的路段，如果上行MCS低于一定门限（比如16 dBm），UE TxPower连续按照很大功率发射（高于20 dBm），且路损大于一定门限（比如110 dB），则认为是由于路损过大导致上行功率受限导致上行速率低。该问题一般伴随着弱覆盖问题一同发生，需首要解决弱覆盖问题。

图1 上行吞吐率分析维度

（2）上行底噪高：观察上行MCS，若分配了较低的MCS, 但路损小于一定门限（例如100 dB）,需进一步查看上行BLER是否过高，核查网管指标发现主服小区上行底噪较高（上行干扰小区定义为MR RIP≥ -105 dBm的采样占比≥5%的小区），则认为是由于上行底噪过高从而导致上行速率低。首先需要分析是业务负荷导致的上行底噪高、还是由于外部干扰导致的上行底噪高、亦或是由于时隙配比设错导致的上行底噪高，然后再进行针对性的解决。

2.2 上行时域、频域资源调度不足

如果RSRP、SINR、上行MCS指标正常，上行每PRB平均吞吐率正常（全网上行吞吐量在25 kbit/s/PRB!30 kbit/s/PRB），UE TxPower不高，观察上行资源调度问题。如果UE上行每时隙占用PRB数量较低、上行PDCCH Grant次数较低，上行子帧平均调度次数低（比如低于120），平均每秒调度PRB较低（比如低于18 000），通过核查以下内容来确认上行资源调度不足的原因。

（1）网管后台观察接入小区的用户数，可通过用户数相关话统来排查小区内是否多用户。

（2）查看接入信令中用户配置的QCI、AMBR和GBR信息。

（3）查看DRX参数、ICIC参数和异频相关参数配置（如GAP模式，异频起测门限)，查看是否开启闭环功控算法。

图2 上行吞吐率问题整体分析思路

（4）查看终端FTP窗口设置是否合适；如果存在严重的TCP分组丢失、TCP时延，则转化为传输误码问题。

图3 上传业务应用层Throughput UL路测及CDF结果

2.3 测试设备有问题

由于各个终端的接入能力、解码能力、资源抢占能力等参差不齐，会出现部分终端测试时上行速率低的问题。需要检查终端支持的协议版本、CAT能力、开户AMBR等，来定位是否为终端设备问题。

2.4 工程质量问题

由于一些工程质量问题，也会导致上载速率低，比如天线线序接错、驻波比问题、以及各类告警等。

除了无线网方面的原因，核心网侧的相关参数配置，例如QoS参数或者计费相关策略设置不合理，也会导致上载速率低。基于当前的优化经验，上行吞吐率问题整体分析思路如图2所示。

3 TD-LTE上载速率低的案例分析

3.1 TD-LTE路测上载速率指标情况

如图3所示，为某城市TD-LTE进行上传业务时上行应用层Throughput的路测结果，上行平均传输速率为3.42 Mbit/s,没有达到指标要求。查看上传业务的上行吞吐量CDF曲线图，小于5 Mbit/s的占比约为80%，小于3 Mbit/s的占比约为50%，上传业务上行吞吐量总体指标较低。

图4 MCS CDF曲线图

3.2 MCS及调制方式分析

MCS及调制方式分布如图4 MCS CDF曲线图，80%以上的比例MCS取值大于20，MCS取值基本介于20!23之间。上行MCS均值为20.5，上行QPSK和16QAM的占比分布也较为理想，上行码字16QAM比例为82.2%，由此可见，MCS与编码方式的指标总体来说比较合理。

图5 上传业务PUSCH RB数/时隙路测结果及CDF曲线图

3.3 PUSCH RB数/时隙分析

再来分析上传业务每时隙占用PUSCH RB数量的路测结果，由图5可见该指标偏低，80%以上小于60 RB，50%以上小于30 RB。经过统计，每时隙PUSCH RB的平均值为32.15。

由上述分析可以看到，该城市上传业务分配的PUSCH RB数量很低，由此需核查以下问题：（1）UE TxPower是否受限；（2）是否有其他用户使用；（3）核查调度机制。

3.3.1 UE TxPower PUSCH受限分析

根据统计，上传业务的UE PUSCH TxPower指标约75%小于10 dBm。

筛查出上行吞吐率低于5 Mbit/s的采样点，经过统计，UE TxPower在16!20 dBm的情况下，上行平均吞吐率为3.5 Mbit/s；UE TxPower大于21 dBm时，上行平均吞吐率明显降低，为1.1 Mbit/s。少部分UE TxPower在受限时，一定程度上会影响上行吞吐率的结果。

3.3.2 UL PDCCH GRANT数量和上行子帧调度次数分析

如图6所示，从上行PDCCH Grant numer的路测情况来看，80%以上小于60次/秒，50%以上小于40次/秒，可见该指标较差。

再来分析上行子帧平均调度次数，上行子帧最大调度次数为200次/秒，该指标平均值为120次/秒，明显偏低，影响了上载速率。