LampSite室分系统上行速率优化分析

熊　炼　重庆邮电大学通信工程应用研究所硕士生导师，高级工程师彭先武　重庆邮电大学通信工程应用研究所硕士研究生在读



LampSite室分系统上行速率优化分析

熊炼重庆邮电大学通信工程应用研究所硕士生导师，高级工程师
彭先武重庆邮电大学通信工程应用研究所硕士研究生在读

摘要通过对LTE室内分布新技术LampSite进行介绍，分析了影响该方案上行速率的主要因素，解决了运用该技术组网的某室内场景出现上行速率不达标的问题，对LampSite系统上行速率的规划及优化有一定的参考作用。

关键词LampSiteDASMCS频带宽度上行速率

1　引言

2015年进入LTE-Advance商用元年，中国移动的TDD室内覆盖建设继续深入。在LTE时代，业务将主要集中在一些热点场景，尤其是室内，因此室内覆盖和容量的需求在不断增加。4G时代室内覆盖建设成为网络建设中的重点和难点。

室内覆盖解决方案目前主要以分布式天线系统（DAS）为主。DAS室内覆盖解决方案，在以语音和小流量数据业务的2/3G时代，大多数情况下都能很好地满足室内覆盖需求。但是，到了MBB业务的4G时代，传统的DAS已经不能满足室内大数据容量和高清话音的需求。基于此，LampSite室内覆盖技术被提出。随着新技术的应用，由于缺少相应规范性指导，在工程后期单验过程中，出现了一些单验指标不达标的情况，本文主要针对出现的上行速率不达标这一难点进行分析。

2　LampSite室内覆盖技术介绍

LampSite方案主要由BBU、DCU（可选）、RHUB 和pRRU几个网元组成。LampSite组网情况如图1所示，BBU和DCU以及DCU和RHUB之间通过光纤连接，RHUB和pRRU通过普通网线连接。LampSite的功能模块可灵活组合成不同的无线解决方案，以满足不同场景下的无线覆盖要求。以银行营业厅的组网为例，BBU集中安装在运营商机房，RHUB安装在银行机房，pRRU安装在营业厅天花板内。

2.1LampSite功能模块介绍

（1）BBU：基带处理单元，集中控制、管理整个基站系统，和现网BBU完全一样，可以与现网BBU实现基带资源共享功能。

（2）DCU：分布式控制单元，DCU下行对GSM、TDS、射频信号进行下变频和数字采样后转化为基带信号，将GSM、TD-SCDMA和TD-LTE 3个基带信号进行CPRI-MUX复用后通过CPRI接口送给RHUB，上行反之。因此，DCU主要用于移动2、3、4G多系统组网模式，在只有TD-LTE的情况下可不用。

（3）RHUB：RHUB是射频远端CPRI数据汇聚单元，实现BBU/DCU与pRRU之间的通信。一个RHUB可以连接8个pRRU，可以级联4级，内置PSU模块，通过PoE方式向pRRU供电。

（4）PRRU：pRRU为射频拉远单元，实现射频信号处理功能。pRRU支持多频多模，可同时承载TD-LTE/ TD-SCDMA/UMTS/GSM等多个制式，且外观小巧精致，安装便捷，可部署多制式的室内网络，内置天线，可实现单LTE支持双流MIMO，无需室分改造。

2.2LampSite方案主要优势

LTE传统DAS室分结构存在许多缺点，如结构不合理；节点多、节点老化故障无监控；直放站抬升系统底噪，上行受限；演进差，扩容成本高；室内外各自为战、协同差、用户感知差。LampSite方案采用类WLAN建网模式，相比传统DAS室分结构有如下优势：

（1）LampSite方案结构简单，3个盒子，1根网线，物业协调相对简单，易于施工，器件少，都是电信级，节点少，工程易监控，建设周期节省约60%。

（2）LampSite是有源设备，可与宏网共网管，网络监控无盲区，简化并降低运维成本。LampSite支持pRRU级功率调整，可以实现室内外协同，解决室内信号外泄、邻区漏配、切换参数不合理等问题，提升网络性能。

（3）单LTE支持双流MIMO，无需室分改造。LampSite支持MIMO，可使小区总吞吐率提升100%，边缘用户速率提升40%以上。相比改造双路室内无源分布系统，LampSite可节省86%的部署时间。

（4）上下行覆盖和容量增强。下行，支持COMP联合收发，覆盖面积提升30%，边缘用户下行速率提升90%。上行，支持1发2收，上行覆盖面积提升49%，上行容量提升100%。能解决室分天线无法部署在合理位置带来的弱覆盖问题，提高部署灵活度、改善边缘用户的数据体验。

（5）RRU共小区，可远程进行小区分裂。后台软件配置即可实现小区合并、分裂，容量瞬间翻倍，无需再进楼布线，简捷高效。终极场景是每pRRU一个小区。

（6）支持多模多频，一次部署，长期受益。射频模块采用SDR技术，通过不同的软件配置，支持多模灵活配置，平滑演进，目前有G+U双模，G+U+L三模，U+L双模三频。

由上可以看出，LampSite作为LTE全新室内分布解决方案，相对于传统DAS，LampSite具有可演进、可升级、易部署等优势。因此，对于一张全新网络，后期单验以及日常优化测试任务更能验证该方案技术上的优越性，对于一些上下行速率、RSRP、SINR和MCS等相关指标进行分析是必不可少的。然而，单纯的下行速率提升已无法满足实际的网络需求及用户感知。所以，在实际的工作及优化中，在关注用户下行速率的同时，还需要关注上行的上传速率是否满足用户需求。

3　影响TD-LTE上传速率的因素

LTE上行业务是端到端业务，各网元都可能对上行速率产生影响，因此影响LTE速率上传速率的因素有很多。

从理论上分析影响上传速率的因素主要有：

（1）承载网因素：承载网侧主要考虑频带宽度。系统的不同频带宽度决定了可以分配的总RB数，当系统带宽越大时，所能提供的传输资源越多，从根本上影响了LTE上传速率。目前，系统带宽可配置为1.4、5、10、15、20MHz。

（2）eNB因素：基站侧EPF调度算法、基站DSP处理能力、射频功率配置都会对上行速率有影响。这些因素主要是由基站侧BBU决定。

（3）无线参数：主要表现在频谱效率（MCS、MIMO、IBLER）、空口资源（Grant、RB）、空口时延（Grant、IBLER）和信道条件几方面。

（4）终端影响因素：包括终端能力限制、PC机性能、FTP软件配置、移动速度等。LTE终端分为不同的能力等级，对应相应的最大传输速率，影响用户的实际上传速率。

（5）算法参数配置：主要有功率控制、资源调度、QoS等方面。

4　LTE上行速率优化基本方法

上行速率过低的优化在工程上主要从以下几方面着手。

（1）网络问题的优化：当UE所处无线信道环境差（包括弱覆盖和上行底噪高等），通过前端观察上行MCS值，若低于一定值（比如16dBm），UE连续按照很大功率发射（高于20dBm），并且路损大于一定门限（如110dB），那么可以判定有弱覆盖发生，则可以通过优化RF提升上行覆盖，这是提升上行速率最基本、直接、有效的手段。当MCS值较小，但路损小于一定门限（如100dB），需进一步查看BLER是否过高，若过高，则可认为是上行底噪高导致速率较低。首先，需分析上行底噪高的原因是业务负荷高，还是外部干扰，或者是由于时隙配比错误，然后再进行针对性的解决。

（2）上行功率控制的优化：上行各信道的功率算法大同小异，主要是基于路损和补偿因子加上目标功率，通过适当增加发射功率，可以减少上行干扰，提升上行速率。

（3）UL Grant的优化：影响UL Grant的因素包括业务、参数、空口、切换、硬件等因素。优化时保证无其他用户；将测量GAP调整为模式2，将有效减少GAP测量带来的DL/UL Grant的损失，提升上下行速率；对存在频繁或乒乓切换的区域开展RF调整、优化切换参数同样可以提升上下行速率。

（4）UL RB数的优化：影响上行链路RB数主要有PUCCH受限、多UE并发业务、流控等，最有效的优化方法为后台调整减少PRACH占用的RB数。

（5）工程质量优化：一些施工不规范造成的工程质量问题，同样可以导致上行速率低，PRRU3901 和3902混装，网线头子没接好，PRRU安装方式有问题、靠近强电、没固定好等造成的驻波比大和各类工程告警。

5　上行速率优化案例分析

在某城市的一个LampSite室分站点单验过程中发现，在RSRP/ SINR良好的情况下，上行速率不达标，只有3～4M，离8M验收标准差距较大。

（1）问题分析

第一次上站单验时，该室分站点是没有开通业务，发现上行速率过低，其他指标如下载、覆盖、切换和泄露都正常。测试结果依然偏低，所以排除覆盖和切换问题。

从工程上排查上传速率低大致有参数配置不合理；设备故障，如基站侧BBU和PRRU；PRRU发射功率偏小；上行存在干扰等几方面原因。

（2）问题处理

在后台仔细检查相关参数未发现异常，排除参数故障。分别将BBU复位重启以及更换PRRU和RHUB等设备，测试结果依然偏低，排除设备故障。在后台将PRRU的发射功率由原来的-78升10个dB，进行测试发现，上传速率上升了2M左右，幅度不大，排除发射功率问题。

通过后台检测到干扰电平MR RIP值为-111，查阅移动研究院编辑的《TD-LTE系统间干扰排查与规避指导手册》发现，该值属于轻度干扰、偏中度干扰，确定有干扰后，现场用扫频仪检测发现有DCS900/1800，而且上行频段底噪正常，同时关掉其他站，上传速率依然偏低，因此可以排除是阻塞干扰，猜测是其他外部设备带来的干扰，在满足现有覆盖不移动PRRU位置，将本站的E1频点38950修改为E2频点39148，来避免外部干扰。测试发现上行速率平均9M，问题得到解决，优化效果明显，具体如图2所示。

图2　频点修改前后上传数率

6　结束语

随着LTE室分系统建设加快，LampSite技术因为具有结构简单、安装部署灵活、容量覆盖大和易监控便于后期维护等特点得到大力推广。新技术的应用，往往容易出现了一些单验指标不达标的情况，尤其是比较复杂的上行速率不达标这一情况。TD-LTE网络上载速率低会严重影响用户感知，特别是正在广泛部署的VoLTE业务。因此，对上行速率的优化显得越来越重要。本文通过对LampSite技术的介绍，进而分析和总结了影响上载速率的主要因素，并将这些理论因素应用于工程实际中，解决了某站点出现上行速率过低的情况，对于LampSite室分系统的单验优化有较好的参考作用。

参考文献

1王映民等. TD-LTE技术原理与系统设计.人民邮电出版社. 2010，6

2孙小兵. LampSite室内覆盖解决方案研究.中国学术期刊电子杂志. 2015，9

3刘思杨. LTE网络优化技术.通信管理与技术. 2010，12

4于实. TD-LTE上行速率分析体系与实践.电信工程技术与标准化. 2015，7

5肖清华，朱东照. TD-LTE室内分布设计改造分析.移动通信. 2011，10

收稿日期：（2015-12-28）