TD—LTE下載速率的提升方法和實踐案例

唐紹艷

【摘 要】TD-LTE無線通信技術為用戶提供了一種全新的快速上網方式。但在實際應用中，限制速率的問題隨處可見。主要表現為吞吐率偏低和吞吐率波動。本文通過分析、定位影響下行速率的主要因素，結合實際工作，總結出了優化LTE速率的方法。有關分析結果將為提升用戶感知提供重要參考，并對系統的性能評估提供有益幫助。

【關鍵詞】TD-LTE 速率 優化

1 TD-LTE下載速率的基本概念及驗收標準

下載速率即單位時間內下載的數據量，也稱吞吐率。吞吐率等于下載數據量與統計時長的比值.

按照TD-LTE單站驗證的要求，FTP下載速率的驗收標準如下（子幀配比2，特殊子幀配比5，SINR作為選點參考）：

好點：RSRP>-85 dBm，SINR>20dB，下行吞吐量>45Mbps；

中點：RSRP在-95 dBm左右，SINR>10dB，下行吞吐量20Mbps左右；

差點：RSRP在-105 dBm左右，SINR>5dB，下行吞吐量5Mbps左右。

2 TD-LTE下載速率的影響因素

（2）數據信道可用的物理資源：公共信道的開銷進一步決定了用戶可以實際使用的資源，在下行方向，每個下行子幀中PDCCH信道在時域上可占用前1-3個OFDM符號（由PCFICH信道指示），此外系統消息、下行參考信號也帶來一定的下行資源開銷。

（3）在計算單用戶峰值速率時，還需要考慮UE能力的限制，不同類型的UE具備不同的上下行峰值速率。

（4）信道條件直接影響用戶資源分配，系統根據用戶所處位置的SINR，終端上報的CQI及用戶需求來分配RB資源。

（5）編碼速率（取決于無線信道質量）：TD-LTE的調制方式主要有QPSK、16QAM、64QAM，不同的調制方式有不同的編碼速率。調制方式和編碼速率的選擇是由參考信號的測量估計得到。

（6）時隙配置和特殊子幀配置方式所對應的理論速率差異很大，足以影響下載速率.

（7）傳輸網、核心網、IDC服務器和下載服務器的性能均會影響吞吐率。

（8）開啟異頻測量時，下行平均吞吐率會下降25%左右。

（9）下載速率無法提高時，有可能是無線設備存在故障或者需要重新啟動，實際工作中偶爾會遇到此類問題。

3 TD-LTE下載速率提升的分析和常見問題

3.1 傳輸問題影響下載速率

簇優化過程中，發現多個基站下載速率不達標，只有5-15Mbps左右。如圖1所示，選取撫順萬泉小區宏站進行測試，結果顯示下行速率約為10Mbps左右，測試LOG分析發現無線參數正常，MCS等級正常、編碼方式正常，現場無線環境RSRP、SINR良好，只有PRB調度低，已排除測試設備和服務器問題。

針對調度問題在基站側向UE進行打BO測試（由基站向ue下發數據包），如圖2所示，發現調度正常，其他參數指標正常，證明基站到UE空口正常、參數設置正常，初步懷疑基站上層資源問題.

現有網絡架構為：UE→ENB→PTN設備（包括接入和匯聚）→PTN_CE→EPC→CMNET_CE。

目前撫順傳輸主要分為新設備PTN6220和老設設備PTN6200，其中老設備PTN6200的傳輸能力1G，除去備用通道，實際只有500M，這500M中還包括3G數據、專線數據等所有傳輸數據。所以留給LTE的資源有限，導致部分設備對LTE峰值速率產生影響，而部分新PTN6220設備中存在有些設備有告警、有些設備存在“失幀”，導致峰值速率受影響。

聯系傳輸中心進行PTN設備核查，發現了8個站點下載速率慢問題，其中2個站點因為2條鏈路上存在CRC誤碼導致； 2個站點因為段落上出現PW殘損，導致大量丟棄幀，最終影響業務下載速率，萬泉基站就是此類問題；3個站點下掛大量CPE，鏈路帶寬不足，導致下載速率低，通過調整業務路徑分擔方式解決；1個站點無法檢測到，最終通過替換硬件方式確認為光模塊故障引起.

LTE基站大量開通后，PTN網絡帶寬資源占用率升高，網絡開始高負荷承載，網絡帶寬和鏈路質量逐步成為影響LTE基站速率的主要因素。優化人員需重視此類問題對指標的影響。

3.2 干擾問題影響下載速率

某LTE基站1小區在測試過程中，發現下載速率低（2Mbps左右），終端 ping 核心網側丟包率高達 50% 。該基站配置為S111，頻段是F 頻段 1880-1900MHz，帶寬20M，參考信號功率12dBm，上下行時隙配比1：3，特殊子幀時隙配置DwPTS：GP：UpPTS=3：9：2.

由于速率問題的排查涉及因素很多，需逐一完成終端、核心網、接入網、無線環境、傳輸、網管參數等方面的排查。

因為該終端在同ENodeB的2，3小區進行FTP下載，下載速率均達到50Mbps以上，可以判斷該故障僅與1小區有關，與核心網、傳輸及終端無關。又因為CC板是3個方向共用的，也可以確認故障與CC板無關。

由于2、3小區測試正常，僅1小區速率低。參照2，3小區參數對1小區參數進行了核查，未發現問題。同時對3個小區PCI碼進行了核查，符合規劃要求。

為防止 BBU 、 RRU 版本不匹配（可能造成 IQ 數據錯亂）導致的底噪高等故障，對1小區RRU版本進行核查，未發現問題。

經過第一步的排查，確認了故障僅與1方向有關。接下來測試與1小區相關的硬件設備。telnet 方式登錄 CC 板，直接 ping 1小區對應 RRU 的地址，無丟包，時延正常。

使用底噪查詢工具。發現1小區底噪為 -93dBm，明顯偏高（小區空載時底噪正常值應在 -117 dBm 左右）。 2小區底噪在 -111 dBm 左右， 3小區底噪在 -110 dBm 左右。

將查詢出的底噪值與各小區的業務速率對比，很容易看出業務速率低的小區恰好是后臺查詢底噪高的小區。由此判斷為底噪高是導致空口質量差，引起終端業務速率低、 ping 包丟包率高的原因。

為防止長時間運行導致硬件噪聲累積升高，依次復位了該小區對應的 RRU 、 BPL 、 CC 。每復位一步都查看一次底噪、并現場測試一次。結果表明復位無效。

因為 R8928FA 有 8 個通道，為確認是否單個（或某幾個）通道硬件故障導致的底噪高，后臺將 1 小區對應的 R8928FA 每次僅激活一個通道并記錄底噪值，最后將測得的 8 個通道的底噪值做對比，發現基本一致并且都在正常范圍內，說明8個通道都正常。

因為 1 小區下業務有故障，2、3 小區下業務正常，所以可以通過交叉光纖定位故障是否在 BBU 側。測試后確定該故障與 BBU 側無關。

通過調整天線方位角，可以定位是 RRU （包含RRU和天線及跳線）故障還是無線環境的影響。通過這種方式，確定了問題原因在于無線環境。

閉塞周邊所有 LTE 小區，排查是否系統內干擾 將該站點周圍的所有 LTE 小區，以及 2、3小區全部閉塞，僅保留 1 小區。查看 1 小區底噪為 -97 dBm左右，前臺測試業務速率低、丟包率高，故障情況基本沒有改善。 由此判斷干擾來自系統外。對 1880-1900MHz 掃頻，發現移動 DCS1800 頻段天線對該頻段有干擾。觀察天線，發現2，3方向LTE天線與DCS天線水平隔離度1米左右，而1方向LTE與DCS天線水平隔離度僅0.4米左右。然后嘗試改變1方向LTE天線位置，將其與DCS天線水平隔離度增加到1米。然后測試1小區，底噪-108 dBm，下載速率50Mbps，故障排查完成。

通過故障排查前后指標對比，1小區下載速率由故障前的1 Mbps提升到50Mbps，底噪由故障前的-93 dBm降低到-108 dBm，達到LTE驗收標準。由于TD-LTE F頻段頻率為1880-1900MHz，移動DCS下行頻段1805-1830 MHz。由于DCS與LTE頻段接近，所以當DCS天線與LTE天線距離過近，DCS信號會對LTE造成強干擾。解決方法：提高DCS天線與LTE天線水平隔離度，建議將水平隔離度提高到1米以上，DCS對LTE干擾可基本消除。

3.3 特殊時隙配置錯誤引起下載速率低問題

接到用戶投訴反映，在十中附近信號很強，但下載速率很低。經現場測試，發現信道質量良好，RSRP在-90dBm、SINR在20dB左右，屬于中近點；調度較滿，平均每個時隙調度90個RB以上；上報的CQI為14階，但實際調度的MCS低至5階；誤碼率較高，15%～20%左右；下載速率在5Mbps-8Mbps之間；

可能的原因有：終端問題：多款終端占用該小區下載速率均低，在其他地方未復現此問題，排除終端問題的可能性；如果干擾嚴重，會導致SINR值低，速率低，但測試儀表顯示SINR在20db以上； 如果開啟了周期性的MR測量，會導致調度不滿，速率偏低，經核實，未開啟MR測量 ；參數配置錯誤的可能性最大。

問題定位和解決：測試中發現該小區采用的頻段為F頻段，但是SSP為7，說明特殊子幀配置為10：2：2，因此和共站的TDS產生了較大干擾。將SSP調整為5，（特殊子幀配置為3：9：2），該小區速率恢復到平均速率40Mbps，峰值速率恢復到60Mbps。

3.4 BBU問題重啟后提升LTE下載速率

移動綜合樓內LTE下載速率不穩定，下載速度在3-45Mbps之間波動，變化比較頻繁。1樓，實際下載峰值速率能達到45MB；2樓到5樓，實際下載峰值速率只能達到3Mbps。上述現象與設計標準（單流峰值速率達到35Mbps，雙流峰值速率達到70Mbps）不符，并對客戶感知產生嚴重影響。

原因排查：

天饋系統故障：移動公司綜合樓LTE共一個小區，2臺RRU覆蓋，我們選擇在1樓RRU輸出端接衰減器再接天線的方法進行測試，確定是天饋問題還是設備側的問題，掉電重啟后，測試結果不理想，峰值能達到70Mbps，但速率波動還是比較大，隨后又到5樓用同樣的方法進行測試，測試結果與1樓一樣，據工程優化的人員反應，掉電重啟后的速率較之前相比，還是有大幅度的提升，由此說明是設備側導致的問題。

RRU設備故障：更換RRU后現場測試結果無任何改變。

后臺數據設置異常：由于是整個小區下所有的RRU都存在下載速率波動大問題，我們選擇在流量較低時段重做數據，重做數據后測試結果顯示較之前無任何改善，說明后臺數據設置正常。

解決措施：最后選擇掉電重啟BBU再次測試，測試結果顯示下載速率穩定在70Mbps左右。將天饋復原后對整個綜合樓進行掃樓測試，整體下載速率穩定在70Mbps左右，已恢復正常。

對于此類問題應先排查問題存在于天饋系統側還是設備側：如問題存在于天饋系統側，需對饋線中的接頭、器件進行逐一排查，并更換故障器件；如問題存在于設備側，則需對RRU設備、后臺參數設置、BBU設備等情況進行逐級排查， 如果排除掉數據側和器件側的問題，建議重啟BBU和RRU。

4 結語

在TD-LTE的速率優化過程中，優化人員經常會遇到各種各樣的問題和挑戰.經過不斷學習和積累，仔細分析問題的原因和本質，追本溯源，鍥而不舍，一定會圓滿的達成優化目標.

參考文獻：

[1] 孫天偉.3GPP LTE/SAE網絡體系結構和標準化進展[J].廣東通信技術.

[2] 陳昌川，廖曉鋒，趙川斌.TD-LTE無線接入網介紹[J].通信技術.