FDD-LTE網(wǎng)絡下行感知速率提升方法研究

陳曉冬

摘 要 FDD-LTE網(wǎng)絡下行感知速率是評判4G網(wǎng)絡優(yōu)劣的關鍵指標。本文通過對下行感知速率指標的分析，發(fā)現(xiàn)影響速率主要因素是信道調(diào)制方式和雙流占比，并對此提出具體的有效的感知速率提升方法。

關鍵詞 SINR;越區(qū)覆蓋;雙流占比;模三干擾;TM方式

1 感知速率指標的定義

感知速率V=Throughput數(shù)據(jù)量/Throughput數(shù)據(jù)傳輸時間。Throughput即為吞吐量，在傳輸時間內(nèi)提高吞吐量即可提高感知速率。

2 影響吞吐量的因素

根據(jù)LTE協(xié)議，影響單位時間內(nèi)吞吐量主要有LTE信道傳輸調(diào)制方式和天線傳輸方式。前者通過提高物理信道內(nèi)傳輸編碼效率提高吞吐量，后者通過增加空間傳輸流提高吞吐量[1]。

2.1 信道調(diào)試方式

表1是協(xié)議規(guī)定UE上報CQI級數(shù)與信道調(diào)制方式的關系。基站廠家把UE的參考信號SINR值綁定CQI值，SINR越差，CQI越小，傳輸編碼效率越低，單位時間內(nèi)的吞吐量越少。

表1 CQI數(shù)值對應的調(diào)制方式、編碼速率及頻譜效率

UE上報CQI級數(shù) 信道調(diào)制

方式 編碼速率*1024（bps） 頻譜效率（bit/s/Hz）

1～6 QPSK 78～602 0.1523～1.1758

7～9 16QAM 378～616 1.4766～2.4063

10～15 64QAM 466～948 2.7305～5.5547

2.2 天線傳輸方式

LTE MIMO技術利用多天線同時傳輸多路不同數(shù)據(jù)到同一用戶，增大單位時間內(nèi)UE吞吐量。目前FDD-LTE多采用雙路模式發(fā)送數(shù)據(jù)，即為雙流信號。如下圖1。

圖1 雙路信號傳播示意圖

但實際中往往因為天線安裝工藝及無線環(huán)境，兩路無線信號在傳播路徑上發(fā)生變化，導致用戶只能接收到一路下行信號，造成雙流占比過低，影響吞吐量。因此，盡可能提高雙流信號占比，是提高吞吐量的有效手段[2]。

3 提升感知速率的具體方法

3.1 提升SINR值

（1）減少越區(qū)覆蓋

基站越區(qū)覆蓋不僅會重疊干擾其他基站覆蓋區(qū)域，本站信號也會分散減弱，降低SINR值。通過核查基站覆蓋的TA距離和借助MR打點圖層，能快速判斷基站覆蓋是否越區(qū)，進而下壓天線傾角控制覆蓋，提升SINR值。

（2）減少模三干擾

模三干擾是指兩個不同基站PCI的主同步信號PSS（0、1、2）相同，它們的參考信號RS的發(fā)布頻域、時間完全一致，在強度相近時會產(chǎn)生較大的系統(tǒng)內(nèi)干擾，降低SINR值。

通常做法是通過路測數(shù)據(jù)修改PCI減少模三干擾，但需花費大量時間和人力。而在專業(yè)網(wǎng)管導出模三切換次數(shù)，通過模三切換統(tǒng)計方法，快速整理最佳PCI修改方案，比較方便、快捷。

（3） 減少模三干擾提升感知速率案例

1）問題描述：通過指標篩查出市環(huán)衛(wèi)局基站感知速率偏低至8.89Mbps。

2）問題分析：該站雙流占比為58%以上，且98%的TA采樣點在500米范圍內(nèi)，無越區(qū)覆蓋。核查負荷顯示PRB利用率較低。核查該站3個扇區(qū)的模三鄰區(qū)切換次數(shù)161161+10817+56389=228367次，如表2。

表2 該站鄰區(qū)切換情況

基站扇區(qū) PCI模值 與模0切換次數(shù) 與模1切換次數(shù) 與模2切換次數(shù)

環(huán)衛(wèi)局1小區(qū) 0 161161（同模） 16899 44797

環(huán)衛(wèi)局2小區(qū) 1 25502 10817（同模） 58929

環(huán)衛(wèi)局3小區(qū) 2 33852 41315 56389（同模）

分析發(fā)現(xiàn)：1、2小區(qū)互換PCI，模三切換次數(shù)為25502+16899+56389=98790次;1、3小區(qū)互換PCI，模三切換次數(shù)為33852+10817+44797=89466次。

3）處理過程及結果：環(huán)衛(wèi)局1小區(qū)、3小區(qū)互換PCI，模三切換次數(shù)最少。更改PCI后，體驗速率由8.89Mbps提升至15.67Mbps。

3.2 提升雙流信號占比

（1） 正確連接天線

基站兩個發(fā)射口分別接到天線同一對±45°天線振子接口，使兩路信號相互正交并同時發(fā)射，保證兩路信號相同的物理覆蓋通道，從而提高雙流信號占比。具體接法如下圖2。

圖2 基站RRU與天線的接法示意圖

（2）選擇合適的TM發(fā)射模式

基站有四種發(fā)射模式：TM1，適用單天線單流傳輸場合;TM2，雙路單流傳輸，適用干擾復雜場景;TM3，開環(huán)空分復用雙流傳輸，適用高速移動場景;TM4，閉環(huán)空分復用雙流傳輸，適用信道優(yōu)良場合，傳輸速率較高。

在一般無線環(huán)境中，采取TM4模式，可獲得較高的速率體驗。高鐵場景，可選擇TM3。復雜干擾環(huán)境，選擇TM2可減少丟包率。

（3）提高雙流占比提升感知速率案例

1）問題描述：蔬菜批發(fā)市場基站 1小區(qū)速率偏低至6.32Mbps。

2）問題分析：該站雙流占比偏低至16%左右，忙時平均PRB占用率僅為36%，為低負荷小區(qū)。判斷是雙流占比過低導致。

3）處理過程及結果：上站檢查天線饋線接序，發(fā)現(xiàn)基站RRU的1、4口分別錯誤接到天線兩個振子的+45°，而2、3口接到-45°，造成雙流信號通過不同天線振子傳輸。維護人員按圖2接法糾正后，雙流占比上升至39%左右，體驗速率上升至11.13Mbps。

4 結束語

在日常網(wǎng)優(yōu)工作中，在確保合理設置TM方式后，保持現(xiàn)場正確的天線饋線接序，通過調(diào)整天線和PCI優(yōu)化，減少重疊覆蓋，減少模三干擾，提升SINR值，提升雙流占比，是我們提高下行感知速率的有效方法。

參考文獻

[1] 張磊，龍青良，史文祥，等.影響LTE系統(tǒng)吞吐量的關鍵問題研究[C].2014信息通信網(wǎng)技術業(yè)務發(fā)展研討會.2014信息通信網(wǎng)技術業(yè)務發(fā)展研討會論文集.北京：北京通信學會，2014：242-248.

[2] 林延.TM 模式與MCS及RANK2占比關聯(lián)分析法[J].電信快報，2018（12）：35-39.