TD-LTE下载速率的提升方法和实践案例

唐绍艳

（抚顺移动通信公司，辽宁抚顺　113008）

TD-LTE下载速率的提升方法和实践案例

唐绍艳

（抚顺移动通信公司，辽宁抚顺113008）

TD-LTE无线通信技术为用户提供了一种全新的快速上网方式。但在实际应用中，限制速率的问题随处可见。主要表现为吞吐率偏低和吞吐率波动。本文通过分析、定位影响下行速率的主要因素，结合实际工作，总结出了优化LTE速率的方法。有关分析结果将为提升用户感知提供重要参考，并对系统的性能评估提供有益帮助。

TD-LTE速率优化

1　TD-LTE下载速率的基本概念及验收标准

下载速率即单位时间内下载的数据量，也称吞吐率。吞吐率等于下载数据量与统计时长的比值。

按照TD-LTE单站验证的要求，FTP下载速率的验收标准如下（子帧配比2，特殊子帧配比5，SINR作为选点参考）：

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

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

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

表1　带宽与RB数的对应关系

图1　万泉小区测试情况

图2　打BO测试截图

2　TD-LTE下载速率的影响因素

（1）系统的不同带宽决定了系统总的RB数。常用的带宽有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz（表1）。

（2）数据信道可用的物理资源：公共信道的开销进一步决定了用户可以实际使用的资源，在下行方向，每个下行子帧中PDCCH信道在时域上可占用前1-3个OFDM符号（由PCFICH信道指示），此外系统消息、下行参考信号也带来一定的下行资源开销。

（3）在计算单用户峰值速率时，还需要考虑UE能力的限制，不同类型的UE具备不同的上下行峰值速率。

（4）信道条件直接影响用户资源分配，系统根据用户所处位置的SINR，终端上报的CQI及用户需求来分配RB资源。

（5）编码速率（取决于无线信道质量）：TD-LTE的调制方式主要有QPSK、16QAM、64QAM，不同的调制方式有不同的编码速率。调制方式和编码速率的选择是由参考信号的测量估计得到。

（6）时隙配置和特殊子帧配置方式所对应的理论速率差异很大，足以影响下载速率。

（7）传输网、核心网、IDC服务器和下载服务器的性能均会影响吞吐率。

（8）开启异频测量时，下行平均吞吐率会下降25%左右。

（9）下载速率无法提高时，有可能是无线设备存在故障或者需要重新启动，实际工作中偶尔会遇到此类问题。

3　TD-LTE下载速率提升的分析和常见问题

3.1传输问题影响下载速率

簇优化过程中，发现多个基站下载速率不达标，只有5-15Mbps左右。如图1所示，选取抚顺万泉小区宏站进行测试，结果显示下行速率约为10Mbps左右，测试LOG分析发现无线参数正常，MCS等级正常、编码方式正常，现场无线环境RSRP、SINR良好，只有PRB调度低，已排除测试设备和服务器问题。

针对调度问题在基站侧向UE进行打BO测试（由基站向ue下发数据包），如图2所示，发现调度正常，其他参数指标正常，证明基站到UE空口正常、参数设置正常，初步怀疑基站上层资源问题.

现有网络架构为：UE→ENB→PTN设备（包括接入和汇聚）→P T N_C E→E P C→CMNET_CE。

目前抚顺传输主要分为新设备PTN6220和老设设备PTN6200，其中老设备PTN6200的传输能力1G，除去备用通道，实际只有500M，这500M中还包括3G数据、专线数据等所有传输数据。所以留给LTE的资源有限，导致部分设备对LTE峰值速率产生影响，而部分新PTN6220设备中存在有些设备有告警、有些设备存在“失帧”，导致峰值速率受影响。

联系传输中心进行PTN设备核查，发现了8个站点下载速率慢问题，其中2个站点因为2条链路上存在CRC误码导致；2个站点因为段落上出现PW残损，导致大量丢弃帧，最终影响业务下载速率，万泉基站就是此类问题；3个站点下挂大量CPE，链路带宽不足，导致下载速率低，通过调整业务路径分担方式解决；1个站点无法检测到，最终通过替换硬件方式确认为光模块故障引起。

LTE基站大量开通后，PTN网络带宽资源占用率升高，网络开始高负荷承载，网络带宽和链路质量逐步成为影响LTE基站速率的主要因素。优化人员需重视此类问题对指标的影响。

3.2干扰问题影响下载速率

某LTE基站1小区在测试过程中，发现下载速率低（2Mbps左右），终端ping核心网侧丢包率高达50%。该基站配置为S111，频段是F频段1880-1900MHz，带宽20M，参考信号功率12dBm，上下行时隙配比1：3，特殊子帧时隙配置DwPTS：GP：UpPTS=3：9：2。

由于速率问题的排查涉及因素很多，需逐一完成终端、核心网、接入网、无线环境、传输、网管参数等方面的排查。

因为该终端在同ENodeB的2，3小区进行FTP下载，下载速率均达到50Mbps以上，可以判断该故障仅与1小区有关，与核心网、传输及终端无关。又因为CC板是3个方向共用的，也可以确认故障与CC板无关。

由于2、3小区测试正常，仅1小区速率低。参照2，3小区参数对1小区参数进行了核查，未发现问题。同时对3个小区PCI码进行了核查，符合规划要求。

为防止BBU、RRU版本不匹配（可能造成IQ数据错乱）导致的底噪高等故障，对1小区RRU版本进行核查，未发现问题。

经过第一步的排查，确认了故障仅与1方向有关。接下来测试与1小区相关的硬件设备。telnet方式登录CC板，直接ping1小区对应RRU的地址，无丢包，时延正常。

使用底噪查询工具。发现1小区底噪为-93dBm，明显偏高（小区空载时底噪正常值应在 -117dBm左右）。2小区底噪在-111dBm左右，3小区底噪在-110dBm左右。

将查询出的底噪值与各小区的业务速率对比，很容易看出业务速率低的小区恰好是后台查询底噪高的小区。由此判断为底噪高是导致空口质量差，引起终端业务速率低、ping包丢包率高的原因。

为防止长时间运行导致硬件噪声累积升高，依次复位了该小区对应的RRU、BPL、CC。每复位一步都查看一次底噪、并现场测试一次。结果表明复位无效。

因为R8928FA有8个通道，为确认是否单个（或某几个）通道硬件故障导致的底噪高，后台将1小区对应的R8928FA每次仅激活一个通道并记录底噪值，最后将测得的8个通道的底噪值做对比，发现基本一致并且都在正常范围内，说明8个通道都正常。

因为1小区下业务有故障，2、3小区下业务正常，所以可以通过交叉光纤定位故障是否在BBU侧。测试后确定该故障与BBU侧无关。

通过调整天线方位角，可以定位是RRU（包含RRU和天线及跳线）故障还是无线环境的影响。通过这种方式，确定了问题原因在于无线环境。

闭塞周边所有LTE小区，排查是否系统内干扰将该站点周围的所有LTE小区，以及2、3小区全部闭塞，仅保留1小区。查看1小区底噪为-97dBm左右，前台测试业务速率低、丢包率高，故障情况基本没有改善。由此判断干扰来自系统外。对1880-1900MHz扫频，发现移动DCS1800频段天线对该频段有干扰。观察天线，发现2，3方向LTE天线与DCS天线水平隔离度1米左右，而1方向LTE与DCS天线水平隔离度仅0.4米左右。然后尝试改变1方向LTE天线位置，将其与DCS天线水平隔离度增加到1米。然后测试1小区，底噪-108dBm，下载速率50Mbps，故障排查完成。

通过故障排查前后指标对比，1小区下载速率由故障前的1Mbps提升到50Mbps，底噪由故障前的-93dBm降低到-108dBm，达到LTE验收标准。由于TD-LTEF频段频率为1880-1900MHz，移动DCS下行频段1805-1830MHz。由于DCS与LTE频段接近，所以当DCS天线与LTE天线距离过近，DCS信号会对LTE造成强干扰。解决方法：提高DCS天线与LTE天线水平隔离度，建议将水平隔离度提高到1米以上，DCS对LTE干扰可基本消除。

3.3特殊时隙配置错误引起下载速率低问题

接到用户投诉反映，在十中附近信号很强，但下载速率很低。经现场测试，发现信道质量良好，RSRP在-90dBm、SINR在20dB左右，属于中近点；调度较满，平均每个时隙调度90个RB以上；上报的CQI为14阶，但实际调度的MCS低至5阶；误码率较高，15%～20%左右；下载速率在5Mbps-8Mbps之间。

可能的原因有：终端问题：多款终端占用该小区下载速率均低，在其他地方未复现此问题，排除终端问题的可能性；如果干扰严重，会导致SINR值低，速率低，但测试仪表显示SINR在20db以上；如果开启了周期性的MR测量，会导致调度不满，速率偏低，经核实，未开启MR测量；参数配置错误的可能性最大。

问题定位和解决：测试中发现该小区采用的频段为F频段，但是SSP为7，说明特殊子帧配置为10：2：2，因此和共站的TDS产生了较大干扰。将SSP调整为5，（特殊子帧配置为3：9：2），该小区速率恢复到平均速率40Mbps，峰值速率恢复到60Mbps。

3.4BBU问题重启后提升LTE下载速率

移动综合楼内LTE下载速率不稳定，下载速度在3-45Mbps之间波动，变化比较频繁。1楼，实际下载峰值速率能达到45MB；2楼到5楼，实际下载峰值速率只能达到3Mbps。上述现象与设计标准（单流峰值速率达到35Mbps，双流峰值速率达到70Mbps）不符，并对客户感知产生严重影响。

原因排查：

天馈系统故障：移动公司综合楼LTE共一个小区，2台RRU覆盖，我们选择在1楼RRU输出端接衰减器再接天线的方法进行测试，确定是天馈问题还是设备侧的问题，掉电重启后，测试结果不理想，峰值能达到70Mbps，但速率波动还是比较大，随后又到5楼用同样的方法进行测试，测试结果与1楼一样，据工程优化的人员反应，掉电重启后的速率较之前相比，还是有大幅度的提升，由此说明是设备侧导致的问题。

RRU设备故障：更换RRU后现场测试结果无任何改变。

后台数据设置异常：由于是整个小区下所有的RRU都存在下载速率波动大问题，我们选择在流量较低时段重做数据，重做数据后测试结果显示较之前无任何改善，说明后台数据设置正常。

解决措施：最后选择掉电重启BBU再次测试，测试结果显示下载速率稳定在70Mbps左右。将天馈复原后对整个综合楼进行扫楼测试，整体下载速率稳定在70Mbps左右，已恢复正常。

对于此类问题应先排查问题存在于天馈系统侧还是设备侧：如问题存在于天馈系统侧，需对馈线中的接头、器件进行逐一排查，并更换故障器件；如问题存在于设备侧，则需对RRU设备、后台参数设置、BBU设备等情况进行逐级排查，如果排除掉数据侧和器件侧的问题，建议重启BBU和RRU。

4　结语

在TD-LTE的速率优化过程中，优化人员经常会遇到各种各样的问题和挑战.经过不断学习和积累，仔细分析问题的原因和本质，追本溯源，锲而不舍，一定会圆满的达成优化目标.

［1］孙天伟.3GPP LTE/SAE网络体系结构和标准化进展［J］.广东通信技术.

［2］陈昌川，廖晓锋，赵川斌.TD-LTE无线接入网介绍［J］.通信技术.

唐绍艳，1974年6月出生，1996年毕业于大连理工大学，计算机科学与技术专业，现任中国移动通信集团辽宁有限公司抚顺分公司网络优化中心技术主管。