LTE网络双流占比优化分析研究

刘衍晓 刘述佳

摘要：LTE网络建设日趋完善， LTE网络用户也已经成为现网的主力。面对愈发复杂的无线多制式网络环境，用户感知类指标的优化逐渐乏力，优化空间同样愈发受限。因此，本文从用户感知处着手，通过深入分析，系统而全面的梳理了导致Rank2比例低的原因，为后续优化工作提供了新的方向，从而进一步拓展网络质量和用户感知的优化空间。

关键词：LTE RANK2;用户感知;网络优化

一、研究背景

LTE网络中的弱覆盖或高干扰是影响用户感知的常见空口问题;除此以外，例如天馈安装错误或天馈故障等问题在基站安装维护过程中亦会经常出现。以上问题能够对网络性能和用户感知产生较大影响，同样也是影响LTE RANK的重要因素。因此，通过对Rank2的分析和研究，可以精准定位和解决空口问题、硬件问题，进而切实提升用户实际感知。

二、相关技术原理与影响因素

为了使得用户感知得以提升，进一步的提升系统容量以及充分提高资源利用率， MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術技术应运而生，MIMO可以带来功率增益、复用增益、分集增益和阵列增益，同样也是LTE RANK的重要技术依托。对于FDD MIMO主要关注复用增益和分集增益。复用增益是空间信道理论上的复用阶数，也就是说复用增益可以提高信号传输速率。分集增益来源于空间信道理论上的分集阶数，即可以提高接收端信噪比稳定性，从而提升无线信号接收可靠性。发射分集方案同时传输的独立的空间数据流个数只能为1，而空间复用方案同时传输的独立的空间数据流个数可以等于或大于1。

所谓的空间复用是指在同一时频资源上，传输多个空间数据流。由于空间信道的维数比单天线增加了，故空间复用能够扩大系统容量，获得复用增益。与之对应的传输模式有如下分类：

TM1：单天线端口传输（端口0），主要用于单天线传输场合。

TM2：开环发射分集，适用于小区边缘信号情况复杂，干扰较大的情况

TM3：空间复用与开环发射分集自适应，适合于UE高速移动的情况。

TM4：闭环空间复用与开环发射分集自适应，适用于信道条件较好的场合，用于提高数据传输率。

TM5：MU-MIMO与开环发射分集自适应，主要用于提高小区容量。

TM6：单层闭环空间复用与开环发射分集自适应，主要适用于小区边缘情况。

TM7：单流波束赋形（端口5）与开环发射分集或单天线端口传输（端口0）自适应，主要小区边缘，能够有效对抗干扰。

TM8：双流波束赋形（端口7和端口8）或单流波束赋形（端口7或端口8）与开环发射分集或单天线端口传输（端口0）自适应，适用于小区边缘或其他情况。

终端选择RANK原理

终端上报的Rank值与无线信道质量相关，这里的信道质量包括两方面：

（1）无线信号覆盖质量，用RSRP、SINR等指标衡量;

（2）信道相关性，目前缺少直观的指标统计。相关性越小，发送数据流之间的干扰越小，进入空间复用模式的概率越大。

终端通过SINR测量及空间信道矩阵估计，计算可选Rank下的某个指标（一般为频谱效率或信道容量），终端选择使指标最优的Rank进行上报。

影响RANK2比例的因素

1）无线环境影响

Rank2比例与SINR&CQI呈现正相关性，覆盖越好进入Rank2比例的概率越大。当SINR较好但仍然无法进入双码字调度时，就要考虑是否存在信道相关性问题。

2）信道相关性影响

两路码字的信道相关性越低，进入空间复用的概率越高。相反两路码字的信道相关性越高，进入空间复用的概率越低。

以一般来看，如果从UE位置可以直视到基站天线，则信号传播高概率属于直射径，两路码字的传播相关性较高，进入空间复用的概率较低，一般以空旷平原和郊区环境较为常见。相反，如果从UE位置无法直接看到基站天线，则信号传播高概率属于多径传播，两路码字的相关性较低，一般以密集高楼的城市环境较为常见。

相关参数配置

1） TxRxMode配置

如果小区TxRxMode是1T1R模式的情况下，无法使用MIMO模式，UE无法进入发送分集或空间复用模式。一般室内小区都采用1T1R配置，宏站配置2T2R。 需要注意：如果实际物理天线是1T1R/1T2R，配置为2T2R当然也是无效的，不会有MIMO生效。

2）MIMO自适应的影响

默认情况下，MIMO模式采用开环MIMO自适应模式。当MIMO模式采用自适应模式时，在特定情况下eNB会配置TM2模式，导致丧失复用增益。特定情况包含UE接入阶段和切换到目标小区后的一段时间，待eNB检测UE频谱效率达到一定门限后重配置为TM3模式。

在路测场景和配置MIMO自适应模式下，切换过程对“复用增益”影响较大：源小区在下发切换重配置命令时，会配置TM模式为TM2。待UE频谱效率达到一定门限后再重配置为TM3模式。从配置TM2到转换TM3的这段时间内，UE仅能使用发送分集方式（Rank2比例为0）。

告警与通道因素

1）天馈故障

小区天馈系统故障有可能会导致某个通道进入保护关闭状态，小区收发模式退回到1T1R。在分析Rank2比例低时，重点关注小区告警，如射频单元告警（驻波、通道故障）、RTWP过高告警、小区服务能力下降告警、License试运行告警、PCI冲突告警建议及时清除。

天馈故障中，还有一类是隐性天馈隐性故障导致的Rank2比例低。可以通过将小区TxRxMode改为1T2R模式，分别设定不同的天线端口号，进行对比测试，确定天线性能是否正常。

2）UE天线不平衡影响

如果UE天线存在故障，导致两路信号不平衡现象严重（两路信号差值持续大于3db以上），会导致进入空间复用模式的概率降低。此时，需要检查终端天线或更换天线复测。

三、总结

Rank2比例是衡量LTE用户感知的重要指标，对于低速率差小区原因分析或识别网络中天馈问题有重要的指示意义。本文从无线环境、参数配置、告警指标监控、天线连接等方面深入分析了Rank2比例低的问题，给现场低速率及用户感知差的问题排查提供了新的思路和方向。