TD-LTE优化无线网络优化及应用

TD-LTE优化无线网络优化及应用

许俊迎廖培英

许俊迎廖培英

广东省电信工程有限公司广东广州510000

摘要：本文通过对TD-LTE无线网络的规范研究分析，提出了相关网络维护优化方案，以解决网络下行吞吐量低的问题，结合典型工作案例，提出了常见故障并详细阐述了其处理方法，具有一定的参考意义，供相关人员学习借鉴。

关键词：TD-LTE；下行峰值；故障分析；优化方案

前言

当下TD-LTE网络系统的吞吐量问题引起了广泛深入研究，由于下行吞吐量与网络用户的感知成正比关系，所以如何保证4G网络的使用达到建设预期要求，并提高网络配置提高下行峰值量及速率是当下移动网络优化建设最值得探讨的问题。在TD-LTE网络系统设计、资源规划和分配时，精确地估计系统峰值吞吐量是关键。现通过研究TD-LTE系统峰值吞吐量相关原理，造成吞吐量低的常见问题进行总结，分析了影响TD-LTE系统峰值吞吐量的关键因素，提出了相关提升下行吞吐量的优化方案，通过计算测试结果可得，该优化方案确行有效，值得推广使用。

1下行吞吐量的常见问题分析

1.1影响下行吞吐量的常见因素

下行指的是eNodeB（以下简写作eNB）发往UE方向，eNB侧会根据实际资源情况和调度算法，给UE分配相应的下行资源。对下行吞吐量造成影响的常见因素主要有：占用的下行带宽大小、编码速率限制、信道条件好坏、UE能力限制。

在LTE系统中，占用的下行带宽大小与分配的RB数、频带占用机会（由DLgrant决定）有关；编码速率限制与MCS有关；信道条件好坏可以表征为误码率，主要考虑初次传输的IBLER；UE能力限制与本身硬件支持的等级速率有关，通常要求终端达到CAT4等级，支持峰值速率为下行150Mbit/s，上行50Mbit/s。

1.2与吞吐量有关的关键信令

在MME下发给eNB的InitialUEcontextsetuprequest信令中包含：UE支持的能力等级和业务的QCI、QoS配置参数。

1.3下行吞吐量的常见问题

下行数据流从服务器生成到传输至UE，共涉及到6大因素：主要包括数据源、网管参数配置、占用的下行带宽大小、编码速率限制、信道条件好坏、UE能力限制。部分因素间如占用的下行带宽与网管参数配置、信道条件好坏、UE能力限制等均存在制约关系，以下在做问题分析和优化时可以不用另行剖析。

相应的，下行吞吐量低常见的问题可归纳为：数据源不充足、网管参数配置不合理（主要是分配RB数少/DLGrant不足）、MCS偏低/波动、IBLER高、UE支持等级能力低。

2下行吞吐量的优化提升方案

如果是多用户吞吐量较低，则应重点关注上述提到的6大因素中的前2个，需重点分析网管参数配置问题，一是RB利用率是否满足98%以上，二是是否满足服务等级指示（QCI：QualityofServiceClassIdentifier）等级的调度机会。如果小区内用户的QCI等级相同，即是否满足用户间公平性。

如果是单用户吞吐量较低，需重点关注后4个因素，为提高问题定位的效率，可以先确定UE支持能力等级，考察无线信道条件，再分析占用的下行带宽，使用的编码速率。

以下根据上述常见的下行吞吐量问题提出相应的优化方案。

（1）数据源不充足

由于不同运营商的数据源内容建设工作推进情况不同，对于积累较为薄弱的运营商需加强内容源的引入，保障从源头上解决吞吐量低的瓶颈问题。

（2）分配RB数少/DLGrant不足

从单用户角度来看，在上层的数据源充足时，下行RB不足的主要原因是UECategory的限制。在Uu口RRC_UE_CAP_INFOUE信令中可以查询UE支持的能力等级。

DLGrant不足时，先通过eNBTTI跟踪DRX字段查看DRX状态，若UE处于DRX状态，下行会没有调度或极少调度；同时可以通过相关命令查询得到UE进入DRX和DRX释放的时间。如果UE没有处于DRX状态，则需要检查PDCCH虚警或者漏检并进行优化。

（3）MCS偏低/波动

MCS偏低/波动问题包括主要包括：一类是eNB收到的UE侧上报的信道质量指示（CQI：ChannelQualityIndicator）存在问题，另一类是eNB侧CQI调整方面出现的问题。

UE侧问题主要定位是否RSRP过低、底噪过高、或邻区干扰等造成的SINR过低，导致上报的CQI低；或是处于高速移动状态、无线环境波动剧烈（如频繁出现较大遮挡）造成的CQI波动大。

eNB侧问题主要定位是否CQI上报周期设置和配置问题。同时也需要关注环境SINR和UE解调能力的因素。

（4）IBLER高

如果要达到峰值，需要IBLER为0。如果IBLER较高，需结合MCS进行问题定位优化。

当MCS≠0时，需定位是否打开CQI调整开关，是否UE上报的CQI波动较大。

当MCS=0时，需定位信号条件是否很差，UE的解调能力是否受限。

（5）UE支持能力：通常要求终端达到CAT4等级，支持峰值速率为下行150Mbit/s，上行50Mbit/s。

3典型故障案例处理

以上分析了下行吞吐量低的常见问题和优化提升方法，核心是要按照下行数据流的生成和传输到UE的流程环节，逐步进行分析排查，下面结合实践案例进行详细说明。

3.1故障现象

某LTE站点上行数据业务平稳正常，但下行数据业务吞吐量呈现严重的“掉坑”毛刺问题，如图1所示。

图1下行吞吐量存在毛刺问题

3.2故障分析

按照上述的问题优化方案，重点分析数据源、网管参数、编码速率、IBLER、UE能力等问题。

首先是无线专业做问题定位。

（1）通过现场定点验证测试，由于大部分测试时间能达到较高速率，因此排除了UE能力限制、编码速率问题。

（2）现场测试无线环境质量均较好，选取好点（RSRP：-72.17dBm、SINR：20.63dB）测试时毛刺问题仍存在，且不存在误码，可以进一步排除IBLER问题。

（3）排查网管参数配置，与其他站点的参数配置做比对，排除了参数错配漏配问题。

无线专业排除自己问题后，会同他专业共同排查数据源问题。

（1）通过PING包测试，传输正常。

（2）通过UDP灌包，发现UDP包存在较多重传现象，如图2中画圈部分，线段比较平表示系统传输的UDP包的数量几乎没有增加。

通过多步分析，确定了FTP服务器到客户端存在丢包重传问题，导致速率波动及吞吐量毛刺问题。

图2UDP包存在重传现象

3.3优化方案及结果

丢包问题发生在传输网段，对传输设备的参数配置进行核查。由于站点的CIR和PIR速率配置需遵照运营商集团公司提供的参考值，因此考虑适当调整传输设备的缓存值大小，缓解丢包现象。调整缓存值后现场测试下行速率平稳，毛刺消失。

图3调整后下行吞吐量的毛刺消失

由于网络设备的硬件能力越发强大，尤其是测速服务器等支持瞬间突发超大流量，甚至能达到1Gbit/s，已经远超单个基站所分配到的几百兆的传输带宽，势必会造成丢包重传，导致终端下载速率波动或达不到峰值。LTE下行吞吐量的提升，越来越需要达成无线、传输、核心网各专业的协同优化。

4结语

综上所述，在TD-LTE网络普及发展的当下，其网络优化工作极为重要，层面上的优化行为已不适用于如今的TD-LTE网络要求，通过对网络结构和网络基础配置的全面深度优化，将网络优化贯穿TD-LTE整个生命周期，才能从根本上解决问题，促进网络建设的不断发展。

参考文献：

[1]曲嘉杰、龙紫薇.TD-LTE容量特性及影响因素[J].电信科学.2009（01）

[2]蔡文光.基于TD-LTE无线网络规划建设的策略研究[J].科学之友.2013（06）