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TD—LTE下载速率的提升方法和实践案例
作者：唐绍艳
来源：《中国科技纵横》2015年第15期
【摘 要】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。 【关键词】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。 2 TD-LTE下载速率的影响因素
（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。
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（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）→PTN_CE→EPC→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
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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 ping 1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 -117 dBm 左右）。 2小区底噪在 -111 dBm 左右， 3小区底噪在 -110 dBm 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。