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摘要：本文结合实践案例，通过对LTE网络低速率的影响因素入手，列举了LTE数据业务网络低下载速率问题的方法和思路，并针对性地提出了相关评估流程和优化措施，以准确排查故障解决问题，具有一定的参考意义，以供相关人员学习借鉴。
关键词：LTE网络；低速率；分析流程；排查优化
0 引言
LTE网络作为移动互联网重要的数据传输网络，其稳定性及速率是当下移动网络优化建设最值得探讨的问题。导致用户下载速率低下的原因有许多，现对此类影响因素进行多维分析，排查出影响LTE网络速率的原因，通过运用行之有效的优化措施，以达到提高其网络使用下载速率。
1 LTE低速率影响因素
网络吞吐率低是端到端通信质量差的最终表现，LTE无线网络情况可以通过网络指标，多维度反映网络信道质量、用户资源调度、资源负荷情况。LTE用户进行业务流程中，影响用户网络速率因素很多，例如SINR差、覆盖不足、重叠覆盖、调制算法差、调度优先级低等。速率瓶颈分析排查主要分为无线环境（覆盖干扰）问题和资源算法调度问题。
1.1 覆盖干扰
覆盖和干扰是无线网络的基础指标，与吞吐率在不同场景下有不同的相关性。在干扰情况简单、干扰相对收敛的场景下（例如室分、孤站等场景），RSRP与吞吐率相关性强。在干扰情况相对复杂、干扰比较随机的场景下（例如室外道路覆盖），RSRP与吞吐率相关性弱，影响吞吐率的直接因素为SINR。
相对于2G/3G非全同频网络来说，同频组网的LTE网络不能只关注RSRP指标，而是在满足基本覆盖基础上，重点关注RS-SINR指标。在密集城区场景下，RSRP一般较好，重点进行干扰分析。
1.2 资源调度
空口资源调度直接影响LTE吞吐率，主要分为资源调度（PRB）、调制编码方案（MCS）、单双流（MIMO）3类。网络侧对用户的调度策略根据用户上报给网络的信道质量CQI和信道相关性RI决定，CQI与调制编码和RS-SINR呈对应关系。
3GPP规定，UE在规定的上行CQI/RI反馈周期或者基于非周期反馈上报CQI、RI、BLER。基站根据实际资源情况和调度算法，选择相应的MCS调度级别。
LTE中MCS有32个等级（0～31），等级越高编码速度越快，吞吐率越高，同时误码率也相对提高。用户上报CQI对应16个等级（0～15），等级越高表示下行信道质量越好，期望得到更高的编码速率。网络侧根据CQI、RI及BLER进行索引选择传输模式（TM）和MCS调度（见表1）。
LTE资源调度情况通过相关指标体现。
（1）PRB（频域）。下行平均每时隙PRB数=已分配给用户的PRB总数/已调度子帧数×2。1s包含1000个子帧，每个子帧含2个时隙且各时隙调度的PRB个数相等，一般20MHz带宽基站每时隙最多包含100个PRB。同小区多用户并行业务场景下，相同SINR随着用户数增加MCS变化不明显，各用户每秒的PRB调度个数会减少，从而吞吐率降低。
（2）DL Grant（时域）。下行每秒调度子帧个数=已分配给用户的子帧总数/业务下载时长。1个无线帧（10ms）包含10个子帧，因此对应1帧来说，配置最多10个子帧传递下行数据。
（3）MIMO双流占比，终端上报RANK=2的个数与RANK上报总数之比。
调度指标能从信道质量、小区负荷、空间相关性等多个维度综合反映网络分配给用户的编码速率、信道资源和空间传输模式等情况。
2 低速率多维度分析流程
2.1 低速率小区筛选
低速率小区筛选通过2个指标确定：小区PDCP层吞吐率和用户下行去尾均速。下行去尾均速为PDCP层发送下行数据总吞吐率减去使缓存为空的最后一个TTI的吞吐率和数传时长比值，更贴近用户感知速率。筛选条件如下。
（1）提取7×24h小区业务量和用户下行去尾均速（每个小区7×24条数据）。
（2）小区业务量大于特定门限，同时去尾均速小于厂家特定门限。门限设置建议值，对各厂家数据分别进行操作。其中业务量门限取值为业务量数据CDF分布图中50%所对应数值；低速率门限取值为下行速率CDF分布图中20%所对应数值。根据不同厂家的counter统计，中国联通某市各厂家门限取值建议如表2所示。
（3）统计超过4次的小区定义为低速率小区，处理优先级按照次数降序排列。
低速率小区关联资源调度分析和覆盖干扰分析。资源调度分析主要指标包括CQI、双流占比和下行PRB利用率；覆盖干扰分析主要指标包括PRB干扰均值、TA、用户数。
2.2 低速率小区排查处理流程
低速率小区原因分析流程如图1所示。
3 多维度评估实践案例
3.1 问题小区指标分析
全网根据排查流程筛选低速率小区，形成指标分析表，以小区1、小区2为案例，分析结果如表4和表5所示。小区1存在CQI较差、PRB利用率较高问题。查看小区用户数，发现用户较少但PRB利用率较高，可能存在硬件问题或通道配置问题。小区2存在下行用户数较低、CQI较差问题，可能存在设备、天馈系统问题和弱覆盖问题，具体原因需进一步排查。
3.2 告警核查
核查问题小区是否存在断站、驻波、传输或其他模块告警。
后台核查小区2License配置正常，参数配置正常，小区1发现SFP光衰值超限，存在光模块告警。
3.3 资源调度核查
对小区1、2进行资源调度分析排查，流程如下。
（1）首先分析MCS、CQI过低，一般是SINR过低或不稳定导致误码率提高，需要进行干扰排查。
（2）用户服务小区负荷过大时引起可用PRB数少，即使MCS较高，也会因为资源不足影响吞吐率。此时应引入容量吸收策略，如负载均衡。如果用户少且PRB利用率低，需核查主设备、传输或核心网问题。
（3）如果用户在SINR较高时，仍然占用单流，例如TM7情况。需检查UE的RANK值，其次检查eNodeB参数配置问题。
观察小区下行峰值速率、下行平均速率、LTE RANK Indicator情况（1为单流，2为双流）、MIMO传输模式，最后对小区License和相关参数进行一致性检查，小区1、2速率较低，License和相关参数配置正常，传输模式TM3正常，小区2依然CQI较差，进一步分析干扰情况。
3.4 覆盖干扰排查
对低速率问题小区1、2现场验证，优先查看覆盖问题，进一步排查各类干扰。建议按如下流程排查。
（1）优先检查重叠覆盖，当重叠覆盖度高于3%时，需要进行网络结构的调整。
（2）如果重叠覆盖不严重，分析是否存在与主服务小区模3冲突的邻区。进行PCI调整解决或重新规划。
（3）排查上述问题后，如果SINR仍然较低，需结合扫频工具进行外部干扰排查。
小区1、2问题解决前均存在RSRP弱覆盖情况，重叠覆盖度较低，其中小区2发现PCI冲突存在模3干扰情况。
3.5 天馈系统排查
BBU尾纤排查，检查BBU到RRU段尾纤情况，验证工参，排除连接错误和接头质量问题；天馈排查，RRU到天馈间跳线排查，主要检查接头是否松动，馈线头问题以及鸳鸯线问题；最后天面参数，结合现场验证覆盖、干扰情况，检查天面方位角和下倾角。
3.6 效果验证和闭环
经过排查流程确定小区2存在模3干扰，小区1存在光模块告警，分别进行PCI修改和光模块更改后，进行复测验证。
小区1更换光模块后，小区下行吞吐率分布于20Mbit/s以下比例大量减少，小区双流占比提高。后台速率统计提高到正常水平。
小区2修改PCI排查干扰后，小区下行吞吐率显著提高到50Mbit/s，后台统计去尾均速由8.79Mbit/s提高到39.92Mbit/s。
最终闭环要求，对问题小区处理后一周进行低速率小区筛选流程，7×24h低速率统计次数小于4次，确认完成处理。
4 总结
综上所述，在LTE网络普及发展的当下，其网络优化工作极为重要，随着网络发展的进一步加快，LTE承载的业务量将节节攀升，下载速率将受到更显著的影响。因此，通过对网络结构和网络基础配置的全面深度优化，从低下载速率问题点着手，找出导致低速率背后本质的网络原因，才能从根本上解决问题，促进网络建设的不断发展优化。
参考文献：
[1]张国栋.LTE网络优化技术构建和探索[J].电子世界.2014（14）
[2]吴文波.LTE网络容量优化方法研究[J].中国新通信.2014（23）
论文作者:叶明
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
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