TD-LTE流量问题分析-20140808
影响TD-LTE速率的原因探讨
影响TD-LTE速率的原因探讨作者：吕雪峰王治国中国移动山东公司摘要：TD-LTE无线通信技术为用户提供了一种快速上网方式。
但在实际应用中，限制速率的问题依然存在，主要表现为吞吐率偏低和吞吐率波动（掉坑、裂缝）。
本文通过分析、定位影响上/下行速率的主要因素，提出了优化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，并对系统级别的性能评估提供有益帮助。
1引言随着移动通信网络的建设、发展，用户对高速率、高质量、低时延的网络需求日益增长。
TD-LTE新一代宽带无线移动通信技术的引进能为用户提供高速率、低延时的上网服务。
但在实际应用中，仍然存在一些因素导致其速率无法达到期望值。
如何在原有高速率的基础上进一步提升速率？就成为TD-LTE面临的新课题。
本文主要从上/下行吞吐率入手，分析尧定位影响上/下行速率的主要因素，进而提出系列优化LTE速率的方法。
2影响速率因素分析2.1下行吞吐率基本影响因素2.1.1下行调度基本过程如图1所示，UE在规定的上行CQI、RI反馈周期时，上报CQI、RI（仅复用模式需上报）、PMI（仅闭环时需上报），且在下行有PDSCH时，反馈ACK/NACK。
eNB侧则根据实际资源情况和调度算法，为UE分配相应的上行资源，在PDCCH 上下发DLGrant和PDSCH给UE。
2.1.2影响下行吞吐率的基本因素（1）系统带宽系统的带宽不同决定了系统的总RB数不同。
其对应关系见表1（2）数据信道可用带宽公共信道的开销进一步决定了用户可以实际使用的资源，其中，下行主要包括PDCCH和系统消息。
（3）UE能力限制计算单用户峰值时，在考虑用户可用带宽的同时还需要考虑UE能力的限制，不同类型UE具备不同的下行峰值速率。
具体情况见表2。
（4）编码速率限制传输块的编码速率不能超过0.93，这实际上限制了某些场景下能够调度的最高MCS阶数。
（5）信道条件主要包括RSRP、AVGSINR、信道相关性等参数，这些都会对实际的信号解调性能造成影响，从而影响下行吞吐率。
LTE网络优化常见问题和优化方法
开阔地 带可能
严重
LTE RF优化对象
RSRP （电平）
Text
LTE 优化对象
LTE与3G的优化有 什么不同呢？
SINR（信号质量）
切换成功率
这些指标是 如何定义的？
主要指标
› RSRP： › Reference signal received power (RSRP), is determined for a considered cell as the
SINR（信干噪比）
目前协议没有对SINR的具体定义，通用表达方式如下 SINR=Signal/（Interference+Noise）；
•S: 测量到的有用信号的功率，主要关注的信号和信道包括：RS、PDSCH； •I: 测量到的信号或信道干扰信号的功率，包括本系统其他小区的干扰，以及 异系统的干扰； • N: 底噪，与具体测量带宽和接收机噪声系数有关。 •SINR 边缘经验取值：SINR>-3dB
• TD-LTE系统采用同频组网，小区间干扰将是分析优化的重点和难点 • TD-LTE采用多种方式进行干扰抑制和消除，算法参数优化将是后续工作的重点和难点
影响覆盖问题的因素不同
• 工作频段不同导致覆盖范围差异 • 需要考虑天线模式对覆盖的影响
无线资源管理算法更加复杂
• TD-LTE系统增加了X2接口，并且采用MIMO等关键技术，以及I多种资源调度算法， 无线资源管理更加复杂
业务速率质量优化时考虑的内容不同
• 与TD-S类似需要考虑覆盖、干扰、小区用户数的影响 • 需要考虑带宽配置对速率的影响 • 需要考虑天线模式对速率的影响 • 需要考虑时隙比例配置、特殊时隙配置对速率的影响 • 需要考虑功率配置对速率的影响 • 需要考虑下行控制信道占用符号数对速率的影响
移动通信网络中TD—LTE的干扰分析
移动通信网络中TD—LTE的干扰分析本文对移动通信网络系统中TD-LTE的干扰进行了分析，并结合实际案例阐述了干扰的分类、处理流程和定位方法，有助于我们快速有效检查、定位和处理干扰。
标签：TD-LTE；干扰；排查；定位；流程1 概述随着国家“宽带中国”战略的实施，我国4G发展速度走上了快车道。
目前移动通信运营商主要建设的是4G网络，但是系统中并存着2G、3G系统，即GSM、TD-SCDMA和TD-LTE同时并存运行。
TD-LTE作为最新部署的高速数据无线接入网络，在建设时基于成本等因素一定要考虑系统间共存、共址的情况，也必然会出现共存和共址情况下的干扰问题。
干扰会导致系统整体性能下降，严重时系统甚至无法工作，因此探讨如何减少甚至避免干扰是组网建设时必须考虑的问题，其意义就不言而喻。
2 TD-LTE干扰的分类尽管TDD的频谱资源丰富【TD-LTE可用频段有2300 ～2400MHz （Released）、2570 ～2620MHz （Released）、2500 ～2690MHz （China/U.S.A.）、1880 ～1920MHz （2011Q3）、3400 ～3600MHz、3600 ～3800MHz】，但是日常使用中还是会遇到掉话/掉线、无法接入、业务速率低、话音/画面质量差、切换成功率低等等网络质量下降的干扰现象。
从TD-LTE系统的机制原理来分析，干扰可分为系统内部的干扰和系统外部的干扰。
LTE的同频组网时通常会出现小区内的干扰和小区间的干扰。
LTE特有的OFDMA接入方式，使本小区内的用户信息承载在相互正交的不同载波上，从而发生小区内的干扰。
而小区间的干扰是指所有的干扰来自其他的小区，LTE同频组网时，小区间干扰比较严重，导致位于小区边缘的用户数据吞吐量急剧下降，用户感受差。
可见小区间的干扰是LTE同频组网面临的显示问题，示意图如下图1：系统内的干扰通常是由于设备故障、覆盖问题以及不合理的PCI规划所引起的。
LTE中常见问题及解决办法
LTE中常见问题及解决办法目录1 功率控制的作用、目标、意义 (2)2 软切换的优点与缺点分别是什么 (3)3 远近效应 (3)4 改善覆盖质量的常用优化措施 (3)5 如何判断小区基站天线接反？ (4)6 如何判断邻区漏配 (4)7 如何判断导频污染 (4)8 什么是CQT，什么情况下用CQT？ (5)9 切换失败原因分析 (5)10 孤岛效应 (5)11 LTE中rsrp和sinr取值范围： (5)12 乒乓效应： (6)13 越区覆盖： (6)14 拐角效应（街角效应）： (6)15 下载速率低的原因： (7)16 弱覆盖的定义： (7)17 模3干扰定义： (8)18 互调干扰： (9)19 重叠覆盖： (9)20 单站验证流程： (10)21 LTE同频切换的信令流程： (11)22LTE中测量报告类型： (13)23LTE有哪些上行和下行物理信道及物理信道和物理信号的区别： (14)24 LTE具有什么特点（主要涉及的目标）？ (16)25 LTE使用的频带、频段、频率范围、频点号 (16)26 现阶段中国TD-LTE的频谱是如何分配的？ (17)27 RE、RB、REG、CCE、什么意思，20兆带宽有多少RB？ (17)28 LTE有哪些关键技术，请列举并做简单说明其主要思想。
(18)29 QPSK、16QAM、64QAM (19)30LTE传输模式（TM类型） (19)31 TD-LTE网络的拓扑结构和主要接口。
(21)32 TD-LTE的帧结构并做简要说明 (22)33 LTE切换的种类 (24)一、根据切换触发的原因，LTE的切换可分为：基于覆盖的切换、基于负载的切换和基于业务的切换、基于速率切换等。
(24)1功率控制的作用、目标、意义功率控制的作用：克服远近效应、阴影效应，针对不同用户需求，提供合适的发射功率，提高系统的容量。
功率控制的目标：在维持通话质量的前提下，降低发射功率。
TD-LTE流量问题分析
对于OFDM传输，可以很方便的应用循 环时延分集，即其可以在增加CP之前， 将在不同天线上发送的信号时域样点值 进行循环移位，获得频率分集增益。如 下图所示。其中，在OFDM传输情况下， 时域信号的循环移位对应于频域的相位 偏移
多天线技术 传输分集- 空时/频编码
如图所示，其中（a）为SFBC，（b） 为CDD的频域描述，可以发现SFBC 与两天线CDD的差别在于其第二根 天线上的符号映射方法。SFBC相对 于CDD的好处是，SFBC可以提供调 制符号级别的分集，而CDD必须依 靠信道编码以及频域交织来提供分集
当天线之间相关性比较高时，一般天线阵列为小间距的天线阵列，可以应用传统的波束赋形，如上图 中（a）所示。同一个信号可以应用不同的相位偏移，映射到不同的天线上进行发送。由于天线之间 高的相关性，可以在发射机端形成一个具有特定指向的较大的波束，如上图中（b）所示。通过调整 不同天线上使用的相位偏移值，可以调整波束的方向，从而使得该方向的信号强度得到提高，并降低 对其他方向的干扰。该相位权值可以通过估计信号的来波方向获得。 传统的波束赋形通常使用专用参考信号来实现，这是因为为了保证传统波束赋形的性能，一般需要较 大的天线数目，如果在每一根天线上都传输彼此正交的公共参考信号的话，其参考信号的开销过大
One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One half-frame, 153600Ts = 5 ms
One slot, Tslot=15360Ts
30720Ts
Subframe #0 One subframe, 30720Ts DwPTS GP
Subframe #2
a
( 2) 1
a
( 2) 1
a
中国移动-TDLTE双通道室分站点吞吐量低问题
TD-LTE双通道室分站点吞吐量低问题处理案例
一、故障现象：
8月7日对XX雨城新民街营业厅-ZLW新开载波聚合测试，在其他区域下载峰值速率达到220Mbps左右，平均速率160Mbps左右，但演示区下载峰值速率只有130.93Mbps，平均速率只有83.74Mbps，未达到载波聚合速率要求；
二、告警信息:
无;
三、原因分析:
因该站只有一个RRU，且其他区域下载速率正常，只有演示区下载速率未达标，排除基站硬件故障和网管参数配置错误情况；考虑该站双通道一路利旧TD、一路为新增天馈，初步怀疑为两通道接收功率不匹配造成UE只能占用单流导致下载速率低。
四、处理步骤:
1、现场使用CDS验证营业厅单双流占用情况，发现只有在演示区UE占用单
演示区单双流占用情况
其他区域单双流占用情况
2、请维护人员配合拆除演示区天线分布系统其中一条通道L2保留L1，进行验证，发现RSRP在-60dBm；拆除通道L1保留L2，发现RSRP在-84dBm，两者电平差距较大，确定两通道接收功率不平衡，导致UE无法占上双流。
拆除L2保留L1通道
拆除L1保留L2通道
3、维护人员重新规划布置演示区天馈分布系统后进行验证，两通道接收功率平衡，UE占上双流。
4、利用支持载波聚合设备再次对演示区进行载波聚合测试，下载峰值速率达到215.41Mbps，平均速率达到154.31Mbps,达到载波聚合速率要求。
演示区整改前 演示区整改后
五、优化经验总结:
室分双通道建设时，需要特别注意室分双通道功率平衡问题，避免出现两通道接收功率不平衡导致UE 无法占用双流，吞吐量低的情况，并在建好后及时做好测试验证工作。
TD-LTE接入问题分析与优化
分析将MAC Contention Resolution Timer由48sf改为64sf，使得UE发送 MSG3后等待接收MSG4的时间由48ms增大到64ms，增加弱场起呼时 UE接收MSG4的概率。
初始接入的信令流程
消息1～5随机接入过程，建立 RRC连接。
消息6~9 初始直传建立S1连接， 完成这些过程标志着NAS signalling connection建立完成。
消息10~12 UECapabilityEnquiry 过程。
消息13~14安全模式控制过程。
初始接入的信令流程
消息15~17 RRC Connection Reconfiguation ，E-RAB建立过程。
接入问题案例分析-2
修改CRT定时器为64ms后，通过MSG4 Report和LTE MAC RACH Attemt看到基于竞争的随机接入成功。
接入问题案例分析-1
参数调整
通过降低“eNode B对PRACH的绝对前缀检测门限”，提高 PRACH检测概率，提升MSG1正确解调的概率。
参数：eNode B对PRACH的绝对前缀检测门限 PRACH Absolute Preamble Threshold for Enode B Detecting Preamble
下行：
1. UE侧收不到以RA_RNTI加扰的PDCCH，检查下行RSRP是否>119dBm，SINR>-3dB，下行覆盖问题通过调整工程参数、RS功率、 PCI等改善。
2. PDCCH相关参数调整：比如增大公共空间CCE聚合度初始值。
接通率的分析思路
TDD-LTE网络KPI常见问题和优化
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TDD_LTE网络KPI常见问题和优化
问题定位：第三板斧
➢ 跟踪
标口跟踪：通过话统统计出top小区和top时间段后，在对应的小区和时 间段开启标口跟踪，查看接入流程走到哪一步失败。
IFTS跟踪：在对应的小区和时间段开启IFTS跟踪，确认接入失败用户的 链路质量状况。
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TDD_LTE网络KPI常见问题和优化
随机接入失败
➢ 随机接入失败的常见原因 ENB侧参数配置问题 UE侧参数配置问题 信道环境影响 核心网侧配置问题
➢ 备注：由于随机接入是L2的过程，在ENB侧没有明显的特 征表现，需要结合UE侧的log来进行观察与判断
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•eNodeB侧 表现为下发 切换命令后 收不到切换 完成消息， 或者连测量 报告也收不
到
➢ 修改服务小区与邻区的偏置CellIndividualOffset来提前切换 ➢ 修改服务小区的延迟触发时间IntraFreqHoA3TimeToTrig来提前切换（建议配置为40ms到200ms之 的一个值，如80ms） ➢调整切换门限参数IntraFreqHoA3Hyst、 IntraFreqHoA3Offset来提前切换（此操作用得很少）
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TDD_LTE网络KPI常见问题和优化
RRC连接建立失败
➢ RRC连接建立的话统统计
【A点】
指标L.RRC.ConnReq.Att加1，不统计重发的次数
【C点】
指标L.RRC.ConnReq.Succ加1，不统计重发的次数
➢ RRC建立连接失败在ENB侧的表现如下：
RRC_CONNECTION_CMP没有收到 ENB回复RRC_CONNECTION_REJECT
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多天线技术
空间复用-预编码技术
预编码技术介绍 使用基于预编码 的空间复用目的
• 与基于预编码的波束赋形类似，基于预编码的空间复用是将多个数据流在发送之前 使用一个预编码矩阵进行线性加权
• 当被空间复用的信号数目等于发送天线数目时（NL=NT），预编码可以用来对多个 并行传输进行正交化，从而增加在接收端的信号隔离度。 • 当被空间复用的信号数目小于发送天线数目时（NL<NT），预编码还提供将NL个空 间复用信号映射到NT个传输天线上的作用，通过提供空间复用和波束赋形增益
Subframe #3
Subframe #4
Subframe #5
Subframe #7
Subframe #8
Subframe #9
UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
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常规CP 特殊子帧配置 DwPTS GP UpPTS DwPTS
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多天线技术
空间复用-MU-MIMO
•当基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给同一个用
SU-MIMO
户时，即单用户MIMO（SU-MIMO），或者叫做空间复 用（SDM）；当基站将占用相同时频资源的多个数据流 发送给不同的用户时，即多用户MIMO（MU-MIMO）， 或者叫做空分多址（SDMA）
FF PF
i 1
SE(i)
1 HistoryThroughput
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调度算法介绍
常用资源分配策略
轮询（RR）算法
• RR，即轮询算法，按照机会均等的策略来对用户进行调度，基本原则是在一段时间内， 小区内每个激活用户得到的调度机会相等。 •实现中使用队列轮转的方式进行调度，初始激活UE队列保持不变，从队列的第一个UE 开始，依次进行调度，每个TTI都会记录当前调度到的最后一个UE在队列中的位置，下 个TTI就从该位置的下一个UE开始进行调度，以此对所有UE进行队列轮转调度。
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调度算法介绍
MAX-C/I算法
常用资源分配策略
• MAX-C/I，即最大载干比算法，使用载干比作为用户 的优先级，选择具有最大载干比的用户进行调度。基 本原则是优先调度信道质量最好的用户，如果有剩余 资源，再对信道质量差的用户进行调度。MAX-C/I算 法的公平性最差，但小区峰值吞吐率最高。
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调度算法介绍
General-PF算法
常用资源分配策略
CodeNum
• General–Proportion Fair，即普通比例公平算法，按照用户 的信道质量和历史吞吐率的比例来计算用户优先级，选择 具有最大比例公平因子的用户进行调度。基本原则是用户 得到的服务质量（吞吐率）和自己的信道质量成正比例关 系，同时兼顾每个用户之间吞吐率的公平性。General-PF 算法是三种调度算法中最公平的
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调度算法介绍
上行调度
•在TDD-LTE系统中，上行调度器通过动态资源分配的方式将物理层资源分配给UE，然后在第n-k个下行子帧上通过C-RNTI加扰的PDCCH 将第n个上行子帧的调度信令发给UE，即上行调度信令与上行数据传输之间存在一定的定时关系。在非DRX状态下，UE一直监听PDCCH， 并通过C-RNTI识别是否有针对该UE的上行调度信令，如果有针对该UE的调度信令，则按照调度信令的只是在第n个上行子帧上进行上行数 据的传输。 •此外，对于VOIP业务，上行调度器还可以为UE的HARQ进程的初始传输分配半持续上行资源，并通过SPS C-RNTI加扰的PDCCH向UE指 示分配的半持续资源，半持续资源的分配周期是由RRC层进行配置的。半持续调度只用于数据块的初始传输，数据块的重传采用动态调度 进行资源分配。再分配了半持续资源的上行子帧，如果UE没有检测到C-RNTI加扰的PDCCH，则默认使用已分配的半持续资源进行上行数 据传输；否则，如果UE检查到使用C-RNTI加扰的PDCCH，PDCCH中指示的动态分配的资源将会覆盖半持续分配的资源，此时UE使用 PDCCH指示的动态分配的资源进行上行数据传输。 •与下行不同的是，上行的数据发送缓存区位于UE侧，而调度器位于eNodeB侧，为了支持QoS-aware分组调度和分配合适的上行资源， eNodeB侧需要UE进行缓存状态的上报，即BSR状态上报，从而使eNodeB调度器获知UE缓存区状态。UE上报BSR采用分组上报的方式， 即以无线承载组（RBG，Radio Bearer Group）为单位上报，而不是针对每个无线承载。上行定义的4种RBG，RB与RBG的对应关系由 eNodeB的RRC层进行配置。这样，上行调度器可以根据UE上报的缓冲区状态进行合理的调度与资源分配。
扩展CP
GP
UpPTS
0 1
3 9
10 4
3 8
8 3
2
3 4 5 6 7 8
10
11 12 3 9 10 11
3
2 1 9 3 2 1
1
9
10 3 8
2
1 7 2 1 -
1
2
2
9 -
-
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传输分集-循环时延分集
•与SU-MIMO相比，MU-MIMO可以获得多用户分集增益。
MU-MIMO
即对于SU-MIMO，所有的MIMO信号都来自同一个终端
上的天线；而对于MU-MIMO，信号是来自于不同终端的，
它比SU-MIMO更容易获得信道之间的独立性
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多天线技术
传输分集- 天线切换分集
时 间
天线 1
天线 2
TSTD
f1 TX1 TX2 TX3 TX4 f2 f3 f4 频域
频率 使用的子载波 空子载波
S1 0 S 0
* 2
S2 0 S
* 1
0 S3 0
* S4
0 S4 0
* S3
天线 1
天线 2
0
FSTD
时 间
SFBC+FSTD
频率 天线 1 使用的子载波 天线 2 使用的子载波 空子载波
One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One half-frame, 153600Ts = 5 ms
O
Subframe #0 One subframe, 30720Ts DwPTS GP
Subframe #2
MAX-C/I
GeneralPF
轮询RR
下行峰值速率计算
我们以CAT3等级终端在20M带 宽下，TM3配置、1/7配比， CFI=1为例来计算
> 秘密
Downlink physical layer parameter values set by the field ue-Category
Maximum number of DL-SCH transport block bits received within a TTI 10296 51024 102048 150752 299552 Maximum number of bits of a DLSCH transport block received within a TTI 10296 51024 75376 75376 149776 Maximum number of supported layers for spatial multiplexing in DL 1 2 2 2 4
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调度算法介绍
物理资源相关 选择的决策
用户的无线信道质量 业务的QoS需求
调度功能分 为如下几个
资源分配策略
调度时需
要考虑如 下几点
为了进行小区间干扰 协调等而对资源块集 合分配过程引入的限 制或优先级因素
缓冲区状态
默认为使用已分配的半持续资源进行下行数据传输；否则，如果UE在分配了半持续资源的下行子帧上
检测到使用C-RNTI加扰的PDCCH，PDCCH中指示的动态分配资源将会覆盖半持续分配的资源，此时 UE将不对分配的半持续资源进行接收。
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TD-LTE流量问题分析
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目 录
LTE速率相关技术介绍 数据传输过程 业务问题处理思路
速率问题典型案例
速率相关技术介绍
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子帧配比和特殊子帧配置
每个无线帧固定为10ms，分成两个5ms半帧 每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成： 常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成 特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成 支持5ms和10ms DL/UL切换点周期； 10ms DL/UL切换周期：特殊子帧只在第一个半帧 中存在，其中，子帧0，子帧5以及DwPTS永远是下行； UpPTS以及UpPTS之后的第一个 子帧永远为上行
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