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LTE网络用户感知速率提升策略研究

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2019年第8期运营与维护电信工程技术与标准化
LTE网络用户感知速率提升策略研究
于德成，薛振，丁章，徐永杰
（中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南250101）摘　要　用户感知速率是LTE网络带给用户的最直观体验，本文引入Throughput速率作为评价用户感知速率的指标。通过对低速率小区的指标分析发现，导致用户感知速率低的主要原因为覆盖不合理、小区高负荷以及高干扰。通过对以上网络问题的优化，可以明显提升用户感知速率，改善网络质量。关键词　LTE；Throughput；用户感知速率；高负荷；干扰中图分类号TN929.5文献标识码A文章编号1008-5599（2019）08-0069-05LTE网络具有时延低、带宽高和频谱利用率高的优点，能满足用户对高速网络的需求。对用户而言，真正体现网络性能的是速率体验，但目前发现问题的手段比较单一，通过客户投诉、路测定位和KPI指标监控等方式存在工作量大、样本小、被动、滞后等缺点，不能准确反映用户真实体验。为此引入用户感知速率指标，从网管侧评估单用户感知速率情况，结合业务负荷数据和MR数据，对TOP小区进行分类分析，迅速定位出影响用户感知速率的具体因素，对症下药，切实提升用户体验。量）与PDCP层下行接收数据的业务总时长（不含上行突发数据尾时长）的比值。如图1所示，采取下行Throughput统计PDCP层吞吐率最贴近实际的下行用户体验速率，以此评价无线侧在用户有大数据业务需求时网络能够提供的速率能力。为进行用户感知速率的影响因素评估，并制定提升方案提供依据。2影响用户感知速率的因素提取某市12411个小区一周Throughput速率指1用户感知速率评估指标根据3GPPTS36.314中对于Throughput的定义：标，筛选出速率较低的小区，共计1940个小区，占全网小区数15.6%。筛选方法如下。（1）提取一周小时粒度小区性能指标。（2）RRC连接用户数大于20，且每周频次大于5次。nThroughput=ΣΣThpTimeDlnnThpVolDln（3）Throughput平均速率小于10Mbit/s。从小区容量情况、覆盖场景、PRB利用率、TA值、下行PDCP层吞吐量（不含下行突发数据尾余收稿日期：2019-05-10692019年8月第8期（第32卷总第264期）月刊
电信工程技术与标准化运营与维护2019年第8期小区，单用户感知速率为8.23Mbit/s。（2）问题分析：该小区RRC最大连接建立用户数47个，用户数适中，小区频谱效率5.76%，TA>13占比82.14%且弱覆盖低于-110dBm的采样点占比高达30.1%，说明小区无线环境可能存在问题。结合GoogleEarth分析周边环境发现，钢材物流-2小区方位角不合理，覆盖范围内用户较少。（3）优化方案：调整小区方位角主覆盖用户密集区域，提升小区RS功率3dB，加强信号覆盖。图1Throughput示意（4）优化效果：调整后小区MR覆盖率提升至91.1%，单用户感知速率提升至14.87Mbit/s。3.2高负荷优化LTE网络经过多年建设和发展，用户数量迅猛增长，尤其是不限流量套餐的推出，交通枢纽、高校、大干扰、告警及小区分布等方面对低速率小区进行综合分析，发现导致问题的主要原因是覆盖问题、小区高负荷以及小区高干扰。3用户感知速率提升方案下面主要从覆盖优化、高负荷小区优化和干扰优化3个方面分析提升用户感知速率的主要方法。3.1覆盖优化LTE网络中出现的覆盖问题主要表现为覆盖盲区、越区覆盖、弱覆盖和导频污染，上述覆盖问题严重影响网络KPI指标和用户感知速率。导致覆盖问题的原因主要包括规划不合理或规划站点未开通、站点建设位置偏离规划、站点工参设置不合理和出现新的覆盖需求等。型商场和密集居民区等热点区域的网络负荷逐渐升高，加上用户在网络中的分布不均导致部分小区出现高负荷现象，严重影响用户感知，需通过覆盖调整、参数优化、负荷均衡和载波扩容等方式来提升网络质量和容量，保证用户感知。3.2.1高负荷优化方法（1）覆盖优化调整：参考信号功率调整，参考信号功率的高低决定了小区的覆盖范围，可通过调整功率来控制接入到小区的用户数。小区工参调整，通过调整天线下倾角或方位角控制小区的覆盖方向和覆盖半径，主要应用于越区覆盖小区以及覆盖方向不合理的小区。（2）参数优化调整：涉及的参数包括小区重选优先级、切换偏置、切换事件A1/A2/A3/A4门限和小区重选迟滞等。（3）扩容优化调整：本着节省投资的原则，首先分析高负荷小区现有载波配置情况，优先利用现有F/D/E频率资源进行软扩或硬扩及共址逻辑站扩容（建设F/D双层网）。其次考虑通过新建方式分担高负荷小区3.1.1覆盖优化方法（1）通过现有设备能力挖潜，调整参考信号功率提升覆盖。（2）天馈调整，通过调整天线的挂高、方位角和下倾角等工参解决覆盖问题。（3）站点搬迁、新增站点或扇区。3.1.2覆盖优化提升感知速率案例（1）问题描述：提取某地市TOP小区钢材物流-2702019年8月第8期（第32卷总第264期）月刊
2019年第8期运营与维护电信工程技术与标准化图2扩容建设方式的容量，宏站可建设3DMIMO、FDD1800、新建微站和新建物理宏站等，室分可建设分布式皮站等,如图2所示。负荷均衡分为连接态负荷均衡（LB）和驻留态负荷均衡（CLB），连接态负荷均衡主要针对连接态用户，通过切换的方式执行（邻区负荷及UE选择策略）。驻留态负荷均衡主要针对连接态转空闲态用户，通过重选的方式执行（RRC释放+专用重选优先级方式）。3.2.2负荷均衡载波扩容后，由于多种原因，仍然可能会出现负荷不均衡的现象。针对这种现象，引入了负荷均衡的策略。负荷均衡算法就是在保证每个用户服务质量的情况下，最大限度地实现小区之间资源利用率的平衡，尽量少出现超忙和超闲小区，实现资源利用的最大化，避免不必要的扩容或网络拥塞的发生。负荷均衡是将高负荷小区的部分负荷卸载到低负荷小区，从而提升系统吞吐量、UE的下载速率和系统稳定性。算法流程：负荷评估→用户迁移→负荷均衡，将负荷不均衡的同覆盖小区对应的接入用户数量差值控制在一个合理的范围。3.2.3高负荷优化提升感知速率案例（1）问题描述：提取某地市TOP小区师范实验楼-3小区单用户感知速率低9.6Mbit/s。（2）问题分析：对问题小区业务告警、互操作和干扰进行分析均无问题。MR弱覆盖排查，统计RSRP分布情况，发现RSRP<-110dBm的比例9.39%，该小区非弱覆盖小区。检查该小区负荷情况，该站点为双层站点，F频段师范实验楼-3小区负荷较高，如表1所示。（3）优化方案：开启负荷均衡功能，让D频段最大化发挥作用，同时同覆盖小区间配置-5dBCIO，防止表1师范实验楼-3小区负荷情况小区名称师范实验楼-3最大RRC连接平均RRC连接建立个数（个）建立个数（个）628269上行PUSCHPRB利用率49.03%下行PDSCHPRB利用率66.00%PDCCH信道CCE占用率31.54%忙时流量(GB27712019年8月第8期（第32卷总第264期）月刊
电信工程技术与标准化运营与维护2019年第8期表2干扰分类干扰类型系统内干扰分类远距离同频干扰GPS故障数据配置错误杂散干扰系统间干扰阻塞/宽频干扰互调/谐波干扰其它干扰频域特征中间6个RB抬升RB7、RB48-51及RB92明显抬升暂无前高后低全频段抬升几个RB尖峰突起暂无影响范围全网大面积故障站点周边大片小范围单个站点单个站点单个站点单个站点产生原因大气波导、高站GPS故障、跑偏时隙配置错误、帧头偏移DCS1800、FDDFDD、干扰器GSM900、DCS1800TD-SCDMA、其它干扰源负荷均衡后发生乒乓切换。F频段扩容F2载波，并开启负荷均衡功能实现业务分担。（4）优化效果：优化后该小区承担的话务明显降低，单用户感知速率由9.6Mbit/s提升至16.2Mbit/s。3.3干扰优化（2）问题分析：小区RRC连接建立最大用户数为74个，小区频谱效率为16.63%，提取小区上行干扰数据发现上行平均干扰电平为-93.06dBm，经过分析问题原因定位为外部干扰。核查周围小区均受到类似干扰，且全天全频段存在。现场扫频，干扰最强方向指向部队单位，为部队设备实验开启干扰仪导致。（3）优化效果：协调关闭干扰仪后，干扰消除，单用户感知速率由7.6Mbit/s提升至16.02Mbit/s。3.3.1干扰分类LTE干扰分为系统内干扰和系统间干扰，如表2所示。系统内干扰包括同频干扰、GPS故障和数据配置错误。系统间干扰包括杂散、阻塞和互调/谐波干扰。干扰会导致基站、UE解调能力下降，严重影响用户感知。4结束语本文引入下行Throughput速率作为评估用户感知速率的指标，比KPI指标更能准确反映用户的直观体验，基于Throughput速率挖掘严重影响整体网络质量的TOP小区，并根据导致问题的原因进行分类优化，针对常见的3类影响用户感知速率的网络问题分析优化方案并列举相关优化案例作为参考。综上所述，本文对于LTE网络中基于用户感知速率的网络优化具有较高的参考价值。3.3.2干扰排查常见干扰排查总体思路如下。（1）TD-LTE系统的干扰排查应首先对干扰指标进行监控、统计和分析。（2）先排查工作频段邻近TD-LTE通信系统的干扰，然后再排查工作频段远离TD-LTE通信系统的干扰，最后排查未知电器设备产生的干扰。（3）先排查受干扰较强且干扰持续存在的小区，后排查受干扰较弱或干扰不持续的小区。（4）尽量全面掌握干扰小区的情况（频段、天馈、共站、周边站点信息、覆盖场景、附近有无部队、学校和医院等），便于定位干扰源。（5）获取被干扰基站的设计图纸，核实被干扰基站天线安装位置是否符合隔离度要求。参考文献[1]3GPP.TS36.314v15.2.0.3rdGenerationPartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA;Layer2-Measurements(Release15[S].2018.[2]郭宝,张阳,李治文.TD-LTE无线网络优化与应用[M].北京:机械工业出版社.[3]刘振洪.LTE高负荷场景优化方法的研究[J].电信工程技术与标准化，2015(11.[4]李行政,张冬晨,宋心刚，等.分场景TD-LTE网内干扰优化方案研究[J].电信工程技术与标准化，2019(1.3.3.3干扰优化提升感知速率案例（1）问题描述：提取某地市TOP小区第一实验1小区，单用户感知速率为7.6Mbit/s。722019年8月第8期（第32卷总第264期）月刊
2019年第8期运营与维护电信工程技术与标准化News2019年（暨第七届）IMT-2020(5G
峰会在北京召开7月17日，由工业和信息化部指导，IMT-2020(5G推进组联合中国通信标准化协会共同主办的2019年IMT-2020(5G峰会在北京开幕。为期两天的峰会以“5G商用共赢未来”为主题，邀请工业和信息化部领导以及国内外移动通信和行业应用单位专家500多人参加会议，集中探讨5G标准、产业与应用等最新进展与发展趋势。工业和信息化部副部长陈肇雄出席峰会并致开幕词。陈肇雄指出，5G作为新一代信息通信技术演进升级的重要方向，是实现万物互联的关键信息基础设施、经济社会数字化转型的重要驱动力量。陈肇雄强调，我们要积极抢抓5G商用机遇，加快实现“两个强国”建设同频共振、相互促进，推进经济高质量发展，并提出突出规划引领、加大政策支持、创新应用模式、强化安全保障及深化跨界合作等5点发展建议。北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会技术部部长喻红到会致辞，指出2022年冬奥会将是5G重要的示范营运场景之一，5G将给观众带来全新的观赛体验，同时还将应用于医疗卫生、公共保健和交通安全等方面。工业和信息化部通信科技委常务副主任韦乐平发表了题为《网络领先是实现国家5G战略的基石》的主题演讲，提出网络领先需要加快独立组网及网络转型等创新。中国信息通信研究院副院长、IMT-2020(5G推进组主席王志勤介绍了推进组在5G标准、产业化及应用等最新进展，汇报了5G芯片及互操作测试结果。中国移动研究院院长张同须介绍了中国移动5G+计划。在此次峰会上，IMT-2020