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FDD-LTE网络下行感知速率提升方法研究

2020-08-03陈晓冬

科学与信息化 2020年18期

陈晓冬

摘 要 FDD-LTE网络下行感知速率是评判4G网络优劣的关键指标。本文通过对下行感知速率指标的分析,发现影响速率主要因素是信道调制方式和双流占比,并对此提出具体的有效的感知速率提升方法。

关键词 SINR;越区覆盖;双流占比;模三干扰;TM方式

1 感知速率指标的定义

感知速率V=Throughput数据量/Throughput数据传输时间。Throughput即为吞吐量,在传输时间内提高吞吐量即可提高感知速率。

2 影响吞吐量的因素

根据LTE协议,影响单位时间内吞吐量主要有LTE信道传输调制方式和天线传输方式。前者通过提高物理信道内传输编码效率提高吞吐量,后者通过增加空间传输流提高吞吐量[1]。

2.1 信道调试方式

表1是协议规定UE上报CQI级数与信道调制方式的关系。基站厂家把UE的参考信号SINR值绑定CQI值,SINR越差,CQI越小,传输编码效率越低,单位时间内的吞吐量越少。

表1 CQI数值对应的调制方式、编码速率及频谱效率

UE上报CQI级数 信道调制

方式 编码速率*1024(bps) 频谱效率(bit/s/Hz)

1~6 QPSK 78~602 0.1523~1.1758

7~9 16QAM 378~616 1.4766~2.4063

10~15 64QAM 466~948 2.7305~5.5547

2.2 天线传输方式

LTE MIMO技术利用多天线同时传输多路不同数据到同一用户,增大单位时间内UE吞吐量。目前FDD-LTE多采用双路模式发送数据,即为双流信号。如下图1。

图1 双路信号传播示意图

但实际中往往因为天线安装工艺及无线环境,两路无线信号在传播路径上发生变化,导致用户只能接收到一路下行信号,造成双流占比过低,影响吞吐量。因此,尽可能提高双流信号占比,是提高吞吐量的有效手段[2]。

3 提升感知速率的具体方法

3.1 提升SINR值

(1)减少越区覆盖

基站越区覆盖不仅会重叠干扰其他基站覆盖区域,本站信号也会分散减弱,降低SINR值。通过核查基站覆盖的TA距离和借助MR打点图层,能快速判断基站覆盖是否越区,进而下压天线倾角控制覆盖,提升SINR值。

(2)减少模三干扰

模三干扰是指两个不同基站PCI的主同步信号PSS(0、1、2)相同,它们的参考信号RS的发布频域、时间完全一致,在强度相近时会产生较大的系统内干扰,降低SINR值。

通常做法是通过路测数据修改PCI减少模三干扰,但需花费大量时间和人力。而在专业网管导出模三切换次数,通过模三切换统计方法,快速整理最佳PCI修改方案,比较方便、快捷。

(3) 减少模三干扰提升感知速率案例

1)问题描述:通过指标筛查出市环卫局基站感知速率偏低至8.89Mbps。

2)问题分析:该站双流占比为58%以上,且98%的TA采样点在500米范围内,无越区覆盖。核查负荷显示PRB利用率較低。核查该站3个扇区的模三邻区切换次数161161+10817+56389=228367次,如表2。

表2 该站邻区切换情况

基站扇区 PCI模值 与模0切换次数 与模1切换次数 与模2切换次数

环卫局1小区 0 161161(同模) 16899 44797

环卫局2小区 1 25502 10817(同模) 58929

环卫局3小区 2 33852 41315 56389(同模)

分析发现:1、2小区互换PCI,模三切换次数为25502+16899+56389=98790次;1、3小区互换PCI,模三切换次数为33852+10817+44797=89466次。

3)处理过程及结果:环卫局1小区、3小区互换PCI,模三切换次数最少。更改PCI后,体验速率由8.89Mbps提升至15.67Mbps。

3.2 提升双流信号占比

(1) 正确连接天线

基站两个发射口分别接到天线同一对±45°天线振子接口,使两路信号相互正交并同时发射,保证两路信号相同的物理覆盖通道,从而提高双流信号占比。具体接法如下图2。

图2 基站RRU与天线的接法示意图

(2)选择合适的TM发射模式

基站有四种发射模式:TM1,适用单天线单流传输场合;TM2,双路单流传输,适用干扰复杂场景;TM3,开环空分复用双流传输,适用高速移动场景;TM4,闭环空分复用双流传输,适用信道优良场合,传输速率较高。

在一般无线环境中,采取TM4模式,可获得较高的速率体验。高铁场景,可选择TM3。复杂干扰环境,选择TM2可减少丢包率。

(3)提高双流占比提升感知速率案例

1)问题描述:蔬菜批发市场基站 1小区速率偏低至6.32Mbps。

2)问题分析:该站双流占比偏低至16%左右,忙时平均PRB占用率仅为36%,为低负荷小区。判断是双流占比过低导致。

3)处理过程及结果:上站检查天线馈线接序,发现基站RRU的1、4口分别错误接到天线两个振子的+45°,而2、3口接到-45°,造成双流信号通过不同天线振子传输。维护人员按图2接法纠正后,双流占比上升至39%左右,体验速率上升至11.13Mbps。

4 结束语

在日常网优工作中,在确保合理设置TM方式后,保持现场正确的天线馈线接序,通过调整天线和PCI优化,减少重叠覆盖,减少模三干扰,提升SINR值,提升双流占比,是我们提高下行感知速率的有效方法。

参考文献

[1] 张磊,龙青良,史文祥,等.影响LTE系统吞吐量的关键问题研究[C].2014信息通信网技术业务发展研讨会.2014信息通信网技术业务发展研讨会论文集.北京:北京通信学会,2014:242-248.

[2] 林延.TM 模式与MCS及RANK2占比关联分析法[J].电信快报,2018(12):35-39.