LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化關(guān)鍵性能指標(biāo)的分析與研究

郜周軍 崔雁松

【摘要】 對LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化現(xiàn)階段所主要涉及的接入類、保持類、移動類、業(yè)務(wù)類和服務(wù)完整性類五大類關(guān)鍵性能指標(biāo)的含義、計算公式、相關(guān)信令流程和影響因素等進行了分析與研究，對深入研究LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)和獲得高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)性能具有指導(dǎo)作用。【關(guān)鍵詞】 關(guān)鍵性能指標(biāo) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 無線網(wǎng)絡(luò)Analysis and Research on KPI of LTE Wireless Network Optimization

Gao Zhou-jun1，Cui Yan-song2（1.Shandong Post and Telecom Engineering CO.LTD， Shandong 250001；2.Tianjin Vocational Institute， Tianjin 300410）

Abstract Analysis and research are carried out on the implication， formulas， signaling procedures concerned and influence factors

of five categories of KPIs of LTE wireless network optimization at the present， including accessing KPI， maintaining KPI， mobile KPI，

services KPI and service integrity KPI. Guiding function is played in researching in-depth on LTE wireless network optimization and

then achieving high-quality network performance.

Keyword KPI； Network Optimization； Wireless Network

前言

LTE網(wǎng)絡(luò)同以往的2G、3G網(wǎng)絡(luò)相比，有著不同的體系架構(gòu)、組網(wǎng)方式、關(guān)鍵技術(shù)等，因而其關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI）和無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法也有所不同。移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標(biāo)是對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的最直觀反映，是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程最主要的工作依據(jù)。分析與研究LTE網(wǎng)絡(luò)的KPI對深入研究其無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)和獲得高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)性能具有指導(dǎo)作用。

與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相關(guān)的LTE網(wǎng)絡(luò)KPI分為無線網(wǎng)絡(luò)KPI和服務(wù)KPI兩大類，前者關(guān)注于無線網(wǎng)絡(luò)性能，后者更關(guān)注用戶體驗。這兩大類KPI又可分為若干小類，具體如表1所示。下面對表中現(xiàn)階段所涉及的KPI進行具體分析。

一、接入類KPI

接入類KPI反映了用戶成功接入到網(wǎng)絡(luò)中并發(fā)起業(yè)務(wù)的概率，主要包括RRC建立和E-RAB建立。接入KPI又分為小區(qū)級和簇級，其中簇級KPI是通過同一簇中所有小區(qū)的計數(shù)和集得到的。

1.1 RRC建立成功率

RRC連接建立（RRC Connection Setup）是指用戶設(shè)備與基站高層（RRC層）建立的連接，是用戶能夠成功接入網(wǎng)絡(luò)、實現(xiàn)業(yè)務(wù)的第一個關(guān)鍵性步驟，因此，RRC連接建立成功率直接影響了用戶使用網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)體驗感受。RRC連接建立成功的信令流程如圖1所示。

可能導(dǎo)致RRC連接建立失敗的原因有：

空口信號質(zhì)量過差；

定時、功率控制等參數(shù)配置不當(dāng)；

有強的干擾；

網(wǎng)絡(luò)擁塞；

設(shè)備故障。

1.2 E-RAB建立成功率

E-RAB是承載用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接入層承載，E-RAB連接建立指用戶設(shè)備與核心網(wǎng)側(cè)的MME/SGW設(shè)備之間建立的連接。E-RAB在小區(qū)內(nèi)的建立成功率，直接反映了小區(qū)為用戶提供E-RAB承載建立的能力。

可能導(dǎo)致E-RAB連接建立失敗的原因有：

無線資源不足；

因干擾、弱覆蓋等導(dǎo)致的無線層問題；

因干擾、弱覆蓋等導(dǎo)致的未收到用戶設(shè)備響應(yīng)問題；

因故障、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的傳輸層問題；

因參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、對用戶開卡限制等核心網(wǎng)側(cè)問題。

二、保持類KPI

保持類KPI用來評估網(wǎng)絡(luò)中處于連接態(tài)的用戶保持業(yè)務(wù)持續(xù)性的能力，也分為小區(qū)級和簇級。這是一類非常重要的KPI，表征系統(tǒng)是否可以將服務(wù)質(zhì)量維持在某個水平上。其中，最重要的是業(yè)務(wù)掉話率KPI。

業(yè)務(wù)掉話率KPI是通過監(jiān)控某種業(yè)務(wù)E-RAB異常釋放比率計算得到的。

E-RAB釋放過程是用戶接入層業(yè)務(wù)承載資源的釋放過程，反映了小區(qū)為用戶釋放接入層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)承載資源的能力。E-RAB正常釋放和異常釋放的幾種情況的信令流程分別如圖2和圖3所示。由圖可見，每個E-RAB都跟QoS信息緊密關(guān)聯(lián)。

可能導(dǎo)致E-RAB異常釋放的原因有：

網(wǎng)絡(luò)擁塞；

因干擾、弱覆蓋等導(dǎo)致的無線層問題；

切換流程失??；

因故障、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的傳輸層問題；

因參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)群诵木W(wǎng)側(cè)問題。

三、移動類KPI

移動類KPI用來評估E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)的移動性能，它直接體現(xiàn)了用戶體驗的好壞。根據(jù)切換類型可分為：同基站同頻切換、同基站異頻切換和異基站間切換。其中現(xiàn)階段最重要的KPI是同頻切換出成功率。

圖4所示為同基站內(nèi)基于X2接口切換的信令流程。

LTE系統(tǒng)中影響切換成功率的原因有：

無線環(huán)境（RSRP、SINR等指標(biāo)）差；

PCI沖突（如源小區(qū)里有多個PCI相同的情況）；

切換參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。

四、業(yè)務(wù)類KPI

業(yè)務(wù)類KPI用來測量整個LTE無線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量情況。此類KPI中最主要的有：無線承載數(shù)和上/下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量。業(yè)務(wù)量KPI的影響因素比較復(fù)雜，包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、組網(wǎng)方式、關(guān)鍵技術(shù)、業(yè)務(wù)類型等。

4.1無線承載數(shù)

表2 九種QCI

無線承載數(shù)可以用來評估小區(qū)或者簇建立的平均承載數(shù)，由十個子KPI組成：一個總無線承載個數(shù)和對應(yīng)九個服務(wù)質(zhì)量等級標(biāo)識（QCI）的承載個數(shù)。九種QCI對應(yīng)的典型業(yè)務(wù)及特性如表2所示。

4.2上/下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量

上/下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量（單位：bit）的相關(guān)統(tǒng)計在PDCP層執(zhí)行，也由十個子KPI組成：一個為總上/下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量和九個對應(yīng)九個QCI下的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量。

五、服務(wù)完整性類KPI

此類KPI用來表征E-UTRAN中終端用戶的服務(wù)質(zhì)量情況，分為小區(qū)級和簇級。其中，最重要的是上/下行業(yè)務(wù)平均吞吐率，它包括九個子KPI，分別對應(yīng)九個QCI。上/下行業(yè)務(wù)平均吞吐率的影響因素有：系統(tǒng)幀配置（TDD-LTE）、空間復(fù)用的層數(shù)、調(diào)制方式、編碼效率等。

六、結(jié)語

自2013年12月和2014年6月工信部分別正式發(fā)放了TDD-LTE和FDD LTE牌照之日起，4G LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一直在緊鑼密鼓的進行中。分析與研究LTE網(wǎng)絡(luò)的KPI，對深入研究其無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)和獲得高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)性能具有指導(dǎo)作用。

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