LTE網(wǎng)絡(luò)雙流占比優(yōu)化分析研究

劉衍曉 劉述佳

摘要：LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日趨完善， LTE網(wǎng)絡(luò)用戶也已經(jīng)成為現(xiàn)網(wǎng)的主力。面對(duì)愈發(fā)復(fù)雜的無(wú)線多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶感知類(lèi)指標(biāo)的優(yōu)化逐漸乏力，優(yōu)化空間同樣愈發(fā)受限。因此，本文從用戶感知處著手，通過(guò)深入分析，系統(tǒng)而全面的梳理了導(dǎo)致Rank2比例低的原因，為后續(xù)優(yōu)化工作提供了新的方向，從而進(jìn)一步拓展網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知的優(yōu)化空間。

關(guān)鍵詞：LTE RANK2;用戶感知;網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

一、研究背景

LTE網(wǎng)絡(luò)中的弱覆蓋或高干擾是影響用戶感知的常見(jiàn)空口問(wèn)題;除此以外，例如天饋安裝錯(cuò)誤或天饋故障等問(wèn)題在基站安裝維護(hù)過(guò)程中亦會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。以上問(wèn)題能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)性能和用戶感知產(chǎn)生較大影響，同樣也是影響LTE RANK的重要因素。因此，通過(guò)對(duì)Rank2的分析和研究，可以精準(zhǔn)定位和解決空口問(wèn)題、硬件問(wèn)題，進(jìn)而切實(shí)提升用戶實(shí)際感知。

二、相關(guān)技術(shù)原理與影響因素

為了使得用戶感知得以提升，進(jìn)一步的提升系統(tǒng)容量以及充分提高資源利用率， MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術(shù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，MIMO可以帶來(lái)功率增益、復(fù)用增益、分集增益和陣列增益，同樣也是LTE RANK的重要技術(shù)依托。對(duì)于FDD MIMO主要關(guān)注復(fù)用增益和分集增益。復(fù)用增益是空間信道理論上的復(fù)用階數(shù)，也就是說(shuō)復(fù)用增益可以提高信號(hào)傳輸速率。分集增益來(lái)源于空間信道理論上的分集階數(shù)，即可以提高接收端信噪比穩(wěn)定性，從而提升無(wú)線信號(hào)接收可靠性。發(fā)射分集方案同時(shí)傳輸?shù)莫?dú)立的空間數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)只能為1，而空間復(fù)用方案同時(shí)傳輸?shù)莫?dú)立的空間數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)可以等于或大于1。

所謂的空間復(fù)用是指在同一時(shí)頻資源上，傳輸多個(gè)空間數(shù)據(jù)流。由于空間信道的維數(shù)比單天線增加了，故空間復(fù)用能夠擴(kuò)大系統(tǒng)容量，獲得復(fù)用增益。與之對(duì)應(yīng)的傳輸模式有如下分類(lèi)：

TM1：?jiǎn)翁炀€端口傳輸（端口0），主要用于單天線傳輸場(chǎng)合。

TM2：開(kāi)環(huán)發(fā)射分集，適用于小區(qū)邊緣信號(hào)情況復(fù)雜，干擾較大的情況

TM3：空間復(fù)用與開(kāi)環(huán)發(fā)射分集自適應(yīng)，適合于UE高速移動(dòng)的情況。

TM4：閉環(huán)空間復(fù)用與開(kāi)環(huán)發(fā)射分集自適應(yīng)，適用于信道條件較好的場(chǎng)合，用于提高數(shù)據(jù)傳輸率。

TM5：MU-MIMO與開(kāi)環(huán)發(fā)射分集自適應(yīng)，主要用于提高小區(qū)容量。

TM6：?jiǎn)螌娱]環(huán)空間復(fù)用與開(kāi)環(huán)發(fā)射分集自適應(yīng)，主要適用于小區(qū)邊緣情況。

TM7：?jiǎn)瘟鞑ㄊx形（端口5）與開(kāi)環(huán)發(fā)射分集或單天線端口傳輸（端口0）自適應(yīng)，主要小區(qū)邊緣，能夠有效對(duì)抗干擾。

TM8：雙流波束賦形（端口7和端口8）或單流波束賦形（端口7或端口8）與開(kāi)環(huán)發(fā)射分集或單天線端口傳輸（端口0）自適應(yīng)，適用于小區(qū)邊緣或其他情況。

終端選擇RANK原理

終端上報(bào)的Rank值與無(wú)線信道質(zhì)量相關(guān)，這里的信道質(zhì)量包括兩方面：

（1）無(wú)線信號(hào)覆蓋質(zhì)量，用RSRP、SINR等指標(biāo)衡量;

（2）信道相關(guān)性，目前缺少直觀的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。相關(guān)性越小，發(fā)送數(shù)據(jù)流之間的干擾越小，進(jìn)入空間復(fù)用模式的概率越大。

終端通過(guò)SINR測(cè)量及空間信道矩陣估計(jì)，計(jì)算可選Rank下的某個(gè)指標(biāo)（一般為頻譜效率或信道容量），終端選擇使指標(biāo)最優(yōu)的Rank進(jìn)行上報(bào)。

影響RANK2比例的因素

1）無(wú)線環(huán)境影響

Rank2比例與SINR&CQI呈現(xiàn)正相關(guān)性，覆蓋越好進(jìn)入Rank2比例的概率越大。當(dāng)SINR較好但仍然無(wú)法進(jìn)入雙碼字調(diào)度時(shí)，就要考慮是否存在信道相關(guān)性問(wèn)題。

2）信道相關(guān)性影響

兩路碼字的信道相關(guān)性越低，進(jìn)入空間復(fù)用的概率越高。相反兩路碼字的信道相關(guān)性越高，進(jìn)入空間復(fù)用的概率越低。

以一般來(lái)看，如果從UE位置可以直視到基站天線，則信號(hào)傳播高概率屬于直射徑，兩路碼字的傳播相關(guān)性較高，進(jìn)入空間復(fù)用的概率較低，一般以空曠平原和郊區(qū)環(huán)境較為常見(jiàn)。相反，如果從UE位置無(wú)法直接看到基站天線，則信號(hào)傳播高概率屬于多徑傳播，兩路碼字的相關(guān)性較低，一般以密集高樓的城市環(huán)境較為常見(jiàn)。

相關(guān)參數(shù)配置

1） TxRxMode配置

如果小區(qū)TxRxMode是1T1R模式的情況下，無(wú)法使用MIMO模式，UE無(wú)法進(jìn)入發(fā)送分集或空間復(fù)用模式。一般室內(nèi)小區(qū)都采用1T1R配置，宏站配置2T2R。 需要注意：如果實(shí)際物理天線是1T1R/1T2R，配置為2T2R當(dāng)然也是無(wú)效的，不會(huì)有MIMO生效。

2）MIMO自適應(yīng)的影響

默認(rèn)情況下，MIMO模式采用開(kāi)環(huán)MIMO自適應(yīng)模式。當(dāng)MIMO模式采用自適應(yīng)模式時(shí)，在特定情況下eNB會(huì)配置TM2模式，導(dǎo)致喪失復(fù)用增益。特定情況包含UE接入階段和切換到目標(biāo)小區(qū)后的一段時(shí)間，待eNB檢測(cè)UE頻譜效率達(dá)到一定門(mén)限后重配置為T(mén)M3模式。

在路測(cè)場(chǎng)景和配置MIMO自適應(yīng)模式下，切換過(guò)程對(duì)“復(fù)用增益”影響較大：源小區(qū)在下發(fā)切換重配置命令時(shí)，會(huì)配置TM模式為T(mén)M2。待UE頻譜效率達(dá)到一定門(mén)限后再重配置為T(mén)M3模式。從配置TM2到轉(zhuǎn)換TM3的這段時(shí)間內(nèi)，UE僅能使用發(fā)送分集方式（Rank2比例為0）。

告警與通道因素

1）天饋故障

小區(qū)天饋系統(tǒng)故障有可能會(huì)導(dǎo)致某個(gè)通道進(jìn)入保護(hù)關(guān)閉狀態(tài)，小區(qū)收發(fā)模式退回到1T1R。在分析Rank2比例低時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注小區(qū)告警，如射頻單元告警（駐波、通道故障）、RTWP過(guò)高告警、小區(qū)服務(wù)能力下降告警、License試運(yùn)行告警、PCI沖突告警建議及時(shí)清除。

天饋故障中，還有一類(lèi)是隱性天饋隱性故障導(dǎo)致的Rank2比例低?？梢酝ㄟ^(guò)將小區(qū)TxRxMode改為1T2R模式，分別設(shè)定不同的天線端口號(hào)，進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，確定天線性能是否正常。

2）UE天線不平衡影響

如果UE天線存在故障，導(dǎo)致兩路信號(hào)不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重（兩路信號(hào)差值持續(xù)大于3db以上），會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入空間復(fù)用模式的概率降低。此時(shí)，需要檢查終端天線或更換天線復(fù)測(cè)。

三、總結(jié)

Rank2比例是衡量LTE用戶感知的重要指標(biāo)，對(duì)于低速率差小區(qū)原因分析或識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中天饋問(wèn)題有重要的指示意義。本文從無(wú)線環(huán)境、參數(shù)配置、告警指標(biāo)監(jiān)控、天線連接等方面深入分析了Rank2比例低的問(wèn)題，給現(xiàn)場(chǎng)低速率及用戶感知差的問(wèn)題排查提供了新的思路和方向。