LTE软容量研究与用户感知提升实践剖析

LTE软容量研究与用户感知提升实践

安徽电信无线网络优化中心

【摘 要】本文阐述了LTE软容量的概念，分析了软容量与用户感知关系，对不同场景下

的软容量配置进行了详细介绍并结合实际案例进行验证，对日后网络扩容、通信保障、提升用户感知都具有一定指导意义。

【关键字】FDD-LTE 软容量 用户感知 通信保障

【问题引入】

自年初中国电信获得FDD牌照以来，FDD-LTE网络不断发展壮大，4G用户数和日均流量呈直线上升，至2015年11月份，安徽电信全省4G流量首超3G。在密集城区的热点区域如校园、火车站、医院等出现了最大连接用户数超出门限，用户感知急剧下降的情况。另一方面，随着移动互联网的发展，许多重大活动要求现场进行4G保障，但目前关于LTE网络保障经验较少，需及时进行总结。

【原因分析】

一、软容量概念

所谓FDD软容量，即指在不进行载波扩容的前提下，当前LTE小区配置所能容纳的最大连接用户数。目前诺基亚设备最大支持

1200个用户同时在线，现网一般配置为175个。提出软容量的概念，主要原因如下：

目前4G用户行为仍以“小流量、多连接”的业务为主，例如浏览网页、QQ、微信、支付宝等等。在热点区域和重大活动现场，这些业务会导致在线用户数急剧攀升，甚至超过门限使得其它用户无法接入。然而，由于单用户流量很小，此时PRB利用率仍然较低，系统资源较为充足。因此，对于此类现象进行载波扩容是没有必要的，只需增加系统软容量，提高小区允许的最大连接用户数。下图给出了几类资源利用场景的判断标准和处理方法，本文所述只针对场景4和场景5。

序号利用率承载用户数小区吞吐量情况分析措施12345678高高高低低高低低高高低高高低低低高低低低高高低高总体资源载频扩容不足RB承载效率低用户数量多，小数据业务为主网络能够满足用户体验网络资源富余覆盖干扰优化调整软容量扩容 表1：8类资源利用场景

二、软容量相关参数

FDD软容量参数分为两大类，即接入类和资源类，下面分别加以介绍：

（一）接入类参数

与软容量相关的接入控制类参数如下所示：

参数名称addAUeTcHoaddAUeRrHomaxNumActUEmaxNumRrcmaxNumRrcEmergencymaxNumActDrbmaxNumQci1Drb参数含义为紧急原因切入额外预留的激活用户数为无线原因切入额外预留的激活用户数最大激活用户数最大RRC连接数紧急RRC连接数最大激活DRB数目最大的QCI1-DRB数目现网值3628175632002401200150网元级别cellcellcellcellcellcellcellcelladdEmergencySessions为紧急协商额外预留的资源数 表2：接入控制类参数

接入类参数比较容易理解，主要是设定一些门限值，用以控制用户的接入和释放，以及为紧急情况预留资源。上述参数中，彼此之间存在一定的约束关系，如下所示：

1.maxNumRrc >= maxNumActUE 2.maxNumActDrb >= maxNumActUE

3.maxNumRrcEmergency>=maxNumActUE+max(addEmergencySessions, addAUeRrHo, addAUeTcHo)

4.maxNumRrcEmergency>=maxNumRrc+max(addAUeRrHo,addAUeTcHo)

5.maxNumRrc >= maxNumQci1Drb 6.maxNumQci1Drb <= maxNumActDrb/2

在调整接入参数时，需同时满足上述约束关系，避免逻辑性错误。

（二）资源类参数

提升小区软容量主要涉及上、下行控制信道部分参数，即与下行PDCCH，上行PUCCH、Prach 相关的部分参数。PUCCH需要考虑的主要是CQI资源、SR资源、PUCCH占用PRB数；Prach需要考虑的

是prach configuration index，以及prach frequency offset；PDCCH需要考虑的是symbol数量以及下行每TTI调度用户数。与软容量相关的资源类参数如下所示，后文将分别加以介绍：

参数名称nCqiRbcqiPerNpn1PucchAncellSrPerioddeltaPucchShiftprachFreqOffprachConfigindexmaxNrSymPdcch参数含义CQI占用RB数CQI重复使用周期ACK/NACK偏置SR调度周期循环移位序列偏置prach频率偏置prach配置索引pdcch符号数现网值240ms3620ms2433网元级别cellcellcellcellcellcellcellcell 表3：资源类参数

1.上行资源参数

上行资源最关键的是PUCCH的资源配置，决定PUCCH资源的因素主要有2方面：CQI(Channel Quality Indicator)资源和SR(scheduling Request)资源，其次上行资源还需关心接入信道Prach的配置。

（1）CQI资源

PUCCH信道格式Format2、Format2a、Format2b均可用于传输CQI信息。

CQI资源参数nCqiRb（全称PUCCH bandwidth for CQI），表示每个时隙用于传输CQI信息的RB数目。cqiPerNp（CQI periodicity network period）表示CQI重复使用的周期。

根据CQI使用的原则及现网配置，得到CQI资源能够支持的最大用户数如下：maxNumRrc + max(addAUeRrHo,addAUeTcHo) <= nCqiRb * 6 * cqiPerNp/2。

公式中的“6”表示： PUCCH 典型格式format 2中的CQI能同时支持6 UE(CQI)/PRB，即每个用户传输CQI的RB支持6个用户。

公式中的“2”表示：由于现网开启了DRX功能，在RRC连接状态下，空闲没有数据传输的用户，可以采用DRX（Discontinuous Reception）技术，允许终端非连续监听控制信道，达到和idle态相似的节电效果。但是，由于连接态的用户在eNodB需要占用内存资源和CPU资源，即采用DRX方式，每个PRB的6个CQI资源减半。

以现网为例，其中nCqiRb默认为2，cqiPerNp默认为40ms，计算得出CQI资源能同时支持240个用户，满足要求。

（2）SR资源

PUCCH控制信道的格式Format1、Format1a、Format1b均可用于传输SR调度信息。

SR资源参数n1PucchAn（全称ACK/NACK offset），表示1个TTI用于传输SR信息需要的资源数目。cellSrPeriod（全称Cell scheduling request periodicity）表示SR调度重复使用的周期。

每个SR 周期支持的active用户数计算如下：

maxNumRrc + max (addAUeRrHo,addAUeTcHo) <= n1PucchAn * cellSrPeriod

以现网为例，CellSrPeriod 默认是20ms，n1PucchAn默认是36，按照公式计算，支持的用户为720个，满足要求。

deltaPucchShift，此参数为高层配置参数，表示两个相邻上行控制信道对应的循环位移间隔。虽然对于长度为12的CAZAC序列，

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