TD-LTE上行吞吐率优化指导书V2.0

TD- LTE上行吞吐优化指导书 内部公开

产品名称 LTE 产品版本 密级 内部公开 共12页

TD-LTE上行吞吐率优化指导书

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广西LTE专项项目组

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目录

1 指标定义和调度原理 ....................................................... 3

1.1 指标定义 ........................................................... 3 1.2

上行调度基本过程 ................................................... 4

2 影响上行吞吐率的基本因素 ................................................. 4

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

系统带宽 ........................................................... 4 数据信道可用带宽 ................................................... 4 UE能力限制 ........................................................ 4 上行单用户RB数分配限制 ............................................ 5 信道条件 ........................................................... 5

问题的定位思路 ............................................................... 6

2.6 2.7

上行吞吐率根因分析全貌 ............................................. 6 问题定位流程详述 ................................................... 7 2.7.1 分配RB数少/UL Grant不足定位方法 ............................ 7 2.7.2 低阶MCS定位方法 ............................................. 7 2.7.3 IBLER高问题定位方法 ......................................... 8 2.7.4 覆盖问题定位方法 ............................................. 8

3 典型案例 ................................................................. 9

3.1

上行达不到峰值 ..................................................... 9 3.1.1 问题描述 ..................................................... 9 3.1.2 问题分析 ..................................................... 9 3.1.3 解决措施 .................................... 错误！未定义书签。

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1 指标定义和调度原理

1.1 指标定义

吞吐率定义：单位时间内下载或者上传的数据量。 吞吐率公式：吞吐率=∑下载上传数据量/统计时长。

上行吞吐率主要通过如下指标衡量，不同指标的观测方法一致，测试场景选择和限制条件有所不同：

（1） 上行单用户峰值吞吐率：上行单用户峰值吞吐率以近点静止测试，进行UDP/TCP

灌包，使用RLC层平均吞吐率进行评价。需要记录下行RSRP、上行SINR、上行RLCThr、IBLER等信息。

（2） 上行单用户平均吞吐率：上行单用户平均吞吐率以移动测试时，进行UDP/TCP灌包，

使用RLC层平均吞吐率曲线（吞吐率-PL曲线）进行评价。移动区域包含近点、中点、远点区域，移动速度最好30km/h以内。需要记录下行RSRP、上行SINR、上行RLCThr、IBLER等信息；RLC层平均吞吐率使用各点吞吐率地理平均结果。为便于问题定位，单用户平均吞吐率测试时，需要同时记录probe信息，以便从地理分布上找出异常点进行问题定位。

（3） 上行单用户边缘吞吐率：上行单用户边缘吞吐率是指移动测试，进行UDP/TCP灌包，

对RLC吞吐率进行地理平均，以两种定义分别记录边缘吞吐率。 定义1）以CDF曲线5％的点为边缘吞吐率；

定义2）以PL为120定义为小区边缘，此时的吞吐率为边缘吞吐率；此处只定义RSRP边缘覆盖的场景，假定此时的干扰接近白噪声，此种场景类似于单小区测试。对于多个小区共同覆盖的干扰高风险边缘区域的定义，已经有运营商提出，在以后的文档版本更新完善。

（4） 上行小区峰值吞吐率：上行小区峰值吞吐率测试时，用户均在近点，采用UDP/TCP

灌包，信道质量足以达到最高阶MCS，IBLER为0；通过小区级RLC平均吞吐率观测。测试步骤如下：

a、用户近点接入，同时开始上行灌包。

b、记录数据，包括每UE上行SINR、IBLER、Thr和Probe信息，以及上行小区吞吐率和RB利用率。

（5） 上行小区平均吞吐率：上行小区平均吞吐率测试时，用户分布一般类似1:2:1分布，

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即近点1UE、中点2UE、远点1UE，其中近点/中点/远点定义为RSRP-85dbm/-95dbm/-105dbm。采用UDP/TCP灌包。通过小区级RLC平均吞吐率观测；记录包括每UE上行SINR、IBLER、Thr和Probe信息，以及上行小区吞吐率和RB利用率。

1.2 上行调度基本过程

在初始接入时，UE在PUCCH发送SR（调度请求），用来请求少量数据的上行资源调度。eNB侧根据实际资源情况和调度算法，给UE分配相应的上行资源，在PDCCH上下发ULGrant通知UE；在已有上行资源的情况下，UE在PUSCH发送BSR（缓冲区状态报告）进行上行资源调度请求；eNB侧在PDCCH上下发ULGrant通知UE。

2 影响上行吞吐率的基本因素

2.1 系统带宽

系统的不同带宽决定了系统的总RB数

2.2 数据信道可用带宽

公共信道的开销进一步决定了用户可以实际使用的资源，其中下行主要包括PDCCH和系统消息，上行主要包括PUCCH、SRS、PRACH.

2.3 UE能力限制

在计算单用户峰值时，在考虑用户可用带宽时，还需要考虑UE能力的限制，不同类型

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UE具备不同的上下行峰值速率，且只有Cat5终端才支持上行64QAM；

2.4 上行单用户RB数分配限制

在计算单用户的上行吞吐率时，还要考虑单用户分配的RB个数需满足一定条件。

2.5 信道条件

信道条件主要包含RSRP，AVGSINR，信道相关性等参数，这些都会对实际的信号解调性能造成影响。如果RSRP过低，则可使用的有用信号的越低；如果AVGSINR过低，则干扰信号强度较有用信号越大；而信道相关性会对RANK值计算造成影响：一般MIMO模式要求信道相关性低，而BF模式则要求信道相关性高，这些都将对解调性能造成较大影响。

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3 问题的定位思路

3.1 上行吞吐率根因分析全貌

4.1-1 上行吞吐率低问题分析定位思路

一般而言，吞吐率由频谱效率、频带宽度、频带占用机会、误码率综合决定。在LTE系统中，频谱效率由MCS决定，MCS由SINR和IBLER决定；频带宽度由分配的RB数决定；频带占用机会由UL grant决定；误码率主要考虑IBLER，HARQ重传以后，残留BLER通常较低，但由于重传会影响传输的效率，进而影响RLC层吞吐率，因此只考虑初次传输的BLER，也即IBLER。

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3.2 问题定位流程详述

3.2.1 分配RB数少/UL Grant不足定位方法

当发现RB数较少/UL grant低时，需要进行以下的判断动作：

? 首先检查是否为DSP能力限制；通过IFTS跟踪观察上行DSP能力限制的RB数。 ? 观察核心网指配的QoS速率，如果偏低，则检查核心网开户信息是否异常； ? 从L1 TTI跟踪中统计观察是否存在大量DTX情况，判断方法：观察上行DMRS RSRP，

如果发现RSRP值在调度的TTI处于底噪（－120dbm）附近，或者与前后的RSRP值相差较大，则认为是上行PUSCH的DTX。对比eNB侧DCI0次数，如果相差较大，则认为存在大量的DTX，需要判断PDCCH质量问题，是否是下行PDCCH IBLER较高，导致UL Grant解错。说明：PDCCH允许一定的误检率，允许1%以内；而且上行HARQ时，调度器不需要下发ULGrant。

? 观察是否数据源不足（上报BSR 对应的值），如果数据源不足，需要排查是否上层数据

源异常，可能包括如下原因：（1）如果是UDP业务，检查上行灌包（出口速率）是否超过峰值速率。（2）如果是TCP单线程业务，尝试多个线程，如果吞吐量可以提升到峰值速率，则可以认定是PC机的TCP窗口没有符合要求。说明：如果ULGrant个数偏小，一般是由于上述两个原因导致。

? 在性能检测中观察在线用户数，看是否存在多用户并行业务（2个以上）的情况，如果

存在多用户，则主要观察RB利用率是否达到了100％，公平性是否得到满足。如果RB利用率低，则需要判断ICIC和频选是否开关打开，是否存在问题；如果公平性得不到满足，则可能为功控和ICIC的问题。这里的公平性指RB数公平，与算法的目标一致。 ? 检查PRACH的资源配置。上行预留PRACH的时候，会对上行分配RB产生影响，对上行

峰值速率产生影响，10M系统更明显。可以将PRACH设置到PUSCH最低端，且将PRACH默认周期从5ms扩大为20ms。

? 检查PUCCH配置，当前默认配置占用8RB，在单用户峰值测试时，可以手动改为2个RB，

提高上行峰值吞吐率，再测极限峰值。 3.2.2 低阶MCS定位方法

MCS由几方面决定：干扰、IBLER、UE CAT能力、是否扩展CP、下行PDCCH质量： ? 在较高的上行SINR时，如果下行PDCCH质量太差，导致UL grant丢失，会导致IBLER

较高；SINR调整算法模块，依据IBLER历史信息，对SINR测量值进行调整，输入到MCS选择模块，确保IBLER收敛于目标值。也就是说在PDCCH较差的情况下，可能存在上

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行SINR较好而MCS较低的情况。这种情况下通过查看上行测量SINR、SINR调整量、IBLER可以进行判断。如果某一段时间测量SINR比较高，而SINR调整量为负的较大值，而IBLER也超过门限值，则可能属于这种情况，需要进行PDCCH质量的问题进行分析。 ? 空载时（UE没有入网），打开LMT上小区性能检测中的干扰检测项，查看全带宽上RSSI

（第101列）是否超过正常范围。以下为空载下，RSSI取值（底噪为-120dBm左右,全带宽为RSSI显示中第101列）

? BW ? 20MHz ? 10MHz ? 5MHz ? RSSI ? -101dBm ? -104dbm ? -107dBm 如果空载下，总RSSI明显大于上述值，需要确认是否存在干扰。可以查看不同RB上干扰状况（一般为-120波动）。特别注意观察中间频段RB上的RSSI是否比其他RB上高较多（RRU或者其他设备的直流干扰会抬升RSSI）。出现这种现象时请检查组网和UE RRU，通过扫频确定是否有窄带干扰，或者是UE设备异常。（说明：所谓中间频段是只RB序号在中间的RB，如20M带宽时，49和50RB；10M带宽时24和25RB。）

? 判断是否由于终端能力限制，具体现象是MCS阶数最大只能达到24阶，这时进一步查

看终端能力即可判断。

? 是否扩展CP在算法中对应了不同的MCS选择表格，映射得到的MCS有区别，在非超

远覆盖场景下，需保证设置为normal CP。 3.2.3 IBLER高问题定位方法

查看空载RSSI是否有干扰（3.2.2所述），排除干扰问题；同时观察UE发射功率是否为最大，如果未达到最大，则可能为UE问题。

在统计IBLER时，如果发生PDCCH质量差导致UL grant丢失，UE不发数据的情况，eNB会将该TTI作为CRC校验错处理，统计为误块，导致IBLER升高。

当发现IBLER不收敛时，如果非MCS0，则需要判断SINR调整算法开关SW_SINR_ADJUST是否关闭，该开关关闭以后，导致MCS选择前的SINR调整量不能依据IBLER情况及时调整，MCS无法降低导致IBLER无法收敛；如果该开关打开，则检查调整量是否已经达到下限不能再下降从而导致MCS无法降低同时IBLER升高。 3.2.4 覆盖问题定位方法

存在上行RSRP信号较弱导致上行吞吐率低情况，可查看UE发射功率是否达到最大，如

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果未达到最大，则可能为UE问题。如果UE发射功率已达到最大，可从链路损耗、覆盖范围、是否存在阻挡物或弱覆盖区域等原因进行处理。

切换异常，一般指切换到不合理小区、切换不及时、切换频繁导致上行吞吐率低，需结合无线环境、配置参数进行处理。

4 典型案例

4.1 上行达不到峰值

【问题描述】：小区近点上行吞吐率无法达到峰值。

【问题分析】：上行单用户吞吐率达到峰值必须具备以下三个条件： ? MCS选择到最高28阶，BLER为0；这就要求SINR要高于20dB。 ? UE分配到最多RBNum；

? 数据源充足，ULGrant个数等于每s上行的子帧个数。

因此，这个问题的定位需要从RBNum、MCS/SINR和ULGrant数目三个方面进行。 确保MCS选择到最高阶。

通过Probe查看上行MCS。Probe中的UL MCS显示栏中务必只显示MCS 28和MCS27，其中MCS28和MCS27的调度次数相加等于上行子帧个数表示调度数据充足，100个27阶是因为发送SRS时SRS子帧码率会增加，需要强制降阶（TDD在用户数较少的情况下，SRS在特殊子帧发数，就不会有降阶的问题）。如果ULGrant个数低于上行子帧个数，请检查数据源是否充足或者BSR上报周期是否合理（修改为5ms）。

说明：MCS由两方面决定：SINR值和IBLER。P0决定了到达ENB的期望功率谱密度，直接影响SINR，进而影响MCS。如果上行SINR波动较大，导致有时BLER较高，SINR调整功能为保证IBLER收敛会降低MCS。

查看SINR。从MCS定标测试结果看，48RB下，MCS28阶需要SINR在20dB以上。SINR低于20dB从以下几个方面定位：

在Probe上查看UE发射功率是否达到最大23dBm。开环时，需确认P0是否配置合理值（基线偏＝－67dBm，α=0.7）。如果发射功率没有达到最大，需要通过抬升P0抬升UE发射功率。

如果上行SINR波动较大，查看是否是TA不准导致；是否是不断变化的干扰导致。可以将UE退网，观察RSSI。

确保干扰 IOT在正常范围内。

空载时（UE没有入网），打开LMT上小区性能检测中的干扰检测项，查看全带宽上RSSI（第101列）是否超过正常范围。以下为空载下，RSSI取值（底噪为-121dBm,全带宽为RSSI

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显示中第101列）

BW 20MHz 10MHz RSSI -101dBm -104dbm 5MHz -107dBm 如果空载下，总RSSI明显大于上述值，需要确认是否存在干扰。可以查看不同RB上干扰状况（一般为-121波动）。特别注意观察中间频段RB上的RSSI是否比其他RB上高较多（RRU或者其他设备的直流干扰会抬升RSSI）。出现这种现象时请检查组网和UE RRU，或者联系RTT和中射频兄弟定位。（说明：所谓中间频段是只RB序号在中间的RB，如20M带宽时，49和50RB；10M带宽时24和25RB。） 确保RB数目达到最大。

查看UE分配RB数目有两种途径：UE侧Probe查看和eNB侧LMT跟踪 ? 通过Probe中Bandwith项监控查看：

其中，左边一列表示RB数目，右边一列表示RB起始位置。如上图

? 一是LMT中RB利用率监控项，单用户最大90RB，加上PUCCH 8个RB，应该显示98RB； ? 如果RB数目不足，可能由以下几个原因：

? 数据源不足。 ? P0设置不合理。 ? PRACH占用资源。 确保ULGrant充足。

可以通过查看Probe上的ULGrant个数确定。

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如果ULGrant小于上行子帧总数，则说明数据量不足或者PDCCH解错。可能由以下原因引起：

（1）如果是UDP业务，检查上行灌包（出口速率）是否超过峰值速率。

（2）如果是TCP单线程业务，尝试多个线程，如果吞吐量可以提升到峰值速率，则可以认定是业务电脑的TCP窗口没有符合要求，需要按照本文前述方法修改TCP默认发送窗口太小。

说明：如果ULGrant个数不足，一般是由于上述两个原因导致。

（3）是否是下行PDCCH BLER较高，导致UL Grant解错。需要修改PDCCH的CCE聚合级别。

说明：PDCCH允许一定的误码率，默认是1%；而且上行HARQ时，调度器不需要下发ULGrant，所以在计算ULGrant个数时需要用上行子帧总数*0.9。

（4）BSR上报问题。需要将BSR周期从32ms修改为5ms。 4 通过修改PRACH位置和周期提高峰值速率。

上行预留PRACH的时候，会对上行分配RB产生影响，对上行峰值速率产生影响，10M系统更明显。可以将PRACH设置到PUSCH最低端，且将PRACH默认周期从5ms扩大为20ms。 5 通过修改PUCCH占用RB数目提高峰值速率。

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如果ULGrant小于上行子帧总数，则说明数据量不足或者PDCCH解错。可能由以下原因引起：

（1）如果是UDP业务，检查上行灌包（出口速率）是否超过峰值速率。

（2）如果是TCP单线程业务，尝试多个线程，如果吞吐量可以提升到峰值速率，则可以认定是业务电脑的TCP窗口没有符合要求，需要按照本文前述方法修改TCP默认发送窗口太小。

说明：如果ULGrant个数不足，一般是由于上述两个原因导致。

（3）是否是下行PDCCH BLER较高，导致UL Grant解错。需要修改PDCCH的CCE聚合级别。

说明：PDCCH允许一定的误码率，默认是1%；而且上行HARQ时，调度器不需要下发ULGrant，所以在计算ULGrant个数时需要用上行子帧总数*0.9。

（4）BSR上报问题。需要将BSR周期从32ms修改为5ms。 4 通过修改PRACH位置和周期提高峰值速率。

上行预留PRACH的时候，会对上行分配RB产生影响，对上行峰值速率产生影响，10M系统更明显。可以将PRACH设置到PUSCH最低端，且将PRACH默认周期从5ms扩大为20ms。 5 通过修改PUCCH占用RB数目提高峰值速率。

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