5G优化案例：5G速率提升专项研究总结.docx
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5G速率提升专项研究总结
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目录
1问题描述 3
2分析过程 3
2.2速率问题优化方法介绍 5
2.2.1配置更多的资源传输上、下行有用信息 5
2.2.2测试终端性能核查 6
2.2.3传输性能优化要点 6
2.2.4无线基站配置和告警核查要点 6
2.2.5信号覆盖问题的处理方法 8
ü测试车辆移动速度的影响 10
ü无线信号弱，终端接收信号的RSRP低 10
ü系统站间干扰 10
ü异常干扰源 10
ü切换性能问题 10
3现场优化速率问题的典型案例 10
3.1测试电脑问题引起的流量异常 10
ü故障现象 10
ü故障排查 11
ü经验总结 12
ü故障现象 12
ü故障排查 13
ü经验总结 14
3.3核心网下发QCI5导致上行速率异常 14
ü故障现象 14
ü故障排查 14
ü经验总结 16
3.4外部干扰导致上行速率不稳定 16
ü故障现象 16
ü故障排查 16
ü经验总结 24
3.5RF优化提升信号纯净度 24
ü故障现象 25
ü故障排查和解决措施 25
ü经验总结 26
3.6MassiveMIMO参数优化提升5G速率 26
ü故障现象 26
ü故障分析和定位 27
3.7切换参数优化提升DT测试速率 28
3.8室内外时隙干扰导致速率低的问题解决 29
ü经验总结 30
4总结和推广 31
【摘要】：
5G是面向2020年以后移动通讯需求而发展的新一代移动通信技术，目前正在全世界范围内快速地走向成熟和落地应用，随着工业4.0等国家战略的部署，5G网络大带宽、高时延、海量连接的特征具有非常大的应用空间。
由于eMBB标准率先冻结，市
场上主要5G应用都是集中在高清晰视频、AR/VR、工业互联网等领域，对带宽要求高，因此在现阶段如何通过优化手段提升5G网络的速率就尤为重要，而且能够有效地显示5G网络的显著优势。
贵阳作为中国电信第一批5GSA试验网络，已经完成了两个阶段的5G网络各项性能的验证和测试，并在车联网、大视频、工业制造在5G网络里的应用领域进行了广泛研究，并在今年第一批准备实现5GNSA的商用。
因此，为了更好地发挥在本地5G网络的先发优势，贵阳电信组织自有力量和厂家人员对5GNR的速率优化方法进行研究和探索，通过参数、射频、干扰等多种优化手段尝试了提升网络峰值速率的多种优化方法，更好地发挥5G网络超高带宽的优势，并未后续进一步的网络优化积累了较为丰富的经验。
【关键字】NSA时隙配比双连接QCI
1问题描述
5G移动网络较2G、3G、4G网络而言最大的优势在于为用户提供更高速率。
小区峰值吞吐量是5G网络的一个基本性能指标，因此小区下行速率测试或演示是众多局点客户的一个普遍需求。
同时，在实际应用中，众多用户存在大量诸如VR/AR、4K/8K视频、超高清监控、工业相机等大量超高带宽的应用，因此如何通过参数、射频优化手段提升5G网络中单点或者连片区域的上、下行速率成为摆在网优工程师面前最为重要的问题。
因各种原因，在速率测试过程时，现网当中经常出现速率低下的问题，其影响因素比较多，问题定位难度较大。
本文根据总结了现场优化过程中的多方面问题，全面分析导致速率问题的原因，制定科学的速率问题排查和优化流程，以便在实际网络过程中出现速率问题时进行快速参考定位解决。
2分析过程
2.15GNR上、下行理论峰值速率介绍
以中国电信标准的2.5ms双周期帧结构为例，其物理帧结构如下所示：
2.5ms（双周期）
同一帧结构下，物理信道和信号占用的物理资源也是可配置的，场景可以分为“UDP&SU”、FTP（2PDCCH）、SUFDM三种。
可以通过以下方法计算不同帧结构不同配置下的峰值速率，以2.5ms双周期帧结构中“UDP&SU”场景信道配置为例：
下行峰值速率=（下行PDSCH占用RE数*256QAM对应bit数*码率*流数）
/5/1000/1000
=（273*12*（11.9+11.9+11.9+7.9+11.9+11.9+7.9）*8*0.95*4）/5/1000/1000
=1.49Gbps
注：
273为100M带宽下RB的数目；12为每RB包含的RE数；11.9为下行slot（D）包含的PDSCH符号数；7.9为特殊slot（S）包含的PDSCH符号数；8为256QAM对应bit；0.95为最大码率；4为下行流数；5为帧结构对应周期。
上行峰值速率=（上行PDSCH占用RE数*256QAM对应bit数*码率*流数）
/5/1000
=（273*12*（13+13+13）*8*0.95*2）/5/1000
=388Mbps
注：
273为100M带宽下RB的数目；12为每RB包含的RE数；13为上行slot
（U）包含的PUSCH符号数；8为256QAM对应bit；0.95为最大码率；2为上行流数；5为帧结构对应周期。
本例中按照SA独立组网结构进行计算，终端为2T4R，上行可达到双流，目前电信商用的为NSA组网，5G为1T4R，因此上行仅为1流，因此上行速率最高可达到194Mbps。
2.2速率问题优化方法介绍
由上理论推算可知，5GNR的峰值上、下行速率可以达到170Mbps和1.4Gbps，但在实际优化过程中，我们只能通过各种优化手段让测试速率尽可能接近这个速率，从而获得较好的5G业务使用感知。
经过总结，我们发现网络的速率优化手段主要如下：
2.2.1配置更多的资源传输上、下行有用信息
ü通过参数配置，实现PDCCH和PDSCH的同传
在建网初期，为了追求友好用户能体验的最高的极限速率，可将slot0-2中的第一个符号同传PDCCH和PDSCH。
其中PDCCH占用24RB，PDSCH占用248RB。
帧结构如下：
考虑同传情况下，slot0、slot1、slot2的第一个符号传输下行数据，Nsymb
=3，nPRB=248。
*
下行四流提升速率=NRB*n Nsymb*Q*v*C
sc PRB m
=12*248*3*6*4*0.92578/1024/1024*500
=94.59Mbps
通过PDSCH和PDCCH同传，下行四流情况下速率能提升94.59Mbps。
ü配置更多的时频资源，使用户获得更高的传输速率
当碰到测试速率较低，达不到预期的时候，我们首先要核查基站RB资源配置，针对中国电信3.5G的5G网络，我们建网带宽是100MHZ，可用的RB数量为273个，如果配置的RB数量不足273个，也将达不到理想的测试速率。
2.2.2测试终端性能核查
5G终端性能的好坏也会直接影响到测试速率的高低，我们需要对测试终端的如下几个方面进行核查：
ü测试终端软件版本，终端版本核查，确保当前版本不存在影响速率的问题。
üUIM卡签约速率核查，根据上述理论计算，下行理论速率可以接近1.5Gbps，因此核心网对UIM卡的签约速率必须高于1Gbps，最好签约为2Gbps，才能测试出最高的峰值速率。
üUIM卡是否达量限速，由于电信推出5G不换卡，因此我们使用的UIM卡都是在原先4G卡的基础上开通5G业务，沿用的仍然是原先的4G套餐，电信的4G不限量套餐达到40G后会限速到3.1Mbps。
因此由于5G网速实在太快，在测试过程中很容易耗光当月的40G的流量，从而造成速率被限制。
此时，我们可以联系核心网工程师，手动从核心网解除速率限制。
2.2.3传输性能优化要点
无线网络优化的本质是一个端到端、多专业的网络优化，为了达到较好的测试速率，对传输网络的性能要求也非常高。
ü确认物理接口匹配，光模块速率、双工模式等需要匹配
ü传输带宽不能受限
ü传输网络的时延和抖动需满足要求
2.2.4无线基站配置和告警核查要点
为了达到较为优良的测试速率，基站必须处于较为优良的运行状态，主要表现在如下几个方面：
ü基站的参数配置正常
以华为基站设备为例，我们需要对下述参数配置进行核查，避免出现参数错误配置导致速率较低的问题出现。
参数ID
参数名称
默认值
峰值测试建议值
备注
上行参数
MaxMimoLayerCnt
上行最大MIMO层数配额
LAYER_2
LAYER_4
该参数设置的越大，小区允许传输层数增加，小区吞吐率和频谱效率增加；该参数设置的越小，小区允许传输层数减少，小区吞吐率和频
谱效率降低。
UlDmrsType
上行DMRS类型
TYPE1
TYPE1
当本参数取值为TYPE1时，上行DMRS端口数为4端口每DMRS符号，多用户配对性能较好；当本参数取值为TYPE2时，上行DMRS端口数为6端口每DMRS符号，多用
户配对性能较差。
UlAdditionalDmrsPos
上行附加DMRS位置
POS1
NOT_CONFIG
该参数用于配置上行附加DMRS的位置（隐含符号个数），当本参数取值为NOT_CONFIG时，上行不配置附加DMRS；当本数取值为POS1时，上行附加DMRS符号数为1；当本参数取值POS2时，上行附加DMRS符号数为2,本参数仅针对新
入网用户生效。
UlInconsecutiveSchSwitch
上行非连续调度开关
关
UL_NON_CON_SCH
_SW-1
该参数用于控制上行非连续调度算法是否打开的开关。
UL_NON_CON_SCH_SW（上行非连续调度算法开关）：
当开关打开时，表示上行非连续调度算法开启；当开关关闭时，表示上行非连续调度
算法不生效。
PrachConfigurationIndex
PRACH配置索引
无
202
该参数表示NRDU小区PRACH配置索引，参数的使用细节参见3GPPTS38.211。
当参数取值为0～
255时，小区的PRACH配置索引等于该参数
的值；当参数取值为65535时，小
区的PRACH配置索引由系统自动生
成
下行参数
Dl256QamSwitch
下行256QAM开关
关
ON
该开关打开，下行可以使用256QAM调制方式，下行信噪比较高的情况下，可以获得更高下行速率，该开
关关闭，对网络性能没有影响。
SsbPeriod
SSB周期
MS20
MS20
该参数配置越大，小区下行峰值吞吐率提升，终端搜索SSB的平均时
间增加。
MAXMIMOLAYERNUM
下行最大MIMO层数配额
LAYER_2
LAYER_16
该参数用以控制小区下行MIMO空分复用最大传输层数配额。
当对应NRDUCellTrp的TxRxMode参数配置
为1T1R、2R、4R时，该参数无效
DLDMRSCONFIG
TYPE
下行DMRS配置类
型
TYPE2
TYPE1
该参数用于配置下行DMRS类型。
DLDMRSMAXLE
NGTH
下行DMRS最大符
号长度
2SYMBOL
2SYMBOL
该参数用于配置下行DMRS最大符
号长度
DlAdditionalDmr
sPos
行附加DMRS位置
NOT_CONFIG
该参数用于配置下行附加DMRS的位置（隐含符号个数），
SsbPeriod
SSB周期
MS20
MS40
该参数表示SSB周期
Sib1Period
SIB1周期
MS20
MS40
该参数表示SIB1的发送周期。
ü终端版本核查，确保当前版本不存在影响速率的问题
ü4/5G基站告警检查，确保基站没有退服、闪断、驻波、光模块功率等异常告警
2.2.5信号覆盖问题的处理方法
ü选择多径环境，实现高阶的MIMO传输
相比于4G，5G下行速率能够得到的成倍提升，主要在于高阶MIMO通信系统实现，将相同的时频资源分配给同一个UE，并用于发送多个并行的传输。
由于发射端和接收端同时存在多根天线，并加上发射机和接收机的信号处理，组合在一起以抑制不同层间干扰。
SU-MIMO通常要求相对高的SINR，通常在15dB或更高。
在CPE2T4R配置下，每天线接收不同层数据流，可以通过找点和摆天线，降低空间复用数据流之间的干扰。
在近点位置，RSRP/SINR相近的情况下，丰富的多径环境可以降低信道间的相关性，使信道矩阵的秩RANK较高，适合数据多流传输，容易测出高速率。
如城西测试点位A，处于基站NLOS环境下，周边的办公大楼玻璃外墙提供了丰富的信号
反射路径，信道条件比较理想，该点位可测出下行8流峰值速率。
A
B
下行4流
下行8流
相对而言，测试点位B，处于基站LOS环境下，虽然RSRP/SINR较高，但反射径相对较少，流间干扰较大，只能测试出下行4流峰值速率。
同理，终端UE所处的位置，或者测试CPE设备的外接天线的摆放也会影响到终端解调性能。
如下图扎堆摆放的情况下，天线的相关性较高，流间干扰比较大，导致误码率上升。
建议按照下图交叉极化的方式摆放天线，使接收天线的极化方式垂直，降低天线间的相关性，减少流间干扰。
ü测试车辆移动速度的影响
目前下行峰值速率一般在静止状态下测得。
在低速移动的场景下，终端能够保持下行四流，但是因信道快衰落和多普勒频移的影响，终端解调过程中容易出现Bler抬升，MCS降低，从而下行速率下降。
如组网测试过程中（20Km/h），MCS基本下降到20左右，速率维持在600Mbps波动。
在高速移动的场景下，下行四流误码率大幅上升，此时两流的性能表现更优。
ü无线信号弱，终端接收信号的RSRP低
可通过调整周围小区方位角、下倾角、功率等相关参数来改善该区域覆盖，如果附近无合适小区则建议局方在该区域增站。
ü系统站间干扰
比较典型的例子就是导频污染，在确定了主服务小区后，通过调整其他小区方位角、下倾角、功率等相关参数来减小该区域的干扰问题。
ü异常干扰源
在非忙时段闭站进行清频测试找出并处理干扰源。
ü切换性能问题
在某些切换设置不合理区域也会影响流量指标，比如切换过早或者较晚，那么在切换带源服务小区信噪比已经很差，导致流量较低，此时通过合理切换参数的优化，选在合理的切换区域和切换待，也可改善该区域的速率不佳的问题。
3现场优化速率问题的典型案例
3.1测试电脑问题引起的流量异常
ü故障现象
在近期测试中，发现无论是定点强场测试还是移动中测试，业务速率始终未超过900Mbps，我们以室内测试为例。
该站点为新开室分站点，周围无任何干扰，测试点的无线环境测量如下：
频点：
3450
带宽：
100M
测试点环境：
RSRP为-82dBm、SINR为32dB、CQI为15
在该测试点分别进行了内、外网FTP下载，灌包业务，上行基本没有问题，可
达到180Mbps左右，下载基本都在850Mbps左右，且比较稳定，后更换了测试终端，测试结果一致。
故障排查
1.我们测试过程中分别使用了内、外网FTP、灌包等业务，测试结果一致，那么基本排除掉了服务器问题，而之前其他测试速率是没有问题的，也就说明整个网络的带宽也不存在异常。
2.测试分别使用了不同终端，测试结果一致，排除了终端问题。
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3.在排除了服务器及终端问题后，我们进行了SPA灌包测试，测试结果如下，使用SPA灌包后层1流量可接近1420Mbps，但高层流量依然是850多Mbps，关闭SPA灌包后层1流量恢复到850多Mbps，这说明实际上空口质量是支持大流量业务的，问题就出在业务包数上，而我们分别进行的内、外网、灌包等业务又排除掉了服务器问题，所以最终需要检查接收端即测试笔记本是否存在问题
4.在更换笔记本后发现问题解决。
更换测试电脑后，下行FTP业务速率177.29MB/s，1Byte=8bit，折合1418Mbps。
查看CPE侧log，PHY和PDCP层速率也接近1420Mbps，基本达到峰值。
ü经验总结
在处理流量类问题时，如果信令、告警、参数配置没有错误的情况下尽量多用替换法进行充分的数据测试，由于5GNR是一个高速的数据网络，无论服务器、基站、终端、测试笔记本哪一个环节出现问题都会影响到测试结果，特别是对测试电脑的性能要求较高，我们可以首先对测试笔记本的性能进行分析。
3.2异频测量设置引起的流量异常
ü故障现象
在某区域进行移动下载测试时发现整体覆盖率较好，RSRP>-110&SINR>-3约有98%左右，但测试下载速率较低，平均下载速率只有17.122Mbps，远远达不到应有的30Mbps左右。
图三-1问题现象
ü故障排查
1.首先覆盖率时达标的，排除掉由于覆盖率差导致的流量低情况。
2.后台检查了所以站点，站点状态一切正常，站点数据配置也没有问题。
3.选取近点进行下载业务，发现在近点、强场、直射径情况下也能达到当前配置的峰值流量60Mbps左右，即也排除掉传输或者服务器问题
4.遂检查测试LOG发现如下问题：
（1）在切换给PCI296后，终端上报了一个MeasID为1的测量报告（触发异频测量），基站下发重配开始流量一直维持在8Mbps左右，即使sinr有比较明显的提升流量也没有相应提升。
图三-2测试log
（2）随着场强进一步抬升，又触发了MeasID为3的测量报告（关闭异频测量），紧接着接收到重配消息后流量迅速短时间内抬升至57Mbps左右。
图三-3测试分析
5.后来经过微电子终端同事确认，当前版本的微电子终端在打开异频测量后终端的确会存在明显性能下降情况。
6.后来将网络中异频测量门限修改至-110dBm（即保障室外强场环境不会打开该开关）后网络平均速率恢复至29.4Mbps，达到正常水平。
图三-4测试分析
ü经验总结
在进行速率异常分析时，在确认站点、环境、配置没有异常的情况下，需要仔细检查LOG，尤其在进行移动性测试时观察SINR与流量关系是否符合预期，找出异常流量点，具体分析。
3.3核心网下发QCI5导致上行速率异常
ü故障现象
UE在226小区做上行FTP业务时，发现上行的BLER为0，但是MCS始终为0，不升阶，导致上行流量极低，只有不到5Mbps。
ü故障排查
1.更换终端和电脑，现象一样。
2.查看后台没有明显或者很强的干扰，参数配置和正常小区也未见异常；查看做上行业务时下行BLER为0，上行500包满调度，但是流量只有3.7M。
图三-5MTS抓图
使用上行灌包，流量未有改善；使用MTS跟踪，上行误包依然很低，MCS依然固定为0；逐阶强制上行MCS时，发现可以稳定在16，上行流量可以达到37M左右。
图三-6强制MCS后台抓图
后台抓取DSP打印信息，发现通过ULPHY测量的内环MCS值较低，并且在终端开始做FTP业务后，业务类型基站判决为DCCH，不增加ACK/NACK步长，导致上行MCS值一直不能攀升。
联系核心网同事将QCI配置从原来的5改为9，恢复正常。
ü经验总结
该问题属于系统侧的配置问题，核心网认为修改为5只是提高了业务的优先级，在网络质量较好的情况下不会影响到FTP业务的流量；但是由于在基站测试针对不同的QCI具有不同的调度、无线等参数配置，子系统根据不同QCI配置UE的业务到不同的逻辑信道组上最后就导致了目前上行AMC外环失效的问题。
3.4外部干扰导致上行速率不稳定
ü故障现象
该区域在使用观山湖基站第2小区和致美斋基站第三小区覆盖时存在上行流量较小的现象，并且PUSCH的发射功率抬升到23dBm，但在关闭AGC后有段时间稳定在80M以上，并且周围没有3400-3500频段的干扰。
ü故障排查
1.路测数据分析：
定点测试，AGC开关打开，系统侧无法采集NI数据：
（1）演示点（庙牌坊前）：
上传速率不稳定，最高达到40M以上，均值只有26M左右，详细各指标对比如下图：
图三-7路测图
（2）近点测试（应急通讯车天线下方）：
与前者相距20不到米左右，上传速率稳定在80M以上，详细数据如下：
图三-8近点测试
计算上下行路损：
（1）好点：
上行：
-100-21=-121dB下行：
-85-12=-97dB
两者相差20dB左右
（2）差点：
上行：
-100-22=122dB
下行：
-90-12=102dB
两者相差20dB左右
2.初步判定存在干扰，造成上行速率较差，进行扫频，详细如下：
关闭1320-2、889-3、256-2三个小区
分别在以下几个区域进行测试
（1）观山湖楼顶东面（市政府方向）：
观山湖楼顶东面测试
（2）观山湖楼顶北面
观山湖楼顶北测试
（3）观山湖楼顶西面
观山湖楼顶西测试
（4）市政府门口（北面对着电信长途站）
市政府门口
（5）市政府门口（东南方向）
市政府门口东南方向测试
（6）市政府门口（正南）
市政府门口正南方向测试
从上边的测试图中可以看出在该基站站高可能会存在干扰，同时此处存在PHS的一些信号，将PHS信号闭后，由于不可以大量进行基站关闭，无法进行验证。
3.致美斋前后台配合数据分析
（1）升级RRU前关闭AGC路测与系统侧功率对比：
路测与系统侧功率对比
此时平均速率80M，属于正常范围。
系统侧的PUSCH的接收功率基本上在
-82dBm左右变化，而终端在PUSCH上的发射功率为23dBm，此时计算路损：
-82-23=105dB，此时与下行计算相一致。
系统侧PUSCHSINR以及SRSSINR与上行速率的关系对比：
系统侧PUSCHSINR以及SRSSINR与上行速率的关系对比
在上传速率相对较好时均是如此，并且此时调度
升级会员 