91广东茂名4G双流比专题提升优化案例.docx
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91广东茂名4G双流比专题提升优化案例
广东茂名-4G双流比专题提升优化案例
2019年8月
【摘要】LTE网络中，影响UE用户下行速率最主要因素是UE用户上报的CQI和RANK值、PDSCH信道误码率BLER、UE用户每秒调度次数和调度PRB数，UE用户每秒调度次数、调度PRB数主要和业务量有关，因此网优工作的重点是UE用户上报的CQI和RANK值和误码率BLER的优化。
UE用户上报的RANK值与基站下行采用发信分集（单流）和空分复用（双流）紧密相关，当RI=2且CQI值较好（厂家内部算法）时，基站下行采用双流，下行速率比单流提升明显，因此通过提升UE用户上报RI=2的比例，就能增加基站下行采用双流的概率，极大提高下行速率，本文重点介绍通过后台统计宏站TM3模式RANK2占比，结合CQI≥10、RRC连接用户数、上下行用户数量流量分析，排查RANK2占比低基站扇区主要存在
【关键字】双流比小区参考信号端口数RANK2天馈系统MIMO
【业务类别】优化方法、参数优化
一、概述
1.1案例背景
小区双流比是室外小区覆盖质量的重要体现，双流比体现了小区用户在使用中能否达到较高的速率及吞吐率，直接影响用户的使用感知，CRS是RRU逻辑参考信号端口数（天线数），只有RRU的端口数在2个以上，才能提供双发双收以上服务，才能达到双流，CQI是终端获得双流比的唯一因素，CQI>=9时启动RANK2传输，CQI<=8时关闭RANK2传输，CQI的好坏直接影响到RANK2的次数以及用户、基站的吞吐率。
2019年双提升项目。
1.2问题来源
双流比专题优化期间发现，以下批次小区的平均CQI高于10，但双流比为0，情况如下所示：
序列
小区名称
平均CQI
RANK2比例
1
电白羊角旧营_FRRU1-0
11.3713
0
2
电白小良镇_LFRRU2-1
11.3712
0
3
信宜西塘_FRRU1-0
11.3712
0
4
化州橘州一号_SFRRU8-1
11.3709
0
5
河西绿景国际花城_SFRRU6-0
11.3699
0
6
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
11.368
0
7
电白旦场清福石井村_FRRU2-1
11.368
0
8
电白安泰华府2_SFRRU2-1
11.3676
0
9
电白电城前岚村_FRRU3-2
11.3673
0
10
电白马踏长山村_FRRU2-1
11.3664
0
11
电白七迳下靖村_FRRU3-2
11.3656
0
12
信宜丁堡铁炉分水坳_FRRU3-2
11.3651
0
13
电白安泰华府2_SFRRU3-2
11.3641
0
14
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
11.364
0
15
化州金海岸名苑_SFRRU1-0
11.363
0
16
信宜白石_FRRU3-2
11.3612
0
17
化州河东汇福花园_SFRRU2-2
11.3602
0
18
电白博贺邮政_FRRU1-0
11.36
0
19
信宜西塘_FRRU1-0
11.3586
0
1.3问题分析
CQI>10说明小区的覆盖质量应该不存在问题，那可能原因如下：
1）小区天馈系统存在问题：
如鸳鸯线、天线驻波比过高、RSSI问题；
2）小区参数配置存在问题：
如MIMO模式、小区功率配置、小区级参考信号端口数、小区发送和接收模式等；
通过核查该批次问题小区驻波比、RRSI和现场施工人员反馈均没有发现天馈存在问题，所以重点检查后台参数配置情况，如下所示：
1.3.1功率情况
核查该批次小区参考信号功率配置情况，宏站/室分功率配置无异常。
序列
小区名称
发射通道硬件最大输出功率（毫瓦）
参考信号功率（0.1毫瓦分贝）
1
电白羊角旧营_FRRU1-0
60000
192
2
电白小良镇_LFRRU2-1
80000
212
3
信宜西塘_FRRU1-0
60000
192
4
化州橘州一号_SFRRU8-1
40000
122
5
河西绿景国际花城_SFRRU6-0
40000
152
6
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
60000
192
7
电白旦场清福石井村_FRRU2-1
40000
172
8
电白安泰华府2_SFRRU2-1
40000
182
9
电白电城前岚村_FRRU3-2
60000
192
10
电白马踏长山村_FRRU2-1
60000
192
11
电白七迳下靖村_FRRU3-2
40000
172
12
信宜丁堡铁炉分水坳_FRRU3-2
60000
192
13
电白安泰华府2_SFRRU3-2
40000
182
14
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
60000
192
15
化州金海岸名苑_SFRRU1-0
40000
182
16
信宜白石_FRRU3-2
60000
192
17
化州河东汇福花园_SFRRU2-2
40000
182
18
电白博贺邮政_FRRU1-0
60000
192
19
信宜西塘_FRRU1-0
60000
192
1.3.2MIMO模式
核查该批次小区固定TM模式配置情况，配置如下：
序列
小区名称
TM模式
1
电白羊角旧营_FRRU1-0
TM3
2
电白小良镇_LFRRU2-1
TM3
3
信宜西塘_FRRU1-0
TM3
4
化州橘州一号_SFRRU8-1
TM3
5
河西绿景国际花城_SFRRU6-0
TM3
6
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
TM3
7
电白旦场清福石井村_FRRU2-1
TM3
8
电白安泰华府2_SFRRU2-1
TM3
9
电白电城前岚村_FRRU3-2
TM3
10
电白马踏长山村_FRRU2-1
TM3
11
电白七迳下靖村_FRRU3-2
TM3
12
信宜丁堡铁炉分水坳_FRRU3-2
TM3
13
电白安泰华府2_SFRRU3-2
TM3
14
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
TM3
15
化州金海岸名苑_SFRRU1-0
TM3
16
信宜白石_FRRU3-2
TM3
17
化州河东汇福花园_SFRRU2-2
TM3
18
电白博贺邮政_FRRU1-0
TM3
19
信宜西塘_FRRU1-0
TM3
1.3.3小区发送和接收模式
核查小区发送和接收模式发现，6个小区配置为1T1R，均为室分小区，1T1R小区无法使用双流模式导致RANK2比例为0。
序列
小区名称
小区发送和接收模式
1
电白羊角旧营_FRRU1-0
2T4R
2
电白小良镇_LFRRU2-1
2T4R
3
信宜西塘_FRRU1-0
2T4R
4
化州橘州一号_SFRRU8-1
1T1R
5
河西绿景国际花城_SFRRU6-0
1T1R
6
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
2T4R
7
电白旦场清福石井村_FRRU2-1
2T4R
8
电白安泰华府2_SFRRU2-1
1T1R
9
电白电城前岚村_FRRU3-2
2T4R
10
电白马踏长山村_FRRU2-1
2T4R
11
电白七迳下靖村_FRRU3-2
2T4R
12
信宜丁堡铁炉分水坳_FRRU3-2
2T4R
13
电白安泰华府2_SFRRU3-2
1T1R
14
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
2T4R
15
化州金海岸名苑_SFRRU1-0
1T1R
16
信宜白石_FRRU3-2
2T4R
17
化州河东汇福花园_SFRRU2-2
1T1R
18
电白博贺邮政_FRRU1-0
2T4R
19
信宜西塘_FRRU1-0
2T4R
1.3.4小区级参考信号端口数
核查小区级参考信号端口数发现，13个小区配置为1port，详情如下：
序列
小区名称
小区级参考信号端口数
1
电白羊角旧营_FRRU1-0
1port
2
电白小良镇_LFRRU2-1
1port
3
信宜西塘_FRRU1-0
1port
4
化州橘州一号_SFRRU8-1
2ports
5
河西绿景国际花城_SFRRU6-0
2ports
6
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
1port
7
电白旦场清福石井村_FRRU2-1
1port
8
电白安泰华府2_SFRRU2-1
2ports
9
电白电城前岚村_FRRU3-2
1port
10
电白马踏长山村_FRRU2-1
1port
11
电白七迳下靖村_FRRU3-2
1port
12
信宜丁堡铁炉分水坳_FRRU3-2
1port
13
电白安泰华府2_SFRRU3-2
2ports
14
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
1port
15
化州金海岸名苑_SFRRU1-0
2ports
16
信宜白石_FRRU3-2
1port
17
化州河东汇福花园_SFRRU2-2
2ports
18
电白博贺邮政_FRRU1-0
1port
19
信宜西塘_FRRU1-0
1port
CRS该参数表示小区参考信号端口数，根据协议约束，小区参考信号端口数支持1、2、4三种配置：
取值为1表示配置CRS端口数为1，即逻辑天线Port0；取值为2表示配置CRS端口数为2，即逻辑天线Port0/1；取值为4表示配置CRS端口数为4，即逻辑天线Port0/1/2/3，界面取值范围：
CRS_PORT_1（1个CRS端口）,CRS_PORT_2（2个CRS端口）,CRS_PORT_4（4个CRS端口）。
二、创新方案
2.1原理介绍
2.1.1MIMO基础概念
现网一般采用双路由系统实现MIMO，从而到达提升速率的目的。
MIMO（MultipleInputMultipleOutput）即多收多发，指在发送端或接收端采用多天线进行数据传输并结合一定的信息处理技术来达到系统容量最大化，质量最优的技术的集合。
常用的MIMO有DL2*2MIMO。
MIMO是LTE系统的重要技术，理论计算表明，信道容量随发送端和接收端最小天线数目线性增长，所有MIMO模式下信道容量大于单天线模式下的信道容量。
MIMO能够更好的利用空间维度的资源、提高频谱效率，使信号在空间获得阵列增益、分集增益、复用增益和干扰抵消增益等，从而获得更大的系统容量、更广的覆盖和更高的用户速率。
◆阵列增益：
MIMO系统利用各天线上信号的相关性和噪声的非相关性，提高合并后信号的平均SINR而获得的性能增益。
◆分集增益：
MIMO系统对抗信道衰落对性能的影响，利用各天线上信号深衰落的不相关性，减少合并后信号的衰落幅度（即信噪比的方差）而获得性能增益。
◆复用增益：
在相同带宽，相同总发射功率的前提下，通过增加空间信道的维数（即增加天线数目）获得的吞吐量增益。
2.1.2MIMO技术分类
MIMO技术包含很多类别，根据是否利用空间信道信息可分为两类：
开环MIMO（发射端不利用信道信息）和闭环MIMO（发射端利用信道信息）。
根据同时传输的空间数据流个数（即RANK）可分为两类：
空间分集技术（RANK=1）和空间复用技术（RANK>=1）。
针对现网FDD站点，LTE的传输模式主要为：
MODE
传输模式
技术描述
应用场景
1
单天线传输
信息通过单天线进行发送
无法布放双通道室分系统的室内站
2
发射分集
同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立的信道进行发送
信道质量不好时，如小区边缘
3
开环空间复用
终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确定发射信号
信道质量高且空间独立性强时
4
闭环空间复用
需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处理以产生空间独立性
信道质量高且空间独立性强时,终端静止时性能好
针对现网FDD站点，主要使用TM3模式。
TM3模式时可以选择RANK1和RANK2任意一种，基站侧会根据UE上报的RI、空口的质量、UE能力等信息，进行RANK的选择。
对于UE测量显示的RSRP和上报的RI，与UE自身的芯片算法有关。
对于测量显示的两通道的RSRP，UE芯片一般直接显示与基站天线直连通道所测量的RSRP结果。
对于RI的上报，UE会对RANK1模式下的频谱效率与RANK2模式下的频谱效率进行比较，选取频谱效率较高的RI，作为上报方式。
因此，存在鸳鸯线的情况下，UE自身在RI选取上会按照RANK1的方式进行上报，从而影响基站侧对于RANK方式的判定。
2.1.3网管RANK2占比统计方法
网管Rank2比例低分为两种，一种Rank2比例为0，第二种Rank2比例偏低，网管Rank2双流占比统计定义：
RANK2比例 =（[下行闭环MIMORANK为2的PRB累加个数]+[下行开环MIMORANK为2的PRB累加个数]）/（[下行闭环MIMORANK为1的PRB累加个数]+[下行闭环MIMORANK为2的PRB累加个数]+[下行开环MIMORANK为1的PRB累加个数]+[下行开环MIMORANK为2的PRB累加个数]）*{100}
2.1.4影响RANK2比例低因素
◆参数配置
如果小区TxRxModer是1T1R模式的情况下，无法使用MIMO模式，UE无法进入发送分集或空间复用模式，正常情况下室内小区都采用1T1R配置，宏站配置2T2R或2T4R，如果室外宏站配置成1T1R或2个CRS接口仅打开1个，会导致Rank2比例为0-5%或仅有TM1模式，需要核查现场的参数配置问题。
◆告警核查
重点关注驻波比/射频硬件故障/发射通道增益异常/射频单元发送异常类等告警，如：
驻波告警引起CRS接口去使能告警未及时处理，均会导致RANK2比例低于20%。
轻微驻波告警会引起反向RSSI偏高，互调干扰，引起发信链路不平衡，会导致RANK2比正常值低。
◆多频天线极化方向连接错误
为了保证2路信号的低相关性，RRU设备2路TX/RX端口必须连接天线的一个+45度和一个-45度（即交叉极化）端口，但是由于多频天线包含多个端口。
以双频天线为例，共有4个端口，2个+45度、2个-45度馈线端口，容易导致RRU2个TX/RX端口馈线连接到天线同一个极化端口上，导致2路信号的相关性增加，影响Rank2比例，在工程中应绝对禁止RRU设备2个带TX的端口同时连接到4端口天线的两个同极化端口。
◆UE不平衡的影响（路测）
如果天线存在故障或内置角设置不一样，会导致两路信号不平衡现象严重（两路信号差值持续大于3db以上）导致进入空间模式的概率降低；此时，需要检查RRU连接的天线左右边内置角是否调整一致。
是否有单路驻波告警未处理
◆无线环境
小区覆盖的区域为湖面或信号受反射严重（玻璃、铁皮、建筑物），会影响到RANK2占比，RANK2占比低且CQI≥10和CQI≥7占比也低场景，重点要做好CQI的优化工作，减少用户处于覆盖重叠区和弱覆盖的区域，也能提升RANK2占比。
2.1.3双流比定义
双流比是指UE在双流传输状态下消耗的流量与UE消耗的总流量（包括单流和双流）的比例，这里的单流指的是数据流，即数据传输的一种形式，而“单"“双”是指有多少路数据在同时传输。
1）普通的单天线传输，数据流只有一路，所以是单流。
2）分集传输，虽然有多路数据在传输，但两路数据流传输的顺序不同、内容相同，所以对用户来讲还是单流，只是提高了数据传输的有效性。
3）MIMO空间复用利用多个天线同时传输不同的内容，对于用户来说相当于一次有多路数据流，即称为双流。
2.3参数介绍
1）归一化PDSCH功率偏置
含义：
该参数用于计算PDSCH相对于导频的功率偏置。
当参数配置为-1~6时，分别表示nomPDSCH-RS-EPRE-Offset取值-1~6。
该参数默认取值为0。
该参数仅适用于FDD及TDD。
对无线网络性能的影响：
该参数设置越大，部分终端单码字或双码字CQI上报值越大，Rank2比例越大；该参数设置越小，单码字或双码字CQI上报值越小，Rank2比例越低（如果不区分单双码字统计CQI,可能因为Rank比例改变，导致CQI统计结果没变化），该参数修改为非0值时，可能会导致CQI/Rank的上报值与下行信道质量不一致，下行MCS和误码发生变化，影响下行用户感知速率和小区吞吐率，“用户信令MCS增强开关”关闭时，该参数修改为非0值时，不影响掉话率、接入成功率、切换成功率。
“用户信令MCS增强开关”开启，该参数实际取值大于0时，对于信令面KPI可能会产生负面影响。
2）初始MIMO模式
含义：
该参数用于控制UE初始接入的MIMO模式，有两种可选值。
1）TM2：
初始接入MIMO模式固定为TM2。
2）ADAPTIVE：
取决于MimoAdaptiveSwitch和FixedMimoMode的取值。
当MimoAdaptiveSwitch取值为NO_ADAPTIVE时，初始MIMO模式为FixedMimoMode配置值；当MimoAdaptiveSwitch取值为OL_ADAPTIVE或OC_ADAPTIVE时，初始MIMO模式为TM3；当MimoAdaptiveSwitch取值为CL_ADAPTIVE时，初始MIMO模式为TM4。
该参数仅适用于FDD及TDD。
对无线网络性能的影响：
1）该参数配置为TM2时，相比ADAPTIVE而言，初始接入用户增加一次MIMO模式重配置流程，恶化掉话率，若网络侧选择相对保守的PDCCH聚合级别，则会提升接入成功率，但因为只能传输单个数据流，下行吞吐率会降低。
2）该参数取值为ADAPTIVE时，相比TM2而言，初始接入用户减少一次MIMO模式重配置流程，降低掉话率，用户接入后可以传输一个或多个数据流，从而提升下行吞吐率，但若网络侧选择相对激进的PDCCH聚合级别，则会降低接入成功率。
2.4方案实施情况
本方案主要通过修改小区级参考信号端口数和归一化PDSCH功率偏置以及SRI虚警门限开关等参数达到提升平均CQI和RANK2占比的目的。
MODCELL:
LOCALCELLID=**,CrsPortNum=CRS_PORT_2{**}
MODCELLDLPCPDSCHPA:
LOCALCELLID=**,NOMPDSCHRSEPREOFFSET=6;
MODCELLMIMOPARACFG:
LOCALCELLID=**,MIMOADAPTIVESWITCH=CL_ADAPTIVE;
MODCELLALGOSWITCH:
LOCALCELLID=**,DLSCHSWITCH=FreqSelSwitch-1;
MODCELLALGOSWITCH:
LOCALCELLID=**,DETECTIONALGOSWITCH=CqiReliableSwitch-1;
MODCELLCQIADAPTIVECFG:
LOCALCELLID=**,CQIPERIODADAPTIVE=OFF,USERCQIPERIOD=ms80;
MODCELLCQIADAPTIVECFG:
LOCALCELLID=**,CQIPERIODADAPTIVE=OFF,USERCQIPERIOD=ms80;
MODCELLULSCHALGO:
LOCALCELLID=**,SRIFALSEDETTHDSWITCH=ON;
MODCELLCOUNTERPARAGROUP:
LOCALCELLID=**,UEABNORMALJUDGETHD=10;
2.4验证情况
参数优化后，该批次小区RANK2比例由0%提升至50.91%，效果明显。
序列
小区名称
RANK2比例
1
电白羊角旧营_FRRU1-0
57.10%
2
电白小良镇_LFRRU2-1
63.00%
3
信宜西塘_FRRU1-0
39.96%
4
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
52.76%
5
电白旦场清福石井村_FRRU2-1
46.60%
6
电白电城前岚村_FRRU3-2
36.18%
7
电白马踏长山村_FRRU2-1
68.12%
8
电白七迳下靖村_FRRU3-2
42.09%
9
信宜丁堡铁炉分水坳_FRRU3-2
49.03%
10
电白区观珠镇农信社_FRRU3-2
67.85%
11
信宜白石_FRRU3-2
29.85%
12
电白博贺邮政_FRRU1-0
51.76%
13
信宜西塘_FRRU1-0
57.54%
三、经验总结
4G双流比对MIMO的性能会做出直接和准确的反映，MIMO是4G与2G/3G覆盖最关键的区别，是决定4G网络速率的重要内容，也是体现其优势的根本因素，能够有效提升用户对4G网络的体验度，对于双流比存在的问题，要及时准确定位和分析，并且采取有效的方式对双流比异常加以解决，实现4G双流比的优化，促进网络传输效率的提升。
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