5G优化案例5G NR下行速率优化提升思路及案例.docx
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5G优化案例5GNR下行速率优化提升思路及案例
5GNR下行速率优化提升思路及案例
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电信5GNR下行速率优化提升思路及案例
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【摘要】5GNR系统在LTE原有技术的基础上，采用了一些新的技术和架构。
在多址方式上，NR继承了LTE的OFDMA和SC-FDMA，并且继承了LTE的多天线技术，MIMO流数比LTE更多。
调制方式上，支持根据空口质量自适应选择QPSK、16QAM、64QAM和256M等调制方式。
NR理论吞吐率计算与带宽、调制方式、MIMO模式及具体参数配置有关。
从MAC层的TBS选择来看，100M带宽时单用户UE最大可以使用273RB，256QAM，27阶，4流单码字平均约为TBS=112000，TTI=0.5ms，按照4：
1子帧配比，则每秒中传输的bit数约为112000*8*1600，约为1.4Gbps。
实际峰值除了与上述等因素有关外，还与UE能力有关，不同UE能力下的下行和上行最大吞吐量。
【关键字】峰值速率参数优化测试优化案例
【业务类别】本案例主要是通过探究5GNR下行峰值速率优化整体思路及解决方案，通过个别案例参数调整，达到了改善下行速率的目的。
一、路测速率定位总体思路
峰值速率测试流程主要有如下四个步骤：
ØStep1：
峰值速率调测准备及基础排查
ØStep2：
无线参数优化
ØStep3：
空口性能优化
ØStep4：
TCP性能优化
下行速率优化思路：
二、路测下行速率优化措施
2.1无线参数优化：
Ø基站修改MIMO模式，适用于4T4R小区：
MODNRDUCELLPDSCH:
NrDuCellId=0,MaxMimoLayerNum=LAYER_4;
Ø打开下行256QAM：
MODNRDUCELLALGOSWITCH:
NrDuCellId=0,Dl256QamSwitch=ON;
Ø打开TRS/CSI-RS/SSBRateMatch开关：
MODNRDUCELLPDSCH:
NrDuCellId=0,RateMatchSwitch=SSB_RATEMATCH_SW-1&CSIRS_RATEMATCH_SW-1&TRS_RATEMATCH_SW-1;
ØPDCCH占用1个符号：
MODNRDUCELLPDCCH:
NrDuCellId=0,OccupiedSymbolNum=1SYM;
ØDMRSType2单符号：
MODNRDUCELLPDSCH:
NrDuCellId=0,DlDmrsConfigType=TYPE2,DlDmrsMaxLength=1SYMBOL;
Ø无附加导频：
MODNRDUCELLPDSCH:
NrDuCellId=0,DlAdditionalDmrsPos=NOT_CONFIG;
ØPMI权：
MODNRDUCELLPDSCH:
NrDuCellId=0,FixedWeightType=PMI_WEIGHT;
ØTRS周期：
40ms，CSI周期：
20ms：
MODNRDUCELLCSIRS:
NrDuCellId=0,TrsPeriod=MS40,CsiPeriod=SLOT20;
Ø子帧配比：
MODNRDUCELL:
NrDuCellId=0,DuplexMode=CELL_TDD,
FrequencyBand=N77,SubcarrierSpacing=30KHZ,SlotAssignment=4_1_DDDSU,SlotStructure=SS2;
Ø压缩比2:
1：
MODNRDUCELLTRP:
NrDuCellTrpId=0,
CpriCompression=2_COMPRESSION,BranchCpriCompression=2_COMPRESSION;
Ø配置发射功率21：
0MODNRDUCELLTRP:
NrDuCellTrpId=0,MaxTransmitPower=210;
Ø修改QCI9对应的NRCELL小区RLC模式为AM/UM模式，与LTE侧保持一致，否则无法接入：
MODNRCELLQCIBEARER:
NrCellId=0,Qci=9,RlcMode=AM;
Ø修改对应PDCP参数组中的PDCP序列号长度为18bit，与LTE侧保持一致，否则无法接入：
MODGNBPDCPPARAMGROUP:
PdcpParamGroupId=5,DlPdcpSnSize=BITS18,UlPdcpSnSize=BITS18;
ØNSA组网，PDCP窗口推荐设置为18bits，AM模式（AM模式有数据包的确认机制，速率会比UM模式更稳定）：
MODRLCPDCPPARAGROUP:
RlcPdcpParaGroupId=5,RlcMode=RlcMode_AM,AmPdcpSnSize=AmPdcpSnsize_18bits;
2.2空口覆盖及资源优化下行速率分析方法
5G下行单用户（2T4R）峰值达成条件：
RANK稳定在4流，MCS稳定在27阶（256QAM），无误码，且DLGrant次数稳定在1600次（商用4:
1配置），100M带宽下行可调度RB数为265个左右（100M最大273RB）。
1）空口信道质量是影响速率最明显的因素，可以通过RSRP、SINR、MCS、BLER、RANK等指标来衡量。
常见的空口信道质量有如下问题：
MCS低问题
IBLER高问题
RANK调度问题
2）资源调度问题可分为RB不足或Grant不足。
资源调度不足也可以通过基站UDP灌包的方法隔离定界是TCP问题还是空口问题。
MCS低阶：
峰值测试中如果要使得实际峰值接近理论峰值，则一般CSIRSRP在-75dBm以上，DMRSSINR在30dB以上。
以此保证MCS都集中在27阶，且IBLER接近0%（IBLER为x%，则损失x%的吞吐率）。
在OMT工具的DownlinkRSRP、DRSSINR视图观察RSRP（CSIRSRP）和SINR（DMRSSINR）信息：
在OMT工具的DownlinkMCS视图观察MCS信息：
SINR差是导致MCS低的直接原因，通常可以通过测试选点方式，选择SINR高于30dB的点进行测试。
如果始终不能获取高SINR测试点则考虑如下几个原因：
1.NR系统内邻区干扰影响
在OMT工具的小区测量视图观察服务小区和邻区的RSRP情况，服务小区的SINR要达到
30dB以上，要求不能检测到邻区信号或者邻区的RSRP比服务小区RSRP低10dB以上。
如果测试中发现有邻区信号同时邻区信号较强，为了满足演示测试要求，可以通过关闭邻小区或者降低邻小区的发射功率的方式来提升SINR。
2.外部干扰影响
在排除NR系统内邻区干扰等因素后，如果仍不能获取到高SINR点，则需要考虑外部干扰的影响，可以通过扫频仪器进行测试，排除外部干扰源。
3.RSRP过高的影响
在峰值测试中，虽然要求测试地点的RSRP与SINR要尽可能的好，但是也并不是说RSRP就没有了限制。
通常我们规定的“近点”的RSRP要在-80dBm以上，但也不要超过-65dBm。
这是因为终端接收到的功率过高的话会引起接收器件的削波，导致下行SINR降低，反而只会使得速率下降。
如果在SINR较好、误码收敛的情况下，MCS仍然较差，则有可能是MCS选阶算法的问题。
IBLER高问题：
定点峰值测试过程中，要求BLER尽可能接近0，外场移动性测试一般收敛在10%。
在OMT上的LFBLER视图可以观察IBLER信息。
IBLER高排查思路和MCS低问题类似，重点关注空口的变化，如果SINR异常，包括陡降、波动等，则说明误码的原因是信道条件的不稳定；
如果SINR正常，则说明当前系统无线条件稳定，高误码可能是MCS选阶算法有问题，MCS选阶太高导致误码不收敛。
如下图所示，在BLER不为0的情况下，物理层流量和MAC层流量可能会有较大差异。
原因是物理层流量仅仅是通过物理层的数据量，而不是有效的数据量，当码率不同时，真正解调出来的MAC数据量和物理层数据量是有差别的，而且CRC错时物理层有流量但是MAC层是没有流量统计的。
我们实际关心的是MAC层流量，也就是经过物理层传输的能够解调正确的有效数据量。
RANK低问题:
下行单用户最大支持2T4R的天线硬件配置模式，OMT或者Probe工具可以观察TUE终端
RANK调度的情况；
在OMT工具的LFDLMIMO视图可以观察RANK调度信息：
Rank值不符合预期需要查看UE能力支持的天线数、Probe可以查看UE上报的Rank值，如下图所示CQI14~15，MCS大部分在27，但是RANK一直在Rank2。
首先检查配置，查看CSI-RS类型及下行DMRStype类型、占用符号数及附加导频个数，这3
个参数决定能使用的端口数及应用场景。
其次查看一下CSI-RSRP信号质量，如下图所示，RSRP还是比较好的，说明不是覆盖差导致。
如果是移动性场景，看看RANK低的点是否在LTE切换或者NR小区变更区域，进行切换性能优化，如是否存在频繁切换，通过优化切换参数来解决。
如果室内空旷，则有可能因为空旷缺少反射无法提供多径的信号反射。
配置为Rank2和Rank3，
并且比较吞吐量效果。
如果Rank3的吞吐量比Rank2还低，则说明当前的空间信道不能支持
Rank3。
打桩成rank2会更稳定
MODNRDUCELLRSVDPARAM:
NrDuCellId=3,RsvdU8Param67=2;
CPE的RB自适应，RANK2或者2T2R时可以调度更多RB
MODNRDUCELLRSVDOPTPARAM:
NrDuCellId=3,ParamId=164,Param1=3;
资源调度不足问题:
Probe中能看到Dlgrant（每秒钟下行调度次数）和每秒钟平均RB个数，如下图所示，在峰值速率高时，下行是满调度的，Dlgrant为1600，每秒钟平均RB个数是265左右。
出现Dlgrant不足时，可以后台跟踪小区在线用户数，分析是否有背景用户如下图
另一方面，可以查看一下CSI-RSRP，是否是覆盖比较差导致DCI漏检，可以检查配置查看PDCCH聚合级别，提示聚合级别（NRLoCellRsvdParam.RsvdU8Param7=3）。
出现RB使用不足时，Probe跟踪可以看到各个频域位置RB使用情况，如下图
同样可以跟踪小区在线用户数分析是否有背景用户，RB调度不足深入的分析联系研发分析。
传输带宽受限：
如果灌包服务器灌包到达基站端口速率不足，则原因多是由于链路中间某个环节传输带宽不够造成的，排查思路如下：
1、检查传输链路带宽设置，确保整个链路中的所有网元及接口全部为千兆级，包括但不限于服务器网口、组网中的全部交换机、路由设备，速率协商模式设为自协商;
2、若传输侧有用微波等其它介质来传输数据，需要与传输人员或客户咨询确认，保证其传输带宽大于峰值；
如果是从服务器下行iperf灌包，使用传输端口性能跟踪，可以查看到基站的流量是否稳定，来水量是否足够。
使用DSPETHPORT命令查看基站的传输端口速率
开户AMBR受限：
SA组网时进行NG接口跟踪，查看NR用户接入时的NGAP_INIT_CONTEXT_SETUP_REQ消息，AMBR需要大于峰值。
如果不对需要重新开户。
2.NSA组网时进行LTE的S1接口跟踪，查看NSA用户接入时的IntialContextSetupRequest
消息，AMBR需要大于峰值。
如果不对需要重新开户。
2.3TCP性能优化网卡性能优化
选择需要优化的网卡，右键一一＞属性一一＞配置一一＞高级／链路速率
三、典型案例
3.1问题描述
XX电信综合楼5G室分开通，在对XX电信综合楼营业厅_NR_0进行接入优化后，在信号强度很好且无干扰的无线环境下，上传/下载速率相对较低，核查终端多线程连接均无问题，换其他FTP服务器后进行速率测试，总体速率仍较低，多次测试后，下载速率平均470Mbps左右。
3.2问题分析
影响速率主要有以下四个方面：
（1）测试终端：
终端若存在异常配置达不到标准速率值要求，或终端存在其他应用做数据业务均会影响测试时速率，从而导致终端做speedtest测试时速率存在问题。
（2）核心网/服务器/传输：
若核心网、服务器端存在端口或协议速率限制与传输侧存在告警与通道问题，均会对速率造成严重影响。
（3）无线环境：
若小区无线环境恶劣，如：
存在干扰、弱覆盖等对速率将造成最直观的影响，尤其是干扰导致SS-SINR低问题。
（4）基站参数问题：
以上三个方面若均无问题，需从基站参数侧（包含4G锚点侧参数）进行排查分析，首先应对基础参数配置进行核查，再对影响速率参数与上下调度参数进行核查分析，参数设置不合理将对速率造成直接影响。
根据以上优化思路，在对测试终端、核心网/服务器/传输、无线环境进行核查后，均未发现
问题：
1、站点状态正常，无告警，后台从基站侧对SGW进行Ping包，未出现丢包；
2、更换服务器后，速率无明显提升，核查服务器侧配置、利用率、丢包等情况均无问题；
3、对营业厅5G覆盖区域进行对比测试发现，问题一致，都无法到达峰值速率，核查测试卡限制速率为2Gbps，排除测试卡限速问题；
4、核查参数时，发现小区部分峰值速率脚本未实施，下行256QAM开关未开启，开启后下行可以使用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。
5、后台开启下行256QAM开关，通知现场人员重新测试验证。
3.3效果验证
通过对参数进行调整后，在XX电信综合楼营业厅_NR_0小区进行速率复测发现，相比优化前，下行速率由470Mbps左右提升至913Mbps，速率有明显提升。
3.4经验总结
用手机做speedtest测试、演示速率是一种比较常用的方式，在手机、传输、核心网无明显瓶颈限制的情况下，一般是无法找到理想的多径环境导致速率无法达到或者比较接近峰值的情况，但是在实际网络中找到理想的测试点是比较困难的事情，受限会比较明显。
通过终端侧log可以做出初步的定界定位，充分利用已有log判断出处理问题方向：
1、调度：
是否满调度（1600），如8:
2场景，如果DLGrand达到1600，证明上游来水正常，传输、核心网侧问题可以排除，重点分析无线空口侧问题；反之，则要多点抓包逐步排查；
2、MCS：
体现无线环境，重点关注覆盖质量和多径环境。
256QAM最高可以达到27,64QAM
可以达到28，如果需要达到1G，MCS需要达到20以上；
3、RANK：
体现无线环境，重点关注覆盖质量和多径环境。
对于mate20X，为了达到1Gps
速率，RANK需要达到4；
4、总RB占用数量：
无线空口资源，对于100M，可用RB数是267（总共273个，其中SSB占用6个），峰值测试时是能全部占用；
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