LTE路测数据业务中常见问题的分析及定位.docx
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LTE路测数据业务中常见问题的分析及定位
TD-LTE路测数据业务中的常见问题分析及定位
1概念和基本原理
1.1.随机接入的基本概念
（1）用户Attach流程：
图1用户接入流程
（2）随机接入流程介绍
随机接入过程的发生有以下五种场景：
1、从空闲态转到连接态的初始接入；
2、无线链接失败后的接入；
3、切换过程中的接入；
4、当UE处于连接态时下行数据到达时因为某些原因需要随机接入，如上行失步时有下行数据到达；
5、当UE处于连接态时上行数据到达时因为某些原因需要随机接入，如上行失步时有上行数据到达；
随机接入分为竞争接入与非竞争接入两种，其中竞争随机接入适用于上述1、2、5三种场景，而非竞争随机接入适用于3、4两种场景。
随机接入基本流程如下：
图1图2随机接入流程图（左：
基于竞争的随机接入右：
基于非竞争的随机接入）
1.2.接入失败的常见原因：
基站侧问题（如：
单板故障、小区不可用、IPPATH配置错误等）；
无线侧参数配置问题（如：
PRACH参数配置不合理等）；
信道环境影响（如：
干扰、弱覆盖等）；
核心网侧配置问题（如：
TAL-TAC漏配、错配）；
2掉话分类定义
2.1.1.路测数据中掉话定义
在华为Probe侧对于掉话（ERABAbnormalRelease）的定义：
UE没有收到DeactivateEpsBearerContextRequest消息，但收到RRCRelease或RRCConnectionReconfiguration消息，则表示ERAB异常释放。
2.2.常见掉话原因
2.2.1.邻区错/漏配
通常，网络建设初期优化过程掉话占大多数是由于邻区错/漏配导致的。
对于LTE网络内同频邻区，通常采用以下的办法来确认是否为同频邻区漏配：
方法一：
如果掉话后UE马上重新接入，且UE重新接入的PCI与UE掉话时的PCI不一致，则可以怀疑是邻区错/漏配问题，可以通过测量控制进一步进行确认（从掉话位置的消息开始往前找，找到最近一条同频测量控制消息，检查该测量控制消息的邻区列表）。
方法二：
在网络侧，观察eNodeB在收到UE上报的测量报告后如果没有处理，且同时X2口没有往目标小区发送HANDOVER_REQUEST，则可以怀疑是邻小区漏配。
（该方法只适用于异站切换，同站切换没有X2口交互）。
邻区漏配导致的掉话也包括异频邻区漏配和异系统邻区漏配。
异频邻区漏配的确认方法和同频几乎相同，主要是掉话发生的时候，UE没有测量或者上报异频邻区，而UE掉话后重新驻留到异频邻区上。
异系统邻区漏配表现为UE在LTE网络掉话，掉话后UE重新选网驻留到异系统网络，且从信号质量来看，异系统网络的质量很好。
定位邻小区错/漏配的方法可通过UE的Scanner功能进行扫频，观察是否有更强的的且不在邻小区列表中的小区。
邻小区错/漏配需要结合工参、电子地图等信息进行优化。
2.2.2.弱覆盖
这里所说的弱覆盖是超出了链路预算获得的最大路损得到的下行及上行的覆盖，由于上下行支持的最大路损不一致，通常在LTE中上行较之于下行先受限，故在这里提到的弱覆盖将分为上行弱覆盖及下行弱覆盖。
按照当前V100R004C00及以后版本的商用网典型配置来看，下行PDSCH导频配置的是15.2dBm（2T2R配置），上行UE最大发射功率为23dBm。
在链路预算过程中链路预算的结果和场景、链路预算的边缘吞吐率、接收机灵敏度等的配置强相关。
相关链路预算结果如下表所示：
表1链路预算结果
Scenario
PDSCH
PUSCH
EdgeRate（Kbps）
1024
64
Morphology
DenseUrban
DenseUrban
ChannelModel
ETU3
ETU3
Sectorization
3Sector
3Sector
SystemBandwidth（MHz）
20
20
EdgeMCS
QPSK0.12
QPSK0.13
AntennaConfiguration
2x2SFBC
1x2
Environment
Indoor
Indoor
ResourceBlock
PDSCH
PUSCH
TotalRBNumber
100
84
RBNumberRequired
39
3
Tx
PDSCH
PUSCH
MaxTxPower（dBm）
46.01
23.00
CableLoss（dB）
0.5
0
BodyLoss（dB）
0
0
AntennaGain（dBi）
18
0
EIRP（dBm）
32.72
7.44
Rx
PDSCH
PUSCH
AntennaGain（dBi）
0
18
CableLoss（dB）
0
0.5
BodyLoss（dB）
0
0
NoiseFigure（dB）
7
2.5
InterferenceMargin（dB）
1.40
1.40
SINR（dB）
-5.10
-4.03
ReceiverSensitivity（dBm）
-130.34
-133.76
MinimumSignalLevel（dBm）
-128.95
-149.86
MAPL
PDSCH
PUSCH
PenetrationLoss（dB）
20
20
StdDevofSlowFading（dB）
11.7
11.7
AreaCoverageProbability
95%
95%
ShadowFadingMargin（dB）
10.86
10.86
MAPL（dB）
130.80
126.44
CellCoverage
PDSCH
PUSCH
UEAntennaHeight（m）
1.5
1.5
eNBAntennaHeight（m）
30
30
CarrierFrequency（MHz）
2655
2535
PropagationModel
Cost231-HataHuawei
Cost231-HataHuawei
Coverage（Km）
0.40
0.31
从上表可见，该场景下（下行边缘吞吐率为1024k，最少39个RB）下行支持的最大路损为130.8dB，则按照导频是18.2dBm来计算的话，下行支持的最小RSRP为18.2-130.8=-112.6，若低于该电平值，则可以认为下行存在弱覆盖。
而该场景（上行边缘吞吐率64k，最少3个RB）上行支持的最大路损为126.44dB，则上行支持的最小RSRP为23-126.44=-103.44dBm，若上行低于该值，则就认为上行存在弱覆盖。
只要是上行或者下行其中一个存在弱覆盖，则就有导致掉话发生的可能。
弱覆盖问题需要结合实际路测情况及工参进行调整优化。
2.2.3.切换导致的掉话
在LTE系统中，在时间轴上，可将切换分为如下3类：
过早切换、过晚切换及乒乓切换。
由于重建的引入，通常过早切换能重建回原小区，故不会引发掉话，而过晚切换及乒乓切换易导致掉话。
从信号变化趋势上来看，过晚切换主要有以下现象：
1）拐角效应：
源小区RSPR/SINR陡降，目标小区RSRP/SINR陡升（即突然出现在邻小区列表中就是很高的值）；
2）针尖效应：
源小区RSPR/SINR快速下降后一段时间后上升，目标小区出现短时间的陡升后立即陡降。
因为切换过晚时容易发生目标小区没有UE的上下文，由于eRAN2.2SPC230之前的版本尚未实现无上下文的重建，故易造成重建失败，最终导致掉话。
之后的版本在多数场景下可以无上下文重建成功，如果该现象仍有发生，需要具体问题再具体分析。
从信令流程上看，一般在掉话前UE上报了邻区的A3测量报告，eNodeB也收到了测量报告，并下发了切换命令，但是UE侧收不到，此时如果目标小区能有UE的上下文且能重建成功，可以不掉话。
乒乓切换在信号变化趋势上有如下表现：
1）主服务小区变化快：
2个或者多个小区交替成为主服务小区，主服务小区具有较好的RSRP和SINR且每个小区成为主导小区的时间很短；
2）无最优小区：
存在多个小区，RSRP正常而且相互之间差别不大，每个小区的SINR都很差。
从信令流程上看，一般可以看到UE刚刚完成一次切换后就有新的测量报告上报，并发起另一次切换，由于切换后还有较多的重配置消息下发（CQI上报模式、sounding等），在乒乓区域易导致这些命令超时失败引起掉话。
解决切换过晚导致的掉话问题，可以通过调整天线位置，修改切换参数或者配置CIO使目标小区能够提前发生切换；解决乒乓切换带来的掉话问题，主要通过调整天线位置改善RF，使得该区域能有一个稳定的最优小区。
2.2.4.干扰引起的掉话
通常干扰分为上行干扰及下行干扰，系统内干扰及外来干扰。
不论哪种类型的干扰都会导致掉话。
通常，对于下行，当服务小区的RSRP高于-90，但是SINR低于-6，基本上可以认为是下行干扰的问题（当邻小区错/漏配或切换不及时的时候，也可能出现服务小区RSRP信号很好，但SINR很差的情况）；下行的干扰通常是指导频污染，指覆盖地区存在3个以上的小区满足切换条件，由于信号的波动常常出现频繁小区重选或者乒乓切换，可能会导致掉话。
通常在没有干扰的情况下，上下行是平衡的，而当下行存在干扰时，会体现在下行受限，上行不受限；而存在上行干扰时，则是上行受限但下行不受限。
2.2.5.流程交互失败
一些需要信令交互的流程，如CQI上报周期、MIMO模式、SRS、ANR流程等，这些流程往往常常会由于无线环境的原因，eNodeB与终端侧兼容方面的原因或者UE本身的问题导致流程失败，最后导致掉话。
这类问题需要针对特定的流程进行分析，特殊情况特殊处理，没有一般性的处理方法。
2.2.6.异常分析
传输问题（S1、X2口复位、闪断等）
eNB故障（单板复位、射频通道故障等）
UE故障等（UE死机、发热、版本缺点等）
在排除了以上的原因之后，其他的掉话一般需要怀疑是否是设备存在问题，需要通过查看设备的日志文件，告警信息等进一步来分析掉话原因。
比如：
eNodeB基带板内存泄露导致在发起小区资源核查时释放用户导致掉话；
比如：
友商核心网重启导致的eRAB异常释放。
还有在路测过程中易引起路测终端过热/死机，或者连线脱落/掉电导致的掉话。
3切换失败原因分析：
3.1.切换失败的定义：
切换失败通常是指切换的信令流程交互失败，关注点在信令的交互，只有在信令交互出现丢失或信令处理结果失败才会失败。
其中信令丢失是指信令在传输过程中出错或不能到达对端，信令处理结果失败是指终端或网络侧在处理信令时出现异常导致流程不能正常进行（例如切换时资源不足）。
信令传输失败又可根据信令传输媒介的不同可分为无线传输失败和有线传输失败，其中X2、S1接口的传输通常为有线传输，UU口为无线传输。
其中有线传输失败的概率较小，无线传输失败的概率较大，特别是信号质量较差的切换区。
3.2.切换相关信令分析：
打开MeasurementReport后面的RRCConnectionReconfiguration消息，存在targetPhysCellId信元的RRCConnectionReconfiguration消息即是切换命令，如下图所示：
图1切换命令消息确认
3.3.分析方法对应表
切换失败分类
定位方法
信道质量1
通过Probe观察RSRP、SINR、IBLER、DL/UL_Grant等；LMT用户性能跟踪，分析上/下行信道质量
网优问题2
结合网络规划，分析是否有越区覆盖情况，调整电倾角；cluster边界邻区关系配置；是否有PCI冲突、导频污染，调整PCI、功率、RF、CIO等参数
配置问题3
MML查看是否有邻区漏配或错配；X2相关配置；随机接入相关配置（Ncs_Index）；TAC-TAL漏配或配错、鉴权开关
传输问题4
查看告警，是否有链路闪断；传输是否稳定（Ping包）。
该问题概率性出现，很难抓取log定位
产品问题5
无线侧、核心网侧产品Bug可能造成切换概率性失败；功能不完善也可能造成切换性能降低。
需要研发协助定位。
3.4.UU接口信令异常（感兴趣的可后期参考研究）
对于切换流程，在UU接口只有三条信令：
测量报告（MEASUREMENTREPORT）、切换命令（RRCCONNRECFG）、切换完成（RRCRECFGCMP）。
但有时在定位切换后立即掉话或重建问题时，也关注切换后的第一次重配置信令（RRCCONNRECFG）交互，严格说，切换后的重配置消息已经与切换流程没有关系，且此消息不可预期。
UU接口信令异常的常见原因有：
1）测量报告丢失，可能的原因主要有：
UE上发测量报告的ULGRANT没有收到，下行PDCCH受限；
UE上发的测量报告，eNB没有收到（或收到但CRC错），上行PUSCH受限；
UE内部层间丢失，例如L3把测量报告给L2发送时，L2处理失败；
2）切换命令丢失，可能的原因主要有：
eNB因为在切换内部流程处理（如邻区漏配、资源不够等）出错，没有下发切换命令；
UE下行PDCCH解析失败，下行PDCCH受限；
UE下行PDSCH解析失败，下行PDSCH受限；
3）切换完成信令丢失，可能的原因主要有：
UE在目标小区的PREAMBLE，eNB没有收到，上行PRACH受限；
UE下行接收RAR失败，下行PDSCH受限；
UE上发切换完成，eNB没有收到，上行PUSCH受限；
UU口的传输为无线传输，其信道质量可以分为上、下行来分析。
如果终端侧能够捕获RSRP、切换信令流程中UU口消息交互、SINR、IBLER、DL/UL_Grant等信息，并配合网络侧的信令跟踪，大多情况都可以判断上、下行的问题。
信道质量的观察量通常有下面几个：
RSRP：
RSRP为下行导频接收功率。
尽管导频与数据域的信道质量有一定差异，通过导频
RSRP、SINR可以大致了解数据信道状况。
一般RSRP>-85dBm，用户位于近点；RSRP=-95dBm，用户位于中点；RSRP<-105dBm，用户位于远点。
判断用户近、中、远点并不能完全判断用户的信道质量，尤其在加载场景下，有可能中点、近点用户的信道质量仍然不理想（当邻区RSRP与服务小区RSRP较接近时，干扰较大），需要依据其它指标来判断信道质量。
SINR：
SINR为下行导频SINR。
通过导频SINR可以大致了解数据信道状况。
如果SINR<0dB
说明下行信道质量较差，当SINR<-3dB说明下行信道质量恶劣，处于解调门限附近，容易
造成切换信令丢失，导致切换失败。
上行SINR可以通过LMT用户性能跟踪获得。
IBLER：
正常情况下，IBLER应该收敛到目标值（目标值为10%，当信道质量很好时IBLER
接近或等于0%）；如果IBLER偏高说明信道质量较差，数据误码较多，很容易造成掉话、切换失败、或者切换大时延。
下行IBLER可以从probe中获得，而上行IBLER通过LMT用户
性能跟踪获得的数据较之probe准确。
PDCCHDL：
从DL_Grant可以得知UE正确解调PDCCH的个数。
当上/下行数据源足够（如
上/下行UDP最大能力灌包）时，eNB每个TTI均调度用户，PDCCH个数为800（sa3:
1下）。
若DL_Grant＝800，说明PDCCH解调正常，信道质量正常；若DL_Grant偏低，说明PDCCH
解调有错，信道质量可能比较差。
在判断上、下行信道质量时，有时不能完全以L3上下行信令是否丢失来判断。
例如，下行信道质量差不仅会影响下行信令的解调，下行PDCCH解调错误也会影响上行调度，造成上行信令丢失。
信道质量问题通常是因为弱覆盖或干扰引起。
对于空口问题定位，需要把问题定位到覆盖（弱覆盖、越区覆盖等）、干扰、邻区漏配、切换不及时等几类，再采用相应的解决措施解决问题。
3.5.X2接口信令异常
对于切换流程，只有经过X2的站间切换在X2口有切换流程的信令：
在X2接口通常情况下有如下4条信令：
切换请求（HANDOVERREQUEST）、切换响应（HANDOVERREQUESTACK）、SN状态转发（SNSTATUSTRANSFER）、UE上下文释放（UECONTESTRELEASE）
X2接口信令异常的常见原因有：
1）切换请求丢失，可能的原因主要有：
eNB内部处理测量报告异常，如邻区漏配、内部模块处理失败；
X2口传输异常，如传输丢包；
2）切换响应丢失，可能的原因主要有：
源小区内部异常，源小区在目标小区回切换响应之前，向目标小区在X2口发Handovercancel信令；
目标小区切换准备异常，这时通常会在X2口出现handoverpreparationfailure信令；
X2口传输异常，如传输丢包；
3）SN状态前转信令丢失，可能的原因主要有：
X2口传输异常，如传输丢包；
源小区内部错；
4）UE上下文释放信令丢失，可能的原因主要有：
X2口传输异常，如传输丢包；
目标小区收到切换完成后内部处理错，导致没有进行S1PATH切换；
S1PATH切换失败；
对于X2口消息交互出现异常，通常是传输失败或基站内部处理出错，而基站内部处理出错的概率较小，切换信令流程中X2口消息交互传输失败的可能性较大，但比较难以定位，需要在传输的两端抓包确认。
3.6.S1接口信令异常
对于切换流程，只要是跨eNB切换，不管是经S1切换还是经X2切换，在S1口均有信令交互：
在经X2接口切换时，S1接口仅有两条信令：
S1APPATHSWITCHREQ、S1APPATHSWITCHREQACK；在经S1接口切换时，S1接口信令会在源eNB和目标eNB有较多的交互。
4吞吐量低
4.1.根据协议，UECategory可以分为5种：
UECategory
下行最大bit数/TTI
单码字下行最大bit数/TTI
下行空分复用支持的最大Rank
Category1
10296
10296
1
Category2
51024
51024
2
Category3
102048
75376
2
Category4
150752
75376
2
Category5
299552
149776
4
UECategory1只能调度单码字，27阶，最大只能调度16RB，最大10Kbps/TTI；
UECategory2双码字（重传+初传），27阶，最大只能调度40RB；单码字、27阶、最大只能调度79RB；最大50Kbps/TTI；
UECategory3双码字（重传+初传），27阶，最大只能调度80RB，最大100Kbps/TTI；
UECategory4和5不会对下行单小区单用户峰值有限制；
目前商用终端中大多数是cat3终端，华为MIFI是cat4，华为TUE是cat5终端。
特殊子帧配比7下行理论峰值（Mbps）
UE能力
Cat1
Cat2
Cat3
Cat4
Cat5
带宽
10M
20M
10M
20M
10M
20M
10M
20M
10M
20M
配比0
4.118
4.118
20.365
20.365
25.629
39.165
25.629
52.173
25.629
52.173
配比1
6.178
6.178
30.547
30.547
40.307
59.574
40.307
82.323
40.307
82.323
配比2
8.237
8.237
40.73
40.73
54.986
79.984
54.986
112.474
54.986
112.474
配比5
9.266
9.266
45.82
45.82
64.189
91.016
64.189
131.613
64.189
131.613
特殊子帧配比5下行理论峰值（Mbps）
UE能力
Cat1
Cat2
Cat3
Cat4
Cat5
带宽
10M
20M
10M
20M
10M
20M
10M
20M
10M
20M
配比0
2.059
2.059
10.182
10.182
14.678
20.41
14.678
30.150
14.678
30.150
配比1
4.118
4.118
20.365
20.365
29.357
40.819
29.356
60.301
29.356
60.301
配比2
6.178
6.178
30.547
30.547
44.035
61.229
44.036
90.451
44.036
90.451
配比5
8.237
8.237
40.73
40.73
58.714
81.638
58.714
120.602
58.714
120.602
4.2.下行吞吐量低问题分析切入点：
下行吞吐量低主要从以下方面入手分析：
RSRP及SINR（信道条件）、DL_Grant（下行调度RB数）、基站故障、终端异常或能力低、BLER
（1）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越低；如果AVGSINR过低，则干扰信号强度较有用信号越大，主要原因在PCI冲突、导频污染、业务信道干扰；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；
（2）判断用户的RB数和DLGrant是否调度充足，如果不充足，首先判断上层数据源是否充足，若不足，换服务器或多线程测试；
（3）检查基站是否存在硬件告警、传输是否高丢包率、是否有RRU通道服务能力告警、天线是否为单发单收天线等；
（4）UE故障（UE死机、发热、版本缺点等）、数据卡是否欠费或限速；
（5）如果DLGrant和RB数都是调度充足的场景下，判断IBLER是否收敛到目标值。
目前下行的IBLER目标值一般为10%，即5%~15%即认为IBLER收敛。
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