【技术探讨】影响LTE网络下载速率的因素分析

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楼主 2022-05-11 13:40:54
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经过两期建设,中国移动LTE网络已经具备相当规模,成为中国移动四网协同发展的重要组成部分,打造LTE精品网络对中国移动保持领先具有重大意义,提升LTE网络质量LTE网络优化的重大挑战。4G网络用户对网络质量最直接的体验就是下载速率。现网可以通过道路测试和网管性能统计指标发现影响速率的原因,从而开展相关网络优化调整提升网络性能。

1 道路测试及网管话务统计的利弊及其统计结果

道路测试可模拟用户使用应用行为采用FTP业务进行最大带宽业务申请测试,采集到城市覆盖区域内用户在道路上的业务使用情况,并同步采集物理层测量信息和经纬度信息,便于低速率路段问题的原因定位。但是道路测试数据采样有限,很难得到全网所有小区在所有区域的质量情况。LTE网管话务统计可以采集到每个小区在一定时间周期内的累计下载业务量,但是无法得到小区内单个用户的下载速率,对不同用户的质量问题很难精确定位。由于两种数据采集的方式不同其分析方法也有区别,在LTE网络优化工作中需要综合两种数据源,取长补短,从网络宏观分析到小区级问题定位,再到具体样本点的物理层测量和信令流程分析,才能对低速率问题进行精确的定位。

通过全国多城市的LTE优化报告和数据整理,发现影响下载速率的因素包括终端、基站、核心网甚至服务器性能,多城市中出现比例高的因素有弱覆盖、重叠覆盖、邻区漏配,切换不及时等,在调研城市中各种因素出现比例如下表:

2 一些主要的无线网络问题分析

LTE网络采用同频组网方式,故网络结构异常导致的网内干扰直接影响网络性能,弱覆盖和重叠覆盖直接和下载速率相关,因此发现并定位网络结构异常导致的干扰问题是速率优化首先需要解决的问题。通常网络结构导致网络干扰问题的分析流程包括弱覆盖路段及小区定位、重叠覆盖路段及小区定位、过覆盖小区与室分泄露几个方面。现网中大部分城市出现了工程问题导致的弱覆盖、原因有基站临时故障、天馈被阻挡、基站搬迁等。解决弱覆盖可以通过补充站址和天线工程参数优化调整,而对于重叠覆盖导致的性能下降需要对干扰源小区进行精细化调整。随着网络利用率增长,重叠覆盖导致的系统内干扰会进一步提升,解决重叠覆盖将是同频网络需要长期关注的问题。

LTE网络移动性管理对下载速率影响较大。在2/3G网络的话音业务中,切换保障了话音通话的持续性能,如果小区间切换掉话将对用户感知产生很大影响;由于数据业务允许一定时延,在切换过程中即使发生了切换失败,对用户感知的影响一般认为小于对话音的影响。与GSM频点分组复用和TD-SCDMA网络N频点组网不同,LTE采用同频组网,不考虑插花组网的情况下LTE网络小区间切换全部为同频切换,因此当终端在小区间移动过程中如果触发A3事件的小区漏配邻区或者由于切换参数设置不合理导致切换不及时,将发生邻区电平高于服务小区电平的情况,对UE产生较强的同频干扰,邻区和服务小区又为[CL2] PCI的模3相同时干扰会加剧。通过现网数据分析发现,在覆盖已经到达规划要求的区域,切换问题是导致连续质差下载速率低的重要原因。

一些较为隐蔽的网络问题也会影响下载速率,如:下行功控参数配置不合理,在小区边缘可能出现RS信号很强,但业务信道功率不足的情况,影响下载速率;MAC层最大重传次数,数据包收不到或者误块太高时首先进行MAC层重传,MAC重传次数达到最大次数还是解不了时进行RLC层重传,增大MAC层的最大重传次数可最大程度避免RLC层的重选,减少数传时延,提升下载速率。

无线网络问题并非导致下载速率低的唯一原因,终端故障、服务器问题以及传输带宽受限等多种设备问题同样会影响下载速率。这些问题隐蔽性强,需要通过多种数据源、多种分析方法进行排查,是LTE网络优化分析中的难点。目前通过路测和网管话务统计数据两种数据源还很难对所有影响下载速率的因素进行准确、高效的定位分析,例如不同用户使用终端类型以及不同内容提供商服务器性能导致的用户体验差还无法发现。为此中国移动目前正研究通过多接口信令采集的方式对影响性能的问题点进行端到端分析的方法,从终端、网络、传输和应用提供商服务器性能等多个方面进行问题定位,以最有效的手段提升LTE网络性能。


作者:侯优优

中国移动通信集团设计院有限公司网优所



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