5G优化案例：“全方位、深层次”提升5G速率优化指导.docx

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“全方位、深层次”提升5G速率优化指导

XX

目录

“全方位、深层次”提升5G速率优化指导 3

一、 背景描述 3

二、 全方位分析过程 3

2.1原理分析 3

2.2网络架构模型 4

2.3NR吞吐量理论计算 4

三、 深层次优化解决思路 8

3.1弱覆盖、SINR类问题 8

3.2MCS和BLER类问题 11

3.3RANK低类问题 14

3.4开户AMBR受限类问题 18

3.5锚点站点驻留类问题 20

3.6GPS信号失步类问题 27

3.75G基带板配置站点小区类问题 30

3.8资源调度不足类问题 35

3.9传输带宽受类限问题 36

四、经验总结 37

“全方位、深层次”提升5G速率优化指导

XX

【摘要】日常5G使用中，速率感知对用户的影响极大，随着使用用户越来越多，会出现影响用户体验的速率低的现象，5G网络优化的目标是最大化用户价值，实现覆盖范围、容量和价值的最佳组合；通过5G网络优化，用户可以获得更好的体验和知度，获得超高速率、超低时延、海量连接的多场景一致性体验。

【关键字】5G,速率,网络优化

【业务类别】优化方法

一、背景描述

随着5G网络建设和站点开通，以及市场的推广，电信5G的用户逐步增多，影响下载速率因素诸多，例如弱覆盖、SINR低问题、RANK低问题等，本文将主要从全方位、深层次分析影响速率的一些原因，结合实际的一些优化经验，针对不同问题场景的提出，对后期用户5G感知速率优化有针对性的问题指导意义。

二、全方位分析过程

2.1原理分析

5GNR系统在LTE原有技术的基础上，釆用了一些新的技术和架构。

在多址方式上，NK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系统跟LTE系统一样通过频分复用和时分复用可以灵活的分配带宽内的时频资源，但与LTE不同的是NR支持低频和和高频，并且NR的子载波带宽支持多种格式如15kHz、30Khz、60kHz、120kHz、240kHz，载波所能支持的最大频域带宽大于LTE，如下表所示：

2.2网络架构模型

架构模型：

5G控制面协议栈：

2.3NR吞吐量理论计算

5GNR在继承了LTE原有部分技术基础上，采用技术演进和新技术创新。

比如NR继承了LTE的OFDM和SC-FDM，但又将OFDM升级为F-OFDM，NR继承了LTE的多天线技术，但MIMO天线的数目、用户容量以及用户的流数比LTE更多。

在调制技术上，支持更高的调制阶数256QAM，同时在LTE的基础上进一步提升了系统带宽，当前最大可以支持到400Mhz带宽，因此在速率方面，5GNR理论上比LTE要高的多。

根据3GPPTS38.913定义，5GNR期望的下行峰值速率为20Gbps，上行峰值速率为10Gbps，设备密度达106/Km2，空口时延小于1ms，支持速度500Km/h。

因此在理论原理上，

资源块PRB数量、符号Symbol数量、帧结构等相关参数，将决定5GNR的理论峰值速率。

以目前5Gsub-6GHz频段为例，最多传输的PRB数目如下表1所示，摘选自3GPPTS38.101-1协议。

其中，系统带宽100M，子载波间隔30KHz的5G系统，最多传输的PRB数目为273，因此峰值速率采用100MHz带宽273PRB进行计算。

SCS

（KHz）

5MHz

10MHz

15MHz

20MHz

25MHz

30MHz

40MHz

50MHz

60MHz

80MHz

90MHz

100MHz

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

15

25

52

79

106

133

160

216

270

N/A

N/A

N/A

N/A

30

11

24

38

51

65

78

106

133

162

217

245

273

60

N/A

11

18

24

31

38

51

65

79

107

121

135

以30KHz的子载波间隔为例，循环前缀的类型是NomalCP，每个slot的OFDM符号是14，时域资源、频域资源均和参数集μ相关，以μ=1，30KHz的子载波为例，则每个slot占用的时间是0.5ms。

每传输14个下行码元就有2个码元的额外开销（用于PDCCH和DMRS等控制信息的传输）。

我们计算时扣除开销部分做近似处理，认为3个符号用于参考信号的发送，剩下11个符号用于数据传输。

常见的帧结构配置：

2.5ms双周期，5ms内有（5+2*10/14）个下行slot，则每毫秒的下行slot数目约为1.28个/ms。

5ms单周期，5ms内有（7+6/14）个下行slot，则每毫秒

的下行slot数目约为1.48个/ms。

1）5G上行理论峰值速率计算：

上行基本配置，2流，64QAM（一个符号6bit）

ŸType1：

2.5ms双周期

由2.5ms双周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为10:

2:

2的情况下，5ms内有

（3+2*2/14）个上行slot，则每毫秒的上行slot数目约为0.657个/ms。

上行理论峰值速率计算：

273RB*12子载波*11符号（扣除开销）*0.657/ms*6bit（64QAM）*2流=284Mbps。

ŸType2：

5ms单周期

由5ms单周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为6:

4:

4的情况下，5ms内有（2+4/14）个上行slot，则每毫秒的上行slot数目约为0.457/ms。

上行理论峰值速率计算：

273RB*12子载波*11符号（扣除开销）*0.457/ms*6bit（64QAM）*2流=198Mbps。

2）5G下行理论峰值速率计算：

下行基本配置，4流，256QAM（一个符号8bit）

ŸType1：

2.5ms双周期

由2.5ms双周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为10:

2:

2的情况下，5ms内有

（5+2*10/14）个下行slot，则每毫秒的下行slot数目约为1.28个/ms。

下行理论峰值速率计算：

273RB*12子载波*11符号（扣除开销）*1.28/ms*8bit（256QAM）*4流=1.48Gbps。

ŸType2：

5ms单周期

由5ms单周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为6:

4:

4的情况下，5ms内有（7+6/14）个下行slot，则每毫秒的下行slot数目约为1.48个/ms。

下行理论峰值速率的计算：

273RB*12子载波*11符号（扣除开销）*1.48/ms*8bit（256QAM）*4流=1.7Gbps。

5G上下行理论峰值速率：

不同带宽、帧结构类型、MCS、流数对应的5G的上下行理论

峰值,速率也不同，具体如下表2。

DL

UL

带宽

帧结构类型

MCS表格

流数

速率

（Mbps）

带宽

帧结构类型

MCS表格

流数

速率

（Mbps）

60M

2.5ms双周期

64QAM

4

710.69

60M

2.5ms双周期

64QAM

2

167.27

60M

2ms单周期

64QAM

4

749.22

60M

5ms双周期

64QAM

2

111.51

60M

5ms双周期

64QAM

4

819.71

60M

2ms单周期

64QAM

2

139.39

60M

2.5ms双周期

256QAM

4

921.05

60M

2.5ms双周期

256QAM

2

226.14

60M

2ms单周期

256QAM

4

971.07

60M

5ms双周期

256QAM

2

150.76

60M

5ms双周期

256QAM

4

1063.52

60M

2ms单周期

256QAM

2

188.45

100M

2.5ms双周期

64QAM

4

1210.82

100M

2.5ms双周期

64QAM

2

285.35

100M

2ms单周期

64QAM

4

1276.40

100M

5ms双周期

64QAM

2

190.23

100M

5ms双周期

64QAM

4

1399.38

100M

2ms单周期

64QAM

2

237.79

100M

2.5ms双周期

256QAM

4

1560.47

100M

2.5ms双周期

256QAM

2

383.39

100M

2ms单周期

256QAM

4

1647.32

100M

5ms双周期

256QAM

2

255.59

100M

5ms双周期

256QAM

4

1791.69

100M

2ms单周期

256QAM

2

319.49

三、深层次优化解决思路

3.1弱覆盖、SINR类问题

由于5GNR系统工作频段较高，其传播、穿透能力较低频段存在一定劣势，弱覆盖和SINR等问题会影响速率；但另一方面，天线阵子尺寸与频率成反比（与波长正比），因此，可以通过5G波束赋形高频段能够组成更大规模的阵列天线对覆盖进行补偿，而终端侧也有机会采用更多天线提高覆盖能力。

3.1.1弱覆盖、SINR问题优化思路措施

当前现阶段，5G波束赋形主要应用在SSB波束、CSI-RS波束以及PDSCH波束，应用状态、场景、特点等如下，设置合理的SSB广播波束的权值，以达到5G用户的业务覆盖要求。

5G窄波束类型

级别

状态

特点以及增益

场景化以及波束形成方式

SSB广播波束

小区级静态波束

空闲态

1、提升覆盖，瞬时发送相比宽波束，覆盖增益7dB；

2、周期性广播小区同步信号以及MIB信号，影响小区的接入和切换范围，即对移动性的影响；对用户速率没有直接影响；

3、时分扫描发送窄波束；类似机关枪一样扫射，

形成一个包络，达到整个小区的覆盖；

可做场景化；16套场景化波束可选+1套自定义波束（水平垂直角度可设置）

CSI-RS/PDCCH波

束

用户级静态波束

连接态

1、用于提供终端提供CSI测量；

2、CSI测量，反映业务信道质量（通过终端上报CQI、PMI、RI），影响下行MCS选阶，调制方式，RANK等；

3、直接影响用户速率

不支持场景化，可通过调节射频安装角度调节覆盖范围，可窄可宽

PDSCH波束

用户级动态波束

连接态

随着用户位置变化而变化；实时跟踪；

不支持场景化，支持SRS权值和PMI权值：

SRS权：

sounding权，依赖基站对于终端上行的测量结果计算（信号质量），更准确，性能更优，必须天选终端支持；算法复杂，成本高

PMI权：

依赖终端自己下行的测量结果，把测量结

果上报以后，来计算；CSI信息

3.1.2优化案例：

长安上沙示范区建网初期覆盖速率优化提升

【问题描述】长安上沙示范区建网初期覆盖、速率、SINR等均未达到预期效果，需要进行优化提升；

【问题分析】长安示范区建网初期覆盖未完善，主要是部分站点规划位置不理想、过覆盖等原因导致，需要进行RF以及覆盖场景优化。

【优化方案】波束赋形技术可以针对不同场景，选择不同的广播波束场景应用方案，同时设置相应的电子方位角和电子倾角，可以有效优化覆盖、提升用户感知。

本次优化，针对长安上沙示范区，合共11个小区进行波束场景调整，21个小区进行电子下倾调优，6个小区进行方位角调整。

具体如下：

小区名

覆盖场景-

原值

覆盖场景-调整值

电子下倾角-

原值

电子下倾角-

调整值

方位角-原

值

方位角-调

整值

长安晟大东街-NR_4

默认场景

水平65度垂直6度

0

10

0

0

长安晟大东街-NR_4

默认场景

默认场景

0

10

0

0

长安福海路十七巷-NR_5

默认场景

默认场景

0

2

0

0

长安福海路十七巷-NR_4

默认场景

水平90度垂直6度

0

4

0

-10

长安厦岗福海路七巷-NR_3

默认场景

默认场景

0

3

0

0

长安沙头正西街-NR_4

默认场景

水平65度垂直6度

0

10

0

0

长安湖景路-NR_0

默认场景

水平65度垂直6度

0

3

0

0

长安振安中路-NR_3

默认场景

默认场景

0

3

0

10

长安振安中路-NR_4

默认场景

默认场景

0

3

0

0

长安厦岗福海路七巷-NR_5

默认场景

水平65度垂直6度

0

8

0

0

长安茂源旅馆-NR_2

默认场景

默认场景

0

8

0

0

长安上沙第四工业区-NR_3

默认场景

水平90度垂直6度

0

3

0

0

长安上沙第四工业区-NR_5

默认场景

默认场景

0

4

0

-10

长安晟大东街-NR_4

默认场景

默认场景

0

13

0

0

长安振安科技-NR_1

默认场景

水平65度垂直6度

0

8

0

10

【优化效果】优化后，示范区通过场景化波束调优后覆盖明显增强，总体指标较优化前大幅提升，其中上下行速率及综合覆盖率改善幅度最大。

长安上沙示范区优化前覆盖

长安上沙示范区优化后覆盖

示范区整体指标对比

统计指标

优化前

优化后

变化值

评估结果

下载PDCP层速率≥100M占比

79.79%

97.27%

17.48%

改善

上传PDCP层速率≥5M占比

86.84%

93.47%

6.63%

改善

下载PDCP层平均速率

290.16

568.56

278.4

改善

上传PDCP层平均速率

43.33

65.71

22.38

改善

NR辅节点连接建立时延

19.02

18.18

-0.84

改善

NR数据业务掉线率NSA

6.56%

0.50%

-6.06%

改善

NSA切换控制面时延

21.28

18.35

-2.93

改善

NR辅节点变更成功率

99.89%

100.00%

0.11%

改善

SSB综合覆盖率（RSRP≥-105dBm&SINR

≥-3dB）

79.98%

98.50%

18.52%

改善

SSBRSRP平均值（dBm）

-89.24

-84.73

4.51

改善

SSBSINR平均值（dB）

11.36

15.61

4.25

改善

3.2MCS和BLER类问题

3.2.1MCS和BLER问题优化思路措施

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）。

MCS影响因素有覆盖、干扰、MCS/RANK异常或被固定、CQI无测量等。

Ø覆盖因素

空口覆盖是直接影响MCS的主要因素，如果空口覆盖不好，MCS一般不会很好。

覆盖问题需要解决弱覆盖、越区覆盖、过覆盖。

l弱覆盖

当UE处于小区边缘或有建筑物遮挡时，这时UE可能处于弱覆盖场景，这时会因接收到信号的能量低而MCS较差，该情况属于正常现象，需要通过覆盖增强方案解决。

l信号过强

一般来讲，RSRP越好，MCS会越好，但是SSBRSRP不宜超过-65dBm，终端接收到的功率过高的话会可能引起接收器件的削波，导致SINR降低从而导致MCS下降，反而使得速率下降。

l越区覆盖

会导致同频干扰，引起错误的切换，产生大量的切换失败，以及无切换关系导致掉话等，对MCS有较大影响，需要对越区小区进行物理参数调整或者功率调整等手段降低越区干扰。

l过覆盖

过渡的重叠覆盖，引入同频干扰，引起频繁切换，对MCS有一定影响，需要对过覆盖小区进行物理参数调整或者功率调整等手段降低越区干扰，一般建议邻区RSRP在服务小区6dB以上，峰值场景在12dB以上。

Ø干扰因素

峰值测试场景要求MCS在27阶左右，且IBLER接近0%。

当小区存在干扰信号时，小区的上下行业务会受到影响，出现接入、掉话，速率低等问题。

当出现高RSRP低SINR，连续多个打点IBLER超过收敛值，且MCS等信道指标都偏低，需要要进入干扰排查。

干扰分为系统内干扰、异系统干扰及外部干扰等。

系统内干扰主要有邻区干扰、过覆盖干扰、时钟失步干扰、环回干扰、超远干扰；异系统干扰主要有同频段系统与NR帧结构不对齐、其他系统干扰等；外部干扰需要进行扫频。

ØMCS/RANK异常或被固定

1）MCS一直保持某个值无变化，则有可能是MCS被固定，需要排查MCS参数。

NRCUCellRsvdParam.RsvdU8Param68，下行MCS固定值（0：

参数不生效；1~29：

下行

MCS固定为0~28。

推荐值：

0）

NRCUCellRsvdParam.RsvdU8Param66，上行MCS固定值（0：

参数不生效；1~29：

上行MCS固定为0~28。

推荐值：

0）

2）RANK一直保持某个很高的值无变化且MCS很低，则有可能是RANK被固定，需要排查RANK参数。

NRCUCellRsvdParam.RsvdU8Param67，下行RANK固定值（0：

参数不生效；1~8：

下行MCS固定为1~8。

推荐值：

0）

NRCUCellRsvdParam.RsvdU8Param65，上行RANK固定值（0：

参数不生效；1~4：

上行MCS固定为1~4。

推荐值：

0）

3）RANK自适应算法，选择到了高RANK，流间干扰增大，导致MCS差。

ØCQI无测量

CQI上报异常，可能导致基站固定使用低阶MCS（默认4阶）进行调度。

l基站未调度Csi-RS资源

部分商用终端不支持非周期Csi-RS资源，需开启周期CSI-RS开关。

lSRS异常

MassiveMIMO技术主要通过SRS信号来做上下行互易性,基站收到终端上报的SRS以后，才会下发CSI测量，也就是UE才会上报CSI测量（CQI/PMI/RI），然后网络侧基于UE上报的CQI来做调度，否则网络侧无法做下行数据调度，因此SRS波束对CSI测量影响很大，SRS异常会导致CQI异常，需核查SRS相关参数是否遵从基线值。

lSRS资源未分配

如果SRS周期配置过小，支持的用户数有限，在多用户场景下会导致用户SRS无法分配，当前推荐的SRS周期为80slot，理论SRS资源数=40ms/5ms*4个符号*2梳分*2码分*1频分

（全带宽）=128份，满足一般商用网络需求。

ØBLER误码高

IBLER高排查方法和MCS问题类似，重点关注空口质量，比如覆盖差、强邻区干扰、外部干扰等,如果SINR异常，包括陡降、波动等，则说明误码高的原因是信道条件不稳定导致。

下行、上行IBLER目标值由参数NRDUCELLPDSCH.DlTargetIbler/NRDUCellPusch.UlTar

getIbler控制，默认10%。

InitialBLER（初始误码率）：

第一次传输错误的块数/有效传输块数。

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要求在10%左右波动。

ResidualBLER

（残留误码率）：

最终传完以后仍然错误的块数/有效传输的块数。

正常情况下会远低于InitialBLER。

当下行IBLER自适应开关关闭时，下行IBLER目标值10%；当下行IBLER自适应开关打开时，IBLER目标值按照MCS分成了三段：

近点5%（MCS19），中点10%，远点（MCS4）30%。

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。

初传误码正常场景下，需要稳定在IBLER目标值左右波动。

如果长时间超过IBLER目标值，则误码没有向下收敛，需要观察MCS是否降到0阶，如果不是，则基站侧MCS调整存在异常；如果长时间小于IBLER目标值，则误码没有向上收敛，需要观察MCS是否升到27阶,如果不是，则基站侧MCS调整存在异常。

3.2.2优化案例：

拉网测试MCS和BLER问题

【问题描述】在路测LOG分析过程中，发现MCS低

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