华为5G空口速率优化指导

概述

无线网络仍然是5G网络能力最容易受限的环节，无线网络技术的应用将最终决定5G网络能力的木桶深度。移动通信中传统关键技术在5G将会继续使用。5G NR在继承了LTE原有部分技术基础上，采用了一些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。调制技术上，支持更高的调制阶数——256QAM。NR又在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。技术的演进和新技术的创新使得5G的峰值速率达到了Gbps的高度。

影响因素

影响5G峰值速率的因素总结起来有PDCCH Grant（时隙调度数）、RB（频域资源调度数）、MCS（调制与编码）、Rank（秩）、BLER（误码率）。

调度不足问题定位方法

系统配置方面，当前主流的 系统带宽=100Mhz，SCS=30kHz，上下行时隙配比1：4。PDCCH DL/UL满调度分别为1600和400次，100M带宽可调度265个RB左右。

可能影响因素：

首先排查UE和服务器的问题，优先通过更换服务器来验证是否是服务器问题导致调度不足，解决水量不足的问题。其次检查设备问题，设备是否由于长时间使用发热而导致能力下降亦或是损坏，通过重启、冷却或是更换设备来解。

AMBR限速问题，核心网开户信息中包含了两个重要息：AMBR，QCI。AMBR限制了UE的Non-GBR速率；用户QCl信息会与基站侧的QCI级的PDCP、RLC相关定时器参数（包含SN bit数、RLC模式等）进行关联，从而影响到用户的吞吐率性能；UE AMBR/QCI信息可以通过S1口跟踪S1AP_INITIAL CONTEXT SETUP REQ或者X2口SgNBAdd Req查看。

DCI漏检
查看CSI-RSRP，是否是覆盖差导致DCI漏检； 检查配置查看PDCCH聚合级别NRDUCellRsvdParam.RsvdU8Param7，设置值0/1/2/3/4分别代表自适应/2/4/8/16。 聚合级别太低会造成DCI漏检，推荐自适应，也可以改成3或4后进行复测，看问题是否解决。 DCI资源不足，调度用户数太多也会导致DCI漏检，但在5G建网初期不存在这样的问题。

PDCP&RLC&MAC层问题

传输问题
通过基站UDP灌包的方法定位是TCP问题还是空口问题。

MCS阶数低定位方法

gNB选择MCS的过程：
1）UE测量信道质量SINR映射到CQI（各大设备商算法不完全一致，而且算法里的参数也不用一样，因此SINR和CQl之间没有准确的对应关系。），并报告（CQI/PCI/RANK等）给eNodeB； 2）eNodeB通过链路自适应技术基于CQI、IBLER来选择调制方式，数据块的大小和数据速率。

3GPP对CQI和MCS分别定义了两个表格，表格1与LTE相一致，表格2为NR在LTE基础上新增的。 这主要考虑到UE能力是否能够支持256QAM的调制方式，如果最高只能支持到64QAM则采用和LTE完全一致的CQI、MCS映射关系，如果能支持256QAM则采用新增CQI、MCS映射。
这里给出基于QPSK、16QAM、64QAM以及256QAM的CQI和MCS映射关系。

测试点无线环境要求：
1）CSI-RS SINR>25dB，CSI-RSRP在（-65dbm~-80dbm），不宜超过-65dBm。 接收功率过高会引起接收器件的削波，导致SINR降低从而导致MCS下降，反而只会使得速率下降。
2）多径环境选择： 下行高Rank依赖于测试周边的多径环境，尽量选择周边有树木、建筑物反射区域，且测试点与基站天线非直射径； 而上行性能测试，更偏向选择直射径环境，测试点可以直接看到基站天线最佳
3）邻区控制： 建议选择邻区SSB RSRP低于服务小区6db的点位测试，避免SSB和TRS干扰。 A、干扰问题： 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（如： RSRP均值>=-80dBm，SINR均值<=15dB）且MCS等指标都偏低，那么就要进行干扰问题的分析。 主要分为邻区干扰，越区干扰及外部干扰等。

B、CQI上报问题：CQI上报问题分为CSI-RS异常和SRS异常

C、MCS/RANK被固定

Rank阶数低定位方法

RI = rank indication，秩指示;用来指示PDSCH的有效的数据层数，用来告诉gNB，UE现在可以支持的CW数。简单来说，就是可以在空间区分出的相互独立互不相关的信道的数量，可以支持的数据流的数量。比如说RI=4，表示接收端能够识别4个信道的数据，可以支持4组数据并发。
Rank最大值主要取决于gNB和UE端最小天线数，一般基站的天线远大于UE的天线数，因而主要取决于UE端的天线数。

A、无线测试环境
1）优先选择站下近点，CSI-RS SINR>25dB，CSI-RSRP在（-65dbm~-80dbm），不宜超过-65dBm。
2）多径环境选择：下行高Rank依赖于测试周边的多径环境，尽量选择周边有树木、建筑物反射区域，且测试点与基站天线非直射径；而上行性能测试，更偏向选择直射径环境，测试点可以直接看到基站天线最佳
根据测试总结，在空旷的场景下，如果AAU机械下倾角设置得很小，很难达到高Rank高MCS，通过增加小区机械下倾角来构造地面反射从而提升Rank和MCS。 B、小区间频繁切换1）切换后用户初始接入，低RANK、低MCS能保证接入和切换成功率，切换后初始的RANK值默认为1，大概在30ms左右可调整回来，影响较小；但是如果发生频繁切换，会导致RANK无法快速爬升，因此需要对频繁切换区域进行优化
2）参数NRDUCellRsvdParam.RsvdU8Param40决定小区切换后UE的初始RANK，例如该值默认配置为0，则切换后的用户初始RANK为1，初始RANK取值范围为[0，7]

C、MCS表频繁切换
1）MCS表格切换指的是在一定条件下进行64QAM和256QAM的MCS表格切换。在切换期间RANK固定为1进行调度
2）MCS表自适应算法通过DlLaAlgoSwitch.DL MCS TABLE ADAPT SW（NRDUCellPdsch）进行设置，默认和建议值均为打开，在SINR值波动比较大的场景下容易出现MCS表频繁切换，因此需要关注其对RANK的影响

D、终端能力 协议规定单用户下行最多可支持8流；上行最多可支持4流。 SU MIMO多流开关需打开：NRDUCellAlgoSwitch. DL_SU_MULTI_LAYER _SW@SuMimoMultipleLayerSw=1最大MIMO层数：
1）下行：NRDUCellPdsch.MaxMimoLayerNum，8T8R:LAYER_8 （8 Layers），其他场景：LAYER_16（16 Layers）
2）上行：NRDUCellPusch.MaxMimoLayerCnt，推荐设置为LAYER_4DM RS 配置：DMRS类型和符号数对单用户最大RANK数有限制。
即： E、下行SRS权与PMI权自适应
下行SRS权与PMI权自适应，允许用户在SRS SINR较大时，选择基于SRS得到的BF权值；在SRS SINR较小时，选择基于PMl的BF权值，相对于SRS权，远点用户的PMI权可以提升权值准确性，提升边缘用户的SNR，进而提升边缘用户的速率
1）当用户上行SRS SNR大于ThsRs（默认-2dB）该用户选择SRS权； 2）当用户上行SRS SNR小于ThpMl（默认-8dB）该用户选择PMI权； 3）当用户的SRS SNR在ThsRs和ThpM之间时，该用户权保持不变。 当使用SRS权值时，基站使用Rank自适应算法确定最终使用Rank值
当SRS SINR<ThPMI，则使用PMI权，Rank自适应算法不生效，直接使用UE上报的RI当PMI未上报，或刚刚切换，或通道校正未通过时，则使用DFT权，根据UE上报的RI来选择Rank，但遵从如下规则
1）UECSI的RI为1，则当前使用RANK为1 2）UECSI的RI为2-3，当前使用RANK为2 3）UECSI的RI为4-8，则当时使用RANK为4
NRDUCellAlgoSwitch.AdaptiveEdgeExpEnhSwitch的子开关DL_PMI_SRS_ADAPT_SW来开启权值自适应开关。 F、故障和通道校正 通过NR基站侧MML查询通道校正结果：DSP NRLOCELLCHNCALIB，若通道校正不通过，可尝试手动校正MML:STR NRLOCELLCHNCALIB 通道校正失败后，系统由于无法准确评估SRS权值，所以会默认使用DFT开环权进行业务，gNB会根据UE上报的RI来选择rank，遵从如下规则：
1）UECSI的RI为1，则当前使用RANK为1 2）UECSI的RI为2-3，当前使用RANK为2

3）UE CSI的RI为4-8，则当时使用RANK为4

高误码定位方法

BLER高排查思路和MCS低问题类似，重点关注空口的变化，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，则说明误码的原因是信道条件的不稳定。 下行/上行iBLER目标值由参数NRDUCELLPDSCH.DITargetlbler/NRDUCellRsvdParam.RsvdU8Param34控制，默认10/0.1，即10%。 1）Initial BLER（%）：初始重传率：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。 2）Residual BLER（%）：残留误码：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Initial BLER。 A、MCS收敛异常
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（目标值10%），需要稳定在10%左右波动。 1）如果长时间超过10%，则误码没有向下收敛。这时需要观察MCS是否降到0阶，如果不是，则基站侧MCS调整存在异常
2）如果长时间小于10%，则误码没有向上收敛。这个时候需要观察MCS是否升到27阶。如果不是，则基站侧MCS调整存在异常。 B、MCS/RANK被固定
C、上行TA异常
1）为了保证上行传输的正交性，避免小区内干扰，gNodeB要求来自同一子帧但不同频域资源的不同UE的信号到达gNodeB的时间基本上是对齐的
2）TA=0.51ns*512*3*10^8/2=39m，是LTE的一半 3）TA调整： 下行误码也有可能是上行失步造成的，因此出现高误码的时候，也可以排查TA，查看TA是否存在剧烈的调整
4）TA出问题，一般出现在移动性场景，定点、近点TA一般不调整，出现大量调整则需定位问题。