CQI优化及案例

华星创业CQI优化及案例杭州华星创业通信技术股份有限公司朱滢华星创业CQI优化的背景案例分析目录CQI定义CQI指标分析华星创业CQI优化的背景1、开展CQI优化的背景LTE网优工作中，要考察LTE网络的覆盖情况，主要采取通过路测软件对网络覆盖情况的测试，结合后台统计的KPI数据或MR数据进行分析。利用路测软件对网络进行路测，通过路测结果预测和评估网络的总体覆盖情况。其中路测分析报告中主要考察参考信号RSRP、SINR和上下行速率等指标。受路测路径的局限性的影响，以及现有路测分析报告分析指标并不能全面反映网络的覆盖情况。主要存在以下几个问题：▲路测主要针对城市的主干道的信号覆盖情况进行测试，非主干道区域如住宅小区内部的信号覆盖并不清楚。▲路测只是反映测试过程中信号覆盖情况，并不能反映用户在实际通信过程中真正感知信号覆盖情况。▲路测分析报告中参考信号RSRP主要反映LTE网络无线信号覆盖强度大小，主要用于分析无线信号弱覆盖的区域，并不能说明信号覆盖的质量好坏。▲SINR主要反映参考信号覆盖质量，并不能反映PDSCH信道的误码情况。▲上下行速率主要受UE用户采用的编码方式、每秒调度次数和调度的PRB数的影响。因此上下行速率与网络正在调度的用户数量紧密相关华星创业CQI优化的背景后台统计的KPI数据或MR数据主要存在以下问题：▲现有后台统计的KPI数据无法统计参考信号RSRP和SINR数据，无法统计用户实际通信过程中信号覆盖情况。▲MR数据可以统计UE用户在使用过程中参考信号RSRP值的强度，从而预测相关小区参考信号覆盖强弱。由于信号覆盖强的地方，并不能保证SINR值一定就高，PDSCH信道的误码率低、用户采用的编码效率高。因此利用MR数据中参考信号值强度，并不能全面反映网络信号覆盖质量。为了更全面反映LTE网络信号覆盖质量，特别是用户通信过程中，LTE网络信号覆盖质量，可以考察UE用户上报的CQI数据。本文重点论述CQI的定义，UE用户上报CQI参数对用户下载速率的影响，探讨了如何使用路测数据和后台统计的CQI数据开展LTE网优工作。华星创业CQI优化的背景案例分析目录CQI定义CQI指标分析华星创业CQI定义CQI(channelqualityindication)信道质量指示，CQI是UE向eNodeB反馈下行信道质量，反映了下行信道的质量。UE需要根据参考信号SINR，评估下行链路特性，并采用内部算法确定此SINR条件下所能获取的BLER值，并根据BLER10%的限制，上报对应的CQI值。因此UE上报的CQI不仅与下行参考信号的SINR有关，还与UE接收的灵敏度有关。华星创业CQI定义CQI报告分为周期性和非周期性报告，周期性CQI报告使用PUCCH，非周期性报告使用PUSCH，eNodeB可以指示UE在上行数据传输中插入CQI报告。CQI报告类型可以是宽带CQI、eNodeB配置子带CQI或者UE选择的子带CQI来反馈华星创业CQI定义LTE的下行物理共享信道（PDSCH）支持三种调制方式：QPSK、16QAM和64QAM，CQI：1-6采用QPSK，CQI：7-9采用16QAM，CQI：10-15采用64QAM。eNodeB根据上报的CQI来决定下行PDSCH信道的MCS。不同的MCS对应不同的编码方式，因此UE用户上报的CQI值的大小决定了UE用户的下行编码效率，在同等情况下，下行编码效率越高，下载速率越高。因此UE用户上报的CQI指标即反映了LTE网络全网性无线信号覆盖质量，又反映了下行信道编码的效率。相对于RSRP、SINR和上下行速率等指标更全面的反映LTE网络的覆盖质量。华星创业CQI定义影响用户下载速率的主要因素影响UE用户下行速率最主要因素是UE用户上报的CQI值，还会受到UE用户每秒调度次数、调度PRB数和误码率BLER等因素影响。某个UE用户调度次数和调度PRB数与eNodeB正在调度的用户数有关，随着用户数的增加，而减少，反映网络的负荷情况，可以优化的手段比较有限，主要通过合理的调度原则、ICIC和负载均衡等优化方法，尽量提高每个UE用户的平均调度次数和调度PRB数。PDSCH信道误码率BLER偏高，在物理层速率正常情况下，会导致RLC层速率严重偏低，主要通过控制PDSCH信道的干扰和UE上报合理的CQI值。影响用户下行速率因素UE用户上报的CQI用户资源调度（用户每秒调度次数、调度PRB）误码率BLER华星创业CQI定义UE用户上报的CQI值决定了UE用户下行编码调制方式，在同等情况下，下行编码效率越高，下载速率越高。LTE规范3GPPTS36.213规定UE反馈的CQI在1~15，其对应的调制方式及码率如下表所示：值范围为1—15，其对应的调制方式以及码率如下表1所示。华星创业由于UE上报的CQI只有0~15，eNodeB根据上报的CQI，通过相应的协议算法（厂商自己进行算法保障），根据BLER值进而确定IMCS和ITBS，CQI4bit转为IMCS和ITBS的5bit。3GPPTS36.213协议中规定映射的ITBS表格有27个区间段（0~26），ITBS确定后，每个ITBS对应的TBSize大小不一样，并且对应一种编码方式以及一个阶数。根据带宽大小，单双流，3GPPTS36.213表格7.1.7.2.1-1，规定了TBSize大小。NPRB、IMCS和ITBS确定，eNodeB下行速率就确定了。如下表是NPRB=75PRB，单流传输、不同ITBS的TBSize（即对应的下行物理层峰值速率）。其中ITBS=26，受码率=TBSize/物理可承载最大比特数≦0.93的限制，不可用，因此在满调度情况下，单流物理层最大下行速率46.888Mbts。下表中ITBS9、10是QPSK和16QAM转换，ITBS16、17是16QAM和64QAM转换。CQI定义华星创业CQI定义路测统计CQI值与用户的单流物理层下载速率关系正常情况下，用户RLC层下载速率与物理层下载速率成正比。在正常误码率BLER为10%时，用户RLC层下载速率约为物理层下载速率的90%，为讨论方便，不考虑由于PDSCH信道误码率偏高引起的物理层下载速率正常，RLC层下载速率偏低的情况。下图是提取某地区早忙10点部分时段路测数据中CQI值和物理层下载速率的相关数据，对CQI值和物理层下载速率分布关系进行分析示意图。华星创业CQI定义影响用户上报CQI主要因素在现有网络参数配置下，影响用户上报CQI值的主要因素：1、UE需要根据所测量的SINR值来确定可用CQI并上报到eNodeB，因此CQI值主要与下行参考信号的SINR有关。下行参考信号SINR值越高，UE上报的CQI值就越高。模3干扰、导频污染、弱覆盖等覆盖问题都会影响SINR，进而影响CQI值。2、UE还要根据BLER10%的限制，上报对应的CQI值，因此CQI还与UE接收机的灵敏度有关。相同信道质量条件下，UE接收机的灵敏度越高，所测得的SINR值越高，因此所上报的CQI值也越大。3、MIMO传输模式、重传次数和天线数目都会影响BLER性能。由于CQI对应于10%BLER所需的SINR值，因此，相同SINR条件下，3次重传比0次重传的CQI值更高，TM3/4比TM2的CQI更高，4天线比2天线所对应的CQI更高。因此在LTE网络的建设和优化工作中，要提高用户下载速率，改善用户对LTE网络的感知，需要重点做好UE上报的CQI的优化工作，减少上报CQI值为1-6的占比。华星创业CQI定义影响CQI主要参数最小接入电平参考信号功率、PA\PB设置PRACH前缀最大发送次数、PRACH的功率攀升步长等PUSCH半静态调度授权方式发送数据所需小区名义功率（p0NominalPUSCH）切换参数华星创业CQI优化的背景案例分析目录CQI定义CQI指标分析方法华星创业CQI指标分析方法CQI指标可以通过路测软件统计分析CQI覆盖情况，进行有针对性的优化工作，又可以通过网管系统对全网CQI0-6占比进行统计分析，对全网覆盖情况给出总体评价，还可以统计分析CQI0-6的TOPN基站，针对问题基站开展有针对性的优化。因此在LTE网络优化中，开展CQI专项优化工作就显得非常有意义。通过专项优化工作，减少UE用户上报CQI值0-6次数的占比，即能改善LTE网络全网性无线信号覆盖，又能提高边缘用户下行编码效率，改善用户感受。增加UE用户上报CQI值≥10次数的占比（UE用户采用64QAM调制方式），使UE用户上报RI1的可能性增加，双流可能性增加，可以增加网络总体的吞吐量。网管CQI指标统计分析现有LTE中兴网管提供CQI值使用数量、CQI值调度次数等统计功能，因此可以充分利用上述统计功能对现有的LTE网络全网性覆盖情况进行分析，对CQI低占比较高的站点开展有针对性的的优化工作，以改善网络的覆盖。主要优化项目是全网CQI0-6的占比和CQI值0-6TOPN站点，相关指标的优化需要结合路测情况进行分析。华星创业CQI指标分析方法网管CQI指标统计分析-例全网CQI0~6占比下图是福厦泉5月4-19日早忙时CQI0-6占比的趋势图。其中厦门统计数据每次只能提取前一周，因此缺7日之前的数据。从数据可以看出：泉州丰泽和鲤城区的CQI0-6占比较好，基本处于6-8%。福州鼓楼、仓山和台江CQI0-6占比8.5-10%。厦门思明和湖里CQI0-6占比14-16%。5月初将最低接收电平修改为-120dBm之前大于18%。福州泉州中兴片区CQI0-6占比要好于厦门华为片区。泉州CQI0-6占比最低，深度覆盖最好。福州仓山、泉州丰泽和鲤城区休息日CQI0-6的占比较高，说明上述区域住宅区的深度覆盖较差。华星创业CQI指标分析方法网管CQI指标统计分析-例统计差异分析下表为华为中兴与CQI统计相关参数设置情况，厦门华为片区的CQI0-6的占比与中兴片区差异较大，初步怀疑主要的原因如下（需要实验验证）：华为参考导频功率比中兴低1.2dB，UE用户上报的CQI值与参考导频的SINR值密切相关，因此降低参考信号发射功率，用户上报的CQI0-6值可能增加。华为片区A3offset/hysteresis的设置比中兴片区大1dB。hysteresis设置值偏高，不容易发生切换，由于用户RSRP电平处于切换临界状态，用户收到邻区的RSRP也很强，但达不到较高的切换电平要求，形成干扰，用户的SINR值相对较差，因此用户上报的CQI0-6的可能性升高。因此统计的小区CQI0-6的占比也会升高。华为片区不统计非周期CQI，非周期CQI通常大于周期CQI。咨询华为工程师，华为片区参考导频功率是以20M带宽计算，现网15M带宽，建议修改为16.4dBm。建议在厦门华为片区开展实验探讨切换参数A3offset/hysteresis的设置对网络性能影响。华星创业CQI指标分析方法路测CQI指标统计分析在LTE网优工作中，可以利用路测软件统计功能对路测区域UE上报CQI值进行统计，对路测区域信号覆盖质量进行总体评估，对于CQI值偏低的区域进行分析，进一步确认可能存在的问题。下图是某区域LTE网络UE上报CQI覆盖图，其中CQI≦2占比1.44%，2CQI≦6占比28.58%。从覆盖图上看，测试大部分区域CQI≥7，部分路段CQI偏低。在网优工作中，可以有针对性对CQI偏低区域进行优化。华星创业路测CQI指标统计分析-例下图是CQI和RSRP覆盖对比图，从图中可以看出并不是RSRP偏低的区域，CQI就偏低，如图上画红圈处。RSRP高的区域，CQI也可能偏低，如图画蓝圈处。CQI指标分析方法华星创业CQI指标分析方法路测CQI指标统计分析-例下图是CQI和RLC层下载速率覆盖对比图，从图中可以看出，CQI值偏低的区域，RLC层下载速率也偏低。RLC层下载速率高的区域，CQI值也高。华星创业CQI优化的背景案例分析目录CQI定义CQI指标分析方法华星创业案例分析1、通过调整PRACH前缀最大发送次数和p0Nominal