雷超 朱鵬飛

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1 背景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)在無(wú)線通信領(lǐng)域已進(jìn)入了5G通信時(shí)代，高速率作為5G技術(shù)的一大特點(diǎn)，目前各國(guó)的運(yùn)營(yíng)商都非常關(guān)注5G網(wǎng)絡(luò)下的速率性能，幾乎每個(gè)運(yùn)營(yíng)商都要求在自己的網(wǎng)絡(luò)中終端的速率性能達(dá)到1Gbps。網(wǎng)絡(luò)吞吐量是一個(gè)衡量端到端通信的一個(gè)重要指標(biāo)，受到很多因素的影響，總體來(lái)說(shuō)主要分為網(wǎng)絡(luò)因素和終端因素。

2 影響網(wǎng)絡(luò)速率的因素

2.1 網(wǎng)絡(luò)因素

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是影響吞吐量的一個(gè)非常關(guān)鍵的因素，5G業(yè)務(wù)的速率與網(wǎng)絡(luò)帶寬息息相關(guān)[1]，不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬支持的網(wǎng)絡(luò)速率不同。此外影響吞吐量的網(wǎng)絡(luò)因素還有很多，比如SINR很差、信號(hào)覆蓋不好、組網(wǎng)方式不合理、在無(wú)線的弱場(chǎng)、系統(tǒng)間的干擾等等。

2.2 終端因素

驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)吞吐量是一個(gè)端到端的過(guò)程，除了網(wǎng)絡(luò)因素的影響外，終端本身的性能也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大影響，比如是否支持4*4 MIMO、256QAM、CA等。

2.3 速率測(cè)試中的各個(gè)指標(biāo)

（1）終端能力。網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能需要借助終端去驗(yàn)證，而終端的能力對(duì)測(cè)試結(jié)果就有很大影響。3GPP協(xié)議對(duì)終端的能力等級(jí)進(jìn)行了非常詳細(xì)的介紹，不同的能力等級(jí)支持的調(diào)制解調(diào)方式不一樣，其支持的最高速率也有很大差別。

（2）RSRP。RSRP：Reference Signal Received Power參考信號(hào)接收功率。小區(qū)下行公共導(dǎo)頻在測(cè)量帶寬內(nèi)功率的線性值（每個(gè)RE上的功率）。它反映當(dāng)前信道的路徑損耗強(qiáng)度。

（3）RSRQ。RSRQ：Reference Signal Received Quality參考信號(hào)接收質(zhì)量。反映和指示當(dāng)前信道質(zhì)量的信噪比和干擾水平。

（4）SIN。RS-SINR：Signal to InterferenceNoiseRatio信干噪比。反映當(dāng)前信道的鏈路質(zhì)量，是衡量UE性能參數(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)

（5）QCI。CQI：Channel Quality Indicator，信道質(zhì)量指標(biāo)。代表當(dāng)前信道質(zhì)量的好壞，和信道的信噪比大小相對(duì)應(yīng)。CQI大則信道質(zhì)量好，eNB就多發(fā)送一些數(shù)據(jù)，CQI小則信道質(zhì)量差，eNB就少發(fā)送一點(diǎn)數(shù)據(jù)。

（6）MCS。MCS：modulation coding scheme調(diào)制與編碼策略。協(xié)議規(guī)定當(dāng)MCS大于19時(shí)，終端就會(huì)采用256QAM的調(diào)制解調(diào)方式。

（7）BLER。BLER（blockerror rate）誤塊率，是出錯(cuò)的塊在所有發(fā)送的塊中所占的百分比（只計(jì)算初傳的block）。

3 工程中的應(yīng)用

各大運(yùn)營(yíng)商在5G網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收測(cè)試階段或者是驗(yàn)收階段都對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量有著很嚴(yán)格的要求。在工程中運(yùn)營(yíng)商一般都會(huì)采用單用戶在網(wǎng)絡(luò)中的峰值速率和平均速率作為網(wǎng)絡(luò)吞吐量的驗(yàn)證結(jié)果。想要達(dá)到一個(gè)理想的吞吐量數(shù)據(jù)，在工程實(shí)踐中需要做很大的前期準(zhǔn)備工作。這就需要終端和網(wǎng)絡(luò)在調(diào)試階段通過(guò)各個(gè)重要指標(biāo)參數(shù)，不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和終端參數(shù)，密切配合不斷優(yōu)化，最終才能達(dá)到理想的吞吐量。

3.1 測(cè)試場(chǎng)景的選擇

吞吐量測(cè)試在工程中有動(dòng)態(tài)場(chǎng)景和靜態(tài)場(chǎng)景，靜態(tài)場(chǎng)景又分為屏蔽環(huán)境下測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試。工程中對(duì)于不同場(chǎng)景下的吞吐量有著不同的要求，這里選擇其中最具代表性的現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中的定點(diǎn)場(chǎng)景進(jìn)行討論。

3.2 網(wǎng)絡(luò)方面需要關(guān)注的問(wèn)題

（1）網(wǎng)絡(luò)布網(wǎng)的技術(shù)和參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)布網(wǎng)時(shí)采用的技術(shù)是SA的網(wǎng)絡(luò)還是NSA的網(wǎng)絡(luò)，不同的布網(wǎng)技術(shù)最后得到的吞吐量數(shù)據(jù)差別較大。這里需要搞清楚網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)類型、等寬、支持的最大速率等信息。

（2）網(wǎng)絡(luò)是否存在不合理的地方。此時(shí)就需要使用商用終端在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)進(jìn)行初始接入嘗試，確定終端注冊(cè)沒(méi)有問(wèn)題。如果出現(xiàn)不能注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，就需要抓取log進(jìn)行詳細(xì)分析和定位。注冊(cè)成功之后根據(jù)RSRP、RSRQ、SIN等參數(shù)觀察測(cè)試地點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量。當(dāng)RSRP信號(hào)很強(qiáng)，而SIN很小時(shí)就需要特別注意，可能存在異常干擾。這個(gè)時(shí)候就要排查是否存在其他小區(qū)的干擾，調(diào)整其他小區(qū)基站的傾角和功率等相關(guān)參數(shù)來(lái)減少干擾。

（3）測(cè)試地點(diǎn)的選擇。在工程實(shí)踐中，這一個(gè)步驟是非常重要的，關(guān)系著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)能否達(dá)到工程的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)基站的覆蓋范圍比較大，由于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境受到天線傾角、周圍其他建筑的遮擋和反射等因素的影響，尋找測(cè)試地點(diǎn)變得非常復(fù)雜和困難。這個(gè)測(cè)試點(diǎn)不是離基站越近越好，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)基站一般都是在樓頂或者高架上架設(shè)，天線面向遠(yuǎn)方輻射，在基站下面往往都不是信號(hào)質(zhì)量好的位置。

此時(shí)可以進(jìn)行嘗試吞吐量測(cè)試，在測(cè)試過(guò)程中需要關(guān)注MCS、RSRP、CQI、BLER等參數(shù)的變化，先確定一個(gè)大體的位置。這個(gè)測(cè)試位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)是：MCS需要大于19，越大越好。然后觀察終端的4路信號(hào)RSRP的值，其強(qiáng)度要大于-80dbm，并且4路信號(hào)強(qiáng)度差別不大，否則需要稍微移動(dòng)一下位置，或者調(diào)整一下終端的方向。然后觀察吞吐量業(yè)務(wù)時(shí)的BLER值，其取值要小于10%，越小越好。最終找到一個(gè)測(cè)試地點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度在-80dbm左右，4路信號(hào)強(qiáng)度差別不大，MCS在25左右，并且BLER在10%以內(nèi)。

3.3 終端方面需要關(guān)注的問(wèn)題

在工程驗(yàn)收的時(shí)候，對(duì)選擇的終端有如下要求：能力等級(jí)高、兼容性好、并且測(cè)試log容易抓取和分析。終端的能力等級(jí)對(duì)應(yīng)的理論速率需要高于工程驗(yàn)收要求的速率?，F(xiàn)在市場(chǎng)上5G芯片廠商有很多家，有麒麟、高通、MTK、展訊等。選擇一款測(cè)試log容易抓取，并且能夠很容易看到MCS、RSRP、CQI、BLER等參數(shù)的終端進(jìn)行驗(yàn)收。最后還需要選擇一款功能穩(wěn)定的速率監(jiān)控軟件，它可以實(shí)時(shí)地獲取速率信息，直觀地反映歷史速率曲線，并計(jì)算吞吐量的最大值和平均值。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文是在參與了國(guó)內(nèi)各個(gè)運(yùn)營(yíng)商以及國(guó)際上各運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的。從實(shí)踐的角度看，具有容易上手，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于快速找到測(cè)試地點(diǎn)具有指導(dǎo)意義，可以縮短工程驗(yàn)收周期。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的部署和發(fā)展，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商對(duì)于網(wǎng)絡(luò)吞吐量的測(cè)試要求也越來(lái)越多，吞吐量方面的研究還需要進(jìn)一步細(xì)化和完善。