【精】LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化之終端篇

時(shí)間：2016-02-24　來(lái)源：中國(guó)集群通信網(wǎng)　作者：席曉冰　點(diǎn)擊：次

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在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中,終端使用扮演重要的角色,它是通信最末端,用戶通過(guò)它連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,而它的性能直接影響到用戶的感知度,所以在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響是必須研究的范疇,必須排除終端性能對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響,防止終端的問(wèn)題促使用戶體驗(yàn)差,而造成用戶投訴;現(xiàn)在由于智能機(jī)的大面積普及,而很多非通信業(yè)的企業(yè)大量涌入從而造成終端性能的各種問(wèn)題的出現(xiàn),而發(fā)現(xiàn)及排除終端問(wèn)題,業(yè)已成為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化日常工作的一項(xiàng)重要工作,所以對(duì)終端的了解也是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師的基礎(chǔ)知識(shí)中的關(guān)鍵知識(shí),必須了解且掌握。

終端即用戶使用的設(shè)備,類型較多,性能差異會(huì)造成不同的用戶體驗(yàn),可能導(dǎo)致用戶懷疑網(wǎng)絡(luò)性能,尤其是使用高端手機(jī)的用戶往往不會(huì)懷疑是手機(jī)的問(wèn)題而是網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題導(dǎo)致自己信號(hào)差或者上網(wǎng)速率慢等問(wèn)題造成投訴,而實(shí)際上由于很多造智能手機(jī)廠家本身不是通信領(lǐng)域的專家例如蘋果,聯(lián)想,小米三星等都是非傳統(tǒng)通信廠商,造手機(jī)往往考慮的系統(tǒng) UI,拍照,屏幕,待機(jī)電量等問(wèn)題,而終端接收靈敏度,終端無(wú)線性能往往不是他們關(guān)注的重點(diǎn),從而導(dǎo)致終端無(wú)線設(shè)計(jì)存在缺陷,比較明顯的就是 iphone4 的天線門事件,三星 Note2 的天線設(shè)計(jì)問(wèn)題等,導(dǎo)致的信號(hào)差問(wèn)題。所以現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化必須關(guān)注終端帶來(lái)的問(wèn)題,通過(guò)用戶投訴采集用戶終端型號(hào),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息采集 IMEI(設(shè)備識(shí)別碼)來(lái)確定終端的型號(hào),從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題終端,聯(lián)系生產(chǎn)廠家予以解決,避免出現(xiàn)由于終端問(wèn)題導(dǎo)致用戶對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)性能的質(zhì)疑。尤其是VIP客戶的投訴處理中尤其是終端問(wèn)題導(dǎo)致的投訴是優(yōu)化解決的重點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)及定位問(wèn)題就是關(guān)鍵,而定位問(wèn)題必須對(duì)終端的性能必須熟悉。

終端是由機(jī)身硬件+USIM 卡(Universal Subscriber Identity Module);下面祥述終端及USIM卡的類型及問(wèn)題。

1 終端類型

在現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代由于用戶的需求不同,所以網(wǎng)絡(luò)終端類型也不同,目前以數(shù)據(jù)上網(wǎng)卡,MIFI,CPE,智能手機(jī)主要四種類型終端,不同終端的性能有差異。

數(shù)據(jù)上網(wǎng)卡:利用上網(wǎng)卡上網(wǎng),一般適用于使用筆記本電腦移動(dòng)辦公上網(wǎng)需求,即通過(guò)數(shù)據(jù)上網(wǎng)卡連接移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(TD-LTE 或 TD-SCDMA 或 GSM(GPRS\EDGE)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)上網(wǎng)需求。

MIFI:適應(yīng)于具備多種電子類產(chǎn)品設(shè)備的用戶,用戶的電子產(chǎn)品通過(guò)WIFI 信號(hào)連接MIFI, MIFI 在通過(guò)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)通信網(wǎng)信號(hào)傳輸(TD-LTE、TD-SCDMA、GSM(GPRS\EDGE 等網(wǎng)絡(luò)模式);俗稱"上網(wǎng)伴侶"。

CPE:4G 無(wú)線網(wǎng)關(guān)(CPE)與常用的無(wú)線路由器相似,但和無(wú)線路由器不同的是,它使用更方便,可隨時(shí)移動(dòng)。適合有線寬帶、WLAN 接入不便的中小企業(yè),如商貿(mào)城小商鋪;或者不希望安裝有線寬帶的家庭客戶, 如租房一族等。

手持機(jī)，即手機(jī)，目前都是智能手機(jī)，通信關(guān)注的為手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)模式和工作頻率等無(wú)線性能參數(shù)。

2 終端的等級(jí)

UE category 意味者終端的無(wú)線性能參數(shù)的集合,即代表終端支持的無(wú)線技術(shù)的能力,峰值速率,RF 頻段帶寬,調(diào)制模式(QPSK、16QAM、64QAM,調(diào)制方式?jīng)Q定數(shù)據(jù)承載效率,對(duì)數(shù)據(jù)的速率影響巨大,所以是否支持 64QAM 技術(shù)對(duì)終端速率有非常大的影響); MIMO 技術(shù)的使用,終端使用 MIMO 技術(shù)的核心就在于是否支持雙天線,支持雙天線的終端才能體現(xiàn)出 MIMO 技術(shù)的優(yōu)勢(shì),目前僅 CPE 支持雙天線。

UE 的 UE category 最關(guān)鍵的參數(shù)是體現(xiàn)出終端的數(shù)據(jù)傳輸能力,這也就是不同的用戶使用不同的終端在同一地點(diǎn)上網(wǎng)速率差異的主要原因之一,終端性能的差異導(dǎo)致速率的差異。優(yōu)化工程師必須掌握如何獲取 UE category 信息。測(cè)試終端可通過(guò)信令跟蹤獲取,用戶手機(jī)可通過(guò)型號(hào)查詢。

在信令流程中里可以看到 UE 等級(jí)信息。在 UE Capability Information Indication 里;

3GPP 協(xié)議中關(guān)于 UE Category 的列表

3 終端的構(gòu)成

機(jī)身硬件+USIM 卡構(gòu)成了通信終端;無(wú)論數(shù)據(jù)上網(wǎng)卡,MIFI ,CPE、手持機(jī)等屬于機(jī)身硬件其性能差異會(huì)導(dǎo)致用戶體驗(yàn)差異,USIM 卡屬于用戶識(shí)別身份及開(kāi)通賬戶信息及絡(luò)運(yùn)行機(jī)制的存儲(chǔ)介質(zhì)。

3.1 終端工作頻率(移動(dòng)要求)

3.2 終端UE最大發(fā)射功率

現(xiàn)網(wǎng)使用的終端大部分為3級(jí)，即規(guī)定是最大輸出功率范圍:23dBm±2dB; 終端的最大發(fā)射功率與上行最大覆蓋半徑相關(guān),即 UE 發(fā)送給基站的信號(hào)強(qiáng)度。所以不同等級(jí)的終端覆蓋半徑是存在差異的。(小區(qū)選擇算法中有關(guān)于 UE 發(fā)射功率參數(shù));另在現(xiàn)有運(yùn)行網(wǎng)絡(luò) 中對(duì)于UE的允許最大發(fā)射功率參數(shù)設(shè)置也是需要注意的,設(shè)置錯(cuò)誤有可能導(dǎo)致終端無(wú)法駐留某小區(qū),或者某小區(qū)下有信號(hào)但無(wú)法通信(上下信號(hào)覆蓋半徑行不平衡導(dǎo)致);

另,在通信網(wǎng)絡(luò)中為了降低UE發(fā)射功率滿足上行干擾降低及手機(jī)耗電量以及不同環(huán)境下的接入成功率的保障,對(duì) UE 的發(fā)射功率做了功率控制(上行功控算法),功控參數(shù)的調(diào)整和設(shè)置對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能影響很大;

3.3 終端 UE 接收靈敏度

終端的接收靈敏度表示終端對(duì)無(wú)線信號(hào)的接收性能,一般關(guān)注它的下限即信號(hào)低至多少終端依然可以接收且使用;這點(diǎn)對(duì)于通信是至關(guān)重要的,LTE 網(wǎng)絡(luò)的終端接收靈敏度的最低限比 2G、3G 網(wǎng)的低很多,也就是其它網(wǎng)可能已經(jīng)無(wú)法掃描到信號(hào),而 LTE 終端依然可以掃描到信號(hào)。

現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)際信號(hào)強(qiáng)度要求最低一般不低于-105dBm,低于-105dBm 的信號(hào)基本通信是無(wú)法保障的。協(xié)議規(guī)定是最低不能小于-140dBm;

移動(dòng)對(duì)于入網(wǎng)的終端靈敏度要求。

UE 的接收信號(hào)強(qiáng)度,在 LTE 網(wǎng)絡(luò)中依靠 RS 參考信號(hào)接收強(qiáng)度表示(RSRP),一般測(cè)試過(guò)程中通過(guò) RSRP 信號(hào)強(qiáng)度判斷 UE 接收到的信號(hào)強(qiáng)度,從而判斷下行覆蓋問(wèn)題。

一般 CQT 測(cè)試選點(diǎn)的要求,也信號(hào)強(qiáng)弱的表現(xiàn)。說(shuō)明:終端的接收靈敏度與手機(jī)的整體無(wú)線設(shè)計(jì)相關(guān);網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點(diǎn)關(guān)注的是其天線設(shè)計(jì),如果是外置天線(ATU 設(shè)備),尤其關(guān)注天線的材質(zhì),類型,放置位置都對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度有很大影響。

內(nèi)置天線與外置天線的接收性能差異較大,一般測(cè)試如果使用外置天線終端則測(cè)試效果要好。

iphone4 的天線門事件就是一個(gè)典型的天線設(shè)計(jì)缺陷造成的信號(hào)快速衰減問(wèn)題。也是眾多智能機(jī)目前常見(jiàn)的問(wèn)題,所以現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師必須對(duì)終端的天線位置有所了解。一般采取現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比替換法判斷是否終端問(wèn)題,然后在對(duì)終端進(jìn)行研究,看是芯片還是終端天線設(shè)計(jì)等問(wèn)題。(一般由終端問(wèn)題專題組負(fù)責(zé)定位終端的具體問(wèn)題)。

終端的具體問(wèn)題定位一般是由終端問(wèn)題專項(xiàng)組聯(lián)合終端廠家共同點(diǎn)位問(wèn)題。優(yōu)化僅判斷出為終端問(wèn)題即可(對(duì)比替換法:即在同一地點(diǎn),采用不同終端進(jìn)行測(cè)試,對(duì)比結(jié)果)。

4 優(yōu)化關(guān)于終端與USIM卡的問(wèn)題關(guān)注方面

4.1 終端

1)終端天線設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的接收信號(hào)強(qiáng)度問(wèn)題;

典型案例就是iPhone4 的天線門事件,手握緊,信號(hào)衰減快。

圖示為網(wǎng)友惡搞圖,正確的 iPhone4 拿法,否則信號(hào)衰減大。不過(guò)在目前各廠家的關(guān)注下這種問(wèn)題幾乎沒(méi)有了。

2)終端天線設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的干擾問(wèn)題

如下圖,三星 Note2 的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致雙卡工作時(shí)的雜音問(wèn)題,為終端設(shè)計(jì)缺陷。

3)測(cè)試終端放置的位置對(duì)信號(hào)的影響

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),終端放置的位置不同,信號(hào)的衰減不同,所以注意終端放置在衰減小的地方,且多終端放置距離間隔開(kāi)。

4)終端的發(fā)射功率參數(shù)配置及功控算法配置

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的參數(shù)優(yōu)化(系統(tǒng)級(jí)工程師),需對(duì) UE 發(fā)射功率參數(shù)及功控算法必須熟悉且熟練應(yīng)用(功控算法詳見(jiàn) LTE 功控算法篇);RF優(yōu)化工程師重點(diǎn)關(guān)注無(wú)線參數(shù)中的 UETxpower(終端發(fā)射功率),一般正常情況下越小越好,如果 UETxpower 偏大,說(shuō)明兩種情況,一種基站接收信號(hào)弱,要求終端增大發(fā)射功率(需結(jié)合下行路徑損耗及基站接收性能測(cè)量判斷是傳輸路徑損耗問(wèn)題還是基站接收性能問(wèn)題),另一種基站接收信號(hào)質(zhì)量差,要求 UE 增大發(fā)送功率提高抗干擾能力(需結(jié)合上行性能測(cè)量判斷是否為上行干擾)。此為RF優(yōu)化工程師重點(diǎn)掌握部分。

中興 CXT 路測(cè)軟件顯示 UE 發(fā)射功率等級(jí),如果比正常值偏大則存在問(wèn)題。此正常值為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)相同環(huán)境下測(cè)試到的值。需要你在現(xiàn)場(chǎng)注意觀察總結(jié),相同場(chǎng)景下正常值是多少。

某廠家的網(wǎng)管參數(shù)配置界面

UE 發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度與信號(hào)質(zhì)量監(jiān)控由 ENodeB 側(cè)負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)監(jiān)控,一般現(xiàn)網(wǎng)由網(wǎng)管工程師負(fù)責(zé),RF 工程師把需要監(jiān)控的小區(qū)ID號(hào)報(bào)給網(wǎng)管即可。所以在項(xiàng)目中個(gè)人的溝通能力是第一位的,只有溝通到位才能獲取幫助,盡快定位問(wèn)題及解決問(wèn)題。

5) 人為控制小區(qū)覆蓋半徑

實(shí)際優(yōu)化工程中,可以通過(guò)控制 UE 接收到的信號(hào)強(qiáng)度門限值,從而調(diào)整基站的覆蓋半徑,人為制造盲區(qū)(例如小區(qū)負(fù)荷過(guò)大,不想讓邊緣用戶進(jìn)入小區(qū)),或者小區(qū)邊緣覆蓋較差,終端駐留后信號(hào)波動(dòng)較大,容易造成脫網(wǎng)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)下降及用戶感知度差,有時(shí)沒(méi)有比有強(qiáng).所以可以依靠最小接入電平門限調(diào)整基站的覆蓋半徑(小區(qū)選擇算法關(guān)鍵參數(shù))。

某廠家 QRxlevemin 最小接收電平門限值,重點(diǎn)參數(shù)必須掌握。(小區(qū)選擇算法)

6)上行 UE 接入發(fā)射功率

上行 UE 發(fā)射功率由上行功控算法等控制

上圖為某廠家基站側(cè)對(duì) UE 終端發(fā)送的前導(dǎo) preamble 碼信號(hào)強(qiáng)度的最低接收要求,設(shè) 置過(guò)低則 UE 很容易接入基站,導(dǎo)致基站負(fù)荷過(guò)大,以及在無(wú)線信號(hào)波動(dòng)大的地區(qū)易造成用戶感知度差,能用但是體驗(yàn)不好,設(shè)置過(guò)高則,導(dǎo)致 UE 可能顯示有信號(hào),但是無(wú)法接入連接網(wǎng)絡(luò),且 UE 會(huì)對(duì)周圍 UE 產(chǎn)生干擾導(dǎo)致上行質(zhì)差問(wèn)題。(系統(tǒng)級(jí)工程師參數(shù)優(yōu)化考慮)。

7) 終端軟硬件缺陷問(wèn)題

4.2 ATU

ATU 為自動(dòng)路測(cè)設(shè)備,其天線的材質(zhì),放置位置都對(duì) ATU 測(cè)試數(shù)據(jù)的采樣結(jié)果有影響,所以 ATU 優(yōu)化必須關(guān)注 ATU 天線的問(wèn)題。目前不同廠家的 ATU 設(shè)計(jì)不同,有的廠家已經(jīng)內(nèi)置 ATU 天線,不存在天線放置位置的影響。

4.3 USIM 卡問(wèn)題

由于 Iphone 的設(shè)計(jì)對(duì) SIM 卡的行業(yè)也發(fā)起了革命的更新,大卡,小卡,迷你卡等卡的風(fēng)行。

1)USIM卡的開(kāi)戶問(wèn)題

USIM卡就是用戶在運(yùn)營(yíng)商的身份識(shí)別卡,其有用戶識(shí)別信息,及用戶業(yè)務(wù)信息等, 如果用戶等級(jí)與用戶開(kāi)啟業(yè)務(wù)類型的限制就會(huì)導(dǎo)致用戶體驗(yàn)問(wèn)題,可能無(wú)法注冊(cè),可能峰值速率受限等等,這些是由核心網(wǎng)工程師負(fù)責(zé),可溝通核心網(wǎng)工程師查詢,或通過(guò)跟蹤信令在信令中查詢。尤其是用戶開(kāi)戶的峰值速率問(wèn)題,例如用戶最大數(shù)據(jù)下載速率為 4Mbps,而同樣地點(diǎn)其它用戶可以達(dá)到 20Mbps,則建議核查用戶的開(kāi)戶峰值速率信息。此也是 RF 用戶投訴處理工程師必須了解和掌握的知識(shí)。另用戶是有等級(jí)區(qū)別的,不同等級(jí)的用戶競(jìng)爭(zhēng)力不同,網(wǎng)絡(luò)側(cè)的資源配置是有競(jìng)爭(zhēng)算法限制的,所以在網(wǎng)絡(luò)用戶量大時(shí),用戶等級(jí)差異就會(huì)體驗(yàn)出來(lái),一般這類投訴主要來(lái)源與 VIP 投訴,尤其是運(yùn)營(yíng)商的高管級(jí)別一定要設(shè)置為最高等級(jí),防止運(yùn)營(yíng)商自身高管的投訴是優(yōu)化的重點(diǎn)。所以一般很多地市對(duì)高管的終端都做了全程信令跟蹤,以防出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法分析處理,判斷問(wèn)題環(huán)節(jié)。

2)USIM 卡的存儲(chǔ)信息

USIM 卡里存儲(chǔ)的有永久信息與臨時(shí)信息,這里僅說(shuō)臨時(shí)信息,位置更新的機(jī)制,由終端對(duì)接收到的小區(qū)系統(tǒng)消息中的 TAC 號(hào)碼與 TAL 號(hào)碼識(shí)別,如果與 USIM 卡之前存儲(chǔ)的比對(duì)不一致,則終端觸發(fā)位置更新流程。這點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員必須懂,因?yàn)樵诂F(xiàn)網(wǎng)中不處于位置區(qū)邊界的兩個(gè)小區(qū)間頻繁發(fā)生位置更新,就有可能是數(shù)據(jù)配置錯(cuò)誤,導(dǎo)致同一位置區(qū)下的小區(qū) TAC 或 TAL 號(hào)碼配置錯(cuò)誤,導(dǎo)致頻繁的位置更新,而位置更新頻繁會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)接通率下降(接入信道擁塞,被叫尋呼失敗等)。

●永久存儲(chǔ)信息

存儲(chǔ)主要為用戶識(shí)別碼 IMSI(唯一的識(shí)別一個(gè)用戶,是優(yōu)化關(guān)注號(hào)碼,通過(guò)它來(lái)跟蹤某個(gè)用戶的信令,或查找某個(gè)用戶),網(wǎng)優(yōu)關(guān)注的為采用 IMSI 對(duì)用戶進(jìn)行信令跟蹤,并通過(guò)層三信令識(shí)別為哪個(gè)用戶的信令(哪條信令內(nèi)可查選到 IMSI 為關(guān)鍵);鑒權(quán)算法參數(shù) (用于用戶是否為運(yùn)營(yíng)商的合法用戶,鑒權(quán)失敗,則無(wú)法使用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)),網(wǎng)優(yōu)關(guān)注層三信令流程中的鑒權(quán)過(guò)程。加密算法參數(shù)(用戶無(wú)線信號(hào)傳輸信息的保護(hù),要求核心網(wǎng)側(cè)與終端側(cè)采用的加密算法一致,不一致則無(wú)法通信),網(wǎng)優(yōu)關(guān)注層三信令流程中的加密過(guò)程;

●臨時(shí)存儲(chǔ)信息

■用戶臨時(shí)身份識(shí)別信息

無(wú)線電的易被截獲,所以用戶身份信息的保密非常關(guān)鍵,所以采用臨時(shí)識(shí)別碼的方式, 保護(hù)用戶身份信息不被非法獲取和使用。LTE 的用戶臨時(shí)識(shí)別碼GUTI;

■TAC與TAL號(hào)碼信息

TAC 號(hào)碼,TAL號(hào)碼是為進(jìn)行UE 終端位置更新而存在的號(hào)碼,一旦終端接收到的 TAC 與 TAL 同存儲(chǔ)的不一致,則 UE 發(fā)起位置更新流程,通過(guò)位置更新流程,網(wǎng)絡(luò)才清楚 UE 目前所處的位置區(qū)域,便于網(wǎng)絡(luò)尋呼 UE。(詳見(jiàn) TD-LTE 原理之位置更新篇); 另位置更新的成功率,以及位置更新過(guò)程中,UE 做被叫無(wú)法被尋呼到,頻繁的位置更新造成的網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷加重,及終端不能被尋呼到的時(shí)間量增長(zhǎng)都是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化終端關(guān)注的問(wèn)題。

3)USIM 卡的卡槽固定問(wèn)題

終端的 USIM 卡槽固定不穩(wěn)就會(huì)導(dǎo)致終端脫網(wǎng)吊線問(wèn)題,尤其是 ATU 測(cè)試設(shè)置,必須檢測(cè) USIM 卡的卡槽是否存在問(wèn)題。防止測(cè)試過(guò)程中由于 USIM 卡松動(dòng)導(dǎo)致的測(cè)試問(wèn)題。

4)USIM卡(廠商產(chǎn)品問(wèn)題)