5G 用户下载速率低问题分析和处理

［许文辉 纪纯妹 胡琳欣 陈郁乔］

1 引言

2018 年6 月14 日，第五代移动通信（5G）独立组网标准正式冻结，这意味着5G 完成了第一阶段全功能标准化工作。5G 第一阶段标准实现了对“增强移动宽带（eMBB）”的支持。针对该指标，中国移动组织开展“4/5G网络质量协同攻坚大会战”，5G 商用初期重点是有效提升用户感知，实现的主要目标就包括下载速率。而5G 下载速率受多方面因素的影响，包括开卡情况、终端、无线网络覆盖情况、传输、核心网、应用端等多个层面。

使用测试软件连接商用终端进行测试，能够真实体现用户感知，且测试软件能够直接输出开卡的签约信息，用户的MCS（modulation and coding scheme，调制和编码方式）、rank（空分复用流数）、CQI（Channel Quality Identity，信道质量指示）、调度等实时信息。

2 问题描述

通过选取一个问题站点进行进行分析，汕头XX 站点信号覆盖良好情况下，下载速率低于100 Mbit/s，远低于5G 的1 Gbit/s 的预期速率。后台核查站点关键性能指标均正常，该终端是采用海思芯片的Mate30 终端。在问题路段测试，占用该问题站点对应小区，参考信号电平（SSRSRP）为-65 dBm,信噪比（SS-SINR）为27 dB,通过该数据可以显示覆盖良好但下载速率低，存在异常。

3 问题分析

3.1 配置检查

通过对路测数据进行分析，取SS-RSRP≥-93 dBm 且SS-SINR≥-3 的采样点进行分析，发现传输类型及速率为10GE 口平均速率在剔除空口差质量问题后，能达500 Mbit/s以上，而GE 口平均速率在剔除空口差质量问题后，平均速率也仅在300 Mbit/s 左右。10GE 口平均调度在1300 次/s左右，GE 口平均调度仅在1 200 次/s 左右。10GE 口最大速率能达1 100 Mbit/s 以上，而GE 口最大速率仅600 Mbit/s 左右。传输端口对速率的影响是下载速率的第一确认要素。通过采用路面进行拉网，发现10GE 口占比时长与平均速率成正相关，10G 口占比时长越大，平均速率越高。

表1

测试前已核查该站点的传输环和传输口为10G 环10G口，传输配置不存在问题。

3.2 无线分析

正常情况下，每个时隙调度一次，子载波（SCS）间隔为30 kHz，带宽为100 MHz 时，对应PRB 数为273 个（Resource Block，资源块），子帧配比8∶2 时，时隙（Slot）长度为0.5 ms，1s 内调度次数=1 000 ms/0.5 ms=2 000 次/s，正常情况下，下行调度次数为2 000*8/10=1 600 次/s，上行调度次数2 000*2/10=400 次/s。当信道质量好时，采用更高阶的调制方式和更高的编码效率（添加更少的保护比特），速率升高；当信道质量差时，采用更低阶的调制方式和更低的编码效率（添加更多的保护比特），速率降低。在协议38.214 中定义的MCS（modulation and code scheme）表格，每阶MCS 对应一种码率，MCS 越高，码率越大，传输效率就越高，实际吞吐率越高。[4]图1 截图界面显示，MCS 仅为20，路测的MCS 一般在25 以上。信道条件不变时，RANK 越高，流间干扰越大，流间的数据信噪比下降，导致SINR 下降，进而引起MCS 下降。虽然RANK 增大会带来MCS 下降的问题，但是相比MCS 的下降，高RANK 能带来更高的体验速率。

图1 下载低速率测试情况

测试时无线环境良好，对于当前1T4R 的终端，Rank最高为4。一般情况下Rank 为3 时，速率最高能达到1 Gbit/s。测试点采用的调制方式为256QAM，但是下行的调度（Grant Count DL）次数仅为187 次/s，每个时隙的下行PRB 数在117 个RB（Resource Block，资源块）左右，下行调度低和RB 占用低导致低速率，通过更换手机终端和下载服务器后，低速率问题仍然存在，排除终端和服务器问题。

3.3 基站分析

通过在基站侧对问题小区进行灌包，其平均下载速率为840 Mbit/s，下行调度次数（Grant Count DL）为1 600次/s，下行每时隙资源块数（RB Num DL/Slot）平均为259 个RB。无线速率可以提升至正常水平，排除基站侧问题。

由此确认基站侧上联，即传输、核心可能存在问题。

3.4 传输分析

测试确认无线数据正常后，需要对站点所在的接入环和汇聚环进行核查逐段核查，最终通过传输网管发现问题基站所在传输光路存在输入光功率弱现象，同一段光路的收发两芯相差12 dB，存在异常，且问题基站所在传输对应的几段光路都存在不同程度的光弱问题。

图2 灌包测试情况

4 问题解决方法

通过传输侧处理好光弱故障问题后再进行现场复测，下载速率能达到1 Gbit/s，问题解决。通过对该问题进行定位处理，得出一套确认速率问题的解决方案。测试过程中，需先排除终端、卡和服务器的问题，可通过更换的方式进行验证排除。其次是确认无线侧的问题，可通过基站灌包确认，灌包速率正常，则递交传输专业进行下一步定位，通过传输挂表灌包确认，可以快速确认传输问题。

图3 传输光路情况

测试过程中可以通过测试软件对无线侧问题进行预判，包括看测试软件中的Grantcount 调度、MCS、误块率、PRB 数、RANK 等，如果MCS 或误块率高，说明存在外部干扰；如果PRB 数无法达到峰值，需确认是否小区内接入用户过多；如果Rank低，需结合周围无线环境，确认是否有构造多径效应用于提升Rank 等。具体核查过程如流程图4 所示。

图4 速率排查流程简图

5 结束语

本文对下载低速率问题进行分析，指出传输故障导致低速率问题所在，通过逐步排查最终定位问题，并最终解决影响用户感知的网络问题。在2G、4G、5G 等多张网络并存，在终端模式多样化的情况下，影响速率的问题多种多样，排查的途径也需增加，后续将研究如何通过5G MDT 实现用户直接上报的方式来发现问题，降低测试人员的投入。