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如何提高上传速度？ - LTE载波聚合为5G移动通讯铺路
来源：eettaiwan 作者：佚名日 09:30
[导读] 如何提高上传速度？ 目前有几种提高下载速度的权宜之计，例如结合LTE和Wi-Fi载波等，但这无法套用于提高上传速度。然而，针对像Instagram与视讯会议等具
　　如何提高上传速度？
　　目前有几种提高下载速度的权宜之计，例如结合LTE和Wi-Fi载波等，但这无法套用于提高上传速度。然而，针对像Instagram与视讯会议等具有更高上传速度的要求，透过LTE载波聚合 （CarrierAggregation；CA）技术，可望更理想地增加有效频宽及高速传输性能。
　　载波聚合的基本概念并不算新；它曾经在大约二十年前用于固定线路ISDN，后来由业界标准3GPPRelease-10版正式发布用于LTE-Advanced（LTE-A），让营运商得以更有效率地利用其频谱资产，提升用户服务所需的传输速度以及增加网路容量。
　　载波聚合主要透过数位讯号处理（DSP）技术接合2个或多个固定频宽的载波，使其发挥2倍或多倍频宽的效果。例如，将3种载波结合在一起，就能提供3倍频宽等等以此类推。在3GPP规格中，可以结合使用多达5种20MHzLTE载波，如图3所示。然而，在不久的将来，2倍与3倍的CA建置可说是更为可行。
　　图3：载波聚合&&定义未来的LTE-Advanced技术
　　在行动世界中，我们已经一路从2G、3G走向更大频宽，如今更透过旗舰级的LTE-A技术来到了4G时代。但是，在未来十年出现新一代5G行动通讯以前，LTE载波聚合技术正成为目前的技术首选。载波聚合技术可同时结合更低与更高频段&&利用低频段的更广泛覆盖范围，并透过高频段实现更高可用性。
　　对于用户来说，载波聚合的重要性不只是更大频宽。因为更大频宽可带来更好的传输速率体验，特别是在蜂巢式基地台的边缘，如图4所示。显然，透过载波聚合技术强化了蜂巢式基地台边缘衰减的讯号，因而使远离城市中心的住户也能受益于更快的传输效率。
　　双载波的载波聚合技术可为突发性应用倍增传输容量，而3倍载波的载波聚合技术则可增加3倍。除了增加资料速率，同时还可在典型的网路负载下维持相同的用户体验。当载波聚合时，不仅带来了更多资源，而且由于中继效率，而使得整体性能更大于各个载波加总的能力。提高传输容量将有助于营运商解决智慧型手机带来突发性传输流量的挑战，从而更有效的利用社交媒体应用程式与即时传讯等。
　　对于营运商来说，载波聚合技术提供的网路效率比单独的无线通道更高，同时还能以任何用户传输速率提供更多容量。此外，即使是在网路负载与支援更丰富内容与服务的情况下，载波聚合也能提供更好的用户传输速率。
　　营运商部署LTECA网路
　　因此，目前已有许多网路采用2x20MHz聚合，达到了接近300Mbps的传输速率。一般来说，LTE-A第6类（Cat6）可定义更好的载波聚合功能，实现300Mbps的下行速度和50Mbps的上行速度。
　　2014年11月，高通（Qualcomm）率先推出第10类（(＄0.0384)）LTE数据机晶片，支援最高450Mbps下行速度和高达100Mbps上行速度的全域载波聚合，以及跨TDD与FDD频谱的载波聚合技术。
　　全球各大行动营运商也正急于展现更优于竞争对手的网路服务，因而迫使他们透过波聚合来升级其网路性能。
　　当他们将现有的Cat4LTE网路升级到Cat6（或其他类别），将会使用像中国移动（ChinaMobile）所采用的&4G+&一词或类似的术语，藉以显示其载波聚合服务是更好（更快）的网路。例如，2015年4月，澳洲TelstraMobile率先推出450Mbps的LTE-ACat9 网路，并将新的网路功能称为4GX服务。另一家竞争的澳洲电信营运商Optus也推出LTE-A网路，称为&4GPlus&。
　　根据全球行动装置供应商协会（GSA）最近的一项研究，在全球45个国家中约有88家LTE-A营运商分别处于部署载波聚合技术的不同阶段。14家营运商部署了CAT4网路，而73家已商用化推出CAT6系统，其中的37家现可支援300Mbps的峰值下行链路速度。
　　美国营运商目前看来脚步稍嫌缓慢，Sprint到了2015年7月才率先广泛部署双载波聚合服务。除了在29个城市率先推出服务以外，随后还将扩展到更多据点。
　　AT&T目前已在几个选定城市中启动载波聚合服务，预计2015年年底可全面启用。但是，Cat6作业已经普遍用于澳洲、俄罗斯、瑞士以及加拿大等20个国家了。
　　中国的三大行动营运商也开始推出LTE-A服务，中国电信（ChinaTelecom）率先在17个城市中部署了Cat6网路服务。
　　中国移动则使用基于高通Snapdragon810数据机晶片的Cat9装置，展示三频CA的300Mbps下载速度。中兴通讯（ZTE）提供可实现Cat9性能的营运商网路。预计中国三大网路将在明年全面部署LTE-A网路。
　　为了更有效地利用现有的频谱资产，有些服务供应商已经宣布即将淘汰其现存的2G网路了。
　　例如，AT&T设定在2017年停止GSM服务。藉由重新利用其2G资产，营运商们就能在有限的频谱资源下有效发挥更先进的4G技术优势。
　　虽然这将导致其可用频段更加零碎，但是，载波聚合将在此提供有效利用最新取得频谱片段的理想途径。因此，载波聚合技术更显得实用。
　　除了提供CAT4（或CAT6以上）网路作业的营运商以外，LTE-A智慧型手机也不可或缺。高通在此主导了LTE-A数据机晶片，在一系列支援载波聚合的智慧型手机中占据重要地位。
　　其他业者也计划在今年底到明年初之间开始推出相关产品，如海思（HiSilicon）、英特尔（Intel）、Marvell、联发科（MediaTek）、三星（Samsung）和展讯（Spreadtrum）。
　　新一代行动通讯网路将在多方向不断演变。短期来看，可能聚合更多的载波（LTE-A定义最多5x）以及结合更多频段（3GPP中定义可达50个以上）；在上传链路中实现聚合。再者，载波聚合技术可涵盖FDD/TDD、不同的蜂巢式基地台，以及授权与未授权频段。
　　根据最新的3GPP标准（REL-12），目前可为60GHz通道定义最多3个20MHz的下行链路聚合，未来的标准可望支援高达 100MHz（5x20MHz）频宽。然而，3载波下行链路（如20+10+10MHz），以及1或2载波上行链路的建置预计将在未来一年左右变得更加普及。
　　未来，透过LTE-Advanced载波聚合，用户将可更快速地分享照片、快速存取云端中的大型档案、更快载入复杂的网站以及更多位置的更高品质视讯串流。
　　载波聚合技术不仅扩展了营运商的能力、增强用户的行动体验，同时也为迈向最终的5G建置铺路。
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电信与信息服务业务经营许可证：粤B2-　　【摘 要】TD-LTE无线通信技术为用户提供了一种全新的快速上网方式。但在实际应用中，限制速率的问题随处可见。主要表现" />
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TD―LTE下载速率的提升方法和实践案例
　　【摘 要】TD-LTE无线通信技术为用户提供了一种全新的快速上网方式。但在实际应用中，限制速率的问题随处可见。主要表现为吞吐率偏低和吞吐率波动。本文通过分析、定位影响下行速率的主要因素，结合实际工作，总结出了优化LTE速率的方法。有关分析结果将为提升用户感知提供重要参考，并对系统的性能评估提供有益帮助。 中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-7000098.htm　　【关键词】TD-LTE 速率 优化 　　1 TD-LTE下载速率的基本概念及验收标准 　　下载速率即单位时间内下载的数据量，也称吞吐率。吞吐率等于下载数据量与统计时长的比值. 　　按照TD-LTE单站验证的要求，FTP下载速率的验收标准如下（子帧配比2，特殊子帧配比5，SINR作为选点参考）： 　　好点：RSRP>-85 dBm，SINR>20dB，下行吞吐量>45Mbps； 　　中点：RSRP在-95 dBm左右，SINR>10dB，下行吞吐量20Mbps左右； 　　差点：RSRP在-105 dBm左右，SINR>5dB，下行吞吐量5Mbps左右。 　　2 TD-LTE下载速率的影响因素 　　（2）数据信道可用的物理资源：公共信道的开销进一步决定了用户可以实际使用的资源，在下行方向，每个下行子帧中PDCCH信道在时域上可占用前1-3个OFDM符号（由PCFICH信道指示），此外系统消息、下行参考信号也带来一定的下行资源开销。 　　（3）在计算单用户峰值速率时，还需要考虑UE能力的限制，不同类型的UE具备不同的上下行峰值速率。 　　（4）信道条件直接影响用户资源分配，系统根据用户所处位置的SINR，终端上报的CQI及用户需求来分配RB资源。 　　（5）编码速率（取决于无线信道质量）：TD-LTE的调制方式主要有QPSK、16QAM、64QAM，不同的调制方式有不同的编码速率。调制方式和编码速率的选择是由参考信号的测量估计得到。 　　（6）时隙配置和特殊子帧配置方式所对应的理论速率差异很大，足以影响下载速率. 　　（7）传输网、核心网、IDC服务器和下载服务器的性能均会影响吞吐率。 　　（8）开启异频测量时，下行平均吞吐率会下降25%左右。 　　（9）下载速率无法提高时，有可能是无线设备存在故障或者需要重新启动，实际工作中偶尔会遇到此类问题。 　　3 TD-LTE下载速率提升的分析和常见问题 　　3.1 传输问题影响下载速率 　　簇优化过程中，发现多个基站下载速率不达标，只有5-15Mbps左右。如图1所示，选取抚顺万泉小区宏站进行测试，结果显示下行速率约为10Mbps左右，测试LOG分析发现无线参数正常，MCS等级正常、编码方式正常，现场无线环境RSRP、SINR良好，只有PRB调度低，已排除测试设备和服务器问题。 　　针对调度问题在基站侧向UE进行打BO测试（由基站向ue下发数据包），如图2所示，发现调度正常，其他参数指标正常，证明基站到UE空口正常、参数设置正常，初步怀疑基站上层资源问题. 　　现有网络架构为：UE→ENB→PTN设备（包括接入和汇聚）→PTN_CE→EPC→CMNET_CE。 　　目前抚顺传输主要分为新设备PTN6220和老设设备PTN6200，其中老设备PTN6200的传输能力1G，除去备用通道，实际只有500M，这500M中还包括3G数据、专线数据等所有传输数据。所以留给LTE的资源有限，导致部分设备对LTE峰值速率产生影响，而部分新PTN6220设备中存在有些设备有告警、有些设备存在“失帧”，导致峰值速率受影响。 　　联系传输中心进行PTN设备核查，发现了8个站点下载速率慢问题，其中2个站点因为2条链路上存在CRC误码导致； 2个站点因为段落上出现PW残损，导致大量丢弃帧，最终影响业务下载速率，万泉基站就是此类问题；3个站点下挂大量CPE，链路带宽不足，导致下载速率低，通过调整业务路径分担方式解决；1个站点无法检测到，最终通过替换硬件方式确认为光模块故障引起. 　　LTE基站大量开通后，PTN网络带宽资源占用率升高，网络开始高负荷承载，网络带宽和链路质量逐步成为影响LTE基站速率的主要因素。优化人员需重视此类问题对指标的影响。 　　3.2 干扰问题影响下载速率 　　某LTE基站1小区在测试过程中，发现下载速率低（2Mbps左右），终端 ping 核心网侧丢包率高达 50% 。该基站配置为S111，频段是F 频段 MHz，带宽20M，参考信号功率12dBm，上下行时隙配比1：3，特殊子帧时隙配置DwPTS：GP：UpPTS=3：9：2. 　　由于速率问题的排查涉及因素很多，需逐一完成终端、核心网、接入网、无线环境、传输、网管参数等方面的排查。 　　因为该终端在同ENodeB的2，3小区进行FTP下载，下载速率均达到50Mbps以上，可以判断该故障仅与1小区有关，与核心网、传输及终端无关。又因为CC板是3个方向共用的，也可以确认故障与CC板无关。 　　由于2、3小区测试正常，仅1小区速率低。参照2，3小区参数对1小区参数进行了核查，未发现问题。同时对3个小区PCI码进行了核查，符合规划要求。 　　为防止 BBU 、 RRU 版本不匹配（可能造成 IQ 数据错乱）导致的底噪高等故障，对1小区RRU版本进行核查，未发现问题。 　　经过第一步的排查，确认了故障仅与1方向有关。接下来测试与1小区相关的硬件设备。telnet 方式登录 CC 板，直接 ping 1小区对应 RRU 的地址，无丢包，时延正常。 　　使用底噪查询工具。发现1小区底噪为 -93dBm，明显偏高（小区空载时底噪正常值应在 -117 dBm 左右）。 2小区底噪在 -111 dBm 左右， 3小区底噪在 -110 dBm 左右。
　　将查询出的底噪值与各小区的业务速率对比，很容易看出业务速率低的小区恰好是后台查询底噪高的小区。由此判断为底噪高是导致空口质量差，引起终端业务速率低、 ping 包丢包率高的原因。 　　为防止长时间运行导致硬件噪声累积升高，依次复位了该小区对应的 RRU 、 BPL 、 CC 。每复位一步都查看一次底噪、并现场测试一次。结果表明复位无效。 　　因为 R8928FA 有 8 个通道，为确认是否单个（或某几个）通道硬件故障导致的底噪高，后台将 1 小区对应的 R8928FA 每次仅激活一个通道并记录底噪值，最后将测得的 8 个通道的底噪值做对比，发现基本一致并且都在正常范围内，说明8个通道都正常。 　　因为 1 小区下业务有故障，2、3 小区下业务正常，所以可以通过交叉光纤定位故障是否在 BBU 侧。测试后确定该故障与 BBU 侧无关。 　　通过调整天线方位角，可以定位是 RRU （包含RRU和天线及跳线）故障还是无线环境的影响。通过这种方式，确定了问题原因在于无线环境。 　　闭塞周边所有 LTE 小区，排查是否系统内干扰 将该站点周围的所有 LTE 小区，以及 2、3小区全部闭塞，仅保留 1 小区。查看 1 小区底噪为 -97 dBm左右，前台测试业务速率低、丢包率高，故障情况基本没有改善。 由此判断干扰来自系统外。对 MHz 扫频，发现移动 DCS1800 频段天线对该频段有干扰。观察天线，发现2，3方向LTE天线与DCS天线水平隔离度1米左右，而1方向LTE与DCS天线水平隔离度仅0.4米左右。然后尝试改变1方向LTE天线位置，将其与DCS天线水平隔离度增加到1米。然后测试1小区，底噪-108 dBm，下载速率50Mbps，故障排查完成。 　　通过故障排查前后指标对比，1小区下载速率由故障前的1 Mbps提升到50Mbps，底噪由故障前的-93 dBm降低到-108 dBm，达到LTE验收标准。由于TD-LTE F频段频率为MHz，移动DCS下行频段 MHz。由于DCS与LTE频段接近，所以当DCS天线与LTE天线距离过近，DCS信号会对LTE造成强干扰。解决方法：提高DCS天线与LTE天线水平隔离度，建议将水平隔离度提高到1米以上，DCS对LTE干扰可基本消除。 　　3.3 特殊时隙配置错误引起下载速率低问题 　　接到用户投诉反映，在十中附近信号很强，但下载速率很低。经现场测试，发现信道质量良好，RSRP在-90dBm、SINR在20dB左右，属于中近点；调度较满，平均每个时隙调度90个RB以上；上报的CQI为14阶，但实际调度的MCS低至5阶；误码率较高，15%～20%左右；下载速率在5Mbps-8Mbps之间； 　　可能的原因有：终端问题：多款终端占用该小区下载速率均低，在其他地方未复现此问题，排除终端问题的可能性；如果干扰严重，会导致SINR值低，速率低，但测试仪表显示SINR在20db以上； 如果开启了周期性的MR测量，会导致调度不满，速率偏低，经核实，未开启MR测量 ；参数配置错误的可能性最大。 　　问题定位和解决：测试中发现该小区采用的频段为F频段，但是SSP为7，说明特殊子帧配置为10：2：2，因此和共站的TDS产生了较大干扰。将SSP调整为5，（特殊子帧配置为3：9：2），该小区速率恢复到平均速率40Mbps，峰值速率恢复到60Mbps。 　　3.4 BBU问题重启后提升LTE下载速率 　　移动综合楼内LTE下载速率不稳定，下载速度在3-45Mbps之间波动，变化比较频繁。1楼，实际下载峰值速率能达到45MB；2楼到5楼，实际下载峰值速率只能达到3Mbps。上述现象与设计标准（单流峰值速率达到35Mbps，双流峰值速率达到70Mbps）不符，并对客户感知产生严重影响。 　　原因排查： 　　天馈系统故障：移动公司综合楼LTE共一个小区，2台RRU覆盖，我们选择在1楼RRU输出端接衰减器再接天线的方法进行测试，确定是天馈问题还是设备侧的问题，掉电重启后，测试结果不理想，峰值能达到70Mbps，但速率波动还是比较大，随后又到5楼用同样的方法进行测试，测试结果与1楼一样，据工程优化的人员反应，掉电重启后的速率较之前相比，还是有大幅度的提升，由此说明是设备侧导致的问题。 　　RRU设备故障：更换RRU后现场测试结果无任何改变。 　　后台数据设置异常：由于是整个小区下所有的RRU都存在下载速率波动大问题，我们选择在流量较低时段重做数据，重做数据后测试结果显示较之前无任何改善，说明后台数据设置正常。 　　解决措施：最后选择掉电重启BBU再次测试，测试结果显示下载速率稳定在70Mbps左右。将天馈复原后对整个综合楼进行扫楼测试，整体下载速率稳定在70Mbps左右，已恢复正常。 　　对于此类问题应先排查问题存在于天馈系统侧还是设备侧：如问题存在于天馈系统侧，需对馈线中的接头、器件进行逐一排查，并更换故障器件；如问题存在于设备侧，则需对RRU设备、后台参数设置、BBU设备等情况进行逐级排查， 如果排除掉数据侧和器件侧的问题，建议重启BBU和RRU。 　　4 结语 　　在TD-LTE的速率优化过程中，优化人员经常会遇到各种各样的问题和挑战.经过不断学习和积累，仔细分析问题的原因和本质，追本溯源，锲而不舍，一定会圆满的达成优化目标. 　　参考文献： 　　[1] 孙天伟.3GPP LTE/SAE网络体系结构和标准化进展[J].广东通信技术. 　　[2] 陈昌川，廖晓锋，赵川斌.TD-LTE无线接入网介绍[J].通信技术.
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三种方法提升LTE网络上传速度
有三种方法能提升LTE网络的上传速度，第一个、也是提升效果最显着的是透过载波聚合（carrier aggregation，CA），这是增加上行/上传速度的主要解决方案。透过结合两个以上的载波，整体网络频宽得以扩展；正成为主流标准的LTE Cat 6。
　　使用者能从上行速度的改善取得许多好处，特别是更好的摄影机、社交媒体、云端服务或网络体验；云端储存已经逐渐成为受智能手机使用者欢迎的服务，更快的上
传速度能强化使用者体验。而应用程序开发商则能因为从3G时代升级的体验而获益，能以提高的位元率透过Skype、Apple
FaceTim等程序分享照片与双向视讯。　　LTE网络有两种形式，FDD （frequency division duplex）与TDD （time division
duplex）。FDD有专属的上行与下行无线频道，因此能得益于上行速度的改善；而TDD因为分享单个上行/下行频道，能因为上行速度的改善而获益更 多。　　最近产业界首次UDC的商用TDD网络验证，在不久前由中国移动与华为（Huawei）合作在杭州进行；如前面所述，UDC能让移动通讯服务业者将上行资源最大化，因此大幅增加上行使用者的数量，并针对不同应用程序达到显着的压缩效率。　　　　TDD网络能因为上行速度改善而获益更多　　（来源：Will Strauss）　　支援Cat 6与Cat 7分别达100Mbps与
150Mbps上行速度的LTE-Advanced数据机，能让智能手机供应商透过早期采用先进产品，提供领先技术与产品差异化。网络营运商则能取得更多的上行容量与效率，使他们能提供差异化的服务。　　因为先进的上行技术需要与营运商网络设备合作，大规模的布署会需要一些时间；不过推动更快速的LTE网络上行速度，将有益于整体移动通讯产业生态系统。这也将满足使用者对更加智能手机体验的愿望，并推动装置制造商保持技术领先。　　　　改善上行速度有益于整体移动通讯产业生态系统　　（来源：Will Strauss）　　编译：Judith Cheng　　（参考原文： Boosting Upload Speeds from Smartphones to Networks，by Will
Strauss；本文作者为市场研究机构Forward Concepts创办人暨总裁）
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