LTE无线网络KPI指标优化和问题定位手册

..LTE无线网络KPI指标优化及问题定位手册

项目名称文档编号版本号V0.0.1作者刘占波版权所有大唐移动通信设备有限公司本资料及其包含的所有内容为大唐移动通信设备有限公司<大唐移动>所有,受中国法律及适用之国际公约中有关著作权法律的保护。未经大唐移动书面授权,任何人不得以任何形式复制、传播、散布、改动或以其它方式使用本资料的部分或全部内容,违者将被依法追究责任。文档更新记录日期更新人版本备注2013-5-5刘占波V0.0.1完成手册初稿产品类别：□TLE3000 ■EMB5216 □LTE-OMC □其他：文档系统产品版本：V资料版本：文档编号：大唐移动通信设备有限公司为客户提供全方位的技术支持,用户可与当地的大唐移动办事处联系,也可直接与公司总部客服中心联系。大唐移动通信设备有限公司地址：北京市海淀区学院路29号邮编：100083网址：客户服务电话：800-990-8800 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30现网配置数据以及话统反馈要求301引言1.1编写目的话统KPI是中国移动考核项之一,也是对网络质量的最直观反映。日常话统监测是进行网络性能检测的一种有效手段。通过日监测,识别突发问题小区,将问题消除在初级阶段。通过周监测,识别网络性能持续短木板小区,针对性的进行提升优化。话统KPI主要包括以下几大类：接入性指标、保持性指标、移动性指标、业务量指标、产品运行类指标、系统可用性指标和网络资源利用率指标。通过上述重点话统KPI指标的监测,可以达到：识别突发问题、风险提前预警、话统KPI的稳定与提升,目前TD-LTE系统需要重点关注的话统KPI指标如下表：指标分类数据来源具体的KPI指标接入性指标无线侧RRC连接建立成功率ERAB建立成功率无线接通率保持性指标无线掉话率〔ERAB异常释放移动性指标小区eNodeB内切换出成功率小区eNodeB间切换出成功率业务量指标上、下行业务平均吞吐量量上、下行PRB平均利用率产品运行类指标无线侧单板CPU最大占用率单板CPU平均占用率系统可用性指标无线侧无线网络退服比例网络资源指标无线侧上行PRB资源使用的平均个数下行PRB资源使用的平均个数本文档主要给出TD-LTE系统针对上表中话统相关的具体KPI指标的基本原理和相关指标的影响性分析及优化原则和优化方法进行介绍,重点介绍了上述具体KPI指标的优化手段、流程和典型问题,最后以典型案例分析讲述了各KPI指标相关过程中经常出现的问题和相应的优化策略。1.2预期读者和阅读建议1客服中心网络优化工程师2产品测试、解决方案测试与网络运维优化、系统性能、KPI指标等方向相关的测试工程师3与网络运维和网络优化、系统性能、KPI指标等方向相关的SE和研发人员。1.3参考资料1.4缩写术语RRCRadioResourceControl无线资源控制BLER BlockErrorRate 误块率PRBPhysicalResourceBlock物理资源快2RRC连接建立成功率优化定位手册2.1基本原理指标定义RRC连接建立是指处于空闲状态的UE或待开机的UE准备发起一个呼叫或响应寻呼时发起的过程。处于降低接入时延的考虑,LTE系统将RRC连接建立过程设计发生在ENB和MME之间的S1连接建立前,也就是在ENB尚未从MME获得任何UE上下文前,ENB需要将RRC连接建立完毕,因此该过程主要建立最基本的SRB1。RRC连接建立成功意味着UE与网络建立了信令连接,是进行其他业务的基础。理论介绍RRC连接建立过程分为两个阶段：准备阶段和实施阶段。在准备阶段中,UE会根据NAS层的触发原因和系统广播中的接入限制信息,通过一系列检查来判断自己是否被允许进行接入过程,如果可以,则执行后续的实施阶段；否则UE的RRC将启动相应的定时器,在该定时器超时前UE无法发起任何接入过程。上述机制的目的是负荷拥塞控制,当网络负荷较重时限制某些UE进行接入。在实施阶段,一个成功的RRC连接建立过程涉及UE和网络之间的三次握手,如下图2.1所示。相关公式和指标描述RRC连接建立成功率主要通过话务统计结果获得,推荐的公式为：RRC建立成功率=[RRC连接建立完成次数]/[RRC连接请求次数〔不包括重发]；公式中相关各指标的具体统计方式如下所示：指标指标描述RRC连接请求次数小区接收UE的RRCConnectionRequest消息次数〔不包括重发RRC连接建立完成次数小区接收UE返回的RRCConnectionSetupComplete消息次数RRC建立失败次数资源分配失败而导致连接建立失败的次数UE无应答而导致连接建立失败的次数小区发送RRCConnectionReject消息次数信令流程图2.1RRC连接建立成功信令流程2.2影响RRC连接建立成功率的因素影响RRC连接建立成功率的因素主要以下因素有关：空口信号质量；参数配置〔定时器、功率控制等；干扰；网络拥塞；设备故障；这些因素将在节进行详细的说明。2.3RRC连接建立成功率分析流程和优化措施本章的重点在于给出在数据配置基本遵循参数基线的建议,工程质量没有任何问题,覆盖较好的情况下如何去解决一些切换问题。RRC连接建立问题的分析流程RRC连接建立的过程主要包括以下3个个步骤：〔1首先UE通过SRB0发送RRCConnectionSetupRequest消息〔注：SRB0一直存在,用来传输映射到CCCH的RRC信令。此消息主要携带UE初始〔NAS表示以及该连接建立的原因等信息,此高层消息会触发UE的底层试题进行基于竞争的随机接入过程,RRC连接建立请求消息就对应于底层随机接入过程中的Msg3〔2通过底层的竞争接入冲突解决机制,UE接收到ENB的RRCConnectionSetup消息,建立了UE与ENodeB之间的SRB1,NodeB为SRB1配置RLC层和逻辑层信道的属性。ENB还在此信令中对PHY/MAC/RLC/PDCP等各个实体的配置参数进行配置,RRC连接建立消息就对应于底层随机接入过程中的Msg4。UE收到NodeB的rrcConnectionSetup信令后,UE和ENB之间的SRB1就建立起来了。〔3在UE接收到RRCConnectionSetup消息后,向ENB发送一个RRCConnectionSetupComplete消息。此消息中携带有上行方向的初始NAS层的信令消息〔如AttachRequest,TAURequest,ServiceRequest等,ENB收到此消息后,将其中的NAS消息转发给MME用于建立S1连接。在第〔2步中,如果ENB拒绝为UE建立RRC连接,则通过SRB0回复一条RRC连接拒绝消息RRCConnectionReject。在该RRC连接拒绝消息中,网络侧可以可选地携带一个禁止呼叫的定时器T302,该定时器和系统广播中的接入限制信息共同决定了UE是否被允许发起接入过程。下面将给出分析处理RRC连接建立问题的流程。RRC连接建立失败问题定位流程一般RRC连接建立问题的定位方法如下,通用流程：RRC连接建立问题RRC连接建立问题N设备异常问题UE是否发出请求消息N设备异常问题UE是否发出请求消息YY调整随机接入上行初始接收目标功率相关参数ENB是否收到请求消息N调整随机接入上行初始接收目标功率相关参数ENB是否收到请求消息NYYNENB是否发出建立消息NENB是否发出建立消息ENB相关其他问题ENB相关其他问题YYNUE是否收到RRC建立消息N是否发生小区重选NUE是否收到RRC建立消息N是否发生小区重选调整下行公共信道功率调整下行公共信道功率YY优化小区重选参数YY优化小区重选参数UE是否发出RRC建立完成消息NUE是否发出RRC建立完成消息N调整下行初始发射功率调整下行初始发射功率YYN调整上行专用信道开环功控参数ENB是否收到建立完成消息N调整上行专用信道开环功控参数ENB是否收到建立完成消息YY上图中列出了几种常见的RRC建立失败的原因：1、上行随机接入的问题UE发出RRCConnectionRequest消息,ENB没有收到,如果此时的下行信道质量正常,一般是随机接入参数中的初始接收目标功率设置偏低的问题。小区重选参数问题ENB收到UE发的RRC建立请求消息后,下发了RRCConnectionSetup消息而UE没有收到。查看此时的SINR,如果偏低,而且监视集中没有质量更好的小区,那么是覆盖的问题可以适当提高下行公共信道的功率。如果此时监视集中有更好的小区,则可能是小区重选的问题,可以适当调整小区重选参数加快小区重选。下行初始发射功率偏低问题UE收到RRCConnectionSetup消息而没有发出RRCConnectionSetupComplete消息,如果此时下行的信号质量正常,那么可能是手机异常,否则可能是下行初始功率过低导致下行不能同步。上行初始功控问题UE发出RRCConnectionSetupComplete消息而ENB没有收到,由于上行初始功控会让UE的发射功率上升,如果是UE的发射功率不足导致,可以适当提高上行信道的初始期望功率和调整量等参数。RRC连接建立问题的优化方法介绍LTE系统内RRC连接建立失败问题的可能原因大概分为如下几条：RRC建立失败主要的原因有：上行随机接入信道功率问题、小区重选参数问题、下行初始发射功率偏低、上行初始功控问题、拥塞问题或设备异常问题等。当出现RRC连接建立成功率低的问题时,首先按照上述问题分类,了解相关问题的范围,然后根据空口信号质量、参数配置、干扰和上下行功率调整及设备告警等方面入手逐一排查解决,排除这些影响RRC连接建立成功率的客观因素,逐步提升该指标的成功率。RRC连接建立问题分类分类说明话统分析小区级RRC连接失败次数〔失败按照cause统计RRC连接建立失败次数-达到最大用户数RRC连接建立失败次数-小区负荷过载RRC连接建立失败次数-小区阻塞RRC连接建立失败次数-PUCCH分配RRC连接建立失败次数-SRS资源分配失败RRC连接建立失败次数-TPC分配失败RRC连接建立失败次数-定时器超时RRC连接建立失败次数-PER编码失败RRC连接建立失败次数-协议参数错误RRC连接建立失败次数-接纳判决失败RRC连接建立失败次数-实例分配失败RRC连接建立失败次数-其他原因CSFB触发的RRC连接释放次数设备故障处理过程话统分析告警分析参数配置问题.1处理过程.2话统分析告警分析干扰问题.1处理过程.2话统分析告警分析小区重选参数问题.1处理过程.2话统分析告警分析2.4RRC连接建立成功率优化案例用户总被RRCConnectionRelease问题处理案例1如果是基站发起的RRCConnectionRelease,请首先检查MAC算法开关信息中,是否打开了UE存活检测开关。如果打开,当UE在存活检测周期内一直不做业务,则基站会释放该UE。22.5问题信息反馈3切换成功率优化定位手册3.1基本原理指标定义切换〔Handover是移动通信系统的一个非常重要的功能。作为无线链路控制的一种手段,切换能够使用户在穿越不同的小区时保持连续的通话。切换成功率是指所有原因引起的切换成功次数与所有原因引起的切换请求次数的比值。切换主要的目的是保障通话的连续,提高通话质量,减小网内越区干扰,为UE用户提供更好的服务。理论介绍切换成功率是移动保持类的重要指标之一,按照涉及的网元关系可以分为ENB内切换成功成功率、ENB间〔包括X2切换和S1切换切换成功率。切换成功率的高低,直接影响用户感受,是运营商重点考核的KPI指标之一。相关公式和指标描述切换成功率主要通过话务统计结果获得,推荐的公式为：ENB间切换成功率=<ENB间S1切换出成功次数+ENB间X2切换出成功次数>/<ENB间S1切换出执行请求次数+ENB间X2切换出执行请求次数>ENB内切换成功率=eNB内切换出成功次数/eNB内切换出请求次数*100%,具体统计公式请参见《ENB统计项和计数器说明》1ENB间切换相关的指标描述如下：指标指标描述小区eNodeB间切换出尝试次数小区eNodeB间切换出尝试次数小区eNodeB间切换出成功次数小区eNodeB间切换出成功次数小区切换出失败次数核心网原因导致切换出准备失败次数目标小区无响应导致切换出准备失败次数目标小区回复切换准备失败消息导致切换出准备失败次数源小区接收到测量报告后不触发切换请求指示导致切换失败次数源小区发送切换取消导致切换出失败次数2ENB内切换相关的指标描述如下：指标ID指标描述小区eNodeB内切换出尝试次数小区eNodeB内切换出尝试次数小区eNodeB内切换出成功次数小区eNodeB内切换出成功次数小区切换出失败次数目标小区无响应导致切换出准备失败次数目标小区回复切换准备失败消息导致切换出准备失败次数源小区接收到测量报告后不触发切换命令导致切换失败次数源小区发送切换取消导致切换出失败次数信令流程1．基站内小区间切换信令流程,如图1所示：图3.1基站内小区间切换信令流程2．基站间S1切换测试流程：图3.2S1切换源基站侧信令流程3．基站间X2切换测试流程：图3.3X2切换目标基站侧信令流程3.2影响切换成功率的因素根据现网处理该问题的案例和现网实施的经验,影响切换成功率的因素有很多,例如：硬件传输故障类；数据配置类；拥塞类；干扰；时钟问题；这些因素在节进行了详细的说明。3.3切换成功率分析流程和优化措施本章的重点在于给出在数据配置基本遵循参数基线的建议,工程质量没有任何问题,覆盖较好的情况下如何去解决一些切换问题。3.3.1切换问题的分析流程切换一般存在如下几类问题：不发生切换引起掉话,切换失败,频繁〔乒乓切换,切换慢导致下行质量差；这些问题直接导致终端用户主观感受差,容易引起投诉,因此有必要提炼出一套快速甚至自动优化切换成功率的方法来提升网络质量和用户感受。通用切换问题定位流程一般切换问题的定位方法如下,通用流程：切换成功率低切换成功率低是否为部分小区解决硬件传输问题检查切换的门限是否偏离默认值,硬件传输故障否是RF优化解决检查是否由于trx坏,信道坏,每线话务高则调整全半门限,扩容解决修改数据配置目标小区拥塞是是是否否否数据配置不当否是时钟问题否是进行邻区优化干扰问题是结束消除时钟告警并替换相应的硬件解决覆盖问题及上下行平衡RF优化解决是否3.3.2切换问题的优化方法介绍LTE系统内所有切换问题最终都可以归纳为ENB间的小区间切换和ENB内的小区间切换等。因此只要掌握如何对两个小区的切换问题进行定位和优化,就可以以点及面,解决一个大网的切换问题。切换问题的可能原因大概分为如下几条：硬件传输故障〔载频坏、合路天馈问题；数据配置不合理；拥塞问题；时钟问题；干扰问题；覆盖问题及上下行不平衡；当出现切换成功率低的问题时,首先按照切换问题分类,了解切换问题的范围,然后根据硬件、数据配置、拥塞、时钟、干扰、覆盖等方面入手逐一排查解决,排除这些影响切换成功率的客观因素,然后根据自动邻区优化提升切换成功率。切换问题分类分类说明切换分类需要在分析切换成功率问题之前确定如下几方面内容：首先,通过话统分析确定切换失败的范围,如果是所有小区切换成功率低,要从切换特性参数、硬件传输、系统时钟来检查问题；其次,其他情况则过滤得出TOPN最差小区,针对小区按照如下的步骤进行排查问题。第三,查询切换性能测量中的出小区切换和入小区切换成功率,来分析是切出失败还是切入失败。再分析问题小区的出小区和入小区切换性能测量,从出小区性能测量中找出是往哪些小区切换失败,分析所有这些切入失败的小区"入小区切换失败次数〔由于拥塞"和"话务量〔业务信道"和"拥塞率",确认是否目标小区拥塞导致切换失败。话统分析登记如下指标,通过以下指标的分析,基本可以确认切换问题的范围和基本的切换失败的原因。小区级硬件和传输故障硬件故障的现象表现为：告警系统上报相应的告警信息。首先要排除这些硬件故障告警,若硬件故障告警恢复,则查看话务统计信息和分析切换指标。硬件故障的情形如下：ENB传输管理单元；ENB载频故障；ENB天馈故障；.1处理过程检查硬件数据配置,如果出现故障的小区及其相邻小区的数据配置在近期没有修改,突然出现切换问题,则应首先考虑是否ENB硬件故障造成。若该ENB下只有一个小区出现切换问题,则考虑是否由该小区本身的硬件故障造成,如部分载频损坏,引起呼叫切换到该载频时失败。对于上述问题,可以采用闭塞部分载频的方式来验证。若闭塞某个载频后,切换成功率恢复正常,则可以查看是否该载频故障,或与该载频相关的BBU或天馈故障。若某载频的上下行信号严重不平衡,则会经常造成切换问题,如频繁切换、切换成功率下降等。.2话统分析略。告警分析观察告警,是否有与切换失败相关的告警上报,如果有类似告警,可以一起提取共研发和测试人员进一步分析定位。数据配置不当处理过程数据配置不当导致的故障现象表现为：UE不发起切换或过多的发起切换,从而影响切换成功率。由于切换判决算法受切换参数的控制,如果切换参数配置不当,可能导致MS不发起切换或过多的发起切换,此时可从以下五个方面来考虑：数据配置中的切换门限设置是否合理避免因切换门限设置过大导致难切换现象,或设置过小导致频繁切换现象,设置合理的切换保证不发生乒乓切换,各门限的设置参考《LTE无线网络和业务参数标定手册》,一般不要出现大幅偏离基线值的情况。数据配置中的切换候选小区参数设置是否合理避免因邻区漏配导致UE无法切换到该邻区。数据配置中的切换磁滞设置是否合理避免因切换磁滞设置过大导致难切换现象,或设置过小导致频繁切换现象。切换定时器当切换发生异常时,需要快速检查一下切换定时器,保证切换定时器不低于设定的默认值。定时器列表定时器名称默认值〔ms说明源小区切换定时器1000目标小区切换定时器4000源小区切换准备定时器4000S1切换准备定时器3000S1切换保护定时器3000X2切换准备定时器3000X2切换保护定时器3000切换常用定时器列表定时器详细说明和流程图话统分析略。告警分析略。目标小区拥塞.1处理过程目标小区拥塞的故障现象表现为：UE发起切换请求后申请不到信道而切换失败。导致小区拥塞的原因如下：小区下用户数目激增,超过设计用户数；网优参数设置不当,导致小区吸收了过多用户；切换参数设置不当,导致切入小区的用户数增多；当目标小区出现拥塞导致切换失败后,为避免MUE试图再次切换到此目标小区,应对目标小区进行惩罚。建议将"惩罚处理允许"设为是。查看拥塞小区信道状态是否正常,如果载频故障或信道状态异常,首先排除相关故障。话统分析告警分析略。时钟问题处理过程时钟不同步,BTS时钟不稳是引起切换掉话的重要原因,应注意保持基站时钟稳定,否则会因为时钟不稳,引起切换失败以及掉话过多。13MHz失锁告警,基站BSIC无法解开,所在小区切换成功率降低。时钟参考源异常,基站时钟与其他基站时钟之间可能出现偏差,导致手机在切换时可能出现异常。解决时钟失锁以及参考源异常问题,首先需要检查告警：首先检查是否出现2214E1本地告警或2216E1远端告警,如果存在,则根据告警处理手册进行处理,然后观察切换成功率。然后检查基站传输线路时钟,用频率计测试基站传输线路时钟的频偏,观察频偏是否大于0.05ppm；频偏大于或等于0.05ppm,说明传输时钟异常,E1传输线路或光传输线路可能出现故障,或者是时钟源出现故障,用逐段自环的方法排除传输线路故障,告警处理结束。如果仍然没有解决,四级复位基站,观察告警和切换成功率,如果仍然没有改善,更换TMU解决。话统分析略。告警分析观察告警,是否有如下ID的告警上报,如果有如下告警,请参考《BSS系统告警帮助》进行处理。告警ID和名称干扰问题.1处理过程网络存在较大的干扰,容易引起接收质量下降,导致干扰切换或者质差切换增多,降低了PBGT切换比例,从一定程度上降低了现网的服务质量,影响用户的感受,甚至一定程度上影响切换成功率。目前较为常见的干扰是同邻频规划干扰,联通CDMA干扰以及E频段大量复用带来的持续质差；空闲burst功能打开后未手动关闭也会带来全网干扰的上升,底噪变大,全网质量下降,影响切换成功率。部分光纤直放站会由于拉远其源信号,容易造成同频干扰,这点在优化的时候,需要对源信号的频点和直放站附近的小区频点进行检查,使得频点间隔在400k以上。对服务小区存在直放站的情况,需要在数据配置上配置：小区软参->是否有直放站,选择是。干扰问题主要通过路测发现现网存在的干扰大的小区或者频点,然后通过调整天馈倾角,更换频点,调整发射功率和小区覆盖范围等常规的RF优化手段解决。也可以通过辅助手段,登记干扰带测量,来估计下行的干扰情况。干扰问题主要通过RF优化来解决,详情请参考《GSM干扰分析指导书》进行干扰问题的排查和解决。话统分析略。告警分析略。覆盖问题及上下行平衡.1处理过程信号覆盖问题的现象表现为：切换成功率低、伴随着掉话且语音质量较差,用户直观感受差,通话过程中有杂音和金属声。信号覆盖问题主要存在三类,一类是越区覆盖,由于边缘门限设置过低,基站功率过大,倾角不合适导致越区覆盖,形成同频干扰,影响切换成功率；一类是孤岛效应引起的切换成功率低,如服务小区的覆盖远远超过其邻区,且未与其邻区的邻区配置相邻关系,这种情况容易在服务小区的边缘发生切换失败；弱覆盖形成的覆盖漏洞,不再详述。信号覆盖问题主要通过网优的路测报告发现现网的覆盖问题,通过RF优化解决。越区覆盖引起切换成功率低；孤岛效应导致切换失败；弱覆盖形成的覆盖漏洞；上下行不平衡导致的切换成功率低,一般多发与上行较弱的情况。如CDU合路器等硬件存在问题,上行通道损耗过大,上行信号弱,入小区切换成功率较低。入小区无线切换成功率低一般是由于数据有问题〔如小区描述数据表中CGI有误、BA1、BA2缺少测量频点或同邻频干扰等,存在高话务覆盖盲区或者上行弱手机接入困难等原因。可以通过以下步骤进行测试和分析。首先,检查相应小区的硬件、维护单板状态是否正常,是否存在硬件故障类以及驻波告警。刷新信道状态,TCH是否能被正常占用。排除硬件和信道问题之后,检查切换数据配置,切换数据保证与参数基线基本吻合。登记小区级切换话统,检查是否存在某些小区间切换成功率始终很低。针对切换成功率始终低的小区,进行实地测试,做强制切换和锁定主B分别做主叫和被叫,根据切换和主被叫的情况来判断上下行的问题。如果存在上行损耗过大,建议替换合路器进行观察和测试。覆盖问题和上下行平衡主要通过RF优化解决,详细分析,请参考《GSMBSS网络性能KPI〔覆盖问题优化手册》话统分析对切换成功率低的小区登记话统测量报告上下行平衡测量<载频>,对各载频上下行平衡情况进行统计和分析。告警分析略。略。自动邻区优化自动邻区优化是目前最好的优化切换成功率的手段,自动邻区优化曾经在MTN大局的新功能中经过充分验证,该思想目前被工具部采用进行优化。主要思想：通过多次的邻区选择和裁剪,给服务小区选择最优的邻区作为相邻小区的