4G优化案例：分场景优化CCE分配机制,缓解网络拥塞问题

分场景优化CCE分配机制，缓解网络拥塞问题XXXX年XX月目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 概述 3\o"CurrentDocument"二、 优化原理和机制 4\o"CurrentDocument"PDCCH信道介绍 4\o"CurrentDocument"PDCCH链路自适应机制 4\o"CurrentDocument"PDCCH功率控制算法 8\o"CurrentDocument"三、 优化方案 10\o"CurrentDocument"优化思路分析 10\o"CurrentDocument"场景划分及优化参数 14\o"CurrentDocument"四、 优化效果呈现 16\o"CurrentDocument"4.1 场景1指标对比 17\o"CurrentDocument"场景3指标对比 18\o"CurrentDocument"参数配置建议 19\o"CurrentDocument"五、 总结及经验推广 20分场景优化CCE分配机制，缓解网络拥塞问题XX【摘要】随着4G用户及业务的快速增长，LTE的网络负荷越来越重，部分区域已经出现了拥塞，平时我们很重视PRB和功率的拥塞情况。但其实CCE的拥塞带来问题更加严重。CCE承载着上下行调度、功控指令、HARQ等控制信息，CCE拥塞会影响到资源的分配，甚至VoLTE掉话等情况，严重影响LTE用户特别是VoLTE用户的感知体验。特别是800M小区，由于带宽资源的限制，有相当一部分小区存在PDCCH信道拥塞、CCE分配失败的问题。本文根据PDCCH链路自适应机制及PDCCH功率控制算法，对苏州800M小区CCE拥塞率、聚合度及MR指标分析，根据场景的不同，采用不同的优化措施，使CCE拥塞问题得到的缓解，整体网络质量也得到了明显的改善。【关键字】CCE拥塞，VoLTE，PDCCH【业务类别】参数优化，优化方法一、 概述随着近年来电信4G用户及VoLTE业务呈现爆发式增长，800M网络面临的容量压力前所未有，提高资源利用效率解决网络容量问题成为工作的重中之重；从目前对XX电信LTE网络资源的评估分析来看，某些热点话务区域PDCCH信道容量已成为瓶颈，CCE资源不足已经严重影响到了LTE用户特别是VoLTE用户的感知体验。为了提升LTE网络性能和用户感知，本文从LTEPDCCH下行控制信道的原理基础入手，对PDCCH链路自适应算法、PDCCH功率控制算法、PDCCH容量分配算法的实现方法、算法过程及演进过程进行了研究，并结合XX电信LTE现网800M站点的PDCCH信道容量受限问题进行了基于算法层面的优化探索，得到了较好的成果，PDCCH容量问题得到较大程度的缓解，网络性能提升明显。同时，对PDCCH相关算法的研究和学习，有助于现网PDCCH相关问题原因的精确定位，提升优化效率，提升用户的感知体验。二、 优化原理和机制PDCCH信道介绍PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel)是LTE最重要的下行物理信道，主要用于：向UE发送下行调度信息(DLAssignment),以便UE接收PDSCH；向UE发送上行调度信息(ULGrant),以便UE发送PUSCH；发送非周期性CQI上报请求；通知MCCH变化；发送上行功控命令；HARQ相关信息；携带RNTI等。PDCCH有4种format(格式){0，1，2，3}，分别对应聚合等级(AggregationLevel){1，2，4，8}，聚合等级表示一个PDCCH占用的连续的CCE个数。PDCCHformatNumberofCCEsNumberofresourceelementgroupsNumberofPDCCHbits01972121814424362883872576PDCCH链路自适应机制为了适应不同的无线信道条件，LTE系统定义了4种PDCCH格式，对应不同的聚合等级和编码率，UE信道质量较好使用较低聚合等级的PDCCH格式，如果UE信道质量较差，则需要使用较高等级的PDCCH信道格式才能保证PDCCH信息传输的可靠性。

1-CCE日心CEMacrocellcase#1UniformUEdistribution1-CCE日心CEMacrocellcase#1UniformUEdistributionO 5 1OiVyidsto-andlSlfMFfJdB]假如UE信道质量较差，系统分配了较低的聚合等级，贝y很有可能造成UE对PDCCH解码失败，从而造成PDSCH和PDCCH资源的极大浪费。PDCCH链路自适应算法的目的就是希望实时监控UE的信道质量情况，自动匹配需要分配给UE的CCE聚合等级，以保证PDCCH信令链路传输的鲁棒性。TTin口UEUEWasteolPesouroesfTTin口UEUEWasteolPesouroesf考虑到LTE系统对于控制信道的鲁棒性要求要远高于业务信道，为了弥补这种需求差异，诺基亚基站在PDSCH外环链路自适应基础上额外新增了PDCCH信令信道专用外环控制部分0ffset_PDCCH=deltaCQI(ACQI)+pdcchCqiShift，其中ACQI仍然根据PDSCH信道HARQ做估算，此外，可以通过调整pdcchCqiShift来影响PDCCH信道的CCE聚合度。

deJtaCQIAdjustsIhedyntaurJcecrrectjonorLIESINFeatimsleperutsterFr&queilc-ySelectiveCQIPDCCHLinkAdaptationPDCCHInnerLoopLinkAdaptationPDCCHFowi*randAggregatioridella匚Ql£hiftPDCCHOytBrLoopLbnk

AdaptationPDSCHOuterLJnk

□uAJlhyControlicWNackjTDTX：deltaGQlPDSCHInnerLoopLink

AdaptationPDSCHLinkAdaptationLevel；deJtaCQIAdjustsIhedyntaurJcecrrectjonorLIESINFeatimsleperutsterFr&queilc-ySelectiveCQIPDCCHLinkAdaptationPDCCHInnerLoopLinkAdaptationPDCCHFowi*randAggregatioridella匚Ql£hiftPDCCHOytBrLoopLbnk

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AdaptationPDSCHLinkAdaptationLevel；NewExiatingiBGlOILaPdcuhOLLAforPDCCH:activcttidiriTrue,FalseHARQFeedback(lorfinIliaIDLLransmissian)pnrGGfjHarqTaKgetB/erBLERtargetforPDCCHculerleraplinkadaptatloriLNCEL'0,1%L.0.2%..3.0%;01%;1%四种情况。系统对所有的UE采用默认固定聚合等级：参数配置dlamcEnabletrue或者falseenableAmcPdcchFALSEactOlLaPdcchFALSEdlOlqcEnableFALSEpdcchAggDefUE1/2/4/8Offset_PDCCH=pdcchCqiShift,其中pdcchCqiShift为固定默认值:参数配置dlamcEnableTRUEenableAmcPdcchTRUEactOlLaPdcchFALSE

dlOlqcEnableFALSEpdcchCqiShft-10..10Offset_PDCCH=deltaCQI(ACQI)+pdcchCqiShft,其中pdcchCqiShift为固定默认值：参数配置dlamcEnableTRUEenableAmcPdcchTRUEactOlLaPdcchFALSEdlOlqcEnableTRUEpdcchCqiShift-10..10Offset_PDCCH=deltaCQI(ACQI)+pdcchCqiShift,其中pdcchCqiShift为动态设置：参数配置dlamcEnableTRUEenableAmcPdcchTRUEactOlLaPdcchTRUEdlOlqcEnableTRUEpdcchCqiShift-10..10PDCCHFormat映射过程包括两部分：CQI过滤补偿处理和CQI-AggregationLevel映CQI补偿：主要针对MIMO传输，MIMO传输情况下UE上报的CQI会比单流传输模式下上报的CQI小。

令链路Targetbler的系统需求进行仿真计算，主要模拟了45bit和60bit两种DCIpayload大小。IMTpjDliyfeebleTor脅日IMTpjDliyfeebleTor脅日tdtmpayloadcompogj&dbussedonC01-Eo-SINRforrThutai m>Smapril 科* >L・・W QI^Cp告妣氐［旦口, MlEFT［dPbjpelt匚斤匚口审］PDCCH功率控制算法PDCCH功率控制功能是PDCCH链路自适应功能的一部分，PDCCH的功率可以根据信道条件进行调整，基站可以将信道质量较好UE的PDCCH发射功率节省下来以分配给信道质量较差的UE,尽量确保覆盖区域所有用户PDCCH信令链路的可靠性传输的同时，提升系统PDCCH容量。

l曲 ;・・■・l曲 ;・・■・■■■& yjE?UE3\ \ a\: 电**1 11UE1ft-ccrxmrR-m门阴Ub24-CCbsBLER=1.(UE34-CCEs-BLER<UE41U(Jb&t!-LbN-：<11-1?1314.匸Isblocked!如右上图所示，如果不开启PDCCH功率控制功能，为了满足PDCCHBler<1%的需求,UE1聚合等级须为8,UE2聚合等级须为4,UE3聚合等级须为4,UE4聚合等级须为1,假如只有16个CCE资源空间，那么UE4就会因为没有CCE资源而被拒绝调度；如果采用PDCCH功率控制（右下图），相同情况下，UE4因为无线环境较好可以降低CCE发射功率，节省的功率可以分给UE1和UE3,这样的话所有UE都可以正好满足1%targetbler需求，同时UE3由于聚合等级下降节省下来的CCE资源也可以满足UE4的调度需求。吕EH-£-LJJJpcla1Uh1吕EH-£-LJJJpcla1Uh1BLbR=1JL-'：UtzBLbR=1.0%BLbR=LJF4-BlFR=10%降低，UE4i^raf0123基站根据UE信道质量确定使用的CCE聚合度、分配CCE资源后，对于小区边缘用户，基站根据PDCCH信道传输的目标BLER（通常为1%）来计算需要给用户增加的CCE功率，pdcchPcBoost定义了增加功率的最大值。三、 优化方案3.1优化思路分析由于800M小区带宽只有5M（25个PRB）,可用的CCE容量资源少；而且800M站点覆盖远，小区吸收较多的边缘用户，CCE聚合度普遍比较高，所以800M小区更容易发生CCE拥塞。3.1.1无线覆盖优化优化CCE拥塞问题首先考虑解决明显的基础优化问题，分析并解决弱覆盖、越区覆盖、和重叠覆盖严重的问题。越区覆盖会导致问题小区吸收过多的边缘用户，这部分用户相对信道质量较差，需要更高的CCE聚合度和更大的功率来传输控制信息；重叠覆盖严重的小区由于信道质量变差，同样需要消耗更多的CCE资源。3.1.2CCE聚合度优化对于无线信道质量较好的小区，如果存在严重的CCE问题，可以通过参数优化降低PDCCH的CQI偏置（Offset_PDCCH）,从而使PDCCH使用较低聚合等级的CCE，缓解CCE拥塞。考虑通过PDCCHAMC算法参数优化探索解决PDCCH容量问题的有效手段。从PDCCHAMC算法可以看出来系统对于UEpdcchCQI计算大概可以分为4部分：UE直接宽带上报部分、PDCCHOLLA公共外环控制部分deltaCQI、PDCCHOLLA专用外环控制部分pdcchCqiShift、pdcchCQI平滑处理及MIMO补偿部分，其中前两部分会影响到PDSCH的链路自适应。参数现网值调整值dlamcEnableTRUETRUEenableAmcPdcchTRUETRUE

actOlLaPdcch TRUE TRUEdlOlqcEnableTRUETRUEpdcchCqiShift-5db-4db、-3db、-2db、-ldb、0db为了避免PDCCH信令链路传输可靠性骤降影响网络性能，考虑对pdcchCQIShift逐步调整，观察下行初始BLER的变化情况；当pdcchCQIShift调整为-2时下行初始Bier开始趋于稳定，说明此时参数调整不会对下行传输质量造成明显负面影响。优化效果：目标区域站点将pdcchCQIShift由默认-5db优化调整为-2db，优化调整后平均CCE聚合度由5.31下降到4.66,CCE拥塞率由2.26%下降到2.09%，改善较为明显；资源方面CCE资源利用率略微有所提升，上行PRB利用率提升4.79%，下行PRB利用率提升11.90%；业务量方面数量流量增长14.5%，VOLTE话务量增长9%；传输及业务质量来看因为业务量的增加导致数据初传基数增大，初始下行BLER不但没有恶化反而有一定程度的改善，Volte接通率和上行丢包率也有较为明显改善。?3.32Mi*140D142

?3.32Mi*140D1423.1.3PDCCH功率优化由于PDCCH功率不足导致的CCE分配失败问题，是网管统计中CCE分配失败的另一个重要原因。基站在计算边缘用户的CCE功率时，可以通过pdcchPcBoost来限制CCE功率提升的上限，避免少数用户消耗太多的PDCCH功率资源，在小区维度上确保更多的用户被分配合适的CCE功率。考虑通过PDCCH功率控制算法参数优化探索解决PDCCH容量问题的有效手段和经验。从PDCCH功率控制算法原理及算法过程看，系统将PDCCHAMC算法计算出来的pdcchCQI，通过功率的进一步优化调整，改善UE的AGGlevel分配，从而确保不同的UE能够更好的满足PDCCHTargetbler的系统要求。PDCCH功控算法中升、降功率的幅度都会对UE的AGGLevel产生影响。参数现网值调整值dlamcEnableTRUETRUEenableAmcPdcchTRUETRUEactOlLaPdcchTRUETRUEdlOlqcEnableTRUETRUEenableLowAggTRUETRUEpdcchPcBoost4db(vendor)ldb、2db、3db、5dbpdcchPcRed6db(vendor)2db、4db、8db验证统计显示，随着pdcchPcBoost设置下调现网CCE_BLOCKED率大幅下降，当配置为

2时CCE_BLOCKED率基本稳定；PDCCH降功率门限pdcchPcRed的调整对现网CCE分配影响不大。优化效果:对目标区域站点进行PDCCH功率控制算法最大升功率门限参数pdcchPcBoost进行调整，由系统默认设置的4db调整为2db进行性能评估。由统计可以看出优化调整后,各AGGLevelCCE拥塞率均大幅下降，系统整体拥塞率由5.74%下降到0.56%,改善幅度达90%；各AGGLevel实际使用PDCCH信道数量均有明显提升，系统整体PDCCH信道实际使用数量提高约20.6%。心 云爲… 44,s资源方面CCE利用率变化不明显，上、下行PRB利用率均有一定程度提升；业务量方面VOLTE话务量增长约17%,数量流量增长约19%；VOLTE上、下行丢包率改善较为明显，下行初始BLER波动不大。3.2场景划分及优化参数首先对苏州全网800M小区按照“CCE天级拥塞率>3%”的原则筛选出CCE拥塞问题严重的小区，通过部分样本小区分析可以发现，“CCE天级拥塞率>3%”通常自忙时拥塞率会接近10%，这部分小区VoLTE性能劣化明显。小时级CCE拥塞率14.00%12.00%14.00%12.00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223^~266362_23^"274299_23^~889038_23 889684_23 891081_17 891085_17 891441_19 891481_19 891653_17 891932_17 892027_19通过MR指标分析，对存在CCE严重拥塞的小区，按照"RSRP^-llO比例”、“CQI27比例”两个指标来场景。按照RSRP2-110比例和CQI27比例为“〉85%&〉85%”/>85%&〈75%”、“<80%&>80%”、“<80%&<75%”划分为4类场景，分别定义为“高电平高质量”、“高电平低质量”、“低电平高质量”、“低电平低质量”。指标评估方面关联TA、RRC重建比例、上下文丢包、VoLTE掉话、ERAB掉话等指标，从参数优化、RF优化等方面制定方案。

4类场景的小区数量级关联指标情况如下：CQI>=7占比RSRP?=-11D占比^^_一 CQI>=7占比W平夙蠶7^卫个丿【二二二 —5 •…亠RSRP?=-11D占比^^_一 CQI>=7占比W平夙蠶7^卫个丿【二二二 —5 •…亠毎捆宝革祗C蛙隹卫湮比咧

E-RAE掉绘車QCI1匚匸E聚舍度二&1/.-廿冃戸.：;|丟包革皿1下行冃户.；'；1去包翠LK1*行冃户面弃包$.QCHUE上下文挥蜂鱼TWtrn内占比5.83^乩40曲工46%0.31%0.44%o.ia^o.oaW2.02^BD.B3RSRP?=-11O占比CQI>=7占比CXE拥毒李匸匸£利用率賦连接童翟比倒E■丽B掉绘率QCI1上行月户面丟包車口口1下行月户冈齐包車0：订下行目户面弃包验口iUE上下文JSMSira-lkm内占比5.18^132.57%2.33%0.25160.22%0.17Ko.ogft0.63^i37,73%回口个HE聚合度小区丄丄9个XE聚合度二&54R3RP^=-1102:」， rI~30$；CQA":1?：： IB+75?-R5KP.'=-110|L.b 奇=35號CQI；-：:1■::娶厨圭率 G』聃26.3354总琏惓茧廷比啊 E■船*CCtJflSS 5.66feHE利用率 養HR匚连扭直宛比例 4.4%e^Bj^'ai：ii os谓E-RAE什线率QCii 0.28^±ij.=J?.n|^包草QC1 0.55^」；：用户面去二卓QCil D.29STfi51J可苦包宰口匚1 o.iaSt下花冋八,面盂*'!^QCI1 0.25S下行iTI-d更薛包$-QC1 0.J34UE上■卜文捍蜒审 J.?6?i下斤用户面#1'J.^QCILDJ6KUE上下文掉线丰 1.QS%rfl.KmpJi'i比 75.J2TXlkm^占It 76.DJRSRP>=-110db占比高电平低质董小区］14个"E聚合度迪£2针对这4类场景的800M小区，分别建议采用以下优化方案:归属场景特征优化建议参数万案pdcchCqiShifpdcchPcBoost场景1咼电平咼质量降低聚合度、降低CCE功率T1-54T2-34T3-52T4-32T5-12T6-30T7-10场景2高电平低质量RF优化，解决越区覆盖、重叠覆盖问题

场景3低电平高质量场景4低电平低质量RF优化，解决重叠覆盖、无主覆盖问题场景3低电平高质量场景4低电平低质量RF优化，解决重叠覆盖、无主覆盖问题T1-54T2-34T3-14T4-52T5-32T6-12降低聚合度、略降低CCE功率下文重点对场景1和场景3进行不同参数优化方案的指标评估。四、 优化效果呈现按照优化方案对场景1和场景3分批次进行参数修改验证，每组参数组合及主要指标如下表所示：场景参数万案CCE拥塞率CCE聚合度E-RAB掉线率QCI1上行用户面丢包率QCI1下行用户面丢包率QCI1pdcchCqiShiftpdcchPcBoost场景1TO-745.03%6.10.36%0.31%0.16%T1-543.41%5.610.39%0.29%0.16%T2-342.02%4.730.26%0.22%0.15%T3-521.20%5.320.12%0.20%0.12%T4-320.94%4.780.10%0.15%0.10%

T5-120.67%4.120.12%0.15%0.09%T6-300.68%4.750.13%0.20%0.10%T7-100.52%4.140.08%0.18%0.10%TO-745.56%6.120.39%0.48%0.18%T1-544.38%5.660.17%0.32%0.14%T2-342.56%4.770.31%0.33%0.14%T3-141.88%4.220.20%0.31%0.12%T4-521.56%5.360.09%0.25%0.11%T5-321.04%4.780.09%0.31%0.11%T6-120.77%4.10.10%0.30%0.12%场景34.1场景1指标对比场景1为“高电平高质量”场景，增加pdcchCqiShift,可以降低同等无线信