金华电信传输模式修改对速率及CQI指标提升案例
闭环空间复用模式对速率和CQI指标
提升的研究
金华电信无线维护中心
2019年04月
一、技术介绍 (3)
1.1、MIMO原理 (3)
1.2、MIMO工作模式 (3)
1.3、TM3与TM4区别 (4)
二、试验计划 (5)
2.1、试验目的: (5)
2.2、试验区域： (5)
2.3、试验参数设置： (6)
2.4、性能验证： (6)
三、推广与总结 (10)
网络质量以及系统的容量一直是移动通信最为重要的关注点，良好的用户体验是保证用户量持续增长的根本，故也是运营商最关心的指标。CQI作为CSI(Channel State Information)的重要组成部分,反映出当前UE处于的下行信道环境，直接影响下行编码、调制方案的选择，进而影响整个系统性能。CQI是由UE通过对接收到的信号解调计算后上报给eNB的,直接反映了当前终端处于的无线质量情况. UE在对当前信道质量在做解调估算的时候将会使用PMI值做信道估计,而PMI值主要在MIMO技术中TM模式为TM3和TM4相关.所以本章主要对MIMO技术里TM模式中的TM3和TM4的设置去研究对CQI指标的影响。
一、技术介绍
1.1、MIMO原理
在对TM模式阐述之前需要了解MIMO技术，MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)多天线技术是LTE关键技术与OFDM技术相结合，有效的对抗了频率选择性衰落，提高了分集增益和系统容量，增加频谱利用率。
MIMO技术是针对多径无线信道来说的，它是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，它与传统的信号处理方式的不同之处在于其同时从时间和空间两个方面研究信号的处理问题，从而能够在不增加带宽与发射功率的前提下，提高系统的数据速率、减少误比特率，改善无线信号的传送质量。
1.2、MIMO工作模式
MIMO系统可根据不同的系统条件、变化的无线环境采用不同的工作模式，3GPP协议中定义了以下九种TM模式：
1.3、TM3与TM4区别
●TM3与TM4区别：
TM3和TM4两种不同的传输模式,最大的区别在于是否需要终端反馈PMI信息。
PMI涉及到预编码技术的实现，在实现过程中引入了码本的，3GPP定义了一系列V矩阵（即码本），eNodeB和ue侧均可获得，应用时根据PMI选择一个可以使信道矩阵H容量最大的V，就是在发射端对发射信号S乘以V，与后面SVD过程匹配，这样在接收端需要处理的复杂性与开销大大减少了，这样降低接收机消除信道间影响，同时减少系统开销，最大提升MIMO的系统容量。在这实际实现过程中就会涉及到码本里面预编码矩阵（PMI）的选择，好的PMI选择决定了MIMO系统的性能.
●PMI作用：
TM3，不需要UE反馈PMI值，终端侧使用eNode B下发的PMI值进行信道质量的估算. 同时在3GPP协议中规定，对于两路天线端口只能使用预编码编号为0的预编码矩阵，根据映射表可知，单流一个，双流一个. 这样更适合快速移动场景，信号环境变化较快的场景。TM4，需要UE反馈PMI，UE根据公共导频（CRS）测量下行信道，得到信道矩阵。基于预先设定的码本，UE可以按照某种优化准则，从码本中选择与当前信道条件最为匹配的预编码矩阵(PMI)，并通过反馈链路将其标号反馈给eNode B，同样在3GPP协议中规定，对于两路天线端口TM4传输模式下行只有在双流情况下index0不能选择，那么根据映射表可知，TM4可根据当前测量值去去选择不同的预编码矩阵，单流选择4个预编码，双流可选择2个.
UE同时使用该PMI值解码出当前信道质量，并上报信道质量指示（CQI）给基站, 但同时由于需要终端反馈PMI值，就需要当前无线信道质量变化比较稳定，这样在对信号进行编码和解编码的时候才是最适合的.显然在信道质量稳定的TM4模式下，当前UE上报的CQI 值对于当前信道的无线质量也是最精确的。
二、试验计划
2.1、试验目的:
通过修改宏站点MIMO模式,双流站点从TM3修改到TM4，来评估对CQI质差小区比例影响以及其它相关性能KPI的影响，同时通过路测评估对外场DT测试的影响程度。
2.2、试验区域：
试验区域如下图，区域内共13个站点：
测试点要求：
测试区域需同时具备：好（SINR 15dB左右）中（5~10dB左右）差（0~-10左右），三种质差情况。
2.3、试验参数设置：
2.4、性能验证：
2.4.1、后台KPI指标对比
如下表所示，通过三个时间段的对比分析，除双流占比下降外，其它相关指标均呈上升趋势：
指标对比表
2.4.2、DT指标对比
通过两个时间段的对比分析，相关指标均呈相同趋势. 下面为早忙时指标对比情况：
对比图如下：
早忙时DT 测试对比
表一
修改前速率图
修改后速率图
晚忙时DT 测试对比：
表2
修改前速率图修改后速率图
2.4.3 CQI测试定点情况对比
通过选取不同质量点（好、中、差）对参数修改前后进行对比分析，好点和中点速率都有明显提升，差点无影响.
表3
好点对比
选取好点 SINR 17dB，测试时段均为晚忙时，所占小区PRB利用率35%左右，对比参数修改后速率提升7M。
修改前指标图修改后指标图
中点对比
选取质量一般点 SINR 6dB，测试时段均为晚忙时，所占小区PRB利用率51%左右，对比参数修改后速率提升10M。
修改前指标图修改后指标图
差点对比
选取质量差点 SINR 1.3dB，测试时段均为晚忙时，所占小区PRB利用率21%左右，对比参数修改后速率基本无提升。
修改前指标图
修改后指标图
三、推广与总结
从后台统计KPI 指标和DT 测试情况来看，测试车速在60KM/H,而金华城区平均行车速度约50KM/H ，满足测试条件。TM3改为TM4除采用TM4对无线环境要求较高导致双流占比有下降外，对CQI 高阶占比、路测速率及用户感知速率提升比较明显，可视情况在密集城区平均行车速度在不大于60KM/H 的情况下使用。