秩(RI)占比异常导致下行速率低原因分析

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摘要：优化人员发现部分路段出现信号质量良好(一般SINR在15dBm、RSRP在 -90dBm以上)，但测试的下行速率只要25Mbps左右。通过数据统计分析发现出现该现象时终端上报的秩(RI)=2的占比过低，基站下行传输速率无双流效果，最终导致测试时下行速率低。通过处理基站天线接口和RRU接口之间的连接方式，解决了该问题，下行速率在原来的基础上提升速率40%左右。

1．问题现象

测试人员在进行日常DT测试发现，在途经基站西山东风本田附近路段时出现LTE信号质量良好，但下载速率偏低的网络问题。
通过后台App分析，发现当测试终端接收的的主服务小区为706200_49_昆明西山XS东风本田时，整体下载速率都偏低。经过分析发现测试终端在706200_49_昆明西山XS东风本田小区下的秩(RI)占比大于等于2的比例只占到了26.19%，如图所示：



2．原因分析
   
采用Nt个发送天线和Nr个接收天线的MIMO系统中，传输信道可以采用矩阵进行表示，而RI表示MIMO系统中传输信道的秩(Rank)，它可以看作收发设备间传输通路上独立的并行信道的数目。
    RI信息可以表示发射端与接收端之间多条传输信道之间的相关性。如果RI为1，则表示多条传输通路完全相关，所传送的信号之间很可能会互相干扰，使得接收端难以准确接收。如果RI大于1，则表示有多条独立不相关信道，UE可以接收不同通路上的信号，并根据预编码规则独立或者联合解码，从而增加传输可靠性，提高信道容量。
    UE对传输信道进行测量，确定传输信道的秩，并通过RI信息上报给eNodeB，用以辅助eNodeB进行下行调度工作。
通常，空间复用模式下，eNodeB根据UE上报的RI数来决定下行码字的数目，从而触发模式内转换过程。以2x2MIMO系统为例，收发天线端口数都是2，则传输信道的最大秩(RI)不超过2。开环空间复用(TM3)模式下，如果UE上报的RI为1，则表示信道相关性强，无法采用双流传输，因此只能使用发射分集方式，采用单码字进行发送。如果UE上报的RI为2，则表示信道相关性弱，可以采用双流传输，可以使用空间复用方式，提高系统容量。
本问题点中测试终端由于RI为2的占比过低，706200_49_昆明西山XS东风本田下行没有实现双流传输的效果，从而导致测试时下行速率偏低。

3、解决方式

发现该问题后，优化人员在该小区下进行定点测试，发现在定点测试中测试终端RI为2的占比就有异常。

指标统计表：
CELLID        AVG RSRP        AVG SINR        AVG DL THROUGHPUT        RI 2 RATIO
706200_49        -46.556        15.102        34.727        42.9%
上站检查单点RRU接口和天线接口的连接方式，发现RRU和天线的连接方式出现接成鸳鸯线的情况，经过工程整改后进行定点测试，RI为2的比例达到100%，速率大幅提升。
天线口端口图（标明与RRU相对应的线序）：
  
                   调整前                                         调整后
整改后的测试情况：
指标统计表：
CELLID        AVG RSRP        AVG SINR        AVG DL THROUGHPUT        RI 2 RATIO
706200_49        -49.557        16.705        48.08        100%
从上面的前后对比统计表可以看出，天线整改完成后测试人员在同一位置进行测试，测试的下行平均速率（AVG DL THROUGHPUT）从34.727Mbps提升到48.08Mbps，在原来的基础上提升速率40%左右。

4、经验总结

LTE系统中，RI上报和反馈机制是实现MIMO技术的关键手段之一，对下行调度起着非常重要的作用。了解RI的作用机制以及限制因素，有助于理解下行调度过程，也有助于LTE性能分析和优化工作。在LTE网络的快速建设期，由于工程队的施工工艺问题较多，当发现某小区信号质量良好，但下载速率异常时，可以通过检查RI上报情况进行原因排查，及时处理工程质量问题。