LTE网络 CQI优化指导书

LTE CQI优化指导书
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2018.02
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1前言 (4)
2基本原理 (4)
2.1CQI定义 (4)
2.2CQI类型 (4)
2.3CQI计算 (5)
2.4CQI与MSC (6)
3考核指标 (7)
4CQI优化 (7)
4.1CQI优化思路..................................................................................... 错误!未定义书签。

4.2精确覆盖优化................................................................................... 错误!未定义书签。

4.3功率参数优化 (9)
4.4同步方式优化 (9)
4.5MIMO传输模式优化 (10)
4.6切换参数优化 (10)
4.7特性参数优化 (10)
1 前言
LTE 网优工作中，要考察 LTE 网络的覆盖情况，主要采取通过路测软件对网络覆盖情况的测试，结合后台统计的 KPI 数据或 MR 数据进行分析。

利用路测软件对网络进行路测，通过路测结果预测和评估网络的总体覆盖情况。

其中路测分析报告中主要考察参考信号 RSRP、SINR 和上下行速率等指标。

受路测路径的局限性的影响，以及现有路测分析报告分析指标并不能全面反映网络的覆盖情况。

为了更全面反映 LTE 网络信号覆盖质量，特别是用户通信过程中，LTE 网络信号覆盖质量，可以考察 UE 用户上报的 CQI 数据。

重点论述 CQI 的定义，UE 用户上报 CQI 参数对用户下载速率的影响，探讨了如何CQI优化。

2 基本原理
2.1CQI定义
CQI(channelqualityindication)信道质量指示，主要用来衡量小区下行信道的质量，由UE进行测量并上报。

UE根据高层指示对相应导频信号进行测量，然后上报CQI报告，网络侧根据UE上报的CQI测量报告并结合当前网络资源情况，决定是否需要对UE的调制方式、资源分配、MIMO的相关配置进行调整。

2.2CQI类型
CQI上报模式：周期CQI上报和非周期CQI上报。

周期CQI：如果是固定CQI周期，则CQI周期采用固定值，默认为40ms。

如果打开CQI自适应或自适应优化，则CQI周期有5ms，20ms，40ms。

非周期CQI：非周期CQI的上报需要eNB主动触发。

进入频选的用户会触发非周期CQI上报，周期为2ms。

对于没有PUSCH分配的子帧，周期CQI/PMI/RI上报在PUCCH上发送；对于有PUSCH分配的子帧，周期上报以随路信令的方式在PUSCH上发送。

如果周期上报和非周期上报将在同一个子帧发生，那么UE在该子帧只能发送非周期上报
CQI上报密集度分类：宽带CQI和子带CQI。

宽带CQI：UE在所有需要CQI测量的子带（PRB组）内统一测量并上报一个CQI值。

子带CQI：UE对eNB配置的各CQI测量子带进行CQI测量后，只将其中M个CQI最好的子带位置上报给eNB。

2.3CQI计算
目前没有规范对测量进行一个明确的定义，每个厂商均有自己的机制算法，基本都是根据SINR来计算，结合大量的测试，根据SINR和BLER制作一张相互关联的映射表，确定CQI值。

基本思路：UE根据参考信号CRS-SINR，评估下行链路特性，并采用内部算法确定此SINR 条件下所能获取的BLER值，并根据BLER<10%的限制，上报对应的CQI值。

因此UE上报的CQI不仅与下行参考信号的SINR有关，还与UE接收机的灵敏度有关。

基本过程：测量CRS-SINR-->确定等效SINR阈值（BLER<=10%）-->查找对应的CQI。

华为CQI计算过程：
在（PA,PB）一定的情况下，终端上报的CQI是根据测量到的SINR来上报（子带或宽带），如下图所示
具体SINR和CQI的对应关系如下表所示：
CQI是由终端基于下行信道的SINR测量上报的，它的高低取决于SINR，即说明CQI与网络覆盖直接相关。

中兴CQI计算过程：
根据CS-SINR结合PA配置，采用内部算法确定PDSCH-SINR，及该SINR条件下的BLER值，并
根据BLER<10%的限制，上报对应的CQI值。

UE测量得到的SINR和上报的CQI的对应关系如下：
2.4CQI与MSC
LTE的下行物理共享信道（PDSCH）支持三种调制方式：QPSK、16QAM和64QAM。

CQI：1-6采用QPSK，CQI：7-9采用16QAM，CQI：10-15采用64QAM。

LTE 规范 3GPP TS 36.213 规定 UE 反馈的 CQI 取值范围为1—15，其对应的调制方式以及码率如下表 1 所示。

表1：CQI 值和调制方式和编码
eNodeB根据上报的CQI来决定下行PDSCH信道的MCS。

CQI 值越大，所采用的编码调制编码方式越高，编码效率越高。

因此所提供的下行峰值速率越高。

CQI值越大，信道的相关性越小，可能采用空分复用，即双流传输，下行峰值速率比单流传输接近翻倍。

CQI 值越小，eNodeB 下行调制编码方式采用QPSK，编码效率降低，下行峰值速率就降低。

因此UE用户上报的CQI 指标即反映了LTE网络全网性无线信号覆盖质量，又反映了下行信道编码的效率。

相对于RSRP、SINR和上下行速率等指标更全面的反映LTE网络的覆盖质量。

3 考核指标
指标定义：统计周期内，地市忙时CQI>=7的次数所占比例。

计算公式：CQI优良比=CQI大于等于7的上报次数/CQI上报总次数*100%
4CQI影响因素与优化思路
UE 根据所测量的SINR 值来确定可用CQI 并上报到eNodeB，因此CQI 值主要与下行参考信号的SINR有关。

除此之外，CQI 还与UE 接收机的灵敏度、MIMO 传输模式和无线链路特性有关。

可归纳网络中CQI的影响因素包括覆盖、干扰、负荷及系统参数等几大类。

下面分别对各影响因素进行分析。

4.1网络覆盖
良好的网络覆盖是业务提供的基础，覆盖质量直接影响CQI上报等级，尤其对于远点覆盖边缘、室内等弱覆盖、覆盖空洞区域。

下图是结合现网性能统计和MR数据，关联分析的平均CQI、CQI优良比与RSRP的相关数据，对CQI值与覆盖RSRP分布关系进行分析示意图。

图2 CQI与RSRP关联性
上从图可以看出随着覆盖RSRP变差，CQI指标呈现线性下降。

由此可见，CQI与覆盖具有强相关性。

优化思路：CQI优化过程中，增强覆盖是根本，需对网络存在覆盖空洞和明显弱覆盖区域、郊区、网络边界等站点覆盖密度不足区域、室内、地铁、地下停车站、电梯、建筑高层等深
度覆盖不足等区域进行规划建站提升覆盖；同时对于由于规划设计、谈点建设等原因致使部分站点建设布局不合理，出现站间距过远\过近、天线挂高过大\过小、天线主瓣方向存在明显阻挡、选用美化且无电调功能天线占比过高等网络覆盖不合理站点，通过RF 优化、功率控制、站点整改替换进行覆盖优化调整。

4.2 干扰负荷
CQI 是根据SINR 上报，在覆盖良好的基础上，干扰也是影响SINR 的关键因素。

LTE 是同频组网网络，干扰主要包括外部干扰和系统间干扰，其中外部干扰包括异系统干扰、噪声干扰等，系统间干扰包括模三、重叠覆盖和网络负荷（负荷升高，底噪抬升）。

CQI 指数与无线信号质量sinr 直接强相关，提升现场无线信号质量，对CQI 占比有一定的提升作用，因此在现场要注意RF 优化，减少弱覆盖、越区覆盖、重叠覆盖、模三干扰等常见问题，尤其要注意乡镇地区，由于RS 功率、下倾角设置都偏大，虽然提升了乡镇地区的信号覆盖，但是部分区域存在重叠覆盖、越区覆盖等情况导致模三干扰的问题。

尽量避免PCI 相同小区对打，（扇区接反的时候时常会出现这种问题）。

在日常问题分析中可以结合TA 分布来查看用户接入距离，针对越区覆盖和CQI 优良比低小区开展优化。

渐进式提升CQI优良比的研究与实践案例-江小区接入TA值分析
提升CQI优良比案例 -江
除外部干扰、模三、重叠覆盖的日常优化，网络负荷也是SINR 优化需要重点关注。

下面分析CQI 与网络负荷的关联性。

图1 各时段CQI 优良比
从上图可以看出，受网络负荷影响，现网忙闲时CQI 指标差异超过5个百分点，预计该指标将随不限流量套餐的进一步推广，网络负荷持续增加，CQI 指标将进一步恶化。

优化思路：根据现网网络实际情况，精细化RF优化来提升SINR来提升CQI，开展模3干扰、重叠覆盖、导频污染、越区覆盖等覆盖问题优化，提升SINR，进而优化CQI值。

周期负荷预警评估，及时合理开展扩容与梳忙。

4.3关键参数
根据CQI上报机制，和CQI相关的参数包括：功率参数、同步方式、传输模式、频间互操作惨和部分功能特性参数，具体表现为：
4.3.1功率参数优化
由于UE用户上报的CQI值与参考导频的SINR值密切相关，因此可以通过调高参考信号发射功率，来获得高的CQI值。

但是由于PDSCH信道、PDCCH信道等相关信道的发射功率是以参考信号为基准，因此仅仅调高参考信号发射功率，会导致PDSCH和PDCCH信道发射功率同步调高，如果基站功率余量不够，会造成业务调度时部分PRB不分配，系统带宽变小，基站下行吞吐量变小。

如果调高参考信号发射功率，调低PDSCH信道功率，以保证基站正常工作，由于PDSCH信道功率变小，会导致PDSCH信道误码率增加，RLC层的下行速率变小，影响用户感知。

因此在CQI专项优化中，尽量不要通过采用调整参考信号功率的方法减少用户上报的CQI0-6的比例，而是通过覆盖优化，提高网络覆盖质量。

对于PAPB参数，原理PDSCH的SINR =PA + CRS的SINR，理论上修改PAPB相关参数后能够在一定程度上提升无线信号质量PDSCH的SINR。

优化思路：核查小区功率，合理配置RS功率，保障有效覆盖、提升SINR和CQI；并结合CQI生成机制，针对有功率余量的小区，通过增加业务信道功率，提升业务信道SINR值进而提升CQI。

建议PA/PB从-3/1调整为：0、0。

4.3.2同步方式优化
LTE的时钟源同步方式有频率同步和相位同步两种方式，相位同步方式下，在固定时刻由于LTE输出相位完全叠加，在同频重叠覆盖区域将造成较大干扰，进而影响到SINR以及CQI。

而频率同步配置下LTE基站在相同时刻相位不完全叠加或错开，这样在交叠覆盖场景下，由于频率同步带来的错峰发射，对系统内同频干扰有一定的正向增益，相对于时间同步干扰值有一定的降低，提升SINR和CQI值。

注：2018年集团双提升专项中提及，将会开展上行COMP
特性部署，其中上行COMP需要采用时间同步，届时从频率同步调整为时间同步，CQI会出现
下降情况。

及随着负荷的增加，频间干扰增大，频率同步对干扰的改善幅度会逐渐减少。

优化思路：频率同步相对于时间同步干扰值有一定的降低，可设置为频率同步减低干扰。

（a）时间同步（b）频率同步
图不同同步方式同频信号重叠情况
4.3.3MIMO传输模式优化
MIMO 模式、重传次数和天线数目会影响BLER性能。

由于CQI 对应于10% BLER 所需的SINR值，因此，相同SINR 条件下，3 次重传比0 次重传的CQI 值更高，TM3 比TM2 的CQI 更高，4 天线比2天线所对应的CQI更高。

现全网站点传输模式参数默认值为TM3内部切换模式，根据传输模式适应场景可知，TM4模式适用于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输，在信道条件越好的情况下，采用的调制方式越高阶，从而调度的CQI也就越高阶。

优化思路：针对上述场景站点，开展传输模式、重传次数和天线数目参数优化。

4.3.4互操作参数优化
互操作参数包括空闲态的重选和连接态的重定向，不同互操作参数会影响到3G和4G边缘用户分布，从而影响到低CQI的占比。

如A3offset/hysteresis、邻小区个体配置CIO的设置。

如果hysteresis设置值偏高，不容易发生切换，由于用户RSRP电平处于切换临界状态，用户收到邻区的RSRP也很强，但达不到较高的切换电平要求，形成干扰，用户的SINR值相对较差，因此用户上报的CQI0-6的可能性升高。

因此统计的小区CQI0-6的占比也会升高。

目前广东800M切换门限采用3M切换门限-102dBm、5M切换门限-106dBm，对于800M负荷低的区域，可对切换门限-102/-106 dBm进一步优化（降低），将1.8G/2.1G切换到覆盖相对较好的800M。

4.3.5特性参数优化
CQI特性参数包括CQI上报周期、CQI可靠度优化、PUCCH信道优化、SRI虚警门限开关、CQI 偏置offset等。

频选功能：使用户在其信道质量最优的频带上传输数据，改善业务感知，提升CQI。

CQI上报周期优化：将目前配置的自适应周期上报修改为固定80ms周期上报，结合频选功能开启减少周期性CQI上报，增加非周期CQI上报，优化提升CQI优良比指标。

CQI可靠度优化开关：由于现网中存在反向干扰、噪声等原因，导致eNodeB出现对CQI的误检，会拉低CQI指标。

打开CQI误检检测开关，物理层优化CQI可靠检测算法，使得eNodeB检测的CQI均值更接近于UE侧的CQI均值。

开关打开，在干扰场景下可以识别出更多的误检CQI，并使用历史CQI值填充；开关关闭，不会识别误检的CQI。

PUCCH优化：周期CQI是通过反向PUCCH上报，如果PUCCH干扰大，会造成CQI误检。

开启PUCCH 信道SINR优化功能。

SR虚警门限开关：DRX开启情况下，该开关开启后能够降低SR虚警比例，从而降低SR虚警导致的较低的周期CQI上报。

CQI偏置offset：针对网络中的终端对CQI的测量可能会低估或者高估无线环境，通过高层增加CQI偏置offset，来提升UE上报的CQI值。

4.4 其他
UE 还要根据BLER<10%的限制，上报对应的CQI 值，因此CQI 还与UE 接收机的灵敏度有关。

相同信道质量条件下，UE 接收机的灵敏度越高，所测得的SINR 值越高，因此所上报的CQI 值也越大。

因此可以对现网中BLER 较差站点开展优化。

5
优化案例
5.1 覆盖优化
东莞2017年CQI 优化提质专项中，针对CQI_TOP 小区进行分析，主要是弱覆盖、重叠覆盖、干扰和故障等问题，针对具体原因采用RF 优化调整、重叠覆盖优化等举措开展优化。

调整后，平均CQI 提升了0.42，CQI 优良占比提升5.10%，如下为调整前后指标对比情况：（10月28日-11月3日网优平台MR 覆盖率和精确覆盖率缺数）
图 TOP 小区平均CQI 走势 图 TOP 小区CQI 优良占比走势
详细指标及TOP 小区调整方案见附件：
第一批CQI_TOP小区指标对比.xlsx 第一批CQI_TOP小区调整方案1028.xlsx
5.2 功率优化
结合CQI 生成机制，核查现网小区RRU 功率余量情况，对余量足够的小区，通过增加业务信道功率，提升业务信道SINR 值进而提升CQI 。

梳理核查现网RRU 功率余量超过3dB 的小区统计汇总如下：
结合小区CQI 性能情况进行优化调整，对天河、荔湾区域选择小区功率余量超过3dB 的404个小区保持RS 功率不变同时进行PA 提升。

调整后效果如下：
5.3 同步方式优化
LTE 的时钟源同步方式有频率同步和相位同步两种方式，相位同步方式下，在固定时刻由于LTE 输出相位完全叠加，在同频重叠覆盖区域将造成较大干扰，进而影响到SINR 以及CQI 。

而频率同步配置下LTE 基站在相同时刻相位不完全叠加或错开，这样在交叠覆盖场景下，由于
频率同步带来的错峰发射，对系统内同频干扰有一定的正向增益，相对于时间同步干扰值有一定的降低，提升SINR和CQI值。

核查现网站点同步方式配置情况如下：
针对荔湾、天河部分连片FDD站点小区进行相关时钟同步方式由相位同步调整为频率同步，观察改善效果如下：
5.4频选功能优化
✧功能说明
该功能可以让用户在其信道质量最优的频带上传输数据，改善业务感知，并提升CQI指标。

✧相关脚本
打开下行频选：MOD CELLALGOSWITCH: LocalCellId=0, DlSchSwitch=FreqSelSwitch-1;
关闭下行频选：MOD CELLALGOSWITCH: LocalCellId=0, DlSchSwitch=FreqSelSwitch-0;
✧效果呈现
对试点区域内1600小区（其中带业务280小区）频选开关未开的打开后CQI优良比从90.6%提升至93.05%，整体业务量有一定增长，用户感知速率及用户低速率比例均有改善。

5.5 CQI 上报周期优化
✧ 功能说明
将目前配置的自适应周期上报修改为固定80ms 周期上报，结合频选功能开启减少周期性CQI 上报，增加非周期CQI 上报，优化提升CQI 优良比指标
✧ 相关脚本
开启脚本：MOD
CQIADAPTIVECFG:CQIPERIODADAPTIVE=OFF,USERCQIPERIODCFG=ms80;
关闭脚本：MOD CQIADAPTIVECFG:CQIPERIODADAPTIVE=ON; ✧ 效果呈现
簇93的
CQI 上报周期从自适应改为80ms 后CQI 双流比从85.15%提升至88.21% ，整体业务量有一定增长，用户感知速率及用户低速率比例均有改善,可逐步推广至整个番禺区
5.6CQI特性参数优化
✧功能说明
CQI特性参数组合，CQI可靠度优化开关、SRI虚警门限开关等，如下表。

CQI可靠度优化开关：针对周期CQI上的全带CQI误检进行优化
SR虚警门限开关：DRX开启情况下，该开关开启后能够降低SR虚警比例，从而降低SR虚警导致的较低的周期CQI上报。

PUCCH优化：周期CQI是通过反向PUCCH上报，如果PUCCH干扰大，会造成CQI误检。

✧相关脚本
开启脚本：
MOD CELLALGOSWITCH: LocalCellId=1, DetectionAlgoSwitch=CqiReliableSwitch-1;
MOD CELLALGOSWITCH:LOCALCELLID=0,DLSCHSWITCH=EnAperiodicCqiRptSwitch-1; MOD CELLULSCHALGO:LocalCellId=1,SriFalseDetThdSwitch=ON;
MOD CELLPCALGO: LocalCellId=1, PucchPcTargetSinrOffset=10,PucchPcPeriod=1;
MOD CELLALGOSWITCH: LocalCellId=1, UlPcAlgoSwitch=PucchPcDt xSinrSwitch-1; MOD CELLULPCCOMM: LocalCellId=1, P0NominalPUCCH=-115;
关闭脚本：
MOD CELLALGOSWITCH: LocalCellId=1, DetectionAlgoSwitch=CqiReliableSwitch-0;
MOD CELLALGOSWITCH:LOCALCELLID=0,DLSCHSWITCH=EnAperiodicCqiRptSwitch-0; MOD CELLULSCHALGO:LocalCellId=1,SriFalseDetThdSwitch=OFF;
MOD CELLPCALGO: LocalCellId=1, PucchPcTargetSinrOffset=0,PucchPcPeriod=0;
MOD CELLALGOSWITCH: LocalCellId=1, UlPcAlgoSwitch=PucchPcDtxSinrSwitch-0;
MOD CELLULPCCOMM: LocalCellId=1, P0NominalPUCCH=-115;
✧效果显现
CQI优良比从优化前90.49%提升到91.96%，提升了1.47%；平均CQI从10.62提升到
10.79，提升了0.17。

下行速率从13.98mbps提升到17.80mbps。

5.7
CQI配置offset优化
东莞2017年CQI优化提质专项中，针对TOP差小区nominal measurement offset of CQI 参数进行调整，从0调整为6。

该参数是对CQI算法机制做了一个纠正，使差小区可以获得较好的资源分配。

调整后，平均CQI提升了1.26，CQI优良占比提升15.32%，如下为调整前后指标对比情况：
图 TOP小区平均CQI走势图 TOP小区CQI优良占比走势
88%
89%
90%
91%
92%
93%
9
/
2
9
/
2
2
9
/
2
4
9
/
2
6
9
/
2
8
9
/
3
1
/
2
1
/
4
1
/
6
1
/
8
CQI优良比
10.2
10.4
10.6
10.8
11
9
/
2
9
/
2
2
9
/
2
4
9
/
2
6
9
/
2
8
9
/
3
1
/
2
1
/
4
1
/
6
1
/
8
平均CQI。