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2016/03/DTPT
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收稿日期：2016-02-01
浅谈4G吞吐率优化
关键词：LTE；通信质量；网络优化
doi：10.16463/j.cnki.issn1007-3043.2016.03.005中图分类号：TN929.5
文献标识码：A
文章编号：1007-3043（2016）03-0020-05
摘 要：随着LTE网络牌照的颁发，各大运营商正如火如荼地建设期待已久的4G网络，
如何能让新技术更好地发挥作用，这是优化工作需要考虑的问题。LTE网络设
计峰值速率下行100 Mbit/s，上行50 Mbit/s，如何能真正体现LTE网络的实际
速率，反映网络问题，如何做好LTE吞吐率优化显得尤为重要。通过分析相关
数据，定位网络问题，为今后类似问题提供优化思路及优化方法。主要描述了
用户接入网络后进行上下行数传时出现的相关问题的定位流程，包括使用TCP
和UDP 2种方式。
Abstract：With the issue of LTE network license，each operator is building the long-awaited 4G networks. How to play the new technol-
ogy well is the issues for optimization personnel to consider. LTE design peak rate is separately 100 Mbit/s down and 50 Mbit/s
up. It is important that how to reflect the actual rate of LTE network to show the network defects，and how to optimize LTE
throughput rate well. It analyzes the related data and positions the network problems to provide optimization considerations
and methods for the similar problems in the future. It mainly describes the localization process of related problems after users
access networks，including the usages of TCP and UDP in two ways.
Keywords：LTE；Quality of mobile communication；Network optimization
0 引言
移动通信网络维护与固定电话网络维护之间的
差别很大，最大的区别是移动通信网络的不可预知
性，比如周围环境、话务量等。另外，网络规划中有大
量的小区设计参数，这在固定电话网中是没有的，这
些小区设计参数大多数是可以调整的，比如接入电平
门限、切换电平门限、相邻小区定义、频率配制等，它
们会直接影响网络的服务质量，所以为了保证整个移
动网络的服务质量，就必须不停地观察和检测整个移
动网，找出并排除故障，提高网络质量，这是网络优化
的基本任务。一个完善的网络往往需要经历最初的网
络规划、工程建设、投入使用、日常维护、网络优化的历
程，并进入循环，对相对稳定的LTE网络加强优化，搞
好运行维护，不断提高通信网络质量。
本文从理论技术方面对LTE网络优化进行探讨，
在实际应用中，要根据不同的情况选择不同的优化方
案。
1 问题描述
在 LTE网络测试时，定点吞吐量异常分为 TCP吞
吐量异常和UDP吞吐量异常。
a）TCP由于面向连接，保证交付，且采用滑动窗
口等数据传输拥塞避免机制，故吞吐量异常的表现非
李丽涛（中国联通晋中分公司，山西晋中 030600）Li Litao（China Unicom Jinzhong Branch，Jinzhong 030600，China）
Discussion on the Optimization of 4G Throughput Rate
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UDP还是TCP，如果当前是TCP流量不足，则先用单线
程UDP上下行灌包“探路”，看UDP上下行流量能否达
到峰值，此举是为了扫清道路上的“小石头”，比如网卡
限速、空口参数配置错误等。一般来说UDP流量无法
达到峰值，TCP流量也很难上到峰值。UDP流量问题
定位，采用的是“追根溯源”法，即从服务器到UE端到
端排查，看“水”流到哪里“节流”了。
其次，如果UDP流量能够达到峰值而 TCP不行，
则将问题原因锁定TCP本身传输机制上。流量问题定
位的思路及处理流程如图2和图3所示。
3 解决方案
3.1 无法传输数据
首先保证UE能够正常接入，再检查以下配置参
数。
a）服务器侧有没有配回程路由，若没有需要在服
务器侧配置回程路由。采用命令：route add UE业务
IP mask 子网掩码服务器业务 IP–p。b）如果是华为UE，检查UE与PC之间连线及UE
侧配置参数，通过OMT查看ARP和DHCP开关是否打
开，若打开了业务PC网卡 IP，应该设置为自动获取方
式；若ARP和DHCP关闭，需要按照以下命令添加ARP和路由。
（a）route add 服务器 IP mask 子网掩码 UE业务 IP–p。
（b）arp–s服务器 IP UE MAC地址UE业务 IP。c）如果是三星UE或华为E398可以自动添加路
由，无需手动添加路由。可以尝试多拨号几次，如果还
是不行，更换UE再尝试一下。
3.2 服务器问题排查
通过服务器向用户侧进行UDP灌包进行排查。
a）Server侧执行命令：iperf–c x.x.x.x（UE业务 IP）–u–i 1–t 99999–b 160m。其中“－b”指示灌包流
量，实际灌包流量根据使用的UE和小区带宽来决定，
略微超过理论值，保证足够的数据量即可。
b）UE PC侧启动接收，命令：iperf–s–u–i 1，执行以上操作后，发现Server侧出口流量低，出口流量就
不足160 Mbit/s.排查思路如图4所示。
a）Server侧推荐专业的 IBM/HP小型服务器，CPU双核2.8 GHz以上，内存4 GB，硬盘250 GB，千兆网卡，
操作系统用 Windows2003SP2/SP3+IIS 模式，勿使用
Serv-U作FTP服务器。
b）检查 iperf灌包工具的版本及参数是否使用正
确，UDP灌包最好使用windows命令行的 iperf，请勿使
用 gperf等图形界面的灌包方式。 Iperf最好使用1.7.0及以后版本，之前版本都有点问题。 有的网卡对包长
“敏感”，需要修改包长看出口流量能否达到灌包设置
值。修改包长为在命令后添加 -l，如 iperf–c X.X.X.X
常多，一般有以下几种。
（a）吞吐量平稳但低于峰值5%以上。
（b）吞吐量能达到峰值但有波动，有明显的“掉
坑”现象，后又缓慢“爬起”。
（c）吞吐量能达到峰值但有波动，变化较“陡峭”。
b）定点UDP吞吐量异常表现：由于UDP面向无
连接、不保证可靠交付的传输特性，UDP流量异常的
表现就是平稳但无法达到峰值。
2 原因分析
由于实际环境中传输侧（从Server到eNodeB）的组
网架构庞大复杂，千差万别。为方便描述问题定位流
程，图1给出简单的组网示意图，以说明数据流向。
流量定位的大体思路为：首先，判断该数传业务是
图1 上下行数据流向图
图2 流量问题定位思路
UDP流量问题排查
TCP流量问题排查
UDP流量灌包是否正常
是否TCP业务
流量异常
是
否
是
否
ServerUGWeNodeB上行数据流
下行数据流
IP Network IP Network
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（UE业务 IP）–i 1–t 999999–u–b 160m–l 1000，有
时-l 1000可能还是有问题，需要仔细修改包长（MTU）的长度，例如 800，900，1110，1200等。
3.3 传输链路排查
传输侧指 Server到 eNodeB S1口的传输链路。查
看 eNodeB侧入口流量是否充足可通过在M2000执行
MML命令 DSP ETHPORT查看。
eNodeB侧入口流量不足原因多是由于链路中间
某个环节传输带宽不够造成的，如出现eNodeB入口处
流量不足现象，排查思路如图5所示。
a）检查传输链路带宽设置，确保整个链路中的所
有网元及接口全部为千兆级，包括但不限于服务器网
口、组网中的全部交换机、路由设备，速率协商模式设
为自协商。
b）若传输侧有用微波等其他介质来传输数据，需
要与传输人员咨询确认，保证其传输带宽大于峰值。
3.4 空口问题排查
空口问题排查包括告警、干扰、基本配置参数、接
入信令、在线用户数、License排查、空口信道质量排
图5 eNodeB入口处流量不足排查思路
图4 服务器流量不足排查思路
图3 吞吐率异常处理流程
结束问题是否解决记录问题收集数据反馈
TCP问题排查
UE或PC问题排查UE PC侧流量是否正常
License排查在线用户数查询接入信令排查信道质量排查告警排查
空口问题是否正常
传输链路排查eNodeB侧入口流量是否正常
UDP吞吐量是否正常
能否传输数据
吞吐率异常
服务器排查
回程路由问题
服务器侧数据源是否正常
是否
否
否
否
否
否
是
是
是
是
是
是
是
防火墙限速、改包或截断
网卡配置不正确（双工模式、CRC）
网卡硬件能力不足网卡限速丢包
服务器限速
服务器流量不足
iperf灌包工具配置参数有问题，包长、流量端口号
iperf 灌包工具本身有问题，如版本过旧
应用层输出流量不足
eNodeB入口流量不足存在微波等传输媒介传输带宽受限
传输链路上某个网元网卡限速
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查。优先排查告警，防止某些突发告警导致流量异
常。实际环境中空口问题引起流量异常的原因非常
多，这里仅列举几种常见的情况（见图6）。
a）通过M2000可以查看是否存在告警，如果有告
警，先清除告警看是否正常。
b）空口信道质量，可以通过测试软件查看，峰值
测试中如果要使实际峰值逼近理论峰值，要保证小区
RSRP在－85 dBm以上，SINR在 26 dB以上。信道质
量也可以通过检查CQI 等参数反映，CQI主要由 SINR决定，UE上报的CQI又决定了下行调度的MCS，如果
SINR、CQI等偏低，更换测试点多试几次。CQI信息可
以在M2000中信令跟踪管理菜单下查询到，具体位
置：信令跟踪管理→用户性能测试→信道质量监控。
c）接入信令排查（用户开户信息查询）接入信令
中重点分析AMBR和QCI参数。信令排查需要在eNo⁃deB侧开启LMT UU口和S1口信令跟踪，然后使UE重
新接入。在S1口信令S1AP_INITIAL_CONTEXT_SET⁃UP_REQ中查看开户AMBR是否设置恰当，如果不合
适请核心网人员进行修改，一般建议 150 Mbit/s以上。
同样在该信令上可查看默认承载 QCI 是否正确，
QCI须为Non-GBR，推荐为6、8、9，一定不要使用5，因为 QCI=5是 IMS信令，为 QPSK调制，速率达不到峰
值。7为UM模式，也不推荐。
d）由于下行带宽是共享的，查询当前小区是否有
其他用户接入，是否占用了下行资源。
e）通过LST LICENSE 查看License信息。一来查
看License是否过期，功能是否有限制，如果不满足要
重新申请；二来查看License上申请的吞吐率能力是否
足够。
3.5 UE PC侧问题排查
UE PC侧问题也是通过灌包来检测，如果 Server灌包正常，传输正常，但是业务PC侧速率不够，可能有
2种情况，UE问题排查或者UE侧PC问题。
a）如果有多个UE，可尝试更换UE，看问题是否解
决，如果问题解决很可能就是UE本身的问题。
b）检查PC硬件配置：建议使用ThinkPad T400高端机型，CPU双核 2.0 GHz以上，内存 2 GB以上，硬盘
7 200转，网口千兆，建议使用XP SP3系统。检查 PC上安装和运行的软件，建议删除或关闭除测试用软件
外的其他软件，关闭Windows防火墙和其他杀毒软件
的防火墙。检查CPU占用率，如果超过80%说明当前
处理任务繁重，需要关闭不用的软件或服务，或者更换
性能更好的PC。3.6 TCP问题排查
TCP问题需要根据具体的情况进行分析：如果是
吞吐量平稳但达不到峰值则需要查看窗口等相关参数
是否已优化，时延（RTT）是否过大；如果能达到峰值但
是速率不稳，有掉坑现象，则需要检查是否有丢包、严
重乱序现象发生。排查思路如图7所示。
a）Windows操作系统中，接收窗口和发送窗口可
通过注册表来设置，且不同版本的操作系统优化方法
不一样。针对Win XP和 2003系统，可以通过DrTCP工具修改，然后重启服务器以优化发送窗口和接收窗
口，看吞吐率能否恢复正常。
b）环回时延偏大排查方法，先检查空口是否加
密。有些终端处理加密数据会有额外的开销导致环回
RTT变长，进而影响到吞吐率，如果空口已经加密，尝
试执行以下脚本去掉加密及完整性保护，看吞吐率能
否恢复正常。
MOD ENODEBCIPHERCAP：PrimaryCiperAlg=NULL，SecondCiperAlg=AES，hirdCiperAlg=Snow3GMOD ENODEBINTEGRITYCAP：PrimaryIntegrityAlg=NULL， SecondIntegrityAlg=AES， ThirdIntegrityAlg=Snow3G。
c）查看 BSR、SR 周期是否过大；BSR 周期大于
图6 空口处流量不足排查思路
图7 测试软件查看空口质量
License过期导致资源受限
在线用户数大于1 建立承载为5或7，不为6、8、9用户开户速率AMBR不足
下行BLER收敛异常
下行MIMO模式出现异常
SINR、CQI偏低
用户开户信息有问题
空口信道质量不好
基站有告警发生
……空口流量不足
BSR、SRI设置周期过大
空口加密
接收窗口收缩
链路有严重乱序产生
链路有丢包发生
环回时延（RTT）偏大
发送窗口未优化
TCP流量不稳定有掉坑现象
TCP流量平稳但达不到峰值
TCP流量异常
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5 ms会导致上行流量受限，RTT增大，缩短BSR周期可
改善 TCP传输性能。若 BSR周期大于 5 ms，则修改
BSR为5 ms，命令如下（其中的QCI等级请根据开户类
型进行调整，以下命令中全部使用QCI9为例）。
MOD TYPDRBBSR：QCI=QCI9，TPERODICBSRTIM⁃ER=TPeriodBSRTimer_sf5，RETXBSRTIMER=sf320
通过以上方法如果还是无法解决问题，需要将问
题记录，收集相关数据，反馈相关部门处理。
4 总结
如今LTE网络不断发展壮大，如何快速切入4G网
络优化工作，更好地发挥 4G新技术的优势，通过总结
4G吞吐率优化思路和梳理优化流程，为后期 4G网络
优化工作铺好道路，争取快速上手4G网络优化工作。
参考文献：
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报，2013（3）.
作者简介：
李丽涛，毕业于北京邮电大学，硕士，主要从事网优相关工
作。
印度运营商Idea选择爱立信为其部署
4G网络：近日消息，印度电信运营商
Idea Cellular 已选择瑞典爱立信公司为
其部署 4G/LTE 网络，并将对其已有的
2G和3G网络基础设施进行改造。此次
LTE网络部署将覆盖马哈拉施特拉邦、
中央邦等，为超过 4 千万用户提供服
务。爱立信在声明中称，该合同覆盖设
备、软件和一系列专业服务，包括项目管
理、系统集成以及为4G/LTE网络设置的
监督管理服务。 （李红）
思科、爱立信和英特尔携手开发超高速
5G无线路由器：近日消息，思科、爱立信
和英特尔将携手开发一款全新的路由
器，为消费者和企业用户提供超高速5G无线网络。这 3家公司都是Verizon 5G
技术论坛的成员，计划并正致力于在
2017年让5G成为现实，他们并不会满足
于在 2017年对 5G进行测试，而是打算
将5G服务提供给真实商业客户。（徐向）
爱立信与思科共同推出6项解决方案：
日前消息，自爱立信与思科达成战略合
作伙伴关系以来，2家公司已经在6项解
决方案领域展开合作，涉及硬件和软件
集成。
据爱立信首席战略官Rima Qureshi介绍，在硬件方面，推出4项解决方案来
推动增长：移动回传、IP 核心网、商业
VPN、固网和宽带接入；还有 2项服务解
决方案：IP和 IT管理服务以及 IP转型。
（徐向）
爱立信携手Telstra、SingTel测试5G技
术：近日消息，爱立信与澳电讯公司
（Telstra）签署了一份合作协议，将在黄
金海岸举行的 2018年英联邦运动会上
测试 5G技术。Telstra宣布与爱立信合
作部署全栈电信云解决方案作为物联网
和5G网络计划的一部分。 （徐向）
爱立信MWC上发布新品：爱立信日前
推出多个针对网络覆盖、网络性能和管
理的最新产品和解决方案，帮助运营商
抓住5G即将带来的商业机遇。
方案1：人人享有移动宽带；方案2：交付卓越的应用覆盖；方案 3：体验至上
的管理服务；方案 4：收益管理系统。这
些解决方案在西班牙巴塞罗那举行的
2016年世界移动通信大会（MWC）上展
示。 （徐向）
爱立信信息
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