基站阻塞和基站失步的概念区及处理方法.doc

“灵通杯”优秀征文集 基站阻塞和基站失步的概念区分及处理方法刘进 王晖 UT斯达康通讯有限公司公司华北区项目和技术支持部摘要本文简单介绍了基站阻塞和基站失步两个不同的概念，分析了两者产生的原因，同时还详细介绍了如何处理基站阻塞和基站失步问题的一些方法。关键词基站阻塞、基站失步、干扰、同步、时隙、复帧、基站参数1 前言基站阻塞和基站因空中失步产生的干扰有一定关联，也正是基于这一点，现场许多维护人员将两者划上了等号。其实这是两个不同的概念，有着各自的内涵和外延，不加分辨的等同往往会使问题得不到及时有效的解决。2 基站阻塞与基站失步的概念及原因PHS系统采用的双工方式是时分双工（TDD），上下行信号同在一个载波内传送，这就要求在空中接口中上下行时隙有严格而准确的隔离，因而各基站发送的信号必须保证在时间上的同源，在相位上的同步。当同步系统的某一环节出现问题时，空中无线信号的上下行时隙就会发生偏移，从而导致上下行信号的相互干扰。在极端情况下，这种干扰会导致基站的控制载频无可用时隙，从而发生基站阻塞（CS Block）的现象。两者真正能够关联的也只有上述情况，大多数情况下两者发生的条件没有交集。2.1 基站阻塞及其原因分析PHS协议规定基站CS与手机PS之间实现通话包括链路建立、业务信道建立和通话过程三部分，而链路建立是实现通话以及广播、鉴权、位置登记等各种信令交换的基础。链路是在控制信道C-CH上建立的，因而，一旦C-CH无法正常工作，基站与其服务区域的PS将无法通讯，该基站也就失去服务功能，这就是我们所说的基站阻塞（CS Block）。基站阻塞后，在网管上将会有显示和告警，在基站近端LC-CH灯将不正常（红灯闪烁或常亮），在话务数据统计上表现为其忙时段的话务量、LCH次数等都为零。引发基站阻塞（CS Block）的原因有多种，可归结如下：1、 老版本（Ver.031之前）基站在话务量过高时，会出现CS Block。这是基站在对过多的PS请求request没有拒绝reject功能时的一种自我保护机制。2、 基站硬件或参数问题。某些情况下，由于基站接地不良、电源电压不稳定、基站信号线故障或者是基站参数下载错误时也会发生CS Block现象。3、 局部基站过多过密且基站间无遮挡或者说基站安装位置过高并且天线下倾角度过小。由于我们的基站只能在一个复帧（100ms）内选择一个下行时隙作为C-CH 信道，而在一个复帧内总共有80个上行时隙和80个下行时隙，因而在一个复帧内最多只能容纳80个基站占用下行时隙。当某一地区基站过多过密，超过80个下行时隙这一限制时，由于控制时隙的载干比C/I不符合要求而导致某些基站的C-CH无时隙可用，出现CS Block。100ms :下行链路间歇传输周期5ms20(TDMA Flames)0.625us160slots RP TX(Down Link)RP RX(Up Link)图1 复帧原理图4、 全网基站间不同步，导致上下行时隙相互干扰，引发CS Block。5、 外网干扰。当外网的干扰源叠加到PHS系统中时，提高了噪声电平，使得基站无法解调出有用信号，从而无法分配到可用控制时隙，导致CS Block。通过基站参数分析工具（CSPA软件）分析基站接收电平数据，我们可以定性的分析出由以上第三种和第四种原因造成的CS Block现象。其机理是：基站阻塞后，利用CSPA软件，提取其C通道接收层信息（C-channel reception level information），得到在一个复帧内所有的下行时隙、上行时隙和前一上行时隙的电平值，然后和基站的参数值进行比较，检查哪一项电平值超出了参数值的范围，以此判断是第三种原因还是第四种原因引起的CS Block。在基站参数中，我们一般设定基站选择可用时隙的判决条件是：下行时隙的电平值必须30dBuV、上行时隙的电平值必须23dBuV、前一上行时隙的电平值必须23dBuV，三个条件必须同时满足，缺一不可。利用CSPA软件提取基站的CCH接收层信息后，就可以利用CSPA的图形显示功能将CCH接收层信息显示出来，一般我们用红色柱代表下行时隙电平，绿色柱代表前一上行时隙电平，蓝色柱代表与下行时隙相对应的上行时隙电平。图2所示的是基站太密或者是基站位置过高并且选用下倾角度过小的天线引发的控制信道无可用时隙而使基站阻塞的情况。从图中可以看出：该基站接收到的满足下行时隙接收电平值30dBuV条件的时隙已经一个也没有，说明该基站已无可用时隙，必须通过拆移站点、降低高度、更换天线下倾角、充分利用周围建筑物阻挡等方法解决。如果此时修改基站参数，将该基站侦听的下行时隙电平门限值提高33dBuV，那么图中黄颜色所示的时隙即为将该基站满足判决条件后选择的可用时隙。一般情况下，我们不建议使用修改参数使基站获得可用时隙的方法，除非是特例或紧急状况。图2 基站太密引发控制信道无时隙可用图3所示的是基站不同步可能会引发控制信道无可用时隙的情况。从图中可以看出：满足下行时隙接收电平值30dBuV条件的时隙应该有13个，如果这13个时隙的上行时隙和前一上行时隙侦听电平值也能满足23dBuV的条件，那么这13个时隙就都完全可用；但由于基站间的不同步，本基站在上行时隙检测到的信号都是由其它基站发出的，并且电平值都超出了其判决门限，因而该基站已无法选择出可用时隙，导致CS Block。图中黄颜色所示的时隙也是为将该基站侦听的下行时隙电平门限值提高到33dBuV以后所选择的可用时隙。一般地，直接处理好基站间的同步即可解决此问题。图3 基站不同步引发控制信道无时隙可用2.2 基站失步及其表现分析PHS系统采用的多址方式（TDMA）和双工方式（TDD）决定了同步在这一系统中的重要地位。当某一CS发送信息的时刻偏离目标CS时刻31.2us以上时，我们就认为该CS对于目标时隙不同步。不同步的信号将会对相邻时隙的信号产生干扰，而当相位偏移严重使得上行信号在下行时隙发送（或下行信号在上行时隙发送）时，则对服务地区通讯产生严重干扰，使该地区通话质量和话务指标下降，譬如：通话时杂音大，下行寻呼响应次数很低，频率阻塞率提高等；严重时还会造成C-CH丢失时隙、基站Block。一个时隙长度为625us。在一个同步良好的网络中，一个时隙内部只有在0时刻和625us时刻以及以它们为中心的31.2us时间内有CS占用，其它时刻是不会看到任何信号占用的。下图是通过PHS35仪表测到的同步网络的状况：在31.2us的时间内图4 同步网络的时隙而对于一个不同步网络，情况就不同了，在一个时隙内部的任何时刻都可能有信号占用。下图示意的就是通过PHS35测到的基站不同步状况：大量存在不同步的基站。图5 不同步网络的时隙在现场没有Leader961/970或PHS35仪表的情况下，利用CSPA软件获取基站的CCH接收层信息，也可以很容易的分析出网络是否同步。图6就是通过CSPA图形显示功能表术的不同步基站接收电平情况。从理论上讲，基站接收到的下行时隙电平应高于上行时隙电平，然而在图6中，绝大多数上行时隙电平值都高于下行时隙电平值，其原因就是由于基站间的同步情况较差，某些基站的下行时隙信号已经偏移到了其它基站的上行时隙上造成的。图6 不同步基站接收电平综上所述，在排除了基站软硬件和参数问题后，CS Block发生的原因取决于该站侦听到的1个复帧内，其C通道接收层信息能否满足其上下行时隙电平的判决门限。如果符合，则该基站就有可用时隙，就不会被阻塞；如果不符合，该基站就没有可用时隙，就会发生CS Block。基站间的不同步除了造成上下行时隙干扰外，在严重情况下上下行时隙的错位也会造成符合门限电平的可用时隙数减少，但只要还有可用时隙，就不会发生基站阻塞情况。在图6中，黄色柱条所示的时隙为基站的可用时隙，基站并没有被阻塞，因此基站阻塞和基站间的不同步并没有严格的必然联系。发生基站阻塞和基站失步后，其处理方式和方法也有所不同，下一节将分别加以介绍。3 基站阻塞和失步的处理方法CS Block发生后，该基站即退出服务；对客户来讲，该站将不再产生效益，因此在此种情况下，我们要尽快使基站恢复。对于基站失步使得网络指标下降，我们则要通过调整时钟源、传输、GPS天线等手段来解决。3.1 基站阻塞的处理方法1、 由于基站电压不稳、接地不良、信号线故障、参数错误等引起的基站阻塞，需要对症下药，可通过增加稳压器、测量地阻重做地线、排查信号线故障、改正基站参数等方法解决。2、 对于局部区域的基站过密、过多或者基站安装位置过高天线下倾角度太小等造成的基站阻塞，可通过移站、拆站、降低基站高度、更换大下倾角天线、必要时对该地区进行重新规划等方法，来减少该区域基站的复用重叠度，从而消除故障。3、 对于GPS基站经常阻塞的现象。由于系统中GPS基站数量一般较少，在凌晨三点GPS基站进行同步时，系统中的其它基站仍在发射信号，因此GPS基站很容易产生CS Block现象；但是GPS基站在系统同步中具有举足轻重的作用，一个GPS基站不正常工作，就可能影响到周围一片基站的同步状况，极大地影响到系统性能。因此建议修改GPS基站的发射控制参数，以确保GPS基站能顺利地分配到可用时隙。其参数修改方法是：在Melco Parameter3参数项中，建议将所有GPS基站的Radio transmission control for carrier sense 参数设置为00。说明：该参数设置为00后，即使所有的时隙都不符合C-CH选择电平的要求，基站也会选择一个干扰最小的时隙发射C-CH。因为其它基站的同步时间在GPS基站之后，当它们同步时自然会避开GPS基站所分的时隙，因此给GPS基站“强分”C-CH并不表示它在一天内所工作的时隙上干扰较高。图7 GPS基站参数调整4、 对于全网可用时隙偏少的情况，我们可以通过调整C-CH选择顺序来提高C-CH选择成功率。目前参数模板中的C-CH分配顺序为优先1、4时隙、其次是2、3时隙。当基站扫描1、4时隙有满足参数设置的要求时，就会将C-CH分配下去，造成C-CH所分配的时隙仅仅是1、4时隙中干扰最少的一个，但不一定是最优的。如图8所示：S50位置上的下行时隙电平小于20dBuV，但基站仍旧选择使用S77时隙，仅仅就是由于S50是第2时隙而S77是第1时隙。当很多基站产生这种情况后，就会在全网范围内导致C-CH干扰程度加重。图8 基站实际分配C-CH情况在基站参数模板中有关C-CH分配顺序的参数位置如图9所示，在Melco Parameter3参数项中参数Facility transmission/C-channel assignment selection取值：00：表示按照1、4、2、3的顺序选择C-CH时隙；04：表示在所有时隙中选择接收电平最小的时隙。建议在全网范围内将此参数设置为04。图9 C-CH选择时隙参数调整5、 对于个别非软硬件故障、实在不易解决的Block基站，最简单的处理方案就是通过调整该基站的C-CH判决门限电平，提高Carrier Sense Level数值来解决，亦即调整CS参数项中如图10所示的参数值。说明：Transmission slot carrier sense threshold level是指本下行时隙的载波侦听电平，其模板值是40，换算成电平值是30dBuV（将模板值换算成十进制数，再减去34即得）。Reception slot carrier sense threshold level 1是指前一帧的相应上行时隙的载波侦听电平，其模板值是39，换算成电平值是23dBuV（将模板值换算成十进制数，再减去34即得）。Reception slot carrier sense threshold level 2是指与本下行时隙相对应的上行时隙的载波侦听电平，其模板值是39，换算成电平值是23dBuV（将模板值换算成十进制数，再减去34即得）。图10 C-CH时隙干扰门限电平设置可以利用CSPA软件采集这种Block基站的C-CH接收电平信息，然后利用CSPA的参数图表分析功能确定具体应该调高哪个时隙的门限电平以及需要调整的基站数量；但门限电平值不宜设置过高，否则即便C-CH能正常占用，也会由于干扰噪声过大影响到信令链路接续。图2、图3所示的就是将C-CH下行时隙的接收电平提高到33dBuV以后，基站才能分配到可用时隙的情况。6、 对于因外干扰造成CS Block的基站，在经过PHS35或Leader961测试确保网络是同步的情况下，也可以用CSPA软件定性的来判断CS Block是由于外网干扰引起的，但最根本的查找干扰源方法还必须用扫频仪进行测量。总之，对于Block基站我们应通过以上手段尽快排除故障使基站开通运行；对于存在的外干扰、不同步等问题可在其运行正常后逐步解决。3.2 基站失步的处理方法我们现网存在的基站失步问题有多种情况，时钟源不同步、传输相位抖动、RP与CS之间不同步等都可能造成网络失步；因此查找基站失步问题首先要进行现场的实地测试。测试时可选择在不同地点进行抽查：A、在城市的主要干道上，用PHS35或leader961检测各基站的同步的状况，尤其要注意选择在各分局机房之间、各网关之间、各GPS组之间的交界点，进行基站的同步状况测试。B、选择城市内基本均匀分布的几幢最高的建筑，在这些建筑的顶部查看全网基站的同步状况。在这种地方往往能最大限度的接收到各分局机房、各网关、各GPS组的基站，很容易对全网的同步状况进行把握。因为在同一RPC下的基站都是同步的，不必每个基站都检测；另外同一GSG下的RPC之间也应该是同步的，除非RPC的ECNT控制板没有收到GSG送来的同步脉冲信号。对于500mW基站出现的不同步状况，可以从以下几个方面进行检查解决：1、 检查网管服务器的IP地址和计算机时间设置是否准确。2、 检查网关BITS时钟源是否稳定、设置是否正确、工作是否在锁定状态；不同网关的BITS时钟是否同源；BITS时钟源的传输是否利用的是PDH传输设备而不是SDH传输设备。3、 检查网关到基站控制器CSC的E1链路设置是否正确、工作是否稳定。不同机房CSC的E1时钟来自不同的传输设备，而这些传输设备可能会引起相位偏差，导致CSC时钟漂移，需要检查传输设备的稳定性。4、 检查网管上菜单下CSC CS Time Adjustment设置，是否将CS Time Setting Cycle设置为1days，是否将CS Timing Setting time设置为1:00:00。5、 检查网管上每个CSC的Trap地址和Time server address设置，是否将Trap Address1地址设置为网管服务器的IP地址，Time server address是否选择为Address1。6、 检查网管上每个CSC的时钟源设置是否和网关上设置的E1路由一致。每个CSC要设2条E1电路（如111，112等）作为时钟源的Priority0和Priority1，这2条E1电路必须是网关设置的到CSC所有E1电路中的主备用2条链路。在CSC新版本升级或网关重启或GW到CSC的E1割接过程中，可能会出现该时钟源未起作用导致CS不同步的情况，需要将Priority0和Priority1的设置全部修改为internal clock，commit后关闭该窗口，然后再次进入时钟源设置，重新将Priority0和Priority1设置为网关到CSC的主备E1链路，再次提交后关闭该窗口，并保存该设置。7、 检查每个CS的CSID和参数是否设置正确。在基站参数项Radio channel参数中有Ngroup/Np(HEX)=4a的设置，这表明了基站Paging Area的长度为Np=19位；如果在网络规划时指定Np=16位，则该值要相应的修改为Ngroup/Np(HEX)=47。在基站参数项Melco Parameter 3中有关于基站重同步时间及其重同步条件的设置，也必须严格按照标准模板设置如下：Start Re-sync time(Hours: Minutes: Seconds)03:00:00Re-sync delay para(a1:a2:a3)05:1e:32Re-synchronization frequency (days)01Air synchronization process method 00Re-syn CS_ID delay time for Master CSs058、 检查每个CS的时间是否正确。在CSC3.3.3.8/CSC4.1.2.3版本以上的CSC和Netman2000+608GA以上版本的网管支持下，对于094版本以上的基站将具有Login功能，可以通过网管登录CS，获取CS的时间，检查是否和网管服务器的时间一致；否则需要重新进行CS Timing Setting（CS计时器设置），亦即向基站提交正确的网管服务器的日期和时间。9、 检查GPS基站是否工作正常，其状态是否显示为GPS Master。连接有GPS的基站在其GPS选择开关设置正确的情况下，在每天凌晨3点重新同步时会首先获取GPS信号，如果没有得到GPS信息将工作在slave状态，并显示有GPS告警，此时需要检查GPS和其到CS的连接线以及CS的GPS开关是否失效等。10、 500mwCS与200mw、10mwRP之间不同步。由于CS与RP的同步机制不同，RP采用的是RPC组同步方式，RPC通过GSG设备与GPS相连获取同步脉冲信号，然后通过RP到RPC的双绞线将同步信号传递给RP；而CS采用的是空中同步方式，通过GPS基站空中发送同步信号传递给下一级同步基站。正常情况下同一RPC组内、同一GPS组内的基站是同步的。为此我们以CS的时间为准，通过调整GSG的时延来实现CS与RP之间的同步；即通过测试CS和RP之间的时间差，不断调整GSG的时延，缩小CS与RP的相位差，最终实现同步。11、 GPS故障。GPS故障会引起整个RPC组的RP失步，同时也可能引起500mw GPS组失步，必须及时处理GPS故障，必要时更换GPS天线。12、 GPS基站规划不合理，如GPS基站安装高度过低或被周围高建筑物阻挡、GPS基站数量过少等，导致Master、slave1、slave2基站比例不合理，出现某些基站不同步。对于上述问题要进行GPS基站重新规划。13、 对于大面积的基站不同步，除可以采用CS紧急同步的方法外，也可以在话务量较低的情况下，采用将全网基站阻塞，然后再逐一启动的方法解决：即将全网基站逐一执行Deactive或out of service，然后将GPS基站首先逐一执行active或in service，再逐一将非GPS基站执行active或in service，一般这样操作均可保证全网基站恢复同步，但不能保证全网基站一直同步，因而还必须细致检查上述各项。14、 基站同步测试应作为一项日常维护工作要定期检查，每周要用PHS35