上行干扰定位优化浅析.doc

上行干扰定位与优化浅析摘要：GSM移动通信技术在我国迅速发展，目前已经发展相当成熟的阶段，在实际的网络优化工作中，发现GSM系统受到的上行干扰问题已经成为网络优化中一个不容忽视的重要问题。干扰会使系统掉话率增加，减少基站的覆盖范围，降低通话质量，使网络指标和用户的通话质量受到严重影响。本文通过分析各种干扰类型、干扰特性，阐述如何进行干扰定位优化，达到消除干扰影响、改善网络质量的目的，最后简单介绍目前抗干扰技术。关键词： 干扰 定位 优化 一、 引言 随着移动通信业务的迅猛发展，网络的服务质量已经越来越受到用户的关注，如何利用现有的网络设备、资源和容量，最大限度地提高网络的平均服务质量，提高效益，使得网络在不断发展的过程中能够保持网络的服务质量不下降，是我们每一个网优人员的职责。本文阐述了几个干扰排查案例的处理过程，分析各种干扰类型和干扰特性，总结出上行干扰排查流程，最后对目前抗干扰技术进行简单介绍。二、 发现上行干扰问题的途径干扰对网络影响较大，快速发现干扰极为重要。要解决干扰，改善通话质量，首先就是要发现干扰，然后采取适当的手段定位干扰，最后是排除或降低干扰。我们主要通过以下途径得到干扰信息，发现干扰。2.1、 通过话统指标发现干扰；我们知道，一个网络开通后则需及时定义有关指标，为日后网络优化提供依据，涉及干扰话务指标统计指标有：TCH性能测量（TCH接通率）、SDCCH性能测量（TCH接通率、掉话率）、切换性能测量（切换成功率）、信道分配性能测量（接收质量电平性能）等。检查分析各小区的话务状况、切换、以及与小区质量有关的话统指标，可以发现存在干扰的小区。 2.1.1、通过干扰带指标发现干扰干扰带是基站信道在空闲状态通过RF RES IND消息向BSC上报的信道受到上行干扰的电平等级，共分为五个等级，电平范围可以自行设定。华为BSC中干扰带的缺省设置是：110、105、98、90、87、85，单位（-dBm） 表1 干扰带分布干扰带等级越高，表示受到的干扰越大，某小区干扰带四、五中的值较大，则该小区极有可能存在同频干扰；如果统计值主要分布于干扰带一、二内，则存在干扰的可能性不大；如果干扰带三中有较大值，则要提高警惕了，可以说，通过查看干扰带情况，能更直接地反映小区受干扰的程度（-110-105dBm的干扰信号统计值包含在干扰带1中）2.1.2、通过频点扫描性能测量发现干扰 该功能可以扫描GSM900频段（890915M Hz）、GSM1800频段（18051880M Hz）、E-GSM扩展频段（880890MHz）和R-GSM扩展频段（876880MHz）中所有频点的上行接收电平，即扫描876915M Hz 和18051880M Hz频段干扰信号强度。上行频点扫描功能是针对干扰的测试，由于上行频点扫描是针对上行电平进行的测试，测量结果反映了在该小区下接收的测量频点的信号强弱，可以为工程师选择合适的工作频点提供参考。 2.2、 告警台信息和用户投诉OMC告警台能及时地上报基站硬件故障，在着手进行定位干扰问题时先对告警信息进行分析，首先排除硬件故障原因，起到事半功倍作用，需说明的是，某些硬件可能存在故障而告警无法检测，这就需要进一步用其他手段进行定位了。而用户投诉也是发现潜在干扰的重要来源。对用户投诉应收集的信息应包括：用户手机号码、手机型号、被叫号码、主叫侧故障现象、被叫侧故障现象、故障发生时的详细地点等等。投诉信息收集得越详细，越有助于发现网络问题。 用户通常投诉描述得比较模糊，限于用户对蜂窝网络的了解程度，用户不可能直接告诉你哪里有干扰。但是当网络存在干扰时，用户的直接感觉是：杂音大、听不清对方讲话、对方听不清自己讲话、掉话、电话拨不出去等等。因此当有许多用户在同一个区域投诉同样的问题时，就应该检查该区域是否存在干扰。 三、 案例分析通过各种途径得到干扰源存在信息后，我们就要针对不同干扰情况进行全面分析，并根据不同干扰类型进行相应的处理，以下介绍几个案例：3.1 基站硬件故障如果只有一个小区存在上行干扰，且周围小区都没有该现象，首先我们应该考虑该小区是否存在硬件故障，其次根据小区受干扰频点分布情况，找出故障并进行相关处理。3.1.1、小区硬件故障造成小区上行干扰主要是发射机配置错误或发生故障，且故障主要集中在上行链路硬件部分，如TRX故障：如果TRX因生产原因或在使用过程中性能下降，可能会导致TRX放大电路自激，产生干扰。合路器CDU/DDPU或分路器故障：CDU/DDPU中的分路器和分路器模块中使用了有源发大器，发生故障时，也容易导致自激等模块，而这些故障又无法从告警台进行查询，我们可以通过关闭小区载波进行测试判断。我们从上面提到的从OMC提取话务指标进行观察，乳源柳坑-2语音接通率只有79.11%,通过OMC提取小区干扰带进行分析，发现乳源柳坑-2小区存在上行干扰，干扰带集中分布在24级，而且周围小区无干扰现象，基本可以确定该小区存在硬件故障。对其进行逐个载波锁频，发现第三载频LOCK后干扰消失，确定第三载波存在故障，TRX故障排除后，干扰现象消失。3.1.2 天馈线故障天馈线的故障也可能造成干扰。天馈现在使用较长时间后，容易出现老化、损坏、接头接触不良、天线曲折等，故可能对上行信号产生影响。如三秀花园2小区天馈线接触不良造成该小区语音接通率为77.23%，TCH掉话率为8.2%，通过OMC提取小区干扰带进行分析，发现上行干扰级别落在24级，上例不同的是，该小区所有频点都存在上行干扰，同时，三秀花园2周围的基站如大城街、南雄综合楼等都不存在干扰现象。由于该小区全部频点都存在干扰，基本上排除了主设备故障，怀疑存在天馈线性能问题，造成上行信号产生互调非线性干扰，从而降低了较强信号信噪比，无法进行通信。由于三秀花园1小区不存在干扰，将三秀花园2小区方向角从260调至90（三秀花园1方向角），三秀花园2上行干扰突然消失，确定是天馈线的接触问题。为彻底根除隐患，更换掉馈线头，三秀花园2上行干扰消失，基站分布如下图所示。 图1、三秀花园及附近基站分布图3.1.3 天线隔离度问题在GSM网络中，采用空间分集接收方式的天线系统可以提高增益，但需严格控制分集接收隔离度： 900MHz的最小分集接收距离为4米； 1800MHz的最小分集接收距离为2米；隔离度没有达到要求，有可能发生上行信号的叠加，造成互调干扰三阶互调干扰形成的条件如下： F1-F2=F3-F1 (1) F1-F3=F4-F2 (2)上式表示：在四个频率中，任意两个之差等于另外两个之差时，它们之间就构成了互调干扰的频率关系。MSCA新建BSC割接入网后，从话统台上发现水南乌迳基站所有空闲信道全部处于干扰带五的强干扰，干扰带五中数值为13.5左右。但该基站有一定的话务量，且掉话率也无明显异常，查看该基站版本和运行状态，一切正常，该站为老站，在割接前一切运行正常。查看该站及附近基站的频率规划，没有发现异常的同频邻频相对的情况，而且查看附近基站的干扰带情况，也没有发现干扰带异常的基站；询问客户维护人员，证明该基站附近不存在直放站；协同客户人员带上CDU和TRX板到现场处理，由于没有频谱仪，先采用更换单板的方法查看是否是由于CDU或TRX单板自激造成的干扰，全部更换单板，从登记的15分钟话统看来故障现象依旧，单板故障的可能性也不大。检查天线时发现该基站为G网C网共站址，且G网天线和C网天线在同一平台上，垂直距离为零，水平距离不到一米。协调C网维护人员暂时关闭C网基站后，从登记的15分钟话统里可以看到，干扰带五中数值为零，问题原因找到。 事后得知，原C网G网共址的基站G网天线和C网天线都保持有46米的垂直隔离度，G网天线在上，后C网天线进行全网提升，而忽视了C网G网天线隔离度的要求，造成如上干扰问题。 3.1.4 小结：基站的TRX、CDU、馈线、天线、跳线、接头中的任何一部分出现故障，都有可能导致干扰和掉话现象。大量的相关案例也证明了这一点。因此，在发现干扰问题后，应首先检查并排除基站硬件故障。硬件故障较易处理，多数情况可以通过单板互换，话统数据来定位解决。当然如果就近有频谱仪可用，可以更加便于快速定位问题。当某些小区在没做修改网上数据的运行过程中突然出现干扰，尤其要重点排查硬件故障。 3.2 网内干扰问题网内干扰也是主要的上行干扰问题，大概可分为三类：3.2.1同邻频干扰小区频率规划不合理，容易引起同邻频干扰频率规划或频点选择不正确，在较近距离内存在同频、邻频现象。目前市区的站点分布越来越密，而分配给网络的频率资源是有限的，因此在频率规划时存在同频、邻频的可能性，使用户在同一地点收到相同频点且载干比小于9dB或相邻频点且载干比小于-9dB的信号，在通话中产生严重的背景噪音甚至掉话。 GSM中不可避免要频率复用，当两个使用同一频点的小区之间的复用距离相对小区半径太小时，就容易引起同频干扰。根据经验，很多种情况下的频率复用必须避免。 图2 蜂窝小区如图2中的AD基站，假设小区A-3分配了频点N，则频点N不能分配给A1、A2、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3；频点N1不能分配给A1、A2、A3、B1、C2、D1、D2（不跳频时）。3.2.2 直放站上行干扰随着网络不断完善，室外覆盖问题已经基本解决，但我们经常会利用直放站和分布系统等来解决部分重要场所的室内弱信号问题。直放站存在放大上行信号的功能，同样容易引起信源小区及周边地区的上行干扰。始兴河口1上行干扰带分布在35，周围基站也存在不同程度干扰，排除了基站硬件故障后，频点规划也没出现问题，初步怀疑存在较强的干扰源，且干扰源应在始兴河口1主覆盖区域内。故我们先从始兴河口基站对着其覆盖区域进行扫频测试，发现扫频仪的扫频方向指向20度方向时存在较强上行干扰信号，其余方向随角度增大，上行信号逐渐减弱，确定干扰源在基站20度的方向，沿着该方向继续扫频，到达河口路口时上行干扰信号明显增强，当走到当地水晶宫夜总会时，发现干扰信号很强，为-65dBm。原来在夜总会安装室内分布系统其信源小区就是始兴河口1，因此怀疑此直放站存在故障，经检查该直放站主机上行模块已损坏，更换后问题解决。总结：查找干扰源时在排除了基站硬件故障后，最好先检查该受干扰小区是否带直放站信号源，若时请先通过暂时停闭该直放站进行观察，否则再进行扫频查找。3.3 网外干扰网外干扰是最主要的上行干扰问题，与网内干扰有较多相似的地方。网外干扰源有电视台、大功率电台、微波、雷达、高压电力线，模拟基站、CDMA网络、会议保密设备、加油站干扰器等。网外干扰的现象和网内问题造成的干扰有很大的类似性，都是信号受到干扰。针对不同的外部干扰源，不同设备有不同的特点：一些外部通信设备的干扰，可能仅影响某一个频段，避开这些频段，就可以避免受到干扰；某些雷达设备的干扰又有时间间断性。外部干扰问题导致的干扰处理很类似，必须使用频谱仪和定向天线查找干扰源。 从以往处理情况来看，可分为四类：3.3.1 私装信号放大器私装信号放大器具有直放站功能，放大上下性信号。我们通常使用两点定位法对受干扰小区进行扫描测试。如乐昌牛角村区域存在较多用户投诉存在通话质量问题，投诉点区域主覆盖小区为乐昌牛角2、大坪2、派出所2等小区，经过查看干扰带发现存在严重的上行干扰，并且受干扰小区不带有直放站，经过扫描，确认泰克公司的私装信号放大器就是干扰源，对该放大器上行链路加装信号衰减器后，上行干扰信号衰减约17dBm，干扰消失，附件平溪基站开通后，覆盖问题解决，拆除放大器后彻底解决了干扰问题。3.3.2 干扰器干扰干扰器主要分布在党、政、军等机构和大型医院等场所，我们主要从上行干扰最严重几个小区中间进行扫描测试。从统计指标发现丽晶大酒店2存在较低的接通率问题，且干扰带基集中落在35，周边小区如丽晶大酒店3、粤才大厦1，畅上2，金鑫1等业存在较严重的干扰，普遍落在24。 通过对上行干扰情况分析，初步怀疑受外部源影响，且干扰源在丽晶大酒店东部；其次通过分析该区域的坏境特征，判断附近爱民女子医院较有可能安装干扰器，单测试天线指向医院大楼时候，上行干扰信号很强，强度约为-70dBm，验证该楼确实安装干扰器，在医院领导协助下对干扰器进行开通关闭测试，再次确认医院干扰器就是丽晶大酒店及周边基站的干扰源，已说服该院关闭干扰器。3.3.3 CDMA拖带干扰因为CDMA与GSM频率相近，若隔离度不够，将产生干扰，主要是CDMA的发射会干扰GSM900的接收，CDMA带外泄漏信号落在GSM接收机信道内，提高了GSM接收机的噪声电平，使GSM上行链路变差。 较典型的例子是仁化长江2的EGSM，该基站与联通C网共址，在联通公司相关人员的协助下，对C网进行短时间的关闭，该小区干扰消失，尝试把EGSM频点改为PGSM频点后，问题等到解决。CDMA拖带干扰主要集中在EGSM频段，PGSM低端频段，而且随频段增大，干扰程度变轻，受干扰小区较少。3.3.4 信号发生器干扰信号发生器干扰，情况较为负责，例如韶钢工业区的电视监控信号发生器就对附近的几个基站产生干扰，普遍存在35级上行干扰，但是我们分析，当地信号覆盖良好，叶基本排除了直放站和干扰器的可能性，初步怀疑是其他信号发生器造成上行干扰。我们通过扫描确定该厂电视监控信号发生器就是干扰源，在业主和监视器厂家大力协助下，更换了小功率电视监控系统和使用频段，干扰情况解决。四、 干扰分类从以上案例分析来看，干扰可以位于基站本身或者与手机的空中接口中，干扰信号只影响接收端，而频率是干扰来源和明显标志。掌握各种干扰的类型和特性对我们排除干扰至关重要，从干扰类型分类来看，我认为主要存在三大类：基站硬件故障、网内干扰、网外干扰表 1 上行干扰类型表干扰类型干扰名称干扰特性基站硬件硬件故障受到干扰小区只有本小区，存在故障的载波才会存在上行干扰天馈故障受到干扰小区只有本小区，小区所有载波都存在上行干扰天线隔离度受到干扰小区只有本小区，相隔频段的上行较为严重网内干扰频点干扰个别频点存在上行干扰，对指标影响较大直放站干扰信源小区干扰严重方位角正对直放站方向，小区所有载频都存在上行干扰网外干扰私装放大器干扰器干扰信源小区干扰最严重，受干扰小区的方位角正向放大器方向，受干扰区域广，干扰时间不固定，开启时间短CDMA拖带干扰干扰集中在EGSM频段，低端频点部分，频点号越大，干扰越小信号发生器信号发生器类型决定，受干扰小区的方位角正向发生器方向五、干扰处理流程我们一般将干扰大致分为三类：硬件设备导致的干扰，网内干扰，网外干扰。当通过上述分析怀疑某小区可能存在干扰时，对不同的干扰特性进行干扰类型分类，不同类型干扰采用不同的干扰，为了有效地解决干扰问题，制定了干扰排查流程图：告警台、投诉、干扰统计怀疑存在上行干扰干扰类型分析基站硬件问题硬件问题查找提交相关负责人确认干扰问题干扰分析干扰解决确认干扰源确认现场扫描测试网内干扰网外干扰故障解决确认协调解决问题硬件问题定性提交相关负责人故障处理内部解决问题提交相关负责人干扰解决现场解决干扰解决确认故障解决确认处理结果确认归档 图3 处理流程图六、目前抗干扰技术介绍 GSM的抗干扰主要措施有：跳频、动态功控、DTX。调整天线下倾角、方位角、高度也是减小网络干扰的主要工程优化手段，调整的目的是使得各小区的实际服务区域与设计服务区域接近，减少越区覆盖现象。这些抗干扰措施主要针对网内干扰有一定的效果。 表2 抗干扰技术对比6.1 信道分配代算法 华为的信道分配代算法适用于分配TCH信道和SDCCH信道。具体是指在分配TCH信道或者SDCCH信道之前，采用优选机制，综合考虑干扰、TRX