GSM基础知识和故障处理.ppt

基于动态监管模式的工程质量监督平台 通过国家部委鉴定 工程建设质量监督分会授权 GSM基础知识和故障处理 爱立信 作者 郝熙智 目录 项目执行过程 试用经验 GSM基础知识和关键技术 排除故障的一般思路和方法 基站故障处理与常见障碍 典型案例分析 第一部分 GSM基础知识和关键技术 爱立信GSM系统结构 从网络的物理结构分析 GSM系统一般可分为三个部分 即交换网络子系统 SS 基站子系统 BSS MS MS 和操作维护子系统 OMC 四大子系统设备组成 爱立信GSM系统结构 AUC鉴权中心MSC VLR移动交换中心 拜访位置寄存器HLR归属位置寄存器OSS操作支持系统BSC基站控制器DTI GIWU网络互通单元MS移动台EIR设备识别寄存器BTS无线基站SMS GMSC短信网关交换系统执行现与呼叫和用户相关的一些功能 它包括以下部分 移动交换中心 MSC 归属位置寄存器 HLR 拜访位置寄存器 VLR 鉴权中心 AUC 设备识别寄存器 EIR 无线系统执行与无线相关的一些功能 它包括以下部分 基站控制器 BSC 无线基站 BTS GSM系统中的不同接口 爱立信基站子系统结构 TRC TRCTRC用于改变A接口的编码速率 现在有三种编码 FR 全速率编码 HR 半速率编码 EFR 增强性速率编码 TRC将编码速率从16KB S变换成64KB S TRC可以和BSC放在一起受BSC控制 也可以组建成单独网元不受BSC控制 一个独立TRC最多可以带15个BSC MSC BSC TRC组网方式 BSC功能 目前爱立信系统情况 BSC均为TRC BSC合一 合称BSC 基站控制器 BSC 是RBS和MSC 移动业务交换中心 之间的连接点 也为RBS和OMC 操作维护中心 之间交换信息提供接口 一个基站控制器通常控制多个RBS 其主要功能是进行无线信道管理 实施呼叫和通信链路的建立和拆除 并对本控制区内移动台的切换进行控制等 RBS功能 基站收发机 BTS 包括无线传输所需要的各种硬件和软件 如发射机 接收机 支持各种小区结构 全向 定向扇形等 所需要的天馈系统 连接基站控制器的接口电路以及收发机本身所需要的检测和控制装置等 目前基站主设备供电类型有交流220V 直流 24V 直流 48V 其中交流220V和直流 48V通过PSU为设备提供 24V电源 RBS工作温度5 40 小区全球识别码 CGI 用于识别一个位置区内的小区 CGI MCC MNC LAC CI其中 CI为小区识别代码 LAI 位置区域识别代码 MCC 为移动国家代码 中国为460 MNC 移动网号 LAC 位置区编号 最长16比特 可定义65536个位置区 基站识别码 BSIC 用于移动台识别相邻的 采用相同载频的 不同的基站收发信台BTS 特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS BSIC为一个6比特编码 BSIC NCC BCCNCC 国家色码 用于识别GSM移动网BCC 基站色码 用于识别基站 GSM频率资源 GSM网载频间隔为200kHz GSM800和GSM900频段上有124个频率载频 GSM1800频段上有374个频率载频 GSM1900频段上有299个频率载频 每个频率采用时分多址接入 TDMA 方式 分为8个时隙 即8个信道 全速率 每个频率载频上有8个物理时隙 频率分配 目前我国使用的是GSM900和GSM1800频段 在每端留有200kHz的保护带 按照国家规定 中国移动GSM900频段占用890 909MHz上行 935 954MHz下行 GSM1800频段占用1710 1720MHz上行 1805 1815MHz下行 中国联通占用909 915MHz上行 954 960MHz下行 GSM1800频段占用1745 1755上行 1840 1850下行 GSM通信中的上下行链路 GSM系统中 下行链路 DownLink 是指基站发 MS接收的链路 上行链路 UpLink 是指MS发 基站接收的链路 跳频技术 跳频最初用于军事通信 分为快速跳频 FFH 频率变化比调制速度快 和慢速跳频 SFH 频率变化比调制速度快 跳频的优点 GSM采用跳频有两个原因 是因为它可起到频率分集和干扰源分集的作用 跳频种类 为了减少无线方面的干扰 在GSM系统中普遍采用了跳频方式来克服瑞利衰落和干扰 改善信号强度和质量 采用跳频方式后 可获得3dB左右的增益 1 Basebandhopping基带跳频当基站采用基带跳频时 每个TRX都有一个固定的频点 采用的频点数和TRX的数量是一致的 采用基带跳频时 TRX以固定的频率进行发射 因此COMB没有什么限制 H COMB和F COMB都可使用 2 Synthesizerhopping综合跳频当采用综合跳频时 每个TRX不再使用固定的频点 而是使用所有的频点发射 允许使用的跳频频点多于TRX个数 当采用综合跳频时 只能使用H COMB这种宽带合成器 BSC中查看跳频类型 在BSC中用命令RXMOP MO RXOTG查看跳频类型 其中的 FHOP 就是显示的当前定义的跳频类型 分为BB和SY两种 在定义时一定要用根据需要和基站的CDU配置进行定义 错误定义会引起基站故障 一般都定义为BB跳频 因为基带跳频适用于任何一种CDU 用命令RLCHC进行小区跳频的开关的定义 其中的 HOP 就是小区的跳频开关 一般高于3个载频的小区就应该打开跳频 减少干扰 但当移动台处于高速移动中时 移动台自身的移动就可避免瑞利衰落带来的信号突变 此时的跳频就只能防止频率干扰 不能有效改善信号强度 因此在高速公路上 如果频率规划得当 就可以不采用跳频方式 功率控制 功率控制就是指在一定范围内 用无线电方式改变MS或基站 或两者 的传输功率 功率控制的目的与不连续发射一样 都是改善频率利用率 延长手机电池寿命 在保证良好接收的条件下 尽量减少发射功率 可改善对其他呼叫的干扰 在GSM系统中 减少干扰意味着可以采用更高的频率利用率方法 提高系统容量 BSC查看功率控制的指令 不连续发射DTX 由于GSM系统中通话是双向的 对于MS用户来说 平均的说话时间约在40 以下 所以在GSM系统中 根据MS用户的状态 采用普通和不连续发射 DTX 这两种发射方式 所谓不连续发射就是在通话期间进行13kbit s的话音编码 在通话间隙 传输约500bit s的低速编码 这种低速码是称为舒适噪音的特性参数 由解码器产生舒适噪省 舒适噪声是为了避免听者误会通信中断而设置的 BSC查看不连续发射DTX的指令 RLCXP CELL 小区名 查下行不连续发射 RLCXC CELL 小区名 DTXD OFF ON 关 开下行不连续发射 RLSSP CELL 小区名 查上行不连续发射 RLSSC CELL 小区名 DTXU 0 1 2 其中 0 表示可以用不连续发射 1 表示一定用不连续发射 2 表示不用不连续发射 不连续发射DTX 不连续发射DTX 采用DTX主要有两个目的 一是降低空中的总的干扰电平 约能降低网络干扰功率40 提高频率利用率 二是节省无线发射机电源的耗电量 主要杀延长MS电池的寿命 DTX的应用能够从整体上降低干扰 提高频率复用程度 DTX的一大缺点就是当手机和手机通话时 如果系统上下行都采用的DTX功能 那么话音质量会受到一定影响 CDU列表 CDU CDU D CDU F的频率间隔必须达到600KHz 其它CDU的频率间隔只需要达到400KHz即可 因此进行频率规划时 一定要注意小区所使用的CDU类型 如果CDU D CDU F的频率间隔没有达到600KHz 那么该小区将出现故障 不能进行正常工作的 在BSC中用命令RXMOP MO RXOTG查看跳频类型 其中的 FHOP 就是显示的当前定义的跳频类型 分为BB和SY两种 在定义时一定要用根据需要和基站的CDU配置进行定义 错误定义会引起基站故障 一般都定义为BB跳频 因为基带跳频适用于任何一种CDU COMBINER 合成器 COMBINER是基站上的一种功率合成设备 它使几部发信机能连接到同一天线 它能使每部发信机的RF能量送至天线而不会对其它的连接到同一天线的发信机产生串扰 一共有下面两种类型的COMBINER 1 混合型功率合成器 Hybrid COMB 2 滤波型功率合成器 Filter COMB 功分器 功分器的作用 是将功率信号平均地分成几份 给不同的覆盖区使用 种类 功分器一般有二功分 三功分和四功分3种 耦合器 1 耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分 称为主干端和耦合端 也有的称为直通端和耦合端 2 种类 耦合器型号较多如5dB 10dB 15dB 20dB 25dB 30dB等 合路器 1 作用 合路器的主要作用是将几路信号合成起来 2 种类 合路器分为双频合路器和电桥合路器2种 双频合路器分为GSM CDMA两网合路器和GSM DCS两网合路器 双频合路器的工作原理类似于双工器 但要求被合成的信号不在同一频段范围内 当被合路的信号在同一频段内是就只能采用电桥合路器了 电桥合路器有合路损耗 比如2合1有3dB的合路损耗 双工器 双工器是异频双工电台 中继台的主要配件 其作用是将发射和接收讯号相隔离 保证接收和发射都能同时正常工作 它是由两组不同频率的阻带滤波器组成 避免本机发射信号传输到接收机 耦合器与合路器的区别 耦合器与合路器作用正好相反 耦合器用于接收端 合路器用于发射端 耦合器将接收到的无线信号分为几路给不同的接收机 合路器则将几路从不同发射机过来的射频信号合为一路到天线发射 双工器接在天线下面 将发射和接收用一根天线来实现 塔顶放大器 塔顶放大器在移动通信中是一项非常实用的技术 在过去很长一段时间内 人们主要使用塔放来解决移动通信基站台上 下行不平衡的问题 但是由于早期射频技术的限制 对塔放所要求的高性能 高可靠性不易实现 随着移动通信的发展 尤其是近年GSM移动通信的普及 塔放技术再次受到人们的重视 现在越来越多的移动通信运营商和设备制造商都认识到塔放在提高基站性能和改善网络质量方面的优势 所谓塔顶放大器 就是放置在基站收发信机与天线之间的双工放大器 它通过低噪放大器将接受的信号电平放大 从而减少BTS和天线间馈线损耗 提高接受机的灵敏度 增加上行链路信号的传播距离或允许发射机输出更大的功率 最终结果就是提高覆盖范围 采用塔顶放大器的主要特点 采用塔顶放大器的主要特点是 1 通过提高接收灵敏度来提高覆盖范围 2 提高通话质量 减少掉话 3 提高室内覆盖效果 4 减少覆盖盲区 5 可降低手机的发射功率 塔顶放大器主要适用于馈线比较造成损耗大 上行链路受限而覆盖减小的情况 传输设置方式 Cascading 级联 TGsync TG同步 Master Extension 主辅架 RBS RBS PCM 传输状态 LOF 输入时钟频率不对导致不能被检测到帧结构或本身输入时钟不成帧 帧丢失 RDI 本端发向远端的单向线路低阶通道出现问题 故障点在本端发或远端收或线路 单边 AIS 远端设备与其上游设备复用段之间或远端发向本端的单向线路复用段出现问题 近端 第二部分 排除故障的一般思路和方法 第二部分 排除故障的一般思路和方法 排除故障的一般思路在处理故障时 应该遵循一 查看 二 询问 三 思考 四 动手 的思路 1 查看到达现场后 首先查看出现故障的现象 即查看设备的哪一部分出现故障 有何种告警产生 严重程度如何 造成多大危害等 才能透过现象看本质 2 询问观察完现象后 应咨询BSC后台和维护人员 是何种原因造成了此故障 比如是否有人修改了数据 做了扩容改型 更换了硬件 停电或雷击 误操作等等 第二部分 排除故障的一般思路和方法 3 思考根据现场查看的现象和询问的结果等 结合自己的知识作思考 分析 判断何种原因可能引起该种故障等 作出较为正确的判断 4 动手根据前面三个步骤找出故障点 通过修改数据 更换硬件等手段解决 排除故障 第二部分 排除故障的一般思路和方法 故障处理的方法1 观察分析法当系统发生故障时 在设备和网管上将出现相应的告警信息 通过观察设备上的告警灯运行情况 可以及时发现故障 故障发生时 网管上会记录告警事件 通过分析这些信息 并结合告警原理机制 可以初步判断故障类型和故障点的位置 DXU面板各指示灯的含义 1 DXU面板各指示灯的含义红 DXU存在故障 可用OMT进行检查 若OMT与DXU不能连接 首先考虑版本是否匹配 然后检查连线 黄 警告信息 没有进入操作状态 绿 正常工作 闪 等待 表示正在进行转换过程 全亮 正在进行自检过程 全熄 表示命令RXESI MO RXOCF X正在执行装载程序的过程 DXU面板各指示灯的含义 FAULT灯灭 DXU无故障 亮 DXU有故障 闪 1 DXU数据库丢失或RU数据库丢失 2 软件丢失 3 RU检测到与上级RU失去联系 OPERATION灯闪 或与FAULT灯交替闪 表示FLASH的更新过程 版本不同时出现 若版本相同时 只做比较 时间不长 上述指示灯不闪 亮 表示命令RXBLE MO RXOCF X解闭成功 进入操作状态 DXU面板各指示灯的含义 LOCAL灯亮 DXU处于本地状态 灭 DXU处于BSC控制的状态 闪 DXU处于交接状态 BSFAULT灯亮 表示DXU管理的所有设备中出现故障 此信息由设备管理总线提供 IDB的配置与硬件不符也会出现此情况 具体内容可在OMT的MONITOR中查出FAULTCODE故障代码 或在AT终端上用RXMFP命令查出 灭 表示没有硬件故障 EXTERNALALARM灯亮 表示有外部告警 灭 表示没有外部告警 TRU面板各指示灯的含义 DXU灯正常 TRUFAULT灯闪有下面几种可能 1 DXU与TRU失去联系 2 软件丢失 3 扩展架地址设置错误 4 IDB错误 Operational灯亮表示TRU处于工作状态 TXnotenable灯亮表示TRU未处于工作状态 可能是小区或者TRU没有被激活 第一部分 排除故障的一般思路和方法 2 拔插法最初发现某种单板故障时 可以通过插拔一下单板和外部接口插头的方法 排除因接触不良或处理机异常的故障 在插拔过程中 应严格遵循单板插拔的操作规范 1 联系机房BLOCK相关MO 2 将相应TRU切换至LOCALMODE 3 戴防静电手镯 4 关闭相应TRU的电源 5 拆除TX和RX连线 6 更换TRU 7 连接TX和RX连线 8 加电 更换TRU操作步骤 更换TRU操作步骤 9 等待软件升版 约8分钟 10 联系机房解闭 切换至REMOTEMODE 11 拨打测试 12 做好维护记录 第二部分 排除故障的一般思路和方法 3 替换法当用拔插法不能解决故障时 可以考虑替换法 替换法就是使用一个工作正常的硬件去替换一个被怀疑工作不正常的硬件 从而达到定位故障 排除故障的目的 这里的硬件 可以是一段线缆 一块单板或一个设备 第三部分 基站故障处理与常见障碍 故障处理过程 1 定位故障机架2 定位故障替换单元3 修复故障4 检查有无其它剩余告警5 拨打测试6 故障记录与总结 使用OMT检查告警 一 读取基站原来的软件版本 二 检查当前的配置IDB三 查机架故障记录四 查MO具体RU故障记录五 查业务信道隐性故障六 查RF信号VSWR和收信情况 故障定位 故障定位 1 以监控中心进行硬件测试找出FCODE值 查找故障原因及替换硬件 2 在基站根据硬件错误指示灯及机房测试结果 进行故障定位 3 分析故障情况 进行故障处理故障解决 1 更换硬件 重新加载程序 2 使硬件工作正常观察及事后处理 1 观察硬件工作稳定程度 2 在该小区进行拨打测试 3 连续观察几日话务报告 保证设备运行良好 检查基站硬件设备运行状况 通过OMT软件登陆到DXU上 使用OMT软件查看各单元模块的工作参数来判断其工作状态是否正常 以及可以查看设备发射部分的VSWR值 初步辨别发射部分是否正常 如对TRU配置进行改动时 应用OMT对其进行相应的配置 避免出现2级告警 OMT常用功能 一 读 写 改基站的软件版本和配置信息二 查看机架运行情况和告警信息三 查看传输连接情况和告警信息四 查看 导出机架历史告警 OMT起始界面 OMT面版快捷键 CreateIDB 未连接状态下定义PCM DefinePCM 修改DXU的TEI值 修改DXU的TEI值 配置机架内的PSU和TRU 定义VSWR告警阀值 定义VSWR告警阀值 读取IDB 检测基站告警 基站告警信息 测试载频分极接收情况 测试载频分极接收情况 测试载频分极接收情况 测试载频VSWR 测试载频VSWR 检查传输工作状态 检查传输工作状态 OMT灌软件 OMT灌软件 OMT灌软件 基站故障分类 BTS的故障是按故障的起因和重要性进行分类的 1A级 MO内的故障 它会影响MO的功能特性 1B级 MO外的故障 它也会影响MO的功能特性 2A级 MO内的故障 它不会影响MO的功能特性 基站故障分类 BSC要接收以上的BTS故障报告 应采用下列措施 1A级 MO退出操作和测试 如果测试结果表明MO没有故障 那么MO将返回操作状态 并且其故障以间歇性故障处理 故障计数器将对间歇性故障进行累加 当发生间歇性故障的次数太高时 MO将会永久地退出工作状态 如果测试结果表明MO有故障 那么MO将永久地退出工作状态 直到故障停止或人工干涉才能恢复正常状态 在BSC OSS上将会产生一个A2告警 1B级 MO将永久地退出工作状态 直到故障停止或人工干涉才能恢复正常状态 在BSC OSS上将会产生一个A2告警 2A级 在BSC OSS上将会产生一个A2或A3告示警 但MO仍处于工作状态 应注意的是 CF或TRXC上的2A级故障在从属MO中却被认为是1级故障 总是在CF TRXC上读取RU的故障映象来进行故障定位 但有时应紧记要替换的被检测到的故障单元 以便更换 基站故障分类 BTS的故障信息可以从BSC上或站上OMT接口用人机命令MML来获得 从BSC上获得 在MO中所有激活的告警 RXASP MO RXO 在TG中所有激活的故障 1级 RXMFP MO RXOTG x FAULTY SUBORD 在MO中所有激活的故障 RXMFP MO RXO MO的故障记录 RXELP MO RXO 从OMT上获得 在TG中所有激活的故障 Systemview 系统视图 选择RBS2000 Operations操作 或按右键 Monitor 监视 Faultstatus 故障状态 某个RU的故障记录 Hardwareview 硬件视图 选择RU Operations操作 或按右键 Savelog 保存记录 只有DXU TRU和ECU才有记录区 如果在CF TRXC上产生 单元的故障映象 其上的红灯将会发亮 但这不一定就指此单元一定有故障 这也可能指此单元检测到其他单元有故障 如果红灯闪动 说明此故障很大可能是相关软件的故障 RBS RU的数据库坏了或者丢失了 DXU只运行基本应用程序 这通常可以通过重新安装IDB和重新设置DXU或执行软件下载来修复 基站故障分类 基站故障分类 CF2A 8VSWR超出门限值告警 1 单个载频驻波比告警检查发射路径上TRU TXCABLE CU CU FU间的TXCABLEFU FU ANT 一般来说 单个载频出现驻波比告警的原因不会是FU和天馈系统等公共发射通路 而是TRU CU及TX发信连线 CDU BUS PFWD PREF和Terminal连线连接问题 2 整个扇区存在驻波比告警应首先测试天线VSWR 在排除天馈原因后再查找机柜内部的原因 在保证天馈没问题的情况下 通过LOG记录定位载频发射路径 通过逐步替换TRU CU FU分析查找引起VSWR的原因 CF2A 33分集接收丢失告警 测试各载频SSI值 正常范围为正负11之间 如测试结果为正值则表明B侧接收通路存在问题 如测试结果为负值则表明A侧接收通路存在问题 1 单个载频分极接收丢失告警检查收信路径上A侧 ANT FU DU TRU B侧 ANT FU TRU 一般来说 单个载频出现分极接收丢失告警的原因不会是FU和天馈系统等公共发射通路 而是TRU DU及RX发信连线连接等问题 2 整个扇区存在分极接收丢失告警应首先测试天线VSWR 在排除天馈原因后再查找机柜内部的原因 在保证天馈没问题的情况下 通过SSI值测试定位收信故障路径 通过逐步替换DU TRU分析查找引起RXdiversitylost的原因 如果一个基站两个小区同时出现分集接收告警 极有可能是天线交叉 CF2A 33分集接收丢失告警 对于定向基站来说 其最常见的是天馈线接错 因为馈线分别连接着室内机架和塔顶天线 如果安装人员不细心 就很容易出现机架和天线连接交叉的错误 如果天馈线连接不正确 则同一小区内两根天线的方向就会不一致 方向不对的天线就接收不到该小区手机发出的信号或接收信号很弱 从而使基站产生分集接收丢失告警 同时该基站也伴随着较高的拥塞和掉话 这种原因造成的告警总是两个或三个小区同时出现 CF2A 33分集接收丢失告警 对于这类告警 第一种方法依次核对每根天馈线 这种方法的优点是故障定位迅速准确 缺点是必须依靠高空作业人员配合 第二种方法是在室内依次将天馈线进行倒换 如果一 二小区同时有这种告警 则错误的可能是13 14 23或24这两根天线接错 我们可以通过依次互换以上各对天线来解决问题 这种方法虽不用爬铁塔 但经常要倒换好几次天线 还要根据相应的话务统计分析来确认 CF2A 33分集接收丢失告警 第三种方法是通过信号测试 对于采用收发共用天线的基站 在距基站一公里左右的某一小区的中心点 利用SAGEM测试手机或其它仪表依次测量该小区所有载频的接收电平 应关闭该小区的跳频 根据测量结果来判断天馈线是否接错 如果该小区只用了一根发射天线 在测试完该无线后可以将发射改到另一根天线上 分集接收丢失故障有以下几种类型及处理方法 1 接收路故障首先用OMT软件去定位此故障位于哪一扇区 此时在HARDWARE菜单下天线会显示红色 且用MONITOR查看会显示FAULT ANTENNA 即天线故障 然后用SITEMASTER 天馈线测试 检测此扇区接收路的天馈线是否有故障 另外注意TRU与CDU接收路的射频线 射频线出现故障几率很小 分集接收丢失故障有以下几种类型及处理方法 2 TRU故障 故障几率很大 首先排除接收路故障后 用OMT软件去检测TRU的SSI的值 在CUR不为零的情况下 当SSI的值的绝对值大于12时 若SSI的值为负值 此时TRU坏的可能性非常大 更换此TRU后再检测SSI的值是否正常 如果仍不正常 若本扇区有其它TRU则检测其它TRU的SSI的值是否正常 若SSI的值为正值 就有可能为接收路故障 CDU上跳线接头可能没接好 当SSI值正常 但是TS利用率为零时 毫无疑问TRU已经坏了 分集接收丢失故障有以下几种类型及处理方法 3 CDU故障在排除上面二种故障后 将此扇区的CDU移至其它正常的扇区 若为CDU故障 用OMT软件去检测则会发现分集接收丢失故障也会伴随一起移动 从话务统计可以看出掉话较严重 分集接收丢失故障有以下几种类型及处理方法 4 HLIN HLOUT连线故障更换HLIN HLOUT连线即可 此时伴随RXCABLEDISCONNECT故障 5 相邻扇区的发射天线过近相邻扇区的发射天线主瓣不能重叠较多 一般在工程中天线分集距离为4至7米 为波长12至18倍 所以一般为此扇区发射路和接收路接反 在CDU上换发射和接收跳线即可 当存在邻频 在BSC上查明此小区是否与相邻小区存在干扰 若存在 小区资源的ICMBAND级别一般为3 4 特别是96这一频点与移动公司所用频点的干扰 此时要借助测试手机进行测试移动公司所用频点 对此小区进行换频 分集接收丢失故障有以