GSM干扰及扫频仪使用PPT课件.ppt

GSM干扰及扫频仪使用 主讲人周全 1 扫频的意义 在移动通信从第二代向第三代过渡的今天 新技术不断得到应用 新的移动网络运营商日益发展 射频资源日趋紧张 各种潜在的干扰源正以惊人的速度不断产生 各运营商频率复用度不断增加 网络配置参数设定不当 发信机自身设置问题 直放站自激 空间内各种杂乱的信号等 这些干扰的存在给我们网络的正常运行带来了一定的不良影响 移动通信系统的干扰是影响无线网络掉话率 分配失败率等系统指标的重要因素之一 它不仅影响了我们网络的正常运行 而且影响了用户的通话质量 是用户申告的主要原因之 因此 必须对不同的干扰进行分析 找到行之有效的方法降低干扰 2 干扰对网络的影响 手机用户体验1 通话时经常听不到对方的话音 背景噪音大 2 在起呼时经常在听到 嘟 嘟 嘟 后就掉线 3 通话过程中经常有断续感 经常掉话 话统上看1 有高达4 5级干扰带出现 且统计值大于1 2 拥塞率高 由于SDCCH信道被干扰 导致立即指配或TCH指配失败 3 掉话率远高于其它小区 4 切换成功率低 3 干扰对网络的影响 测试时会发现1 切换困难 2 信号高电平 低质量 跟踪Abis接口信令会发现 1 误码率高于其它小区 4 干扰的分类 按干扰来源分类1 网内干扰2 网外干扰 5 干扰的分类 按频段分类1 上行干扰定义为干扰信号在移动网络上行频段 外界射频干扰源对基站产生的干扰 上行干扰会造成基站覆盖范围的降低 手机在无上行干扰的条件下 基站能够接收较远处手机信号 当上行干扰出现时 手机信号需强于干扰信号 才能与基站进行联络 因此 手机必须离基站更近 2 下行干扰下行干扰是指干扰源所发干扰信号在移动网络下行频段 手机接收到干扰信号 无法区分正常基站信号 使手机与基站联络中断 造成掉话或无法分配信道 6 GSM工作频段 GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段 相邻两频道间隔为200kHz 900的工作频段为 上行 890 915MHz下行 935 960MHz1800的工作频段为 上行 1710 1785MHz下行 1805 1880MHz 7 产生干扰的原因 基站自身问题 硬件故障基站设备在生产和使用过程中性能下降 可能会故障导致信号自激 如TRX CDU和分路器 其模块中使用了有源发大器 出故障时容易引起自激 特别是天馈线设备 在室外风吹雨淋 容易老化造成传输指标下降从而引起互调干扰 使基站上行干扰增大 互调干扰 当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时 将互相调制产生新频率的信号输出 如果该频率正好落在接收机工作信道带宽内 则构成对该接收机的干扰 成为互调干扰 天线 馈管等无源设备容易产生无源互调干扰 8 产生干扰的原因 频率规划不当引起内网干扰移动通信蜂窝系统采用频率复用方式 以提高频率利用率 这虽然增加系统的容量 但同时也增加系统的干扰程度 一旦频率规划不当会引起系统内干扰 主要包括同频干扰与邻频干扰 内网干扰通常影响GSM下行 造成下行干扰 外网杂乱信号引起外网干扰空中的各种杂乱或非法的无线信号落在GSM工作频段内 造成干扰 引起原因复杂 外网干扰通常影响GSM上行 造成上行干扰 9 外网干扰源 干扰源的分类1 自然噪声 大气噪声2 人为噪声汽车或其它发动机点火系统的干扰通信电子干扰电力线干扰工业 科研 医疗及家用电器设备的干扰 10 对通信系统影响较大的外网干扰源 直放站直放站产生干扰的原因是空间的白噪声和直放站自身的噪声经过放大后 通过上行链路连同手机信号一同到达基站接收端造成对基站的上行干扰 一般正规直放站厂家在安装直放站时考虑到这个问题 要对直放站上行噪声底部电平进行调整 并且选择适当的施主小区 以减少对基站系统的上行干扰 非法直放站并不考虑该问题 因此会对周围基站造成较强的上行干扰对于采用宽频带非线性放大器的直放站 其互调指标远远大于协议要求 如果功率开得比较大 其互调分量很大 非常容易对附近的基站形成干扰 11 对通信系统影响较大的外网干扰源 直放站由于直放站引起的上行干扰统计上的规律为 与话务量无关 只要直放站工作 干扰统计24小时高 12 对通信系统影响较大的外网干扰源 干扰机干扰机干扰是出于特殊目的 为阻断移动通信信号而采取的一种干扰方法 目前发现的主要应用于会议保密 也发现个别加油站为阻止司机在加油站内打手机而安装的干扰机 干扰机造成的干扰极其强大 使掉话次数成倍增长 用户明显感觉通话存在问题 对移动通信网络的影响非常大 13 对通信系统影响较大的外网干扰源 不同网络之间的信号干扰各个移动通信网络之间由于硬件故障 参数设置不当 天线隔离度不够等问题 会互相产生信号干扰 阻塞干扰任何接收机都有一定的接收动态范围 当频带外干扰信号强到一定程度 接收功率超过接收动态允许的最大功率电平时 会导致接收机饱和阻塞 从而影响系统的接收性能 这类干扰称为阻塞干扰 阻塞会导致接收机无法正常工作 长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降 14 对通信系统影响较大的外网干扰源 不同网络之间的信号干扰杂散干扰由于发射滤波器的滚降特性 导致总存在一定的带外辐射 这就是我们通常所称的发射杂散 由于发射杂散产生的干扰称为杂散干扰 15 对通信系统影响较大的外网干扰源 其他通信系统或民用工业设备包括雷达站 模拟基站 电视塔 地面卫星站等大功率无线发射设备 分米波雷达 使用的频率与GSM相同或相近 其带外杂散比较大 也很容易对附近的基站造成干扰 模拟移动基站使用的频段与GSM频段有一段重合 根据国家的要求 模拟基站应该退出GSM频段 但实际上 有些地方没有完全退掉 当GSM选择与其相同的频点时 就会受到模拟基站的干扰 民用和工业生产中无线设备在不断增多 导致GSM工作频段内可能出现的杂乱信号也在增多 该类干扰将逐渐增加 在网络优化中处理上行干扰时应该值得重视 16 判断干扰的来源 硬件问题引起的干扰干扰统计异常 高于正常值 且异常与话务量密切相关 在话务量变高时 干扰程度也随之增大 则可为判断基站自身问题及天馈线问题 应检查更换设备内网问题引起的干扰先检查该小区及其周围小区的频率规划 搞清楚基站位置分布以及各小区的方位角 画出拓扑图 并标明BCCH TCH频点 BSIC 根据准确的频率规划拓扑图 一般就已经可以推断是否存在的同频 邻频干扰了 外网信号引起的干扰排除以上两种可能则基本确定为外网干扰 安排扫频 17 查找外网干扰源 干扰扫频工具频谱仪频谱仪一个高性能的宽带信号接收机 可以显示接收信号的频谱 是现场测试蜂窝小区基站最佳的射频测试仪 不同的型号的频谱仪有不同接收频段和接收灵敏度 1 输入频率 频谱仪可以接收到的频率范围 该指标决定可以测试到的干扰信号的频率范围 2 灵敏度 一般把信号带宽为1HZ的最小接收电平定义为频谱仪的接收灵敏度 18 查找外网干扰源 干扰扫频工具频谱仪3 接收信号分辨带宽 RBW 即频谱仪可以分辨的最小信号带宽 该参数设置越小 仪器的接收灵敏度越高 即仪器本身噪声越低 4 视频滤波带宽 VBW 是指频谱仪混频后中频滤波器带宽 带宽越窄 曲线越平滑 5 中心频率 指当前频谱仪的可测试频谱的中心频率 6 带宽 SPAN 指当前频谱仪的可测试的频谱宽度 19 查找外网干扰源 干扰扫频工具全向天线全向天线在各个方向上都均匀接受发射 无明显方向性 覆盖范围大 定向天线定向天线的方向性强 增益高 搜索的能力强 用于干扰源的搜索 最好使用宽频带的对数周期天线 这种天线的频带宽 增益高 方向性强 常见的八木天线 20 查找外网干扰源 干扰扫频工具望远镜主要用于在高处查看无线环境与查找干扰源 21 查找外网干扰源 干扰源搜索方法三点法 1 在受干扰的小区内 选择一个较高的不受其他建筑物阻挡的测试点 测试点高度基本上与受干扰基站高度可比拟 2 设置好频谱仪 接好定向天线 3 使得天线的波束指向正前方 且垂直极化放置 一边慢慢转动天线 一边观察频谱仪信号变化 一当有异常信号出现时 就立即固定天线方位 慢慢改变天线的仰角 使得接收信号强度最大 22 查找外网干扰源 干扰源搜索方法4 仔细分析信号频谱分布 确认是干扰信号 记录信号强度和定向天线波束的方位角和俯仰角 5 3个点全部采用此方式 3个点指向干扰信号最强的方向交汇点即可认为是干扰源所在区域 然后到确认地点进行进一步详细测试 以发现干扰源 23 案例 天线性能下降引起干扰故障现象 某县城中某个基站 配置为S4 4 4 基站类型为BTS20基站 基站小区TCH性能测量话统中干扰达到5级 OMC无任何告警信息 干扰定位过程 1 对存在问题的小区登记24小时的干扰带统计任务 发现干扰带5主要在白天出现 凌晨几乎没有 2 凌晨打开所有基站的空闲BURST发送 发现这些小区干扰带在凌晨也出现了 停止发送后干扰带又消失了 这一现象可以判断 干扰来自系统内 与其它通信设备无关 3 干扰出现之前没有调整过网上的频率及其它如何数据 因此出现的干扰也与频率规划无关 24 案例 天线性能下降引起干扰4 在白天话务高峰时用频谱仪观察CDU的RXM测试口 可以看到强烈的宽带干扰和底噪抬高现象 并且不稳定 5 首先逐个更换该基站所有单板 TRX CDU FPU HPA 电源板 干扰一直存在 说明干扰与单板无关 与天馈 包括分路器 合路器 馈管 天线 避雷器 塔放 跳线和接头 关系较大 6 因为该基站的其中一个小区几乎没有干扰 另外两个小区有强干扰 晚上把该基站内有干扰和无干扰的天馈更换 发空闲BURST 发现干扰跟着天馈走 进一步定位故障在天馈系统 25 案例 天线性能下降引起干扰7 更换天馈避雷器 检查所有跳线接头 没有改善 到这一步定位为馈管或者天线问题 8 在塔顶更换跳线 也就是更换天线 发现干扰跟着天线走 因此可以排除馈管原因 天线存在问题的可能性较大 9 最后需要验证天线问题 通过借用双极化天线 上塔更换天线后 强干扰立即消失 为了进一步验证 将另外一个强干扰小区换上新天线后 干扰也消失了 26 案例 天线性能下降引起干扰结论 天线损坏后有时不能向OMC告警台上报告警 而天线损坏后将导致其辐射性能下降 产生三阶互调 互调产物又反馈到基站的接收通道 形成干扰 降低了通话质量 27 案例 CDMA下行对GSM上行干扰问题描述 流清河基站 移动干扰统计 该小区为4级干扰 且该基站与电信CDMA站共站 定位过程 起初怀疑为外网干扰 在基站下360度定向天线360度扫描 无任何较强干扰 将定向天线指向电信CDMA站全向天线 图中红点 得到如下图扫频截图 28 案例 CDMA下行对GSM上行干扰在临近电信CDMA的一些移动频点 如26 38等上行频点背景躁声电平都有相当的抬升 而这些频点正是流清河基站的使用频点 干扰电平达到 77dBm 干扰非常明显强烈 至此 根据扫频结果分析基本可以确定由于电信CDMA基站杂散信号较大 对移动在该站点的工作频点造成影响 结论 电信C网下行频段与移动上行频段比较接近 当电信CDMA基站下行滤波效果不好时 CDMA信号将托尾落入移动上行频段内 造成干扰 29 案例 非法宽频直放站干扰问题描述 某市新世纪商城周围有强干扰 监测到的干扰强度为4 5级 用户在此地区的通话质量明显下降 时有掉话现象 尤其是商城里面的商户 由于其话务量较大 影响更是明显 运营商收到大量用户投诉 定位过程 使用YBT250频谱仪 900M定向八木天线 前往新世纪商城 首先在新世纪商城的大门处进行测试 连接好天线 并启动YBT250 预置仪表 YBT250显示GSM900100M带宽内的频谱 发现确实有干扰 不过强度不是很强 但在整个频段都有 怀疑干扰源在商城内部 于是进入商城内进行测试 干扰不时出现 且无规律性 强度时强时弱 并无指向性 随机测得如下图 30 案例 非法宽频直放站干扰 31 案例 非法宽频直放站干扰上楼顶测试 转动天线 发现当天线指向金尔派商厦时 干扰信号变得很强 初步断定干扰来自金尔派商厦方向 沿着道路向金尔派商厦走 干