GSM上下行链路不平衡问题排查专题手册V2.1-初稿

对外GSM上下行链路不平衡问题排查专题手册 版 本：V2.1中兴通讯工程服务部GSM网规网优部 发布GSM网规网优专题手册版本说明：版本日期作者审核修改记录V1.02008-12-20季俊郑浩无V2.02009-1-19费爱萍郑浩1、 链路平衡考虑灵敏度差异2、 增加BTS_V2 TRM，BTS_V2 ETRM指标3、 工程误差由8dB调整至10dBV2.12009-2-19费爱萍1、 将判断标准简单化，仅与产品和频段相关，补偿CDU差值2、 补充V2计数器3、 增加RMA的测量方法关键字：上下行链路平衡 摘要：GSM系统目前具有越来越广阔的应用场景、更丰富多彩的业务以及更细致复杂的无线环境，对运营商提出了更高的网络质量要求，其中上下行链路平衡是关乎提高网络无线质量的一件大事。本文讲述了如何判断系统的上下行链路平衡，以及引起上下行链路不平衡的主要原因。参考资料：GSM系统上下行链路平衡分析刘勇GSM系统上下行链路不平衡排查指导刘勇目 录1概述12GSM上下行链路平衡判断标准22.1GSM上下行链路平衡判断标准说明22.1.1Differ_UL_DL（上下行电平差值）的理论计算22.1.2Correction（校正值）的计算42.1.3GSM上下行链路平衡判断标准43现网中上下行链路平衡计算方法63.1中兴链路平衡测量统计值的取得方法63.2按小区测量得到的链路平衡统计74链路平衡排查方法84.1使用测试手机进行排查的处理过程84.2几种上下行链路不平衡原因说明94.2.1采用功控方式人为改变上下行链路差值94.2.2天馈外接塔放、直放站或室分系统引起的链路不平衡94.2.3线缆连接104.2.4CDU问题104.2.5载频硬件问题105上下行链路不平衡问题案例115.1天馈外接塔放、直放站或室分系统引起的链路不平衡115.1.1直放站问题115.2线缆连接问题115.3CDU故障125.4载频硬件问题125.4.1案例112-2-图目录图 51 路测测试图12表目录表 21 ZTE GSM BTS系列产品最大发射功率3表 22 MS终端侧3表 23 Differ_UL_DL的计算结果4表 24 MS灵敏度4表 25 Correction计算结果4表 26 GSM上下行链路平衡判断标准值4表 27 GSM上下行链路平衡正常波动区间5表 31 小区无线测量6表 32 合路器各状态插损值6表 33 上下行链路平衡计算方法7表 51 双频网参数设置13表 52 无线测量统计14表 53 更换前后上下行电平差值对比15本文中的所有信息均为中兴通讯股份有限公司内部信息，不得向外传播 151 概述上下行链路平衡是检测网络质量的有效手段之一，上下行链路不平衡，通常伴随掉话率高、切换失败率高、切换频繁、接入性差等网络问题。本文给出了判断上下行链路平衡的标准，并结合中兴通讯统计测量报告给出上下行链路平衡的计算方法，根据工程实践经验指导员工如何排查上下行链路不平衡问题。2 GSM上下行链路平衡判断标准链路平衡的判断实际是一个波动区间的判断，工程上认为上下行链路计算时产生10dB的偏差是允许的正常波动区间，因此如果超过PB10dB这个波动区间，应判别为链路不平衡状态，需要网优调整或工程排查处理。2.1 GSM上下行链路平衡判断标准说明PB= Differ_UL_DL -Correction其中：Differ_UL_DL：为上下行接收信号电平差Correction（校正值）：为上下行接收灵敏度差说明：为了便于工程人员判断上下行链路是否平衡，判断标准应该是一个常量，不会随参数调整、配置调整的变化而变化。因此，构成判断标准的各数据应该是常量而不是变量，在Error! Reference source not found.章节会有详细阐述。2.1.1 Differ_UL_DL（上下行电平差值）的理论计算Differ_UL_DL= RxLevDL-RxLevULRxLevDL：下行链路手机接收BTS信号电平值u RxLevDL=BtsTxPwrMax-PathLossDL+CduLossRxLevUL：上行链路基站接收MS信号电平值u RxLevUL=MsTxPwr-PathLossUL为了便于工程人员判断上下行链路是否平衡，判断标准需要简单、统一，不会随参数和配置的变化而变化。因此，判断标准中：下行：统一采用BTS最大发射功率，并补偿CDU损耗，即判断标准与功控设置和合路方式无关。上行：统一采用Ms最大发射功率，与功控设置无关。 BtsTxPwrMax：基站最大发射功率，中兴通讯不同的BTS产品系列，BtsTxPwrMax有所差异，具体见Error! Reference source not found.：表 21 ZTE GSM BTS系列产品最大发射功率产品系列调制方式最大发射功率BTS V3_DTRUGMSK60W47.8 dBmBTS V2_TRMGMSK40W46 dBmBTS V2_ETRMGMSK60W47.8 dBm CduLoss：根据实际配置进行计算 PathLossDL：下行路径损耗 MsTxPwr：手机最大发射功率，根据GSM协议3GPP TS 45.005，见Error! Reference source not found.：表 22 MS终端侧Power class GSM 900 Nominal Maximum output power DCS 1800 Nominal Maximum output power PCS 1900 Nominal Maximum output power 1 - - - - - - 1 W (30 dBm) 1 W (30 dBm) 2 8 W (39 dBm) 0.25 W (24 dBm) 0.25 W (24 dBm) 3 5 W (37 dBm) 4 W (36 dBm) 2 W (33 dBm) 4 2 W (33 dBm) 5 0.8 W (29 dBm) 目前市场上绝大部分手机支持GSM900的终端为4类，2W（33dBm），支持DCS1800、PCS1900的终端为1类，1W（30dBm）。 PathLossUL为上行路径损耗因为（PathLossDL+CduLoss）与PathLossUL大致相等，因此在计算过程中可以互相抵消：Differ_UL_DL= RxLevDL-RxLevUL= （BtsTxPwrMax-PathLossDL+CduLoss）-（MsTxPwr-PathLossUL）= BtsTxPwrMax- MsTxPwr根据Error! Reference source not found.和Error! Reference source not found.的数据，可得到Differ_UL_DL与网络采用的BTS产品系列和频段相关，具体见Error! Reference source not found.：表 23 Differ_UL_DL的计算结果频段产品系列BTS V3(dB)BTS V2_TRM(dB)BTS V2_ETRM(dB)900M47.8-33=14.846-33=1347.8-33=14.81800M47.8-30=17.846-30=1647.8-30=17.82.1.2 Correction（校正值）的计算u Correction = Ms_sensitivity - Bts_sensitivity ZTE基站接收机灵敏度：-110 dBm。 手机接收灵敏度见Error! Reference source not found.：表 24 MS灵敏度GSM classsensitivity1 3-104dBm4 5-102dBmDCS classSensitivity1 2-100dBm目前市场上绝大部分手机支持GSM900的终端为4类，即手机接收灵敏度为-102dBm，支持DCS1800、PCS1900的终端为1类，即手机接收灵敏度为-100dBm。u Correction（校正值）计算结果见Error! Reference source not found.：表 25 Correction计算结果900MCorrection=-102-(-110)=8dB1800MCorrection=-100-(-110)=10 dB2.1.3 GSM上下行链路平衡判断标准PB= Differ_UL_DL- Correction=（BtsTxPwrMax- MsTxPwr）-（Ms_sensitivity - Bts_sensitivity）根据Error! Reference source not found.和Error! Reference source not found.的计算结果，可得到GSM上下行链路平衡判断标准与BTS产品系列和频段有不可分割的关系，具体见Error! Reference source not found.：表 26 GSM上下行链路平衡判断标准值频段产品系列BTS V3(dB)BTS V2_TRM(dB)BTS V2_ETRM(dB)900M14.8-8=6.813-8=514.8-8=6.81800M17.8-10=7.816-10=617.8-10=7.8考虑工程上允许的正常波动范围10dB，则判断GSM上下行链路平衡的波动区间PB10dB的具体数值见Error! Reference source not found.，这个正常波动区间才是真正判断是否链路平衡的标准：表 27 GSM上下行链路平衡正常波动区间频段产品系列BTS V3(dB)BTS V2_TRM(dB)BTS V2_ETRM(dB)900M-3.216.8-515-3.216.81800M-2.217.8-416-2.217.83 现网中上下行链路平衡计算方法3.1 中兴链路平衡测量统计值的取得方法创建小区无线测量（cell radio measurement）。按照日统计，具体计数器见Error! Reference source not found.：表 31 小区无线测量计数器名称BTS_V2BTS_V2无线信道上行接收强度总数C10710C无线信道上行接收强度样本数C10707C无线信道下行接收强度总数C10714C无线信道下行接收强度样本数C10711C上行电平强度平均值C10710/ C10707C/ C下行电平强度平均值C10714/ C10711C/ C链路平衡的测量统计值计算方法见下： PB(下行电平强度平均值+CduLoss)上行电平强度平均值-Correction由于判断标准中补偿了CduLoss，因此在实际计算链路差值时，同样需要补偿CduLoss，以匹配判断标准。u CduLoss（合路器损耗）理论最大合路损耗见Error! Reference source not found.：表 32 合路器各状态插损值模块状态合路损耗(dB)(典型值)CDUG跳合路器0.82 in 14.2CEUG2 in 13.43 in 15.5CDUD跳合路器0.82 in 14.4CEUD2 in 13.63 in 15.5CDUP跳合路器0.82 in 14.4CEUP2 in 13.63 in 15.53.2 按小区测量得到的链路平衡统计ZTE的小区测量中，由于照顾动态功控的原因，对于900M小区的手机上行信号接收强度计算较实际值大10dB，因此，此时的统计值900M小区应相应的减小10dB。 TRM计算公式中，上行电平的减数与DTRU、ETRM相差14dB。这是由于在硬件设计时，TRM模块的上行通道接收增益较以后的ETRM、DTRU模块的接收增益高14dB，因此在进行PB计算时需要把多的14dB减掉。因此得到Error! Reference source not found.的计算结果：表 33 上下行链路平衡计算方法频段产品系列BTS V3(dB)BTS V2_TRM(dB)BTS V2_ETRM(dB)900M(下行电平强度平均值+CduLoss)(上行电平强度平均值-10)-8(下行电平强度平均值+CduLoss)(上行电平强度平均值-10-14)-8(下行电平强度平均值+CduLoss)(上行电平强度平均值-10)-81800M(下行电平强度平均值+CduLoss)上行电平强度平均值-10(下行电平强度平均值+CduLoss)(上行电平强度平均值-14)-10(下行电平强度平均值+CduLoss)上行电平强度平均值-104 链路平衡排查方法（1） 在OMCR客户端创建性能分析报表，根据链路平衡统计值对所有小区排序，再依据判断标准筛选出问题小区。（2） 利用RMA信令分析工具：后台录制问题小区的Abis口信令，选择“测量报告”选项，信令数据导入RMA，使用“TRX equation”，自动生成链路平衡 vs TA的分布图。使用“TRX equation”的好处： RMA在计算上下行链路差异时，考虑了上下行功控的影响 细化到载频级别，利于定位小区中的问题载频注意：采用RMA信令分析工具时，需要根据实际情况选择该小区的频段。采用RMA信令分析工具采集到的是实际上下行电平值，因此不需要补偿Error! Reference source not found.章节中提到的“照顾动态功控”的10dB和上行通道增益的14dB。通过以上两种方法可筛选出的问题小区，去掉天馈外接塔放、直放站或室分系统的小区，对剩余的问题小区才进行上站排查。4.1 使用测试手机进行排查的处理过程（1） 对于超出PB正常波动区间的小区，可以通过调整BTS或手机最大发射功率，降低上下行链路差异，使得链路差值在允许的波动范围内。（2） 由于合路方式不合理导致超出PB正常波动区间的小区，通过调整合路方式，降低上下行链路差异，使得链路差值在允许的波动区间内。（3） 检查问题小区各载波的静态功率等级，所有TCH载波的静态功率等级要求与BCCH载波一致(发现有小区各载波静态功率等级不一致的现象，如某小区，BCCH：等级4，TCH：等级0)；（4） 做好上站前准备工作：带新的载频及CDU上站。（5） 上站首先检查该小区天馈是否接有塔放、直放站或室分系统。若有，一般是这些外接系统引起的问题，可将该小区天馈与其他正常小区天馈交换，通过后台查看统计数据，即可判断是否室分或直放站原因。若要进一步排查是哪个支路问题，首先将该扇区收发端口直接负载短接或接小天线，使用测试手机锁频拨测，启动系统侧的时隙测量集性能数据的采集任务，以15分钟为采集粒度，注意测试时间要与系统时间的分段区间一致，以15分钟为整。统计路径损耗差值，按上面文档进行判断。如果收发端口链路平衡，可将各支路分别直连扇区收发端口，逐个使用测试手机锁频拨测，收集系统侧的时隙测量级性能数据进行分析定位。（6） 如果现场未发现有塔放、直放站或室分系统，采取的第一步措施是把线缆的接头全部拧紧。然后等待约1530分钟，由后台查看统计记录，看是否有明显改善。若统计值符合预期，则证明是线缆未拧紧，故障排除。否则，需要做进一步检查。（7） 第二步检查系统硬件是否故障。首先更换载频硬件，并用测试手机做12个粒度的拨测，检查链路路径损耗差值是否合格。若仍然超标，则不是载频问题，可换回原先载频，进行下一步操作。（8） 排查CDU是否有故障。更换CDU，可进行手机拨测查询时隙测量数据得到路径损耗或直接等待后台小区测量任务里查询上下行电平差值。对于上行优于下行的小区，对于城区网络，可以适当降低手机接入及切换时的最大发射功率（参数：MsTxPwrMaxCch、MsTxPwrMax），以降低网络干扰；对于郊区及农村网络，需要排查载频下行情况，包括馈缆连接、载频输出、CDU器件等；如果是单个载频，则建议排查馈缆连接、载频设备等；对于下行优于上行的小区，对于城区网络，在确保室内覆盖良好的情况下，适当降低载频下行功率输出，或者增大天线下倾角，缩小覆盖；4.2 几种上下行链路不平衡原因说明4.2.1 采用功控方式人为改变上下行链路差值采用功控方式，人为改变上下行覆盖范围。这种情况首先需判断是否为实际网络需要，如果是，则跟客户说明情况，无需作调整；如果不是，则需将其作合理调整，减小上下行链路差值。4.2.2 天馈外接塔放、直放站或室分系统引起的链路不平衡由于塔放、直放站或室分系统这些外接设备自身上下行不平衡而使整个基站系统链路不平衡。4.2.3 线缆连接馈线、跳线、天线与射频部件等的线缆连接不紧使上下行电平损耗增大，导致上下行电平差值增大，引起链路不平衡。4.2.4 CDU问题u CDU问题有几种可能方式：（1） 采用多级合路或跳合路的方式，人为改变下行覆盖。这种情况首先需判断是否为实际网络需要，如果是，则跟客户说明情况，无需作调整；如果不是，则需将其作合理调整，减小上下行链路差值；（2） 下行通道插损增大，导致下行电平变小，会使上下行电平差值缩小，可能覆盖缩水；（3） 上行接收通道故障，引起上行电平减小，上下行电平差值变大，可能会产生单通、掉话；4.2.5 载频硬件问题u 载频硬件有两种情况可能发生：（1） 载频下行功率不准。目前还未发现这种情况。（2） 载频上行接收通道增益较小，使上下行电平差值变大。5 上下行链路不平衡问题案例5.1 天馈外接塔放、直放站或室分系统引起的链路不平衡5.1.1 直放站问题问题描述：某900M小区（BTS V2_ETRM），采用CDU一级合路，上下行电平统计差值为32dB，严重超出链路平衡的正常范围，而同站的2小区则日平均为16dB左右。根据Error! Reference source not found.上下行链路平衡计算方法，得出其PB值为：问题小区：PB=32+4.2-10-8=18.2dB同站的2小区：PB=16+4.2-10-8=2.2 dB由Error! Reference source not found.可知，900M BTS V2_ETRM PB值的正常波动区间是-3.2dB16.8dB，问题小区的PB值超过了正常波动区间，而同站的2小区则在正常波动区间范围内。处理过程：(1) 检查CDU及载频均未发现有故障；检查天馈，把问题3小区（3小区天馈接有直放站）的天馈接到正常的2小区上。因为馈缆长度的原因，2小区的馈缆无法接到3小区上。从下面的后台统计中，可以明显看到2小区的上下行电平差值由于天馈变化而增大(时间段为14：4015：30)。分析结论：带有直放站的接收支路引入了上下行电平差。5.2 线缆连接问题问题描述：某900M小区（BTS V2_TRM）电平差值统计值为44dB，采用一级合路。通过计算其PB=44+4.2-10-14-8=16.2dB，超出正常范围-5dB15dB。处理过程：第一次排查链路不平衡，由于没有经验，直接在现场更换载频。更换过程中发现有电缆未拧紧现象。第二天查看统计结果，上下行电平差值统计值降到了25dB，通过计算，其PB=25+4.2-10-14-8=-3.2dB，在正常波动范围以内。分析结论：更换前后的载频本身在上下行电平差值方面改善1dB左右，不是问题改善的主要原因，结合更换过程中电缆的松动情况，线缆的连接是产生链路不平衡的原因。5.3 CDU故障问题描述：某1800M（BTS V3）小区上下行电平差值统计值25dB，通过计算其PB=25+4.4-10=19.4dB，超出正常波动区间-5dB15dB。处于链路不平衡状态。处理过程：首先更换载频，电平差值由以前的25dB降到了23dB，仍然处于不合理范围区。于是，第二天，重新上站进行了全方位的检测，终于发现与模块接收主集端口RX_M相连的CDU其上行无增益放大。在现场更换了好的NCDUD后，后台统计的2个15分钟粒度上下行电平差值变为14.5dB，则PB=14.5+4.4-10=8.9dB，这样统计值与理论值相吻合。该小区问题得到解决。分析结论：CDU接收通道故障导致链路不平衡。5.4 载频硬件问题5.4.1 案例1问题描述：客户反映在某小区附近打电话时存在切换频繁现象，到投诉地点进行测试，具体测试截图如下：图 51 路测测试图测试现场主要有两个站点A/B，其中A站点为双频站点：A900M和A1800M；B站点主要为1800M小区，记为B1800M，该问题点测试时占用室分信号A900M 1小区（CI=34831,BCCH=110）,另有室外信号A900M 3小区（CI=34833,BCCH=119）、A1800M 2小区（CI=55582，BCCH=690）、B1800 3小区（CI=56946,BCCH=704）等。现场测试情况是MS一占用B1800M 3小区，即会向周边900M邻区切出，而MS在占用900M小区后，又会向周边1800M邻区切出。MS即在900M与1800M小区之间来回切换，与客户反映情况相符。处理过程：对此进行分析，发现切换频繁主要发生在异频段之间，同频段之间不存在此现象。进而对双频网参数进行分析，目前双频网参数设置如Error! Reference source not found.：表 51 双频网参数设置900M1800M参数项设置值参数项设置值900至1800 RXLEVMIN281800至900 RXLEVMIN15900至1800 PBGT切换门限161800至900 PBGT切换门限36900至1800电平切换门限261800至900电平切换门限26900至1800质量切换门限241800至900质量切换门限241800M邻区的最大发射功率01800M邻区的最大发射功率0900M邻区的最大发射功率5900M邻区的最大发射功率5相邻小区层次关系同层相邻小区层次关系同层标准pbgt适用层次0下行电平切换门限25上行电平切换门限15结合室内测试LOG及双频切换门限设置，发现导致MS从1800M向900M切出的原因主要是上行电平达到其切出门限，触发切换。而切出到900M小区后，MS又因PBGT切换切出到1800M小区。如此便造成MS在900M与1800M小区间频繁切换。对该站点的切换原因测量进行统计分析，发现该1800M小区上行强度切出次数占总切出次数的90%多，即该小区完全可能会使MS因上行电平原因切出到900M，后又因PBGT切换切回至1800M，导致频繁切换。对无线测量进行统计分析，以确定上下行是否平衡，具体如Error! Reference source not found.：表 52 无线测量统计开始时间小区上行平均电平下行平均电平上下行电平差值11-21A1800_1-92.33-69.1123.2211-22A1800_1-92.3-68.0924.2111-23A1800_1-91.85-71.3521.511-24A1800_1-88.38-66.8221.5611-25A1800_1-89.84-67.4