基站天馈系统上行干扰排查解决方案A

1、基站天馈系统上行干扰排查解决方案 张需溥 黄逊清 杭州紫光网络技术有限公司 摘要基站天馈系统上行干扰已经成为影响客户感知的重要因素，文章介绍了移动通信基站天馈系统上行 干扰的解决方案，包括软件平台筛选疑似干扰小区及上行干扰成因初步分析、硬件设备现场测试及现场及 干扰处理三部分内容。 关键词上行干扰 天馈系统 互调 天馈排查 1. 上行干扰已成为影响客户感知的重要因素 基站天馈系统作为射频信号收发系统的前端， 其性能优劣决定了整个网络性能， 并直接影响客户感知。 经过 10 多年移动通信高速发展，国内 3 家运营商有着 8 亿左右的用户群，其中 2G 网络约 200 万副基站天 线在网运行，现阶

2、段，基站天馈线系统主要存在两类问题： 1） 老旧的天馈线由于使用年限、恶劣的使用环境造成性能下降； 2） 由于制造商的成本压力造成天馈系统产品质量和稳定性存在隐患、故障率上升； 基站天馈系统性能参数包括电路参数和辐射参数，电路参数包括驻波比、无源互调和隔离度，辐射参 数包括增益、下倾角精度及水平/垂直面波束宽度等，其中电路参数是天线效率辐射的保证，辐射参数是 天线高质量辐射的体现。根据统计发现，现网问题天线普遍存在无源互调指标恶化的现象，无源互调是由 于材料或接触非线性造成，可能产生落到上行接收频带干扰信号，其中 3 阶或 5 阶互调幅度最大，我们把 这种干扰称之为内部干扰。无源互调是最能直接

3、反映材质和工艺水平优劣的天线指标，也是天线所有指标 中随使用年限变化最明显的指标。 天线增益 天馈系统驻波比 天线倾角 天线水平/垂直波束 天线隔离度 天馈系统反射互调 天馈接收上行频谱 图 1 天线性能指标及对移动通信影响 传统的网络优化是基于下行链路的优化，通过增加载波、提高功率、调整天线倾角等方式解决容量和 下行质差问题，在解决下行问题同时，往往会抬高上行干扰电平，导致上行质差、掉话等，严重影响客户 感知。系统间干扰、直放站干扰、同临频干扰统称为外部干扰。 各大中城市主城区微蜂窝被大量使用，小区覆盖半径缩短为 300 米，上行干扰问题尤为突出。以南方 某城市主城区中国移动 GSM 系统上

4、行干扰统计为例，3 级干扰比例达到 20%(如表 1 所示)。对 7 月份存在 5 级干扰的 698 个小区逐一进行了排查，发现干扰类型前两位分别是直放站干扰和互调干扰，其中直放站干 扰大部分为私设“黑直放”造成(如表 2 所示)。其中直放站干扰又细分为三种类型，分别是宽带直放站干 扰，窄带移动直放站干扰及窄带联通直放站干扰，对 282 个直放站干扰按照类型进一步细分如表 3 所示。 表1 南方某城市主城区中国移动GSM系统上行干扰统计分类小区总数数量15127月 7513比例 20.1%数量19338月 8670比例 22.3%9月 9140 数量 2303比例 25.2%话统数据 干扰系数

5、>3表2 南方某城市主城区上行干扰类型分析 序号 1 2 3 4 5 6干扰类型 互调干扰 直放站干扰 同邻频干扰 CDMA干扰 基站隐性故障其他 小 计数量 198 282 72 35 45 66 698干扰占比28.4% 40.4% 10.3% 5.0% 6.4% 9.5%表3南方某城市直放站干扰类型分析序号 1 2 3干扰类型 宽带直放站干扰 移动窄带直放站干扰 联通窄带直放站小计 数量 比例 282 备注30MHz 19 MHz 30MHz 6MHz基站天馈系统上行干扰问题已经成为影响客户感知的重要问题，基于下行链路性能优化的解决方案不能有效解决上行干扰问题。天线是一个“哑”设备

6、，一旦安装到基站现场，很难实现主动监控。天馈性能测试只能在断网状态下检测，面对巨大规模的用户，拉网式逐个基站排查不仅费时费力，而且频繁断网会对手机终端用户造成不良影响，因此此种方式不能被接受，目前的问题是保证天馈系统正常的前提下，如何寻找有效方法，缩小干扰小区范围并初步判断干扰类型，并针对干扰类型使用专用测量仪表进行现场干扰定位。2011年中国移动集团在网络会议上提出天馈整治“工兵行动”的计划，要求在9月底之前完成天馈排查，12月底完成天线替换，要高效高质量的完成此计划的，必须有一套天馈系统问题快速诊断定位方法。2. 基站天馈系统上行干扰解决方案2.1方案概述上行干扰解决方案包括三个步骤，如图

7、2所示，首先是上行干扰分析，通过软件分析缩小干扰排查范围并初步进行干扰成因分析；其次是上行干扰定位，通过专用测量仪表对干扰进行确认，外部干扰要确定干扰源，内部干扰要通过分段排查的方法确定具体故障点；最后四上行干扰处理，要针对不同干扰类型采取不同处理手段。1软件平台 硬件设备 话统KPI指标分 析，筛选器件互 调干扰小区； 分析基站扫频数 据，结合经验算 法分析干扰成因 分析 基站天馈现场测 试标准化流程； 天馈接收频谱测 试； 天馈系统器件干 扰评估与定位 图 2 基站天馈系统上行干扰解决方案 2.2 基本思路 1）利用话务统计 KPI 指标筛选疑似高干扰小区； 2）登录 BSC 收集上行干扰

8、测量数据并进行软件分析，同时结合互调分量仿真计算，初步分析小区干扰成 因； 3) 制订天馈系统干扰现场作业标准化方法，根据标准化作业指导，对干扰成因进行具体定位； 4）针对不同干扰成因，采取不同处理办法。 图 3 基站天馈系统上行干扰排查基本思路 2.3 作业流程 1）利用话统 KPI 指标筛选高干扰/质差小区 筛选流程如图 4 所示，移动 KPI 指标是动态变化的，数据收集需要一个较长时间作为参考，建议采用 6 忙时。上行干扰中互调干扰随话务量而变化，建议首先解决话务量大于 1erl 的干扰小区。需要收集的 KPI 指标有三个，分别是 IOI 干扰带 4-5 级指标、UBER、干扰带指标，图

9、 3 中的 KPI 门限指标是我们根据 大量现场故障排查总结出来经验值，在具体使用中可以变化。 小区6忙时话统数据 收集 话务量>1erl的小区 筛选 IOI干扰带4-5 级指标>5%? 干扰带1:<-100dBm； 干扰带2:-100dBm-95dBm； 干扰带3:-95dBm-90dBm； 干扰带4:-90dBm-85dBm； 干扰带5:>-85dBm UBER>0.4? 干扰带指标 >2? 干扰带指标=（干扰带1*1+干扰 带2*2+干扰带3*3+干扰带 4*4+干扰带5*）/(干扰带15 总和) 确定疑似小区 图 4 高干扰/质差小区疑似小区筛选流程

10、 2）收集数据并进行小区干扰成因分析 根据 KPI 筛选高质差小区，登录 BSC 配置频带扫描，收集该小区 1-124 信道频点扫描数据，如图 5 所示。 根据扫描数据进行图形处理，得到 1-124 信道上行干扰分布 MINI 图，如图 6 所示，其中横坐标表示信道， 纵坐标表示相对电平(相对110dBm)。 图 5 BSC 频点扫描数据 小区 h01025-3 主集干扰带 分集干扰带 h03108-1 h02107-2 图 6 BSC 频点扫描 MINI 图 在上行干扰 MINI 图，不同干扰类型呈现不同频谱特征，放大器干扰特征为整个接收带内底噪抬升， 频率干扰典型特征为离散干扰，CDMA

11、干扰的典型特征为左高右低，而互调干扰典型特征为左低右高。如果 初步判断为互调干扰，则需要开启基站上行频点扫描，所有配置频率满功率发射，如果在此情况下上行干 扰恶化，则非常有可能为互调干扰，如图 7 所示。 确定疑似小区 上行频点扫描 初步分析干扰成因 放大器干扰 频率干扰 CDMA干扰 互调干扰 定位干扰源 重新规划频点 增加滤波器 空闲时隙测试 上行频点扫描 干扰带4-5 级指标增加? 直放站、干线放大器等上行增益过高引起上行干扰 CDMA基站下行信号阻塞干扰、杂散干扰上行 GSM网内邻区使用同邻频形成干扰 天馈性能不良，互调产物落入上行频段形成干扰 上站排查故障器件 图 7 不同类型上行干

12、扰频谱特征 3）现场干扰排查确定疑似小区干扰具体原因 根据疑似干扰小区干扰成因分析，制订疑似高干扰小区测试计划，协调代维工程人员，发布断站信息， 然后上站进行排查。排查步骤如下，首先断开基站进行频谱测试，首先确定是否存在 CDMA 干扰，在确认 存在 CDMA 干扰的情况下可以派发工单安装 GSM 滤波器，由于 CDMA 信号与移动 GSM 信号频率间隔只有 5M, 只有部分站点可以通过安装滤波器解决阻塞干扰， 如果不能解决， 则需提交问题给局方协调中国电信解决。 其次确认是否存在 GSM 带内干扰，如果存在 GSM 带内干扰，需要确认干扰源，确认是直放站干扰还是同临 频干扰。 只有在外部干扰

13、都排除的情况下才能进行现场互调测量，首先确认天馈系统互调是否存在问题，中国 移动 GSM 网络需要测量 5 阶互调，如果 5 阶互调大于-97dBm，则需要分段排查问题。通过分段排查，可以 定位是天线互调指标不满足，还是由于接头或馈线引起，互调测量和分段排查流程图 8 所示。 测试天馈系统 大于-97dBm? N Y 测试室内跳线+低互调负载 大于-97dBm? N 测试室外天 馈 大于-97dBm? Y 测试馈线+室外跳线+低互调负载 Y 天馈系统存 在互调干扰 室内跳线存在 互调干扰，现 场整改 结束测试 N 大于-97dBm? Y 室外天馈存在互调 干扰，现场整改 天馈系统定 性定量判定

14、 室内 定位 室外 定位 N 还原后测试天馈系统 系统 复测 大于-97dBm? Y N 天线故障， 需更换 图 8 互调分段定位流程 4）干扰处理 根据图7所示，针对不同干扰类型进行故障处理。具体工作包括派发器件更换工单，确认工程实施完成，发起无线数据平台更新等。需要注意的问题有两点，第一如果发现天线互调有问题，不能贸然换天线，需要对库存同类型天线进行检验，检验合格后再做替换。第二如果器件替换完成，需要继续跟踪一个星期，直到行质差彻底改善才算整改完成。3. 天馈上行干扰排查建议天线是一个开放场器件，受周围环境影响很大，因此天馈干扰排查的准确程度受很多因素影响，必须依靠一套标准作业流程和规范才

15、能保证测量准确性，否则结果会有较大偏差甚至错误。根据2年多天馈问题排查活动，总结经验如下：1） 天馈排查必须首先测量宽带空间频谱。由于不同运营商基站天线间距过小问题，导致系统间可能存在系统间干扰，在排查现场，首先要排除其他系统干扰影响。以移动GSM网络为例，首先要测量周围是否过强的CDMA发射信号，这就要求天馈排查所用仪表必须具备宽带测量功能，建议测量范围至少为300M-2700MHz。2） 在排除其他系统干扰后，对接收带内干扰电平进行测量，测量仪表必须具备窄带滤波功能，滤除接收频带附近高电平发射信号而让接收带内干扰信号通过，否则会出现由于仪表动态范围不够导致低电平上行干扰测量不准确。以中国移

16、动GSM900网络为例，移动GSM基站周围往往存在电信CDMA基站，如果直接用频谱仪测量会由于动态范围不够导致测量不准确，因此需要加移动24M或19M滤波器进行频谱测试。3） 在对中国移动GSM排查现场接收频带干扰频谱测试时，必须要加符合具体中国移动具体通信频段的滤波器，不能加符合GSM通用国际标准的滤波器，否则测量准确性会受影响。中国GSM上行接收频带从885MHz开始（885-904MHz或885-909MHz），而GSM国际频段是880-915 MHz。如果加GSM国际频带的滤波器，在周围存在电信CDMA大发射信号的情况下，滤波器会失去滤波效果让880 MHz的信号进行频谱仪。因此对接收

17、频谱进行测试时，无论是外置还是内置，滤波器接收频带必须从885 MHz开始，并且要对880 MHz信号有较大抑制。需要注意的是测量仪表滤波器是否从885M开始，不能以仪表显示作为判断依据。4） 由于场地和时间限制，不可能把所有库存天线都搬到微波暗室进行互调检验，如果在开阔场地测量，需要注意环境干扰电平、天线摆放位置等问题，针对开阔场地天线互调测试，要按照一定方法流程进2行，具体参考以下规范。5） 对中国移动GSM900网络，衡量天馈是否存在互调问题的标准是5阶互调小于-97dBm。以中国移动GSM900（885-904MHz）为例，其三阶互调干扰产物未落入接收带内，不会对系统造成影响，而五阶互

18、调会落到接收带内扰，对无源互调而言，三阶互调产物电平和五阶五条产物没有固定关系，如果在排查现场按照三阶互调测量会有很多问题，基于此原因我们认为中国移动GSM天馈排查互调测量要按照五阶进行。根据大量现场测试经验及互调对网络指标影响程度，天馈排查以5阶互调是否小于-97dBm作为天线是否存在问题的判断标准。需要特别说明的是，5阶互调小于-97dBm，是工程现场判断标准，天线招标依然可以沿用以前标准。6） 对中国移动GSM900网络而言，对天馈系统进行互调测试时，由于不可能把整个天馈系统搬到微波暗室中测试，互调测量必须在开放环境下进行，基于与第3）条建议同样考虑，为避免CDMA系统所导致的阻塞干扰影

19、响互调测量结果，互调仪测量仪表内部双工器必须按照中国移动GSM网络专用频段设计，滤波器接收频带必须从885 MHz开始，不能按照国际标准带宽设计。7） 鉴于现网改造和扩容导致铁塔上天面资源紧张，目前存在较多的TD三频（GSM/DCS/TD-SCDMA）复合天线应用，其中GSM产生的二次谐波直接落入TD-F（1880-1920MHz）频段，现阶段国标和行业标准对该类天线没有明确二次谐波的技术要求，我们在现场测试发现最差值达到60dBm，在现网中此干扰值会对TD系统造成影响，建议对三频复合天线，需要对GSM二次谐波进行测量。天馈系统互调干扰互调是一个系统问题，包括接头、跳线以及施工工艺，都是产生问

20、题的根源，因此要彻底找到干扰根源排除干扰，必须依赖一套科学方法和流程，因此希望通过替换现网所有天线解决问题的想法不切合实际。杭州紫光致力于天馈系统现场测量仪表开发，根据2年多时间天馈排查经验，专门为中国移动通信市场设计的多功能互调测试仪，可以完全满足天馈系统排查的需要。天馈系统排查所需功能如表4所示。图9 杭州紫光多功能互调测试仪表4 天馈排查仪表所具备功能列表功能 频谱测试要求宽带测量：建议300-2700MHz 窄带测量：滤波器起始频段从885M MHz开始支持3/5/7阶互调测量内部双工器RX频段从885MHz开始 支持 支持杭州紫光多功能互调仪 互调测量 天线隔离度测试 GSM二次谐波测