GSM网络底噪问题处理研究.docx
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GSM网络底噪问题处理研究
GSM网络底噪问题处理研究
前言
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,是我们每一个运维人员的职责。
目前影响三明网络质量下降的一个重要原因就是GSM900M底噪过高。
上行低噪过高,造成手机难以接入,掉话率高,小区上行质量差,用户投诉量上升。
三季度以来,在三明网优中心组织下,开展降低上行低噪专项整治行动,并取得显著的成果,网络质量得到明显改善。
1优化成果
1.1主要指标改善情况
通过开展专项整治,三明全网上行底噪超过-100dbm所占比例由优化前11.03%下降为9.25%,改善1.78个百分点,上行话音质量(0-5级)占比由优化前99.33%提升为优化后99.62%,提升0.29个百分点,下行话音质量(0-5级)占比由优化前99.25%提升为优化后99.57%,提升0.32个百分点,MOS大于3占比由优化前80.15%提升为92.3,提升12.15个百分点,整体网络质量得到明显改善。
2影响三明网络底噪高主要因素
2.1C网干扰
因为CDMA和GSM频率非常接近,如果GSM基站对C网的隔离不够,则很容易产生干扰,特别是C网下行很容易干扰GSM900M上行,抬高接收噪声。
C网对G网干扰主要表现在以下两个方面:
1、阻塞效应:
C网信号幅度过大,导致G网射频前端低噪放饱和,从而干扰G网上行信号的正常接收。
2、杂散效应:
C网下行信号与G网本振的的高阶互调产物,落入中频带内。
另外C网下行信号带外杂散,也同样可以干扰G网上行,不过这种情况出现较少。
2.2无源互调
互调可以分为有源互调和无源互调,低噪放和载频接收机都是有源器件,都有一定规定的最大输入电平,如果超过这个值,有源器件的非线性导致互调无法避免。
至于无源互调(PIM)是指接头、馈线、天线和滤波器等无源部件在多个载波的大功率信号条件下,由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。
通常认为无源部件是线性的,但是在大功率条件下,无源部件都不同程度地存在一定的非线性,这种非线性主要是由以下因素引起的:
不同材料的金属的接触;相同材料的接触表面不光滑;连接处不紧密;存在磁性物质等。
2.3网内干扰
2.3.1同邻频干扰
GSM不可避免的需要频率复用,当两个使用同一频点或者相邻频点的小区之间复用半径过小时,很容易引起同邻频干扰。
而市区部分高层可以接收多个小区的信号,越区覆盖明显。
2.3.2直放站干扰
直放站干扰主要由三个原因产生:
直放站耦合器互调,直放站设置不当和直放站安装不当。
2.3.3室内分布系统干扰
室内分布系统和直放站覆盖的区别在于,室内分布系统有独立的基站系统,虽然干扰信号很大,但是由于信噪比并未恶化,而并不影响用户感知和整个基站的KPI指标。
外界干扰
由于现网还存在不少CDMA网络,雷达,干扰器等,都可能对G网接收产生干扰,既有窄带干扰信号也有宽带干扰信号。
对于这类干扰信号无法通过G网自身优化得到解决,需要通过规避或者排查干扰源来解决。
部分外界干扰具有不稳定性,表现为随机出现,例如干扰器等。
3三明上行干扰的定位与排查主要措施
3.1单载频干扰的处理
3.1.1确认是否存在固定频点干扰
通过干扰载频A与正常载频B更换频点,如果干扰出现在载频B,则可以判断在该频点存在在固定干扰,需要更换被干扰的频点,或者排查是否为同邻频干扰。
3.1.2确认是否为载频故障
通过将出现干扰的载频A与正常载频B更换频点,观察干扰现象的变化情况,若干扰现象仍在载频A出现则很可能为载频A故障,需要站点排查处理。
怀疑是载频故障,需要到站点交换故障载频和正常载频的物理槽位,更换后查看故障是否消失。
如果故障依然出现在原故障载频,则可以确认载频故障,需要更换载频板。
3.2整个小区干扰的处理
如果发现整个小区存在上行干扰,则需要对相关站点进行如下操作,对室外基站和室内基站操作相同:
3.2.1在干扰消失时操作:
在干扰消失的时候,通过对问题小区所有载频发空闲burst,观察干扰情况是否恶化,来判断是否为基站系统互调干扰。
发空闲burst后,如果干扰带明显恶化;停发Burst后干扰情况明显好转,则判断基站系统互调,需要到基站进行排查;如果干扰情况没变化,则认为目前无干扰。
3.2.2在干扰明显时操作:
在干扰带比较明显的时候,关闭直放站,观察上行干扰是否改善。
如果干扰带恢复正常,则确认直放站干扰;如果干扰没有变化,则需要进一步排查;而如果干扰带明显改善,但是仍存在较大的干扰,仍可确认存在直放站干扰,但是还是存在其余干扰,也需要进一步排查。
对问题小区所有载频降功率等级发射,以在原来基础上再降3~5个功率等级为宜,观察实时干扰带10分钟,如果干扰情况明显好转,则认为互调干扰的可能性很大,需要到站点排查;如果干扰情况没有改善,则认为外界干扰的可能性很大,需要到现场搜索外界干扰源。
3.3网管系统的作用
3.3.1使用BSC6900确定频率干扰的方法
日常维护和优化中,也可以通过网管系统对上行干扰进行判断:
当某小区存在干扰时,可以使用BSC6900确认干扰的类型:
尽量选择闲时,通过对问题小区所有载频发空闲burst,观察实时干扰带情况是否恶化,来区分外界干扰还是基站系统天馈干扰。
发空闲burst后,如果干扰带明显恶化,初步判断基站系统存在天馈干扰。
发空闲burst后,如果干扰带没有明显变化,并且干扰带本身就很严重,初步判断为外部干扰。
频点干扰也属于天馈干扰的一种,它主要的表现形式为某一块或者某几块载频有干扰,并不是全部载频均有干扰带;也可以提取载频级指标分析是哪一块载频的干扰3~5级所占比例比较大,如图:
3.3.2使用BSC6900确定天馈干扰的方法(通过测试空闲时隙确认干扰类型)
(1)上行天馈干扰部分
1、找到问题小区对应的BSC及小区观察实时干扰带,如下图
2、在载频号码上右击选择测试空闲时隙,如下图:
3、弹出一个对话框“测试空闲时隙”,在载频号后边的下三角处选择“所有”,其他选项不变,如图:
4、单击“开始“,观察小区干扰带,发现干扰带明显上升,干扰带等级情况
5、对比测试空闲时隙前后干扰带变化情况,确定是否存在上行天馈干扰。
测试空闲时隙前
测试空闲时隙后
6、经过对比发送空闲时隙后干扰带等级明显上升,可以确定该小区存在上行天馈干扰。
(2)C网干扰部分
C网干扰后台判定方法:
1、当接到外部干扰申请单后我们观察实时干扰带,如图:
我们看到上图中没有测试空闲时隙干扰带仍然很高。
2、对问题小区测试空闲时隙,发现干扰带不明显,如图:
3、经过以上两步初步判断为外部干扰。
3.3.3使用BSC6900确定天馈干扰的方法(通过降功率确认外部干扰)
(1)上行天馈干扰部分
1、发现一个小区干扰带严重时看看小区主B载频的功率等级,如图:
2、配置该小区主B功率等级为最低(10),在观察实时干扰带,是否干扰带有所下降,若下降明显则该小区存在天馈干扰,如不下降则需要进一步确认是否为网外干扰。
(2)C网干扰部分
1、观察问题小区干扰严重时,可以试着降一下主B功率等级,如图:
3、配置该小区主B功率等级为最低(10),观察实时干扰带,如图:
4、通过以上几步以后也可以判断该站存在外部干扰。
3.3.4使用BSC6900确定天馈干扰的方法(通过频点扫描确认干扰类型)
(1)上行天馈干扰部分
通过配置后台频点扫描也可以辅助确认是否存在上行干扰,具体操作步骤为:
1、选择问题小区右击鼠标选择“配置频点扫描”,如图:
2、弹出一个对话框需要设置对所有频点扫描,并且开始时间不能滞后于GABM时间,否则扫频会做无用功。
需要说明的是,频点扫描持续时间越长扫描结果越准确。
如图:
5、单击“开始”,进行频点扫描,并且选择查询频点扫描,如图:
6、频点扫描结果出来后,经过分析会发现天馈干扰折线图会是电平值从小频点往大频点依次递增,如图:
7、从上图可以看出该小区存在天馈干扰。
(2)C网干扰部分
1、当配置了频点扫描扫描结果出来后,经过与
(1)上行天馈干扰相同的步骤,我们可以看到波形图,如图:
从这个波形图可以看出,这个站点不但有天馈干扰还有C网干扰。
3.3.5干扰小区的指标观察
按时间维度小时提取问题小区一周的指标,观察小区干扰带是否随话务量增加而增强,判定是为上行天馈干扰还是C网外部干扰。
如下表指标:
3.3.6干扰分类汇总
当确定了该小区存在天馈干扰、C网干扰后后,分别加入下列表中并邮件发送相关人员处理,并及时跟踪处理结果及处理后指标恢复情况并且邮件回复相关人员。
4现场排查操作
网管系统只能作出初步的判断,为了确保隐患的暴露和问题的最终解决,到达站点后,还应该进一步判断是否存在外界干扰和直放站干扰。
5现场搜索外界干扰源
外界干扰是无法通过改善自身可以解决的。
必须到出现外界干扰的地点进行搜索外界干扰源,并联系局方尽量消除该干扰源。
准备工具:
便携式频谱仪(泰克YBT250,安捷伦9340A等),八木天线
步骤一:
确认干扰源的时间特性和大致区域
对有干扰的小区以及邻近小区进行长时间(至少24小时,必要时进行连续一周)的上行干扰带的统计,来发现干扰出现的时间上的规律性。
之所以要对邻近小区也进行干扰带统计是因为一般的干扰源的发射信号可能会影响多个小区,判断多个小区受同一干扰源干扰的方法是比较干扰出现与消失的时间,如果多个小区的干扰同时出现并同时消失,说明是同一干扰源。
如果知道多个小区被同一干扰源干扰,有助于我们判断干扰源的方位。
步骤二:
在站点进行搜索
为了能够初步判定干扰源的位置,在出现干扰最强的时间段,携带便携式频谱仪与八木天线来到被干扰小区的楼顶,将八木天线连接到便携式频谱仪上,便携式频谱仪的频率范围设置为载频工作频率,用八木天线指向不同方向,观察便携式频谱仪上的干扰信号幅度,找到干扰信号最大的方向并记录下来(最好使用罗盘)。
八木天线的指向变化以小于30度,观察时间以2~5分钟为宜。
参见图6.1。
图6.1在站点搜索外界干扰
之后,到下一个被同一干扰源干扰的小区楼顶,重复上述步骤,记录下最大干扰方向。
通过在不同被干扰小区测试最大干扰方向,用交叉连线的方法(参见图6.2),可以初步确定干扰源所在的区域。
图6.2交叉连线确认干扰源位置
步骤三:
确定干扰源并消除干扰源
然后,携带八木天线与便携式频谱仪,乘车到初步判定的干扰源区域,寻找未遮挡的高楼进行搜索,逐步缩小干扰源的区域。
一般到达干扰源附近时,便携式频谱仪会测试到比较强的干扰信号。
需要重点关注搜索的区域是否有学校,政府机关,保密单位等,因为这些单位可能使用干扰设备。
联系局方,到各个怀疑场所进行确认,确认是否存在干扰源,请局方联系消除干扰源。
6功控参数优化
6.1.1三代功控比二代功控的改进
1、增加指数滤波和滑窗滤波替代均值滤波;
2、对测量丢失的插值优化,Rxlev丢失保持不变,Rxqual丢失用7代替;
3、对综合判断接收等级优先问题,优化为统一的综合接收有效电平等级和接收质量的判断公式;
4、对原测量滤波跟踪速度慢问题,增加指数滤波,提高功控正确性;
5、根据不同类型业务设置不同质量门限。
6、考虑跳频增益对质量影响;
6.1.2三代功控实践研究
为了提升接收质量,我们对三代功控参数进行研究与调整,三代功控参数调整依据是根据路测数据中的接收电平和接收质量的分布关系,以及三代功控的推荐参数相结合来确定三代功控参数的配置。
6.1.3TEMS数据分析
整体平均C/I分布
上图的数据来源于TEMS的路测结果。
其中的C/I是根据小区的每个载波的平均C/I得到的,比如某小区有4个TRX,在TEMS路测中可以看出相对应的4个C/I数据,我们对这4个数据进行平均,利用相应的数学公式,得出上图的数据分布。
目前C/I值分布最多的数值是25,占到28.1%,其中大于20dB的比例占到了72.4%,C/I值相对较好。
质量0-7级所对应的C/I情况
上图反映的是质量为0-7级所对应的C/I分布情况。
C/I为20的时候,质量4-7级的比例相对较少,从趋势线来看,变化趋势有所减缓,说明C/I值为20时候,出现质量差的概率相对较小,而质量1、2、3级在20dB的情况下也较良好,处于分界线的边缘,因此考虑将质量门限的期望值设置为20。
对于半速率的参数设置,考虑到半速率的编码问题,将期望值调高1dB,设置为21。
服务小区和邻区电平
针对此图,可以这么理解,1800M服务小区的电平平均值为-74.08dBm(经过功控以后),邻区1的电平平均值为-71.89dBm(BCCH发射的电平)。
邻区2的电平平均值为-79.43dBm。
为了能够更好的保障通话质量,邻区1和邻区2中有一个小区对主服务小区产生邻频干扰的可能性相对较大,鉴于此假设条件下,平均邻区1和邻区2的电平在-75dBm左右,根据GSM理论,邻频干扰的C/I要大于-6,则服务小区电平的功控期望值需保持在-81dBm以上。
因为1800M层级较高因此在电平较好时占用1800M小区,而在1800M边缘才会占用900M小区,所以900M小区的接收电平略低于1800M。
同时,我们联合分析了质量和电平之间的关系统计,如下图所示的质量0级所对应的电平比例分布:
质量为0级时,电平分布主要在-72dBm~-80dBm左右。
同时,质量4-7级的电平分布情况来看,电平在-77dBm以前采样点比例还较少,但低于-77dBm之后,电平的采样点明显增多。
从以上两幅图也可以来说明在道路测试中电平为-75dBm左右的抗干扰性相对较强些。
由此我们可以看出,现网目前的覆盖率明显不能满足要求,我们需要从发射功率及功率控制上来考虑。
6.1.4信令跟踪分析:
道路测试时,我们对路测的号码进行单用户跟踪,分析采集的信令数据。
统计了上行电平和下行电平分布情况:
从上图可以看出,上行电平比下行电平几乎一致,而理论上两者相差10-12dB是比较合理的,结合前面的分析,可以发现上行偏强而下行偏弱再查看该BSC的功控参数配置,也证实了这一点。
上图为信令跟踪的电平和质量柱状图,反映了电平在不同等级的百分比,同样也可以看出,下行电平主要在-80dBm左右较多,上行电平也是保持在-80dBm左右较多,因此考虑对下行功控的提升,使其尽量保持在-75dBm左右。
6.1.5控参数调整
2011-9-17日进行功控参数的调整,调整的思路为提升下行功控的下门限,以此提升下行通话质量,提升用户感知。
具体现网整体功控相关参数如下:
参数名称
现网参数值
建议调整值
功控控制算法开关
华为III代功率控制
华为III代功率控制
华为III代测量报告允许丢失的个数
5
5
华为III代上行功率控制调整周期
3
3
华为III代下行功率控制调整周期
2
2
华为III代SDCCH信道丢弃测量报告数目
1
1
华为III代TCH信道丢弃测量报告数目
3
2
华为III代下行信号等级指数滤波周期
3
3
华为III代下行质量等级指数滤波周期
3
3
华为III代下行信号等级滑窗滤波周期
1
1
华为III代下行质量等级滑窗滤波周期
1
1
华为III代下行信号等级调整因子
3
4
华为III代下行质量等级调整因子
6
6
华为III代下行信号等级上门限
35
38
华为III代下行信号等级下门限
25
38
华为III代FS业务下行质量等级上门限(dB)
22
20
华为III代FS业务下行质量等级下门限(dB)
16
20
华为III代HS业务下行质量等级上门限(dB)
22
21
华为III代HS业务下行质量等级下门限(dB)
16
21
华为III代下行最大下降步长(dB)
8
8
华为III代下行最大上升步长(dB)
8
8
华为III代上行信号等级指数滤波周期
3
3
华为III代上行质量等级指数滤波周期
3
3
华为III代上行信号等级滑窗滤波周期
1
1
华为III代上行质量等级滑窗滤波周期
1
1
华为III代上行信号等级调整因子
4
4
华为III代上行质量等级调整因子
6
6
华为III代上行信号等级上门限
30
30
华为III代上行信号等级下门限
20
30
华为III代FS业务上行质量等级上门限(dB)
22
20
华为III代FS业务上行质量等级下门限(dB)
16
20
华为III代HS业务上行质量等级上门限(dB)
22
21
华为III代HS业务上行质量等级下门限(dB)
16
21
华为III代上行最大下降步长(dB)
8
4
华为III代上行最大上升步长(dB)
8
8
7上行低噪处理典型案例
7.1永安五洲第一城四期底噪高问题处理案例
本案例在整个处理排查过程包含了天馈系统、直放站、工程工艺、外部干扰等多重因素,在底噪问题上具有一定代表性。
话统数据表明,从9月17日开始,永安五洲第一城四期基站干扰带指标明显恶化,且已经对掉话和接通率指标构成明显不利影响。
永安五洲第一城四期六忙时指标数据:
小区名称
每线话务量
业务信道掉话次数
接通率
永安五洲第一城四期-1
0.532233
98
42.12%
永安五洲第一城四期-2
0.6429
112
38.24%
9月17日投诉中心反映五洲一城四期用户投诉拨打电话困难,通话过程中容易掉话,提取该基站指标发现基站下得2个小区指标均很差,并且上行干扰很大,五洲一城四期为新开站,由于该站与电信共站,县公司安装过滤波器。
五洲一城四期从开启后就存在强干扰现象,安装过滤波器,且周边站点正常,排除电信基站干扰,问题出在五洲一城四期基站本身上。
经过上站排查后发现载频合路器的接法与后台数据不一致,重新连线后干扰仍然存在。
排查合路器、天馈系统均无问题,重新排查连线时发现有一根小跳线绝缘皮破损,更换小跳线后恢复正常
在前述问题处理基础之上,通过2周时间的专项整治,发现和解决了如下问题:
1)发现一台未关闭的早期无线直放站设备;
2)处理了3例光纤直放站底噪问题;
3)处理了若干工艺整改问题。
处理后,该区域的干扰带恶化的现象得到极大改善,干扰带全局指标有明显好转。
8总结
衡量一个网络质量的好坏,最直接可以从话音质量、接通率、掉话率、以及用户的感受直接反应出来。
移动GSM网络,通过多年建设,为了满足不断增加用户的通话需求,网络容量与网络质量矛盾日趋严重,频率复用度越来越紧密,整体上无线环境趋于复杂,造成网络质量恶化。
因此,我们必须从源头上加以整治,做到网络容量最大化,同时保持一个良好网络质量环境。
上行底噪指标可以直接反映当前无线环境情况。
三明公司高度重视该指标,在三季度开展降低低噪行动,并取得阶段性成果。
影响三明网络上行底噪偏高主要因素:
一、互调干扰;二、同邻频干扰;三、直放站干扰;四、C网干扰;五、室分系统干扰。
上行底噪指标优化主要思路:
网管指标、网管后台实时干扰时隙观察与现场测试数据分析相结合,定位出干扰源,然后采取相应手段进行优化与排查。
上行底噪指标优化主要措施:
Ø同邻频干扰,主要进行频率重规划调整;
Ø互调干扰,主要进行开展工兵行动,上站检查、测试,排除有源及无源干扰;
Ø直放站干扰,暂时将直放站关闭,查看干扰带是否恢复正常,如果恢复正常,则判断直放站干扰所致。
确认直放站干扰后,需要检查直放站,关键是调整直放站增益如果干扰仍没有消失,则需要进行下一步排查;
ØC网干扰,由于CDMA和GSM频率非常接近,如果GSM基站对C网的隔离不够,则很容易产生干扰,特别是C网下行很容易干扰GSM900M上行,抬高接收噪声,主要采用现场扫频测试排查;
Ø功率参数合理优化设置;
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