GSM干扰原因和排查解析Word格式文档下载.docx
- 文档编号:4400945
- 上传时间:2023-05-03
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:1.86MB
GSM干扰原因和排查解析Word格式文档下载.docx
《GSM干扰原因和排查解析Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GSM干扰原因和排查解析Word格式文档下载.docx(30页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
2.4移动通信系统射频干扰的测试常见仪器12
3GSM系统上行干扰问题的分析13
3.1上行干扰分类及产生原因,解决方法14
3.1.1无线系统自身问题14
3.1.2直放站引起的上行干扰问题14
3.1.3干扰机(移动信号阻断器)干扰15
3.1.4不同网络之间信号干扰造成的上行干扰问题16
3.1.5民用或工业设备造成的上行干扰17
3.2Alcatel相关的OMC参数和计数器18
3.2.1空闲信道干扰电平平均周期(INTAVE)18
3.2.2干扰带INTRBD1..INTFBD518
3.2.3Alcatel设备的计数器MC320a/b/c/d/e19
3.3外部干扰源查找基本方法21
3.4总结22
4上行干扰问题案例23
4.1直放站引起上行干扰的案例23
4.1.1上行干扰的测试过程24
4.1.1.1BTS馈线口的测试24
4.1.1.2楼顶测试26
4.1.1.3天线塔安装平台测试26
4.1.1.4华富大厦周围住宅区的测试27
4.1.2干扰分析、解决过程29
4.1.3直放站调整前后的OMC指标分析29
4.1.4总结31
4.2干扰机引起上行干扰的案例31
4.2.1干扰指数的引入31
4.2.2网络干扰分析32
4.2.3干扰源的查找34
4.3CDMA系统对GSM上行干扰的案例37
4.3.1中山陵5号的上行干扰测试37
1浅谈移动通信系统的干扰
1.1概述
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、直放站自激的等,都是移动通信网络射频干扰产生的原因。
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。
作为网络优化问题的核心问题,解决无线干扰问题显得越来越重要。
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。
1.2国内移动通信制式频率分配
解决射频干扰问题,首先要了解现有移动通信制式的频率分配。
下面对国内现有移动通信制式的工作频段划分进行介绍:
1.2.1GSM工作频段
我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段。
相邻两频道间隔为200kHz,每个频道采用TDMA方式接入,分为8个时隙,即8个信道(全速率)。
每信道占用带宽200kHz/8=25kHz。
如果采用半速率话音编码,每个频道可容纳16个半速率信道。
其中GSM900的工作频段为:
✧上行:
890~915MHz(移动台发、基站收)
✧下行:
935~960MHz(基站发、移动台收)
上下行信道双工收发间隔为45MHz,下行频道配置采用等间隔频道配置方法,频道序号为1~124,共124个频点。
其中1~94为中国移动使用,96~124为中国联通使用。
DCS1800的工作频段为:
✧1710~1785MHz(移动台发、基站收)
✧1805~1880MHz(基站发、移动台收)
下行频道配置采用等间隔频道配置方法,频道序号为512-885,共374个频点。
目前512-561为中国移动使用,687~736为中国联通使用。
下行880MHz~890MHz,上行925MHz~935MHz为GSM增补频段(E-GSM),频道号为0,975~1023,目前国内GSM运营商已开始使用扩展频段。
1.2.2IS95-CDMA工作频段
中国联通开通的CDMA网络使用的工作频段为:
825MHz~849MHz
870MHz~894MHz
共分为799个频点,每一频点带宽为30K,频点号为1~799。
由于CDMA信号本身带宽为1.23MHz,因此一个CDMA信道需占用41个频点号。
上行824MHz~825MHz,下行869MHz~870MHz为CDMA增补频道,频点号990-1023,现中国联通并未使用。
1.2.31900MHzPHS小灵通工作频段
在1900频段,中国电信在部分地区使用CDMAUSPHS制式用于小灵通(PersonalHandy-phoneSystem,PHS)。
其上行频段为1850MHz~1910MHz,下行频段为1930MHz~1990MHz,频点号为1~1199,每频点带宽50K,每一信道约占25个频点号。
使用1900频段的PHS小灵通,上下行公用1895MHz~1918MHz,频点号1~77,每一频点带宽300K,而小灵通信号本身带宽为200K,这是由于PHS公用上下行频率,每频点带宽需高于信号带宽。
1.2.4第三代移动通信UMTS工作频段
第三代移动通信UMTS制式使用上行1920MHz~1980MHz,频点号为9601~9899,每频点带宽200K,每个5M带宽UMTS信道占用25个频点号。
UMTS下行频段为2110MHz~2170MHz,频点号10551~10849。
由于3G射频标准尚未最终确定,其频段与频点号有可能变动。
2移动通信网络射频干扰的种类
根据移动通信信号的特点,可将其所受的干扰按照下面几种方法进行划分:
上行干扰、下行干扰
2.1.1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。
2.1.2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。
同频干扰、非同频干扰
2.2.1同频干扰
同频干扰是指所有落到接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰,亦称同信道干扰。
这些无用信号和有用信号一样,在接收机中经放大,变频而落到中频通带内,因此只要在接收机输入端存在同频干扰,接收系统就无法滤除和抑制它。
存在同频干扰的频率范围是
,
为有用信号载波频率,
为接收机中频带宽。
图1同频干扰图示
图1表示全向天线覆盖的两个同频率小区的同频干扰情况。
A小区的移动台会受到B基站发射机的干扰。
两同频工作的基站之间的距离D称为同频复用距离,同频复用距离与小区半径之比
称为同频复用比。
同频复用比与小区复用系数N的关系为:
或
(2-1)
若A、B基站具有相同的设备参数,发射功率都为
(dBw),则移动台接收机输入端信号和干扰功率电平分别为
(dBw)(2-2)
(dBw)(2-3)
式中,
和
分别为经过距离
的传呼损耗,传输损耗之比为
(dB)(2-4)
式中,n为路径损耗指数,在自由空间中传播时,n=2,在陆地移动通信的无线路径传播时,n=4。
用dB表示的载波/干扰比为
(dB)(2-5)
取n=4,将式(2-4)代入式(2-5),得到
(dB)(2-6)
2.2.2非同频干扰
非同频干扰主要包括邻频干扰、互调干扰、阻塞干扰、杂散干扰
✧邻频干扰:
邻频干扰指来自所使用信号频率相邻频率的信号干扰。
邻频干扰是由于接收滤波器不理想,使得相邻频率的信号泄漏到传输带宽内而引起的。
邻频干扰可通过精确的滤波和信道分配而尽量减小。
远近效应:
如果相邻信道的基站在离用户接收机很近的范围内发射,而接收机使用预设信道的基站信号,这个问题就会变得很严重,这称作远近效应。
当离基站很近的移动台使用的信道与一个弱信号移动台使用的信道为相邻信道时,也会发生远近效应。
(在UMTS系统中,由于所有的移动台使用同一频带,远近效应影响更为明显,但UMTS系统使用良好的功率控制消除了远近效应的影响)。
✧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。
互调干扰可能是外部信号与发射信号混合产生;
也有可能完全是两个外部信号产生,它们只是借助接收机的非线性器件来相互混合;
有时,产生互调信号的摇篮并不仅仅是接收机,非线性结合点有可能是附近生锈的屋顶或围墙,当有高功率的无线电信号传送时,这种物理结构就像一个非线性器件一样,形成互调干扰,而且这种互调影响会随天气条件变化。
如GSM与DCS网络之间的互调干扰:
由于GSM900和DCS1800分别存在45MHz和95MHz的双工间隔,而它们的带宽仅为25MHz(如考虑GSM900扩充频率,则为35MHz)和75MHz。
因此在单独设计GSM900或DCS1800时二阶互调和三阶互调不会落入带内。
但对共站双频网的运营者,必须仔细分析互调干扰的情况。
二阶互调表现为fA+fB=fC或fA-fB=fC,对双频网可能的表现形式有:
情况1:
DCS1800Tx-GSM900Tx=GSM900Rx
情况2:
GSM900Tx1+GSM900Tx2=DCS1800Rx
Tx代表基站发射频率,Rx代表基站接收频率。
详细分析双频网的具体频段,后一种情况是不存在的,因此只需考虑情况1:
共站DCS1800发射频率与GSM900发射频率的差频不能等于GSM900的接收频率。
✧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。
✧杂散干扰
由于发射滤波器的滚降特性(任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式),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。
内部干扰、外部干扰
2.3.1内部干扰
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。
这些干扰主要包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。
✧同频干扰
所谓同频干扰,即指无用信号的载频与有用信号的载频相同,并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。
现在一般采用频率复用的技术以提高频谱效率。
当小区不断分裂使基站服务区不断缩小,同频复用系数增加时,大量的同频干扰将取代人为噪声和其它干扰,成为对小区制的主要约束。
这时移动无线电环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。
当同频干扰的载波干扰比C/I小于某个特定值时,就会直接影响到手机的通话质量,严重的情况下,就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。
✧邻频干扰
所谓邻频干扰,即指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰。
由于频率规划原因造成的邻近小区中存在与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大,均会引起邻频道干扰。
当邻频道的载波干扰比C/I小于某个特定值时,就会直接影响到手机的通话质量,严重的情况下,也会会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。
✧交调干扰
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,产少新频率信号输出,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,我们称这种干扰为交调干扰。
交调干扰主要是指数、模共站的基站,由于模拟基站发射机的影响,而对数字基站产生的干扰。
这种干扰的直接后果是时隙分配不出去,造成基站资源的浪费,也会产生掉话。
2.3.2外来电波的干扰
由于移动通信是靠空中电波传播的,当空中某些电波对正在使用的电波产生的干扰达到一定程度时,会使信号噪声比下降到标准值以下(影响通话质量),这时手机可能将出现掉话。
这些干扰电波来源相当复杂,例如大型发电机工业干扰、电源火花干拢、天电干扰和其它专业的邻近电波干扰等,这些干扰是很难完全避免的。
如:
✧电弧电焊产生的杂乱干扰
大规模的各种电弧电焊同时工作,会产生大量的、间断的、频繁的宽带干扰信号,使基站的噪声水平相应提高,灵敏度下降,使相对远离基站的移动台接入成功率低,掉话率高,从而严重影响小区的网络指标。
因而,如果在小区覆盖范围内有大量使用电弧电焊的工厂,则要考虑这种杂乱干扰产生的可能性。
✧电视增频器对CDMA上行干扰
90年代以前出产的电视机都没有有线电视增补频道,随着有线电视日益普及,许多家庭无法观看部分频道节目,有些家庭不愿更换电视机,于是购买价格便宜的电视增频器。
电视增频器实际上是一混频器,作用是将增补频道信号混频输出到电视机可接收的范围。
增频器输出频率最高可达870M,因而对CDMA上行频段形成干扰。
随着CDMA网络的大规模开通,这一问题日益严重。
2.3.3内部干扰产生的原因
移动通信系统中无线电波传播的特性,决定其在通信过程中必然受到外界多种因素的影响,因此,外来电波的干扰是造成移动通信系统干扰的主要原因之一。
另外,出了移动通信系统的复杂性(有线与无线的综合体),它还一定程度上受到网络内部其它因素的影响,如同频干扰、邻频干扰、交调干扰,以及其它因网络参数设定不当而造成干扰等。
外来电波的干扰与外界环境有关,在这里不加详叙。
本节主要描述移动系统内部原因造成的干扰:
2.3.3.1频率配置问题
频率规划时频率复用不当、频点设定不正确导致两同频小区之间的距离不能够满足标准值,造成同频、邻频现象在短距离范围内存在。
当手机在服务小区中收到很强的同频或邻频干扰信号时,会引起误码率恶化,使手机无法准确解调邻近小区的BSIC码或不能正确接收移动台测量报告,很有可能造成切换失败或掉话。
另外如出现同BCCH、同BSIC的情况时会对无线接口造成干扰。
在GSM系统的无线接口中,随机接入和切换接入信令使用相同的编码和脉冲方式,均使用8位信息码加上6位奇偶校验位,并且这6位奇偶校验位和目标小区的BSIC相异或。
小区收到接入信息时,与本小区的BSIC比较,若相同则进行下一步解码。
距离较近的同BCCH、同BSIC小区间可能会产生随机接入和切换接入的干扰(“幽灵接入”)。
由于切换多发生在小区边界,切换接入信令会在更近的距离产生干扰。
基站分布较密时切换频繁,出现干扰的可能性也就较大。
2.3.3.2小区参数定义不当
BTS的发射功率参数MS—TXPRW—MAX—CCH、BS—TXPWR一CCH、BS—TXPWR一MAX、BS-TXPWR—MIN等设置不合理,也会造成干扰问题的出现。
MS—TXPWR—MAX—CCH参数设置过高,则在基站附近的移动台会对本小区造成较大的邻频干扰,影响小区中其它移动台的接通和通话质量;
过小则决小区边缘的手机将很难占上信道,且受外界干扰更大。
BS—TXPWR—MAX—CCH参数设置过大,会与相邻小区产生覆盖交叠,造成信道干扰,手机占用信道困难,通话质量差等;
过小会产少盲区。
2.3.3.3基站天线参数的不合理
基站天线的俯仰角及方位角设置不合理或存在偏差,导致基站的覆盖范围不合理,从而导致同频及邻频干扰。
选择合适的俯仰角可使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间,处于天线垂直方向图中增益衰减变化最大的部分,从而使受干扰小区的同频及邻频干扰减至最小。
俯仰角过小,会造成对附近同频站的干扰;
过大则会造成对相邻站的邻频干扰。
方位角设置存在偏差,易导致基站的实际覆盖与所设计的不相符,从而导致一些意想不到的同频及邻频干扰。
2.3.3.4玻璃幕墙、湖泊和其他反射体的影响
随着城市的快速发展,大城市中建造起越来越多的玻璃幕墙建筑物。
由玻璃幕墙装饰的高层建筑物会造成电波的强烈反射,这种杂乱的反射波很有可能引起严重的同频干扰或邻频干扰,此时需调整天线方位角以避开玻璃幕墙的反射。
2.3.3.5直放站设置不合理
直放站设置不合理,造成对周围信号的干扰。
为减少投资,扩大覆盖范围,一些县城内的小基站普遍采用直放站直接放大其信号,但由于目前大量使用的直放站是900MHz宽带放大器,它对所接受的信号进行直接放大,然后再发射出去,且基站与直放站之间绝大多数又是射频连接方式,加之直放站的规划和选址上存在一些问题,因而易造成对周围信号的干扰。
2.3.3.6发射及接收部分硬件问题
发射部分杂散辐射及接收部分杂散响应较大,会造成对本信道和其它信道的干扰,严重时将不能正常通话。
发射机倍频器的输出滤波器特性不好、频率合成器中鉴相器的屏蔽不好,都会带来较多的杂散辐射,这些杂散辐射会对正好以这些频率工作的信道产生干扰。
接收机—般采用超外差接收方式,如果接收机的输入电路选择性不好、镜频选择性不好或中频邻近选择性不好,会给系统带来一定的镜频干扰和中频干扰。
2.4移动通信系统射频干扰的测试常见仪器
凡是能对无线电频率进行分析的仪器都能测试干扰,通用的测试仪表为频谱仪、场强仪、测试接收机等。
针对移动通信网络,路测仪、移动基站本身的网管系统也具有发现干扰的能力。
基站测试仪、天馈线测试仪是测量基站自身问题的手段。
各种测试工具是相辅相成的关系,测试手段越齐全,越利于干扰的查找。
下面介绍干扰测试的常见仪器。
✧频谱仪
频谱仪是对频谱进行分析的仪器,是测试干扰最直观,最有效的手段。
频谱仪可在频谱上非常直观地发现干扰,对干扰进行进一步分析和定量测试,是干扰发现、干扰定性和干扰定量不可缺少的仪器。
频谱仪不仅测试移动通信频段干扰,对所能覆盖的整个测试频段内的信号都能分析,不仅能对干扰做定性分析,还能准确地对干扰进行定量分析。
但频谱仪操作复杂,价格较高,一般在干扰发现问题后进行定性、定量测试。
同时,频谱仪一般需要交流供电,不便携。
✧场强仪
场强仪是测试无线电信号强度的仪器。
场强仪具有专用天线,能精确测试信号的场强值。
场强仪便携小巧,使用电池工作,具有方便的定向功能,因此经常用于外场干扰定位。
但由于场强仪频谱分析功能较差,测试时很不直观,发现干扰能力弱,干扰定性的能力也很差,一般是在频谱仪已经对干扰定性后,进行干扰源的定位查找。
此外,虽然场强仪能够精确测定场强值,可以对干扰进行定量分析,但其场强测试带宽一般低于150KHz,而GSM一个信道带宽为200KHz,因此测量结果与实际情况有一定误差。
场强仪对窄带固定频率的干扰有较好的定位能力,但移动网络经常遇到宽频带干扰(如直放站)或间歇干扰,使场强仪在移动通信领域的应用受到限制。
✧路测仪
路测仪是完全针对移动通信网络设计的功能强大的网络优化系统,能对移动网络空中接口进行非常详细的分析。
它可以利用电子地图,将网络的QoS同地理位置相关,可以对空中二、三层协议解码与信令分析仪或网络优化软件配合,深入诊断移动网络出现的故障。
但使用路测仪查找射频干扰时,仅使用其频谱功能,由于其频谱功能仅覆盖被测试移动制式的频段,针对不同制式需要不同的窄带测试接收机。
路测仪的频谱功能是经软件处理后显示到电脑上的,具有很高的灵敏度,发现干扰的能力很强,但是定量测试有误差。
不具备完整的频谱分析功能,由于不能测试移动带外频谱,对带外干扰不能进行分析。
路测仪一般利用车载进行测试,不便于外场携带,但路测仪有测试手机,是发现下行同频干扰的最佳手段,这是其他测试仪器无可比拟的。
✧基站网管
基站网管系统随时监测非工作信道的功率电平,若有干扰信号存在,会在统计报告中反映。
因此基站网管是发现上行干扰最有效最直接的手段。
不同基站设备供应商对InterferenceBand的分级有所不同,但都可粗略了解干扰的强度。
由于每个基站的覆盖分3个扇区,因此某个区域的统计报告可粗略指出干扰来自的方向。
✧NetTek分析仪
NetTek分析仪是泰克公司生产的一种便携式多功能分析仪,主要有以下功能:
频谱分析、干扰分析与定位、基站发信机指标测试、天馈线测试。
NetTek分析仪加装频谱与干扰分析选件,使用电池供电(每块锂电池克测试4小时),适于外场作业。
可以显示频谱随时间的变化,能够对射频环境长期监测,是发现干扰、干扰定性和干扰定位的很好的手段,同时可分析间歇干扰。
3GSM系统上行干扰问题的分析
GSM移动通信技术在我国迅速发展,目前已经发展相当成熟的阶段,在实际的网络优化工作中,发现GSM系统受到的上行干扰问题已经成为网络优化中一个不容忽视的重要问题。
上行干扰会使系统掉话率增加,减少基站的覆盖范围,降低通话质量,使网络指标和用户的通话质量受到严重影响。
3.1上行干扰分类及产生原因,解决方法
根据在实际网络优化工作中长期对上行干扰问题的分析,基本上可将其产生原因分为以下几类:
3.1.1无线系统自身问题
无线系统自身问题一般集中在天线器件、基站接收通路的问题上,由于基站子系统问题造成的上行干扰高存在以下规律:
INTERFERENCEBAND统计值随话务量变化,话务量高时,INTERFERENCEBAND也随之增高,到深夜话务量降低后,INTERFERENCEBAND统计恢复正常。
一般如果出现这样的规律,首先要考虑无线子系统的问题。
3.1.2直放站引起的上行干扰问题
目前存在的最普遍的上行干扰问题是直放站引起的上行干扰,
特别是一些用户自行安装的“非法直放站”,由于价格低廉,各种器件的性能不好,造成较强的上行干扰问题。
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(uplink
noise
floor)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。
但某些用户自行安装的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。
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,INTERFERENCEBAND统计24小时高。
图2宽频直放站干扰频谱
图2为受到非法直放站影响的上行频谱。
对于非法直放站的问题,实际的解决方法是帮助用户解决信号覆盖问题,并拆除造成干扰的直放站。
运营商为解决信号盲区安装直放站时,要充分考虑到上行噪声底部电平的问题;
避免在解决信号覆盖的同时,将干扰引入网内,使网络质量恶化。
3.1.3干扰机(移动
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GSM 干扰 原因 排查 解析