GSM 無線網(wǎng)絡(luò)干擾成因、測(cè)試及解決方案

姚桂興 上海鐵路局上海通信段

近幾年來，隨著高速鐵路和客運(yùn)專線的建設(shè)開通運(yùn)營，鐵路GSM-R 移動(dòng)通信系統(tǒng)的不斷運(yùn)用，這就要求GSM-R網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。但是由于頻率資源有限（GSM-R 工作頻道為885 MHz～889 MHz/930 MHz～934 MHz，信道間隔200 kHz），規(guī)劃或地理位置等原因，特別是GSM-R 網(wǎng)絡(luò)采用單層交織無線網(wǎng)絡(luò)，采用密集的基站提供深度冗余覆蓋。在多小區(qū)情況下就會(huì)產(chǎn)生同頻、鄰頻干擾，使通信質(zhì)量下降，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能變差。無線電波的傳播特性決定其在通信過程中必然受到外界多種因素的影響。但是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部原因的存在，使其在一定程度上還受到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部因素的影響，如同頻干擾、鄰頻干擾，以及其它因網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定不當(dāng)而造成的干擾。這些干擾的存在給網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行帶來了不良影響。作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的核心問題，解決無線干擾就顯得越來越重要。本文對(duì)產(chǎn)生無線干擾的原因進(jìn)行了分析，介紹了日常測(cè)試干擾的方法，并給出了解決方案。

1 干擾產(chǎn)生的原因分析

網(wǎng)絡(luò)干擾的原因主要分為兩大類：外界頻率干擾和設(shè)備交調(diào)干擾。

1.1 外界頻率干擾

外界頻率干擾的主要表現(xiàn)為小區(qū)規(guī)劃不合理、天線參數(shù)選擇不合理以及小區(qū)參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，致使用戶在同一地點(diǎn)收到相同或相連的頻點(diǎn)，在通信過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的背景噪音甚至掉話。

(1)頻率規(guī)劃或頻點(diǎn)設(shè)定不正確，造成同頻、鄰頻干擾現(xiàn)象在短距離范圍內(nèi)存在，從而造成干擾。

(2)頻率復(fù)用不當(dāng)或頻率復(fù)用的兩小區(qū)之間的距離不夠，造成同頻干擾。

(3)MS-TXPRW-MAX-CCH、BS-TXPWR-CCH、BS-TXPWR-MAX、BS-TXPWR-MIN 等小區(qū)功率參數(shù)設(shè)置不合理。如MS-TXPWR-MAX-CCH 參數(shù)設(shè)置過高，則在基站附近的移動(dòng)臺(tái)會(huì)對(duì)本小區(qū)造成較大的鄰信道干擾，影響小區(qū)中其它移動(dòng)臺(tái)的接通質(zhì)量和通話質(zhì)量；參數(shù)設(shè)置過小在小區(qū)邊緣的手機(jī)將很難占上信道，且受外界干擾更大。BS-TX-PWRMAX-CCH 參數(shù)設(shè)置過大則會(huì)與相鄰小區(qū)產(chǎn)生覆蓋交疊，造成信道干擾，手機(jī)占用信道困難，通話質(zhì)量差，過小又會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)。

(4)同心圓內(nèi)小區(qū)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，而使得圓內(nèi)小區(qū)的頻點(diǎn)覆蓋過大，而與鄰小區(qū)產(chǎn)生的同頻或鄰頻干擾。

(5)基站天線高度及俯仰角設(shè)計(jì)不合，導(dǎo)致覆蓋范圍的不合理，使小區(qū)的覆范圍超出設(shè)計(jì)覆蓋范圍，從而與鄰小區(qū)產(chǎn)生同頻干擾或鄰頻干擾。

1.2 設(shè)備交調(diào)干擾

交調(diào)干擾主要由設(shè)備本身的非線性以及設(shè)備故障引起。設(shè)備在長期運(yùn)行過程中由于缺少定期的指標(biāo)測(cè)試與調(diào)整，致使交調(diào)干擾在一定范圍存在。

(1)發(fā)射部分雜散輻射及接收部分雜散響應(yīng)較大，從而造成對(duì)本信道和其它信道的干擾，嚴(yán)重的將不能正常通話。

(2)STSE 板子內(nèi)13 MHz 時(shí)鐘頻偏較大，超過了0.65 Hz，造成實(shí)際輸出信道頻率與定義頻率不相符，手機(jī)無法占上信道，即使占上信道通話質(zhì)量也極差。

(3)FUMO 板中某個(gè)時(shí)隙損壞而導(dǎo)致在通信過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的背景噪音。

(4)天線饋線系統(tǒng)駐波比過大，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降。

(5)RXGD、FEG8 接收部分的設(shè)備損壞，致使通信質(zhì)量下降。

2 干擾測(cè)試

在維護(hù)與優(yōu)化工作中衡量干擾程度的大小主要是通過小區(qū)上下行質(zhì)量Quality 的大小即誤碼率的大小來測(cè)評(píng)測(cè)，通過對(duì)質(zhì)量的研究分析，查找網(wǎng)絡(luò)中存在的問題確定頻率規(guī)劃、收發(fā)信設(shè)備是否有問題并進(jìn)行調(diào)整與處理。下面對(duì)干擾的測(cè)試方法作一介紹。

2.1 手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)撥打測(cè)試

該方法主要用于用戶反應(yīng)強(qiáng)烈的熱點(diǎn)地區(qū)，解決背景噪音問題，查找壞的頻點(diǎn)時(shí)隙。手機(jī)可以采用復(fù)旦OPH802 或復(fù)旦GPH711 手機(jī)，但最好能夠使用薩基姆手機(jī)，以便更好的鎖定頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。

2.2 亞倫無線場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀

在干擾嚴(yán)重的地區(qū)，可以直接使用亞倫無線場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，直接觀察某一地點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和各候選小區(qū)頻點(diǎn)與場(chǎng)強(qiáng)的大小，以確定是否存在干擾以及干擾的來源。

2.3 HP 頻率計(jì)數(shù)器

測(cè)試小區(qū)的STSE 時(shí)鐘板上時(shí)鐘是否超過±0.65 Hz 指標(biāo)范圍，以確定小區(qū)的頻點(diǎn)是否漂移。3.4Kl103 信令分析儀在基站與BSC 之間的ABIS 接口跟蹤的結(jié)果分析中，干擾體現(xiàn)在上下行質(zhì)量的大小上，質(zhì)量的大小是通過誤碼率的高低來衡量的，定義情況如下：

QUALTY(質(zhì)量)KRRORBIT(誤碼率)

0＜0.2% 1＜0．4%

2＜0．8% 3＜1．6%

4＜3．2% 5＜6．4%

6＜12．8% 7＜25．6%

依據(jù)Kll03 在ABIS 口上的跟蹤結(jié)果，借助DAFNE 軟件對(duì)小區(qū)的測(cè)量質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并取平均值確定小區(qū)各個(gè)頻點(diǎn)質(zhì)量的大小。

在實(shí)際工作中一般認(rèn)為在一個(gè)BTS中如果僅是少部分頻點(diǎn)的QUALTY 值在l 左右是頻率干擾引起的，如果是大部分頻點(diǎn)值均在l 左右，在檢查無頻率干擾的情況下，一般認(rèn)為是COMBINER或天線系統(tǒng)的原因。QUALITY 值在3 以上就認(rèn)為是收發(fā)信部分的硬件有問題，需要更換硬件設(shè)備。

利用Kl103 還可以依據(jù)測(cè)量到的TA 值的大小確定小區(qū)覆蓋范圍，檢查小區(qū)覆蓋的基本依據(jù)是TA(TIMEADVANCE)的分布情況。為了彌補(bǔ)手機(jī)上下行信號(hào)發(fā)射的時(shí)間差，保證同步，基站均會(huì)根據(jù)手機(jī)距離基站的遠(yuǎn)近，來確定信號(hào)發(fā)射提前的時(shí)間，TA 計(jì)算的依據(jù)是：從基站發(fā)出信號(hào)到手機(jī)接收延時(shí)T，然后將該值除以2，再乘以光速300 000 000 m/s，即得到基站與手機(jī)的相對(duì)直線距離。TA 原指的是時(shí)間值，但實(shí)際上是用距離來代替了時(shí)間，即用不同距離的代表值表示它的大小，具體表示如下：

TA 值距離值

TA=0時(shí)，相對(duì)距離約為550 mTA=1時(shí)，相對(duì)距離約為11 100 mTA=2時(shí)，相對(duì)距離約為21 650 m(用550 m 表示一個(gè)級(jí)別)

某點(diǎn)TA 的采樣次數(shù)，基本反映了該點(diǎn)的話務(wù)量的大小，同時(shí)結(jié)合該點(diǎn)的RXLEV-DL、RXLEV-UL 值的大小，綜合確定小區(qū)的覆蓋范圍是否合理，并據(jù)此進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，不斷優(yōu)化小區(qū)的覆蓋，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量不同的測(cè)試方法適合于不同的問題，在工作中要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，綜合使用排查問題。

3 減小干擾的方法分析

借助亞倫無線場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀、HP 頻率計(jì)數(shù)器、Kl103 等工具，以及OMC-R 的參數(shù)調(diào)整窗口，CQT 呼叫質(zhì)量撥打測(cè)試結(jié)果，對(duì)產(chǎn)生干擾的原因具體分析，可以根據(jù)實(shí)際情況采取不同的措施減小干擾，提高通信質(zhì)量，改善網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行環(huán)境。

(1)利用亞倫無線場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀表，對(duì)干擾嚴(yán)重的小區(qū)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，查出干擾源及受干擾的程度。在小區(qū)參數(shù)調(diào)整效果不明顯的情況下，可以通過A955無線規(guī)劃軟件，確定是否需要更改小區(qū)的頻點(diǎn)，以及更改后的頻點(diǎn)。

(2)通過K1103 測(cè)量出的TA 值的大小確定小區(qū)的覆蓋范圍，判斷是否因覆蓋不合理造成干擾。對(duì)于天線較高的小區(qū)可以適當(dāng)調(diào)整BTS 發(fā)射功率參數(shù)，BS -TXPWR -MAX、BS -TXPWR -MIN、BS-TXPWR-MAX-CCH 以降低基站發(fā)射功率，改變基站覆蓋范圍，減小對(duì)相鄰基站的干擾。在保證小區(qū)邊緣處移動(dòng)臺(tái)有一定的接入成功率的前提下，盡可能減小移動(dòng)臺(tái)的接入電平(MS-TXPWRMAX、MS-TXPWR-MIN)，以減小對(duì)相鄰小區(qū)的干擾?？梢酝ㄟ^多次CQT 測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果修正設(shè)計(jì)值，最終得出小區(qū)設(shè)置最佳參數(shù)。

(3)調(diào)整天線的高度與天線的俯仰角來改變小區(qū)的覆蓋范圍以減少頻率干擾。盡量減少覆蓋交疊和覆蓋盲區(qū)的現(xiàn)象。

(4)在通話過程中，可以選擇語音間歇系統(tǒng)的非連續(xù)傳送(DTX)方式，降低對(duì)無線信道的干擾，使網(wǎng)絡(luò)的平均通話質(zhì)量得以改善且可以減小手機(jī)的功率損耗，增加電池使用時(shí)間。

(5)利用HP 頻率計(jì)數(shù)器，調(diào)整BTS的13 MHz 時(shí)鐘，使其頻偏越小越好，減小所使用信道受其它信道的干擾，提高通信質(zhì)量及系統(tǒng)指標(biāo)。

(6)檢查BTS 中COMBINKR、TXGM、RXGD 等收發(fā)信系統(tǒng)減少雜散發(fā)射與響應(yīng)，提高收發(fā)信系統(tǒng)的性能，減小干擾。

(7)檢查頻率復(fù)回情況。對(duì)于有頻率復(fù)用的基站盡量增大兩者之間的距離；同時(shí)注意兩小區(qū)的"U -TIME -ADVANCE"參數(shù)設(shè)定值，避免出現(xiàn)同頻干擾現(xiàn)象。

(8)啟用新技術(shù)。在維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)，功率控制、調(diào)頻等新技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)于減小干擾，提高通信質(zhì)量以及改善網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)均能起十分積極的作用。

4 總結(jié)

解決無線網(wǎng)絡(luò)干擾問題是目前網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與優(yōu)化的核心問題，以上是解決干擾問題上的一些方法。隨著技術(shù)水平的不斷提高，更多的新技術(shù)、新設(shè)備將會(huì)更好的解決這一問題。如智能天線的運(yùn)用、設(shè)備性能的提高、小區(qū)參數(shù)有效調(diào)整等。