无线网络上行干扰排查规范.doc

无线网络上行干扰排查规范目 录目 录1一、前 言1二、总体目标1二、排查与干扰方法22.1 排查方法流程图22.2 fas分析方法22.3 cdma干扰排查22.4 直放站干扰排查22.5天馈系统互调干扰排查2三、工作要求33.1 每月整治要求33.2 月报内容3一、前 言通过对上行干扰小区进行定位，有针对性的对现网产生上行干扰的直放站类设备和天线、无源器件等天馈系统设备进行排查，实现全网上行干扰的降低；二、排查与干扰方法2.1 排查方法流程图上行干扰大致可以分为五类：频率干扰、直放站干扰、cdma干扰、外部强干扰、互调干扰。上行干扰的排查与定位可按照以下流程进行：2.2 fas分析方法计筛选出长期存在上行干扰的小区（非随机突发），利用fas数据进行上行干扰类型分析。上行干扰大致可以分为五类：频率干扰、直放站干扰、cdma干扰、外部强干扰、互调干扰。(1) cdma干扰：查看小区全频段的干扰电平，如果上行频段低端频点收到的干扰较强，而高端频点收到的干扰较小，则可能是存在cdma干扰。cdma干扰在fas统计数据的表现是上行低端频点受到严重干扰，而随着频点号的增加而干扰程度下降，fas统计数据呈前高后底的形态。 (2)直放站干扰：携带直放站的信源小区在闲忙时干扰都较高，整个上行通带或大部分上行通带都存在较强的干扰，干扰呈现宽带性，则可能是直放站干扰，可通过关闭直放站进行定位，如果直放站关闭后，干扰明显下降或消除则为直放站干扰。其fas表现特征为抬升频段只局限于移动的195频点。(3)外部强干扰：小区在闲忙时整个上行通带或大部分上行通带都存在较强的干扰，小区天线覆盖方向的多个小区也存在同样干扰情况，呈现局部干扰情况，则可能是受到外干扰源干扰。其fas表现特征为全频段干扰抬升，包括联通上行频段。(4)互调干扰：小区长期存在较大干扰，小区的上行干扰是随着话务增长而升高，或者功率加大干扰明显的小区，则可能存在发射互调干扰。小区5阶互调主要分布在高端频点处，且呈现上楼梯的分布特性，若疑似内部干扰小区的上行干扰fas统计具有较强的相关性，则可基本认定该小区存在由于器件互调性能指标恶化引起的互调干扰情况(5)频点干扰：由于载波板或者grru等选频直放站类设备引起的频点干扰，fas特征为个别离散的频点受到干扰。2.3 cdma干扰排查2.3.1 cdma干扰原因分析从理论上分析，根据协议3gpp 45.005定义，gsm900对cdma800频段的抗阻塞能力仅为-13dbm，在cdma正常的发射功率（49w）下，gsm阻塞干扰和杂散所需的天线隔离度为和，但如果实际网络中如果功率过大，或gsm和cdma天线隔离度（即水平隔离或垂直隔离距离）过小，则引起阻塞或杂散干扰，下面将从阻塞干扰、杂散干扰及天线隔离距离进行详细分析。1、异系统干扰的原理图图 11 干扰分析框图2、gsm900抗阻塞能力分析gsm抗阻塞干扰计算公式可以理解如下：c（aff_rx）= c（total_interfering）- l（iso）- l（affected rxfilter）- l（cabl）（2.1）式中：c（aff_rx）gsm带内接收的总干扰功率；c（total_interfering）cdma总发射功率；l（iso）cdma-gsm天线隔离度；l（cabl）收发馈线损耗对公式进行转换：l（iso）= c（total_interfering）- l（cabl）-（ c（aff_rx）+ l（affected rxfilter）其中：l（iso）：即天线隔离度，指发射天线的输出与接收天线的输入端间耦合损耗，等于两天线间的空间隔离减去两天线朝向另一天线的增益。c（total_interfering）：指cdma系统发射功率，按照每载频20w计算，一般为4载频，所以总发射功率为49dbm。l（cabl）：一般可取46db。c（aff_rx）+ l（affected rxfilter）：如果没有外置滤波器，即可看成gsm机顶口的指标。对于gsm系统，根据协议3gpp 45.005定义，gsm900在多载波3mhz |ffo |下仅为-16dbm，相关要求如下：frequencygsm400, t-gsm 810, p-, e- and r-gsm900dcs1800 & pcs 1900bandothermssmallms(note 1)bts except multicarrier btsmulticarrier bts (note 2)msbts includingmulticarrier btsdbvdbmdbvdbmdbvdbmdbvdbmdbvdbmdbvdbm(emf)(emf)(emf)(emf)(emf)(emf)inband600khz|ffo | 800khz75387043872678-3570437835800khz|ffo | 1,6mhz80337043971697-16704388251,6mhz|ffo | 2.5，所带的直放站上行噪声-120dbm的小区作为目标核查的小区，最终得到“信源干扰且上噪高直放站点”表，即目标优化小区，核查顺序从上行噪声大的小区开始。3、降增益排查使用直放站监控系统，调整直放站信元小区所带所有直放站上行衰减来降低直放站的上行增益，加大5db或10db,实时的观察icmbnad的变化，如果icmband干扰等级有所下降或明显减少，则证明此设备存在上行噪声过大引至的干扰，再根据功率增益平衡条件将上行噪声调整至小于-120dbm，如调整无法满足功率增益平衡条件，则安排现场整改或增加设备。4、关直放站排查如果直放站调整后仍然有干扰，可以判断干扰来自于外界，此时可以通过远程监控开站闭站的方式定位上行干扰来自于哪一台设备。关站后如果信元小区干扰消失，那就定位该直放站存在干扰，否则为外部干扰；（注：关机顺序按理论计算与-120db差值最大的设备开始）5、现场测试l 测试直放站上行接入口是否存在干扰源，是，则为外部干扰，否，进行下一步；l 进行假负载测量上行噪声、接天馈系统测量，进一步确认是否是否有外部干扰，是，则为外部干扰，否，进行下一步；外界干扰判断如下：外界干扰量=接天馈系统时测到的上行噪声-接假负载时测到的上行噪声如外界干扰量=0，说明没有外界干扰；如果外界干扰量0,正值的量则为外界干扰量。l 检查直放站是否起控、交调、时间色散、自激，如果都不是，就确认为硬件故障，需要更换设备，各种原因的判断及处理方法如下：起控：当输入信号过强时，会造成直放站起控失真，交调指标也会恶化，解决方法是：在直放站输入口之前加衰减器，减少输入电平，保证设备工作在线性状态下。交调：上行增益保持不变，降低下行输出功率，如果上行噪声跟着降低，则说明直放站本身产生交调干扰基站，否则明说直放站本身的交调不干扰基站，解决方法是将该设备更换成交调抑制更好的设备。时间色散：计算质差区域区基站直通信号与直放站信号路径的时延差，要求时延差小于等于14.8us,如果时延超过要求就会产生时间色散，质差严重，主要产生在移频、光纤、数字直放站，解决方法：选择覆盖区域内不存在时延的信号作信源。自激：测量直放站的隔离度，要求隔离度大于直放站实际增益10db以上。解决方法：如果隔离度不够，则对直放站系统进行硬件整改。l 对于确认为设备硬件故障，应对在现场对设备的以下指标进行测试：上行噪声系数、带外抑制、带内平坦度、驻波比指标进行测试；在仪表条件具备的情况下，建议对互调指标进行测试。以上指标测试方法参见以下文档： 6、直放站整治方法直放站整治的内容包括整治参数设置不合理、设备应用不当等引起干扰，综合采用以下手段降低直放站干扰：l 信源改造直放站拆除：对于覆盖目标已通过大站覆盖，直放站不在需要的站点进行拆除；直放站更换：对于覆盖目标话务较高（话务量2.9erl），进行直放站更换为微蜂窝或者宏蜂窝（综合考虑后续lte、wlan等建设，对重点区域进行机房储备）；施主天线整改：对于无线直放站施主信源杂乱的站点，进行施主天线位置调整以满足主服小区大于相邻小区6db的设计要求；因直放站器件老化导致的指标恶化，进行器件更换。l 上下行衰减调整对于上行衰减小于下行衰减的直放站，将其上行衰减调整为与下行相同，调整后需进行现场测试，是否会导致上行弱覆盖，影响质量。核实直放站下行输出是否过大。与设计方案对比，直放站bcch输出是否大于设计方案。对于实际输出大于设计方案的，核实是否可以降低输出功率，若最大输出功率发生饱和的直放机必须降低输出功率。如降低后达不到覆盖效果的需要进行分布系统整改。附表中列出了输出过大的直放站；l 直放站输入过高对于输入功率过高的直放站（无线直放站总输入功率-45dbm/光纤直放站、干线放大器10dbm），需要前端增加衰减器，避免发生低噪放饱和；l 干扰源排查通过开关直放站，判断干扰源是否由直放站及后端分布系统产生。对直放站及分布系统产生的干扰进行逐级排查，清除干扰源。直放站整治需立足于网络安全，尽量减少断站对用户的影响。进行参数调整后，必须进行网络测试，确保网络安全稳定、质量良好。7、直放站干扰小区处理效果跟踪l 上行干扰系数对比对比处理前后同周期三天上行干扰系数的改善；l 上行底噪对比对比处理前后直放站性能表导出的指标，计算上行底噪是否小于-120dbm；l mrr质量对比对比处理前后各一周晚忙时的上行通好率、上行质差话务比例变化；l kpi指标对比对比处理前后掉话率，接通率，话务量的变化；按照以下表格进行跟踪记录（“信源干扰且上噪高直放站点”表）2.4.2直放站干扰小区处理流程图2.5天馈系统互调干扰排查互调干扰是指两个或多个载频信号同时加到接收机时，由于部件本身非线性的作用引起信号互调，如果互调产物频率恰好等于或接近有用信号频率，落入接收频段所产生的通信干扰。互调干扰分为有源互调、无源互调，分别是有源元件（无线电设备、二极管）、无源元件（电缆、接头、天馈线、滤波器）引起。有源互调一般指信号在合路器进行合路时其互调交调产物落在接收带内，导致干扰。无源互调（pim）特性通常是接头、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。通常认为这些无源部件是线性的，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：1、在射频路径上有劣质的机械接头、接点或安装松动；2、在射频原件的制造中使用了某种程度的磁滞材料（例如不锈钢等）；3、在射频路径的接触表面或接头处有异质污染物，如残留的焊剂或材料加工的颗粒、接触面收到污染或腐蚀等。2.5.1 无源互调干扰对通信系统的影响通信系统中的无源互调干扰（pim）来自于两种无源非线性，即无源接触非线性和无源材料非线性，无源非线性将引起射频信号产生大量的谐波信号，通常我们说的三阶、五阶、七阶互调产物都是由于射频电路无源器件的非线性引起的互调谐波。pim受射频电路中的无源器件性能、馈线接头性能、天线性能影响，当无源器件采用材质较差，杂质较多的铝合金，或接头等镀层磨损氧化后，另外器件接头部分工艺粗造等原因都有可能导致器件的非线性性增强，从而引起较大的谐波互调信号。中国移动互调分量干扰分析如下表：对于gsm系统来说，由下行信号产生的互调分量中三阶分量并没有落到上行的频段内，但是5阶分量却大量落到上行频段内，至于7阶和9阶分量由于其强度已衰减过大，在考虑对上行信号的干扰时可以忽略不计算，因此对于gsm900系统来说，无源器件的互调分量干扰主要来自于5阶互调干扰，5阶互调干扰也是造成gsm系统上行干扰的一个重要原因。对于dcs1800系统来说，3阶和5阶分量都不会落到上行频段，7阶、9阶分量会落到上行频段，但由于其强度衰减过大，故dcs1800系统无需考虑无源器件互调干扰的影响。一般来说，五阶互调比三阶互调弱1020个db，七阶互调比五阶互调弱1020个db。如下图所示：2.5.2 互调干扰初步筛选定位1、排查数据准备：(1) 提取一天连续24小时的icmband与话务量等方面kpi数据；(2) 收集已明确为外部干扰或直放站干扰等的小区记录信息；(3) 收集一天晚忙时mrr、fas；(4) 整理现网的频率配置信息。2、筛选疑似互调干扰小区：根据互调干扰的特征，可以通过以下几个必要条件初步筛选出疑似互调干扰小区：(1) 筛选出早或晚忙时icm4-5级比例30%（门限视地市具体情况适当下降），闲时=0.7的小区。从以上三个必要条件筛选出的小区，互调干扰可能性比较高，如果为了更进一步定位筛选或找出优先排查小区，还可以根据以下几项参考条件辅助性分析：(1) 连续三天晚忙时icm4-5级干扰比例1%，可以剔除突发干扰小区；(2) 计算疑似小区所有频率组合产生的互调分量是否落入频带内；(3) 检查小区是否以往有互调干扰历史；(4) 观察fas干扰电平波形图特征；(5) 上行质差明显的小区；根据以上几种方法最终筛选出的互调干扰疑似小区，还需要到现场进行互调性能测试，才能最终确定是否互调 。具体筛选分析流程如下：可选参考条件越多越优先连续三天晚忙出现fas干扰电平波形分析上行质差较差有互调干扰史互调频点产物发射空闲burst初步筛选疑似互调干扰筛选出早或晚忙时icm4-5比例30%，闲时30%的干扰小区排除外部或直放站等干扰话务与干扰是否相关外部或直放站等干扰排查解决其他干扰问题分析icmband话务量mrrkpi其他干扰记录fas频点配置ym数据采集天馈系统互调干扰整治现场检查确认其他问题疑似互调干扰小区2.5.3 互调干扰现场测试与定位互调干扰小区经过初步定位后，应到基站现场采用互调仪表对天馈系统进行测试。测试前，需做好相应的准备工作，主要包括以下：1、检查测试设备是否齐全，包括：仪器、测试线缆、转接头、力矩扳手、电源插座等。2、仪器必须接地。测试连接时，连接线与接头必须可靠的连接，包括足够的接触压力，接头处保持清洁等3、功率与测试频率设置。功率设置：测量仪输出信号功率不能超过器件的额定功率，一般情况下设置为43dbm（20w）。测试频点设置：a.扫频模式下，目标扫频频段应设为gsm频段：880-915mhz，dcs频段：18。频点变化间隔为0.1mhz。b.点频模式下，gsm(tx: 935-960; rx: 890-915) f1：935mhz f2：960mhz dcs(tx: 1805-1880; rx: 1710-1788) f1：1805mhz f2：1880mhz测试时，建议优先采用扫频模式，如仪表功能不支持，采用点频模式。4、测试前，应检查天线覆盖的前方物体，要求天线不能正对金属物体，如广告牌、铁烟囱等。必要时，需对天线方向进行调整。5、测试前，应断开天馈系统与有源设备的连接。根据工程难易程度，采取由内而外、由下至上的检测方式，分段排查定位天馈线系统故障点。天馈系统的互调测试按照以下步骤进行：1、天馈系统的整体互调指标：在上图的第1测试点，断开天馈线和主机架顶的连线，用低互调电缆将无源互调分析仪与机架顶馈线口连接进行测试。满足三阶互调值大于-80dbm，或者五阶互调（900m）/七阶互调（1800m）大于-90dbm，则认为存在互调干扰。转至第2测试点继续定位。2、天线互调指标：在上图第2测试点，断开天线与馈线的连接，用用低互调电缆将无源互调分析仪与天线端口连接进行测试。对于多个端口的天线，每个端口均需进行测试，天线的互调指标取多个端口测试的最差值。三阶互调值大于-90dbm，或者五阶互调（900m）/七阶互调（1800m）大于-100dbm，则判定该天线存在互调干扰，需要更换。更换天线前，需对待安装天线进行互调检测，新安装天线的互调指标于三阶互调应小于-90dbm，且五阶互调（900m）/七阶互调（1800m）小于-100dbm。否则，应定位为连接天线与基站之间的馈线或无源器件问题。3、对于馈线或无源器件，检查室外馈线是否有受外力作用出现损坏、折拧、明显被压扁的情况；检查完馈线的外观后再检查天线侧1/2跳线与7/8馈线接头和天线1/2跳线与天线接头是否有松动、进水、氧化等情况。天馈线外观检测没问题，则需要用无源互调分析仪对天馈线进行检测。对于怀疑存在问题的无源器件（3db电桥、功放器、耦合器等），应使用互调仪表对器件进行测试，无源器件的互调指标要求为-140dbc，未达到要求的器件应予以更换。4、对存在问题的器件进行更换后，需把连接头拧紧，馈线要按规范排放并保持清洁。开启关闭小区，跟踪干扰变化情况。2.5.4 非现场式的互调干扰定位方法根据互调干扰的特点，在不具备互调测试仪表的条件下，可根据以下排查方法，判定互调干扰。针对fas排查出有互调干扰嫌疑的天线，增大目标小区的下行发射功率，并关闭下行功控的操作，然后通过对比操作前后该小区的干扰系数和icmband4-5比例变化情况，若小区干扰系数或icmband4-5在操作后上升大于10%，可判断该小区为互调导致的干扰。操作流程请参见下图：具体操作案例可参见以下附件：2.6 通过极化隔离降低城中村直放站上行干扰私装直放站引起城中村覆盖900m小区强上行干扰，导致有效覆盖减小，造成上行信号质差、用户投诉。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。但私装直放站并不考虑该问题，功率往往调整为最大，因此会对周围基站造成较强的上行干扰。换言之，私装直放站的上行功率有较大冗余。如适当降低私装直放站上行功率将对现网上行干扰问题有一定改善。通过实地调查发现，一般的私装直放站使用的都是定向性较好的八木天线作为私装直放站无线接入耦合方式，且八木天线安装时的极化方式为垂直极化，根据这一特性，我们可以利用天线的极化失配，使基站天线和私装直放站天线传播方向极化正交，从而降低私装直放站引入的上行干扰。而对于普通终端，其天线为全向天线且用户持握方式极少为绝对的垂直，因此对普通终端影响较小。技术方案介绍1、天线的极化失配在无线通讯中，接收天线能够获得的最大功率为：pmax=sp上式的考虑是，接收天线的极化与外来波的矢量完全匹配，同时接收天线的阻抗也与负载阻抗共轭匹配。在实际中，这两种匹配不一定都能完全做到，这就使接收功率减小。如果用u和v分别代表阻抗失配因子和极化失配因子，接收天线的输入功率将为：pr=uvsp。当极化失配因子v=0时，表示两天线之间没有能量传输，这两副天线称为“正交”（极化方向相差90度）。例如，军事上，当导弹上的天线是线极化时，地面的天线必须是圆极化的，这样才能保证当导弹滚动时保持联系，否则可能因为当导弹滚动时两个天线的极化方向相差90度形成正交而失去联络。本实验，正是利用私装直放站的八木天线与小区接收天线极化正交（极化失配因子为0），大大降低私装直放站对网络的上行干扰。手机为全向天线，因此变换接收天线的极化方向对手机影响应该是比较小的。从此特性我们可以得出一个推论：当发射天线电磁波传播方向和接收天线电磁波传播方向平行时，接收到的信号强度最强；当发射天线电磁波传播方向和接收天线电磁波传播方向垂直时，接收到的信号强度最弱。为了验证这一推论，我们进行了一个实验，以现在移动通信网比较常用的45双极化天线为发射天线，+45为基站信号发射极化方向，以八木天线连接频谱仪作为接收终端，在离发射天线30米可视范围下，通过旋转八木天线振子相对于地面的方向，使其处于不同的接收角度，得到不同的接收信号强度，试验连接示意图如下：图 6试验连接示意图当旋转八木天线与室外基站天线成0度、180度、360度时，接收功率为-12.40dbm。见图2：图 7八木天线与室外基站天线成0度、180度、360度时接收功率当旋转八木天线与室外基站天线成45度、225度时，接收功率为-9.20dbm。见图3：图 8八木天线与室外基站天线成45度、225度时接收功率当旋转八木天线与室外基站天线成90度、270度时，接收功率为-12.97dbm。见图4：图 9八木天线与室外基站天线成90度、270度时接收功率当旋转八木天线与室外基站天线成135度、315度时，接收功率为-26.07dbm。见图5：图 10八木天线与室外基站天线成135度、315度时接收功率从实验数据可以得知，当发射天线为+45倾斜极化，八木天线振子相对于地面为135和315方向时，频谱仪接收到的信号强度最弱；八木天线振子相对于地面为45和225方向时，频谱仪接收到的信号强度最强；且最强和最弱的信号强度相差达16db以上。从以上的实验数据可以验证推论的正确性。见下图：图 11极化方向与接收功率关系图现阶段移动通信网络在密集城区和一般城镇应用环境下，主要采用45双极化天线，双极化天线组合了+45和-45两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量，同时由于45为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。而城中村私装直放站使用的八木天线，主要为垂直极化方式，其天线振子安装时与地面垂直，综上所述，我们可以得出一个结论：如果使城中村基站接收天线极化方向与私装直放站八木天线极化方向保持垂直，即极化方向保持正交，那么基站端收到的信号强度将会大大减弱，从而降低了私装直放站引入的上行干扰。根据这一结论，我们需要将城中村基站45双极化天线更换为水平极化的单极化天线，这样才能使城中村基站发射天线极化方向与私装直放站八木天线垂直极化方向保持正交。值得注意的是，将双极化天线更换为单极化天线会造成基站上行接收信号的极化分集损失。极化分集主要用于多径反射显著的场景，比如密集城区。由于建筑物的多径反射情况复杂，多径反射信号的极化分量往往也出现扭转和改变，以致合成的极化方向并非是简单的水平或者垂直，而主要是介于水平和垂直之间的方向，所以45双极化天线可获得良好的极化分集效果。虽然将城中村基站45双极化天线更换为水平极化的单极化天线会带来极化分集损失，但是两根单极化天线带来的空间分集效果，除了弥补极化分集损失外，还增加了上行分集增益。极化分集和空间分集增益的比较见下表：应用环境极化分集增益(db）空间分集增益(db）密集城区(室内）3.75密集城区(室外）4.73.3一般城镇(室内）43.7一般城镇(室外）5.74.7农村2.75.3图 7极化分集和空间