GSM网络优化中载频故障的分析

1、第 1 页 共 22 页 MOTOROLAG GS SM M 网网络络优优化化中中载载频频故故障障的的分分析析第 2 页 共 22 页 MOTOROLA序 言目前 移动通信 市场竞争激烈 , 要想在与对手的竞争中占据优势，立于不败之地，就必须保证我们的网络质量，良好的网络才能留住客户。影响网络质量的因 素有 很多，有各种软件问题，有各类硬件问题，而在基站中 载频由于长期处于收发信状态，因此成为GSM 基站 硬件中的“故障之王 ” 。本文 结合 近年来 上饶移动网络优化期间的工作,以HORIZON INDOOR 基站为例 ,从基站故障现象着手， 就载频故障可对GSM 网络造成的影响 以及判断方法

2、 进行一些总结 。第 3 页 共 22 页 MOTOROLA目目 录录1.1.载频内部结构及工作原理载频内部结构及工作原理 .4 41.11.1载频在整个基站工作流程中位置和作用载频在整个基站工作流程中位置和作用 .5 51.21.2报告内容提要报告内容提要 .7 72.2.载频常见故障分析载频常见故障分析 .8 82.12.1 载频退服。载频退服。.9 92.22.2 调测问题调测问题“Invalid“Invalid CalibrationCalibration Data”Data”.10102.32.3 载频隐性故障载频隐性故障.10102.42.4 覆盖差、信号不稳或没信号覆盖差、信号不

3、稳或没信号.11112.52.5 PATH_BALANCEPATH_BALANCE 异常异常 .11112.62.6 BERBER 高高 .12122.72.7 IOIIOI 高高 .13132.82.8 无声、单通（无声、单通（RCIRCI 告警）告警） .14142.92.9 掉话高掉话高.14142.102.10 chan_request_ms_failchan_request_ms_fail 高、高、ma_fail_from_msma_fail_from_ms 高高.15152.112.11 小结小结.15153.3.导致载频问题的原因分析导致载频问题的原因分析 .17173.13.1

4、 载频负荷高载频负荷高 .17173.23.2 工作环境工作环境 .17173.33.3 工程质量差，以及受到其它器件负面影响工程质量差，以及受到其它器件负面影响 .18184.4.问题分析总结问题分析总结 .1919附件一附件一. .关于载频误码率高的分析关于载频误码率高的分析第 4 页 共 22 页 MOTOROLA附件二附件二. .关于关于 MA_FAIL_FROM_MSMA_FAIL_FROM_MS 指标高的分析指标高的分析附件三附件三. .网优工单汇总网优工单汇总第 5 页 共 22 页 MOTOROLA1. 载频内部结构及工作原理 在分析载频的各种故障前，首先回顾一下载频硬件的内部

5、结构和基本的工作原理。图图 1 1. .载载频频内内部部 功能结构图功能结构图1. 上图为 载频内部功能结构图，由 图可见 ,载频主要由 2 个部分组成:第 6 页 共 22 页 MOTOROLA（1）射频部分 ,主要由 RX 载频射频接收部分和TX 载频射频发射部分 组成 。（2）数字基带 部分 ,主要是 实现 与 MCUF 之间的 2M 信号通信 ,以及 2M 时钟功能 ，与射频电路相关的 控制信号、业务信号、时钟等功能。2. 载频主要有以下一些功能:（1）给基站与手机提供空中接口。（2）在接收通路， CTU 完成对接收到的空中信号实现正交解调、信号强度与误码率测算、模/数转换、均衡恢复后

6、进行解交织、解码、解密后送到 MCUF 进行处理 。（3）反之，则进行一系列反转换后从功放向空中发射。1.1 载频在整个 基站工作 流程中 位置和 作用DCFCTURX1RX2SURF图图 2 2. .o om mn ni i2 2 基基站站射射频频部部分分 原原理理图图第 7 页 共 22 页 MOTOROLA图图 3 3. .基基站站 数数字字电电路路 原原理理图图由以上两图可见， 数字电路与射频电路共有的设备是CTU,即载频 。下面是无线网话音通路示意图：接接收收通通道道： 天天线线 合合路路器器 S SU UR RF FC CT TU UM MC CU UF FN NI IU UT T

7、4 43 3B BS SC C发发射射通通道道： B BS SC CT T4 43 3N NI IU UM MC CU UF FC CT TU U合合路路器器 天天线线红色部分是基站射频器件，蓝色部分是基站数字电路器件。可见，载频是射频、数字电路的接口，身兼两种功能。如果说 MCUF 是基站管理核心，那么载频就是基站运转核心。所有GSM 业务都必须通过无线信道提供给最终用户，而无线信道的激活、释放最终都由载频来完成。 也许 正是这种频繁的激活、释放无线信道过程才使载频成为基站中最易损的器件。第 8 页 共 22 页 MOTOROLA1.2 报告内容提要本报告中对常见载频故障进行了分类，并逐类进

8、行了分析，列举了常规的处理方法。同时也对载频故障产生的原因进行了几个方面的分析。最后对载频故障处理流程进行了总结。希望能给无线网络优化战线上的同仁们有所启发。后面的报告内容主要包含以下几部分：载频常见故障分析导致载频问题的原因分析问题分析总结第 9 页 共 22 页 MOTOROLA2. 载频 常见 故障分析上饶 移动 GSM 系统已经历了 7 期工程建设，早已实现基站到乡镇。已经达到了很高的地理覆盖率和人口覆盖率。但据最近对1860 用户申告的统计结果显示， 无线网络的投诉 在用户投诉中仍占有较大的比重。为什么经过了多年的网络建设，我们的 网络仍不能满足用户的需求？这是我们共同关心的问题。通

9、过对近期网络优化工作的总结（具体网络优化工单见附件三） ，我们发现无线网优化工作大部分时间和精力都放在了处理载频故障上，下图为 网络 优化工作中 基站各类故障 所占比重 ：基站故障各占比例72.1%2.8%6.0%6.0%1.9%11.2%载频故障合路器故障接收电路故障天馈问题MCU(F)其他硬件图图 4.基站各类故障比例基站各类故障比例显而易 见， 载频故障 率远高于基站 其它 类型 故障， 载频无疑是 基站中的 “故障之王 ” 。因此 如何及时、 快速地发现并解决载频 问题 ，将是 我们 无线 网络优化 工作 的重中之重。 下面 就载频各类故障 现象 进行一些分析、探讨。第 10 页 共

10、22 页 MOTOROLA2.1 载频退服。很显然，载频退服可导致小区无线容量丢失，严重时小区会产生拥塞，引起用户大量投诉。在 OMC_R 上可以直观地看到退服告警，有以下几种情况：1) “DRI Not Detected” 和 “Waiting for Connection”这两种故障都是由于 MCUF 不能与载频通信。在“DRI Not Detected”的情况下，从载频到 MCUF 的上行链路中断；而“Waiting for Connection”的情况则是从MCUF 到载频的下行链路中断。这些链路可能受多种因素影响，列举如下：载频掉电载频吊死，重启恢复CTU 的背板接头或前面板有物理损

11、坏系统处于过渡状态，会在几分钟内自行恢复载频硬件故障,更换载频能正常MCUF 硬件故障,更换 MCUF 能够恢复正常FMUX 或架间光纤故障引起,更换 FMUX 架间光纤后能够恢复2) “U Un nl lo oc ck ke ed d D De ev vi ic ce e N No ot t I In n S Se er rv vi ic ce e” 这说明系统检测到有一个没有被 LOCK 的载频不能正常工作 ，原因不明 。处理方法：检查有无载频硬件重启载频更换载频3) “Inhibited”第 11 页 共 22 页 MOTOROLA该故障说明载频产生了一个严重告警，这通常意味着载频内部存

12、在一个真正的故障。处理方法：载频重启。更换载频。4) “Code Load Fail” 和 “CEB Configuration Fail”这两种故障说明在软件下载期间载频的固件和数字硬件间发生通信错误。处理方法：很多情况下该故障可通过重新下载软件清除更换载频2.2 调测问题 “Invalid Calibration Data”在 OMC_R 上可直观地看到载频告警“Invalid Calibration Data”，该故障是由于载频 bay level 校准未完成或校准数据在校准完成后未能正确保存引起，少部分是由于载频内部故障导致。出现此告警载频不会退服。处理方法：I重新调测载频收发通路II

13、 更换载频2.3 载频隐性故障在 MMI 上看载频工作正常，在 OMC_R 的 EVENT_LOG 中看会发现这类载频曾经出现过退服，或出现过某种表明载频性能下降的告警。这类故障显然会造成基站容量丢失，服务性能下降。一些这类故障与其它基站器件如MCUF、FMUX、FAN 等有关，但大多数均是载频故障，如载频内部时钟丢失、第 12 页 共 22 页 MOTOROLA功放性能下降等。遇到这类告警，第一处理方法就是更换载频。这类故障常见告警有以下一些：Active Link Connection FailurePower Amplifier Temperature High But Function

14、ingTransmitter Failure - Output PowerFront End Processor Failure - Watchdog Timer ExpiredReceiver Synthesizer FailureTransceiver to DRI Communication Error 判断方法：I在 OMC_R 的 EVENT_LOG 中查看关于载频的 LOG 文件，可以看到哪个载频产生过告警。II 用摩托罗拉优化工具 COP 中的 ECT 功能，可以很方便地统计全网所有载频的退服和告警记录。2.4 覆盖差、信号不稳或没信号这表明基站发射部分有问题。原因有载频发射功率

15、小或无发射功率，同小区载频发射功率不平衡，耦合器、天馈线故障等。判断方法：可先在 OMC_R 上将 BCCH 信道换一个载频发射，观察信号情况，若未能解决，则需到现场调测基站，即可判断载频是否有故障。故障实例：去年初，上饶县维护员反映花厅基站没信号。我们先在 OMC_R 上查看该站状态，发现状态正常，查看信道占用情况时发现，该站没有一个用户占用，于是我们将 BCCH 载频 LOCK 住，RTF 0 0 就从 DRI 0 3 转移到 DRI 0 1，这是再查看信道占用情况时发现有用户占用了，因此基本可以断定故障出在第 13 页 共 22 页 MOTOROLA载频或合路器上。后来经我们现场调测，发

16、现 DRI 0 3 损坏了，发射功率只有1W 左右。2.5 PATH_BALANCE 异常PATH_BALANCE 是 OMC_R 上载频的一个统计项， 这个统计主要考察基站收发信系统接收部分性能，其计算公式为：PATH_BALANCE=UPLINK_PATH_LOSSDOWNLINK_PATH_LOSS100其中： UPLINK_PASS_LOSS=ACTUAL_MS_TXPWRRXLEV_UL DOWNLINK_PASS_LOSS=ACTUAL_BTS_TXPWRRXLEV_DL其统计的正常结果应在110 左右 。如果某个载频统计结果远高于或低于此值，则表明这个载频收发信通道存在问题，会影

17、响正常通话，甚至不能通话，这类故障可分为以下两种情况：I. 载频统计结果高于120，则表明 可能 载频 的射频部分的 RX 通路故障导致上行 通道 损耗过大。故障现象表现为：手机无信号或有信号打不了电话。 判断方法：进行基站接收通道调测，未能解决问题， 可将故障点定位在 SURF 或载频上 ，再通过更换载频即可判定载频是否损坏。II.载频统计结果 低于 100，则表明 可能 载频 的发射部分的 TX 通路故障导致载频发射功率过低、下行通道 损耗过大。故障现象表现为：手机无信号或信号很差。 判断方法：进行基站发射通道调测，未能解决问题， 可将故障点定位在合路器或载频上，再通过更换载频即可判定载频

18、是否损坏。第 14 页 共 22 页 MOTOROLA2.6 BER 高这项统计表明载频 的下行通道误码率的大小 ，在空中接口中，误码率分为 07 共八级 ，这八 级与误码率对应关系如下：0 = 0.14%1 = 0.28%2 = 0.57%3 = 1.13%4 = 2.26%5 = 4.52%6 = 9.05%7 = 18.10%BER 越高表明手机接收到基站的信号质量越差。该问题 故障 点应 在载频射频部分的 TX 发射部分 。有以下几种情况：0、2、4、8 偶数时隙误码率高1、3、5、7 奇数时隙误码率高部分时隙误码率高整个载频误码率高故障现象： 用户 通话音质差 ，甚至无法通话 ，如果

19、 BER 高的时隙承载了 SDCCH 信道，则手机会无法起呼。具体案例见附件一。判断方法：I.奇、 偶时隙误码率高， 可以肯定非频率干扰造成，可直接更换载频。II. 部分或全部时隙误码率高，可先更换 频点 ，排除频率干扰 可能性，若不能解决，则肯定是载频故障，直接更换即可。2.7 IOI 高这项统计表明载频 的所有 上行 突发受到的干扰值。干扰的大小，直接影第 15 页 共 22 页 MOTOROLA响到通话质量 (QUALITY)，甚至引起系统掉话。干扰可能来自系统外，也可能来自系统内部。系统内干扰可能是由频率干扰造成，也可能是载频内部电路故障造成 。故障现象：载频退服、载频无占用、通话质量

20、差。判断方法：用干扰测试仪进行现场测试可排除外部干扰，更换频点，更换SURF，如果还未解决，可 判定载频 故障。2.8 无声 、单通（ RCI 告警）无声、单通现象原因很多，TCH 话音信号经过的设备均可能产生。就载频而言，射频电路、 数字基带电路故障都可能导致这两种现象。故障现象：通话中的一方能够听到对方的声音，但是对方不能听到自己的声音，这称为单通。若双方都听不到，则称为无声。判断方法：I. 这两种故障原因很多，若投诉面大的，一般来说，要根据投诉、通话手机所处位置、通话对方情况（电信、联通、长途等）判断故障范围，在进行拨打测试，并跟踪测试机拨打状态，分析出问题时的共性原因来逐步解决，一般不

21、是载频故障。II.若投诉面小、集中在某个基站的，则到现场用测试机进行拨打测试，通过产生问题时手机所占载频就可以定位故障载频。III.另外，还可以在 OMC_R 上查看该站 EVENT_LOG 文件，若有“RCI Fault at Remote BTS”告警，则看告警是一个载频有还是多个载频都有，一般来说只有一个载频出现告警，可以断定这个载频损坏，直接更换即可。故障实例：横峰县城有用户反映通话无声，我们在 EVENT_LOG 文件中发第 16 页 共 22 页 MOTOROLA现该站 RTF 1 2 八个时隙均出现了“RCI”告警，其它载频 RTF 正常。因此我们初步断定 RTF 1 2 对于载

22、频损坏，随后我们到现场进行拨测，发现手机占上RTF 1 2 即无声，更换载频后再拨测就通话正常了。2.9 掉话高载频其它 统计 指标均无异常， 但是在 per carrier 统计中 TCH 掉话次数明显高于同小区其它载频。在 per cell 统计中 SDCCH 掉话高。故故障障现现象象： 在统计中掉话次数高， 在该小区 通话时易掉话 。判判断断方方法法： 更换频点或与相邻载频互换频点，如未解决，则可判定载频故障， 到现场进行调测， 如还未解决 则更换载频 。故障实例：故障实例：小区 31026-31082（邮政楼） ，RTF1 3 其它指标无异常，但掉话高，更换频点后,没有解决,更换载频后

23、，掉话现象消失：忙时掉话次数站名小区号载频 ID处理前(4/19)处理后(4/20)RTF 1 000RTF 1 100RTF 1 221邮政楼460-00-31026-31082RTF 1 3400合计掉话421 2.10 chan_request_ms_fail 高、 ma_fail_from_ms 高这两种情况都属于分配了信道，手机却没有占上。chan_request_ms_fail 高表明基站分配了 SDCCH 信道，手机占不上；ma_fail_from_ms 高表明基站分配了 TCH 信道，手机占不上。故障现象：故障现象：手机起呼困难。第 17 页 共 22 页 MOTOROLA判断

24、方法：判断方法：I. chan_request_ms_fail 高，可与该载频的其它统计指标情况结合起来分析，先排除干扰问题，再排除耦合器、SURF 等其它射频器件，就可以定位故障点在载频上。 II.ma_fail_from_ms 高原因较多，从我们处理的情况来看，最主要原因是载频硬件故障。遇到这类故障，可以先用摩托罗拉公司的 perl 工具收集RSS 到 CP 的消息，然后分析出问题出现在哪个频点上，然后更换相应的载频即可。 （详细处理方法见附件二）2.11 小结以上是常见的 各类 载频故障，现网中这些故障出现概率也各不相同，见下图 ：载频故障各占比例12.3%11.0%0.6%17.4%0

25、.6%3.2%18.7%3.2%14.8%18.1%PB问题调测问题单通、无声隐性故障IOI高覆盖问题BER高chan_request_ms_fail、ma_fail高掉话高载频退服图图 5.载频故障各占比例载频故障各占比例由图可见，BER 高、载频退服、隐性故障是比例最高的三种故障，三项之第 18 页 共 22 页 MOTOROLA和达到了 54.2，超过了一半。因此处理载频问题要着重处理这三类问题，这样能使我们的工作事半功倍。第 19 页 共 22 页 MOTOROLA3. 导致载频问题的原因分析为什么载频故障率这么高，如果能找到原因 ,就能最大限度地降低故障率。就我的工作体会 ,我认为

26、有以下几方面原因：3.1 载频负荷高载频 时刻不停地工作 。专用模式下 进行 信号 调制 /解调、信号强度与误码率测算、模 /数转换、均衡 、交织 /解交织、 语音编 解码 等过程；空闲模式下 还要 进行上行干扰 值测算 。载频 是大功率器件， 最大功率 50W 左右。 空中的无线信号最 终是来源于载频 。因此 ,正是 高负荷、大功率工作导致了载频的高故障率。3.2 工作环境在恶劣环境下工作，无论何种电子设备都容易损坏，载频 也不例外。如机房温度高，基站过滤网堵塞，载频散热不良就会导致载频温度过高，出现告警“power amplifier temperature high but functi

27、oning” ，引起功率放大器性能下降，发射功率下降，基站覆盖面减小。 去年鄱阳石门街基站，由于屋顶施工质量不过关，一到雨天，就屋外下大雨，屋里下小雨，雨水并未渗漏到机架上，但室内潮气非常重，导致载频经常损坏（一次 BER 高、两次 Inhibited） ，几次我们去换载频时没下雨，也没发现这个情况，后来扩容时才发现，并要求鄱阳公司立即对屋顶进行了整改，今年以来，该站从未出现过故障。因此按维护规程要求定期巡检很重要，这样能及时发现基站异常环境。现在基第 20 页 共 22 页 MOTOROLA站都安装了环境监控系统，这给我们提供了另一条检查机房工作环境的途径，因此要结合这个系统保持基站在正常环

28、境下工作,可以有效地降低载频故障率。 3.3 工程质量差 ，以及 受到其它 器件 负面影响工程施工质量没把握好会给设备工作带来隐患。如天馈线驻波比过大，载频射频线没拧紧，大量载频发射信号反射回载频，导致载频损坏。工程开新站时，没有进行全面的基站调测，导致有问题 设备在网上运行 ，如“Invalid Calibration Data”问题，影响 了网络质量， 给后面的维护工作带来重复劳动，浪费 了人力物力。第 21 页 共 22 页 MOTOROLA4. 问题分析总结 下表对常见载频故障处理流程做了一个总结：故故障障现现象象分分析析常常规规处处理理流流程程P PA AT TH H_ _B BA AL LA AN NC CE E问问题题故故障障点点多多调调测测缩缩小小故故障障范范围围置置换换S SU