网络优化中常见直放站问题分析_实例与解决思路

1、 网络优化中常见直放站问题分析、实例与解决思路林燕波方凯武朱剑铭陈凯锐(中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司揭阳522031摘要在GSM蜂窝网络中,基站主要用作广域覆盖,而直放站用来作为覆盖手段的补充,实现小范围覆盖。但是,直放站提升了GSM系统的底噪,增加系统干扰,影响了系统质量。文章结合实际案例,对这类问题进行分析与探讨,并提出解决思路。关键词直放站上下行不平衡网络优化直放站系统的引进,能快速灵活地解决大部分覆盖盲区或弱信号区域问题,且投资相对基站较小,因此作用很大。然而,由于技术工艺限制、工程实施质量问题,或认识上的误区,直放站也给网络带来了负面影响,直接影响无线网络各项指标,成为网络

2、优化人员“头痛”的问题之一。总结日常网络优化工作中涉及直放站的问题,主要有:(1直放站上行底噪过高;(2直放站上下行不平衡;(3直放站造成下行质差;(4直放站信源选择不唯一性;(5部分直放站对Egsm频率使用的限制;(6直放站硬件问题。本文分析直放站以上问题的机制原理,探讨其在STS统计中的表现,进一步探讨并提出解决问题的思路。1问题分析及实例1.1直放站上行底噪过高直放站自身具有的底噪、天线隔离度不够引起自激或直放站硬件模块老化损坏等原因,都有可能造成对施主小区甚至相邻小区的上行干扰。在网络优化分析中,可以直接从STS统计的ICM指标中IB1IB5的数目分布分析。从STS统计分析:上行质差掉

3、话(Qu、上行弱信号掉话(Su、突然掉话(Sud,数量增大。如IB2、IB3的数量多,意味着干扰电平在-106 -98dBm之间,按C/I-9dBm的要求,上行信号要确保Cup-95-87,对应下行信号要在-89-81以上,该小区所有上行达不到-95dBm的通话(甚至-87dBm的通话可能因上行质差而掉话(Qu;而上行信号小于-99dBm的通话,上行质差更会明显,故掉话则计入上行弱信号掉话(Su。因此该小区Qu掉话与Su掉话会较多。切换决定一般依据下行信号强度的相对大小。在邻小区工作的手机不可能知道某小区受干扰。一旦尝试切入,切换接入脉冲受干扰无法解码,则造成切换的失败。故受干扰严重的小区,其

4、相邻小区的切入成功率往往都很低,接通率也就不高。例大,切换频度增大上行受恒干扰的小区A,大量通话C/I低,Rxqual (上行较高;只要Rxqualup4、5级,邻区电平满足RxlevnRxlevs-BQoffset,则会启动质差紧急切 换。有时候会出现循环切换的三角切换相象。举例:关掉直放站前后,两小区切换次数比例3/1,质差切换10/1。SQI值与Rxqual、切换频度、半速率、FER等相关。受干扰的小区,Rxqual(较高质差、FER相应较高、切换频度大,故SQI一般较低。实例:某日,火电厂微蜂窝1小区及2小区干扰突然变得比以前严重很多。如表1所示。由于该站的两个小区共同接入一个干放进行

5、放大,因而初步判断为干放出问题。调整后这两个小区上行干扰基本没什么改善。将干放断开,并直接将微蜂窝接到天馈线上,所有干扰级别全为1,因而确定是干放问题。更换一台新的干放后,结果正常。1.2直放站上行底噪过高无线链路中,涉及到上行链路与下行链路。由于手机功率受限制,BTS的发射功率不能设置过高。否则,将有部分通话由于上行链路不能工作,而不能正常通话。在没有引入直放站前,基站的上下行链路是上行已经略为不足了(一般上下行相差2dB。而实际运用中发现,现网中的直放站基本上是下行增益大于上行增益,有时差值在1040dB之间。从STS统计各项指标看,直放站上下行不平衡往往会造成:(1掉话率较高:掉话原因中

6、,Su较明显,Qu其次,Sud也较多;(2切入成功率较低,接通率较低。区域内如图1所示,假设基站发射功率45dBm,某室外直放站,Gd-Gu=12dB,即下行增益大于上行增益12dB。一般来说无直放站时,SSup=SSdown-6,即手机接收强度与基站接收强度相差6dB。(1在覆盖区域室外点X1。假设SSdn=-80dBm,则SSup=SSdn-6-12=-98dBm。在点X1。虽然上表1 火电厂微蜂窝STS统计表下不平衡,但上行到基站接收电平仍有-98dBm,能正常通话。(2在覆盖区域室内点X2。关上门、洗手间等场合:假设SSdn=-90dBm。则SSup=-90-6-12=-108dBm,

7、已经超过BTS灵感度极限。该通话将是单通,将记一次上行质差掉话(Su或突然掉话(Sud。(3在覆盖区域(或合同区域之外点Y。假设未装直放站:该点接收cell2信号:SSdn2=-95dBm、SSup=-95dBm-6=-101dBm,这时SSdn2=-95dBm、SSup=-101dBm。工作于cell2,能正常双方通话。假设装了直放站:直放站除增强合同区域X外,在泄露区域Y使cell1在点Y的场强达到SSdn1=-90dBm。则点Y应工作在cell1(接入或切换到,此时SSup=SSdn-6-12=-108dBm,这时由于上行达不到灵感度的极限,仍无法正常通话。一般测试选样点都在空旷地段。手

8、机拿在手里或放于仪器上,忽视了隐蔽弱信号区域的拨测,忽略了实际通话中人体对信号的衰耗。实例:在对话务统计的分析中,发现松阳接通率较低,且掉话率较高,掉话原因主要集中在上行弱信号上,如表2所示。两小区同时硬件故障的概率较低,因而怀疑为某一宽带直放站的影响,检查其增益及衰减,发现上行与下行信号增益相差20dB,重新调整,并到现场测试,最后在确保覆盖正常的情况下将上下行信号差距缩小至图1 直放站信号覆盖区域图GdG uBTS A BCell1合同覆盖区域X点X1点X2泄露区域YSSdm2=-95SSdm1=-90Cell2点Y 8dB,话务统计结果改善,掉话率降低到2%左右。1.3直放站造成下行质差

9、直放站造成质差,特别是强信号质差,有以下几种情形。(1选频直放站的个别选频模块输出功率不足,没有输出或选错频点导致下行质差。当选频直放站的个别选频模块输出功率不足、没有输出或选错频点时,即使在跳频情形下,往往会造成下行质差,一般实测都在47级以上。从STS统计分析,表现为Qu与Qd掉话较多,比例较大,但局限于与个别邻区的切换。即非全局性,如果没输出或Cu 坏,则为全局性,这是极为重要的区分界线。(2直放站链路时延过大导致的下行质差。某些直放站,特别是选频机,会使TA 值增大数倍,这可能是器材问题或工作制式上的问题;而TA值加大后为何出现下行质差(强、弱信号均有可能,以下做出解释。图2 直放站覆

10、盖造成TA 不同图如图2所示。Y 为直放站,小区X信号直接到达区域Z 时,假定TAX =2,强度为SSX;小区X 经直放站Y到达Z时,由于直放站自身使TA加大,假定TAY =4,强度为SSY ;两个信号经不同路径,产生多径叠加,MS 接收的信号为:SSX +SSY ;若TAX TAY ,则视为多径叠加。若TAX TAY ,如TAY =4,TAX =2,则两个波速相差2bit,手机解码时,两个信号可能直接作同频干扰问题。若|SSX SSY |12dB,则有5级以上连续质差;|SSX SSY |16dB,则有4级以上连续质差;即是只要两个波连信号强度相差不大,而两者TA 值超2个比特值。则肯定有方

11、块状连续质差,不管信号有多强。这种现象,路测人员经常碰到如经过直放站覆盖的隧道、在选频直放站覆盖的大厦周围、选频直放站覆盖的干道,较空旷处。若SSX SSY ,即来自小区的信号SSX 为主,来自直放站的信号SSY 为干扰,则从TA 无法判断,往往直接会误认为频率干扰或基站故障。直放站TA 增大,上下行链路应一致,故STS统计上,Qd、Qu,甚至TA 掉话会增多;Qd、Qu 切换比例较多。(3直放站与基站下行功控不协调、不兼容,造成强信号下连续强质差。宽带直放站,既放大C值,也放大I值;下行功控深度调节(如Lcompdl30以上时,C 可下降,而I不会下降,故C /I 可能达不到要求。图3 直放

12、站与基站下行功控不协调如图3所示:假定小区C e l l X ,功控设置Lcompdl =40,SSdesdl =80,Qdesdl =10,Qcomp =40;假若A 点:测到CellX 的BCCHNO 强度SSA =-70dbm,Rxqual 01之间(起始0级,不功控;功控后,1级功控使C下降4dBm。引进直放站系统Amp 以覆盖区域Y 后,假设在近测试点C,空闲模式下Cell表2 松阳STS 统计表CellXABAmp下行SSA =直放站覆盖区域Y MS远测试点D,-70dBmMS远测试点C,-40dBm小区Y小区XAmpMS X 的BCCHNO强度为-40dBm;在远测试点为-70d

13、Bm;在C 点:从A 直放站B C 整个路径增益为-40dbm -(-70dBm=30dBm从A 直放站B D 整个路径增益则为0dB;在C 点,I C =I A +G =-102+30=-72dBm 在C点发起呼叫,功控启动后:可下调幅度(先考虑SS 强度要素,质量一般为回调措施。C =(Lcompdc /100×(SS C -Ssdesdl =0.4×-40-(-80=16(dBm。则C点功控起作用后,SS C =SS C -16=(-40-16=-56(dBm。则此时C /I =SS C -IC =-56-(-72=16dB。对应的Rxqual 则为4级,即该点有4级

14、质差。因质差因调C =16dBm+(40-10×40/100×4/10dBm =11dbm,C /I =21dB,质差3级,故C 点将测到34级质差,此时信号极强(-40dBm,BCCHNO 强度。同理可推出D 点:BCCHNO 为-70dBm,功控起作用后,C /I 在-32-28之间,质差值保持在01级。或许我们会考虑关闭小区的下行功控,则该小区整体下行输出大幅度增大,对其同频小区造成干扰的机会增多,很可能因小失大,或解决一小问题,造成另一更大问题。实例:连续数天观察,东铺农场1小区下行质差掉话严重,如表3所示。频率检查,10km 内无同邻频,发现小区有驻波比告警,处理

15、后问题并未得到改善。MOTS 查看各载波工作状况,无异常现象。查询直放站资料,发现有一移频直放站刚建设,且以东铺农场1作为信源,于是关直放站并进行话务统计,结果正常。确定是直放站问题,直放站维护人员到现场进行检查,发现为时延问题引起,进行信源整改,恢复正常,如表4所示。1.4直放站信源选择不唯一性宽带直放站,信源选择要保持单一性很难。信源选择不唯一性,会同时影响一至几个小区。这几个小区之间因为信号强度接近,同时有质差,则互相之间的切换会更加频繁。从STS统计上,几个小区可能都有接通率低,掉话率高,Su、Qu、Qd 掉话多,Qu、Qd 切换比例大,切换频度高,SQI 值较低。1.5部分直放站对E

16、gsm 频率使用的限制由于早期投资的直放站并不支持扩展频点,包含了部分城区建筑群密集,人口多,话务高的区域。每个小区配置均较高,频率紧张,急需动用Egsm频点来缓解。却因为话务小区所带直放站不支持Egsm 频点,而使Egsm 频点难以用于这些场合。或者按直放站资料,将Egsm 频点规划用于不带直放站的小区。实测过程中发现,部分直放站覆盖区域,由于直放站信源选择的不唯一性或主次小区电平相差较小,加以直放站上下行质差引起的过多紧急切换,切向带有Egsm 频点的小区,而Egsm 频点信号无法放大而出现掉话。实例:某日,JY3RJD2SUD掉话明显增多。如表5所示。经查询该小区有5个P 频点和1个E

17、频点。由于附近一带直放站较多,且经了解最近一带已做过直放站信源调整,结合掉话原因进行分析,初步判断为某不支持E频段直放站将该小区调整为信源引起,于是HALTED表3 东铺农场STS 统计表1 表4 东铺农场STS 统计表2 掉该小区的E 频段进行观察,指标如表6所示。后来通过将频点1017频点改为3号频点,问题就得到了解决。1.6直放站硬件问题直放站硬件问题,表现情况很多,有时从话务统计上可以直接看出来,比如突然掉话增多,通话质量严重有问题甚至不能正常通话。实例:某用户反映在烟草市场打电话断断续。到现场进行测试,发现主要覆盖小区为交通1,信号强度在-70dBm 左右,干扰持续在Rxqual =

18、3以上,通话质量较差,影响正常的通话,且在室内弱信号区域质差更加严重。如图4所示。由于我们在室外测试占用交通1时质量很好,而该处装有直放站,因而我们初步判断为直放站问题模块问题引起。关闭后通话质量良好,质量全为一级,如图5所示,后来厂家检查确认原因是功放模块损坏。表5 JY3RJD2 STS 统计表1表6 JY3RJD2 STS 统计表22问题的解决思路前面对直放站的常见问题以及问题的潜在机制进行了探讨。在此基础上,分析直放站相关问题的解决思路稍显得简单明了。(1确保底噪对施主小区造成的背景噪声(干扰能低于-120dBm 的要求。控制对施主小区造成的静态背噪能达到-120dBm,则C /I -

19、107dBm-(-120dBm=13dB (其中-107dBm是基站灵敏度,直放站的影响能最小化。尽量考虑适当安装施主小区位置,使其获得最大隔离度,这样即使上行增益不降低,自激难以形成对施主小区造成的底噪可最小化。(2确保上下行链路的基本保衡。属于覆盖室内、电梯、底层车库的直放站,若泄露机会不大,上下行增益相差不超过5dB ;属于室外覆盖的直放站,上下行保证相差不超3dB ;若基站小区功率为47,可考虑降低为图4 烟草市场测试图1网络规划与优化专题 2006.12 电信工程技术与标准化 图 5 烟草市场测试图 2 45 以下. 我们应该注意到, 不必强调直放站覆盖区域信号越 强越好. 我们介绍

20、一种解决的有效方法引入 "小功 率,多天线"方式覆盖.即是增加用户天线,确保上下 行增益最小, 而覆盖区域各项指标能达标. 这时, 既能 达到覆盖目的,又可以避免上下行增益相差过大. 的信源小区.故上下行增益要及时调整; (2话务特别高,建筑群密集,人口集中,因而基 站各小区载波配载特别高的区域,最好更换支持 Egsm 频率的直放站主机. 可采用新老站点对调主机办法, 减 少不必要投资.但新站点要订购支持 Egsm 频点主机; (3 信源选择严格把关. 确保主小区与邻小区电平 相差 6dB 以上,并保持稳定; 3 直放站工程建议 (1新站开通后,及时考虑邻近直放站能否拆除, 是否要整改. 新站开通后, 通过关闭直放站, 做现场测 试. 若场强与质量均达标, 考虑及时拆除直放站或考虑 局部使用. 新站开通于原直放站附近, 一开通, 新站几 个小区一般上行干扰大. 离直放站太近, 则直放站底噪 到达小区时底噪太强. 新站开通往往自发改变了直放站 (4 在工程验收上, 采取现场测试与STS各项统计 指标观察相结合的办法, 及时发现新开直放站可能造成 的负面影响,由厂家在未正常开通前