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1 概述 频率资源是稀有资源。在GSM系统中，为提高系统容量，必须对频率进行复用。频率复用就是指同一频率被相距足够远的几个小区同时使用。同频复用小区之间的距离就叫复用距离。复用距离与小区半径之比称作同频干扰因子。对于一定的频率资源，频率复用越紧密，网络容量越大，复用距离越小，干扰就越大。 上述频率复用引起的干扰是网内干扰（或叫系统内干扰），除此之外，GSM网络还可能受到来自其它通信系统的网外干扰。 干扰的大小是影响影响网络的关键因素，对通话质量、掉话、切换、拥塞均有显著影响。如何降低或消除干扰是网络规划、优化的首要任务。本文在总结国内外专家经验的基础上，对干扰的来源、干扰定位及其解决方法进行了系统地描述。 .1 干扰对网络的影响当网络存在干扰时，手机用户经常会感觉到以下现象： ² 通话时经常听不到对方的话音，背景噪音大。 ² 固定打移动、移动打移动经常在听到“嘟、嘟、嘟”后就掉线，该声音与手机有关。 ² 通话过程中经常有断续感，经常掉话。 网络存在干扰时，从话统上看，会有以下现象： ² 有高达4～5级干扰带出现，且统计值大于1。 ² 拥塞率高（由于SDCCH信道被干扰，导致立即指配或TCH指配失败）。 ² 掉话率远高于其它小区。 ² 切换成功率低。 路测会发现： ² 切换困难。 ² 高电平，低质量。 用信令分析仪（MA10/K1205）跟踪Abis接口信令会发现： ² 误码率高于其它小区。 2 干扰源.1 干扰源分类移动通信系统的干扰源 / 噪声主要可分为： 1、自然噪声 焈 大气噪声 焈 银河噪声 焈 太阳噪声（安静期） 2、人为噪声 焈 汽车或其它发动机点火系统的干扰 焈 通信电子干扰 焈 电力线干扰 焈 工业、科研、医疗及家用电器设备的干扰 美国ITT对上述噪声 / 干扰的研究数据见下图。
ͼ1 环境噪声 图中，Ta 为噪声温度；Fa为等效噪声系数，两者关系为： 其中，To＝290°K。 从ITT的研究数据可以看出，在30～1000MHz范围内，大气噪声和太阳噪声很小，，可以忽略不计；在100MHz以上，银河系射电噪声低于典型接收机的热噪声，也可以忽略不计。因此对于450MHz、800MHz、900MHz、1800MHz、2000MHz的移动通信系统均无需考虑自然噪声（大气噪声、银河噪声、太阳噪声）【3】。太阳黑子活动高峰期的噪声对移动通信的影响目前不清楚，但科学家均相信太阳黑子活动高峰期对电力、通信有严重影响。 根据美国国家标准局（NBS）的研究，人为噪声是移动通信系统的主要干扰源之一。在这些人为干扰 / 噪声源中，有些干扰是无法控制的，如汽车发动机点火干扰、电力干扰、工业电气设备干扰，而有的干扰是可以通过对网络的合理规划和系统优化克服的，如通信设备之间和之内的干扰。后者就是本文要主要研究的内容。 .2 对移动通信有主要影响的干扰源在移动通信系统中，基站在接收较远的移动台的信号时，往往不仅受到周围其它通信设备的干扰，而且还受到本系统另一个基站或移动台的干扰【3】，见下图。
ͼ1 移动通信干扰示意图 这部分的干扰源主要有： 硬件故障： * TRX故障：如果TRX因生产原因或在使用过程中性能下降，可能会导致TRX放大电路自激，产生干扰。 * CDU或分路器故障：CDU中的分路器和分路器模块中使用了有源发大器，发生故障时，也容易导致自激。 * 杂散和互调：如果基站TRX或攻放的带外杂散超标，或者CDU中双工器的收发隔离过小，都会形成对接收通道的干扰。天线、馈管等无源设备也会产生互调。 网内干扰： 频率规划不当会引起： * 同频干扰 * 邻频干扰 直放站干扰： 直放站是早期网络建设普遍采用的扩展基站覆盖距离的有效方式，由于其自身的特点，如果使用不当，非常容易形成对基站的干扰，直放站存在以下两种干扰方式： * 由于直放站本身安装不规范，施主天线和用户天线没有足够的隔离度，形成自激，从而影响了该直放站所依附基站的正常工作。 * 对于采用宽频带非线性放大器的直放站，其互调指标远远大于协议要求。如果功率开得比较大，其互调分量很大，非常容易对附近的基站形成干扰。 其它大功率通信设备的干扰： * 雷达站：有些七、八十年代设计的分米波雷达，使用的频率与GSM相同或相近，由于其发射功率非常大，功率等级一般都在几十到几百千瓦范围内，其带外杂散比较大，也很容易对附近的基站造成干扰。 * 模拟基站：模拟移动基站使用的频段与GSM频段有一段重合，根据国家的要求，模拟基站应该退出GSM频段，但实际上，有些地方没有完全退掉，当GSM选择与其相同的频点时，就会受到模拟基站的干扰。（目前在国内模拟已经全部退频退网，但海外情况未明） * 其它同频段通讯设备：通讯设备种类繁多，有些单位采用了不符合现行通讯标准的频段，占用了GSM频段，造成其覆盖区域受到干扰。 3 干扰问题的发现要解决干扰，改善通话质量，首先就是要发现干扰，然后采纳采取适当的手段定位干扰，最后是排除或降低干扰。 在GSM系统中可以用来发现的干扰源的方法有：OMC话统、OMC告警、路测、用户申告等。信令分析仪、频谱仪等专用测试设备作为定位阶段的强力工具通常不用于本阶段（基于设备本身笨重、昂贵的原因）。 .1 通过OMC话统发现干扰一个网络开通后，为能及时发现问题，应该至少登记的话统任务有：TCH性能测量、SDCCH性能测量、切换性能测量。检查分析各小区的话务状况、切换、以及与小区质量有关的话统指标，可以发现存在潜在干扰的小区。 需要声明的是，根据这些方法的检查结果，都只能判断存在潜在干扰，要进一步确定是否真的是干扰，还是存在别的问题，需要通过定位分析过程来进一步确认。 .1 通过话务状况发现潜在干扰检查各小区的TCH性能测量中的“TCH忙的平均时间”，该指标表示在统计周期内TCH被占用的平均时间（秒），在其它厂商的BSC中该项指标通常称作“TCH平均占用时间（TCH mean holding time）”。如果发现某小区的TCH忙的平均时间特别短（如小于10秒），则该小区可能存在较强干扰，使得MS刚占用TCH信道，就由于质量太差而发生切换/掉话。 当然如果小区中的某块TRX（非BCCH所在载频、非SDCCH所在载频）发生硬件故障后也会出现TCH占用时间特别短的现象。 .2 通过切换数据发现潜在干扰切换统计数据反映了被统计小区内用户的移动性。通常我们可以把切换数据分成两类来分析：小区内切换和小区间切换。 * 小区间切换 BSC命令MS发起切换的原因有多种，判断是否存在干扰主要应观察的切换统计指标有：发起切换尝试次数（下行质量）、发起切换尝试次数（上行质量）、发起切换时接收质量等级0～7的次数（上行）、发起切换时的平均接收质量（上行）。 如果某小区发起切换时的平均接收质量（上行）≥4 （不跳频时，跳频时≥5）以上，且发起切换时的平均接收电平≥25，则该小区存在上行干扰的可能性较大。 如果某小区发起切换时接收质量等级5以上的次数相对4以下的次数较多时，也应该怀疑该小区存在上行干扰。 如果某小区发起切换尝试次数（上、下行质量）超过切换尝试总次数10％以上时，该小区也可能存在干扰。这两项统计指标与小区参数中的质量差切换门限、干扰切换门限有关。 * 小区内切换 小区内切换中也有统计项小区内切换请求次数（上、下行质量），这两项小区内受干扰的程度，如果小区内切换主要有上、下行质量引起，并且小区内切换总次数占小区间切换总次数的比例也相对其它小区高，则应该怀疑该小区是否受到干扰。 切换统计指标与小区参数的设置密切相关，切换判决门限和P/N时长的减小，可以使切换更灵敏，也会导致更多的切换；而增加判决门限或P/N准则，将减少切换。切换次数过少有时对网络指标不利，直接的影响就是降低了切换成功率。但过多的切换也不利，因为GSM的硬切换特性，切换也是掉话的主要因素。根据网上数据统计，平均一次通话发起一次切换是比较合理的。 .3 通过掉话指标发现潜在干扰掉话是MS用户最不能忍受的网络故障之一。与掉话有关的统计指标有：SDCCH/TCH掉话次数、SDCCH/TCH占用时无线链路断的次数（连接失败）、SDCCH/TCH掉话时的平均上下行质量。 如果某小区的掉话次数很高，并且掉话的主要原因为连接失败，则小区存在干扰干扰的可能性很大。 如果掉话时的平均接收电平较高（≥25），而掉话时的平均接收质量等级≥6，则该小区也应列入存在干扰的怀疑对象。 .4 通过干扰带指标发现潜在干扰BTS在空闲时可以利用一幀中的空闲时隙对其TRX所用频点的上行频率进行扫描，并统计到五级干扰带中去。华为BSC中干扰带的缺省设置是：110、105、98、90、87、85，单位（-dBm），对应话统中的干扰带为： 表1 干扰带 干扰带统计指标相对其它统计指标可以更直接地反映小区受干扰的程度，但它只能反映的上行频率是否存在干扰。 如果某小区干扰带四、五中的值较大（≥1），则该小区极有可能存在同频干扰；如果统计值主要分布于干扰带一、二内，则存在干扰的可能性不大；如果干扰带三中有较大值，则要提高警惕。 值得注意的是：由于我司目前对干扰带的统计方法是基于小区的，因此对于大站型基站（如S8/8/8），如果只有一个TRX受到严重的同频干扰，经过与其它7个无干扰的TRX平均后，干扰带也会偏小，因而不能明确地反映出干扰的真实情况。 .1 OMC告警和用户申告OMC告警台能够及时上报基站侧硬件故障，在开始着手定位干扰来源之前，一定要对告警信息进行分析。在开始任何优化工作前，首先排除硬件故障是明智之举。 需要说明的是，从告警台的告警信息中无法判断是否存在来自MS或其它基站的潜在的干扰。 用户申告也是发现潜在干扰的重要来源。对用户申告应收集的信息应包括：用户手机号码、手机型号、被叫号码、主叫侧故障现象、被叫侧故障现象、故障发生时的详细地点等等。申告信息收集得越详细，越有助于发现网络问题。 用户通常申告描述得比较模糊，限于用户对蜂窝网络的了较程度，用户不可能直接告诉你哪里有干扰。但是当网络存在干扰时，用户的直接感觉是：杂音大、听不清对方讲话、对方听不清自己讲话、掉话、电话拨不出去等等。因此当有许多用户在同一个区域申告这样的问题时，就应该检查该区域是否存在干扰。 .2 通过路测发现干扰路测（Drive Test）是查找干扰最常用的方法，上述通过分析话统、用户申告产生的对干扰（路测只能查下行干扰）的怀疑，也需要通过路测来验证。在具体实施时，有两种路测方法：空闲模式测试和专用模式测试。 在空闲模式测试时，测试设备可以测量服务小区和邻区的信号电平。也可以对指定频点或频段进行扫频测试。 测试时应该相对基站作往返测试。 在专用模式测试时，测试设备可以测量服务小区和邻区的信号电平、接收质量、功率控制登记、时间提前量TA等。当在某些路段持续出现高电平（≥30）、低质量（Rx_Qual≥6）时，则可以断定该路段存在干扰。有些测试设备能够直接显示帧删除率（FER），通常当FER ≥25％后，用户就会感觉到话音的断续，也即在这些路段存在干扰（ANT的FER测量不准）。 2 定位和排除干扰源定位问题是优化过程中最重要的环节，也是最需要经验的环节。上节内容只是让我们发现了网络可能存在干扰问题，但产生干扰现象的原因却有多种，如系统内的同邻频干扰、周围大功率发射设备的杂散干扰、发射机自身的自激等等。 .1 干扰定位和排查建议步骤.1 根据关键性能指标（KPI）确定干扰小区掉话率、切换成功率、话务量、拥塞率、干扰带等指标的突然恶化，意味着该小区存在干扰。 此时还应该检查这些小区的操作记录历史。检查最近是否增加或修改基站硬件、是否修改过数据。干扰的出现是否与这些操作存在存在时间上的关联性。 如果此阶段没有数据调整，则干扰来自于硬件本身或网外干扰。建议先重点检查硬件是否存在故障；如果排除硬件故障后仍然存在干扰，则重点检查是否存在网外干扰（网外干扰检查方法见后面章节）。 .2 检查OMC告警有时掉话率高、切换成功率低、拥塞率高可能与设备故障有关，检查OMC告警记录可以节约你大量的判断分析时间。同样，这里也是分析告警记录与这些指标恶化存在时间上的关联性。 要注意的是OMC的告警大部分只能针对硬件的硬故障，如TRX彻底损耗无功率输出等。对于优化中绝大多数的隐性故障，如TRX或CDU接收性能下降、自激等并不能上报告警信息。（微波等模拟器件与数字器件相比难以准确检测） .3 检查频率规划对于怀疑存在干扰的小区，检查该小区及其周围小区的频率规划。你需要先搞清楚基站位置分布以及各小区的方位角，画出拓扑图，并标明BCCH/TCH频点、BSIC。同时把规划的频点与BSC中实际配置的频点比较，检查是否存在出入。 根据准确的频率规划拓扑图，一般就已经可以判断是否存在同频、邻频干扰了（当然还需要你的经验）。 .4 检查小区参数设置某些小区参数如CRO、切换门限、切换统计时长/持续时间（PN准则）、邻区关系会对干扰有影响。 CRO设置太大，MS被引诱到一个实际接收电平低于周围小区，同时比较空闲的小区上，一旦通话且C/I不能满足大于12dB的门限要求时，就会带来干扰。 邻区关系中的如果漏配邻区，手机将不能及时切换到信号电平和质量更好的小区上，也会导致干扰。切换门限、P/N准则过大，小区之间切换困难，也将导致轻微干扰（如质量差切换增加）。但太小时更危险，过于频繁的切换不但增加掉话的几率，同时增加了系统负荷，甚至会带来灾难性的后果，即BSC宕机。 .5 路测路测是定位干扰问题的有效方法。方法与3.3节的问题查找相似。不同之处在于：定位阶段只要重点测试存在干扰的小区。 .6 干扰排除根据上述定位结果分别调整。详细方法见案例。最后还应经过KPI指标、路测结果对干扰排除效果进行评估。 下面以案例的形式描述定位和排除干扰的具体方法，同时给出了案例编码，以便于查阅。 .2 硬件故障定位和排除当通过上述分析怀疑某小区可能存在干扰时，首先应该检查该小区所在基站是否正常工作。在远端应检查有无天馈告警，有无关于TRX的告警，有无基站时钟告警等；在近端则应检查有无天线损坏、进水；馈管（包括跳线）损坏、进水；CDU故障、TRX故障、基站跳线接错、时钟失锁。 .1 天线性能下降天线作为无源器件，损坏的概率很小，但如果真有天线损坏或性能下降，也将导致话音质量差的问题。 案例0010761。 故障现象：某局在县城中有5个基站，配置为S4/4/4和6/6/6，基站类型有BTS20也有BTS30基站。大部分小区TCH性能测量话统中干扰带5达到15以上。OMC无任何告警信息。 定位过程： 1. 对存在问题的小区登记24小时的干扰带统计任务，发现干扰带5主要在白天出现，凌晨几乎没有。 2. 凌晨打开所有基站的空闲BURST发送，发现这些小区干扰带在凌晨也出现了。停止发送后干扰带又消失了。这一现象可以判断，干扰来自网内，与其它通信设备无关。 3. 干扰出现之前没有调整过网上的频率及其它如何数据，因此出现的干扰也与频率规划无关。 4. 根据2、3两点可以判断，问题与基站设备本身有关。 5. 在白天话务高峰时用频谱仪观察CDU的RXM测试口，可以看到强烈的宽带干扰和底噪抬高现象，并且不稳定。 6. 首先逐个更换该基站（BTS20、有塔放）所有单板（TRX、CDU、FPU、HPA、电源板），同时观察RXM测试口的频谱信号，干扰一直存在。说明干扰与单板无关，与天馈（包括分路器、合路器、馈管、天线、避雷器、塔放、跳线和接头）关系较大。 7. 因前面测试的基站有塔放，天馈检查不方便，更换另一个也存在干扰的BTS30（S4/4/4）基站（双CDU、双极化天线）检查其天馈。 8. 因为该基站的其中一个小区几乎没有干扰，另外两个小区有强干扰，晚上把该基站内有干扰和无干扰的天馈更换（在机柜顶部换跳线），发空闲BURST，发现干扰跟着天馈走。这一步进一步定位故障在天馈系统。 9. 更换天馈避雷器，检查所有跳线接头，没有改善，到这一步定位为馈管或者天线问题。 10. 在塔顶更换跳线，也就是更换天线，发现干扰跟着天线走，因此可以排除馈管原因，天线存在问题的可能性较大。（需要说明的是这一步由于天线实际安装位置没有变化，不能排除该天线覆盖区存在网外干扰的可能。但是网外干扰在上面的操作中已经排除。） 11. 最后需要验证天线问题。通过借用双极化天线，上塔更换天线后，强干扰立即消失。为了进一步验证，将另外一个BTS20的一个强干扰小区换上新天线后，干扰也消失了。问题解决。 天线损坏后有时不能向OMC告警台上报告警，而天线损坏后将导致其辐射性能下降，产生三阶互调，互调产物又反馈到基站的接收通道，形成干扰，降低了通话质量。类似案例还有0017185。 .2 天线或馈管进水天线、馈管进水后改变了介质结构，对无线信号的传播带来很大损耗。从目前的网上案例来看，天线、馈管进水概率比天线损坏的概率更小，而导致的问题通常是服务范围缩小，尚未有带来干扰的案例报告。 馈管进水见案例0009057。
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发表于 2014-11-28 20:48:12
