LTE室分干扰微观诊断分析法研究
2021-05-09陈小鹏冯楠黄光平
陈小鹏 冯楠 黄光平
摘 要:通过LTE室分干扰微观诊断分析法论述,系统提出了LTE室内分布系统干扰诊断思路、排查流程、各种干扰原因分析及解决方案,并采用理论和实测相结合的方式,针对各种原因定位、解决方案等关键环节进行具体解析,最后总结出运用LTE室分微观诊断分析法排查室分干扰建议,流程清晰,定位准确,对LTE室分干扰排查整治具有较好的指导及推广作用。
关键词:LTE室内分布系统;干扰;GPS;时钟偏置;同频;杂散;阻塞;互调;屏蔽器
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A文章编号:2096-4706(2021)20-0050-05
Research on the Microcosmic Diagnose Analytical Method
of LTE Indoor Distribution System Interference
CHEN Xiaopeng FENG Nan HUANG Guangping
(1.Network Optimization Center, Xian Branch of China Mobile Communications Group Shaanxi Co., Ltd., Xian 710071, China; 2.Xian LuBang Information Technology Co., Ltd., Xian 710065, China)
Abstract: This paper systematically puts forward the interference diagnosis idea, troubleshooting process, various interference cause analysis and solutions of LTE indoor distribution system, and uses the combination of theory and actual measurement to analyze specifically the key links such as various cause positioning and solutions. Finally, it summarizes the suggestions of using LTE indoor distribution system microcosmic diagnose analysis method to troubleshoot indoor distribution system interference, which has clear process and accurate positioning and plays a good role in guiding and promoting in LTE indoor distribution system interference troubleshooting and remediation.
Keywords: LTE indoor distribution system; interference; GPS; clock bias; same frequency; scattered; obstruction; intermodulation; shield
0 引 言
随着无线通信市场的快速发展,以及对数据业务需求的爆发,室内分布系统已成为吸收话务量、解决深度覆盖并提升用户感知的主要手段,是移动网络的重要组成部分。相关统计表明,在4G时代,发生在室内的业务占比达到70%,随着室分应用场景从过去单系统、低载波配置到现在多载波、多系统合路场景的转变,对无源器件(合路器、电桥、耦合器、电桥、馈线接头)的质量和性能要求越来越高。随着现网器件的老化和部分新入网器件的质量下降,在一些室内分布系统话务量较高的时段出现干扰等级过高现象,通过站点的实时观测,发现话务量高峰时期,通信系统的上行全频段范围内均出现底噪抬升问题,在KPI指标中具体表现为掉话次数多或掉话率居高不下,切换成功率低等一系列问题,严重影响用户的感知体验。因此,LTE室内干扰排查整治显得尤为重要,加大LTE室分干扰排查整治力度,有效降低全网干扰小区比例,改善干扰小区网管关键KPI,降低因上行干扰造成用户投诉比例,实现客户感知整体提升。
LTE室分干扰排查工作的重点主要有:
(1)准确快速定位出LTE室分干扰类型、干扰源及干扰位置。干扰原因分析是对后续干扰现场整治的重要指导,能有效提高干扰处理效率。
(2)针对复合型干扰,需要分析主要干扰类型和次要干扰类型,指导现场逐步对干扰进行弱化和解决。
(3)有效的突发严重干扰监控机制,及时定位问题开展排查,避免因突发严重干扰问题,导致周边用户感知明显下降,引起批量投诉等问题。
(4)分析干扰集中区域,集中力量解决成片性干扰问题。
(5)针对长期顽固干擾问题,通过各种干扰弱化和规避手段,降低干扰影响,减少干扰影响范围等。
LTE室分干扰排查工作的难点主要有:
(1)城中村等环境复杂区域干扰源的排查,由于城中村私装放大器等问题严重,同时由于环境复杂,难以开展干扰排查工作,难以快速定位干扰源位置。
(2)高危塔站干扰整治,由于高位站点的安全隐患问题,导致对该类站点的排查存在难度。
(3)由于复合型干扰的干扰种类、干扰源较多,导致干扰无法完全解决。
(4)党政机关等特殊区域,因信号屏蔽需要导致的干扰不好解决。
(5)问题闭环及干扰源反复问题。
1 LTE室分干扰排查流程分析
通过对LTE干扰根因理论分析、统计数据分析结合现场干扰排查整治经验,总结出行之有效的LTE室分干扰排查流程如图1所示。
2 LTE室分干扰分析及应用案例
全网室分小区MR测量开启期间,根据测量报告中MRO及MRS中的干扰指标,结合后台提取KPI指标(日上行干扰平均值)等指标,再根据系统上行每个PRB上检测到的干扰噪声,判断该小区是否存在高干扰。
2.1 LTE室分干扰原因及对策分析
2.1.1 GPS时钟故障干扰
当GPS出现偏移或不工作时,会对其他小区产生明显的干扰。主要产生原因为GPS故障、跑偏等,建议解决方案为核查现网GPS故障(含隐性故障),上站排查GPS故障。
2.1.2 帧头偏置导致的干扰
当站点间的帧头偏移设置(简称帧偏置)不一致时,由于无线帧的起点不同,无偏移站点下行在偏移站点常规上行子帧上,产生交叉时隙干扰。(覆盖区域多个小区的小区帧偏置设置不一致,该类干扰较强,凌晨全PRB均有干扰)。
主要产生原因为时隙配置错误、帧头偏移等。建议解决方案为核查现网OMC中小区的时隙配置,并进行修改。后台观察上行干扰平均值、PRB干扰噪声是否有所改善。
2.1.3 同頻干扰
当室分系统中由两种不同且强度相近的信号进行覆盖,且两个系统使用同一频段,将导致该区域无主控服务小区,同频干扰严重,严重的同频干扰会降低小区边缘用户速率和系平均吞吐量。
主要产生原因为使用同一个频段的中心频点,共存的电梯监控系统等。建议解决方案为现场核查是否存在同频段的其他系统,并进行修改频点,观察效果。
2.1.4 杂散干扰
一个系统频段外的杂散辐射落入到另外一个系统的接收频段内造成的干扰。频域100个RB的典型特征为前端RB底噪较高,后端底噪较低,干扰带宽一般为前10 M。
理论分析多个系统间不发生杂散干扰所需的最小隔离度为87 dB,多系统不发生杂散干扰设置数据如表1所示。
主要产生原因为与其他系统的天线、合路器隔离度不够,共存在的WLAN系统隔离度。
建议解决方案为一般从干扰源侧进行排查消除,现场核查天线、合路器隔离度,尤其是共存的WLAN系统中隔离度(进行频率隔离、工程隔离),或安装带通滤波器。增大与异系统DCS1800及LTE FDD天线的隔离度(可水平隔离度改为垂直隔离度)、避免对打,安装DCS1800滤波器,来降低杂散干扰、更换D频段天线。
2.1.5 阻塞干扰
当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时,强干扰会使接收机链路的非线性器件饱和,产生非线性失真。频域100个RB为大部分RB均受到强干扰。
主要产生原因为GSM900、DCS1800、FDD系统的阻塞,设备故障(隐性)、WLAN放装型AP等。
理论上分析多个系统间不发生阻塞干扰所需最小隔离度为61 dB,多系统阻塞干扰分析数据如表2所示。
建议解决方案为一般在被干扰系统侧进行排查消除,现场核查共存的GSM900、DCS1800、FDD系统天线隔离度,WLAN放装型AP设备(频率隔离、工程隔离、提高WLAN AP阻塞指标)及室分系统的设备故障(器件老化)等逐一排查。
2.1.6 互调干扰
当两个或多个干扰信号同时加到接收机时,由于非线性的作用,这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机,这种干扰就称为互调干扰。频域上表现为某个或某几个RB呈尖峰突起。
主要产生原因为天线、合路器、功分器、耦合器、负载、馈线、双路系统中的鸳鸯线、无线直放站等
建议解决方案为核查与其他系统的隔离度(频率隔离、工程隔离),更换GSM900频点,降低GSM小区功率、增加LTE天线与GSM天线水平与垂直隔离、更换互调性能更好的GSM900与DCS1800天线等。现场核实室分系统器件的隐形故障或器件的接口连接是否正确,共存的直放站系统隔离度,并进行更换器件等逐一排查。
2.1.7 屏蔽器/伪基站干扰
伪基站独立于运营商的网络,无法准确同步,伪基站功率很大,又和运营商的网络同频率,导致运营商正常的广播被干扰。
屏蔽器在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描。使手机接收报文信号中形成乱码干扰,手机不能检测出从基站发出的正常数据,使手机不能与基站建立联接。PRB整体抬升且底噪很强,越靠近干扰源干扰越强。
主要产生原因为伪基站设备、各种屏蔽器干扰设备
建议解决方案为干扰指标监控和分析,确认干扰强度、时间特征、PRB及干扰轮询特征;结合工参和地图分析干扰小区区域范围,结合根据干扰强度比较分析干扰源可能区域,离干扰源越近,干扰强度越高,此分析和快速地确认主要干扰区域;通过指标和日志分析确认干扰基本特征后,现场扫频排查干扰源,并协调关闭干扰源,或通过无委会推动关闭非法干扰设备。
2.2 LTE室分干扰微观诊断成果
通过对室分各类干扰原因及对策分析,结合室分干扰排查整治效果,总结论证室分干扰特征规律,形成LTE室分干扰微观诊断成果,包括干扰类型、干扰分类、频域特征、关联分析、产生原因及处理方案,如表3所示。
3 应用案例
华南城维也纳酒店Lampsite站点高干扰分析处理案例体现了LTE室分干扰微观诊断分析法对室分干扰排查整治的良好应用效果。
3.1 问题描述
Lampsite站点西安灞桥华南城维也纳酒店-HLW-XAVI548TL基站-0小区自基站开通以来一直存在高干扰问题,干扰均值在-100 dBm左右。
3.2 问题分析
基站告警核查无问题,提取近30天PRB上行检测到的干扰噪声平均值数据看,根据100个PRB的干扰噪声波形来看,0~24、42~56个PRB干扰值>-100 dBm,其中第49个PRB干扰值高达-95 dBm,其余PRB干扰值在-105~-100 dBm,图2和图3为100个PRB天粒度干扰瀑布图及6月19日干扰波形。
通过100个PRB干扰波形图可以看出,此小区被干扰频段未全频段,根据前期干扰分析经验,初步判断为外部干扰导致,需现场进行摸排确认。
3.3 处理过程
现场与工作人员确认,酒店只有一部电梯安装了2.4 GHz无线网桥监控系统,且网桥频率配置为2.392 GHz。经过和工作人员沟通,将酒店电梯无线网桥频率调到2.527 GHz,后台监控干扰依旧存在,又将频率修改为2.722 GHz后台监控无改善,对此排除无线网桥引起的干扰,电梯无线网桥三个频率配置时小区干扰平均值如图4所示。
为排除基站小区设备自身问题,现场对小区高干扰的Hub上PRU进行插拔及的Hub的替换,排除设备自身问题产生的干扰。排除以上问题后,硬件工程师在现场高干扰PRU覆盖区域发现DI218和DI219室分基站信号,后台核查这两个基站现场小区指标,其个别PRU也存在干扰问题,同时也现两个小区部分PRU假开在地下室(假开PRU为DI218-65号PRU),PRU端口直接连接天线,怀疑天线被击穿互调问题造成干扰,随后通过闭塞对应RRU干扰虽有所改善,但依旧属于高干扰,然而任意闭塞其中两个小区,未闭塞小区干扰消除,进一步确认三个室分之间存在互相的干扰。
3.4 解决方案
根据以上操作以及前期处理经验,高干扰可能因室分系统间不同步造成的,咨询华为研发和产品相关人士得知,当lampsite站点和传统室分的交叉区域PRU存在高干擾(干扰值大于-90 dBm),需要核查其lampsite站点的帧偏置是否修改,若未配置或配置不合理则需要进行修改(一般建议将lampsite站点的帧偏置配置为277560)。
3.5 处理结果
通过研发和产品提议,将此小区帧偏置进行修改干扰立即消除,干扰均值由原来的-100 dBm下降到-115 dBm以下,高干扰PRU(PRU编号61~66)由原来的-80 dBm下降到-115 dBm以下,同时西安灞桥华南城品牌馆-HLW-XADI218TL-0、西安灞桥华南城品牌馆-HLW-XADI219TL-0个别PRU的干扰也消除,帧偏置修改前后干扰对比如图5所示。
4 结 论
本文结合网络实际情况论述了室分干扰排查流程,各类干扰原因定界分析及应对策略,最后有针对提出《LTE室分干扰微观诊断分析法》,使室分干扰排查工作有思路、有流程、有方案;贯通理论与实测壁垒,对干扰根因定位、处理方案等环节详解剖析;达到流程清晰、定位准确、高效整治,提升网络质量及客户感知目的,有效提升了室分干扰排查效率和解决效率。为LTE室分干扰排查整治提供指导,可以推广使用。
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作者简介:陈小鹏(1979.06—),男,汉族,陕西西安人,中级通信工程师,硕士研究生,主要研究方向:网络优化、大数据分析应用;
冯楠(1989.03—),男,汉族,陕西西安人,中级通信工程师,本科,主要研究方向:网络优化、客户感知分析;
黄光平(1982.10—),男,汉族,陕西西安人,中级通信工程师,本科,主要研究方向:网络优化、客户满意度提升。