隨著移動通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)越來越受到用戶的關(guān)注,如何利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、資源和容量,最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)的平均服務(wù)質(zhì)量,提高效益,使得網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)展的過程中能夠保持網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量不下降,是我們每一個運維人員的職責(zé)。
干擾是影響GSM系統(tǒng)通話質(zhì)量以及掉話率、接通率等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的重要因素。GSM系統(tǒng)受到的干擾有多種,有上行的、下行的干擾,有同頻、鄰頻的干擾,但是總的來說GSM系統(tǒng)的干擾分為三大類即內(nèi)部干擾、外部干擾和互調(diào)干擾,目前由于江西聯(lián)通內(nèi)部GSM與CDMA兩種制式共存且共站址情況較嚴(yán)重,就更加增加了外部干擾和互調(diào)干擾存在的可能,使得網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化也越來越困難,如何及時發(fā)現(xiàn)和減少來自系統(tǒng)內(nèi)部、外部、互調(diào)的干擾是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點之一,也是提高用戶滿意度的重要措施之一。下面就介紹一下在日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中常見的系統(tǒng)干擾產(chǎn)生的原因和解決辦法。本文將分干擾內(nèi)型進行探討分析。
內(nèi)部產(chǎn)生的干擾
由于聯(lián)通GSM的頻帶為6MHZ,頻點自然比移動要少,最可用的為28個頻點,規(guī)劃比移動要困難的多,加上GSM工期較多,加站較頻繁,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃頻點利用考慮也不充分,引起大量的內(nèi)部干擾。加上網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境的變化、工程維護中失誤,造成的相鄰小區(qū)的頻率干擾較大,從而影響掉話率、接通率、越區(qū)切換等指標(biāo),并進一步影響話音質(zhì)量。由于南昌市區(qū)為MOT的基站覆蓋區(qū),本文重點將放在MOT的分析上,但由于參數(shù)具有普遍性,同樣也適合華為區(qū)的優(yōu)化。
通常的內(nèi)部干擾來自以下幾個方面:
1、頻點不干凈
頻率規(guī)劃或頻點選擇不正確,在較近距離內(nèi)存在同頻、鄰頻現(xiàn)象。目前市區(qū)的站點分布越來越密,而分配給網(wǎng)絡(luò)的頻率資源是有限的,因此在頻率規(guī)劃時存在同頻、鄰頻的可能性,使用戶在同一地點收到相同頻點且載干比小于9dB或相鄰頻點且載干比小于-9dB的信號,在通話中產(chǎn)生嚴(yán)重的背景噪音甚至掉話。
小區(qū)的BCCH頻點的選取特別重要,因為在空閑模式的時候為了保證最好的覆蓋范圍,BCCH頻點是沒有功率控制滿功率進行發(fā)射的,這樣如果BCCH頻點不干凈特別容易帶來內(nèi)部干擾。BCCH所在頻點包括以下控制信道:下行的FCCH、SCH、PCH、AGCH和上行的RACH。當(dāng)小區(qū)BCCH頻點受到同頻或鄰頻干擾時,將影響這些控制信道在手機與網(wǎng)絡(luò)通信中正常傳送信息,比如手機解不出SCH中的BSIC碼、手機隨機接入失敗、不能正確接收移動臺測量報告等,從而影響手機的接入和通話。尤其是同頻、鄰頻干擾不僅導(dǎo)致通話質(zhì)量惡化而且手機較難解出鄰區(qū)的BSIC碼,這樣在空閑模式下選擇該小區(qū)為服務(wù)小區(qū)的手機較少,在通話模式下該小區(qū)參加切換目標(biāo)小區(qū)候選隊列也較少,使切換進入該小區(qū)的呼叫較少,小區(qū)總體話務(wù)水平較低,造成小區(qū)資源浪費,并因切換不能切入最佳服務(wù)小區(qū)而影響系統(tǒng)整體的通話質(zhì)量。
2、強烈的鏡面反射
目前南昌城市發(fā)展速度很快,高層建筑異常崛起,由玻璃幕墻裝飾的高層建筑物會引起電波的強烈反射,這種反射波很有可能引起嚴(yán)重的同頻干擾或鄰頻干擾,此時需調(diào)整天線方位角以避開玻璃幕墻的反射。目前最難優(yōu)化還有贛江水面域的優(yōu)化,此水面引起強烈的干擾,其中最主要的也是同頻、鄰頻干擾。
3、小區(qū)參數(shù)定義不當(dāng)
這類情況比如出現(xiàn)同BCCH、同BSIC的情況時會對無線接口造成干擾。在GSM系統(tǒng)的無線接口中,隨機接入和切換接入信令使用相同的編碼和脈沖方式,均使用8位信息碼加上6位奇偶校驗位,并且這6位奇偶校驗位和目標(biāo)小區(qū)的BSIC相異或。小區(qū)收到接入信息時,與本小區(qū)的BSIC比較,若相同則進行下一步解碼。這個時候如果存在距離較近的同BCCH、同BSIC小區(qū),那么這兩個小區(qū)都會接到手機的接入請求,并且都會認(rèn)為自己是手機請求的對象,這就是我們常說的GHOST現(xiàn)象。這個時候兩個小區(qū)都會為手機分配SDCCH信道,而手機只能接受其中的一個SDCCH,另一個SDCCH則會超時溢出,系統(tǒng)記為一次SDCCH掉話。同時同BCCH同BSIC還會帶來大量的切換失敗,因此必須極力避免這種情況的出現(xiàn)。
另外,MAX_TX_BTS、MAX_TX_MS等參數(shù)設(shè)置不合理,也會造成干擾。如MAX_TX_MS設(shè)置過高,則在基站附近的移動臺會對本小區(qū)造成較大的鄰信道干擾,影響小區(qū)中其它移動臺的接通和通話質(zhì)量;過小則在小區(qū)邊緣的手機將很難占上信道,且受外界干擾更大。MAX_TX_BTS設(shè)置過大則會與鄰小區(qū)產(chǎn)生覆蓋交疊,造成信道干擾,手機占用信道困難,通話質(zhì)量差;過小又會在部分區(qū)域如室內(nèi)或電梯產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)。
4、基站天線高度及俯仰角、方位角設(shè)計不合理,導(dǎo)致覆蓋范圍的不合理,使小區(qū)的覆蓋范圍超出設(shè)計覆蓋范圍,從而與鄰小區(qū)產(chǎn)生同頻干擾或鄰頻干擾。
內(nèi)部干擾的解決方法
通過MOT的OMC-R收到的報告、DT測試及CQT撥打測試、用戶申告等方式可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的干擾情況。通過對干擾產(chǎn)生原因的具體分析,并根據(jù)實際情況可以采取不同的措施來減少干擾,從而及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,提高網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量。
1、對基站硬件進行檢查,確保硬件部分工作正常。定期對BTS的收發(fā)信系統(tǒng)進行檢查,減少收發(fā)信系統(tǒng)雜散發(fā)射與響應(yīng),提高收發(fā)信系統(tǒng)的性能,減少干擾;定期對BTS的主時鐘進行調(diào)整(頻偏越小越好),減少所用信道受其它信道的干擾,提高通信質(zhì)量及系統(tǒng)指標(biāo)。
2、通過OMC-R及一些工具軟件檢查小區(qū)BCCH、BSIC、CI、LAC等參數(shù)的設(shè)置是否恰當(dāng),并根據(jù)實際情況進行調(diào)整。如借助ODBC等工具可以方便的查詢?nèi)W(wǎng)頻率使用情況,及時發(fā)現(xiàn)同頻和鄰頻現(xiàn)象,及時作出調(diào)整。適當(dāng)調(diào)整BTS和MS發(fā)射功率參數(shù),改變基站覆蓋范圍,減少對相鄰基站的干擾。在保證小區(qū)邊緣處移動臺接入成功率的前提下,盡量減小移動臺的接入電平,以減少對相鄰小區(qū)的干擾。
3、選擇語音間歇期間系統(tǒng)不傳送信號的不連續(xù)發(fā)射(DTX)方式,限制無用信息的發(fā)送,減少發(fā)射的有效時間,從而降低對無線信道的干擾,使網(wǎng)絡(luò)的平均通話質(zhì)量得以改善,并能減少手機的功率損耗,延長電池使用時間。
4、使用跳頻技術(shù)。跳頻可有效地改善無線信號的傳輸質(zhì)量,特別是慢速移動體的傳輸質(zhì)量。跳頻使得發(fā)射載頻以突發(fā)脈沖序列為基礎(chǔ)進行跳變,從而可明顯減低同頻干擾和頻率選擇性衰落效應(yīng),達到干擾源分集和頻率分集的效果。
5、調(diào)整天線的方位角與俯仰角,使得無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋合理,盡量減少覆蓋交疊和覆蓋盲區(qū)的現(xiàn)象,改善無線環(huán)境,減少無線干擾。理論分析和實踐經(jīng)驗表明,在加大定向天線俯角的過程中,水平面主方向的增益降幅比其它方向大,因此改變天線俯仰角來消除同頻干擾比單純降低發(fā)射功率更有效。
總之不難看出不管是參數(shù)設(shè)置、硬件調(diào)整還是頻率調(diào)整,它們的本質(zhì)都是頻率帶來的干擾的問題。因此我們必須為網(wǎng)絡(luò)提供最為干凈或者合適的頻點,而頻點資源卻是十分稀缺的,這就要求我們在最初的頻率和規(guī)劃工作中必須認(rèn)真仔細,保證頻點的干凈,建議至少一年應(yīng)該做一次頻率的割接。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一項長期的不間斷的工作,我們必須不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題,不斷探索并積累經(jīng)驗。通過不斷地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的資源配置,改善網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境,提高網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量,為業(yè)務(wù)發(fā)展提供強有力的網(wǎng)絡(luò)保障。
內(nèi)部干擾案例分析
2006年5月對南昌市青云譜區(qū)進行了小范圍內(nèi)的頻率調(diào)整割接,在割接以后的DT測試中發(fā)現(xiàn),在井崗山大道和洪城南大道交接的地段(如下圖所示)出現(xiàn)了掉話的現(xiàn)象。進行后臺分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)時存在同頻的干擾,超過了同頻9Db的門限,導(dǎo)致當(dāng)時通話質(zhì)量變差后掉話。用MAPINFO查看發(fā)現(xiàn)42712洪都八區(qū)基站和42963新溪基站存在同頻,由于頻率規(guī)劃采用的是純手工的分配方式,而這兩個小區(qū)沒有相鄰小區(qū)的關(guān)系無法通過切換來體現(xiàn)相互的覆蓋深度,所以在分配頻點的時候出現(xiàn)了同頻相鄰的情況。
通過5月19日以來的OMC統(tǒng)計報告,發(fā)現(xiàn)42712和42963的載頻質(zhì)量一直偏差,南昌市區(qū)目前采用了跳頻方式,基帶信號在不同的載頻上循環(huán)發(fā)射,因此要進一步確診是BCCH頻點不干凈還是硬件故障導(dǎo)致的掉話和質(zhì)量不好,必須先關(guān)閉這兩個小區(qū)的跳頻來排查。關(guān)閉跳頻以后發(fā)現(xiàn)這兩個小區(qū)都是BCCH所在的載頻質(zhì)量不好,其余載頻下行O級質(zhì)量均在85%以上。確診為BCCH頻點不干凈導(dǎo)致的質(zhì)量惡化。21日凌晨更換42712的BCCH頻點為99,如圖3所示,42712質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn),而42963由于沒有了42712的干擾,載頻質(zhì)量也明顯回復(fù),內(nèi)部干擾消失,問題解決。
外部產(chǎn)生的干擾
目前外部干擾產(chǎn)生的原因大致有幾種,有些是設(shè)備的原因,有些是人為的干預(yù)使用了干擾器引起的,具體表現(xiàn)形式為:1)通信設(shè)備故障;2)GSM無線直放站引起的干擾;3)手機干擾器引起;其表現(xiàn)形式主要破壞無線上下行鏈路的平衡。摩托羅拉GSM系統(tǒng)中采用IOI指標(biāo)來衡量系統(tǒng)受到上行干擾的程度。IOI(Intereference on idle)表示話音信道在空閑模式下收到的上行噪聲信號強度。一般來講,外界的干擾信號對上行鏈路的影響比較大,因為手機的發(fā)射功率較小,上行干擾可直接影響通話,減少基站的覆蓋范圍,甚至導(dǎo)致掉話。例如:如果某話音信道的IOI統(tǒng)計值為15,則表示系統(tǒng)在該時隙收到的上行干擾噪聲電平為-110dbm-15=95dbm,-110dbm為系統(tǒng)的參考電平。該統(tǒng)計指標(biāo)是基于時隙統(tǒng)計的。如果IOI統(tǒng)計大于10,一般認(rèn)為基站受到較強的上行干擾,由此會產(chǎn)生掉話和話音質(zhì)量差的情況,需要及時解決。其中通信設(shè)備故障是由于無線系統(tǒng)自身問題一般集中在天線器件、基站接收通路的問題上,由于基站子系統(tǒng)問題造成的上行干擾高存在以下規(guī)律:IOI統(tǒng)計值隨話務(wù)量變化,話務(wù)量高時,IOI也隨之增高,到了深夜話務(wù)量降低后,IOI統(tǒng)計恢復(fù)正常。一般如果出現(xiàn)這樣的規(guī)律,首先要考慮無線子系統(tǒng)的問題。
外部干擾案例分析
案例一分析:手機干擾器干擾
年初1001接到大量用戶投訴,在朝陽農(nóng)場附近打接電話困難,因該地區(qū)屬雷達家具基站覆蓋,通過查看統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)該站所有扇區(qū)IOI均大于15,且所有時段都一樣,我們技術(shù)人員驅(qū)車到現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn),該站附近的市第二看守所內(nèi)存在很強的干擾源。
根據(jù)MOT對GSM系統(tǒng)CMRC(操作維護中心)對干擾級別的定義,我們把對移動通信的干擾分為5個級別:級別干擾信號強度(范圍)
根據(jù)移動通信操作維護的經(jīng)驗,4級的干擾將對移動通信產(chǎn)生非常大的影響,表現(xiàn)為電話難于撥入和撥出,通話中斷,話音質(zhì)量嚴(yán)重下降,5級以上的干擾將使手機脫離服務(wù)區(qū),使基站接收堵塞。
本節(jié)將詳細對干擾器干擾進行分析
1)下行信號干擾器功率計算
以GSM系統(tǒng)935-960MHz下行信號為例,設(shè)定某一樓會議室需干擾50米范圍內(nèi)GSM下行信號。根據(jù)手機干擾器的設(shè)計原理,為達到阻斷手機通話的目的,必須使手機接收的干擾信號強度-47dbm.根據(jù)平坦空間路徑損耗公式:
Lp(db)=40lgD-20lgHb-20lgHm(公式一)
Lp——平坦空間路徑損耗(dBi)
D——傳播距離,這里設(shè)為50米
Hb——發(fā)射臺有效高度,這里是指干擾器有效高度,設(shè)為2米。
Hm——接收臺有效高度,這里指手機高度,設(shè)為0.5米。
則,路徑損耗Lp=40lg50-20lg2-20lg0.5=67.96dBi
干擾器的輸出功率=67.96+(-47)=21 dBm
這里忽略了天線接口損耗、天線增益等,因為較小不影響整體計算結(jié)果,實際取約干擾干擾器功率為200mW。
2)干擾器下行干擾范圍計算
下面我們分析在某會議室安裝200mW的手機信號干擾器后,其在周圍產(chǎn)生4級干擾的距離范圍。據(jù)干擾級別定義,在4級干擾臨界點處功率為-85dbm,其路徑損耗
Lp(dB)=23-(-85)=108dBm。
根據(jù)公式一,得
108=40lgd-20lg2-20lg0.5
最后得d=500米
即對下行信號干擾器來說,若要在一樓會議室產(chǎn)生50米范圍的干擾,必須安裝至低200mW的手機干擾器,此干擾器在周圍0.5公里內(nèi)對基站下行信號產(chǎn)生4級干擾。若將干擾器升高,或加大干擾功率,則干擾的范圍更大,可達2-3公里。下行信號的干擾,將會影響手機對基站BCCH廣播信號的接收,致使整個干擾區(qū)內(nèi)的手機無法撥接電話。
3)上行信號干擾分析
干擾器對移動通信上行信號干擾的分析,我們分以下兩種情況進行分析:
A、設(shè)置200mw的干擾器對周圍多少公里范圍的基站造成4級干擾。
設(shè)定干擾器高度Hb=2米,基站接收天線高度Hm=30米。
根據(jù)公式一,得108=40lgd-20lg2-20lg30
d=3900米
即是設(shè)置2米高200mW的手機干擾器將在3.9公里范圍內(nèi)對30米高的移動通信基站造成4級干擾。
B、假設(shè)在離基站2公里處設(shè)置上述200mW干擾器,對30米高的基站造成的干擾強度有多大。
Pm(dB)=Pb(dB)-Lp(dBi)(公式二)
=23-(40lg(d)-20lg(Hb)-20lg(Hm))
=23-40Lg(2000)+20lg(2)+20lg(30)
=-73 dBm
Pm(dB)——基站接收天線功率(dBm)
Pb(dB)——干擾器發(fā)射功率(23dBm)
Lp(dB)——平坦空間損耗(dBi)
即安裝2米高200mW的手機干擾器會對周圍3.9公里范圍內(nèi)30米高的基站造成4級干擾。在離基站2公里處設(shè)置上述200mW上行信號干擾器,會對30米高的基站造成強度為-73 dBm的干擾。
從上面我們可以看出,手機干擾器對基站上下行分別進行干擾,通過無委和該所所長取得聯(lián)系得知,看守所為了防止疑犯串供,在所內(nèi)安裝了十多個手機干擾器,額定功率2W,對我們附近基站的運行影響很大。通過協(xié)商,我們要求手機干擾器減少額定功率和降低干擾器掛高,縮小干擾的范圍。
案例二分析:GSM無線直放站引起的干擾
今年3月份網(wǎng)管統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)西湖工商(G900)2扇區(qū)IOI值偏高(大于20),其他扇區(qū)也偏高,且24小時的統(tǒng)計值一樣,和話務(wù)量無關(guān),基本排除無線系統(tǒng)設(shè)備自身的原因。處理步驟如下:
1、因該站地處市中心,二三扇區(qū)都接有直放站,初步懷疑可能是直放站引起的,選話務(wù)低峰區(qū)關(guān)閉相關(guān)直放站后觀察,故障依舊。排除直放站的原因。
2、到基站現(xiàn)場,在基站機柜上斷開2扇區(qū)的Rx接收端,直接把天饋接到CELLMASTER的RF IN端口,打開頻譜分析功能,顯示如下:
可以明顯看出在909-915MHZ頻段存在一個很強的干擾,整個上行低噪抬高了30dbm,同時可以看出只是干擾聯(lián)通的上行頻段,可以初步判斷是我們網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生的干擾。為了進一步查明干擾源的方向,隨后登上樓面,CELLMASTER接上八木天線,360度旋轉(zhuǎn)測試發(fā)現(xiàn),在東南方向,干擾信號最強,若要準(zhǔn)確定位,則還須找另一高點作同樣的測試,找到一個最強的方向,兩條線的交叉點即為干擾點。
但由于現(xiàn)場很難找到另一個可以登上樓面的高樓,我們只有順著東南方向查找,根據(jù)測試的頻譜分析應(yīng)該是自己網(wǎng)內(nèi)的無線直放設(shè)備,我們手持八木天線搜索,終于發(fā)現(xiàn)在維多利亞KTV的樓頂?shù)膫?cè)面發(fā)現(xiàn)了很小的平板天線,一靠近就有很強的干擾信號,這是為了解決KTV包廂內(nèi)信號而安裝的G網(wǎng)微型直放站。關(guān)閉該直放站后,用CELLMASTER測試頻譜如下:
通過網(wǎng)管統(tǒng)計IOI指標(biāo)恢復(fù)到正常值,更換設(shè)備后恢復(fù)正常。
互調(diào)產(chǎn)生的干擾
目前我們發(fā)現(xiàn)GSM的干擾除了自己內(nèi)部兩載頻互調(diào)干擾外,還來自我們CDMA的干擾,而CDMA的干擾,其主要來自于CDMA直放站,在CDMA建網(wǎng)初期,我們基本上采用低容量、大覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)布局,直放站將占一定比例。特別無線直放站占到一定的比列,CDMA本身就是一個自激的系統(tǒng),無線直放站對CDMA本身就有很大的影響,這里就不詳細闡述對CDMA自身的影響,本節(jié)將討論CDMA直放站對GSM系統(tǒng)的影響及解決方案。
一、產(chǎn)生干擾的原因
干擾是一個相互作用的問題,由于CDMA系統(tǒng)是一個擴頻系統(tǒng),所以抗干擾能力很強,一般情況下GSM系統(tǒng)對CDMA干擾很小,所以問題主要集中在CDMA系統(tǒng)對GSM系統(tǒng)的干擾上。CDMA系統(tǒng)的880MHz與GSM系統(tǒng)的890MHz頻點最為接近,也最具有代表性。兩個同址射頻站間相互干擾的原理框圖,與兩個同址站間相互干擾計算相關(guān)的重要射頻器件,有干擾站的發(fā)放大器、發(fā)濾波器和被干擾站的收濾波器、接收機等。
產(chǎn)生干擾的原因就是同址站之間的隔離度不夠。
二、分析干擾情況
分析CDMA與GSM系統(tǒng)的干擾,需根據(jù)兩者頻率的關(guān)系及發(fā)射/接收特性來具體研究。這里我們講的天線隔離度指的是同置站天線終端間的路徑損失,即從干擾站發(fā)單元輸出端口到被干擾站收單元輸入端口的路徑損失。它體現(xiàn)空間傳輸損耗和兩個站有效天線增益(例如天線增益減去電纜損失)的綜合作用。
接收機靈敏度降低、互調(diào)干擾和接收機過載這3種性能損失是需要考慮的。從干擾源(直放站)接收的寄生輻射信號將導(dǎo)致接收機靈敏度降低,而從同置站接收到的所有載頻的合成造成了互調(diào)干擾,接收機過載的原因是接收機所收到的總信號功率太大。為了將這些性能損失降到最小而不修改現(xiàn)有的發(fā)送和接受單元,在同址站間需要保持適當(dāng)?shù)母綦x。
三種主要的干擾為雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾。三種干擾中,雜散干擾與CDMA直放站(或基站)目前在890MHz附近的帶外發(fā)射有關(guān),這是接收方(GSM系統(tǒng))自身無法克服的,將導(dǎo)致GSM系統(tǒng)信噪比下降,服務(wù)質(zhì)量惡化;阻塞干擾與GSM接收機的通帶外抑制能力有關(guān),涉及到CDMA的載波發(fā)射功率、接收機濾波器特性等,GSM系統(tǒng)的接收機將受影響因飽和而無法工作;互調(diào)干擾與CDMA使用多載頻、系統(tǒng)的非線性有關(guān),結(jié)果主要表現(xiàn)為GSM系統(tǒng)信噪比下降和服務(wù)質(zhì)量惡化。在三種不同的干擾中,雜散干擾是最主要的,影響也最大。
根據(jù)GSM技術(shù)體制,GSM接收機的靈敏度為-104dBm,信噪比9dB。
通常情況下,GSM基站天線一般位于鐵塔的第一層平臺,由于物理空間的原因,CDMA直放站的增益不會很大(在最大增益范圍內(nèi),直放站的增益大小取決于施主天線與用戶天線的隔離要求,若增益為80dB,則隔離要求為100dB左右,兩天線間的垂直隔離距離約為15m,考慮到多個RF系統(tǒng)共用同一站址,且直放站的施主天線的高度要求,所以共址情況下的CDMA直放站的增益不會很大,一般輸出功率取37dBm較為合理(約5W,遠小于CDMA基站的輸出功率),直放站的雙工濾波器的帶寬多為870MHz~880MHz,其濾波特性為60dB。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部《800MHz CDMA直放站870MHz-880MHz技術(shù)要求和測試方法》中關(guān)于工作帶外雜散的要求:每頻帶△f>1.98MHz:≤-65dBc/30kHz(6.10.2),即在1.23MHz信道帶寬以外信號衰減65dB。中國聯(lián)通的CDMA頻點為870MHz~880MHz,所以大多數(shù)直放站(在中國市場銷售的)的雙工濾波器的帶寬為870MHz~880MHz,其濾波特性為60dB。所以,直放站CDMA的帶外信號不會達到890MHz附近。但與中國移動有4MHz的沖突,會對其造成一定的影響。
三、克服干擾的解決方案
為了克服干擾我們有三條隔離準(zhǔn)則需要遵守:
1.被干擾基站從干擾基站接收到的寄生輻射信號強度應(yīng)比它的接收噪聲限低10dB;
2.在被干擾基站生成的三階互調(diào)干擾電平應(yīng)比接收機噪聲限低10dB;
3.受干擾站從干擾站接收到的總載波功率應(yīng)比接收機的1dB壓縮點低5dB。
根據(jù)以上條件,計算隔離距離:
CDMA直放站的頻帶外雜散:37-65=-28(dBm/30KHz)
GSM系統(tǒng)能允許的最大雜散干擾:-104-9-10=-123(dBm)
CDMA直放站信號在890MHz處的電平強度(已經(jīng)過雙工濾波器):-28-60=-88(dBm)
隔離余量:-88+10lg(200/30)-(-123)=43(dB)
根據(jù)垂直隔離公式:lso=28.0+40lg10(d/λ),則垂直隔離距離為d=2.4m。
根據(jù)水平隔離公式:lso=22+20lg10(d/λ)+(GREPEATER TX+GGSM RX),則水平隔離距離為:d=11m。
實際工程中,由于890MHz~909MHz頻段為中國移動所有,而CDMA系統(tǒng)為中國聯(lián)通所有,所以共址的機會不多。中國聯(lián)通的GSM上行頻段為909MHz~915MHz,與CDMA相隔較遠,隔離要求更小,應(yīng)更容易實現(xiàn),但并不說我們不需要考慮。
實際工程中,利用鐵塔平臺的隔離和建筑物本身的隔離,CDMA直放站信號對GSM的干擾問題是可以解決的,這需要我們大量地實踐與摸索。
可以明顯看出在909-915MHZ頻段存在一個很強的干擾,整個上行低噪抬高了30dbm,同時可以看出只是干擾聯(lián)通的上行頻段,可以初步判斷是我們網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生的干擾。為了進一步查明干擾源的方向,隨后登上樓面,CELLMASTER接上八木天線,360度旋轉(zhuǎn)測試發(fā)現(xiàn),在東南方向,干擾信號最強,若要準(zhǔn)確定位,則還須找另一高點作同樣的測試,找到一個最強的方向,兩條線的交叉點即為干擾點。
但由于現(xiàn)場很難找到另一個可以登上樓面的高樓,我們只有順著東南方向查找,根據(jù)測試的頻譜分析應(yīng)該是自己網(wǎng)內(nèi)的無線直放設(shè)備,我們手持八木天線搜索,終于發(fā)現(xiàn)在維多利亞KTV的樓頂?shù)膫?cè)面發(fā)現(xiàn)了很小的平板天線,一靠近就有很強的干擾信號,這是為了解決KTV包廂內(nèi)信號而安裝的G網(wǎng)微型直放站。關(guān)閉該直放站后,用CELLMASTER測試頻譜如下:
通過網(wǎng)管統(tǒng)計IOI指標(biāo)恢復(fù)到正常值,更換設(shè)備后恢復(fù)正常。
互調(diào)產(chǎn)生的干擾
目前我們發(fā)現(xiàn)GSM的干擾除了自己內(nèi)部兩載頻互調(diào)干擾外,還來自我們CDMA的干擾,而CDMA的干擾,其主要來自于CDMA直放站,在CDMA建網(wǎng)初期,我們基本上采用低容量、大覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)布局,直放站將占一定比例。特別無線直放站占到一定的比列,CDMA本身就是一個自激的系統(tǒng),無線直放站對CDMA本身就有很大的影響,這里就不詳細闡述對CDMA自身的影響,本節(jié)將討論CDMA直放站對GSM系統(tǒng)的影響及解決方案。
一、產(chǎn)生干擾的原因
干擾是一個相互作用的問題,由于CDMA系統(tǒng)是一個擴頻系統(tǒng),所以抗干擾能力很強,一般情況下GSM系統(tǒng)對CDMA干擾很小,所以問題主要集中在CDMA系統(tǒng)對GSM系統(tǒng)的干擾上。CDMA系統(tǒng)的880MHz與GSM系統(tǒng)的890MHz頻點最為接近,也最具有代表性。兩個同址射頻站間相互干擾的原理框圖,與兩個同址站間相互干擾計算相關(guān)的重要射頻器件,有干擾站的發(fā)放大器、發(fā)濾波器和被干擾站的收濾波器、接收機等。
產(chǎn)生干擾的原因就是同址站之間的隔離度不夠。
二、分析干擾情況
分析CDMA與GSM系統(tǒng)的干擾,需根據(jù)兩者頻率的關(guān)系及發(fā)射/接收特性來具體研究。這里我們講的天線隔離度指的是同置站天線終端間的路徑損失,即從干擾站發(fā)單元輸出端口到被干擾站收單元輸入端口的路徑損失。它體現(xiàn)空間傳輸損耗和兩個站有效天線增益(例如天線增益減去電纜損失)的綜合作用。
接收機靈敏度降低、互調(diào)干擾和接收機過載這3種性能損失是需要考慮的。從干擾源(直放站)接收的寄生輻射信號將導(dǎo)致接收機靈敏度降低,而從同置站接收到的所有載頻的合成造成了互調(diào)干擾,接收機過載的原因是接收機所收到的總信號功率太大。為了將這些性能損失降到最小而不修改現(xiàn)有的發(fā)送和接受單元,在同址站間需要保持適當(dāng)?shù)母綦x。
三種主要的干擾為雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾。三種干擾中,雜散干擾與CDMA直放站(或基站)目前在890MHz附近的帶外發(fā)射有關(guān),這是接收方(GSM系統(tǒng))自身無法克服的,將導(dǎo)致GSM系統(tǒng)信噪比下降,服務(wù)質(zhì)量惡化;阻塞干擾與GSM接收機的通帶外抑制能力有關(guān),涉及到CDMA的載波發(fā)射功率、接收機濾波器特性等,GSM系統(tǒng)的接收機將受影響因飽和而無法工作;互調(diào)干擾與CDMA使用多載頻、系統(tǒng)的非線性有關(guān),結(jié)果主要表現(xiàn)為GSM系統(tǒng)信噪比下降和服務(wù)質(zhì)量惡化。在三種不同的干擾中,雜散干擾是最主要的,影響也最大。
根據(jù)GSM技術(shù)體制,GSM接收機的靈敏度為-104dBm,信噪比9dB。
通常情況下,GSM基站天線一般位于鐵塔的第一層平臺,由于物理空間的原因,CDMA直放站的增益不會很大(在最大增益范圍內(nèi),直放站的增益大小取決于施主天線與用戶天線的隔離要求,若增益為80dB,則隔離要求為100dB左右,兩天線間的垂直隔離距離約為15m,考慮到多個RF系統(tǒng)共用同一站址,且直放站的施主天線的高度要求,所以共址情況下的CDMA直放站的增益不會很大,一般輸出功率取37dBm較為合理(約5W,遠小于CDMA基站的輸出功率),直放站的雙工濾波器的帶寬多為870MHz~880MHz,其濾波特性為60dB。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部《800MHz CDMA直放站870MHz-880MHz技術(shù)要求和測試方法》中關(guān)于工作帶外雜散的要求:每頻帶△f>1.98MHz:≤-65dBc/30kHz(6.10.2),即在1.23MHz信道帶寬以外信號衰減65dB。中國聯(lián)通的CDMA頻點為870MHz~880MHz,所以大多數(shù)直放站(在中國市場銷售的)的雙工濾波器的帶寬為870MHz~880MHz,其濾波特性為60dB。所以,直放站CDMA的帶外信號不會達到890MHz附近。但與中國移動有4MHz的沖突,會對其造成一定的影響。
三、克服干擾的解決方案
為了克服干擾我們有三條隔離準(zhǔn)則需要遵守:
1.被干擾基站從干擾基站接收到的寄生輻射信號強度應(yīng)比它的接收噪聲限低10dB;
2.在被干擾基站生成的三階互調(diào)干擾電平應(yīng)比接收機噪聲限低10dB;
3.受干擾站從干擾站接收到的總載波功率應(yīng)比接收機的1dB壓縮點低5dB。
根據(jù)以上條件,計算隔離距離:
CDMA直放站的頻帶外雜散:37-65=-28(dBm/30KHz)
GSM系統(tǒng)能允許的最大雜散干擾:-104-9-10=-123(dBm)
CDMA直放站信號在890MHz處的電平強度(已經(jīng)過雙工濾波器):-28-60=-88(dBm)
隔離余量:-88+10lg(200/30)-(-123)=43(dB)
根據(jù)垂直隔離公式:lso=28.0+40lg10(d/λ),則垂直隔離距離為d=2.4m。
根據(jù)水平隔離公式:lso=22+20lg10(d/λ)+(GREPEATER TX+GGSM RX),則水平隔離距離為:d=11m。
實際工程中,由于890MHz~909MHz頻段為中國移動所有,而CDMA系統(tǒng)為中國聯(lián)通所有,所以共址的機會不多。中國聯(lián)通的GSM上行頻段為909MHz~915MHz,與CDMA相隔較遠,隔離要求更小,應(yīng)更容易實現(xiàn),但并不說我們不需要考慮。
實際工程中,利用鐵塔平臺的隔離和建筑物本身的隔離,CDMA直放站信號對GSM的干擾問題是可以解決的,這需要我們大量地實踐與摸索。