TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的干擾問題及其優(yōu)化的設(shè)計和實現(xiàn)
出處:meteorbird 發(fā)布于:2011-08-28 08:26:56
CDMA (Code Division Multiple Access) 又稱碼分多址,是在無線通訊上使用的技術(shù),CDMA允許所有使用者同時使用全部頻帶(1.2288Mhz),且把其他使用者發(fā)出訊號視為雜訊,完全不必考慮到訊號碰撞 (collision) 問題。無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,干擾無處不在。在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中,經(jīng)常會遇到很棘手的干擾問題,由于干擾源的未知性,給定位和解決干擾帶來很多不可預(yù)見的困難。隨著TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的深入發(fā)展,預(yù)計將出現(xiàn)其他形式的"交叉時隙干擾"故障,如可能出現(xiàn)對流層散射、大氣波導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致的超遠(yuǎn)距離基站間干擾等。這需要我們在控制基站功率避免"過覆蓋"的同時,積極探索各種靈活、有效的無線資源管理算法(如時隙分組[2]、頻率分組等)來有效應(yīng)對。本文主要針對TD-SCDMA系統(tǒng)中出現(xiàn)的幾種常見干擾進(jìn)行了分類和定位,并針對干擾給出了TD-SCDMA的優(yōu)化方案和流程,并通過具體的對其進(jìn)行了驗證。
1 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中干擾的分類與定位
TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)(簡稱3G),自1998年正式向ITU(國際電聯(lián))提交以來,已經(jīng)歷十多年的時間,完成了標(biāo)準(zhǔn)的組評估、ITU認(rèn)可并發(fā)布、與3GPP(第三代伙伴項目)體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作,從而使TD-SCDMA[3]標(biāo)準(zhǔn)成為個由中國提出的,以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。這是我國電信史上重要的里程碑。TD-SCDMA由于采用時分雙工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根據(jù)接收信號估計上行和下行信道特性比較容易。此外,TD-SCDMA使用智能天線技術(shù)有先天的優(yōu)勢,而智能天線技術(shù)的使用又引入了SDMA的優(yōu)點,可以減少用戶間干擾,從而提高頻譜利用率。TD-SCDMA還具有TDMA的優(yōu)點,可以靈活設(shè)置上行和下行時隙的比例而調(diào)整上行和下行的數(shù)據(jù)速率的比例,特別適合因特網(wǎng)業(yè)務(wù)中上行數(shù)據(jù)少而下行數(shù)據(jù)多的場合。但是這種上行下行轉(zhuǎn)換點的可變性給同頻組網(wǎng)增加了一定的復(fù)雜性。
作者在TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中發(fā)現(xiàn),由干擾引起的系統(tǒng)問題主要有掉話、未接通和切換失敗等,各種情況所占比例情況如圖1所示。

總體來看,TD-SCDMA系統(tǒng)中的干擾主要包括系統(tǒng)內(nèi)的干擾和系統(tǒng)外的干擾,其中,系統(tǒng)外干擾目前主要來源于占用TD-SCDMA系統(tǒng)頻帶或接近TD- SCD-MA系統(tǒng)頻帶的各種系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)的干擾主要表現(xiàn)為同頻干擾?,F(xiàn)階段,系統(tǒng)外的干擾大致可以分為三類:一是,小靈通PHS系統(tǒng)下行信號對TD- SCDMA系統(tǒng)上行信號所造成的干擾;二是,有一些電信運營企業(yè)在未得到允許的情況下在TD-SCDMA頻段上發(fā)射信號對TD-SCDMA系統(tǒng)所造成的干擾;三是,部分大功率源產(chǎn)生的大功率信號諧波影響到TD-SCDMA的信號發(fā)射器,從而造成對TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾。系統(tǒng)內(nèi)干擾目前主要是由同頻同碼組的基站覆蓋重疊所引起。此外,由于基站GPS故障等原因所引起的失步會導(dǎo)致部分下行信號落入上行信號時隙,從而造成對TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾,因而,GPS失步也是TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)干擾的來源之一。
通過上述分析可以看出,TD-SCDMA系統(tǒng)中干擾可以分為系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外兩類干擾,從另一個角度來看也可以分為上行干擾和下行干擾,其中,上行干擾主要來自于系統(tǒng)外部,而下行干擾主要是來自于系統(tǒng)內(nèi)部。目前,TD-SCDMA系統(tǒng)的下行干擾主要是通過PCCPCH C/I(Primary Common Control Physical Channel C/I,主公共控制信道載干比)來衡量,實際優(yōu)化工作中如果PCCPCH C/I值大于-3 dBm則認(rèn)為系統(tǒng)存在干擾。上行干擾主要是通過ISCP(InteRFerenceon Signal Code Power,干擾信號碼功率)值來衡量,在實際TD-SCDMA優(yōu)化工作中,干擾的認(rèn)定是以ISCP值大于-85 dBm為標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)合上述干擾源的分析和干擾的主要衡量指標(biāo),可以對各種干擾源做如下定位:
?。?)由于TD-SCDMA是一個TDD系統(tǒng),目前國內(nèi)的TDD系統(tǒng)有TD-SCDMA和小靈通兩種,為此,當(dāng)提取各基站ISCP值進(jìn)行分析時,若發(fā)現(xiàn)各時隙ISCP值有明顯差異且隨時間變化較為明顯,此時受小靈通干擾的可能性較大。為了正確定位是否是由于小靈通系統(tǒng)造成的干擾,可以通過關(guān)閉小靈通基站的方式來確定,若關(guān)掉小靈通基站后,ISCP有明顯的降低,則可基本確定該干擾為小靈通干擾;反之,則可以排除此干擾。
?。?)同頻同碼組小區(qū)的干擾是TD-SCDMA系統(tǒng)的另一個主要干擾來源,通常,可以通過以下方法來確定是否有同頻同碼組小區(qū)的干擾:關(guān)閉其中一個小區(qū)或者降低其中一個小區(qū)的下行發(fā)射功率,如果實施上述操作后干擾明顯減小,則可基本確定該干擾由同頻同碼組造成;反之,則可以排除此干擾為同頻同碼組干擾。
?。?)在一些特殊區(qū)域,如軍隊、監(jiān)獄等相關(guān)區(qū)域,存在干擾源的可能性比較大,針對此類干擾,可以通過定向天線多點交叉方法對其進(jìn)行定位,并可以通過對受干擾扇區(qū)進(jìn)行方向角和下傾角的調(diào)整來定位具體的干擾方向。
2 TD-SCDMA干擾問題的優(yōu)化流程
對于上述干擾所引起的各種問題(如掉話、切換失敗等),可以通過如圖2所示的流程進(jìn)行優(yōu)化,終使問題得到解決。

從圖2中可以看出,首先,通過用戶投訴、DT(Dail Test)和CQT(Call Quality Test)測試等途徑來發(fā)現(xiàn)問題,并對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分類(如未接通、掉話、切換失敗等)。發(fā)現(xiàn)問題以后,首先應(yīng)檢查對應(yīng)RNC、基站、小區(qū)的板卡狀態(tài)是否正常、是否有告警,確定該問題是否由硬件故障所導(dǎo)致,如果是硬件故障,應(yīng)及時更換硬件板卡。如果不是硬件的問題,接下來,再通過查看RNC每日的 KPI(Key Performance Indi-cators)性能統(tǒng)計指標(biāo),察看RRC的建立成功率、RAB指配成功率以及切換成功率等指標(biāo)是否有異常,以便后期的問題定位。
根據(jù)上述分析,在TD-SCDMA系統(tǒng)中,干擾主要是通過基站ISCP值、PCCPCH C/I值以及手機(jī)發(fā)射功率的大小等參數(shù)來判斷,所以在發(fā)現(xiàn)問題時,首先應(yīng)查看這3個值的大小,分析其是否異常。若有以上參數(shù)有異常,則可以基本確定問題是由干擾所引起。反之,則可以排除干擾的因素。如果確定某問題是由干擾所致,則可以通過以下方案進(jìn)行對干擾源進(jìn)行定位,制定出相應(yīng)的優(yōu)化方案。
(1)排查GPS硬件故障。如前所述,GPS失步是TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)干擾的主要來源之一,為此,應(yīng)首先排除由GPS硬件故障所帶來的失步問題。 GPS硬件由于跑偏而引起失步將會導(dǎo)致下行信號對上行信號的干擾,此類干擾范圍大、強(qiáng)度高,通常僅干擾1~2個上行時隙,且干擾電平以跑偏基站為中心向周邊逐步遞減。對于此類干擾,解決方法主要是通過升級跑偏基站的GPS軟件和硬件或者直接更換GPS板卡來完成。
GPS 是英文Global Positioning System(定位系統(tǒng))的簡稱,而其中文簡稱為"球位系".GPS是20世紀(jì)70年代由美國陸??杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) .其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實時、 全天候和性的導(dǎo)航服務(wù),并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的經(jīng)過20余年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年3月,覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。GPS功能必須具備GPS終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控平臺三個要素,這三個要素缺一不可。通過這三個要素,可以提供車輛防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。
?。?)查看ISCP值。若各時隙ISCP值隨業(yè)務(wù)量的變化而變化,且值大于-85 dBm,則可初步判定為上行鏈路干擾。此時,應(yīng)通過核查算法和參數(shù)設(shè)置,檢查鄰區(qū)中的同頻同碼小區(qū)以及調(diào)整上行物理信道配置時隙等方法來避開干擾。
?。?)查看PCCPCH C/I值。若其小于-3 dBm,則可認(rèn)為存在下行干擾,此時,應(yīng)首先查看周圍是否存在同頻同碼組的小區(qū),如果存在則需要通過修改頻點和擾碼來消除此干擾;若短期內(nèi)不能及時修改頻點和擾碼,也可以通過以下方法來解決:,降低離干擾點較遠(yuǎn)的一個鄰區(qū)的下行功率或者調(diào)整該小區(qū)天線的下傾角來消除越區(qū)覆蓋,從而達(dá)到減小干擾的效果;第二,調(diào)整主服務(wù)小區(qū)的切換參數(shù)(例如個性偏移參數(shù)),加快UE切換到下一個目標(biāo)小區(qū),盡快離開干擾頻點小區(qū),從而達(dá)到避開干擾的目的。
通過上述方案的實施,若還不能解決,則還要結(jié)合現(xiàn)場測試和信令跟蹤做進(jìn)一步的分析和處理。結(jié)合信令跟蹤的分析與處理一般步驟為:對于某一問題點,先查看該問題點所在小區(qū)的CELL ID和測試用UE的IMSI號,在現(xiàn)場DT/CQT測試的同時通知機(jī)房進(jìn)行信令跟蹤,抓取相關(guān)的接口信令(UU接口、Iu接口),當(dāng)問題再次出現(xiàn)(復(fù)現(xiàn)) 后,提取CDL信令并將其與正常信令流程進(jìn)行對比,定位出該問題具體屬于網(wǎng)絡(luò)的那個部分(網(wǎng)、RNC、NodeB),制定出針對性的解決方案。
3 TD-SCDMA干擾問題優(yōu)化分析
3.1 1:干擾引起掉話的優(yōu)化
在某次現(xiàn)場測試中發(fā)現(xiàn),測試車輛由北向南行駛經(jīng)過遠(yuǎn)通大廈的過程中,UE接收到的PCCPCH RSCP(接收信號碼功率)逐漸降低,接著UE切換到美術(shù)公司TD-3小區(qū)(即圖3中頻點為10088,Cell ID為43的位置,圖中綠線表示UE所連接的TD-3為UE此時的主服務(wù)小區(qū)),此后UE一直掛在美術(shù)公司。TD-3小區(qū)上,直至UE在遠(yuǎn)通大廈附近(圖中紅色UE所在區(qū)域)出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。

從服務(wù)小區(qū)測量表中可以看到,掉話點處干擾較大區(qū)域(PCCPCH C/I=-13 dBm),通過查看該路段附近各個小區(qū)的頻點信息,得知省京劇團(tuán)TD-2小區(qū)(頻點為10088,擾碼為85)與美術(shù)公司TD-3小區(qū)(頻點為 10088,擾碼為43)的頻點相同,對遠(yuǎn)通大廈形成較為嚴(yán)重的同頻干擾,從而導(dǎo)致掉話。
在本次優(yōu)化中,采用了調(diào)整主服務(wù)小區(qū)的切換參數(shù),讓UE盡快離開干擾頻點小區(qū)的方式加以解決。即調(diào)整了美術(shù)公司TD-3的個性偏移參數(shù),由O dBm調(diào)整為5 dBm,使得UE向下一目標(biāo)小區(qū)遠(yuǎn)通大廈TD-2的切換速度加快,讓UE盡早脫離了10088這個頻點。通過上述優(yōu)化調(diào)整,得到的復(fù)測效果如圖4所示,通過圖4可以看出,經(jīng)過優(yōu)化后UE在同一位置處的主服務(wù)小區(qū)已經(jīng)切換成了遠(yuǎn)通大廈TD2小區(qū),脫離了10088這個頻點,此時,RSCP值明顯提高(從 -77 dBm上升到-65 dBm),抗干擾能力明顯增強(qiáng),從而消除了前面的掉話現(xiàn)象。

3.2 2:干擾引起未接通的優(yōu)化
在某次現(xiàn)場測試中,某處DT測試時出現(xiàn)未接通情況,通過查看KPI性能統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)該小區(qū)的RB建立成功率偏低,通過提取當(dāng)日CDL發(fā)現(xiàn)RB建立失敗原因均為超時(TImeout),進(jìn)一步查看ISCP值發(fā)現(xiàn),時隙1以及時隙2的ISCP值和平均ISCP值都偏高,均在-70 dBm左右,根據(jù)前面分析判斷可能是上行鏈路干擾所引起的問題。
通過檢查PRACH物理信道,發(fā)現(xiàn)其位于時隙1,為此,調(diào)整了PRACH物理信道的時隙位置,從時隙1調(diào)整到時隙3,以此來避開上行鏈路干擾。經(jīng)優(yōu)化修改之后,該小區(qū)的RB建立成功率明顯提高,使得未接通問題得到了解決。如圖5所示。

4 結(jié)語
通過對TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)中干擾及其問題的定位看出,TD-SCDMA系統(tǒng)中干擾可以分為系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外兩類干擾,其中,系統(tǒng)外干擾主要來源于小靈通PHS系統(tǒng)、部分未得到允許的TD-SCDMA頻段上發(fā)射信號,以及部分大功率源產(chǎn)生的大功率信號諧波等。對這些干擾的定位主要借鑒于 PCCPCH C/I,ISCP以及手機(jī)發(fā)射功率等參數(shù)。在TD-SCDMA干擾問題優(yōu)化過程中,應(yīng)首先排除GPS等硬件故障,然后再分別查看ISCP和PC-CPCH C/I值,根據(jù)各參數(shù)的大小對干擾問題的真正原因進(jìn)行初步判斷,部分干擾問題還要結(jié)合復(fù)測和信令跟蹤來進(jìn)一步分析。由于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)由于干擾引起的問題較多且隨機(jī)性比較大,本文所給出的分析方案以及只是實際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中發(fā)現(xiàn)的一小部分問題,在實際工作中,需要根據(jù)問題的實際特征進(jìn)行具體分析,找到問題的根本原因,制定出更為有效的解決方案。
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