GSM 無線網絡干擾成因、測試及解決方案

姚桂興 上海鐵路局上海通信段

近幾年來，隨著高速鐵路和客運專線的建設開通運營，鐵路GSM-R 移動通信系統的不斷運用，這就要求GSM-R網絡規模也不斷擴大。但是由于頻率資源有限（GSM-R 工作頻道為885 MHz～889 MHz/930 MHz～934 MHz，信道間隔200 kHz），規劃或地理位置等原因，特別是GSM-R 網絡采用單層交織無線網絡，采用密集的基站提供深度冗余覆蓋。在多小區情況下就會產生同頻、鄰頻干擾，使通信質量下降，網絡服務性能變差。無線電波的傳播特性決定其在通信過程中必然受到外界多種因素的影響。但是網絡內部原因的存在，使其在一定程度上還受到網絡內部因素的影響，如同頻干擾、鄰頻干擾，以及其它因網絡參數設定不當而造成的干擾。這些干擾的存在給網絡的正常運行帶來了不良影響。作為網絡優化的核心問題，解決無線干擾就顯得越來越重要。本文對產生無線干擾的原因進行了分析，介紹了日常測試干擾的方法，并給出了解決方案。

1 干擾產生的原因分析

網絡干擾的原因主要分為兩大類：外界頻率干擾和設備交調干擾。

1.1 外界頻率干擾

外界頻率干擾的主要表現為小區規劃不合理、天線參數選擇不合理以及小區參數調整不當，致使用戶在同一地點收到相同或相連的頻點，在通信過程中產生嚴重的背景噪音甚至掉話。

(1)頻率規劃或頻點設定不正確，造成同頻、鄰頻干擾現象在短距離范圍內存在，從而造成干擾。

(2)頻率復用不當或頻率復用的兩小區之間的距離不夠，造成同頻干擾。

(3)MS-TXPRW-MAX-CCH、BS-TXPWR-CCH、BS-TXPWR-MAX、BS-TXPWR-MIN 等小區功率參數設置不合理。如MS-TXPWR-MAX-CCH 參數設置過高，則在基站附近的移動臺會對本小區造成較大的鄰信道干擾，影響小區中其它移動臺的接通質量和通話質量；參數設置過小在小區邊緣的手機將很難占上信道，且受外界干擾更大。BS-TX-PWRMAX-CCH 參數設置過大則會與相鄰小區產生覆蓋交疊，造成信道干擾，手機占用信道困難，通話質量差，過小又會產生盲區。

(4)同心圓內小區參數設置不當，而使得圓內小區的頻點覆蓋過大，而與鄰小區產生的同頻或鄰頻干擾。

(5)基站天線高度及俯仰角設計不合，導致覆蓋范圍的不合理，使小區的覆范圍超出設計覆蓋范圍，從而與鄰小區產生同頻干擾或鄰頻干擾。

1.2 設備交調干擾

交調干擾主要由設備本身的非線性以及設備故障引起。設備在長期運行過程中由于缺少定期的指標測試與調整，致使交調干擾在一定范圍存在。

(1)發射部分雜散輻射及接收部分雜散響應較大，從而造成對本信道和其它信道的干擾，嚴重的將不能正常通話。

(2)STSE 板子內13 MHz 時鐘頻偏較大，超過了0.65 Hz，造成實際輸出信道頻率與定義頻率不相符，手機無法占上信道，即使占上信道通話質量也極差。

(3)FUMO 板中某個時隙損壞而導致在通信過程中產生嚴重的背景噪音。

(4)天線饋線系統駐波比過大，導致通信質量下降。

(5)RXGD、FEG8 接收部分的設備損壞，致使通信質量下降。

2 干擾測試

在維護與優化工作中衡量干擾程度的大小主要是通過小區上下行質量Quality 的大小即誤碼率的大小來測評測，通過對質量的研究分析，查找網絡中存在的問題確定頻率規劃、收發信設備是否有問題并進行調整與處理。下面對干擾的測試方法作一介紹。

2.1 手機現場撥打測試

該方法主要用于用戶反應強烈的熱點地區，解決背景噪音問題，查找壞的頻點時隙。手機可以采用復旦OPH802 或復旦GPH711 手機，但最好能夠使用薩基姆手機，以便更好的鎖定頻點進行測試。

2.2 亞倫無線場強測試儀

在干擾嚴重的地區，可以直接使用亞倫無線場強測試儀進行測試，直接觀察某一地點的場強的大小和各候選小區頻點與場強的大小，以確定是否存在干擾以及干擾的來源。

2.3 HP 頻率計數器

測試小區的STSE 時鐘板上時鐘是否超過±0.65 Hz 指標范圍，以確定小區的頻點是否漂移。3.4Kl103 信令分析儀在基站與BSC 之間的ABIS 接口跟蹤的結果分析中，干擾體現在上下行質量的大小上，質量的大小是通過誤碼率的高低來衡量的，定義情況如下：

QUALTY(質量)KRRORBIT(誤碼率)

0＜0.2% 1＜0．4%

2＜0．8% 3＜1．6%

4＜3．2% 5＜6．4%

6＜12．8% 7＜25．6%

依據Kll03 在ABIS 口上的跟蹤結果，借助DAFNE 軟件對小區的測量質量進行統計，并取平均值確定小區各個頻點質量的大小。

在實際工作中一般認為在一個BTS中如果僅是少部分頻點的QUALTY 值在l 左右是頻率干擾引起的，如果是大部分頻點值均在l 左右，在檢查無頻率干擾的情況下，一般認為是COMBINER或天線系統的原因。QUALITY 值在3 以上就認為是收發信部分的硬件有問題，需要更換硬件設備。

利用Kl103 還可以依據測量到的TA 值的大小確定小區覆蓋范圍，檢查小區覆蓋的基本依據是TA(TIMEADVANCE)的分布情況。為了彌補手機上下行信號發射的時間差，保證同步，基站均會根據手機距離基站的遠近，來確定信號發射提前的時間，TA 計算的依據是：從基站發出信號到手機接收延時T，然后將該值除以2，再乘以光速300 000 000 m/s，即得到基站與手機的相對直線距離。TA 原指的是時間值，但實際上是用距離來代替了時間，即用不同距離的代表值表示它的大小，具體表示如下：

TA 值距離值

TA=0時，相對距離約為550 mTA=1時，相對距離約為11 100 mTA=2時，相對距離約為21 650 m(用550 m 表示一個級別)

某點TA 的采樣次數，基本反映了該點的話務量的大小，同時結合該點的RXLEV-DL、RXLEV-UL 值的大小，綜合確定小區的覆蓋范圍是否合理，并據此進行進一步的調整，不斷優化小區的覆蓋，提高網絡服務質量不同的測試方法適合于不同的問題，在工作中要依據實際情況進行選擇，綜合使用排查問題。

3 減小干擾的方法分析

借助亞倫無線場強測試儀、HP 頻率計數器、Kl103 等工具，以及OMC-R 的參數調整窗口，CQT 呼叫質量撥打測試結果，對產生干擾的原因具體分析，可以根據實際情況采取不同的措施減小干擾，提高通信質量，改善網絡的運行環境。

(1)利用亞倫無線場強測試儀表，對干擾嚴重的小區進行實地測試，查出干擾源及受干擾的程度。在小區參數調整效果不明顯的情況下，可以通過A955無線規劃軟件，確定是否需要更改小區的頻點，以及更改后的頻點。

(2)通過K1103 測量出的TA 值的大小確定小區的覆蓋范圍，判斷是否因覆蓋不合理造成干擾。對于天線較高的小區可以適當調整BTS 發射功率參數，BS -TXPWR -MAX、BS -TXPWR -MIN、BS-TXPWR-MAX-CCH 以降低基站發射功率，改變基站覆蓋范圍，減小對相鄰基站的干擾。在保證小區邊緣處移動臺有一定的接入成功率的前提下，盡可能減小移動臺的接入電平(MS-TXPWRMAX、MS-TXPWR-MIN)，以減小對相鄰小區的干擾?？梢酝ㄟ^多次CQT 測試，根據測試結果修正設計值，最終得出小區設置最佳參數。

(3)調整天線的高度與天線的俯仰角來改變小區的覆蓋范圍以減少頻率干擾。盡量減少覆蓋交疊和覆蓋盲區的現象。

(4)在通話過程中，可以選擇語音間歇系統的非連續傳送(DTX)方式，降低對無線信道的干擾，使網絡的平均通話質量得以改善且可以減小手機的功率損耗，增加電池使用時間。

(5)利用HP 頻率計數器，調整BTS的13 MHz 時鐘，使其頻偏越小越好，減小所使用信道受其它信道的干擾，提高通信質量及系統指標。

(6)檢查BTS 中COMBINKR、TXGM、RXGD 等收發信系統減少雜散發射與響應，提高收發信系統的性能，減小干擾。

(7)檢查頻率復回情況。對于有頻率復用的基站盡量增大兩者之間的距離；同時注意兩小區的"U -TIME -ADVANCE"參數設定值，避免出現同頻干擾現象。

(8)啟用新技術。在維護工作中發現，功率控制、調頻等新技術的運用，對于減小干擾，提高通信質量以及改善網絡指標均能起十分積極的作用。

4 總結

解決無線網絡干擾問題是目前網絡維護與優化的核心問題，以上是解決干擾問題上的一些方法。隨著技術水平的不斷提高，更多的新技術、新設備將會更好的解決這一問題。如智能天線的運用、設備性能的提高、小區參數有效調整等。