4G偽基站干擾評估、定位及規(guī)避優(yōu)化方案

張明臣 劉建民 田永超

【摘? 要】針對近期LTE偽基站日益增多的情況，分析了偽基站干擾對網(wǎng)絡(luò)覆蓋、業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響，提出了通過鄰區(qū)切換分析、現(xiàn)場測試等手段排查定位偽基站的方法。通過異頻改造、降低功率等手段，可以有效規(guī)避、減弱偽基站干擾影響，保障用戶業(yè)務(wù)感知。

【關(guān)鍵詞】偽基站;干擾;定位

[Abstract]?At present， the number of LTE pseudo base stations is increasing. The influences of pseudo base stations interference on network coverage and service quality are investigated， and a method to check and localize pseudo base stations based on adjacent cell handover analysis and on-spot test is proposed. By reforming differ-frequency and reducing power， the influences of pseudo base stations interference can be effectively avoided and weakened to guarantee the user service perception.

[Key words]pseudo base station; interference; localization

1? ?引言

4G網(wǎng)絡(luò)中的“偽基站”是指網(wǎng)絡(luò)號與運營商相同，模擬發(fā)射4G網(wǎng)絡(luò)信號，但不能完成正常注冊登記，無法接入網(wǎng)絡(luò)和進行切換的信號收發(fā)裝置。偽基站在移動通信蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)干擾示意圖如圖1所示。

中國電信4G同頻偽基站的發(fā)射頻率、網(wǎng)絡(luò)號與中國電信LTE網(wǎng)絡(luò)下行頻率相同，但偽基站下發(fā)TAC（Trace Area Code，跟蹤區(qū)編碼）與CI（CELL_ID，小區(qū)標識）不屬于電信正常配置。2018年以來，天津市多處區(qū)域主干路段、路口出現(xiàn)同頻偽基站，導(dǎo)致信號質(zhì)量惡化、鄰區(qū)切換失敗、用戶業(yè)務(wù)斷線等問題。圖2是在西青區(qū)某處發(fā)現(xiàn)的偽基站現(xiàn)場情況：

由于近期新發(fā)現(xiàn)的偽基站數(shù)量較多，且多位于主干道路沿線，應(yīng)全面客觀評估偽基站的影響，尋求快速定位排查偽基站的辦法，制定偽基站干擾規(guī)避優(yōu)化方案，以盡量消除其對4G用戶保持性能、業(yè)務(wù)感知的負面影響。

2? ?偽基站配置分類及影響評估

2.1? 偽基站配置分類

依據(jù)4G偽基站發(fā)射頻點和PCI（Physical Cell ID，物理小區(qū)標識）配置差異，偽基站可分為如下幾類：

（1）同頻靜態(tài)PCI偽基站：與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G同頻，PCI隨機選取，同頻干擾強烈。

（2）同頻動態(tài)PCI偽基站：與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G同頻，自動搜索現(xiàn)網(wǎng)較強PCI并進行同PCI偽裝，且可以周期性調(diào)整PCI，同頻干擾強烈。

（3）異頻（有重疊頻率）偽基站：與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G異頻，但有部分頻率重疊，存在少量同頻干擾。

（4）異頻偽基站：與現(xiàn)網(wǎng)頻段不同，無頻率重疊，無同頻干擾。

2.2? 偽基站干擾影響評估

不同類型的偽基站會對網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量及用戶業(yè)務(wù)產(chǎn)生不同程度的干擾影響。

（1）同頻靜態(tài)PCI偽基站

同頻靜態(tài)PCI偽基站與現(xiàn)網(wǎng)下行頻率相同，PCI隨機選取，同頻干擾強烈。這會導(dǎo)致偽基站覆蓋區(qū)域用戶信號質(zhì)量惡化、切換失敗或數(shù)據(jù)掉線，VoLTE語音呼叫失敗、掉線等。另外，自動鄰區(qū)優(yōu)化功能開啟后可能觸發(fā)無效的切換嘗試，導(dǎo)致大量切換失敗。

對于同頻靜態(tài)PCI偽基站，暫時可以將相關(guān)目標鄰區(qū)添加至切換黑名單，禁止發(fā)起切換嘗試，避免切換指標惡化，但偽基站現(xiàn)場的同頻干擾影響無法消除。

（2）同頻動態(tài)PCI偽基站

同頻動態(tài)PCI偽基站與現(xiàn)網(wǎng)下行頻率相同，自動搜索現(xiàn)網(wǎng)較強PCI并進行同PCI偽裝，同頻干擾強烈。會導(dǎo)致偽基站覆蓋區(qū)域用戶信號質(zhì)量惡化、切換失敗或數(shù)據(jù)掉線，VoLTE語音呼叫失敗、掉線等。另外，會觸發(fā)較多虛假的切換嘗試，從而導(dǎo)致大量切換失敗。

對于同頻動態(tài)PCI偽基站，對受到干擾影響的鄰區(qū)關(guān)系設(shè)置為禁止切換，避免大量切換失敗發(fā)生，但偽基站現(xiàn)場的同頻干擾影響無法消除。

（3）異頻（有重疊頻率）偽基站

異頻（有重疊頻率）偽基站與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G異頻，但有部分頻率重疊，會對覆蓋區(qū)域網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及用戶感知造成干擾。可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)質(zhì)量下降、VoLTE語音呼叫失敗、掉線等。

（4）異頻偽基站

異頻偽基站與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G異頻，且無頻率重疊，無同頻干擾。不會對業(yè)務(wù)態(tài)用戶信號和業(yè)務(wù)造成干擾，但是對于空閑態(tài)用戶存在短時干擾影響，可能導(dǎo)致短時脫網(wǎng)、VoLTE語音呼叫失敗等。

3? ?偽基站干擾排查定位方法

同頻偽基站會對相關(guān)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量、用戶業(yè)務(wù)感知產(chǎn)生強烈干擾，應(yīng)盡快進行定位排查。

3.1? 通過鄰區(qū)切換指標數(shù)據(jù)排查定位偽基站

根據(jù)鄰區(qū)切換指標數(shù)據(jù)，針對切換失敗問題集中區(qū)域或鄰區(qū)進行分析排查，可以快速識別、定位受偽基站同頻干擾的區(qū)域，結(jié)合現(xiàn)場測試可以進一步明確偽基站位置。

（1）鄰區(qū)切換失敗集中區(qū)域干擾測評

通過鄰區(qū)切換指標地理化分析，針對切換失敗集中區(qū)域開展測試分析，可以評估定位存在偽基站干擾的區(qū)域以及干擾源位置。

根據(jù)鄰區(qū)切換指標分析，天津市各區(qū)域切換失敗TOP小區(qū)統(tǒng)計如表1所示：

由分析可知，134個鄰區(qū)切換失敗TOP小區(qū)中，110個是1.8G頻點小區(qū)，且西青、南開TOP小區(qū)數(shù)量明顯超出其它區(qū)域。針對西青、南開TOP小區(qū)聚集的區(qū)域，進行了1.8G頻點網(wǎng)絡(luò)DT測試。經(jīng)過測試數(shù)據(jù)解析，確認大多數(shù)TOP小區(qū)附近存在偽基站干擾。

西青、南開鄰區(qū)切換失敗TOP小區(qū)分布、測試區(qū)域內(nèi)偽基站分布情況如圖3所示（綠色星星表示偽基站位置）：

測評發(fā)現(xiàn)，由于偽基站與電信1.8G網(wǎng)絡(luò)同頻且大多偽基站PCI設(shè)置模擬電信周邊小區(qū)設(shè)置，導(dǎo)致相關(guān)區(qū)域信號質(zhì)量惡化、鄰區(qū)混淆，容易出現(xiàn)切換失敗、掉線、重建等問題，用戶感受顯著下降。

（2）切換失敗非法鄰區(qū)干擾站分析

通過切換失敗鄰區(qū)關(guān)系中目標小區(qū)的合理性分析，可以識別未與正常網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混淆的同頻干擾站，以便快速定位排查同頻干擾源。

提取中興區(qū)域1月中旬一周鄰區(qū)對切換數(shù)據(jù)，利用4G鄰區(qū)切換失敗問題分析工具，對切換失敗TOP200鄰區(qū)對進行了原因定位分析。經(jīng)分析，在中興區(qū)切換失敗TOP200鄰區(qū)中，112條（占比56%）存在鄰區(qū)數(shù)據(jù)錯配，進一步分析目標鄰區(qū)的配置數(shù)據(jù)，可以確認多處源小區(qū)附近存在偽基站導(dǎo)致自動鄰區(qū)優(yōu)化功能誤配鄰區(qū)，從而出現(xiàn)大量切換失敗。

3.2? 日常測評干擾分析

通過日常的網(wǎng)絡(luò)測試分析，也可以定位排查偽基站干擾現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)場勘察、頻譜掃描等手段，可以定位偽基站位置。

2018年3月，在寧河、漢沽等區(qū)域展開的區(qū)域測評發(fā)現(xiàn)頻繁的RRC重建、掉線、速率持續(xù)降低等問題，結(jié)合現(xiàn)場勘察確認部分路段存在偽基站裝置。

3.3? 客戶投訴問題分析

根據(jù)對客戶投訴問題的分析，可以初步判斷是否可能存在外界干擾，結(jié)合現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)測試評估，可以判斷定位是否存在偽基站干擾。

例如，有用戶反饋經(jīng)過友誼南路、賓水西道等主干道路、路口時，發(fā)生業(yè)務(wù)斷線、脫網(wǎng)等現(xiàn)象。現(xiàn)場測試表明，用戶投訴區(qū)域設(shè)置了同頻偽基站。受偽基站干擾影響，相關(guān)路段網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量明顯惡化，導(dǎo)致途經(jīng)相關(guān)路段的用戶感知明顯惡化。

4? ?同頻偽基站干擾規(guī)避優(yōu)化方案

由于偽基站分布點位相當(dāng)密集，且多位于人流密集主干道、路口，對中國電信4G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及用戶感知、集團測評、鄰區(qū)切換指標等多方面產(chǎn)生明顯的負面影響。為了消除或減弱偽基站對中國電信4G網(wǎng)絡(luò)及用戶感知的干擾，根據(jù)各類型偽基站運行機制差異，提出如下干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化方案：

（1）同頻偽基站調(diào)整為異頻模式（非重疊）：設(shè)置異頻模式（與電信頻段不重疊），設(shè)置靜態(tài)PCI，電信配合設(shè)置異頻重選鄰區(qū)關(guān)系。這樣，可以實現(xiàn)空閑態(tài)異頻重選及位置更新接入嘗試，接入被拒絕后經(jīng)歷短時脫網(wǎng)，可以再次重選返回電信4G網(wǎng)絡(luò)，對用戶影響較小。

（2）異頻偽基站降低功率：降低異頻偽基站干擾站發(fā)射功率，僅覆蓋附近路面，減小對周邊室內(nèi)場所的干擾。

5? ?結(jié)束語

2018年，在通過上述方法定位排查同頻偽基站以后，天津電信積極與相關(guān)部門溝通，協(xié)調(diào)實施同頻干擾站改造為異頻模式等優(yōu)化方案，極大緩解了偽基站對相關(guān)區(qū)域4G網(wǎng)絡(luò)的強烈干擾，保障了4G用戶業(yè)務(wù)感知。

將來，天津電信將通過多種手段持續(xù)監(jiān)控識別偽基站干擾，快速排查、定位偽基站，協(xié)調(diào)推動、落實異頻改造、功率下調(diào)等偽基站干擾規(guī)避優(yōu)化方案。

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