基站天馈系统上行干扰排查解决方案

摘要　基站天馈系统上行干扰已经成为影响客户感知的重要因素，文章介绍了移动通信基站天馈系统上行干扰的解决方案，包括软件平台筛选疑似干扰小区及上行干扰成因初步分析、硬件设备现场测试及现场及干扰处理三部分内容。

关键词　上行干扰　天馈系统　互调　天馈排查

1　上行干扰已成为影响客户感知的重要因素

基站天馈系统作为射频信号收发系统的前端，其性能优劣决定了整个网络性能，并直接影响客户感知。经过10多年移动通信的高速发展，国内3家运营商已有8亿左右的用户群，其中2G网络约200万副基站天线在网运行。现阶段，基站天馈线系统主要存在两类问题：

(1)老旧的天馈线由于使用年限较长、使用环境恶劣，导致性能下降；

(2)由于制造商的成本压力，导致天馈线指标、性能稳定性存在隐患及故障率上升。

基站天馈系统性能参数包括电路参数和辐射参数，电路参数包括驻波比、无源互调和隔离度，辐射参数包括增益、下倾角精度及水平／垂直面波束宽度等，其中电路参数是天线效率辐射的保证，辐射参数是天线高质量辐射的体现。根据统计发现，现网问题天线普遍存在无源互调指标恶化的现象，无源互调是由于材料或接触非线性所造成，可能产生落到上行接收频带干扰信号，其中3阶或5阶互调幅度最大，我们把这种干扰称之为内部干扰。无源互调是最能直接反映材质和工艺水平优劣的天线指标，也是天线所有指标中随使用年限变化最明显的指标。天线性能指标及对移动通信的影响如图1所示：

传统的网络优化是基于下行链路的优化，通过增加载波、提高功率、调整天线倾角等方式解决容量和下行质差问题，在解决下行问题同时，往往会抬高上行干扰电平，导致上行质差、掉话等，严重影响客户感知。系统间干扰、直放站干扰、同临频干扰统称为外部干扰。

各大中城市主城区微蜂窝被大量使用，小区覆盖半径缩短为300米，上行干扰问题尤为突出。以南方某城市主城区中国移动GSM系统上行干扰统计为例，3级干扰比例达到20％(见表1)。我们对7月份存在5级干扰的698个小区逐一进行了排查，发现干扰类型前两位分别是直放站干扰和互调干扰，其中直放站干扰大部分为私设“黑直放”造成(见表2)。其中直放站干扰又细分为三种类型，分别是宽带直放站干扰，窄带移动直放站干扰及窄带联通直放站干扰。对282个直放站干扰按照类型进一步细分，如表3所示。

基站天馈系统上行干扰问题已经成为影响客户感知的重要问题，基于下行链路性能优化的解决方案不能有效解决上行干扰问题。天线是一个“哑”设备，一旦安装到基站现场，很难实现主动监控。天馈性能测试只能在断网状态下检测，面对巨大规模的用户，拉网式逐个基站排查不仅费时费力，而且频繁断网会对手机终端用户造成不良影响，因此此种方式不能被接受。目前的问题是在保证天馈系统正常的前提下，如何寻找有效方法。缩小干扰小区范围并初步判断干扰类型，并针对干扰类型使用专用测量仪表进行现场干扰定位。

2011年中国移动集团在网络会议上提出天馈整治“工兵行动”的计划，要求在9月底之前完成天馈排查，12月底完成天线替换。要高效高质量的完成此计划，必须有一套天馈系统问题快速诊断定位的方法。

2　基站天馈系统上行干扰解决方案

2.1方案概述

上行干扰解决方案包括三个步骤，如图2所示，首先是上行干扰分析，通过软件分析缩小干扰排查范围并初步进行干扰成因分析；其次是上行干扰定位，通过专用测量仪表对干扰进行确认，外部干扰要确定干扰源，内部干扰要通过分段排查的方法确定具体故障点；最后是上行干扰处理，要针对不同干扰类型采取不同处理手段。

2.2基本思路

(1)利用话务统计KPI指标筛选疑似高干扰小区；

(2)登录BSC收集上行干扰测量数据并进行软件分析，同时结合互调分量仿真计算，初步分析小区干扰成因；

(3)制订天馈系统干扰现场作业标准化方法，根据标准化作业指导，对干扰成因进行具体定位；

(4)针对不同干扰成因，采取不同处理办法。

2.3作业流程

(1)利用话统KPI指标筛选高干扰／质差小区

筛选流程如图4所示，移动KPI指标是动态变化的，数据收集需要一个较长时间作为参考，建议采用6忙时。上行干扰中互调干扰随话务量而变化，建议首先解决话务量大于1erl的干扰小区。需要收集的KPI指标有三个，分别是IOI干扰带4-5级指标、UBER、干扰带指标，图3中的KPI门限指标是我们根据大量现场故障排查总结出来经验值，在具体使用中可以变化。

(2)收集数据并进行小区干扰成因分析

根据KPI筛选高质差小区，登录BSC配置频带扫描，收集该小区1～124信道频点扫描数据，如图5所示。根据扫描数据进行图形处理，得到1～124信道上行干扰分布MINI图，如图6所示，其中横坐标表示信道，纵坐标表示相对电平(相对－110dBm)。

在上行干扰MINI图，不同干扰类型呈现不同频谱特征，放大器干扰特征为整个接收带内底噪抬升，频率干扰典型特征为离散干扰，CDMA干扰的典型特征为左高右低，而互调干扰典型特征为左低右高。如果初步判断为互调干扰，则需要开启基站上行频点扫描，所有配置频率满功率发射，如果在此情况下上行干扰恶化，则非常有可能为互调干扰，如图7所示。

(3)现场干扰排查确定疑似小区干扰具体原因

根据疑似干扰小区干扰成因分析，制订疑似高干扰小区测试计划，协调代维工程人员，断站信息，然后上站进行排查。排查步骤如下：首先断开基站进行频谱测试，确定是否存在CDMA干扰，在确认存在CDMA干扰的情况下可以派发工单安装GSM滤波器，由于CDMA信号与移动GSM信号频率间隔只有5M，只有部分站点可以通过安装滤波器解决阻塞干扰，如果不能解决，则需提交问题给局方协调中国电信解决。其次确认是否存在GSM带内干扰，如果存在GSM带内干扰，需要确认干扰源，确认是直放站干扰还是同临频干扰。

只有在外部干扰都排除的情况下才能进行现场互调测量，首先确认天馈系统互调是否存在问题，中国移动GSM网络需要测量5阶互调，如果5阶互调大于－97dBm，则需要分段排查问题。通过分段排查，可以定位是天线互调指标不满足，还是由于接头或馈线引起，互调测量和分段排查流程图8所示。

(4)干扰处理

根据图7所示，针对不同干扰类型进行故障处理。具体工作包括派发器件更换工单，确认工程实施完成，发起无线数据平台更新等。需要注意的问题有两点：第一，如果发现天线互调有问题，不能贸然换天线，需要对库存同类型天线进行检验，检验合格后再做替换；第二，如果器件替换完成，需要继续跟踪一个星期，直到行质差彻底改善才算整改完成。

3　天馈上行干扰排查建议

天线是一个开放场器件，受周围环境影响很大，因此天馈干扰排查的准确程度受很多因素影响，必须依靠一套标准作业流程和规范才能保证测量准确性，否则结果会有较大偏差甚至错误。根据2年多天馈问题排查活动，总结经验如下：

(1)天馈排查必须首先测量宽带空间频谱。由于不同运营商基站天线间距过小问题，导致系统间可能存在系统间干扰，在排查现场，首先要排除其他系统干扰影响。以移动GSM网络为例，首先要测量周围是否过强的CDMA发射信号，这就要求天馈排查所用仪表必须具备宽带测量功能，建议测量范围至少为300MHz～2700MHz。

(2)在排除其他系统干扰后，对接收带内干扰电平进行测量，测量仪表必须具备窄带滤波功能，滤除接收频带附近高电平发射信号而让接收带内干扰信号通过，否则会出现由于仪表动态范围不够导致低电平上行干扰测量不准确。以中国移动GSM900网络为例，移动GSM基站周围往往存在电信CDMA基站，如果直接用频谱仪测量会由于动态范围不够导致测量不准确，因此需要加移动24M或19M滤波器进行频谱测试。

(3)在对中国移动GSM排查现场接收频带干扰频谱测试时，必须要加符合具体中国移动具体通信频段的滤波器，不能加符合GSM通用国际标准的滤波器，否则测量准确性会受影响。中国GSM上行接收频带从885MHz开始(885MHz～904MHz或885MHz～909MHz)，而GSM国际频段是880MHz～915MHz。如果加GSM国际频带的滤波器，在周围存在电信CDMA大发射信号的情况下，滤波器会失去滤波效果让880MHz的信号进行频谱仪。因此对接收频谱进行测试时，无论是外置还是内置，滤波器接收频带必须从885MHz开始，并且要对880MHz信号有较大抑制。需要注意的是测量仪表滤波器是否从885M开始，不能以仪表显示作为判断依据。

(4)由于场地和时间限制，不可能把所有库存天线都搬到微波暗室进行互调检验，如果在开阔场地测量，需要注意环境干扰电平、天线摆放位置等问题，针对开阔场地天线互调测试，要按照一定方法流程进行，具体参考相关规范。

(5)对中国移动GSM900网络，衡量天馈是否存在互调问题的标准是5阶互调小于－97dBm。以中国移动GSM900(885MHz～904MHz)为例，其三阶互调干扰产物未落入接收带内，不会对系统造成影响，而五阶互调会落到接收带内扰，对无源互调而言，三阶互调产物电平和五阶五条产物没有固定关系，如果在排查现场按照三阶互调测量会有很多问题，基于此原因我们认为中国移动GSM天馈排查互调测量要按照五阶进行。根据大量现场测试经验及互调对网络指标影响程度，天馈排查以5阶互调是否小于－97dBm作为天线是否存在问题的判断标准。需要特别说明的是，5阶互调小于－97dBm，是工程现场判断标准，天线招标依然可以沿用以前标准。

(6)对中国移动GSM900网络而言，对天馈系统进行互调测试时，由于不可能把整个天馈系统搬到微波暗室中测试，互调测量必须在开放环境下进行，基于与第(3)条建议同样考虑，为避免CDMA系统所导致的阻塞干扰影响互调测量结果，互调仪测量仪表内部双工器必须按照中国移动GSM网络专用频段设计，滤波器接收频带必须从885MHz开始，不能按照国际标准带宽设计。

(7)鉴于现网改造和扩容导致铁塔上天面资源紧张，目前存在较多的TD三频(GSM／DCS／TD-SCDMA)复合天线应用，其中GSM产生的二次谐波直接落入TD-F(1880MHz～1920MHz)频段，现阶段国标和行业标准对该类天线没有明确二次谐波的技术要求，我们在现场测试发现最差值达到－60dBm，在现网中此干扰值会对TD系统造成影响，建议对三频复合天线，需要对GSM二次谐波进行测量。

天馈系统互调干扰互调是一个系统问题，包括接头、跳线以及施工工艺，都是产生问题的根源，因此要彻底找到干扰根源排除干扰，必须依赖一套科学方法和流程，因此希望通过替换现网所有天线解决问题的想法不切合实际。

杭州紫光致力于天馈系统现场测量仪表(如图9)开发，根据2年多时间天馈排查经验，专门为中国移动通信市场设计的多功能互调测试仪，可以完全满足天馈系统排查的需要。天馈系统排查所需功能如表4所示。

5　天馈系统性能排查典型案例

某小区话统数据如表5所示，上行干扰比较严重，其频点配置如表6所示。登录BSC对GSM所有信道进行频点扫描并图形化，结果如图10上图所示，同时根据此小区载频配置进行互调干扰分量仿真，仿真图形如图10下图所示，根据相关性判断，相关系数大于0.7，说明此小区存在互调干扰。到现场排查进行互调测量发现，整个天馈系统5阶互调测量结果在-60dBm左右，通过分段排查，发现跳线和天线都有问题。对跳线和天线进行替换后，5阶互调值达到－97dBm，整改之后上行质差有了明显改善，如图11所示。

6　总结

随着移动通信网络越来越复杂，上行干扰问题将会越来越严重，在传统基于下行网络优化的同时，要对上行干扰进行优化。上行干扰优化有两个关键点：一个是寻找有效方法从大量基站中筛选出疑似干扰小区，否则问题排查就是大海捞针；另外一个是要有合适的仪表，仪表要轻便适合工程使用，要具备多项功能并且能满足中国移动通信特定市场的需要。