直放站對(duì)聯(lián)通G網(wǎng)干擾的排查分析

前言

　　直放站在今天的應(yīng)用已非常普遍，從工作原理來(lái)看，它本質(zhì)上是個(gè)雙向功率放大器，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中主要起填補(bǔ)蜂窩小區(qū)信號(hào)傳輸空白區(qū)域的作用，體現(xiàn)在消除盲區(qū)、改善覆蓋、擴(kuò)展小區(qū)邊界等應(yīng)用上。 在無(wú)線傳輸中，它還可以充當(dāng)中繼，以提高鏈路余量，并為特定的基站吸收業(yè)務(wù)量。基于其體積較小、價(jià)格較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等特點(diǎn)，它不再是通信運(yùn)營(yíng)商的專(zhuān)有物，一些工廠、賓館、商場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所也會(huì)根據(jù)需要私自安裝。

　　直放站在商業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著積極作用的同時(shí)，由于其為數(shù)眾多且管理上不夠完善，也帶來(lái)了不少副作用。如它惡化了公眾移動(dòng)通信頻段的電磁環(huán)境，催生了眾多無(wú)線電干擾，而且，對(duì)這些干擾的排查也并非易事。

直放站干擾排查實(shí)錄

　　我們?cè)拥街袊?guó)聯(lián)通的干擾申訴，稱(chēng):容桂華寶GSM900基站上行信號(hào)受到干擾，網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)分析顯示掉話率很高。他們認(rèn)為是由機(jī)床產(chǎn)生的工業(yè)干擾，初步確定干擾源就在與基站一路之隔的廣東美芝廠區(qū)內(nèi)。我們出動(dòng)監(jiān)測(cè)車(chē)，利用車(chē)上的ESMB/DDF190監(jiān)測(cè)/測(cè)向設(shè)備，同時(shí)開(kāi)啟E4407B頻譜分析儀，分別接上全向及定向天線，在基站四周及廣東美芝一帶苦候干擾信號(hào)的出現(xiàn)。ESMB/DDF190系統(tǒng)在其高增益有源天線的強(qiáng)力支持下，倒是收到了信號(hào)，但卻是假信號(hào)，頻譜分析儀則一點(diǎn)動(dòng)靜都沒(méi)有。但聯(lián)通中心機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)分析顯示，這段時(shí)間內(nèi)干擾依然存在。

　　當(dāng)監(jiān)測(cè)車(chē)行經(jīng)某知名公司廠房的大門(mén)口時(shí)，頻譜分析儀顯示屏上有了反應(yīng)，底噪提高了近20dB。我們立即換上定向天線作簡(jiǎn)易測(cè)向，測(cè)得的信號(hào)最大值方向指向該公司辦公大樓。于是，我們改用TekNet YBT250基站維護(hù)測(cè)試儀并配上EB200手持式測(cè)向天線入內(nèi)查尋，繞大樓一周，最后將疑點(diǎn)鎖定在電梯機(jī)房?jī)?nèi)。在樓頂電梯機(jī)房旁測(cè)得信號(hào)的最大值約為-70 dBm（頻譜圖如圖1所示）。我們以為該信號(hào)是由電梯內(nèi)的視頻監(jiān)視無(wú)線傳輸設(shè)備發(fā)出的，但遍尋不獲。后來(lái)我們無(wú)意中發(fā)現(xiàn)樓下有兩根天線立于停車(chē)場(chǎng)入口處的纖維遮光棚一側(cè)，并在棚內(nèi)又發(fā)現(xiàn)另一根。之后以手持天線對(duì)準(zhǔn)其中一根定向八木天線，測(cè)得信號(hào)最大幅度接近-50 dBm（頻譜圖見(jiàn)圖2）。我們沿著饋線順藤摸瓜，發(fā)現(xiàn)在停車(chē)場(chǎng)入口旁一側(cè)拐角的墻上，上下依次裝了3個(gè)放大器。放大器的另一端分別接一根鞭狀天線，固定于停車(chē)場(chǎng)天花板鐵架上。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/261431.htm
圖1 辦公樓頂電梯機(jī)房旁測(cè)得的信號(hào)頻譜

圖2 停車(chē)場(chǎng)入口處天線旁測(cè)得的信號(hào)頻譜

　　至此，終于真相大白:干擾是由一個(gè)公眾移動(dòng)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)發(fā)出的。

干擾重組

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布線，可畫(huà)出地下停車(chē)場(chǎng)信號(hào)覆蓋系統(tǒng)的示意圖（如圖3所示）。由圖3可知，系統(tǒng)主要由直放站、施主天線和重發(fā)天線組成。

圖3 地下停車(chē)場(chǎng)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)框架

　　直放站為雙向功率放大器，它把施主天線接收到的基站下行信號(hào)放大后經(jīng)重發(fā)天線發(fā)給移動(dòng)臺(tái)，同時(shí)把移動(dòng)臺(tái)收到的上行信號(hào)放大后經(jīng)施主天線發(fā)向基站天線。圖3為三個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，三根施主天線分別指向附近移動(dòng)、聯(lián)通的G網(wǎng)及聯(lián)通的C網(wǎng)基站，分別接續(xù)移動(dòng)、聯(lián)通的G網(wǎng)及聯(lián)通C網(wǎng)的信號(hào)，覆蓋信號(hào)盲區(qū)的地下停車(chē)場(chǎng)。

　　直放站工作時(shí)，它產(chǎn)生的熱噪聲電平在基站接收機(jī)輸入端等效為:

　　NBTS-R=KTB+NFR+GR-EDoPL （1）。

　　式（1）中:NFR為直放站噪聲系數(shù);GR為直放站增益;EDoPL為有效施主路徑損耗，它由基站的饋線接頭到直放站施主天線端口的所有增益和損耗組成。

　　NBTS-R疊加到基站接收機(jī)本身的熱噪聲電平中。當(dāng)其大于GSM系統(tǒng)允許的最大干擾電平時(shí)，就會(huì)對(duì)其產(chǎn)生干擾;若過(guò)大時(shí)，會(huì)湮沒(méi)小區(qū)內(nèi)其它移動(dòng)臺(tái)的正常上行信號(hào)，甚至阻塞基站，使信噪比降低，BTS接收靈敏度下降，出現(xiàn)掉話等情況。本案例就是由于聯(lián)通G網(wǎng)直放站調(diào)校不良以致底噪過(guò)高，干擾了上行信號(hào)，使附近區(qū)域的手機(jī)接入困難或掉話。

　　GSM基站接收機(jī)噪聲電平為-116 dBm，載干比（C/I）為9 dB ，允許的最大干擾電平大致為-125 dBm，所以，我們要求直放站作用于基站接收前端的噪聲電平小于-125 dBm。為不對(duì)源站產(chǎn)生干擾，在源站和直放站位置已確定的情況下，直放站正式投入使用前，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并對(duì)覆蓋進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。根據(jù)式（1），可調(diào)節(jié)的參數(shù)有GR和EdoPL。為減小到達(dá)基站的熱噪聲電平，可降低直放站增益GR或加大EDoPL，使NBTS-R滿(mǎn)足小于-125 dBm的條件。

干擾信號(hào)查尋過(guò)程問(wèn)題分析

　?。?）為什么我們轉(zhuǎn)了兩天，無(wú)論是ESMB/DDF190監(jiān)測(cè)/測(cè)向設(shè)備還是E4407B頻譜分析儀，均收不到干擾信號(hào)？

　　分析:圖4為聯(lián)通基站的周?chē)h(huán)境平面示意圖。圖中，施主天線為定向八木天線，有較好的方向性。當(dāng)它指向相應(yīng)基站時(shí)，信號(hào)傳輸就有大致固定的空間路徑，而且范圍較窄;另外，在傳輸過(guò)程中，信號(hào)受到旁邊的山丘及前方廠房建筑物的阻擋而衰減，在路徑之外固然收不到信號(hào)或信號(hào)相當(dāng)微弱;即使在路徑經(jīng)過(guò)之處，若接收點(diǎn)與施主天線不在視距之內(nèi)，信號(hào)幅度也會(huì)大打折扣甚至完全消失，所以接收不到。

圖4 基站周?chē)h(huán)境平面示意圖

　?。?）從頻譜圖看，直放站的工作頻率范圍為885 MHz～915 MHz（上行），作為寬帶放大器，覆蓋聯(lián)通及移動(dòng)的上行信號(hào)頻段，但為什么中國(guó)移動(dòng)的基站沒(méi)有受到干擾?

　　分析:直放站為寬帶放大器，頻率范圍涵蓋移動(dòng)、聯(lián)通兩大運(yùn)營(yíng)商的上行工作頻段。當(dāng)兩者的G網(wǎng)共站址時(shí)，同時(shí)受到干擾的可能性非常大。除非施主天線沒(méi)對(duì)準(zhǔn)基站天線，或兩者的覆蓋區(qū)不同，所以天線的朝向不同。當(dāng)施主天線剛好對(duì)著基站天線的旁瓣而非主瓣時(shí)，接收增益下降，可折合為EDoPL增大， NBTS-R減小，故干擾程度減弱。

　　另外，該地下停車(chē)場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)由3個(gè)獨(dú)立的分系統(tǒng)組成，若兩者G網(wǎng)共站址，則沒(méi)必要設(shè)3個(gè)子系統(tǒng)，兩個(gè)就足夠了。只要調(diào)校好系統(tǒng)，就可較好實(shí)現(xiàn)直放站與基站兩者之間的信號(hào)傳輸?？梢?jiàn)，兩者并不是共站址的（事后翻查資料，也證實(shí)了這一點(diǎn)）。由于不共站址，同時(shí)施主天線具有方向性，所以當(dāng)移動(dòng)的基站偏離其傳輸路徑時(shí)，信號(hào)較弱甚至沒(méi)有，因而聯(lián)通的該直放站并沒(méi)有干擾到移動(dòng)的基站。而聯(lián)通的C網(wǎng)上行頻率為825 MHz～835 MHz，與G網(wǎng)的相去甚遠(yuǎn)，構(gòu)不成干擾。

總結(jié)與體會(huì)

　?。?）干擾排查時(shí)，最好能與通信運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)人員緊密配合，加強(qiáng)交流溝通。因?yàn)橹挥兴麄儾拍芘c中心機(jī)房很好地聯(lián)絡(luò)，及時(shí)掌握一些基站工作參數(shù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)況，如RSSI等，這些數(shù)據(jù)可以較好地指導(dǎo)干擾查處工作，并能了解具體受干擾的扇區(qū)，縮小查找范圍，使工作更有目標(biāo)性和針對(duì)性。另外，他們還能比較方便地帶領(lǐng)我們出入一些基站機(jī)房——這其中很多是租借的私人物業(yè)。

　　（2）在基站周?chē)鷾y(cè)不到信號(hào)但干擾仍然存在時(shí)，應(yīng)考慮去安裝基站天線的天臺(tái)附近測(cè)試，因?yàn)榧词乖谙逻吥程幨盏礁蓴_信號(hào)，該干擾信號(hào)也未必會(huì)影響到該基站、該扇區(qū)。這一方面是由于路徑衰減，另一方面該干擾信號(hào)可能是定向信號(hào)，對(duì)基站接收天線而言，可能存在較大的方向性衰減。不管是哪種原因，只要衰減量足夠大，使信號(hào)小于BTS最大的可允許干擾電平，就不會(huì)構(gòu)成影響。所以，這種情況下要以基站天線附近收到的信號(hào)為準(zhǔn)。當(dāng)牽涉到具體某一扇區(qū)受干擾時(shí)，應(yīng)弄清與該扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的天線及其朝向，并選擇該方向?qū)Ω蓴_信號(hào)進(jìn)行測(cè)向。

　　（3）建立基站、直放站資料數(shù)據(jù)庫(kù)。鑒于施主天線主波瓣寬度較窄，除在受干擾基站扇區(qū)的天線旁邊外，附近可能很難再找出一個(gè)主波瓣內(nèi)的制高點(diǎn)再測(cè)向交叉定位。另外，由于手持測(cè)向天線頻帶寬、方向圖不夠尖銳，所以測(cè)向精度不是很高。在主波瓣內(nèi)即使能找到另一個(gè)制高點(diǎn)，也可能由于兩點(diǎn)之間距離較近、示向線夾角較小而使交出的點(diǎn)誤差較大。所以，查找干擾時(shí)，可能會(huì)以一點(diǎn)測(cè)向，然后沿測(cè)向示向線追查的方式進(jìn)行。顯然，這不是一個(gè)最佳的方法。若有如直放站布點(diǎn)及工作參數(shù)等龐大的資料庫(kù)作后盾，則可減小工作的盲目性，大大縮短排查干擾所需時(shí)間。

　?。?）建立在用設(shè)備周期檢測(cè)制度。干擾的查尋實(shí)際上是對(duì)未知信號(hào)源（發(fā)射機(jī)）的發(fā)射特性的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試，要做到對(duì)特定設(shè)備的無(wú)線參數(shù)心中有數(shù)，很有必要推行對(duì)在用或擬用的發(fā)射??一方面可以杜絕劣質(zhì)、不合格設(shè)備投入使用或繼續(xù)使用;另一方面為上述的臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)收集原始資料，同時(shí)也是從源頭上防止干擾的必要舉措。

結(jié)語(yǔ)

　　干擾的排查表面上是一項(xiàng)技術(shù)工作，實(shí)際情況卻并不完全是這樣，還有許多技術(shù)外的東西起著主導(dǎo)性的作用。精細(xì)的管理、完善的臺(tái)站資料數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使根據(jù)現(xiàn)象結(jié)合資料線索從理論上推斷干擾源地點(diǎn)成為可能。技術(shù)上的查找只是查干擾過(guò)程中初步找準(zhǔn)大方向后的一個(gè)環(huán)節(jié)，起到驗(yàn)證和查實(shí)的作用。盡管最終仍由其斷論，但如有強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)庫(kù)支持，干擾查找往往能事半功倍，整項(xiàng)工作技術(shù)環(huán)節(jié)上的耗時(shí)會(huì)大大減少。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] Mr.Aif Ahlstrom.利用直放站提高公眾移動(dòng)系統(tǒng)的覆蓋范圍.移動(dòng)通信,1999(3)

　　[2] 朱澤健.直放站對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的干擾分析.中國(guó)無(wú)線電,2005(9)

　　[3] 黃標(biāo).移動(dòng)通信系統(tǒng)之間電磁兼容分析.無(wú)線電監(jiān)測(cè)與頻譜管理培訓(xùn)教材（下）