直放站對聯(lián)通G網(wǎng)干擾的排查分析
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直放站在今天的應用已非常普遍，從工作原理來看，它本質(zhì)上是個雙向功率放大器，在移動通信網(wǎng)絡中主要起填補蜂窩小區(qū)信號傳輸空白區(qū)域的作用，體現(xiàn)在消除盲區(qū)、改善覆蓋、擴展小區(qū)邊界等應用上。 在無線傳輸中，它還可以充當中繼，以提高鏈路余量，并為特定的基站吸收業(yè)務量?；谄潴w積較小、價格較低、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等特點，它不再是通信運營商的專有物，一些工廠、賓館、商場、停車場等場所也會根據(jù)需要私自安裝。
直放站在商業(yè)通信網(wǎng)絡中發(fā)揮著積極作用的同時，由于其為數(shù)眾多且管理上不夠完善，也帶來了不少副作用。如它惡化了公眾移動通信頻段的電磁環(huán)境，催生了眾多無線電干擾，而且，對這些干擾的排查也并非易事。
直放站干擾排查實錄
我們曾接到中國聯(lián)通的干擾申訴，稱:容桂華寶GSM900基站上行信號受到干擾，網(wǎng)絡統(tǒng)計分析顯示掉話率很高。他們認為是由機床產(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)。我們出動監(jiān)測車，利用車上的ESMB/DDF190監(jiān)測/測向設備，同時開啟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的出現(xiàn)。ESMB/DDF190系統(tǒng)在其高增益有源天線的強力支持下，倒是收到了信號，但卻是假信號，頻譜分析儀則一點動靜都沒有。但聯(lián)通中心機房的網(wǎng)絡統(tǒng)計分析顯示，這段時間內(nèi)干擾依然存在。
當監(jiān)測車行經(jīng)某知名公司廠房的大門口時，頻譜分析儀顯示屏上有了反應，底噪提高了近20dB。我們立即換上定向天線作簡易測向，測得的信號最大值方向指向該公司辦公大樓。于是，我們改用TekNet YBT250基站維護測試儀并配上EB200手持式測向天線入內(nèi)查尋，繞大樓一周，最后將疑點鎖定在電梯機房內(nèi)。在樓頂電梯機房旁測得信號的最大值約為-70 dBm（頻譜圖如圖1所示）。我們以為該信號是由電梯內(nèi)的視頻監(jiān)視無線傳輸設備發(fā)出的，但遍尋不獲。后來我們無意中發(fā)現(xiàn)樓下有兩根天線立于停車場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。之后以手持天線對準其中一根定向八木天線，測得信號最大幅度接近-50 dBm（頻譜圖見圖2）。我們沿著饋線順藤摸瓜，發(fā)現(xiàn)在停車場入口旁一側(cè)拐角的墻上，上下依次裝了3個放大器。放大器的另一端分別接一根鞭狀天線，固定于停車場天花板鐵架上。
圖1 辦公樓頂電梯機房旁測得的信號頻譜
圖2 停車場入口處天線旁測得的信號頻譜
至此，終于真相大白:干擾是由一個公眾移動室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)發(fā)出的。
干擾重組
根據(jù)現(xiàn)場布線，可畫出地下停車場信號覆蓋系統(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 地下停車場室內(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放大后經(jīng)重發(fā)天線發(fā)給移動臺，同時把移動臺收到的上行信號放大后經(jīng)施主天線發(fā)向基站天線。圖3為三個獨立的系統(tǒng)，三根施主天線分別指向附近移動、聯(lián)通的G網(wǎng)及聯(lián)通的C網(wǎng)基站，分別接續(xù)移動、聯(lián)通的G網(wǎng)及聯(lián)通C網(wǎng)的信號，覆蓋信號盲區(qū)的地下停車場。
直放站工作時，它產(chǎn)生的熱噪聲電平在基站接收機輸入端等效為:
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疊加到基站接收機本身的熱噪聲電平中。當其大于GSM系統(tǒng)允許的最大干擾電平時，就會對其產(chǎn)生干擾;若過大時，會湮沒小區(qū)內(nèi)其它移動臺的正常上行信號，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)校不良以致底噪過高，干擾了上行信號，使附近區(qū)域的手機接入困難或掉話。
GSM基站接收機噪聲電平為-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，必須進行現(xiàn)場測試，并對覆蓋進行系統(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滿足小于-125 dBm的條件。
干擾信號查尋過程問題分析
（1）為什么我們轉(zhuǎn)了兩天，無論是ESMB/DDF190監(jiān)測/測向設備還是E4407B頻譜分析儀，均收不到干擾信號？
分析:圖4為聯(lián)通基站的周圍環(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。當它指向相應基站時，信號傳輸就有大致固定的空間路徑，而且范圍較窄;另外，在傳輸過程中，信號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或信號相當微弱;即使在路徑經(jīng)過之處，若接收點與施主天線不在視距之內(nèi)，信號幅度也會大打折扣甚至完全消失，所以接收不到。
圖4 基站周圍環(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)通及移動的上行信號頻段，但為什么中國移動的基站沒有受到干擾?
分析:直放站為寬帶放大器，頻率范圍涵蓋移動、聯(lián)通兩大運營商的上行工作頻段。當兩者的G網(wǎng)共站址時，同時受到干擾的可能性非常大。除非施主天線沒對準基站天線，或兩者的覆蓋區(qū)不同，所以天線的朝向不同。當施主天線剛好對著基站天線的旁瓣而非主瓣時，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，該地下停車場覆蓋系統(tǒng)由3個獨立的分系統(tǒng)組成，若兩者G網(wǎng)共站址，則沒必要設3個子系統(tǒng)，兩個就足夠了。只要調(diào)校好系統(tǒng)，就可較好實現(xiàn)直放站與基站兩者之間的信號傳輸。可見，兩者并不是共站址的（事后翻查資料，也證實了這一點）。由于不共站址，同時施主天線具有方向性，所以當移動的基站偏離其傳輸路徑時，信號較弱甚至沒有，因而聯(lián)通的該直放站并沒有干擾到移動的基站。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，構(gòu)不成干擾。
總結(jié)與體會
?。?）干擾排查時，最好能與通信運營商的技術(shù)人員緊密配合，加強交流溝通。因為只有他們才能與中心機房很好地聯(lián)絡，及時掌握一些基站工作參數(shù)及統(tǒng)計數(shù)據(jù)的現(xiàn)況，如RSSI等，這些數(shù)據(jù)可以較好地指導干擾查處工作，并能了解具體受干擾的扇區(qū)，縮小查找范圍，使工作更有目標性和針對性。另外，他們還能比較方便地帶領(lǐng)我們出入一些基站機房——這其中很多是租借的私人物業(yè)。
（2）在基站周圍測不到信號但干擾仍然存在時，應考慮去安裝基站天線的天臺附近測試，因為即使在下邊某處收到干擾信號，該干擾信號也未必會影響到該基站、該扇區(qū)。這一方面是由于路徑衰減，另一方面該干擾信號可能是定向信號，對基站接收天線而言，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，使信號小于BTS最大的可允許干擾電平，就不會構(gòu)成影響。所以，這種情況下要以基站天線附近收到的信號為準。當牽涉到具體某一扇區(qū)受干擾時，應弄清與該扇區(qū)相對應的天線及其朝向，并選擇該方向?qū)Ω蓴_信號進行測向。
?。?）建立基站、直放站資料數(shù)據(jù)庫。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主波瓣內(nèi)的制高點再測向交叉定位。另外，由于手持測向天線頻帶寬、方向圖不夠尖銳，所以測向精度不是很高。在主波瓣內(nèi)即使能找到另一個制高點，也可能由于兩點之間距離較近、示向線夾角較小而使交出的點誤差較大。所以，查找干擾時，可能會以一點測向，然后沿測向示向線追查的方式進行。顯然，這不是一個最佳的方法。若有如直放站布點及工作參數(shù)等龐大的資料庫作后盾，則可減小工作的盲目性，大大縮短排查干擾所需時間。
?。?）建立在用設備周期檢測制度。干擾的查尋實際上是對未知信號源（發(fā)射機）的發(fā)射特性的遠場測試，要做到對特定設備的無線參數(shù)心中有數(shù)，很有必要推行對在用或擬用的發(fā)射??一方面可以杜絕劣質(zhì)、不合格設備投入使用或繼續(xù)使用;另一方面為上述的臺站數(shù)據(jù)庫收集原始資料，同時也是從源頭上防止干擾的必要舉措。
結(jié)語
干擾的排查表面上是一項技術(shù)工作，實際情況卻并不完全是這樣，還有許多技術(shù)外的東西起著主導性的作用。精細的管理、完善的臺站資料數(shù)據(jù)庫，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成為可能。技術(shù)上的查找只是查干擾過程中初步找準大方向后的一個環(huán)節(jié)，起到驗證和查實的作用。盡管最終仍由其斷論，但如有強有力的數(shù)據(jù)庫支持，干擾查找往往能事半功倍，整項工作技術(shù)環(huán)節(jié)上的耗時會大大減少。
參考文獻
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[2] 朱澤健.直放站對移動通信網(wǎng)絡的干擾分析.中國無線電,2005(9)
[3] 黃標.移動通信系統(tǒng)之間電磁兼容分析.無線電監(jiān)測與頻譜管理培訓教材（下）
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