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摘 要:本文主要从RTWP方面分析WCDMA网络的上行干扰问题,总结RTWP偏高的成因以及分析处理方法,并对RTWP自学习机制算法进行了介绍和应用分析。
关键词: WCDMA 上行干扰 RTWP 自学习
1.概述
在无线通信网络中,各种制式的网络使用不同的频率,WCDMA网络也必须要与其他的移动通信系统共存于一个复杂的无线环境中,由于每种通信系统也都会采用各种复用方式来提高频谱效率,增加容量,势必会引入同/邻频干扰,这些干扰信号必定会对网络覆盖区域的通信指标(掉话率,拥塞次数,通话质量等)产生不利的影响。与GSM网络相比,WCDMA网络有其自身设计的复杂性。对各种内、外部的干扰都是非常忌讳的。
2.RTWP简介
根据3GPP协议的规定,NodeB都有检测RTWP的功能,NodeB的RTWP测量功能是我们发现WCDMA上行干扰的一个重要手段。RTWP (Received total wideband power接收带宽总功率),是在3.84MHz 带宽上接收到的全部信号功率. 表征的是基站在天馈口接收到的功率。根据3GPP TS 255.133协议的定义,在理想的空载情况下,RTWP值为-106.4dBm。RTWP衡量的是基站的底噪,在小区没有负荷的时候,基站底噪=热噪声+设备的噪声系数,阿尔卡特朗讯该值为-106.1dbm。随着小区内用户的增加,RTWP将逐渐抬高,抬高到一定程度时候设备工作状态将处于不稳定状态,所以在UMTS系统中,对上行负荷的定义也就是NodeB的底噪抬升量。在实际网络中,当上行方向存在外界干扰时,也可以通过查看NodeB观察得到,表现为基站的RTWP不正常,一般来说, 如果RTWP 值超过-100dbm以上, 我们认为存在一定的上行干扰。
3.RTWP异常原因分类
3.1.外部干扰
GSM, PHS, TD-SCDMA等异系统的信号频谱在WCDMA 频段内都有一定的杂散,这些杂散进入WCDMA的基站和手机,引起上行干扰和下行干扰。对于上行干扰,可以分为两部分,一部分是异系统的基站对WCDMA系统的上行干扰,另一部分是异系统的手机对WCDMA系统的上行干扰。一般来说,前一部分的干扰比较严重,一方面因为基站的发射功率比手机功率高的多。另一方面,不同系统的基站有时候会比较近,特别当共站址时,不同系统的基站天线距离较近,隔离度较小,容易对WCDMA的上行产生干扰,导致RTWP抬升过高。
3.2.内部干扰
3.2.1天馈系统
天馈系统通常是无源器件,互调特性不明显。但当天馈系统安装质量不好,如接头拧得过紧或过松、馈线弯曲过大等;或天馈器件质量不好时,天馈系统的驻波比指标会恶化,非线性特征也会增强。一旦加上大功率信号,非线性产物有可能会落到WCDMA系统接收带内导RTWP异常升高。主要表现为主分集不相关、RTWP波动幅度较大、干扰具有一定的持续时间、RTWP在时间特性上变化没有明显规律。
这种问题较为常见,特别是天馈系统的接头,日晒雨淋容易老化松动,发现以后经常需要更换器件或者重做馈头才可以解决问题,如果是室内分布系统则较为复杂,需要一个个节点进行驻波排查。
3.2.2基站设备异常
当基站设备异常时(如光纤接头,xCEM,xCCM,TRDU隐性故障等),此类干扰通常会导致小区主分集接收或者整个NodeB的RTWP都偏高。
4.干扰分析和优化
在对RTWP问题处理时,可以按照以下步骤进行处理。
4.1发现干扰
包括KPI,DT,用户投诉等方式。
4.2现场数据采集
包括测试软件采集的数据(特别留意RSCP,Ec/Io,TxPower,BLER等指標),扫频数据(上行频点5M带宽及附近频率的信号),周边干扰源排查(基站,军队驻区)等
4.3数据分析,分析干扰原因以及提出解决方案等
在对采集数据进行分析时,我们需要注意以下几点:
(1)干扰水平强度
根据干扰水平,我们可以划分出问题处理的优先级。如果是轻微有可能是设备不稳定导致,可通过重启小区简化处理。如果干扰强度较大,则可能是覆盖区存在强干扰源,或者器件存在驻波比。
(2)干扰时域分布
如果是长期的RTWP偏高,则可能是长时间开通的的干扰源,或者天馈驻波等;对于干扰在白天出现夜晚消失的情况,则可能来自于公共服务系统;对于干扰在白天和晚上都不定时出现,夜间干扰减轻或消失的情况,则可能来自于家庭用的电视信号增补器(800M系统此问题较多);对于干扰信号每天都出现,但时有时无(无论白天晚上),则干扰可能来自于出租车的对讲机系统;对于突发出现的大面积,大强度,出现一段时间后可能消失并且可能又复发的干扰,则可能来自于军队的系统或政府、商业集团开会时使用的干扰器。如果能够判断大概的干扰源特性,排查起来就相对有了针对性。
(3)干扰地理分布
通过地理特性分析,我们可以通过干扰的方向性和干扰的地理分布情况基本定位干扰源的地理分布。我们可以通过将后台收集的RSSI信息进行地理化显示,通过电子地图和干扰方向性信息结合分析干扰源大概所处的位置。看看干扰是否集中在某些特定的地点附近,比如是否集中在机场、码头等可能导航系统干扰区域,或者是否集中在电台、电视台等干扰源区。如果不在这些可能有干扰区域,可能存在一些其它隐蔽的干扰或者来自军方的干扰。
4.4优化调整,复测,完成优化总结。
优化是一个循序渐进的过程,通过案例库的整理,可以加深对干扰问题的理解,也可以为以后优化积累经验。
5.RTWP与算法参数 除了干扰和用户数量增加以外,某些山寨终端通过提高自身的发射功率来获得更好的调度权限,这样也会对现网的RTWP值造成影响,这些需要我们发现问题后进行CallTrace跟踪来分析解决。
与上行干扰同样,RNC内部的算法和参数设置与RTWP值也有很大的关系。
5.1 RTWP
根据3GPP25.133协议,每100ms NodeB会进行一次RTWP的测量,RTWP的功率水平包括了上行业务的功率水平和外部干扰。RTWPref是基站底噪,它由热噪声和基站的噪声系数决定,RoTmax是为可接入业务的最大RTWP,其中还分R99业务和HSUPA业务。
当网络存在干扰,在网UE数量增加或者UE发射功率增大,都会增加上行链路的干扰水平,影响NodeB解码性能的同时,也会限制新用户的接入,此时NodeB会通过降低UE的调度授权值来达到控制干扰的作用。因此,良好的RTWP对网络稳定和用户感知具有重要意义。
5.2自学习机制
基站底噪依赖于温度和位置条件,自学习机制就是NodeB以24小时为周期,在前一天没有业务时每2秒采样20个测量点对RTWP进行测量,相比直接上报测量所得的RTWP值,自学习机制有一个很大的好处,那就是如果网络存在长期的干扰,RTWP会随着天数的增长而在KPI中凸现起来。另外,如果网络正常或者网络存在不定期的干扰,RTWP会维持在一个稳定或者不定期异常的水平,与直接上报测量所得RTWP具有相同的功能。这样可以方便优化人员及早发现问题,特别是长期的干扰,随着天数的增长,可以在KPI中显现,具有较大的优化意义。
5.3涉及RTWP的参数
以上提及的RTWPref,RoT,Max Allowed UL Load等都直接涉及RTWP的指标,RNC的Always On(ul_dl_activation_timer)参数也会对RTWP值产生影响。
6总结
对于无线网络优化工程师来说,网络干扰的定位和排查是一项基础性的工作。对于WCDMA上行干扰问题的优化和分析,我们除了要对它的成因有较为深刻的了解以外,还要总结思考,整理案例,积累经验,这样即使网络还带有某些不可预知性,我们也可以以理论作为支撑,以较为清晰的思路对上行干扰问题按部就班地进行优化分析。
参考文献
【1】 3GPP TS 25.133 Requirements for support of radio resource management (FDD)
作者簡介:
李海舟,现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司网络优化中心 优化工程师
邹洁,1983年出生,男,现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司网络优化中心
关键词: WCDMA 上行干扰 RTWP 自学习
1.概述
在无线通信网络中,各种制式的网络使用不同的频率,WCDMA网络也必须要与其他的移动通信系统共存于一个复杂的无线环境中,由于每种通信系统也都会采用各种复用方式来提高频谱效率,增加容量,势必会引入同/邻频干扰,这些干扰信号必定会对网络覆盖区域的通信指标(掉话率,拥塞次数,通话质量等)产生不利的影响。与GSM网络相比,WCDMA网络有其自身设计的复杂性。对各种内、外部的干扰都是非常忌讳的。
2.RTWP简介
根据3GPP协议的规定,NodeB都有检测RTWP的功能,NodeB的RTWP测量功能是我们发现WCDMA上行干扰的一个重要手段。RTWP (Received total wideband power接收带宽总功率),是在3.84MHz 带宽上接收到的全部信号功率. 表征的是基站在天馈口接收到的功率。根据3GPP TS 255.133协议的定义,在理想的空载情况下,RTWP值为-106.4dBm。RTWP衡量的是基站的底噪,在小区没有负荷的时候,基站底噪=热噪声+设备的噪声系数,阿尔卡特朗讯该值为-106.1dbm。随着小区内用户的增加,RTWP将逐渐抬高,抬高到一定程度时候设备工作状态将处于不稳定状态,所以在UMTS系统中,对上行负荷的定义也就是NodeB的底噪抬升量。在实际网络中,当上行方向存在外界干扰时,也可以通过查看NodeB观察得到,表现为基站的RTWP不正常,一般来说, 如果RTWP 值超过-100dbm以上, 我们认为存在一定的上行干扰。
3.RTWP异常原因分类
3.1.外部干扰
GSM, PHS, TD-SCDMA等异系统的信号频谱在WCDMA 频段内都有一定的杂散,这些杂散进入WCDMA的基站和手机,引起上行干扰和下行干扰。对于上行干扰,可以分为两部分,一部分是异系统的基站对WCDMA系统的上行干扰,另一部分是异系统的手机对WCDMA系统的上行干扰。一般来说,前一部分的干扰比较严重,一方面因为基站的发射功率比手机功率高的多。另一方面,不同系统的基站有时候会比较近,特别当共站址时,不同系统的基站天线距离较近,隔离度较小,容易对WCDMA的上行产生干扰,导致RTWP抬升过高。
3.2.内部干扰
3.2.1天馈系统
天馈系统通常是无源器件,互调特性不明显。但当天馈系统安装质量不好,如接头拧得过紧或过松、馈线弯曲过大等;或天馈器件质量不好时,天馈系统的驻波比指标会恶化,非线性特征也会增强。一旦加上大功率信号,非线性产物有可能会落到WCDMA系统接收带内导RTWP异常升高。主要表现为主分集不相关、RTWP波动幅度较大、干扰具有一定的持续时间、RTWP在时间特性上变化没有明显规律。
这种问题较为常见,特别是天馈系统的接头,日晒雨淋容易老化松动,发现以后经常需要更换器件或者重做馈头才可以解决问题,如果是室内分布系统则较为复杂,需要一个个节点进行驻波排查。
3.2.2基站设备异常
当基站设备异常时(如光纤接头,xCEM,xCCM,TRDU隐性故障等),此类干扰通常会导致小区主分集接收或者整个NodeB的RTWP都偏高。
4.干扰分析和优化
在对RTWP问题处理时,可以按照以下步骤进行处理。
4.1发现干扰
包括KPI,DT,用户投诉等方式。
4.2现场数据采集
包括测试软件采集的数据(特别留意RSCP,Ec/Io,TxPower,BLER等指標),扫频数据(上行频点5M带宽及附近频率的信号),周边干扰源排查(基站,军队驻区)等
4.3数据分析,分析干扰原因以及提出解决方案等
在对采集数据进行分析时,我们需要注意以下几点:
(1)干扰水平强度
根据干扰水平,我们可以划分出问题处理的优先级。如果是轻微有可能是设备不稳定导致,可通过重启小区简化处理。如果干扰强度较大,则可能是覆盖区存在强干扰源,或者器件存在驻波比。
(2)干扰时域分布
如果是长期的RTWP偏高,则可能是长时间开通的的干扰源,或者天馈驻波等;对于干扰在白天出现夜晚消失的情况,则可能来自于公共服务系统;对于干扰在白天和晚上都不定时出现,夜间干扰减轻或消失的情况,则可能来自于家庭用的电视信号增补器(800M系统此问题较多);对于干扰信号每天都出现,但时有时无(无论白天晚上),则干扰可能来自于出租车的对讲机系统;对于突发出现的大面积,大强度,出现一段时间后可能消失并且可能又复发的干扰,则可能来自于军队的系统或政府、商业集团开会时使用的干扰器。如果能够判断大概的干扰源特性,排查起来就相对有了针对性。
(3)干扰地理分布
通过地理特性分析,我们可以通过干扰的方向性和干扰的地理分布情况基本定位干扰源的地理分布。我们可以通过将后台收集的RSSI信息进行地理化显示,通过电子地图和干扰方向性信息结合分析干扰源大概所处的位置。看看干扰是否集中在某些特定的地点附近,比如是否集中在机场、码头等可能导航系统干扰区域,或者是否集中在电台、电视台等干扰源区。如果不在这些可能有干扰区域,可能存在一些其它隐蔽的干扰或者来自军方的干扰。
4.4优化调整,复测,完成优化总结。
优化是一个循序渐进的过程,通过案例库的整理,可以加深对干扰问题的理解,也可以为以后优化积累经验。
5.RTWP与算法参数 除了干扰和用户数量增加以外,某些山寨终端通过提高自身的发射功率来获得更好的调度权限,这样也会对现网的RTWP值造成影响,这些需要我们发现问题后进行CallTrace跟踪来分析解决。
与上行干扰同样,RNC内部的算法和参数设置与RTWP值也有很大的关系。
5.1 RTWP
根据3GPP25.133协议,每100ms NodeB会进行一次RTWP的测量,RTWP的功率水平包括了上行业务的功率水平和外部干扰。RTWPref是基站底噪,它由热噪声和基站的噪声系数决定,RoTmax是为可接入业务的最大RTWP,其中还分R99业务和HSUPA业务。
当网络存在干扰,在网UE数量增加或者UE发射功率增大,都会增加上行链路的干扰水平,影响NodeB解码性能的同时,也会限制新用户的接入,此时NodeB会通过降低UE的调度授权值来达到控制干扰的作用。因此,良好的RTWP对网络稳定和用户感知具有重要意义。
5.2自学习机制
基站底噪依赖于温度和位置条件,自学习机制就是NodeB以24小时为周期,在前一天没有业务时每2秒采样20个测量点对RTWP进行测量,相比直接上报测量所得的RTWP值,自学习机制有一个很大的好处,那就是如果网络存在长期的干扰,RTWP会随着天数的增长而在KPI中凸现起来。另外,如果网络正常或者网络存在不定期的干扰,RTWP会维持在一个稳定或者不定期异常的水平,与直接上报测量所得RTWP具有相同的功能。这样可以方便优化人员及早发现问题,特别是长期的干扰,随着天数的增长,可以在KPI中显现,具有较大的优化意义。
5.3涉及RTWP的参数
以上提及的RTWPref,RoT,Max Allowed UL Load等都直接涉及RTWP的指标,RNC的Always On(ul_dl_activation_timer)参数也会对RTWP值产生影响。
6总结
对于无线网络优化工程师来说,网络干扰的定位和排查是一项基础性的工作。对于WCDMA上行干扰问题的优化和分析,我们除了要对它的成因有较为深刻的了解以外,还要总结思考,整理案例,积累经验,这样即使网络还带有某些不可预知性,我们也可以以理论作为支撑,以较为清晰的思路对上行干扰问题按部就班地进行优化分析。
参考文献
【1】 3GPP TS 25.133 Requirements for support of radio resource management (FDD)
作者簡介:
李海舟,现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司网络优化中心 优化工程师
邹洁,1983年出生,男,现就职于中国联合网络通信有限公司玉林市分公司网络优化中心