GSM干扰问题解决最全手册

1 第5章GSM干扰分析

1.1 5.1 概述

频率资源是稀有资源。在GSM系统中，为提高系统容量，必须对频率进行复用。频率复用就是指同一频率被相距足够远的几个小区同时使用。同频复用小区之间的距离就叫复用距离。复用距离与小区半径之比称作同频干扰因子。对于一定的频率资源，频率复用越紧密，网络容量越大，复用距离越小，干扰就越大。

上述频率复用引起的干扰是网内干扰（或叫系统内干扰），除此之外，GSM网络还可能受到来自其它通信系统的网外干扰。

干扰的大小是影响网络运行的关键因素，对通话质量、掉话、切换、拥塞均有显著影响。如何降低或消除干扰是网络规划、优化的首要任务。本文在总结国内外专家经验的基础上，对干扰的来源、干扰定位及其解决方法进行了系统地描述。

1.1.1 5.1.1 干扰对网络的影响

当网络存在干扰时，手机用户经常会感觉到以下现象：

•通话时经常听不到对方的话音，背景噪音大。

•固定打移动、移动打移动经常在听到“嘟、嘟、嘟”后就掉线（多数

手机是这个提示音，个别手机可能是另一种提示方式）。

•通话过程中经常有断续感，经常掉话。

网络存在干扰时，从话统上看，会有以下现象：

•有高达4～5级干扰带出现，且统计值大于1。

•拥塞率高（由于SDCCH信道被干扰，导致立即指配或TCH指配失

败）。

•掉话率远高于其它小区。

•切换成功率低。

路测会发现：

•切换困难。

•高电平，低质量。

用信令分析仪（MA10/K1205）跟踪Abis接口信令会发现：

•误码率高于其它小区。

1.2 5.2 干扰源

1.2.1 5.2.1 干扰源分类

移动通信系统的干扰源 / 噪声主要可分为：

(1) 自然噪声

• 大气噪声

• 银河噪声

• 太阳噪声（安静期）

(2) 人为噪声

• 汽车或其它发动机点火系统的干扰

• 通信电子干扰

• 电力线干扰

• 工业、科研、医疗及家用电器设备的干扰

美国ITT 对上述噪声 / 干扰的研究数据见图5-1。

图5-1 环境噪声

图5-1中，Ta 为噪声温度；Fa 为等效噪声系数，两者关系为：

Fa 10lg Ta To

其中，To ＝290°K 。

从ITT 的研究数据可以看出，在30～1000MHz 范围内，大气噪声和太阳噪声很小，可以忽略不计；在100MHz 以上，银河系射电噪声低于典型接收机的热噪声，也可以忽略不计。因此对于450MHz 、800MHz 、900MHz 、1800MHz 、2000MHz 的移动通信系统均无需考虑自然噪声（大气噪声、银河噪声、太阳噪声）。太阳黑子活动高峰期的噪声对移动通信的影响目前不清楚，但科学家均相信太阳黑子活动高峰期对电力、通信有严重影响。

根据美国国家标准局（NBS ）的研究，人为噪声是移动通信系统的主要干扰源之一。在这些人为干扰 /

噪声源中，有些干扰是无法控制的，如汽车发动机点火干扰、电力干扰、工业

电气设备干扰，而有的干扰是可以通过对网络的合理规划和系统优化克服的，如通信设备之间和之内的干扰。后者就是本文要主要研究的内容。

1.2.2 5.2.2 对移动通信有主要影响的干扰源

在移动通信系统中，基站在接收较远的移动台的信号时，往往不仅受到周围其它通信设备的干扰，而且还受到本系统另一个基站或移动台的干扰，见图5-2。

图5-2 移动通信干扰示意图

这部分的干扰源主要有：

(1) 硬件故障：

• TRX 故障：如果TRX 因生产原因或在使用过程中性能下降，可能会导致TRX 放大电路自

激，产生干扰。

• CDU 或分路器故障：CDU 中的分路器和分路器模块中使用了有源发

大器，发生故障时，也容易导致自激。

• 杂散和互调：如果基站TRX 或功放的带外杂散超标，或者CDU 中双

工器的收发隔离过小，都会形成对接收通道的干扰。天线、馈管等无

源设备也会产生互调。

(2) 网内干扰：

频率规划不当会引起：

• 同频干扰

• 邻频干扰

(3) 直放站干扰：

直放站是早期网络建设普遍采用的扩展基站覆盖距离的有效方式，由于其自身的特点，如果使用不当，非常容易形成对基站的干扰，直放站存在以下两种干扰方式：

• 由于直放站本身安装不规范，施主天线和用户天线没有足够的隔离

度，形成自激，从而影响了该直放站所依附基站的正常工作。

• 对于采用宽频带非线性放大器的直放站，其互调指标远远大于协议要

求。如果功率开得比较大，其互调分量很大，非常容易对附近的基站

形成干扰。

(4) 其它大功率通信设备的干扰：

雷达站：有些七、八十年代设计的分米波雷达，使用的频率与GSM 相同或相近，由于其发射功率非常大，功率等级一般都在几十到几百千瓦范围内，其带外杂散比较大，也很容易对附近的基站造成干扰。

模拟基站：模拟移动基站使用的频段与GSM

频段有一段重合，根据国家的要求，模拟基站

应该退出GSM频段，但实际上，有些地方没有完全退掉，当GSM选择与其相同的频点时，就会受到模拟基站的干扰。（目前在国内模拟通信系统已经全部退频退网，但海外情况未明）其它同频段通讯设备：通讯设备种类繁多，有些单位采用了不符合现行通讯标准的频段，占用了GSM频段，造成其覆盖区域受到干扰。

1.3 5.3 干扰问题的发现

要解决干扰，改善通话质量，首先就是要发现干扰，然后采取适当的手段定位干扰，最后是排除或降低干扰。

在GSM系统中可以用来发现干扰源的方法有：OMC话统、OMC告警、路测、用户申告等。

信令分析仪、频谱仪等专用测试设备作为定位阶段的强力工具通常不用于本阶段（基于设备本身笨重、昂贵的原因）。

1.3.1 5.3.1 通过OMC话统发现干扰

一个网络开通后，为能及时发现问题，应该最少登记的话统任务有：TCH性能测量、SDCCH 性能测量、切换性能测量。检查分析各小区的话务状况、切换、以及与小区质量有关的话统指标，可以发现存在潜在干扰的小区。

需要声明的是，根据这些方法的检查结果，都只能判断存在潜在干扰，要进一步确定是否真的是干扰，还是存在别的问题，需要通过定位分析过程来进一步确认。

I. 1. 通过话务状况发现潜在干扰

检查各小区的TCH性能测量中的“TCH忙的平均时间”，该指标表示在统计周期内TCH被占用的平均时间（秒），在其它厂商的BSC中该项指标通常称作“TCH平均占用时间（TCH mean holding time）”。如果发现某小区的TCH忙的平均时间特别短（如小于10秒），则该小区可能存在较强干扰，使得MS刚占用TCH信道，就由于质量太差而发生切换/掉话。

当然如果小区中的某块TRX（非BCCH所在载频、非SDCCH所在载频）发生硬件故障后也会出现TCH占用时间特别短的现象。

II. 2. 通过切换数据发现潜在干扰

切换统计数据反映了被统计小区内用户的移动性。通常我们可以把切换数据分成两类来分析：小区内切换和小区间切换。

(1) 小区间切换

BSC命令MS发起切换的原因有多种，判断是否存在干扰主要应观察的切换统计指标有：发起切换尝试次数（下行质量）、发起切换尝试次数（上行质量）、发起切换时接收质量等级0～7的次数（上行）、发起切换时的平均接收质量（上行）。

如果某小区发起切换时的平均接收质量（上行）≥4 （不跳频时，跳频时≥5）以上，且发起切换时的平均接收电平≥25，则该小区存在上行干扰的可能性较大。

如果某小区发起切换时接收质量等级5以上的次数相对4以下的次数较多时，也应该怀疑该小区存在上行干扰。

如果某小区发起切换尝试次数（上、下行质量）超过切换尝试总次数10％以上时，该小区也可能存在干扰。这两项统计指标与小区参数中的质量差切换门限、干扰切换门限有关。

(2) 小区内切换

小区内切换中也有统计项小区内切换请求次数（上、下行质量），这两项小区内受干扰的程度，如果小区内切换主要有上、下行质量引起，并且小区内切换总次数占小区间切换总次数的比例也相对其它小区高，则应该怀疑该小区是否受到干扰。