常见RF问题分析-整理

弱覆盖
概念：覆盖区域导频信号的RSCP小于－95dBm。

出现环境：凹地、山坡背面、电梯井、隧道、地下车库或地下室、高大建筑物内部等。

导致后果：全覆盖业务接入困难、掉话；手机无法驻留小区，无法发起位置更新和位置登记而出现“掉网”的情况。

应对措施：
•可以通过增强导频功率、调整天线方向角和下倾角，增加天线挂高，更换更高增益天线等方法来优化覆盖。

•新建基站，或增加周边基站的覆盖范围，使两基站覆盖交叠深度加大，保证一定大小的软切换区域，同时要注意覆盖范围增大后可能带来的同邻频干扰；
•新增基站或RRU，以延伸覆盖范围；
RRU、室内分布系统、泄漏电缆、定向天线等方案来解决
越区覆盖
•概念：某些基站的覆盖区域超过了规划的范围，在其他基站的覆盖区域内形成不连续的主导区域。

•出现环境：丘陵地形、沿道路、港湾两边区域
•导致后果：切换失败、―岛‖ 现象（见下面补充内容）
•应对措施：
尽量避免天线正对道路传播，或利用周边建筑物的遮挡效应，减少越区覆盖，但同时需要注意是否会对其他基站产生同频干扰。

对于高站的情况，比较有效的方法是更换站址，或者调整导频功率或使用电下倾天线，以减小基站的覆盖范围来消除“岛”
效应。

上下行不平衡
概念：
目标覆盖区域内，上下行对称业务出现下行覆盖良好而上行覆盖受限（表现为UE的发射功率达到最大仍不能满足上行BLER要求）。

或下行覆盖受限（表现为下行专用信道码发射功率达到最大仍不能满足下行BLER要求）的情况。

导致结果：
比较容易导致掉话，常见的原因是上行覆盖受限
应对措施：
对于上行干扰产生的上下行不平衡，可以通过监控基站的RTWP 的告警情况来确认是否存在干扰。

上行受限的情况，可考虑增加塔放。

下行受限的情况，在容量足够的情况下，可调整功率设置；或者更换大功率功放
无主导小区
概念：没有主导小区或者主导小区更换过于频繁的地区。

无主导小区就是形成导频污染的必要条件之一：无主导频
导致后果：导致频繁切换，进而降低系统效率，增加了掉话的可能性。

应对措施：
•针对无主导小区的区域，应当通过调整天线下倾角和方向角等方法，增强某一强信号小区（或近距离小区）的覆盖，削弱其他弱信号小区（或远距离小区）的覆盖
补充：
无线通信中的孤岛效应:
服务小区由于各种原因（无线传输环境不好、基站位置过高或天线的倾角较小），导致覆盖太大以至于将邻小区覆盖在内，造成在某些小区的覆盖范围出现一片孤独区域（所谓的伞状覆盖），此孤独区域在地理上没有邻区，类似于―孤岛‖。

如果移动台在此区域移动，由于没有邻区，移动台无法切换到其他的小区导致掉话发生。

―孤岛效应‖多出现在网络扩容后。

随着新基站的割接入网，需对原来的小区覆盖范围作调整，但小区覆盖范围收缩太快会造成2个小区切换带上覆盖不好，反之，容易形成―孤岛效应‖。

通常解决此类问题的手段可通过大量的DT测试发现问题，一般可减少小区的覆盖范围以及增加邻区列表。

用冗余相邻关系消除―孤岛‖，减少掉话。

无线优化主要解决掉话、频率干扰、切换问题与及网络拥塞，在这里谈谈用冗余相邻关系降低掉话的方法。

造成掉话的原因有很多，如带内带外的频率干扰，切换关系的漏定错定，硬件故障，覆盖不够而导致弱信号掉话，用户手机掉电等。

这其中很多问题已经有同行们做过探讨。

在这里想谈谈在切换关系定义方面来解决掉话的方法。

由于我们的网络覆盖已经相对较好，开通跳频后，频率间干扰也比以前小了很多。

在实际工作中常常发现很多掉话是因为切换关系造成的，如下例子：
在一般情况下，B基站的CELL3只定义A基站的CELL1、CELL2为相邻小区，在CDD 中一般也是这样定义，我们常常人为的认为B基站的CELL3只会跟A基站的CELL1和CELL2有切换。

但在实际路测中常常发现B基站的信号会越过A基站而跑到A基站的CELL3覆盖区，在局部形成其信号强度高于A站CELL3且成为最强小区的情况，即常见的―孤岛效应‖。

尤其是在基站密集的地方，会有很多重复覆盖，形成许多―小孤岛‖（如图中的小圆圈）。

由于这些孤岛面积较小，而且随着无线环境的变化而变化，如果路测中按照固定路线一直走下去的话，往往很难发现它们的存在。

只有恰好处在这些小孤岛中一段时间，手机重选上B小区CELL3，此时你拨打电话并移动时，一般都会因没有更好的相邻小区而导致掉话。

另一方面，若还有一基站C，A基站位于B、C之间，则当A站拥塞或被闭塞时，
从B：CELL3到C基站将没有直接的切换关系。

相应的，从B基站向C基站移动的用户将可能因为无法找到较好的小区切换或仍然切到一个较差的小区而最终掉话。

由于这些―小孤岛‖有较强的隐蔽性，致使我们常常忽视它。

在指标上也常常难以反映出来。

常用的解决办法有给天线增加倾角，降低发射功率或用TALIM参数限制小区的最大覆盖范围，但这些办法都有其弊端。

在实际工作中我们常常采用加定冗余单向切换关系的办法来加以解决，比如在上面的例子中，可以加定B：CELL3到A：CELL3或C：CELL1、CELL2的单向切换关系，甚至加定B：CELL3到C的三个小区的单向切换关系。

不过，由于现在的频率复用度很高，可能会出现A：CELL3与C：CELL3 BCCHNO相同的情况，此时加定切换关系还需要更换其中一个小区的BCCHNO，避免相邻小区BCCHNO相同。

BLER:
有差错的块与数字电路接收的总块数之比。

块差错率（BLER）用于W-CDMA的性能测试（在多径条件下的解调测试等）。

BLER是在信道解交错和解码后，由评价各传输块上的循环冗余检验（CRC）度量。

关于手机的发射功率
一、MS TX POWER的两个方面
手机发射功率在PHS、GSM、cdma2000 1x、wcdma等协议中，被设计得越来越复杂，它的重要性已不言而喻，哪手机发射功率是大些好哪，还是小些好哪？事实上单纯的说大些好或者小些好，都实在不是一个明智的回答，因为在设计手机功率时，要考虑以下两个方面：
1、在能保证正常通信情况下，手机发射功率越小越好
*、手机发射功率越小,手机的耗电量就越小,待机时间、通话时间越长；
*、手机发射功率越小，对同系统别的手机的干扰越小，这不仅给同系统别的手机创造了好的无线环境，同时对于cdma2000 1x、wcdma来说，这就意味着小区容量越大；
*、手机发射功率越小，对别的无线设备干扰越小,这就给别的无线设备创造了好的无线环境；
2、在有些情况下，为了能保证通信质量，手机发射功率希望能被调整的大些，再大些,再大些......
*、手机在小区的远端时,为了保证手机信号经过长距离传输到达基站后,手机信号仍能被正确解调,也就是手机发射功率要足够大，以克服信号经过长距离传输的衰减；
*、手机被建筑物或其它遮挡，在无线阴影区内，手机发射功率也要足够大，以克服手机信号必须经过多次的反射、折射及长距离传输的衰减；
*、手机在干扰比较大的情况下，如邻信道、同信道干扰，阻塞等等，手机发射功率也要足够大，以克服噪声的干扰。

综上所述，手机发射功率存在着两面性，一方面在能保证正常通信情况下，手机发射功率越小越好；另一方面，在有些情况下，为了能保证通信质量，手机发射功率必须要大一些，甚
至要再大一些。

这两方面看似矛盾，实为统一，准确表述为：手机必须发出足够大的功率，以保证通信质量，在保证通信质量的前提下，手机发射功率越小越好。

换言之，手机发射功率最好根据实际情况能够被控制，该大则大，该小则小。

二、PHS手机发射功率
PHS(Personal Handyphone system的缩写)为***独立开发出的第三代数字无绳电话系统——个人携带电话系统,它具有很多突出的优点：建设费用低、系统扩充方便,超低的资费标准,因协议简单，而使手机制造成本降低，最终导致手机拥有价格上的优势等等。

PHS在中国被称为小灵通，在有些地方也称为―个人通信接入系统PAS(Personal Access System)‖
PHS采用***RCR-STD28协议作为空中无线接口标准，采用微蜂窝技术，因此它必须建置较密集的基站。

由于基站覆盖范围较小，其铺设就必须比高功率的移动电话基站密，适于低速状态下的移动。

不过，新一代的PHS基站范围已扩大至500米。

基于以上的情况，特别是采用微蜂窝技术，RCR-STD28规定手机的发射平均功率≤10mW，峰值功率≤80mW，发射功率不可控。

除此之外，有关PHS手机发射功率的测量还有
1、载波关断泄漏功率≤80nW
2、发射瞬态响应特性：脉冲上升、下降时间≤13μS
3、杂散发射功率相对载波电平（衰减量）≥50dB，或绝对电平≤2.5μW。

从以上的情况不难看出，PHS手机在小区远端，或阴影区，或受到干扰，是不能以再提高发射功率，以抵消无线信号的长距离传输的损耗，或建筑物等的遮挡损耗，或抵御干扰。

这实际上导致的结果就是手机与基站之间的无线链路很脆弱，这是PHS手机协议上的根本弱点之一。

反过来从协议对手机发射功率的规定中我们也不难看出，PHS只能采用微蜂窝技术，通过建置较密集的基站抵消远近效应和阴影效应，否则就会出现大量的无信号区域和通信质量差等问题。

在受到干扰，通信质量降低的情况下，手机也无法通过提高发射功率的办法，来保证通信质量。

由于PHS手机发射功率比较小,对别的手机或无线设备干扰也小，它的待机时间、通话时间都比较长，由于PHS手机发射功率不受控制，协议简单，手机制造成本也相对较低。

三、GSM手机发射功率
GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。

基站通过下行SACCH信道，发出命令控制手机的发射功率级别，每个功率级别差2dB，GSM900 手机最大发射功率级别是5（33dBm），最小发射功率级别是19（5dBm），DCS1800手机最大发射功率级别是0（30dBm），最小发射功率级别是15（0dBm）。

从以上不难看出当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功率，直至33dBm（GSM900），以克服远距离传输或建筑物遮挡所造成的信号损耗。

如果手机离基站很近，且无任何遮挡物时，基站可以命令手机发出较小功率，直至5dBm（GSM900），以减少手机对同信道、相邻信道的其它GSM用户的干扰和其它无线设备的干扰，而且这样还可以有效延长手机待机时间、通话时间。

从以上不难看出GSM手机发出的最低功率仅为5dBm（GSM900），约为3.2mW，这比PHS的平均功率10mW要小，同时GSM手机发出的最大功率33dBm（GSM900），约为2W，这个信号相对来说是巨大的，对这种大信号不加以严格规定，其干扰也是巨大的。

因此GSM就手机发射信号除了发射功率的规定以外，在其它方面也作了适当的规定。

（注意：这里是适当的规定，如果规定偏严无疑会加大手机制造成本，如果偏松，无疑会加大干扰。

）具体有如下几个方面：
1、Power versus Time
由于GSM是TDMA系统，因此GSM协议通过一个功率对时间的模板来严格限制发射功率在时间域的变化情况，以减少干扰，尤其是对同信道其他时隙的用户的干扰。

2、Output RF Spectrum Due to Modulation
3、Output RF Spectrum Due to Ramping
GSM通过对手机发射信号的调制谱和切换谱的规定，来限制手机发射信号时的频谱带宽和形状，以减少干扰，尤其是邻信道用户的干扰。

拿GSM协议和PHS协议对比来看，GSM为保证通信质量，规定了手机的发射功率是受基站控制的，根据需要可大可小，但同时又严格规定手机发射信号在时间域和频率域的―形状‖(PvT,ORFS)，这无疑又极大的限制了手机对外的干扰。

而PHS手机的发射功率不可再增大，因此PHS手机与基站之间的无线链路很脆弱的弱点，只能通过建置较密集的基站来解决，这无疑又加大了系统的投资。

当然由于它的发射信号始终比较小，信号在时域和频域上的要求也不用很严，生产制造成本、测试成本也都跟着降了下来。

从以上不难看出，同为时分多址系统，单从手机发射功率这点就能看出来，GSM系统优于PHS系统。

四、cdma2000 1x手机发射功率
cdma顾名思义是码分多址，因此在一个小区内的所有用户，都是同时在同一个频率上通讯，因此每个用户都回受到同小区的其它用户的干扰，每个用户都会干扰同小区的其它用户，因此人们也把cdma称之为自干扰系统。

CDMA的基本技术之一是功率控制。

因为限制CDMA系统容量的因素是总干扰功率，所以控制每个移动台的功率是获得最大容量的关键。

在给定条件下，CDMA移动台的功率被控制到能够保证接收话音质量的最小功率。

结果是每个移动台到达基站的信号电平几乎相同。

这样，每台移动台对其他移动台的干扰被控制到最小。

因此CDMA系统容量也被称为―软容量‖，也就是CDMA可以通过降低通信质量来提高系统容量。

如果移动台发射功率过大，会对其他用户带来干扰。

它会作为其他接收者的背景噪声存在。

如果某用户为了获得完美的话音而没有限制的升高发射信号功率，那么他将不仅影响到本网络的其他用户的通话，而且会影响到该频段上其他通信系统用户的使用。

下面以cdma2000 1x（cdma95类似）为例，详细介绍有关功率控制与测试。

cdma2000 1x 反向链路采用两种形式的功率控制：开环功率控制和闭环功率控制。

先看开环功率控制：它是假定前向路径损耗与反向路径损耗是相似的链路为前提的。

将发射功率与接收功率的总和设置为一个常数，通常为－73dB。

[移动台根据在整个1．2288MHz 频段接收到的总信号能量（就是在导频、寻呼、同步和业务信道的功率，其中含有从服务基站来的信号与相同频率相邻基站的信号总和来）来调整它的发射功率]
例如：如果移动台接收到的信号功率为－85dBm，这时它的发射功率应当为：－73－（－85）＝12dBm
闭环功率控制：基站监视从每个移动台接收的功率并命令移动台以固定的步长1dB（0.5 dB、0.25dB）增加或降低功率（不能保持不变）。

这个过程每1．25ms一次（每秒钟重复800次）
从以上资料不难看出，cdma2000 1x不断精确控制手机的发射功率，以达到在能够保证接收质量的情况下的最小功率，下面详细介绍cdma2000 1x为实现这个目的所作的有关功率方面的测试规定。

1、Open Loop Output
这部分主要以基站发出大信号、中信号、小信号三种状况下，来检测手机是否能正确估算出开环输出功率，以及开环输出功率范围。

2、Time Response of Open Loop
这部分主要保证，手机在不断运动，或者其他原因，导致接受到基站的信号持续变化时，手机是否能根据这种变化能快速、持续调整开环输出功率。

3、Closed Loop Power Range
对于闭环功率控制，基站命令手机进行输出功率调整以优化功率输出。

基于收到的电平，基站命令手机增加和降低输出功率，每1.25 ms变化1 dB（800次/秒）。

测试闭环功率性能的标准方法包括验证整个功率范围及手机闭环功率控制范围的线性。

CDMA手机必须演示±24dB的闭环功率控制范围以及定义的改变功率的速度，以确定手机是否能跟上基站的命令。

4、Maximum Output Power和Minimum Output Power
根据以上的介绍，其实基站对手机发射的绝对功率并不是很重视，它仅仅是要求手机能根据自己发出的功率上升指令或功率下降指令自动调整输出功率即可，且最好手机能发出无限大或无限小的功率来，但这个要求对手机制造商来说，实在是苛刻，且会无限制的提高手机制造成本，因此折中的方案是将手机按发射功率分类，不同类的手机最大功率必须达到各自要求，也就是至少要大于标准规定的最大功率的下限，小于标准规定的最大功率的上限，使其在小区远端或无线阴影中也能较好通讯。

同时要求手机必须能够输出小于最小功率的功率值来，也就是在无线环境比较好，且手机与基站很近时，手机能把自己的输出功率降得很低，以确保对其它手机的最小干扰和对电池的最小消耗。

5、Standby Power
cdma2000 1x规定手机待机功率要小于-61 dBm，这既保证了对外干扰很小，又保证了在待机时间对电池的小消耗，延长了手机的待机时间。

五、wcdma手机发射功率
GSM和wcdma虽然同为欧洲标准，但wcdma毕竟是码分多址的，它采纳，也必须采纳cdma中很多稳定成熟的技术和方案，至少在对手记发射功率控制这块，wcdma和
cdma2000 1x就非常类似，只是wcdma对手机功率控制要求更精准、更严格。

笔者认为这里的原因是wcdma毕竟是码分多址的技术，它需要采用功率控制技术，来平衡用户功率，以保证系统每个用户的通信质量和系统的最大容量。

虽然GSM和wcdma同为欧洲标准，而且GSM是第二代标准，wcdma是第三代标准，GSM尽管也采用了功率控制技术，但区别还是巨大的：
（1）GSM功率控制速率要慢得多，对功率控制升多少、降多少要求并不是很精准,也不是很严格；
（2）GSM对功率控制依赖程度要低，而CDMA没有了功率控制将几乎无法工作。

事实上在W—CDMA中，上行链路采用开环功控和闭环功控两种方式。

当上行链路没有建立时，开环功控用来调节物理随机接入信道的发射功率。

链路建立之后，使用闭环功控。

闭环功控包括内环功控和外环功控。

外环功控以误码率或者误帧率作为控制目标，内环功控以信干比作为控制目标。

下行链路只有闭环功控。

1、Open Loop Power
这部分主要以基站发出大信号、中信号、小信号三种状况下，来检测手机是否能正确估算出开环输出功率，以及开环输出功率范围。

具体计算公式为：PRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Interference) + (Constant value)
2、Inner Loop Power wcdma
关于手机在内环功控方面作了较好的功率控制位的形式和算法的规定，手机在内环功控下，必须能发出–50dBm到+24 dBm范围内的信号，而且还要求手机能够很好相应基站所发出的功率控制位，当基站发出升（或降）1dB命令时，手机必须升（或降）1dB+/-0.5dB，当基站发出升（或降）10dB命令时，手机必须升（或降）10dB+/-2dB。

同时wcdma还规定了A,B,C,D,E,F,G,H 8段区域，来测试手机。

将这部分与cdma2000 1x 的闭环功率控制相比，可以看出虽然异曲同工，但wcdma的规定更严谨，更细致。

3、Maximum Output Power和Minimum Output Power
wcdma与cdma2000 1x在这方面非常类似，故不再赘述。

通过以上的介绍，不难看出WCDMA与IS-95、CDMA 2000 1x没有本质不同，撇开IPR 问题，所有的不同点无非是怎样才能更好发挥CDMA的优势、提高系统的性能如系统容量、通信质量和网络覆盖等。

六、结束语
前面所述仅是把各个标准里对手机发射功率的有关规定拿出来罗列和对比，挂一漏万。

但管中窥豹，足见技术的发展和通信协议的进步。

PHS和GSM同为时分多址系统，协议就手机输出功率方面的规定具有可比性，它们与cdma2000 1x、wcdma这些码分多址系统，在手机输出功率方面不具有可比性。

码分多址近似的可以认为是在实时的（1．25ms一次），精确的（以0.25 dB）控制手机发射功率，而手机也要实时的、精确的相应控制（具体测试方法见上文），以保证系统的需要。

由于多址方式的不同，这就决定了GSM没有必要搞码分多址哪种实时的、精确的、很复杂的功率控制（以节省制造、测试成本），当然也不能像PHS那样，不控制手机输出功率，即便是在微蜂窝内。

在上文中，也是简单介绍了码分多址技术对手机发射功率的控制，事实上码分多址技术对基站和手机的发射功率的规定远不止这些，如接入试探功率、发射开/关控制，呼吸技术等等。

现实的情况是，如果没有功率控制等无线资源管理技术的支持，码分多址的性能比时分多址更差。

而这些笔者在本文都将其省略了，并不是说这些不重要，而是笔者认为这些与本文着眼点不太一致。

总之，手机发射功率实在是个重要的指标，也是一柄锋利的双刃剑，一方面人们希望它足够大，以克服无线电波传播路径的损耗、发射、折射的损耗，克服其他无线电波的干扰，另一方面又希望它足够小，尽可能小的干扰别人，这点在码分多址系统中尤显突出。

解决的办法就是要根据需要控制手机发射功率，在保证所有人的正常通信的情况下，尽可能的把所有手机的发射功率都降下来。

当然，这些无疑会加大协议的复杂性，提高手机的制造成本，但这可以保证更多的人同时拥有更多的带宽，这是符合人们一直在追求的提高无线资源利用率这一目标的，毕竟频率资源是不可再生的资源，而手机的制造成本会通过手机的批量生产，最终会降下来。