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天馈优化方案

天馈系统指标提升

报告

一、概述

天馈系统是基站系统的重要组成部分，天馈系统分为天线和馈线系统。

天线本身性能直接影响整个天馈系统性能并起着决定性作用；馈线系统在安装时匹配好坏，直接影响天线性能的发挥，天馈系统的各项性能指标直接影响网络的覆盖水平及其他重要指标，如上下行平衡、上下行干扰、上下行质量等MR指标，影响到整个网络水平和用户感知，因此对天馈系统的专项优化提升至关重要。

二、天馈系统性能指标

基站天馈系统性能参数包括电路参数和辐射参数，电路参数包括驻波比、无源互调和隔离度，辐射参数包括增益、下倾角精度及水平/垂直面波束宽度等，其中电路参数是天线辐射的保证，辐射参数是天线高质量辐射的体现。

根据统计发现，现网问题天线普遍存在无源互调指标恶化的现象，无源互调是由于材料或接触非线性所造成，可能产生落到上行接收频带干扰信号，其中3阶或5阶互调幅度最大，我们把这种干扰称之为内部干扰。

无源互调是最能直接反映材质和工艺水平优劣的天线指标，也是天线所有指标中随使用年限变化最明显的指标，日常评估中经常用到对天馈系统性能评估的指标主要有天线增益、驻波比、隔离度、天线水平/垂直波束、天馈系统反射互调、天馈接受上行频谱等。

其中影响天线覆盖的有天线增益、天馈系统的驻波比、天线倾角以及天线水平/垂直波束；天线隔离度、天馈系统反射互调以及天馈系统上行接收频谱影响天线的上下行干扰，对上下行质量影响较大，影响现网指标。

为方便现网评估，一般会对天馈的三阶互调以及驻波比2个指标重点考核，用来反映整个天馈系统的性能水平。

Ø三阶互调

三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。

比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。

由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。

又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。

产生这个信号的过程称为三阶互调失真。

由于F2，F1信号比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1，F2。

这就是三阶互调干扰。

因为产生的互调阶数越高信号强度就越弱，所以三阶互调是主要的干扰，因此天馈系统评估中主要考虑它的三阶互调干扰水平。

Ø驻波比

驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin，形成波节。

其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。

这种合成波称为行驻波。

驻波比是驻波波腹处的声压幅值Vmax与波节处的声压幅值Vmin之比。

天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发射机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波，如果天馈系统驻波比较高（大于1.5到1.8），就会影响基站的覆盖范围和用户的接入，影响用户通话。

三、测试设备

Ø互调仪---------------用于测试互调干扰。

Ø驻波比测试仪-----用于测试驻波。

Ø同时驻波比也可以通过后台网管命令启动测试。

四、评估指标

除了现场通过仪器测试，同时可以通过后台网管指标进行评估，主要评估指标有上下行平衡、上行干扰比例（分为0到5共5个等级）以及上下行质量等指标评估。

五、指标提升方案

5.1上行干扰比例

5.1.1干扰现象

当存在干扰时，经常会有如下现象：

5.1.1.1、当网络存在较大干扰时，手机用户经常会感觉到以下现象：

Ø主被叫失败，主叫听到“嘟、嘟、嘟”后就掉线（不同的手机提示音可能不相同）。

Ø通话过程中经常有断续、杂音、静音，甚至掉话。

5.1.1.2、网络存在干扰时，从话统上看，会有以下现象：

Ø上行干扰将体现在干扰带话统中。

要结合干扰带门限设置和具体使用场景，例如郊区频率计划宽松，频点复用度不高，若话统中出现2级，就有可能存在干扰；而对于市区频率复用度大，若话统中出现4~5级，就要重点考虑是否有干扰存在。

ØSDCCH、TCH指配失败次数多。

Ø掉话次数多或掉话率高。

Ø切换成功率低。

Ø接收电平/质量性能测量中出现高电平、低质量统计值比例高。

5.1.2、干扰源分类

5.1.2.1硬件故障：

ØTRX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。

Ø杂散和互调：

如果基站TRX或功放的带外杂散超标，都会形成对接收通道的干扰。

天线、馈线等无源设备也会产生互调干扰。

Ø天馈避雷器干扰：

由于天馈避雷器老化或质量问题导致基站出现互调信号，无线信号杂乱，影响正常的频率计划，从而使无线环境恶化。

5.3.1.2网内干扰：

Ø同邻频干扰

Ø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，直放站存在以下几种干扰方式：

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。

对于级联直放站而言，由于直放站是同频放大，而且直放站对信号的处理有一个时间，所以每段信号之间有一个时延，而当时延超过GSM系统所能分辨的时间窗，就会导致同频干扰。

5.3.1.3网外干扰：

Ø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。

ØCDMA基站：

由于我国移动通信系统制式较多，各地各种体制之间、各运营商网络之间存在各种干扰问题，尤其当CDMA与GSM在邻近频段建设，主要是CDMA的发射会干扰GSM900的接收，CDMA带外泄漏信号落在GSM接收机信道内，提高了GSM接收机的噪声电平，使GSM上行链路变差。

Ø其它同频段无线设备、干扰器：

通讯设备种类繁多，有些特殊单位的无线设备占用了GSM频段，造成干扰。

5.1.3上行干扰处理日常工作

5.1.3.1、上行干扰指标

BTS必须测量所有空闲信道上行链路的干扰电平，其目的是为无线资源的管理和分配提供依据。

小区参数一般设置为：

如果市区某小区干扰带四、五中的值较大，则该小区极有可能存在同频干扰；如果统计值主要分布于干扰带一、二内，则存在干扰的可能性不大；如果干扰带三中有较大值，则要提高警惕。

干扰带测量是利用空闲时隙对上行频点进行扫描，如果当前小区话务量大，信道占用率很高，那么干扰带话统中统计值将很小，无法准确反应外界干扰情况。

要想查明是某个TRX有干扰，可逐个进行排查。

5.1.3.2、干扰监控与分析

目前日常干扰监控主要为话务报告中对于干扰等级的监控与分析，也可以对小区空闲信道的干扰等级进行实时观察，分析其干扰原因。

5.1.3.2.1话务报告监控

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。

通过OMC话统发现干扰

从话务报告查看5级与4级干扰等级，当占用比例达到一定比例时，表示该小区存在严重的上行干扰。

话务报告每小时出一次，可以查看是否为突发干扰还是持续干扰，当为突发干扰时，对其他指标不严重并且持续时间短的，可以不做处理，较为严重的，影响用户的感知并且有可能造成用户投诉的，必须加投诉口径。

连续几天出现的干扰为持续干扰，在排除无特殊事件（比如高考期间）后，需对干扰进行排查。

分析周期：

每小时

5.1.3.2.2实时监控

要有效的解决干扰，或者通过用户的反映与现场测试情况分析，可以对小区实时查看干扰情况，并对其进行分析。

上行干扰等级是通过对空闲信道所测量到的上行电平而来，所以对于空闲信道的分布情况需要特别的关注，比如一直集中在某个TRX上，就有可能是载频或者频点的问题，因为系统也会通过时隙的干扰等级来分配TCH信道，所以一般干扰小的时隙比干扰大的时隙优先分配。

分析周期：

实时

5.4上行干扰处理流程与标准

5.1.4上行干扰处理一般流程

我们一般将干扰大致分为三类：

硬件设备导致的干扰，网内干扰，网外干扰。

当通过上述分析怀疑某小区可能存在干扰时，首先应该检查该小区所在基站是否正常工作。

在远端应检查有无天馈告警，有无关于TRX的告警，有无基站时钟告警等；在近端则应检查有无天线损坏、进水；馈线（包括跳线）损坏、进水；TRX故障、基站跳线接错、时钟失锁。

然后再判断是否频率规划、数据配置错误导致的网内同邻频干扰，最后再确定是否是网外干扰。

具体流程如下：

干扰排查流程图

5.2小区上/下行质量

5.2.1质量定义说明

5.2.1.1质量含义

语音质量是检验网络运行状态的重要性指标之一，也是局方重点考核的KPI指标之一，它直接反映了网络运行的好坏，是用户感知的直接体现。

5.2.1.2公式

上行质量=（上行质量0的次数+……+上行质量5的次数）/（上行质量0的次数+……+上行质量7的次数）*100

COUNT：

（CLRXQUAL.QUAL00UL+CLRXQUAL.QUAL10UL+CLRXQUAL.QUAL20UL+CLRXQUAL.QUAL30UL+CLRXQUAL.QUAL40UL+CLRXQUAL.QUAL50UL）/（CLRXQUAL.QUAL00UL+CLRXQUAL.QUAL10UL+CLRXQUAL.QUAL20UL+CLRXQUAL.QUAL30UL+CLRXQUAL.QUAL40UL+CLRXQUAL.QUAL50UL+CLRXQUAL.QUAL60UL+CLRXQUAL.QUAL70UL）*100

下行质量=（下行质量0的次数+……+下行质量5的次数）/（下行质量0的次数+……+下行质量7的次数）*100

COUNT：

（CLRXQUAL.QUAL00DL+CLRXQUAL.QUAL10DL+CLRXQUAL.QUAL20DL+CLRXQUAL.QUAL30DL+CLRXQUAL.QUAL40DL+CLRXQUAL.QUAL50DL）/（CLRXQUAL.QUAL00DL+CLRXQUAL.QUAL10DL+CLRXQUAL.QUAL20DL+CLRXQUAL.QUAL30DL+CLRXQUAL.QUAL40DL+CLRXQUAL.QUAL50DL+CLRXQUAL.QUAL60DL+CLRXQUAL.QUAL70DL）*100

5.2.2影响质量差的因素

根据优化经验,对质量差问题进行了相应的总结,影响质量差的因素主要有:

1）硬件故障

当出现TRX、合路器、耦合器等故障的情况时，将会造成TCH占用困难，上下行质量下降。

检查硬件故障可以通过RXMFP或RXASP查看基站告警，主要的告警如下表所示：

告警名称

VSWR超出限制

RX分级接受丢失

分级接收不平衡

远端RRU断电

时钟不同步

RF环路测试故障

TX饱和

TX天线VSWR超限

2）传输问题

由于各种情况导致Abis接口、A接口链路等传输质量差，传输链路不稳定，也会导致上下行质差。

3）参数调整问题

BSC侧和MSC侧有一些参数设置会影响上下行质量，主要包括：

“最小接入信号电平”设置过低

“RACH最小接入电平”设置过低

切换相关参数设置不合理

质量差切换相关参数设置不合理

干扰相关切换参数设置不合理

功控参数设置不合理

邻区关系未配置完整

功率设置

4）网内外干扰

当存在网外干扰、直放站干扰，或者由于频率资源不足导致频率复用度过高而出现严重的网内干扰时，会导致占用TCH信道时质量差。

可能出现的干扰：

网外干扰器、私装天线等引入的干扰

直放站引入的干扰

基站互调干扰

网内同领频干扰

5）覆盖问题

可能影响质量差的覆盖问题：

不连续覆盖（盲目）

由于存在孤站边缘，信号强度弱质量差。

由于基站所覆盖的区域地形复杂、地势起伏，无线传播环境复杂，信号受阻挡，覆盖不连续造成质差。

室内覆盖差

因为一些建筑物密集，信号传输衰耗大，加上建筑物墙体厚，穿透损耗大，室内电平低，使得在通话过程中质量变差。

越区覆盖

服务小区由于各种原因（如功率过大）造成越区覆盖，导致无合适邻区可以切换，电平下降导致质差。

覆盖过小

由于天线受到阻挡或携带BCCH的载频发生了故障，造成覆盖不连续，质量变差。

6）天馈问题

可能出现的天馈问题：

如果由于工程方面的原因，两个小区的发射天线接反，会造成小区内上行信号比下行信号电平差很多，在距离基站较远处质量变差。

如果天馈线老化、进水、接头处接触不良均会降低发射功率和收信灵敏度，从而产生严重的质差。

7）上下行不平衡

如果由于基站发射功率过大或塔放、基站放大器、天线接口等出现问题，造成上下行电平相差较大，导致上下行质量差。

8）直放站问题

如果小区挂有直放站，当直放站出现故障或上/下行增益设置不合理时，会导致基站的覆盖出现问题，导致质量变差。

如果直放站为宽频直放站，且增益设置较大，可能会引入较强的干扰，对周围的网络质量造成的坏影响，导致质量下降。

5.2.3质差小区的优化措施

5.2.3.1动态功控参数优化

5.2.3.1.1上行功控的优化

5.2.3.1.1.1上行动态功控原理

上行动态功控就是通过调整MS发射功率，使得在基站接收到满足预期质量和强度的信号，在满足这样条件的前提下尽量降低手机的发射功率，以减少本连接对其它连接的干扰，节省手机有限的功耗，延长手机电池的待机和通话时间，并降低在手机与基站很近情况下基站接收机饱和和导致灵敏度下降的可能性。

但上行干扰情况跟外界的干扰关系很大，不能一味的通过上行功控的调整来解决所有问题。

当一个连接有较低的路径损耗和好的通话质量时（见上图左边部分），MS以最小功率发射，此时如果BTS接收到的信号强度超过其需要值，但MS也不能再减小发射功率。

相反地，当一个通话有较高的路径损耗时（见上图右边部分），MS以最大功率发射，此时如果BTS接收到的信号强度依然较差，但MS也不能再增大发射功率。

5.2.3.1.1.2上行功控优化调整

针对不同的无线环境，动态功率控制的情况也应该不尽相同。

市区范围由于基站较密集，基站重复覆盖的情况比较普遍，同频干扰与邻频干扰也较为严重，所以功率控制尽可能早，电平门限目标值可设得较小，质量门限可以适应小。

郊区范围由于基站分布广，为避免信号突变造成掉话，功率电平目标门限可设置较市区高。

从载干扰C/I的角度出发，C越大越好，I越小越好，但两者相互制约，自身C就是周围小区的I，所以，理想的设置应根据实际测量数据进行细调，不宜各个小区千篇一律。

5.2.3.1.2下行功控的优化

5.2.3.1.2.1下行动态功控原理

下行动态功率控制是在保证手机能接收到足够强度或质量的信号前提下，尽量降低基站的发射功率。

它的目的是通过降低基站的发射功率，来减少网内同、邻频的干扰，在话务量不变得情况下提高C/I，在话务量增加的情况下，维持C/I或实现更为紧密地频率复用，与此同时也可大大降低基站的功耗。

如上图所示，列出了BTS输出功率、MS接收功率与路径损耗的关系。

BTS只能以一个个固定的功率等级发射。

当一个通话有较低的路径损耗时（见上图左边部分），BTS以最小功率发射，此时如果MS接收到的信号强度超过其需要值，但BTS也不能再减小发射功率。

相反地，当一个通话有较高的路径损耗时（见上图右边部分），BTS以最大功率发射，此时如果MS接收到的信号强度依然较差，但BTS也不能再增大发射功率。

5.2.3.1.2.2下行动态功控的作用

使用基站功率控制有以下作用:

1）在满足一定质量的前提下，使BTS和MS发射功率达到最小，从而减少对其它用户的干扰；

2）减少每个用户对网络的干扰，提高网络整体语音质量；

3）对于功率统计复用型的载频，可以增加容量和覆盖；

4）使用动态功率控制避免了MS一直以最大的功率发射，可以节约手机电源，延长MS待机时长，减少MS对人体辐射；

5）减少BTS的发射功率，延长BTS的使用寿命，节约电力消耗；

6）如果不开功控会对边缘的用户影响比较大；

7）避免MS因接收机饱和失真影响通话质量；

8）避免BTS因接收机饱和失真影响通话质量。

5.2.3.2上行干扰优化

详见上行干扰比例优化。

5.2.3.3频率干扰造成的话音质差

5.2.3.3.1概述

当前的GSM均是频率复用网络，因此在网络中不可避免的会出现频率干扰。

频率的分配情况是一个网络的基础，频率干扰的情况与网络性能有着密切的关系，一个频率干扰小的网络，网络性能相对会比较好，用户的通话质量也相应较好，因此改善网络的频率干扰情况是网络优化工作的重要基础工作之一。

5.2.3.3.2网络频率复用模型评估

频率复用模型可以反映出现网频率复用的合理性，同时也反映出现网频率是否出现紧缺情况。

目前现网共使用GSM900、GSM1800两个频段资源，各个频段的频率复用情况如下图：

从上面的频率复用图可以看出，现网频率复用模型存在以下问题：

1）两个频段均存在频率复用不均匀问题，这样容易导致某些高复用度的频率出现强干扰。

2）GSM900每频率平均复用频率较高，平均达到80左右，这反映了目前GSM900频率资源紧张，复用距离短，这是导致网络下行质差的主要原因。

3）GSM1800频段频率资源丰富，每频率平均复用度35左右，在合理规划1800频率情况下，GSM1800小区应该可以完全避免同邻频干扰。

5.2.3.3.3频率干扰种类

频率干扰主要分为同频干扰和邻频干扰，一般由于频率规划不够细致，有多个覆盖同一区域的小区使用相同或相邻频点而造成的干扰。

由于用户通话较多时网络总体发射功率较大，因此这种干扰通常表现出跟随话务量变化的趋势，即话务量较大时干扰也较大，反之较小。

5.2.3.3.4频率干扰优化方案

通过对频率干扰的分析和排查，找出干扰较小的频点进行修改验证。

5.2.3.4覆盖问题造成的话音质差

5.2.3.4.1概述

覆盖问题可分为无覆盖或弱覆盖、越区覆盖（过覆盖）、无主服务小区及上下行覆盖不平衡等几方面，当小区存在越区覆盖时将严重影响用户的通话质量，因此合理控制其覆盖也是提高用户通话质量的重要手段之一。

5.2.3.4.2覆盖种类

无覆盖或弱覆盖问题

无覆盖，也可称盲区，即无信号覆盖或信号极弱无法通话。

一般是由于周边没有基

站、距离基站过远或者朝基站方向有严重阻挡等因素引起的，后果是无法通话。

弱覆盖是指在覆盖区域导频信号的水平小于-100dBm。

在RF优化测试过程中如果没有发现某个小区的信号或者该小区信号水平非常弱，那么存在以下几种可能：

1）测试路线没有经过此小区的覆盖方向，导致不能正常接收此小区的发射信号；

2）小区的信号没有发射，这是由在站点建立起来之后单点验证没有过关留下的问题，或者是在测试时间站点出现故障引起；

3）天线可能被阻挡，例如建筑物、广告牌、天线等阻挡物比较大从而影响了天线信号的发射；小区天线的倾角过大，导致信号不能正常发射和覆盖。

无覆盖和弱覆盖直接导致的后果就是业务无法建立，甚至用户终端脱网，出现此问题后应对上面几种可能逐一进行检查验证，并在优化处理之后在进行相关的路测，检验优化效果。

越区覆盖（过覆盖）问题

越区覆盖又可以被称为过覆盖，它是指某个站点的信号脱离了自身应该覆盖的范围，通过地形环境等因素传播或者投射到了离它比较远的区域，并成为主服务区。

造成越区覆盖的原因有天线安装位置过高、基站发射功率过大、天线选型方位角倾角不合理、无线环境影响等，越区覆盖的后果是覆盖过大容易引起话务量过大而造成拥塞、覆盖太远容易造成掉话未接通等，越区覆盖也容易引起天线底下区域信号不集中或信号较弱，即“塔下黑”问题。

若因为环境等因素，比如高楼玻璃面的反射、水面的反射或者波导效应等使得信号传播到了比较远的区域，则有可能是越区覆盖的小区在较远的区域形成主覆盖，如果此时和较远区域的小区没有做邻区关系，就有可能引起掉话等问题，同时还会对较远区域产生导频污染，从而恶化信号质量，增加干扰，降低小区容量。

对于此类问题，一般通过调整天线的方位角和倾角的方式来解决。

如果通过调整天线无法解决此问题，则要考虑更换站址。

无主服务小区问题

无主服务小区是指覆盖区域出现多个频率，且它们之间的信号水平相差不大。

出现的这几个频率有可能信号都比较好，也可能信号都比较差。

这种问题在网络建设初期比较常见，基本由于规划阶段在仿真地图、传播模型或者规划参数等问题上出现理论与实际偏差造成。

这种情况会使覆盖区域出现比较严重的频率干扰，从而影响信号质量、发生频繁切换、降低系统效率，提高掉话率。

解决此类问题的方式，可以考虑调整方位角和倾角，在覆盖区域突出某一信号比较强的小区的信号，同时减少其他信号比较弱的小区在此的信号，以达到信号清晰、覆盖明确的目的。

上下行覆盖不平衡问题

上下行不平衡指目标覆盖区域内，上下行对称业务出现下行覆盖良好而上行覆盖受限），或上行覆盖良好而下行覆盖受限的情况。

上下行不平衡的覆盖问题比较容易导致掉话。

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上下行出现干扰，下行的干扰一般是其他小区覆盖问题导致的频率干扰，上行干扰一般是外部干扰或者设备内部出现的干扰。

5.2.3.4.3过覆盖优化调整

根据现网的话音质差情况，并结合MR测量分析对问题小区进行调整。

1.3.5切换参数优化

1.3.5.1切换影响语音质量的原理

GSM系统采用的切换类型是硬切换，在切换过程中需要借用TCH帧（用作FACCH）来传送相关切换信令，即所谓“偷帧”，对语音质量有一定的影响。

频繁的切换将严重影响客户的主观感知。

1.3.5.2切换参数说明

为减少不必要切换，本次对小区语音质量较低的小区调整以下参数：

SSLENSD、QLENSD、LAYERTHR、LAYERRHYST，参数具体的设置注释如下：

SSLENSD

取值范围：

1~20

取值单位：

SACCH周期（480毫秒）

默认值：

相关指令：

RLLFC，RLLFP

注释：

语音/数据信道的信号强度滤波器长度。

QLENSD

取值范围：

1~20

取值单位：

SACCH周期（480毫秒）

默认值：

相关指令：

RLLFC，RLLFP

注释：

语音/数据信道的信号强度滤波器长度。

LAYERTHR

取值范围：

0~150

取值单位：

dbm（取负值）

默认值：

相关指令：

RLLHC，RLLHP

注释：

用于在每个HCSBAND内的区分不同分层小区排序信号强度门限值。

该参数为正值，因此在运算时它代表了相应的负值。

LAYERRHYST、

取值范围：

0~63

取值单位：

默认值：

相关指令：

RLLHC，RLLHP

注释：

小区分层的层间迟滞值。

用于在每个HCSBAND内的区分不同分层小区的小区排序迟滞。

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