淺談移動通信網絡干擾問題的解決

相關專題: 無線 5G
Motorola (中國)有限公司 任浩杰

  干擾問題一直是移動通信網絡優(yōu)化的重點問題,隨著新興移動網絡運營商的加盟,射頻資源日趨緊張,各種潛在干擾源正以驚人的速度不斷產生。舊有的專用無線電系統(tǒng)占用現有頻率資源、不同運營商網絡配置不當、發(fā)信機自身設置問題、小區(qū)重疊、環(huán)境、電磁兼容(EMI)以及有意干擾等,都是移動通信網絡射頻干擾產生的原因。目前已有的移動通信體制占用的射頻資源全部在2.5GHz以下,這一頻帶的特點,就是干擾與被干擾的關系,因此移動通信網絡必然存在射頻干擾問題,而移動通信系統(tǒng)的干擾是影響無線網絡質量的重要因素之一。本文將聯(lián)系在實際工作中的經驗,對干擾的原因及解決辦法作一簡要介紹。



  干擾,本質上是未按頻率分配規(guī)定的信號占據了合法信號的頻率,造成合法信號無法正常工作,形成干擾。因此,對頻域的分析過程,也是解決干擾問題的過程,也是移動通信網絡優(yōu)化工作的重要組成部分。



一、移動通信網絡的干擾



  移動通信網絡的干擾可以粗略的分為外部干擾和內部干擾。



1.外部干擾



  強信號干擾:這種干擾是指合法的信號占用合法的頻率,由于功率過強,造成鄰近頻段接收設備阻塞。最常見的為CDMA下行頻段對GSM上行頻段的干擾。



  固定頻率的干擾:具有固定頻率的干擾源工作于移動通信頻段。這種干擾頻率幾乎不變,或小范圍抖動,上下行都可能存在。這種干擾多見于舊有的專用無線電系統(tǒng)占用移動資源。如原有的電力微波通信系統(tǒng)占用移動1800MHz頻段,由于干擾源是專用通信系統(tǒng),干擾信號呈現穩(wěn)定性。



  寬頻直放站干擾:主要存在于上行頻段。這種干擾的特點是頻帶寬,幾乎占據整個上行頻段。



  雜亂信號干擾:這種干擾信號頻譜不定,此起彼伏,一般為EMI問題。



2.內部干擾



  內部干擾主要與通信制式的技術特性和網絡本身的特點有關,主要來自硬件、施工質量和周邊環(huán)境以及網絡頻率規(guī)劃、小區(qū)覆蓋和數據庫設置等方面。它主要包括同頻干擾、鄰頻干擾和互調干擾。



二、內部干擾的分析與解決



在內部干擾中,除了由硬件引起的干擾外,解決或減小其它內部干擾是優(yōu)化過程中較為復雜困難的。下面就結合本人在優(yōu)化工作中積累的一些經驗,談談自己的一些想法。



1.覆蓋調整



  隨著移動通信的深入發(fā)展,城市中基站的密度越來越大,在大城市的繁華地區(qū)基站間距已不足500米,往往會發(fā)生小區(qū)間重疊區(qū)域過大或越過1~2個小區(qū)的越區(qū)覆蓋現象。但由于站間距很小,再加上各種建筑物的反射折射,從TA上很難準確判斷是否有越區(qū)覆蓋產生。



  利用智能優(yōu)化系統(tǒng)可以通過搜集大量實時通話的測量報告,并且對測量報告進行統(tǒng)計處理,對TA、接收電平以及通話質量給出一個綜合分析報告,以此對小區(qū)覆蓋得出準確的評估。如果再結合空閑狀態(tài)下的DT測試結果,則對繁華地區(qū)的覆蓋問題能夠得到非常準確的測試結果。



  對于小區(qū)的覆蓋調整,是通過對天線的方位角、俯仰角進行相應調試。天線下傾的傾角計算公式為:α=arctg(h/(r/2)),α為波束傾角,h為天線高度,r為站間距離。選擇內置電下傾的雙極化定向天線,配合機械下傾,可以保證方向圖水平半功率寬度在主瓣下傾的角度內變化小。



(1)對話務量高密集市區(qū),基站間距離300-500米,可計算出天線傾角α大約在10o~19o之間,原天線單純使用機械下傾的方式,下傾角一般在10o以上,水平方向圖半功率波瓣寬度將變寬,造成站間干擾;如果采用內置電下傾9o的±45o雙極化天線,電下傾加上機械下傾使可變傾角達15o,可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的10o~19o內無變化,同時適當調整基站發(fā)射功率,完全可以滿足對話務量高密集市區(qū)覆蓋且無干擾的要求。



(2)對話務量較密集市區(qū),基站間距離大于500米,可計算出天線傾角α大約在6o~15o之間,如果采用內置電下傾6o的±45o雙極化天線,電下傾加上機械下傾使可變傾角達10o,可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的6o~16o內無變化,可以滿足區(qū)域覆蓋且無干擾的要求。



(3)話務量低密集市區(qū),基站間距離可能更大,天線傾角α大約在3o~12o之間,可采用內置電下傾3o的±45o雙極化天線,電下傾加上機械下傾使可變傾角達8o,可保證水平方向圖半功率波瓣寬度在主瓣下傾的3o~12o內無變化,也可以滿足區(qū)域覆蓋和無干擾要求。



2.數據庫設置



  在數據庫中,通過調整基站和手機的最大發(fā)射功率,也是調整小區(qū)覆蓋的一個輔助手段。另外,對全網的上行功率控制設置也是改善通話質量、減少掉話、消弱內部干擾的一個重要手段。由于移動通信蜂窩系統(tǒng)均采用頻率復用方式,以提高頻率利用率。這雖然增加了系統(tǒng)的容量,但同時也增加了系統(tǒng)的干擾程度。因此,在保證一定通話質量的前提下,手機的發(fā)射功率越小,手機間的相互干擾就越小。



  我們曾經做過試驗,當把上行功率控制窗設為35~45時,掉話現象很明顯,話務掉話比為97;而把上行功率控制窗控制在28~38時,掉話明顯減少,話務掉話比達到125,全網的IOI值也有10%的下降�?梢姽β士刂苾�(yōu)化,對降低內部干擾、提高系統(tǒng)質量有著舉足輕重的作用。



3.優(yōu)化頻率規(guī)劃



  在以上兩種優(yōu)化手段的基礎之上,對全網的頻率規(guī)劃進行優(yōu)化甚至重新設計,是解決內部干擾最直接有效的手段。但由于當前網絡規(guī)模愈來愈大,站間距愈來愈小,城市的地理環(huán)境愈來愈復雜,而且頻率規(guī)劃又受到環(huán)境、站址、建筑物高度甚至建筑材料等多種因素的影響,傳統(tǒng)的頻率規(guī)劃調整,需要大量人力和時間,再加上每個人對系統(tǒng)的理解程度不同,對地形的熟悉不同,每個人做出的結果都有較大差異,很難達到最優(yōu)化。



  利用可靠高效的智能優(yōu)化工具可以實現自動頻率規(guī)劃功能,在覆蓋調整、鄰區(qū)優(yōu)化的基礎之上,對現網收集大量的測量報告,通過對通話質量、接受電平、鄰區(qū)關系、地理信息的綜合分析、加權計算得出當前網絡的C/I分布圖。并且,根據優(yōu)化人員的要求以及頻段分配情況,給出最優(yōu)的頻率規(guī)劃結果以及對優(yōu)化方案的預測結果。



  總之,解決移動通信網的干擾,尤其是降低系統(tǒng)內部干擾,是一項長期的不間斷而且非常復雜的工作,有待于我們在實際工作中進一步摸索總結。




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