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1、GSM 上行干扰智能分析软件中国移动通信集团广东有限公司广州分公司GSM 系统上行干扰是影响 GSM 系统通话质量的重要因素，造成上行干扰的因素有很多，从干扰源来分可分为外部干扰也有内部干扰，外部干扰主要是指由干扰装置、民用系统、及其他运营商设备引起的上行干扰；内部干扰主要是指由于系统内自身产生的干扰包括：系统内有源和无源设备和器件引起的干扰，网内频点干扰。上行干扰的排查和分析历来是网优工作中的难点，上行干扰无法提前预警，往往是单点的网络指标严重恶化后，才通过现场的测试等手段发现是干扰问题，且现场排查和定位的过程繁杂和困难，且需要优化人员具有较强的分析能力和经验。不同类型的上行干扰具有独有的干
2、扰特性和现象，且对于个体小区，其无线环境改变不大，其上行干扰具有较为稳定的特点， 因此本成果基于此，为了解决上行干扰分析无法实时、全网、后台进行分析的问题，通过深入分析各种类型上行干扰原理、干扰特性、干扰现象，并结合 FAS、 MRR、 STS 等后台统计数据进行干扰特性分析、用数学方法进行归纳和拟合，抽取统计数据中的上行干扰特性，从而实现了对全网小区不同干扰类型进行实时、后台分析，并将算法软件化，大大提高了上行干扰定位的效率和准确性，将上行干扰排查的工作从单点扩展到全网，节约大量人力物力，具有很强的实用性和推广性。本成果主要完成了 6 种典型上行干扰的定位算法，并开发了算法软件，主要实现了以
3、下功效： 软件通过对 FAS 数据及 STS、CDD 数据进行后台分析处理，可以对具有典型特征的上行干扰小区进行干扰定性分析，能够较精确地对几种特别的上行干扰小区进行定位，大大提高了优化和维度的效率，节省了大量的人力物力。 软件使长期困扰网络质量的上行干扰问题能够定性和定量地呈现给网络优化人员，从而为优化人员进行网络质量提升给出了直观的指导和参考。 随着更多的上行干扰判断小区算法的不断升级，该软件工具将成为优化人员的得力工具。一 成果背景上行干扰已成为影响网络上行质量的重要因素，目前广州全网，3 级以上干扰的 900 小区有 2611 个占全网小区的 12.72%，占全网 900 小区的19.
4、32%，1800 小区有 59 个占全网小区的 0.29%，可见 GSM900 的上行干扰已是十分严重，统计上行干扰大于 3 级小区的上行质量与全网上行质量进行比较，高干扰小区上行质量为：1.09，全网为：0.42，高干扰小区的上行通信质量受到较大冲击，因此对 2G 特别是 GSM900 系统的上行干扰进行全面的优化已经刻不容缓。造成上行干扰的因素有很多 ，按系统内外干扰分有内部干扰和外部干扰，外部干扰主要有异系统（CDMA 等）干扰、私装直放站干扰、干扰器、民意无线设备等、内部干扰主要指由于本系统内部原因产生的干扰，主要包括：器件（有源、无源器件）干扰，话务干扰（网内频点干扰）等，在现网环境
5、中，不同小区存在不同的干扰，同时也可能存在多种干扰， 因此单纯地从 ICMBAND统计指标无法准确地对上行干扰进行定性分析，需要技术专业人员到现场进行仔细的检查、测试、评估，才能判断干扰的类型和进行干扰定位。另外由于目前的上行干扰排查和定位都无法做到全网、实时、后台分析，即只有当某个小区的上行指标严重恶化后，通过现场测试评估后才发现上行干扰的问题，且准确判断上行干扰类型困难，往往进行一次上行干扰测试和排查要耗费很多人力和物力，某些内部上行干扰是发展变化的，如网内话务（网内同邻频干扰）干扰和器件互调干扰等，这类干扰随着网络结构、频率优化、器件老化等因素是变化的，我们没有办法去对这类干扰进行预防和
6、提前优化，只有当问题很严重开始严重影响到上行指标的时候才发现。基于以上上行干扰的现状和上行干扰排查和优化的难点，迫切需要寻找一种创新的上行干扰分析方法去解决以下问题： 上行干扰类型的准确定性，协助快速地进行干扰定位和排除。 能够对全网小区进行上行干扰情况的定性分析，对一些趋势性的干扰提前给出预警，使优化人员可以在其恶化到影响网络指标时才处理。 能够通过统计数据等已有资料和文献进行分析以确定上行干扰性质，从而节约大量的上行干扰排查人力和物力。二 成果详细技术内容本创新成果主要通过仔细分析各类上行干扰原理、特性和干扰现象，基于GSM 上行干扰测量数据 FAS 进行干扰特性分析，同时结合 MRR、C
7、DD 及 STS 后台统计数据，应用数学方法对干扰特征进行提取，从而判断干扰类型，实现了比较准确的上行干扰定性分析。目前已实现对 CDMA 干扰、宽带直放站干扰、无源器件互调干扰、GRRU 干扰、网内话务（同邻频频点干扰）干扰的分析和干扰定性算法的确定。同时已完成算法的软件化，并用全网数据进行验证，具有很好的上行干扰定性功能。另本成果提供的思路能推广到更多的上行干扰类型的快速定性和定位，随着对更多干扰类型和特性的分析，将会实现更准确和全面的上行干扰分析工具。2.1 GSM 上行干扰测量数据 FAS 介绍FAS（Frequency Allocation Support）是爱立信提供的一种用于频率
8、优化的辅助优化工具，通过测量上行工作频段内的各个频点的上行干扰并统计均值，从而为频率优化人员在进行上行干扰整治和频率规划时提供干净频点以供选择。FAS 上行干扰统计数据有两个值：AVMEDIAN：测量周期中所有干扰电平样本的平均值。AVPERCENTIE：取决于输出测量结果时 PERCVAL 的设定（RERCVAL 指的是上行干扰测量值以某个比例低于某个门限。举个例子，如果PERCVAL=900，AVPERCENTILE=- 90dBm，那么就是说明测量结果中有 90%以上的样本值弱于-90dBm。 ）从上图可以看出：统计期间某个频点干扰电平强度低于-75dB 的采样点占所有采样点的 90%，
9、干扰电平低于-105dB 的采样点占所有采样点的 50%；若有另一个频点的采样点干扰电平强度低于-80dB 的采样点占所有采样点的 90%，干扰电平低于-109dB 的采样点占所有采样点的 50%，则表示另一频点的上行干扰水平比上图所示的频点干扰水平低。我们整理全网小区半年来的 FAS 统计数据（AVMEDIAN） ，每周一次忙时FAS 统计数据，通过整理半年来的 FAS 统计数据，可以看出每个小区的上行频段的干扰特性是比较固定的，因此通过 FAS 的统计数据对该小区上行频段内的干扰特征进行分析，可以较为准确地对小区的上行干扰进行定性分析。 （东方乐园 1 小区 2010 年第 2 到第 20
10、 周的 FAS 统计数据如下图所示）：2.2 成果思路如上图所示，成果的思路就是充分分析各种上行干扰的干扰原因、干扰原理、干扰现象和特点，然后结合 FAS 等统计数据进行匹配，从统计数据中找出不同上行干扰的特征，用数学方法将这样的干扰特征提取出来，然后进行外推验证，从而确定上行干扰定位定性算法，举一个 CDMA 干扰算法形成的例子如下图：2.3 CDMA 干扰算法介绍原理：CDMA 的下行频段与 GSM 的上行频段比较接近，在站址选择及网络规划中如果做得不恰当，势必造成对 GSM 的干扰，究其根本，CDMA 的对外干扰，最直接的原因是硬件中滤波器的滤波特性不理想造成总存在一定的带外辐射：CDM
11、A 下行对 GSM 上行杂散干扰如下图，由图可见 CDMA 功放滤波器性能较差的时候将有杂散干扰落入 GSM 上行工作频段，也就是俗称的拖尾现象，其特点就是杂散干扰主要落在 GSM 上行 893M 左右共 0.2M 带宽内，主要影响我们的低端频点，该干扰与小区话务无关，只要 CDMA 基站工作就存在这样的干扰。CDMA 干扰在 FAS 统计数据的表现是上行低端频点受到严重干扰，而随着频点号的增加而干扰程度下降，FAS 统计数据呈前高后底的形态。算法典型的 CDMA 干扰，其上行频段内各频点干扰电平由低端频点到高端频点呈由高到低的分布如下图：这种前高后低的特性可以用模拟算法进行计算，算法如下：设
12、 1-10 号频点的 FASAVPERCENTILE 均值为 A1，20-30 号频点的 FAS AVPERCENTILE 均值为 A2，以频点号为横坐标，以 AVPERCENTILE 均值为纵坐标可以得到两点：(1，A1)和（ 30，A2 ） ，这两点确定一条干扰直线 S。baXSii为了确保干扰直线具有较明显的前高后低的特点，需对斜率和截距做出以下判决：，0a)/(3.absb保证直线是负斜率且具有一定的梯度其中：i：频点号（1-30）Si 为 i 号频点的仿真干扰，通过计算 Si 和 1-30 号频点的 FAS 测试值的相关互相关系数来判定是否为CDMA 干扰，通常当相关性较高（ 0.5
13、）的时候判定是 CDMA 干扰也可以计算可决系数 R2 来判断，可决系数计算公式如下： 22)(iiFS其中 为 i 频点对应的 FAS 测量值， 为 的均值iFii2.4 宽带直放站干扰小区原理：宽带直放站的特性主要是全频段高干扰，其上行频段干扰呈现以下特征从上图可以看出，在整个上行频段内，各频点的干扰电平都很高，且呈现各频点的干扰电平相当的特性，因此可以根据较简单的算法来判断该类的上行干扰。算法：标准差能很客观准确的反映一组数据的离散程度，因此可以计算各频点干扰电平的标准差来反映宽带直放站的干扰特性，具体算法如下：1. ， （全频段内呈高干扰特性）N 为上行频段iiFN115i频点数，取
14、952. 标准差为： ， 时认为上行频段内各频点2)(iiF4的离散程度较小，各频点干扰近似相当，可以断定为宽带直放站干扰。2.5 互调干扰小区（5 阶）原理：通信系统中的无源互调干扰（PIM）来自于两种无源非线性，即无源接触非线性和无源材料非线性，无源非线性将引起射频信号产生大量的谐波信号，通常我们说的三阶、五阶、七阶互调产物都是由于射频电路无源器件的非线性引起的互调谐波。PIM 受射频电路中的无源器件性能、馈线接头性能、天线性能影响，当无源器件采用材质较差，杂质较多的铝合金，或接头等镀层磨损氧化后，另外器件接头部分工艺粗造等原因都有可能导致器件的非线性性增强，从而引起较大的谐波互调信号。中
15、国移动互调分量干扰分析如下表：对于 GSM 系统来说，由下行信号产生的互调分量中三阶分量并没有落到上行的频段内，但是 5 阶分量却大量落到上行频段内，至于 7 阶和 9 阶分量由于其强度已衰减过大，在考虑对上行信号的干扰时可以忽略不计算，因此对于GSM900 系统来说，无源器件的互调分量干扰主要来自于 5 阶互调干扰，5 阶互调干扰也是造成 GSM 系统上行干扰的一个重要原因。对于 DCS1800 系统来说，3 阶和 5 阶分量都不会落到上行频段，7 阶、9 阶分量会落到上行频段，但由于其强度衰减过大，故 DCS1800 系统无需考虑无源器件互调干扰的影响。故在进行天馈系统测试时主要考察 GS
16、M900 小区的 5 阶互调干扰电平。算法：结合 FAS 统计数据采用以下步骤来对互调干扰进行定性分析和定位：高阶互调分量模拟根据初步断定为内部干扰的小区，导入其载频配置信息，模拟高阶互调分量，并根据小区配置频点的所有高阶互调组合得出所有落在 GSM 上行频段的高阶互调分量的概率密度。 3 阶互调产物： 3231)(FFIM其中： ，321,F31 表示为 3 阶互调第 1 个宿主谐波，F32 表示为 3 阶互调第 2 个宿主谐波，F33 表示为 3 阶互调第 3 个宿主谐波，在计算基站下行载波发射产生的互调产物时，仅需计算低频点与高频点的混频（差频） ，因为该情况下产生的互调产物落在上行频段，且混频计算互调产物时只能是不同的频率间组合，故 F31,F32与 F33 不能相同。5 阶互调产物： )()(5453251FFIM其中： ，43521F ),(,54321用工具计通过以上公式计算所有 5 阶互调分量的组合频点，落入
