网络优化中常见直放站问题分析_实例与解决思路
网络优化中常见直放站问题分析、实例与解决思路
林燕波方凯武朱剑铭陈凯锐
（中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司 揭阳 ５２２０３１）
摘要在ＧＳＭ蜂窝网络中，基站主要用作广域覆盖，而直放站用来作为覆盖手段的补充，实现小范围覆盖。但 是，直放站提升了ＧＳＭ系统的底噪，增加系统干扰，影响了系统质量。文章结合实际案例，对这类问题 进行分析与探讨，并提出解决思路。
关键词 直放站 上下行不平衡 网络优化
直放站系统的引进， 能快速灵活地解决大部分覆盖盲区或弱信号区域问题，且投资相对基站较小，因此作用很大。然而，由于技术工艺限制、工程实施质量问题，或认识上的误区，直放站也给网络带来了负面影响，直接影响无线网络各项指标，成为网络优化人员“头痛”的问题之一。 总结日常网络优化工作中涉及直放站的问题，主要有：（１）直放站上行底噪过高；（２）直放站上下行不平衡；（３）直放站造成下行质差；（４）直放站信源选择不唯一性；（５）部分直放站对Ｅｇｓｍ频率使用的限制；（６）直放站硬件问题。
本文分析直放站以上问题的机制原理，探讨其在ＳＴＳ统计中的表现，进一步探讨并提出解决问题的思路。
１ 问题分析及实例
１．１ 直放站上行底噪过高
直放站自身具有的底噪、 天线隔离度不够引起自激或直放站硬件模块老化损坏等原因， 都有可能造成对施主小区甚至相邻小区的上行干扰。在网络优化分析中，可以直接从ＳＴＳ统计的ＩＣＭ指标中ＩＢ１～ＩＢ５的数目分布分析。
1.1.1 直放站上行底噪过高，造成掉话率较高
从ＳＴＳ统计分析：上行质差掉话（Ｑｕ）、上行弱信号掉话（Ｓｕ）、突然掉话（Ｓｕｄ），数量增大。
如ＩＢ２、ＩＢ３的数量多，意味着干扰电平在－１０６～－９８ｄＢｍ之间，按Ｃ／Ｉ≥－９ｄＢｍ的要求，上行信号要确保Ｃｕｐ≥－９５～－８７，对应下行信号要在－８９～－８１以上，该小区所有上行达不到－９５ｄＢｍ的通话（甚至－８７ｄＢｍ的通话）可能因上行质差而掉话（Ｑｕ）；而上行信号小于－９９ｄＢｍ的通话，上行质差更会明显，故掉话则计入上行弱信号掉话（Ｓｕ）。因此该小区Ｑｕ掉话与Ｓｕ掉话会较多。
1.1.2 直放站上行底噪过高，造成小区切入成功率较低
切换决定一般依据下行信号强度的相对大小。 在邻小区工作的手机不可能知道某小区受干扰。 一旦尝试切入，切换接入脉冲受干扰无法解码，则造成切换的失败。故受干扰严重的小区， 其相邻小区的切入成功率往往都很低，接通率也就不高。
1.1.3 直放站上行底噪过高，造成小区上行质差切换比
例大，切换频度增大
上行受恒干扰的小区Ａ，大量通话Ｃ／Ｉ低，Ｒｘｑｕａｌ（上行）较高；只要Ｒｘｑｕａｌｕｐ≥４、５级，邻区电平满足Ｒｘｌｅｖｎ≥Ｒｘｌｅｖｓ－ＢＱｏｆｆｓｅｔ，则会启动质差紧急切
换。有时候会出现循环切换的三角切换相象。举例： 关掉
直放站前后，两小区切换次数比例３／１，质差切换１０／１。
1.1.4 直放站上行底噪过高，造成小区SQI值较低
ＳＱＩ值与Ｒｘｑｕａｌ、切换频度、半速率、ＦＥＲ等相
关。受干扰的小区，Ｒｘｑｕａｌ（较高质差）、ＦＥＲ相应较
高、切换频度大，故ＳＱＩ一般较低。
实例： 某日，火电厂微蜂窝１小区及２小区干扰突
然变得比以前严重很多。如表１所示。
由于该站的两个小区共同接入一个干放进行放大，
因而初步判断为干放出问题。 调整后这两个小区上行干
扰基本没什么改善。将干放断开，并直接将微蜂窝接到
天馈线上，所有干扰级别全为１，因而确定是干放问题。
更换一台新的干放后，结果正常。
１．２ 直放站上行底噪过高
无线链路中，涉及到上行链路与下行链路。由于手
机功率受限制，ＢＴＳ的发射功率不能设置过高。否则，
将有部分通话由于上行链路不能工作，而不能正常通
话。在没有引入直放站前，基站的上下行链路是上行已
经略为不足了（一般上下行相差２ｄＢ）。而实际运用中
发现，现网中的直放站基本上是下行增益大于上行增
益，有时差值在１０～４０ｄＢ之间。从ＳＴＳ统计各项指标
看，直放站上下行不平衡往往会造成： （１）掉话率较高：
掉话原因中，Ｓｕ较明显，Ｑｕ其次，Ｓｕｄ也较多；（２）切
入成功率较低，接通率较低。
1.2.1 难以保证把直放站放大的信号控制于目标规划的
区域内
如图１所示，假设基站发射功率４５ｄＢｍ，某室外直
放站，Ｇｄ－Ｇｕ＝１２ｄＢ，即下行增益大于上行增益１２ｄＢ。
一般来说无直放站时，ＳＳｕｐ＝ＳＳｄｏｗｎ－６，即手机接
收强度与基站接收强度相差６ｄＢ。
（１）在覆盖区域室外点Ｘ１。假设ＳＳｄｎ＝－８０ｄＢｍ，
则ＳＳｕｐ＝ＳＳｄｎ－６－１２＝－９８ｄＢｍ。在点Ｘ１。虽然上
表1 火电厂微蜂窝STS统计表
下不平衡，但上行到基站接收电平仍有－９８ｄＢｍ，能正
常通话。
（２）在覆盖区域室内点Ｘ２。关上门、洗手间等场
合：假设ＳＳｄｎ＝－９０ｄＢｍ。则ＳＳｕｐ＝－９０－６－１２＝
－１０８ｄＢｍ，已经超过ＢＴＳ灵感度极限。该通话将是单
通，将记一次上行质差掉话（Ｓｕ）或突然掉话（Ｓｕｄ）。
（３）在覆盖区域（或合同区域）之外点Ｙ。假设未
装直放站：该点接收ｃｅｌｌ２信号： ＳＳｄｎ２＝－９５ｄＢｍ、
ＳＳｕｐ＝－９５ｄＢｍ－６＝－１０１ｄＢｍ，这时ＳＳｄｎ２＝
－９５ｄＢｍ、ＳＳｕｐ＝－１０１ｄＢｍ。工作于ｃｅｌｌ２，能正常双
方通话。假设装了直放站： 直放站除增强合同区域Ｘ
外，在泄露区域Ｙ使ｃｅｌｌ１在点Ｙ的场强达到ＳＳｄｎ１＝
－９０ｄＢｍ。则点Ｙ应工作在ｃｅｌｌ１（接入或切换到），此时
ＳＳｕｐ＝ＳＳｄｎ－６－１２＝－１０８ｄＢｍ，这时由于上行达不
到灵感度的极限，仍无法正常通话。
1.2.2 现场测试
一般测试选样点都在空旷地段。 手机拿在手里或放
于仪器上，忽视了隐蔽弱信号区域的拨测，忽略了实际
通话中人体对信号的衰耗。
实例： 在对话务统计的分析中， 发现松阳接通率较
低，且掉话率较高，掉话原因主要集中在上行弱信号上，
如表２所示。
两小区同时硬件故障的概率较低， 因而怀疑为某一
宽带直放站的影响，检查其增益及衰减，发现上行与下
行信号增益相差２０ｄＢ，重新调整，并到现场测试，最
后在确保覆盖正常的情况下将上下行信号差距缩小至
图1 直放站信号覆盖区域图
Ｇｄ
Ｇｕ
ＢＴＳＡＢ
Ｃｅｌｌ１
合同覆盖区域Ｘ
点Ｘ１
点Ｘ２
泄露区域Ｙ
ＳＳｄｍ２＝－９５
ＳＳｄｍ１＝－９０
Ｃｅｌｌ２
点Ｙ
８ｄＢ，话务统计结果改善，掉话率降低到２％左右。１．３ 直放站造成下行质差
直放站造成质差，特别是强信号质差，有以下几种情形。
（１）选频直放站的个别选频模块输出功率不足，没有输出或选错频点导致下行质差。 当选频直放站的个别选频模块输出功率不足、没有输出或选错频点时，即使在跳频情形下，往往会造成下行质差，一般实测都在４～７级以上。从ＳＴＳ统计分析，表现为Ｑｕ与Ｑｄ掉话较多，比例较大，但局限于与个别邻区的切换。即非全局性，如果没输出或Ｃｕ坏，则为全局性，这是极为重要的区分界线。
（２）直放站链路时延过大导致的下行质差。某些直放站，特别是选频机，会使ＴＡ值增大数倍，这可能是器材问题或工作制式上的问题；而ＴＡ值加大后为何出现下行质差（强、弱信号均有可能），以下做出解释。
图2 直放站覆盖造成TA 不同图
如图２所示。Ｙ为直放站，小区Ｘ信号直接到达区域Ｚ时，假定ＴＡＸ＝２，强度为ＳＳＸ；小区Ｘ经直放站Ｙ到达Ｚ时，由于直放站自身使ＴＡ加大，假定ＴＡＹ＝４，强度为ＳＳＹ；两个信号经不同路径，产生多径叠加，ＭＳ接收的信号为：ＳＳＸ＋ＳＳＹ；
若ＴＡＸ≈ＴＡＹ，则视为多径叠加。
若ＴＡＸ≤ＴＡＹ，如ＴＡＹ＝４，ＴＡＸ＝２，则两个波速相差２ｂｉｔ，手机解码时，两个信号可能直接作同频干
扰问题。
若｜ ＳＳＸ—ＳＳＹ｜≤１２ｄＢ，则有５级以上连续质差；｜ ＳＳＸ—ＳＳＹ｜≤１６ｄＢ，则有４级以上连续质差；即是只要两个波连信号强度相差不大，而两者ＴＡ值超２个比特值。则肯定有方块状连续质差，不管信号有多强。
这种现象， 路测人员经常碰到如经过直放站覆盖的隧道、在选频直放站覆盖的大厦周围、选频直放站覆盖的干道，较空旷处。
若ＳＳＸ≥ＳＳＹ，即来自小区的信号ＳＳＸ为主，来自直放站的信号ＳＳＹ为干扰，则从ＴＡ无法判断，往往直接会误认为频率干扰或基站故障。直放站ＴＡ增大，上下行链路应一致，故ＳＴＳ统计上，Ｑｄ、Ｑｕ，甚至ＴＡ掉话会增多；Ｑｄ、Ｑｕ切换比例较多。
（３）直放站与基站下行功控不协调、不兼容，造成强信号下连续强质差。宽带直放站，既放大Ｃ值，也放大Ｉ值； 下行功控深度调节（如Ｌｃｏｍｐｄｌ≥３０以上）时，Ｃ可下降，而Ｉ 不会下降，故Ｃ／Ｉ可能达不到要求。
图3 直放站与基站下行功控不协调
如图３所示：假定小区Ｃｅｌｌ Ｘ，功控设置Ｌｃｏｍｐｄｌ＝４０，ＳＳｄｅｓｄｌ＝８０，Ｑｄｅｓｄｌ＝１０，Ｑｃｏｍｐ＝４０；
假若Ａ点：测到Ｃｅｌｌ Ｘ的ＢＣＣＨＮＯ强度ＳＳＡ＝－７０ｄｂｍ，Ｒｘｑｕａｌ≈０～１之间（起始０级，不功控；功控后，１级功控使Ｃ下降４ｄＢｍ）。引进直放站系统Ａｍｐ以覆盖区域Ｙ后，假设在近测试点Ｃ，空闲模式下Ｃｅｌｌ
表2 松阳STS 统计表
Ｃｅｌｌ Ｘ
Ａ
Ｂ
Ａｍｐ
下行ＳＳＡ＝
直放站覆盖区域ＹＭＳ
远测试点Ｄ， －７０ｄＢｍ
ＭＳ
远测试点Ｃ， －４０ｄＢｍ
小区Ｙ
小区Ｘ
Ａｍｐ
ＭＳ
Ｘ的ＢＣＣＨＮＯ强度为－４０ｄＢｍ； 在远测试点为－７０ｄＢｍ；
在Ｃ点：从Ａ→直放站→Ｂ→Ｃ整个路径增益为－４０ｄｂｍ－（－７０ｄＢｍ）＝３０ｄＢｍ
从Ａ→直放站→Ｂ→Ｄ整个路径增益则为０ｄＢ；在Ｃ点，ＩＣ＝ＩＡ＋Ｇ′＝－１０２＋３０＝－７２ｄＢｍ在Ｃ点发起呼叫，功控启动后：可下调幅度（先考虑ＳＳ强度要素，质量一般为回调措施）。
△Ｃ＝（Ｌｃｏｍｐｄｃ／１００）×（ＳＳＣ－Ｓｓｄｅｓｄｌ）＝０．４×［－４０－（－８０）］＝１６（ｄＢｍ）。
则Ｃ点功控起作用后，ＳＳＣ″＝ ＳＳＣ－１６＝（－４０）－１６＝－５６（ｄＢｍ）。则此时Ｃ／Ｉ＝ ＳＳＣ″－ＩＣ＝－５６－（－７２）＝１６ｄＢ。对应的Ｒｘｑｕａｌ则为４级，即该点有４级质差。因质差因调
△Ｃ＝１６ｄＢｍ＋（４０－１０）×４０／１００×４／１０ｄＢｍ＝１１ｄｂｍ，Ｃ／Ｉ＝２１ｄＢ，质差３级，故Ｃ点将测到３～４级质差，此时信号极强（－４０ｄＢｍ，ＢＣＣＨＮＯ强度）。
同理可推出Ｄ点：ＢＣＣＨＮＯ为－７０ｄＢｍ，功控起作用后，Ｃ／Ｉ在－３２～－２８之间，质差值保持在０～１级。
或许我们会考虑关闭小区的下行功控， 则该小区整体下行输出大幅度增大， 对其同频小区造成干扰的机会增多，很可能因小失大，或解决一小问题，造成另一更大问题。
实例：连续数天观察，东铺农场１小区下行质差掉话严重，如表３所示。
频率检查，１０ｋｍ内无同邻频，发现小区有驻波比告警，处理后问题并未得到改善。ＭＯＴＳ查看各载波工作状况，无异常现象。查询直放站资料，发现有一移频直放站刚建设，且以东铺农场１作为信源，于
是关直放站并进行话务统计，结果正常。确定是直放站问题，直放站维护人员到现场进行检查，发现为时延问题引起，进行信源整改，恢复正常，如表４所示。１．４ 直放站信源选择不唯一性
宽带直放站，信源选择要保持单一性很难。信源选择不唯一性，会同时影响一至几个小区。这几个小区之间因为信号强度接近，同时有质差，则互相之间的切换会更加频繁。
从ＳＴＳ统计上，几个小区可能都有接通率低，掉话率高，Ｓｕ、Ｑｕ、Ｑｄ掉话多，Ｑｕ、Ｑｄ切换比例大，切换频度高，ＳＱＩ值较低。
１．５ 部分直放站对Ｅｇｓｍ频率使用的限制
由于早期投资的直放站并不支持扩展频点， 包含了部分城区建筑群密集，人口多，话务高的区域。每个小区配置均较高，频率紧张，急需动用Ｅｇｓｍ频点来缓解。却因为话务小区所带直放站不支持Ｅｇｓｍ频点，而使Ｅｇｓｍ频点难以用于这些场合。或者按直放站资料，将Ｅｇｓｍ频点规划用于不带直放站的小区。实测过程中发现，部分直放站覆盖区域，由于直放站信源选择的不唯一性或主次小区电平相差较小， 加以直放站上下行质差引起的过多紧急切换，切向带有Ｅｇｓｍ频点的小区，而Ｅｇｓｍ频点信号无法放大而出现掉话。
实例：某日，ＪＹ３ＲＪＤ２ ＳＵＤ掉话明显增多。如表５所示。
经查询该小区有５个Ｐ频点和１个Ｅ频点。由于附近一带直放站较多，且经了解最近一带已做过直放站信源调整，结合掉话原因进行分析，初步判断为某不支持Ｅ频段直放站将该小区调整为信源引起，于是ＨＡＬＴＥＤ
表3 东铺农场STS 统计表1
表4 东铺农场STS 统计表2
掉该小区的Ｅ频段进行观察，指标如表６所示。
后来通过将频点１０１７频点改为３号频点，问题就得到了解决。１．６ 直放站硬件问题
直放站硬件问题，表现情况很多，有时从话务统计上可以直接看出来，比如突然掉话增多，通话质量严重有问题甚至不能正常通话。
实例： 某用户反映在烟草市场打电话断断续。 到现场进行测试，发现主要覆盖小区为交通１，信号强度在－７０ｄＢｍ左右，干扰持续在Ｒｘｑｕａｌ＝３以上，通话质量较差，影响正常的通话，且在室内弱信号区域质差更加严重。如图４所示。
由于我们在室外测试占用交通１时质量很好，而该处装有直放站， 因而我们初步判断为直放站问题模块问题引起。关闭后通话质量良好，质量全为一级，如图５所示，后来厂家检查确认原因是功放模块损坏。
表5 JY3RJD2 STS 统计表1
表6 JY3RJD2 STS 统计表2
２ 问题的解决思路
前面对直放站的常见问题以及问题的潜在机制进行了探讨。在此基础上，分析直放站相关问题的解决思路稍显得简单明了。
（１）确保底噪对施主小区造成的背景噪声（干扰）能低于－１２０ｄＢｍ的要求。控制对施主小区造成的静态背噪能达到－１２０ｄＢｍ，则Ｃ／Ｉ≥－１０７ｄＢｍ－（－１２０ｄＢｍ）＝１３ｄＢ（其中－１０７ｄＢｍ是基站灵敏度），直放站的影响能最小化。尽量考虑适当安装施主小区位置，使其获得最大隔离度，这样即使上行增益不降低，自激难以形成对施主小区造成的底噪可最小化。
（２）确保上下行链路的基本保衡。属于覆盖室内、电梯、底层车库的直放站，若泄露机会不大，上下行增益相差不超过５ｄＢ；属于室外覆盖的直放站，上下行保证相差不超３ｄＢ；若基站小区功率为４７，可考虑降低为
图4 烟草市场测试图1
４５以下。
我们应该注意到， 不必强调直放站覆盖区域信号越强越好。我们介绍一种解决的有效方法——引入“小功率，多天线”方式覆盖。即是增加用户天线，确保上下行增益最小，而覆盖区域各项指标能达标。这时，既能达到覆盖目的，又可以避免上下行增益相差过大。
３ 直放站工程建议
（１）新站开通后，及时考虑邻近直放站能否拆除，是否要整改。新站开通后，通过关闭直放站，做现场测试。若场强与质量均达标，考虑及时拆除直放站或考虑局部使用。新站开通于原直放站附近，一开通，新站几个小区一般上行干扰大。离直放站太近，则直放站底噪到达小区时底噪太强。 新站开通往往自发改变了直放站
图5 烟草市场测试图2
的信源小区。故上下行增益要及时调整；
（２）话务特别高，建筑群密集，人口集中，因而基站各小区载波配载特别高的区域，最好更换支持Ｅｇｓｍ频率的直放站主机。可采用新老站点对调主机办法，减少不必要投资。但新站点要订购支持Ｅｇｓｍ频点主机；
（３）信源选择严格把关。确保主小区与邻小区电平相差６ｄＢ以上，并保持稳定；
（４）在工程验收上，采取现场测试与ＳＴＳ各项统计指标观察相结合的办法， 及时发现新开直放站可能造成的负面影响，由厂家在未正常开通前及早采取消除。
［１］ 华为技术有限公司． ＧＳＭ无线网络规划与优化． ２００４
［２］ 苏华鸿， 孙孺石． 蜂窝移动通信射频工程． 北京： 人民邮电出版 社， ２００５
参考文献
Discussion on Repeater Problems Come with During the Network Tuning
Lin Yanbo Fang Kaiwu Zhu Jianming Chen Kairui (China Mobile Guangdong Jieyang, Jieyang 522031)
Abstract In the mobile communication cell network, base station is used to coverage a large area and repeater is used to coverage small area as supplement. Repeater raises up the GSM base noise,increases system interference, affect the network quality. The article discusses these problems by integrating theory with practice,and educes the method to solve them.
Keywords repeater, lossing balance of up and down links, network tuning