1、GSM上行干擾智能分析軟件中國移動通信集團廣東有限公司廣州分公司GSM系統上行干擾是影響GSM系統通話質量的重要因素，造成上行干擾的因素有很多，從干擾源來分可分為外部干擾也有內部干擾，外部干擾主要是指由干擾裝置、民用系統、及其他運營商設備引起的上行干擾；內部干擾主要是指由于系統內自身產生的干擾包括：系統內有源和無源設備和器件引起的干擾，網內頻點干擾。上行干擾的排查和分析歷來是網優工作中的難點，上行干擾無法提前預警，往往是單點的網絡指標嚴重惡化后，才通過現場的測試等手段發現是干擾問題，且現場排查和定位的過程繁雜和困難，且需要優化人員具有較強的分析能力和經驗。不同類型的上行干擾具有獨有的干擾特性和

2、現象，且對于個體小區，其無線環境改變不大，其上行干擾具有較為穩定的特點，因此本成果基于此，為了解決上行干擾分析無法實時、全網、后臺進行分析的問題，通過深入分析各種類型上行干擾原理、干擾特性、干擾現象，并結合FAS、MRR、STS等后臺統計數據進行干擾特性分析、用數學方法進行歸納和擬合，抽取統計數據中的上行干擾特性，從而實現了對全網小區不同干擾類型進行實時、后臺分析，并將算法軟件化，大大提高了上行干擾定位的效率和準確性，將上行干擾排查的工作從單點擴展到全網，節約大量人力物力，具有很強的實用性和推廣性。本成果主要完成了6種典型上行干擾的定位算法，并開發了算法軟件，主要實現了以下功效： 軟件通過對F

3、AS數據及STS、CDD數據進行后臺分析處理，可以對具有典型特征的上行干擾小區進行干擾定性分析，能夠較精確地對幾種特別的上行干擾小區進行定位，大大提高了優化和維度的效率，節省了大量的人力物力。 軟件使長期困擾網絡質量的上行干擾問題能夠定性和定量地呈現給網絡優化人員，從而為優化人員進行網絡質量提升給出了直觀的指導和參考。 隨著更多的上行干擾判斷小區算法的不斷升級，該軟件工具將成為優化人員的得力工具。一 成果背景上行干擾已成為影響網絡上行質量的重要因素，目前廣州全網，3級以上干擾的900小區有2611個占全網小區的12.72%，占全網900小區的19.32%，1800小區有59個占全網小區的0.2

4、9%，可見GSM900的上行干擾已是十分嚴重，統計上行干擾大于3級小區的上行質量與全網上行質量進行比較，高干擾小區上行質量為：1.09，全網為：0.42，高干擾小區的上行通信質量受到較大沖擊，因此對2G特別是GSM900系統的上行干擾進行全面的優化已經刻不容緩。造成上行干擾的因素有很多，按系統內外干擾分有內部干擾和外部干擾，外部干擾主要有異系統（CDMA等）干擾、私裝直放站干擾、干擾器、民意無線設備等、內部干擾主要指由于本系統內部原因產生的干擾，主要包括：器件（有源、無源器件）干擾，話務干擾（網內頻點干擾）等，在現網環境中，不同小區存在不同的干擾，同時也可能存在多種干擾，因此單純地從ICMBA

5、ND統計指標無法準確地對上行干擾進行定性分析，需要技術專業人員到現場進行仔細的檢查、測試、評估，才能判斷干擾的類型和進行干擾定位。另外由于目前的上行干擾排查和定位都無法做到全網、實時、后臺分析，即只有當某個小區的上行指標嚴重惡化后，通過現場測試評估后才發現上行干擾的問題，且準確判斷上行干擾類型困難，往往進行一次上行干擾測試和排查要耗費很多人力和物力，某些內部上行干擾是發展變化的，如網內話務（網內同鄰頻干擾）干擾和器件互調干擾等，這類干擾隨著網絡結構、頻率優化、器件老化等因素是變化的，我們沒有辦法去對這類干擾進行預防和提前優化，只有當問題很嚴重開始嚴重影響到上行指標的時候才發現。基于以上上行干擾

6、的現狀和上行干擾排查和優化的難點，迫切需要尋找一種創新的上行干擾分析方法去解決以下問題： 上行干擾類型的準確定性，協助快速地進行干擾定位和排除。 能夠對全網小區進行上行干擾情況的定性分析，對一些趨勢性的干擾提前給出預警，使優化人員可以在其惡化到影響網絡指標時才處理。 能夠通過統計數據等已有資料和文獻進行分析以確定上行干擾性質，從而節約大量的上行干擾排查人力和物力。二 成果詳細技術內容本創新成果主要通過仔細分析各類上行干擾原理、特性和干擾現象，基于GSM上行干擾測量數據FAS進行干擾特性分析，同時結合MRR、CDD及STS后臺統計數據，應用數學方法對干擾特征進行提取，從而判斷干擾類型，實現了比較

7、準確的上行干擾定性分析。目前已實現對CDMA干擾、寬帶直放站干擾、無源器件互調干擾、GRRU干擾、網內話務（同鄰頻頻點干擾）干擾的分析和干擾定性算法的確定。同時已完成算法的軟件化，并用全網數據進行驗證，具有很好的上行干擾定性功能。另本成果提供的思路能推廣到更多的上行干擾類型的快速定性和定位，隨著對更多干擾類型和特性的分析，將會實現更準確和全面的上行干擾分析工具。1.2.1 GSM上行干擾測量數據FAS介紹FAS（Frequency Allocation Support）是愛立信提供的一種用于頻率優化的輔助優化工具，通過測量上行工作頻段內的各個頻點的上行干擾并統計均值，從而為頻率優化人員在進行上

8、行干擾整治和頻率規劃時提供干凈頻點以供選擇。FAS上行干擾統計數據有兩個值：AVMEDIAN：測量周期中所有干擾電平樣本的平均值。AVPERCENTIE：取決于輸出測量結果時PERCVAL的設定（RERCVAL指的是上行干擾測量值以某個比例低于某個門限。舉個例子，如果PERCVAL=900，AVPERCENTILE=-90dBm，那么就是說明測量結果中有90%以上的樣本值弱于-90dBm。）從上圖可以看出：統計期間某個頻點干擾電平強度低于-75dB的采樣點占所有采樣點的90%，干擾電平低于-105dB的采樣點占所有采樣點的50%；若有另一個頻點的采樣點干擾電平強度低于-80dB的采樣點占所有采

9、樣點的90%，干擾電平低于-109dB的采樣點占所有采樣點的50%，則表示另一頻點的上行干擾水平比上圖所示的頻點干擾水平低。我們整理全網小區半年來的FAS統計數據（AVMEDIAN），每周一次忙時FAS統計數據，通過整理半年來的FAS統計數據，可以看出每個小區的上行頻段的干擾特性是比較固定的，因此通過FAS的統計數據對該小區上行頻段內的干擾特征進行分析，可以較為準確地對小區的上行干擾進行定性分析。（東方樂園1小區2010年第2到第20周的FAS統計數據如下圖所示）：2.2 成果思路如上圖所示，成果的思路就是充分分析各種上行干擾的干擾原因、干擾原理、干擾現象和特點，然后結合FAS等統計數據進行匹

10、配，從統計數據中找出不同上行干擾的特征，用數學方法將這樣的干擾特征提取出來，然后進行外推驗證，從而確定上行干擾定位定性算法，舉一個CDMA干擾算法形成的例子如下圖：2.3 CDMA干擾算法介紹原理：CDMA的下行頻段與GSM的上行頻段比較接近，在站址選擇及網絡規劃中如果做得不恰當，勢必造成對GSM的干擾，究其根本，CDMA的對外干擾，最直接的原因是硬件中濾波器的濾波特性不理想造成總存在一定的帶外輻射：CDMA下行對GSM上行雜散干擾如下圖，由圖可見CDMA功放濾波器性能較差的時候將有雜散干擾落入GSM上行工作頻段，也就是俗稱的拖尾現象，其特點就是雜散干擾主要落在GSM上行893M左右共0.2M

11、帶寬內，主要影響我們的低端頻點，該干擾與小區話務無關，只要CDMA基站工作就存在這樣的干擾。CDMA干擾在FAS統計數據的表現是上行低端頻點受到嚴重干擾，而隨著頻點號的增加而干擾程度下降，FAS統計數據呈前高后底的形態。算法典型的CDMA干擾，其上行頻段內各頻點干擾電平由低端頻點到高端頻點呈由高到低的分布如下圖：這種前高后低的特性可以用模擬算法進行計算，算法如下：設1-10號頻點的FASAVPERCENTILE均值為A1，20-30號頻點的FAS AVPERCENTILE均值為A2，以頻點號為橫坐標，以AVPERCENTILE均值為縱坐標可以得到兩點：(1，A1)和（30，A2），這兩點確定一

12、條干擾直線S。為了確保干擾直線具有較明顯的前高后低的特點，需對斜率和截距做出以下判決：，保證直線是負斜率且具有一定的梯度其中：i：頻點號（1-30）Si為i號頻點的仿真干擾，通過計算Si和1-30號頻點的FAS測試值的相關互相關系數來判定是否為CDMA干擾，通常當相關性較高（0.5）的時候判定是CDMA干擾也可以計算可決系數R2來判斷，可決系數計算公式如下：其中為i頻點對應的FAS測量值，為的均值2.4寬帶直放站干擾小區原理：寬帶直放站的特性主要是全頻段高干擾，其上行頻段干擾呈現以下特征從上圖可以看出，在整個上行頻段內，各頻點的干擾電平都很高，且呈現各頻點的干擾電平相當的特性，因此可以根據較簡

13、單的算法來判斷該類的上行干擾。算法：標準差能很客觀準確的反映一組數據的離散程度，因此可以計算各頻點干擾電平的標準差來反映寬帶直放站的干擾特性，具體算法如下：1. ，（全頻段內呈高干擾特性）N為上行頻段頻點數，取952. 標準差為：，時認為上行頻段內各頻點的離散程度較小，各頻點干擾近似相當，可以斷定為寬帶直放站干擾。2.5互調干擾小區（5階）原理：通信系統中的無源互調干擾（PIM）來自于兩種無源非線性，即無源接觸非線性和無源材料非線性，無源非線性將引起射頻信號產生大量的諧波信號，通常我們說的三階、五階、七階互調產物都是由于射頻電路無源器件的非線性引起的互調諧波。PIM受射頻電路中的無源器件性能、

14、饋線接頭性能、天線性能影響，當無源器件采用材質較差，雜質較多的鋁合金，或接頭等鍍層磨損氧化后，另外器件接頭部分工藝粗造等原因都有可能導致器件的非線性性增強，從而引起較大的諧波互調信號。中國移動互調分量干擾分析如下表：對于GSM系統來說，由下行信號產生的互調分量中三階分量并沒有落到上行的頻段內，但是5階分量卻大量落到上行頻段內，至于7階和9階分量由于其強度已衰減過大，在考慮對上行信號的干擾時可以忽略不計算，因此對于GSM900系統來說，無源器件的互調分量干擾主要來自于5階互調干擾，5階互調干擾也是造成GSM系統上行干擾的一個重要原因。對于DCS1800系統來說，3階和5階分量都不會落到上行頻段，

15、7階、9階分量會落到上行頻段，但由于其強度衰減過大，故DCS1800系統無需考慮無源器件互調干擾的影響。故在進行天饋系統測試時主要考察GSM900小區的5階互調干擾電平。算法：結合FAS統計數據采用以下步驟來對互調干擾進行定性分析和定位：高階互調分量模擬根據初步斷定為內部干擾的小區，導入其載頻配置信息，模擬高階互調分量，并根據小區配置頻點的所有高階互調組合得出所有落在GSM上行頻段的高階互調分量的概率密度。 3階互調產物：其中：， F31表示為3階互調第1個宿主諧波，F32表示為3階互調第2個宿主諧波，F33表示為3階互調第3個宿主諧波，在計算基站下行載波發射產生的互調產物時，僅需計算低頻點與

16、高頻點的混頻（差頻），因為該情況下產生的互調產物落在上行頻段，且混頻計算互調產物時只能是不同的頻率間組合，故F31,F32與F33不能相同。5階互調產物： 其中：，用工具計通過以上公式計算所有5階互調分量的組合頻點，落入上行頻段的分量進行計數，結果稱為5階互調分布密度典型小區棠涌直街1小區（G1ATCJ1）落入上行頻段內的5階互調分布密度分布圖如下圖所示： 5階互調分量模擬與小區FAS數據相關性分析若疑似內部干擾小區的上行干擾FAS統計數據與5階互調分量模擬值具有較強的相關性，則可基本認定該小區存在由于器件互調性能指標惡化引起的互調干擾情況。可以計算相關系數，也可以計算可決系數來判定是否為5階

17、互調干擾，用可決系數計算，效果較好。上例棠涌直街1小區（G1ATCJ1）的忙時FAS統計AVPERCENTILE圖如下：計算模擬5階互調分量概率密度和小區忙時FAS中ARFCN的AVPERCENTILE實際值進行互相系數為0.76。2.6 GRRU相關干擾小區原理：GRRU已大量使用于現網，GRRU由于具有選頻特性，故在上行頻段的FAS特性中能明顯地反應出這個特點，來看幾個例子：由以上兩個例子可以看出：這類GRRU相關的干擾，在該小區配置頻點或旁邊具有較大的干擾，而在其他頻點干擾為0或很小，這類小區有很大可能是使用了GRRU的小區存在干擾，當然這類干擾是GRRU內部干擾還是外部干擾，需要通過現

18、場排查分析，這里只是從FAS分布特性給出有這種干擾，幫助優化和測試人員縮小判斷目標。算法：這樣的FAS圖形很好用數學的方法進行判定，算法如下：設小區配置頻點及其左右鄰頻頻點的干擾電平均值為，其余頻點干擾電平均值為其計算公式如下：其中小區N為配置頻點數，M為上行頻段其余頻點數（M=124-3N）若該小區的FAS頻點干擾電平滿足：和則可判定為GRRU相關干擾小區。2.7 內部頻點干擾小區目前網絡結構日益緊密，小區重疊覆蓋情況日益加重，另外在話務密集區域站間距只有300-400米且載波高配，故頻率復用十分緊張，鄰區同頻和鄰頻無法避免，如此緊密的網絡結構必然帶來網內上行干擾的提升，這樣的干擾通常的特點

19、是在全頻段內所有頻點都有可能受到干擾，但不同頻點受到的干擾有強有弱，從FAS各頻點干擾電平分布圖來看，呈現很不規則的毛刺和脈沖狀，例如：原理：內部頻點干擾由于和鄰區頻點配置、鄰區干擾電平和話務相關，因此可以借助NCS數據，分析和考察小區有密切關系的鄰小區產生干擾的情況，計算考察小區上行頻段內各頻點的理論干擾情況，然后通過理論干擾情況和FAS數據進行比對，若匹配，則說明該小區的干擾主要是內部頻點干擾引起的。算法：內部頻點干擾和鄰區頻點配置、鄰區干擾電平和鄰區話務相關，因此可以借助NCS數據，分析和考察小區有密切關系的鄰小區產生干擾的情況，計算考察小區上行頻段內各頻點的理論干擾情況，首先計算考察小

20、區受到周邊鄰區理論干擾值，稱小區干擾系數數列，小區干擾系數數列包括考察小區上行頻段各頻點的理論干擾的集合，表示如下：（900系統）（1800系統）其中表示考察小區各頻點的理論干擾系數。的計算公式如下：表示不同鄰區對考察小區的i號頻點的理論干擾，計算可以通過上圖所示分析其計算過程：1、 當考察小區Scell作為鄰區小區Ncell的鄰區的時候，測量報告中會上報Scell的電平值，在NCS數據中NVASS給出了其電平均值，根據鏈路預算方程有以下公式：，所以有其中P為Scell作為Ncell的鄰區時的平均電平，即：NVASS為Scell的基站發射功率，Ploss為鏈路損耗；2、 計算得到Ploss后，

21、假設上下行的路徑損耗相等，則有，Ncell作為主服小區時，手機發射的信號到達Scell后的電平計算公式如下：其中：為以Ncell為主服小區的手機發射功率合并上面兩公式可得：可以取MRR數據中Ncell小區的手機平均發射功率，可以通過CDD中小區參數設置查到，可以通過NCS數據（NVASS）查到，故而可以計算出，意味著鄰區用戶手機到Scell的干擾電平值。3、 計算出后，需要考慮Scell和Ncell之間的密切度，以及Ncell的話務情況，因此可以對進行修正，考慮密切因子和Ncell的載波利用率。單位是dB，因此將轉化為功率，可以得到的計算公式如下：可以從NCS數據中通過公式：（被干擾小區作為鄰

22、區，干擾小區作為主服小區）計算得到。在實際應用的時候，當太小時可以忽略不計，假設門限為0.001，即當時可以不用該Ncell的干擾。4、 通過以上計算過稱，可以大致估算出各小區上行頻段內各頻點受到周邊小區手機用戶干擾的理論計算值，利用這個理論估算結果和疑似內部頻點干擾小區的FAS測量實際值進行相關性分析，發現GSM900系統有80%的小區，DCS1800系統有90%的小區理論計算值和測量實際值具有較強相關性。2.8軟件實現對以上算法進行軟件實現，從而實現了上行干擾分析的批量化和自動化，大大提高了上行干擾分析的功率效率。軟件界面如下：目前該軟件有5個功能模塊，分別能計算互調干擾、內部干擾、GRR

23、U干擾、寬帶直放站干擾、CDMA干擾。三 成果主要創新點主要要技術創新點主要有以下幾個方面：1. 首次提出了利用GSM上行干擾測量數據FAS、MRR、STS等統計數據結合上行干擾原理分析，對不同類型上行干擾類型的干擾特征進行數學方法提取，并利用該方法，從而實現了上行干擾的后臺、高效率、準確地定性和定位。2. 深入分析了無源器件互調干擾的起因、干擾特點及干擾現象，并創新地提出用5階互調分布密度和FAS干擾電平測量值的相關系數來判定互調干擾小區的方法，該方法已申報專利（已通過集團公司審核報送國家專利局審批）3. 首次將網內話務干擾（網內頻點干擾）列為上行干擾的一種重要干擾類型進行分析，深入分析了網內話務干擾的成因及現象，通過NCS數據、MRR數據和STS數據對每個小區收到的網內頻點干擾因子進行了理論計算，并將該干擾因子和FAS上行干擾測量值進行相關性分析，從而大大提高了網內話務干擾定位的準確性。4. 創新地將各種上行干擾定性算法集成