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        4G偽基站干擾評估、定位及規(guī)避優(yōu)化方案

        2019-06-27 00:01:54張明臣劉建民田永超
        移動通信 2019年3期
        關鍵詞:干擾定位

        張明臣 劉建民 田永超

        【摘? 要】針對近期LTE偽基站日益增多的情況,分析了偽基站干擾對網(wǎng)絡覆蓋、業(yè)務質量的影響,提出了通過鄰區(qū)切換分析、現(xiàn)場測試等手段排查定位偽基站的方法。通過異頻改造、降低功率等手段,可以有效規(guī)避、減弱偽基站干擾影響,保障用戶業(yè)務感知。

        【關鍵詞】偽基站;干擾;定位

        [Abstract]?At present, the number of LTE pseudo base stations is increasing. The influences of pseudo base stations interference on network coverage and service quality are investigated, and a method to check and localize pseudo base stations based on adjacent cell handover analysis and on-spot test is proposed. By reforming differ-frequency and reducing power, the influences of pseudo base stations interference can be effectively avoided and weakened to guarantee the user service perception.

        [Key words]pseudo base station; interference; localization

        1? ?引言

        4G網(wǎng)絡中的“偽基站”是指網(wǎng)絡號與運營商相同,模擬發(fā)射4G網(wǎng)絡信號,但不能完成正常注冊登記,無法接入網(wǎng)絡和進行切換的信號收發(fā)裝置。偽基站在移動通信蜂窩網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡干擾示意圖如圖1所示。

        中國電信4G同頻偽基站的發(fā)射頻率、網(wǎng)絡號與中國電信LTE網(wǎng)絡下行頻率相同,但偽基站下發(fā)TAC(Trace Area Code,跟蹤區(qū)編碼)與CI(CELL_ID,小區(qū)標識)不屬于電信正常配置。2018年以來,天津市多處區(qū)域主干路段、路口出現(xiàn)同頻偽基站,導致信號質量惡化、鄰區(qū)切換失敗、用戶業(yè)務斷線等問題。圖2是在西青區(qū)某處發(fā)現(xiàn)的偽基站現(xiàn)場情況:

        由于近期新發(fā)現(xiàn)的偽基站數(shù)量較多,且多位于主干道路沿線,應全面客觀評估偽基站的影響,尋求快速定位排查偽基站的辦法,制定偽基站干擾規(guī)避優(yōu)化方案,以盡量消除其對4G用戶保持性能、業(yè)務感知的負面影響。

        2? ?偽基站配置分類及影響評估

        2.1? 偽基站配置分類

        依據(jù)4G偽基站發(fā)射頻點和PCI(Physical Cell ID,物理小區(qū)標識)配置差異,偽基站可分為如下幾類:

        (1)同頻靜態(tài)PCI偽基站:與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G同頻,PCI隨機選取,同頻干擾強烈。

        (2)同頻動態(tài)PCI偽基站:與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G同頻,自動搜索現(xiàn)網(wǎng)較強PCI并進行同PCI偽裝,且可以周期性調整PCI,同頻干擾強烈。

        (3)異頻(有重疊頻率)偽基站:與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G異頻,但有部分頻率重疊,存在少量同頻干擾。

        (4)異頻偽基站:與現(xiàn)網(wǎng)頻段不同,無頻率重疊,無同頻干擾。

        2.2? 偽基站干擾影響評估

        不同類型的偽基站會對網(wǎng)絡覆蓋質量及用戶業(yè)務產生不同程度的干擾影響。

        (1)同頻靜態(tài)PCI偽基站

        同頻靜態(tài)PCI偽基站與現(xiàn)網(wǎng)下行頻率相同,PCI隨機選取,同頻干擾強烈。這會導致偽基站覆蓋區(qū)域用戶信號質量惡化、切換失敗或數(shù)據(jù)掉線,VoLTE語音呼叫失敗、掉線等。另外,自動鄰區(qū)優(yōu)化功能開啟后可能觸發(fā)無效的切換嘗試,導致大量切換失敗。

        對于同頻靜態(tài)PCI偽基站,暫時可以將相關目標鄰區(qū)添加至切換黑名單,禁止發(fā)起切換嘗試,避免切換指標惡化,但偽基站現(xiàn)場的同頻干擾影響無法消除。

        (2)同頻動態(tài)PCI偽基站

        同頻動態(tài)PCI偽基站與現(xiàn)網(wǎng)下行頻率相同,自動搜索現(xiàn)網(wǎng)較強PCI并進行同PCI偽裝,同頻干擾強烈。會導致偽基站覆蓋區(qū)域用戶信號質量惡化、切換失敗或數(shù)據(jù)掉線,VoLTE語音呼叫失敗、掉線等。另外,會觸發(fā)較多虛假的切換嘗試,從而導致大量切換失敗。

        對于同頻動態(tài)PCI偽基站,對受到干擾影響的鄰區(qū)關系設置為禁止切換,避免大量切換失敗發(fā)生,但偽基站現(xiàn)場的同頻干擾影響無法消除。

        (3)異頻(有重疊頻率)偽基站

        異頻(有重疊頻率)偽基站與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G異頻,但有部分頻率重疊,會對覆蓋區(qū)域網(wǎng)絡質量及用戶感知造成干擾??赡軐е聵I(yè)務質量下降、VoLTE語音呼叫失敗、掉線等。

        (4)異頻偽基站

        異頻偽基站與現(xiàn)網(wǎng)L1.8G異頻,且無頻率重疊,無同頻干擾。不會對業(yè)務態(tài)用戶信號和業(yè)務造成干擾,但是對于空閑態(tài)用戶存在短時干擾影響,可能導致短時脫網(wǎng)、VoLTE語音呼叫失敗等。

        3? ?偽基站干擾排查定位方法

        同頻偽基站會對相關區(qū)域網(wǎng)絡覆蓋質量、用戶業(yè)務感知產生強烈干擾,應盡快進行定位排查。

        3.1? 通過鄰區(qū)切換指標數(shù)據(jù)排查定位偽基站

        根據(jù)鄰區(qū)切換指標數(shù)據(jù),針對切換失敗問題集中區(qū)域或鄰區(qū)進行分析排查,可以快速識別、定位受偽基站同頻干擾的區(qū)域,結合現(xiàn)場測試可以進一步明確偽基站位置。

        (1)鄰區(qū)切換失敗集中區(qū)域干擾測評

        通過鄰區(qū)切換指標地理化分析,針對切換失敗集中區(qū)域開展測試分析,可以評估定位存在偽基站干擾的區(qū)域以及干擾源位置。

        根據(jù)鄰區(qū)切換指標分析,天津市各區(qū)域切換失敗TOP小區(qū)統(tǒng)計如表1所示:

        由分析可知,134個鄰區(qū)切換失敗TOP小區(qū)中,110個是1.8G頻點小區(qū),且西青、南開TOP小區(qū)數(shù)量明顯超出其它區(qū)域。針對西青、南開TOP小區(qū)聚集的區(qū)域,進行了1.8G頻點網(wǎng)絡DT測試。經(jīng)過測試數(shù)據(jù)解析,確認大多數(shù)TOP小區(qū)附近存在偽基站干擾。

        西青、南開鄰區(qū)切換失敗TOP小區(qū)分布、測試區(qū)域內偽基站分布情況如圖3所示(綠色星星表示偽基站位置):

        測評發(fā)現(xiàn),由于偽基站與電信1.8G網(wǎng)絡同頻且大多偽基站PCI設置模擬電信周邊小區(qū)設置,導致相關區(qū)域信號質量惡化、鄰區(qū)混淆,容易出現(xiàn)切換失敗、掉線、重建等問題,用戶感受顯著下降。

        (2)切換失敗非法鄰區(qū)干擾站分析

        通過切換失敗鄰區(qū)關系中目標小區(qū)的合理性分析,可以識別未與正常網(wǎng)絡發(fā)生混淆的同頻干擾站,以便快速定位排查同頻干擾源。

        提取中興區(qū)域1月中旬一周鄰區(qū)對切換數(shù)據(jù),利用4G鄰區(qū)切換失敗問題分析工具,對切換失敗TOP200鄰區(qū)對進行了原因定位分析。經(jīng)分析,在中興區(qū)切換失敗TOP200鄰區(qū)中,112條(占比56%)存在鄰區(qū)數(shù)據(jù)錯配,進一步分析目標鄰區(qū)的配置數(shù)據(jù),可以確認多處源小區(qū)附近存在偽基站導致自動鄰區(qū)優(yōu)化功能誤配鄰區(qū),從而出現(xiàn)大量切換失敗。

        3.2? 日常測評干擾分析

        通過日常的網(wǎng)絡測試分析,也可以定位排查偽基站干擾現(xiàn)象,結合現(xiàn)場勘察、頻譜掃描等手段,可以定位偽基站位置。

        2018年3月,在寧河、漢沽等區(qū)域展開的區(qū)域測評發(fā)現(xiàn)頻繁的RRC重建、掉線、速率持續(xù)降低等問題,結合現(xiàn)場勘察確認部分路段存在偽基站裝置。

        3.3? 客戶投訴問題分析

        根據(jù)對客戶投訴問題的分析,可以初步判斷是否可能存在外界干擾,結合現(xiàn)場網(wǎng)絡、業(yè)務測試評估,可以判斷定位是否存在偽基站干擾。

        例如,有用戶反饋經(jīng)過友誼南路、賓水西道等主干道路、路口時,發(fā)生業(yè)務斷線、脫網(wǎng)等現(xiàn)象。現(xiàn)場測試表明,用戶投訴區(qū)域設置了同頻偽基站。受偽基站干擾影響,相關路段網(wǎng)絡覆蓋質量明顯惡化,導致途經(jīng)相關路段的用戶感知明顯惡化。

        4? ?同頻偽基站干擾規(guī)避優(yōu)化方案

        由于偽基站分布點位相當密集,且多位于人流密集主干道、路口,對中國電信4G網(wǎng)絡質量及用戶感知、集團測評、鄰區(qū)切換指標等多方面產生明顯的負面影響。為了消除或減弱偽基站對中國電信4G網(wǎng)絡及用戶感知的干擾,根據(jù)各類型偽基站運行機制差異,提出如下干擾協(xié)調優(yōu)化方案:

        (1)同頻偽基站調整為異頻模式(非重疊):設置異頻模式(與電信頻段不重疊),設置靜態(tài)PCI,電信配合設置異頻重選鄰區(qū)關系。這樣,可以實現(xiàn)空閑態(tài)異頻重選及位置更新接入嘗試,接入被拒絕后經(jīng)歷短時脫網(wǎng),可以再次重選返回電信4G網(wǎng)絡,對用戶影響較小。

        (2)異頻偽基站降低功率:降低異頻偽基站干擾站發(fā)射功率,僅覆蓋附近路面,減小對周邊室內場所的干擾。

        5? ?結束語

        2018年,在通過上述方法定位排查同頻偽基站以后,天津電信積極與相關部門溝通,協(xié)調實施同頻干擾站改造為異頻模式等優(yōu)化方案,極大緩解了偽基站對相關區(qū)域4G網(wǎng)絡的強烈干擾,保障了4G用戶業(yè)務感知。

        將來,天津電信將通過多種手段持續(xù)監(jiān)控識別偽基站干擾,快速排查、定位偽基站,協(xié)調推動、落實異頻改造、功率下調等偽基站干擾規(guī)避優(yōu)化方案。

        參考文獻:

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        [3] 易睿得. LTE系統(tǒng)原理及應用[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2012.

        [4] 王映民,孫韶輝. TD-LTE技術原理與系統(tǒng)設計[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2010.

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