楊福理 周奕昕 吳非帆
中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司江蘇省分公司
自2G網(wǎng)絡(luò)部署以來,900M因頻率較低,擁有成本低、覆蓋廣的特點,被聯(lián)通和其他運營商廣泛使用,然而各種類型的干擾導(dǎo)致900M網(wǎng)絡(luò)上行干擾情況不容樂觀。在2019年和2020年中國聯(lián)通大力投入建設(shè)L900低頻打底網(wǎng)的窗口期,VoLTE業(yè)務(wù)同步商用,900M頻段的干擾程度決定L900的質(zhì)量和VoLTE的感知,更決定了無線網(wǎng)絡(luò)的核心競爭力。
現(xiàn)有優(yōu)化方案主要針對傳統(tǒng)L1800/2100頻段,對900M干擾缺乏足夠認(rèn)識,針對性不足,因此對900M干擾影響開展研究、分析排查和定制針對性優(yōu)化方案刻不容緩。同時,傳統(tǒng)依賴人工的優(yōu)化方法存在效率低下、準(zhǔn)確率不足的缺陷,有必要加以改善。
以帶寬5M的L900小區(qū)為例,空白組未受干擾的RB(Resource Block)上的干擾噪聲功率設(shè)置為-118dBm,窄帶干擾選擇RB11、RB12位置2個RB(業(yè)務(wù)信道中間位置的RB),3個干擾級別進(jìn)行上行干擾對業(yè)務(wù)影響的仿真,干擾強度分別為-84dBm、-94dBm、-104dBm;寬帶干擾選擇全量RB干擾,全帶寬干擾提升1dB、3dB、10dB進(jìn)行業(yè)務(wù)影響仿真。
窄帶干擾情況下:RB干擾強度-84dBm上行小區(qū)速率損失達(dá)到45.10%,下行小區(qū)速率損失達(dá)到5.30%,上行MCS損失3.4階;RB干擾強度-94dBm上行小區(qū)速率損失達(dá)到33.70%,下行小區(qū)速率損失達(dá)到3.50%,上行MCS損失2.5階;RB干擾強度-104dBm上行小區(qū)速率損失達(dá)到17.30%,下行小區(qū)速率損失達(dá)到1.10%,上行MCS損失1.2階。
寬帶干擾情況下,全帶干擾提升1dB,小區(qū)上行速率損失達(dá)到7.60%,小區(qū)下行速率損失達(dá)到0.30%,上行MCS損失0.7階;全帶干擾提升3dB,小區(qū)上行速率損失達(dá)到23.90%,小區(qū)下行速率損失達(dá)到1.40%,上行MCS損失2.5階;全帶干擾提升10dB,小區(qū)上行速率損失達(dá)到70.40%,小區(qū)下行速率損失達(dá)到11.20%,上行MCS損失9.4階。如表1所示。
表1 干擾對業(yè)務(wù)影響仿真數(shù)據(jù)
干擾范圍 干擾RB位 場景 上行小區(qū)速率 增益 下行小區(qū)速率 增益 上行MCS 增益無干擾 2.97 / 10.22 / 15.3 /全帶干擾提升1dB 2.74 -7.60% 10.18 -0.30% 14.6 -0.7寬帶 0-24全帶干擾提升3dB 2.26 -23.90% 10.08 -1.40% 12.8 -2.5全帶干擾提升10dB 0.89 -70.40% 9.08 -11.20% 5.9 -9.4
綜合考慮不同干擾下的KPI、速率測試、語音測試、視頻測試、網(wǎng)頁測試數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)干擾大于-90dBm時,嚴(yán)重影響VoLTE、網(wǎng)頁、視頻感知,建議排查解決干擾后再入網(wǎng)。
1.2.1 數(shù)傳話統(tǒng)影響評估
根據(jù)常規(guī)干擾處理經(jīng)驗,將干擾等級區(qū)分為強干擾、高干擾、中干擾、輕干擾、無干擾5個等級,分析各干擾等級對應(yīng)的數(shù)傳性能話統(tǒng)指標(biāo),其中強干擾和高干擾嚴(yán)重影響用戶感知,上行MCS惡化至10階以下,重傳率超過25%。
一般下行指標(biāo)與上行干擾程度無關(guān),但下行重傳率與上行干擾程度相關(guān)性較強,隨干擾嚴(yán)重程度而上升,這主要是由于下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍ARQ在上行進(jìn)行,上行干擾較強導(dǎo)致HARQ未收到時會導(dǎo)致重傳。如表2所示。
表2 干擾對數(shù)傳話統(tǒng)影響數(shù)據(jù)
強干擾(> -90dBm)高干擾(-100dBm < IN <= -90dBm)中干擾(-105dBm < IN <= -100dBm)輕干擾(-110dBm < IN <= -105dBm)無干擾(<= -110dBm)下行單用戶速率(Mbps) 4.10 3.47 3.32 3.60 4.00計數(shù) 11 61 121 240 475
1.2.2 VoLTE話統(tǒng)影響評估
當(dāng)干擾大于-90dBm時,無線接通率(QCI=1)小于99.5%。
當(dāng)干擾值大于-104dBm時,上行業(yè)務(wù)丟包率大于1%;當(dāng)干擾值大于-108dBm時,下行業(yè)務(wù)丟包率大于1%。
1.2.3 數(shù)傳性能影響路測評估
選取不同程度干擾小區(qū),分別從近點向遠(yuǎn)點進(jìn)行上/下行數(shù)傳業(yè)務(wù)。
測試數(shù)據(jù)顯示,不同干擾程度相同路損下,高干擾相對無干擾近點、中點與遠(yuǎn)點上行速率相差2~3Mbps;高干擾相對無干擾近點、中點下行速率相差8~9Mbps,遠(yuǎn)點下行速率相差3~4Mbps。
1.2.4 VoLTE性能影響路測評估
選取不同程度干擾小區(qū)在不同電平區(qū)間進(jìn)行VoLTE語音短呼、長呼測試。
測試數(shù)據(jù)顯示,干擾大于-95dBm,RSRP小于-110dBm,MOS大于3.0占比惡化至41%,完全聽不清;RSRP小于-100dBm,出現(xiàn)斷續(xù)、聽不清、吞字;干擾大于-85,在大部分RSRP區(qū)間,MOS大于3.0占比均小于50%,出現(xiàn)斷續(xù)、聽不清、吞字。
1.2.5 視頻、網(wǎng)頁影響測試評估
選不同程度干擾小區(qū)在不同電平區(qū)間進(jìn)行視頻和網(wǎng)頁測試。
視頻測試數(shù)據(jù)顯示:干擾大于-100dBm,三個視頻App在近中遠(yuǎn)點均出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象,速率不穩(wěn)定;干擾大于-90dBm,RSRP小于-100dBm情況下,騰訊、愛奇藝、搜狐視頻App無法播放。
網(wǎng)頁測試數(shù)據(jù)顯示:干擾大于-100dBm,RSRP小于-100dBm,淘寶網(wǎng)頁打開時延大于3s;干擾大于-90dBm,RSRP小于-90dBm,百度、天貓網(wǎng)頁打開出現(xiàn)概率性失敗。
L900的干擾分析排查應(yīng)遵循傳統(tǒng)無線網(wǎng)干擾分析排查思路,從設(shè)備原因、天線互調(diào)、外部干擾、網(wǎng)內(nèi)干擾四個方面進(jìn)一步分析排查干擾原因。如表3、表4所示。
表3 900M頻段互調(diào)干擾結(jié)果
表4 外部干擾影響范圍參考
設(shè)備原因造成的干擾可以通過物理手段進(jìn)行排查。
步驟1:主設(shè)備問題排查。斷開RRU和天線,采用RRU直接接負(fù)載的方式,觀察基站干擾電平統(tǒng)計,如干擾電平下降至正常值,排除RRU設(shè)備原因?qū)е碌母蓴_。
步驟2:天饋連接問題排查。重新連接天饋接口、RRU接口,確保施工中接口連接到位,螺帽擰至正確位置,如干擾電平下降至正常值,確定為天饋連接問題導(dǎo)致干擾;如干擾電平無明顯變化,排除天饋連接問題。
步驟3:對干擾天饋進(jìn)行方向角、下傾角的RF調(diào)整,如干擾有一定程度下降但整體指標(biāo)仍較高,確定為非方向性干擾;如干擾變化明顯至正常值,確定干擾與天線方位無關(guān)。
步驟4:對本站和周邊GSM逐個閉塞,觀察L900干擾情況,如干擾出現(xiàn)明顯下降,確定為GSM系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾;如干擾未出現(xiàn)明顯下降,排除GSM干擾可能。
步驟5:對干擾小區(qū)天線采用裹屏蔽罩的措施,如裹屏蔽罩后干擾恢復(fù)至正常值,則確認(rèn)為外部干擾。
當(dāng)前聯(lián)通900M上行頻段為909-915MHz,考慮常用頻率互調(diào)影響,900M頻段5階內(nèi)互調(diào)產(chǎn)物落在聯(lián)通900M的頻段包括:移動900M的5階互調(diào),移動900M&聯(lián)通900M的3階互調(diào),移動900M&聯(lián)通900M的5階互調(diào)。
日常優(yōu)化中發(fā)現(xiàn)的互調(diào)干擾可以通過協(xié)調(diào)頻點修改進(jìn)行排查解決。
當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的外部干擾源主要是私裝直放站,建議對直視范圍內(nèi)掃頻波形與小區(qū)干擾波形吻合度較高的干擾源進(jìn)行處理。
場景1:如果直放站距離基站很近,進(jìn)行寬頻帶放大,其產(chǎn)生的干擾在表現(xiàn)形式上為“寬帶干擾”;
場景2:由于私裝直放站本身質(zhì)量較差,產(chǎn)生諧波、雜散、互調(diào)等,產(chǎn)生的干擾在表現(xiàn)形式上為“寬帶干擾+窄帶干擾”;
場景3:在直放站距離干擾小區(qū)距離相對較遠(yuǎn)的情況下,寬帶干擾底噪在到達(dá)小區(qū)已衰減到小于-110dBm,而窄帶干擾還大于-110dBm,產(chǎn)生的干擾在表現(xiàn)形式上為“窄帶干擾”。
根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)干擾排查,核心城區(qū)的外部干擾源影響范圍約300米,一般城區(qū)外部干擾影響范圍約500米,直視徑影響范圍比非直視徑延伸100~200米。
網(wǎng)內(nèi)900M底噪水平在輕干擾和中干擾的情況下,對于業(yè)務(wù)較為敏感,隨PRB率增長干擾有較為明顯的增長。但在干擾強度較大時,PRB利用率對于底噪干擾強度的大小無直接關(guān)聯(lián),因此主要的干擾因素仍然在于外部。
為研究通過RF調(diào)整控制覆蓋的方式對干擾的優(yōu)化效果,對強干擾小區(qū)攝山星城C扇進(jìn)行RF調(diào)整后,干擾下降較為明顯,通過遠(yuǎn)程電調(diào)模塊將電下傾由0-3度調(diào)整至6-8度時,平均底噪下降6.7dBm,由0-3度調(diào)整至10-12度時,平均底噪下降11.3dBm;對弱干擾小區(qū)中行電信B扇進(jìn)行RF調(diào)整后干擾未出現(xiàn)明顯變化。通過遠(yuǎn)程電調(diào)模塊將電下傾由0-3度調(diào)整至6-8度時,平均底噪下降2.1dBm,由0-3度調(diào)整至10-12度時,平均底噪下降3.5dBm。
以調(diào)整小區(qū)周邊2km范圍內(nèi)的小區(qū)為整體,按網(wǎng)絡(luò)制式進(jìn)行對比,調(diào)整至12度后,L900流量下降17.1%,同區(qū)域L1800+L900流量正常波動,無法確認(rèn)L900減少的用戶和業(yè)務(wù)是否完全轉(zhuǎn)移到L1800上,可能存在室內(nèi)深度覆蓋不足的風(fēng)險。
可見RF調(diào)整對干擾優(yōu)化有明顯效果,但需要綜合考慮對覆蓋和業(yè)務(wù)量的影響。
針對不同干擾程度的900M小區(qū)進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu),主要包括調(diào)度調(diào)優(yōu)和功控調(diào)優(yōu)。調(diào)度調(diào)優(yōu)主要通過關(guān)閉數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的預(yù)調(diào)度降低網(wǎng)內(nèi)干擾,同時針對窄帶干擾開啟基于上行SINR/基于上行干擾的頻選功能進(jìn)行規(guī)避;功控調(diào)優(yōu)適用于網(wǎng)內(nèi)干擾嚴(yán)重的小區(qū),可以通過調(diào)整PUSCH P0、限制中近點用戶發(fā)射功率等方式降低基站側(cè)干擾。
通過參數(shù)調(diào)優(yōu)前后對比PRB利用率、丟包率、切換成功率、上行單用戶速率等方面,如表5所示,整體有不同程度好轉(zhuǎn),在干擾較小的情況下,使用參數(shù)調(diào)優(yōu)好轉(zhuǎn)較為明顯,在強干擾情況下,使用參數(shù)調(diào)優(yōu)改善幅度較小。
表5 不同程度干擾參數(shù)調(diào)優(yōu)效果
干擾水平 時間點 上行底噪上行PRB利用率上行PDCP丟包率同頻切換成功率(%)上行單用戶速率(兆比特/秒)中修改前 -103.10 24.41 0.0425 97.52 0.69修改后 -103.20 23.88 0.0262 98.06 0.71輕修改前 -107.71 24.35 0.0100 98.01 0.83修改后 -107.91 23.18 0.0094 98.75 0.89無修改前 -113.10 20.32 0.0071 98.34 0.97修改后 -113.44 20.40 0.0042 98.85 1.05
網(wǎng)優(yōu)IT化轉(zhuǎn)型,將IT工具和能力賦予到網(wǎng)優(yōu)的提取和分析等大量工作當(dāng)中,大幅度提高干擾定位和優(yōu)化效率。
3.3.1 自動提取指標(biāo)并推送
通過python語言編寫的工具實現(xiàn)了自動提取指標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)和指標(biāo)核查、問題點篩選,并推送給優(yōu)化人員,節(jié)省了大量提取指標(biāo)和分析指標(biāo)的人力和時間成本。
3.3.2 大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)共性問題
根據(jù)問題小區(qū)的干擾圖像推算,按照PRB級干擾噪聲指標(biāo)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,奧林廣場站點下多個小區(qū)同時出現(xiàn)第4個RB底噪明顯強于其他RB的現(xiàn)象,詳細(xì)如圖1所示。
圖1 奧林廣場A、B小區(qū)PRB級干擾情況
對其他L900小區(qū)PRB級干擾指標(biāo)進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)同干擾類型的小區(qū)不在少數(shù),具體表現(xiàn)為全頻段上,在一個RB上持續(xù)表現(xiàn)出明顯的強于其他RB的底噪強度。
因此,根據(jù)以下兩個原則對南京、蘇州的所有L900小區(qū)進(jìn)行篩選:(1)全時段中,某RB底噪強度比相鄰的RB底噪強度高出5db及以上;(2)該RB本身底噪強度高于-110dbm。
根據(jù)以上原則篩選后,南京有49個小區(qū)、蘇州有43個小區(qū)符合以上原則。
3.3.3 定位問題點進(jìn)行參數(shù)調(diào)整及現(xiàn)場優(yōu)化
在進(jìn)行干擾定位和排查方面,通過三角定位算法進(jìn)行位置定位,減少現(xiàn)場掃頻定位工作,通過遠(yuǎn)程進(jìn)行天線下傾角的調(diào)整,實現(xiàn)了干擾區(qū)域的精細(xì)化定位,節(jié)省了傳統(tǒng)塔工和上站帶來的大量人力資源和時間成本。
在進(jìn)行干擾處理方面,通過自動化指令模塊對相關(guān)的參數(shù)(包括互操作參數(shù)、導(dǎo)頻功率參數(shù)、下傾角參數(shù)等)進(jìn)行自動監(jiān)測,根據(jù)不同干擾類型,按照預(yù)先設(shè)定的優(yōu)化決策樹生成參數(shù)優(yōu)化腳本,下發(fā)網(wǎng)管修改,實現(xiàn)了網(wǎng)優(yōu)參數(shù)的自動化調(diào)整,并在執(zhí)行后自動檢測干擾和其他指標(biāo)變化情況,依據(jù)指標(biāo)變化情況進(jìn)一步修改或閉環(huán),通過自動化優(yōu)化僅需耗時1小時就能完成全網(wǎng)干擾小區(qū)的批量優(yōu)化修改工作,而人工分析、定位、修改往往則需要數(shù)天才能完成。
通過對L900干擾進(jìn)行仿真和現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的評估,了解了L900干擾對網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)和業(yè)務(wù)感知的具體影響,提高了各級優(yōu)化部門對L900干擾的重視。研究總結(jié)了不同原因的干擾分析方法以及使用RF調(diào)整和參數(shù)調(diào)整的效果分析,并提出了基于IT化的干擾自優(yōu)化辦法,節(jié)省了大量提取指標(biāo)和分析指標(biāo)的人力和時間成本,取得了良好的效果。
900M頻段干擾排查解決是一個長期的過程,基于干擾對業(yè)務(wù)的影響程度,建議對L900干擾實施分層分級策略。大于-100dBm/PRB的強干擾/高干擾,必須進(jìn)行干擾消除,通過掃頻以及協(xié)調(diào)無委會進(jìn)行干擾源清除,通過壓低下傾角、調(diào)整方位角等干擾抑制。小于-100dBm大于-110dBm/PRB的干擾,通過調(diào)度策略優(yōu)化和功控策略優(yōu)化,短期內(nèi)實現(xiàn)干擾抑制,提升用戶感知;長期則通過掃頻以及協(xié)調(diào)無委會進(jìn)行干擾源清除,同時在此基礎(chǔ)上,還需要定期核查自有頻率和友商頻點的使用,規(guī)避互調(diào)干擾,持續(xù)研究提升干擾源定位效率以及其它干擾抑制方案,不斷提升用戶感知。