LTE射頻模塊通道故障定位指導書文檔密級：內部公開TIME\@"yyyy-M-d"2017-7-29華為機密，未經許可不得擴散第LTE上行干擾問題定位指導書關鍵詞Keywords：干擾、互調干擾、網內干擾、網外干擾摘要Abstract：本文基于eRAN3.0和R12版本M2000描述了常見上行干擾問題的定位思路、原理、故障定位所需數據及分析方法，供了開展干擾相關問題定位時參考。縮略語清單Listofabbreviations：Abbreviations縮略語Fullspelling英文全名Chineseexplanation中文解釋LTELongTermEvolution長期演進UEUserEquipment用戶設備eNodeBEvolvedNodeB演進型NodeBRRURemoteRadioUnit射頻拉遠單元CHRCallingHistoryRecord呼叫歷史記錄RSSIRSStrengthIndicator參考信號強度指示RTWPReceivedTotalWidebandPower帶內接收總功率IM3ThirdOrderIntermodulation三階互調失真KPIKeyPerformanceIndicator關鍵性能指示PIMPassiveIntermodulation無源互調IP3ThirdOrderInterceptPoint三階截點概述干擾是影響網絡質量的關鍵因素之一，對接入、切換、掉話、業務均有顯著影響。如何降低或消除干擾是網絡規劃、工程施工、網絡優化的重要任務之一。本文結合LTE外部商用局、試驗局所出現的干擾問題，將網絡中容易出現的干擾問題進行分析研究和總結，為后續的LTE工程施工的注意事項，維護中遇到的干擾問題提供參考和指導。上行干擾的影響接入切換成功率低如果存在上行干擾，在初始接入或切換過程中，可能會由于干擾導致UE發出的上行信令丟失，從而導致接入、切換失敗。上行業務速率低在LTE中多為同頻組網，處于小區邊緣的用戶更容易受到鄰區的干擾，在沒有打開ICIC算法的情況下，可能會由于服務小區給邊緣用戶分配的資源位置與鄰小區用戶的資源位置重疊導致相互干擾，上行信道質量差，業務速率低。下行業務速率低如果上行控制信道受到了比較強烈的干擾，會導致控制信道的解調性能下降，下行包的上行反饋解調失敗，導致無謂的重傳，甚至鏈路重建掉話。主要干擾分類互調干擾無源互調是怎么產生的？PIM(PassiveInter-Modulation)：是由發射系統中各種無源器件的非線性特性引起的。在大功率、多信道系統中，這些無源器件的非線性會產生相對于工作頻率的更高次諧波，這些諧波與工作頻率混合會產生一組新的頻率，其最終結果就是在空中產生一組無用的頻譜從而影響正常的通信。一般而言，輸入信號為f1，f2，則會在輸出端產生mf1＋/-nf2的多種互調分量。互調分量相對有用信號左右對稱，與有用信號的間隔隨階數以及輸入信號號自身最大頻率間隔（或帶寬）相關。比如：當m＋n＝3，稱為3階互調，如果m+n=5,稱為5階互調….階數越高，互調分量幅度越低，距離有用信號距離越遠，影響也越小，如下圖所示：無源互調產物頻譜分布圖所有的無源器件都會產生互調失真。無源互調產生的原因很多，如機械接觸的不可靠、虛焊和表面氧化等。一般無源器件如合路器、雙工器、濾波器都會有明確的高階互調指標要求。當互調指標滿足一定規格要求時，可以認為其高階產物不會對系統使用性能帶來影響。一般線纜沒有明確的PIM抑制指標要求，如果互調抑制度很高，即為低互調電纜，但低互調電纜價格昂貴，實際安裝時一般不會采用。值得注意的是，連接不良和無源互調本身沒有必然的耦合關系，連接可靠情況下，也可能由于線纜自身PIM性能不夠，導致高階互調分量偏高。當互調分量正好落入接收頻段，則會導致接收通道底噪抬升。靈敏度下降。對于FDD系統，DD800、700等頻段，由于雙工間隔（DL頻點和UL頻點間距）較小，發射信號的3階、5階產物往往直接落入接收帶內，因此，無源互調的影響需要重點關注。對于TDD系統，由于收發同頻但不同時，發射信號即使產生互調，也不會對接收產生任何影響。（GSM的情況比較復雜，不在此討論）綜上，無源互調產生的條件如下：源頭大多是基站自身的發射信號，偶爾也會有經天線饋入的外界干擾信號，路徑是無源器件（包括雙工器、天線）或線纜，產物是高階互調產物，互調分量大小取決于線纜或無源器件的互調抑制比。無源互調有如下典型特征：隨發射功率抬高而加倍上升因此通過加下行模擬負載，有意抬升發射功率，觀察RTWP是否會出現明顯的整體抬升，判斷是否存在嚴重的無源互調。寬帶信號掃描電平呈斜坡狀由于互調信號電平隨著階數的升高而降低，因此在接收帶內掃描到的信號電平會呈現出斜坡狀。當發射帶寬處于高頻段接收帶寬處于低頻段時，接收帶寬內的掃描電平呈左低右高；當發射帶寬處于低頻段接收帶寬處于高頻段時，接收帶寬內的掃描電平呈左高右低。對于線纜的位置和接頭的接觸面比較敏感因此往往可以通過晃動接頭附近線纜，敲擊連接頭，觀察RTWP的變化，如果RTWP隨之出現較大的跳變，則認為無源互調的可能性較大。信號帶寬越寬，影響越大對于雙工間隔在30MHz內的頻段，尤其需要重點考慮。產生機理相當復雜一般而言只有多個頻率分量才會互調，但也發現，在非線性系統中，單個調幅信號也會產生新的頻率分量，這是頻譜擴展的原因，我們也將此作為互調產物，在連接不好情況下，即使是CW信號也會產生新的頻譜分量。外部干擾隨著SRAN的商用越來越廣泛，多制式，多頻段網絡共存，使得出現干擾的概率越來越大，加之在某些機構和場合人為干擾的存在，使得干擾的排除愈發困難，比如雷達站干擾、GSM、CDMA、同頻段設備、干擾器干擾等。干擾排查如何排查無源互調故障？原理：由于無源互調隨發射功率抬高而加倍上升。通過加下行模擬負載，觀察小區性能檢測中的小區RSSI檢測或小區干擾檢測是否會出現明顯的整體抬升，如果抬升可以確認為無源互調的影響。在不便加載模擬負載的情況下可以長時間跟蹤小區寬帶在線頻譜掃描，然后分析頻譜掃描判斷是否存在互調。增加模擬負載，運行MMLcommand：ADDSIMULOADCONTRL:LocalCellId=x,SimLoadCfgIndex=9;”SimLoadCfgIndex值越大，代表模擬負載率越高，輸出功率越大。(注：模擬負載多用于干擾測試，當小區激活用戶數超過6個時，不推薦打開此功能，此時不保證調度性能。)監測小區RSSI變化情況，如果其中一路RSSI出現明顯的抬升，移除模擬負載（RMVSIMULOADCONTRL）后重新恢復正常，則說明存在典型的無源互調。如果沒有明顯變化，基本可以排除PIM的因素。下面列出幾種典型的具有PIM的場景：圖(1)前面為未加負載狀態，加負載后紅線抬升明顯圖(2)前面為加負載狀態，移除負載后藍線迅速降低在不方便加模擬負載的情況下可以通過在M2K界面右擊網元圖標，選擇“MaintenanceClient”菜單,打開webLMT，在業務空閑期做寬帶在線頻譜掃描，如下圖所示，根據頻譜是否有電平異常抬升來判斷干擾信號的類型（窄帶干擾、寬帶干擾）、帶寬以及頻譜位置等信息。如果穩定存在通道不平衡告警，也可在加載模擬負載時，從RRU機頂口往天線口不斷晃動饋線或輕輕敲擊連接頭位置，如果RSSI隨之有明顯跳動，可以初步判斷導致互調的位置。當然，最可靠的確認故障位置的方法，應該是在條件許可情況下，從機頂口位置逐級向天線口排查，通過換上匹配負載或低互調衰減器（需要先確認衰減器本身互調指標，以免引入附加影響），觀察RTWP變化情況，找到故障點。對于組網簡單的基站，可以先交換主分集條線，如果故障隨線纜走，可確認RRU通道自身無問題，可以直接將問題通道的跳線替換，如果還不能解決，可以進一步排查天線的原因，如果互調故障點在天線上，需更換天線。此外需要注意的是，天線正面附近的金屬物（比如天線抱桿、金屬廣告牌等）也有可能引起互調干擾，排查互調前需事先了解基站周圍環境情況。如何確定是否存在外部干擾？電磁波在空間傳播時，具有一定的電場指向即極化方向，可分為線極化波，圓極化波；而天線的極化方向決定了對一定電場指向的線極化波具有不同的增益。基站天線一般都是采用正交45度雙極化天線。因此對于線極化波存在一定的主分集增益差。對于一個線極化的干擾信號，由于空間傳播時會經過各種負載的傳輸路徑，多次反射折射等（城區尤其明顯），因此傳播方向不斷變化，導致電場指向也會不斷變化。因此到達基站天線口時，并不會表現為明顯的極化差異，也就是說兩個天線收到的干擾信號功率一般并不會出現較大的差異。而對于圓極化干擾信號，自然不具備方向性。因此到達基站的任意扇區雙極化天線兩個端口的信號大小基本相當。當然，也不排除會存在個別案例，由于外界干擾導致RTWP不平衡告警產生。比如來自高空的雷達或導航搜救衛星等無線電信號，如果是線極化，且未經過多次反射，直接從自由空間進入基站天線，此時正交極化天線對干擾信號的增益會出現不同程度的差異（取決于干擾信號和天線極化方向的相對夾角大小），如果干擾信號持續時間足夠長，也可能觸發RTWP不平衡告警。如果根據前節已排除互調干擾，那么基本可確定干擾來自外界。在條件允許的情況下可以做進一步的確認，首先關閉下行通道，看當前RTWP狀態是否依然偏高，隨后再斷開RRU/RFU連接跳線，接上匹配負載或直接開路，看RTWP是否恢復到正常范圍，如果是，可以完全確認存在外部空間干擾。穩定空間干擾有如下典型特征：進入接收機的兩路干擾信號具有相關性，雖然功率大小會有不同程度的差異，但對RTWP的波動影響趨勢應該是一致的。具有一定帶寬（單音干擾不能攜帶任何有用信息，實際系統存在單音的可能性幾乎為0）只可能從天線饋入（現場排查可以利用這個特點）利用這個特性，如果是穩定的干擾，可通過監控不同RB位置的RSSI變化，相對抬高的位置就可能是干擾信號的頻譜位置。也可通過寬帶頻譜掃描，來觀察異常信號的頻譜位置，下面是典型的可能存在干擾的頻譜。ADC頻譜：局部放大圖：XX站點采數分析此時，需要借助頻譜分析采集空間頻譜信號，分析干擾信號頻譜特征，結合對應國家或地區的頻譜資源分布情況，分析可能存在的干擾源。同時需要了解周邊無線設備使用情況，對重點懷疑對象逐一排查，找到干擾源頭，詳細見下節。如何確定外部干擾源的位置？準備工具：便攜式頻譜儀（泰克YBT250，安捷倫9340A等），八木天線步驟一：確認干擾源的時間特性和大致區域對有干擾的小區以及鄰近小區進行長時間（至少24小時，必要時進行連續一周）的上行干擾帶的統計，來發現干擾出現的時間上的規律性。之所以要對鄰近小區也進行干擾帶統計是因為一般的干擾源的發射信號可能會影響多個小區，判斷多個小區受同一干擾源干擾的方法是比較干擾出現與消失的時間，如果多個小區的干擾同時出現并同時消失，說明是同一干擾源。如果知道多個小區被同一干擾源干擾，有助于我們判斷干擾源的方位。步驟二：在站點進行搜索為了能夠初步判定干擾源的位置，在出現干擾最強的時間段，攜帶便攜式頻譜儀與八木天線來到被干擾小區的樓頂，將八木天線連接到便攜式頻譜儀上，便攜式頻譜儀的頻率范圍設置為載頻工作頻率，用八木天線指向不同方向，觀察便攜式頻譜儀上的干擾信號幅度，找到干擾信號最大的方向并記錄下來（最好使用羅盤）。八木天線的指向變化以小于30度，觀察時間以2～5分鐘為宜。如下圖所示。便攜式頻譜儀便攜式頻譜儀來波方向八木天線在站點搜索外界干擾之后，到下一個被同一干擾源干擾的小區樓頂，重復上述步驟，記錄下最大干擾方向。通過在不同被干擾小區測試最大干擾方向，用交叉連線的方法（參見下圖），可以初步確定干擾源所在的區域。被干擾小區1被干擾小區1被干擾小區2干擾源的可能區域最大干擾方向2最大干擾方向1交叉連線確認干擾源位置步驟三：確定干擾源并消除干擾源然后，攜帶八木天線與便攜式頻譜儀，乘車到初步判定的干擾源區域，尋找未遮擋的高樓進行搜索，逐步縮小干擾源的區域。一般到達干擾源附近時，便攜式頻譜儀會測試到比較強的干擾信號。需要重點關注搜索的區域是否有學校，政府機關，保密單位等，因為這些單位可能使用干擾設備。聯系局方，到各個懷疑場所進行確認，確認是否存在干擾源，請局方聯系消除干擾源。注：1、外界干擾源的排查，需要該干擾源比較穩定，且干擾比較明顯時進行。2、外界干擾的搜索，需要長時間的觀察，甚至需要多次去排查，排查人員要有耐心。典型案例案例一GL互調導致接入成功率和ERAB建立成功率低問題問題現象：分析KPI發現站點N110237接入成功率和ERAB建立成功率低分析過程：一線反饋小區RSSI跟蹤和小區用戶數跟蹤分析發現在小區無用戶時，通道0接收電平偏高且波動較大，如下圖。要求一線反饋通道頻譜掃描，分析發現通道0最大接收電平呈左低右高之勢，如下圖所示。在某些時刻該趨勢尤其明顯，如下圖所示，由于該站為GL共模基站，且GL共天饋，初步懷疑為GL互調所致。需要一線做加載測試驗證是否存在互調問題。一線驗證后確認，確實存在互調干擾，客戶為了不影響G側業務，在天饋問題排查清楚前做暫時關閉LTE小區處理。問題結論：天饋工程質量不達標，導致GL互調干擾。案例二大量虛警導致單板負載過高問題問題現象：一線用服反饋HXL45站點頻發LBBP單板過載告警，且復位單板后仍然存在。分析過程：分析發現CPU負載過高原因為接入虛警過多，L1連續大量Preamble，導致L2OS的郵箱消息滿和CPU過載。首先L1CHR日志，發現確實上報大量Preamble，每秒多達200次。下圖RACH_PREAMBLE_0代表檢測出的PreambleID屬于非競爭Preamlbe范圍的統計，括號內為增量。統計周期為5分鐘，60000次增量平均到每秒在200次左右。另外分析DAGC統計，虛警小區PRACHDAGC普遍比正常小區大1到2個等級，這表明虛警小區PRACH接收功率偏高6-12dB。從CHR日志分析，可以肯定有信號功率造成了PRACH大量虛警。從RTD分布上看比較傾向于隨機干擾導致的，但從PreambleID分布上看基本沒有PreambleID落在專用范圍內，這點又不像隨機干擾造成的。需要分析小區CDT日志查看PreamlbeID的具體規律。查看小區CDT記錄，發現PreambleID分布有很強的規律性，全部集中在7-13之間。根據小區表，此時Ncs配置為119，每個根序列支持893/119=7個PreambleID。這意味著PreambleID范圍7-13屬于第二個根序列能檢測出來的所有PreamlbeID。根據以上分析，初步認為存在固定干擾源，且干擾和PRACH第二個根序列存在強相關性。根據以往經驗，鄰區SRS信號也是ZC序列，有可能造成這一現象。為了驗證鄰區SRS是罪魁禍首這一猜測，首先作了簡單仿真。下圖固定PRACH序列索引為813，遍歷所有PCI時，PRACH和SRS相關后峰均比結果。其中縱坐標為