GSM網(wǎng)絡優(yōu)化中載頻故障的分析

1、第 1 頁 共 22 頁 MOTOROLAG GS SM M 網(wǎng)網(wǎng)絡絡優(yōu)優(yōu)化化中中載載頻頻故故障障的的分分析析第 2 頁 共 22 頁 MOTOROLA序 言目前 移動通信 市場競爭激烈 , 要想在與對手的競爭中占據(jù)優(yōu)勢，立于不敗之地，就必須保證我們的網(wǎng)絡質量，良好的網(wǎng)絡才能留住客戶。影響網(wǎng)絡質量的因 素有 很多，有各種軟件問題，有各類硬件問題，而在基站中 載頻由于長期處于收發(fā)信狀態(tài)，因此成為GSM 基站 硬件中的“故障之王 ” 。本文 結合 近年來 上饒移動網(wǎng)絡優(yōu)化期間的工作,以HORIZON INDOOR 基站為例 ,從基站故障現(xiàn)象著手， 就載頻故障可對GSM 網(wǎng)絡造成的影響 以及判斷方法

2、 進行一些總結 。第 3 頁 共 22 頁 MOTOROLA目目 錄錄1.1.載頻內部結構及工作原理載頻內部結構及工作原理 .4 41.11.1載頻在整個基站工作流程中位置和作用載頻在整個基站工作流程中位置和作用 .5 51.21.2報告內容提要報告內容提要 .7 72.2.載頻常見故障分析載頻常見故障分析 .8 82.12.1 載頻退服。載頻退服。.9 92.22.2 調測問題調測問題“Invalid“Invalid CalibrationCalibration Data”Data”.10102.32.3 載頻隱性故障載頻隱性故障.10102.42.4 覆蓋差、信號不穩(wěn)或沒信號覆蓋差、信號不

3、穩(wěn)或沒信號.11112.52.5 PATH_BALANCEPATH_BALANCE 異常異常 .11112.62.6 BERBER 高高 .12122.72.7 IOIIOI 高高 .13132.82.8 無聲、單通（無聲、單通（RCIRCI 告警）告警） .14142.92.9 掉話高掉話高.14142.102.10 chan_request_ms_failchan_request_ms_fail 高、高、ma_fail_from_msma_fail_from_ms 高高.15152.112.11 小結小結.15153.3.導致載頻問題的原因分析導致載頻問題的原因分析 .17173.13.1

4、 載頻負荷高載頻負荷高 .17173.23.2 工作環(huán)境工作環(huán)境 .17173.33.3 工程質量差，以及受到其它器件負面影響工程質量差，以及受到其它器件負面影響 .18184.4.問題分析總結問題分析總結 .1919附件一附件一. .關于載頻誤碼率高的分析關于載頻誤碼率高的分析第 4 頁 共 22 頁 MOTOROLA附件二附件二. .關于關于 MA_FAIL_FROM_MSMA_FAIL_FROM_MS 指標高的分析指標高的分析附件三附件三. .網(wǎng)優(yōu)工單匯總網(wǎng)優(yōu)工單匯總第 5 頁 共 22 頁 MOTOROLA1. 載頻內部結構及工作原理 在分析載頻的各種故障前，首先回顧一下載頻硬件的內部

5、結構和基本的工作原理。圖圖 1 1. .載載頻頻內內部部 功能結構圖功能結構圖1. 上圖為 載頻內部功能結構圖，由 圖可見 ,載頻主要由 2 個部分組成:第 6 頁 共 22 頁 MOTOROLA（1）射頻部分 ,主要由 RX 載頻射頻接收部分和TX 載頻射頻發(fā)射部分 組成 。（2）數(shù)字基帶 部分 ,主要是 實現(xiàn) 與 MCUF 之間的 2M 信號通信 ,以及 2M 時鐘功能 ，與射頻電路相關的 控制信號、業(yè)務信號、時鐘等功能。2. 載頻主要有以下一些功能:（1）給基站與手機提供空中接口。（2）在接收通路， CTU 完成對接收到的空中信號實現(xiàn)正交解調、信號強度與誤碼率測算、模/數(shù)轉換、均衡恢復后

6、進行解交織、解碼、解密后送到 MCUF 進行處理 。（3）反之，則進行一系列反轉換后從功放向空中發(fā)射。1.1 載頻在整個 基站工作 流程中 位置和 作用DCFCTURX1RX2SURF圖圖 2 2. .o om mn ni i2 2 基基站站射射頻頻部部分分 原原理理圖圖第 7 頁 共 22 頁 MOTOROLA圖圖 3 3. .基基站站 數(shù)數(shù)字字電電路路 原原理理圖圖由以上兩圖可見， 數(shù)字電路與射頻電路共有的設備是CTU,即載頻 。下面是無線網(wǎng)話音通路示意圖：接接收收通通道道： 天天線線 合合路路器器 S SU UR RF FC CT TU UM MC CU UF FN NI IU UT T

7、4 43 3B BS SC C發(fā)發(fā)射射通通道道： B BS SC CT T4 43 3N NI IU UM MC CU UF FC CT TU U合合路路器器 天天線線紅色部分是基站射頻器件，藍色部分是基站數(shù)字電路器件?？梢?，載頻是射頻、數(shù)字電路的接口，身兼兩種功能。如果說 MCUF 是基站管理核心，那么載頻就是基站運轉核心。所有GSM 業(yè)務都必須通過無線信道提供給最終用戶，而無線信道的激活、釋放最終都由載頻來完成。 也許 正是這種頻繁的激活、釋放無線信道過程才使載頻成為基站中最易損的器件。第 8 頁 共 22 頁 MOTOROLA1.2 報告內容提要本報告中對常見載頻故障進行了分類，并逐類進

8、行了分析，列舉了常規(guī)的處理方法。同時也對載頻故障產生的原因進行了幾個方面的分析。最后對載頻故障處理流程進行了總結。希望能給無線網(wǎng)絡優(yōu)化戰(zhàn)線上的同仁們有所啟發(fā)。后面的報告內容主要包含以下幾部分：載頻常見故障分析導致載頻問題的原因分析問題分析總結第 9 頁 共 22 頁 MOTOROLA2. 載頻 常見 故障分析上饒 移動 GSM 系統(tǒng)已經歷了 7 期工程建設，早已實現(xiàn)基站到鄉(xiāng)鎮(zhèn)。已經達到了很高的地理覆蓋率和人口覆蓋率。但據(jù)最近對1860 用戶申告的統(tǒng)計結果顯示， 無線網(wǎng)絡的投訴 在用戶投訴中仍占有較大的比重。為什么經過了多年的網(wǎng)絡建設，我們的 網(wǎng)絡仍不能滿足用戶的需求？這是我們共同關心的問題。通

9、過對近期網(wǎng)絡優(yōu)化工作的總結（具體網(wǎng)絡優(yōu)化工單見附件三） ，我們發(fā)現(xiàn)無線網(wǎng)優(yōu)化工作大部分時間和精力都放在了處理載頻故障上，下圖為 網(wǎng)絡 優(yōu)化工作中 基站各類故障 所占比重 ：基站故障各占比例72.1%2.8%6.0%6.0%1.9%11.2%載頻故障合路器故障接收電路故障天饋問題MCU(F)其他硬件圖圖 4.基站各類故障比例基站各類故障比例顯而易 見， 載頻故障 率遠高于基站 其它 類型 故障， 載頻無疑是 基站中的 “故障之王 ” 。因此 如何及時、 快速地發(fā)現(xiàn)并解決載頻 問題 ，將是 我們 無線 網(wǎng)絡優(yōu)化 工作 的重中之重。 下面 就載頻各類故障 現(xiàn)象 進行一些分析、探討。第 10 頁 共

10、22 頁 MOTOROLA2.1 載頻退服。很顯然，載頻退服可導致小區(qū)無線容量丟失，嚴重時小區(qū)會產生擁塞，引起用戶大量投訴。在 OMC_R 上可以直觀地看到退服告警，有以下幾種情況：1) “DRI Not Detected” 和 “Waiting for Connection”這兩種故障都是由于 MCUF 不能與載頻通信。在“DRI Not Detected”的情況下，從載頻到 MCUF 的上行鏈路中斷；而“Waiting for Connection”的情況則是從MCUF 到載頻的下行鏈路中斷。這些鏈路可能受多種因素影響，列舉如下：載頻掉電載頻吊死，重啟恢復CTU 的背板接頭或前面板有物理損

11、壞系統(tǒng)處于過渡狀態(tài)，會在幾分鐘內自行恢復載頻硬件故障,更換載頻能正常MCUF 硬件故障,更換 MCUF 能夠恢復正常FMUX 或架間光纖故障引起,更換 FMUX 架間光纖后能夠恢復2) “U Un nl lo oc ck ke ed d D De ev vi ic ce e N No ot t I In n S Se er rv vi ic ce e” 這說明系統(tǒng)檢測到有一個沒有被 LOCK 的載頻不能正常工作 ，原因不明 。處理方法：檢查有無載頻硬件重啟載頻更換載頻3) “Inhibited”第 11 頁 共 22 頁 MOTOROLA該故障說明載頻產生了一個嚴重告警，這通常意味著載頻內部存

12、在一個真正的故障。處理方法：載頻重啟。更換載頻。4) “Code Load Fail” 和 “CEB Configuration Fail”這兩種故障說明在軟件下載期間載頻的固件和數(shù)字硬件間發(fā)生通信錯誤。處理方法：很多情況下該故障可通過重新下載軟件清除更換載頻2.2 調測問題 “Invalid Calibration Data”在 OMC_R 上可直觀地看到載頻告警“Invalid Calibration Data”，該故障是由于載頻 bay level 校準未完成或校準數(shù)據(jù)在校準完成后未能正確保存引起，少部分是由于載頻內部故障導致。出現(xiàn)此告警載頻不會退服。處理方法：I重新調測載頻收發(fā)通路II

13、 更換載頻2.3 載頻隱性故障在 MMI 上看載頻工作正常，在 OMC_R 的 EVENT_LOG 中看會發(fā)現(xiàn)這類載頻曾經出現(xiàn)過退服，或出現(xiàn)過某種表明載頻性能下降的告警。這類故障顯然會造成基站容量丟失，服務性能下降。一些這類故障與其它基站器件如MCUF、FMUX、FAN 等有關，但大多數(shù)均是載頻故障，如載頻內部時鐘丟失、第 12 頁 共 22 頁 MOTOROLA功放性能下降等。遇到這類告警，第一處理方法就是更換載頻。這類故障常見告警有以下一些：Active Link Connection FailurePower Amplifier Temperature High But Function

14、ingTransmitter Failure - Output PowerFront End Processor Failure - Watchdog Timer ExpiredReceiver Synthesizer FailureTransceiver to DRI Communication Error 判斷方法：I在 OMC_R 的 EVENT_LOG 中查看關于載頻的 LOG 文件，可以看到哪個載頻產生過告警。II 用摩托羅拉優(yōu)化工具 COP 中的 ECT 功能，可以很方便地統(tǒng)計全網(wǎng)所有載頻的退服和告警記錄。2.4 覆蓋差、信號不穩(wěn)或沒信號這表明基站發(fā)射部分有問題。原因有載頻發(fā)射功率

15、小或無發(fā)射功率，同小區(qū)載頻發(fā)射功率不平衡，耦合器、天饋線故障等。判斷方法：可先在 OMC_R 上將 BCCH 信道換一個載頻發(fā)射，觀察信號情況，若未能解決，則需到現(xiàn)場調測基站，即可判斷載頻是否有故障。故障實例：去年初，上饒縣維護員反映花廳基站沒信號。我們先在 OMC_R 上查看該站狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)正常，查看信道占用情況時發(fā)現(xiàn)，該站沒有一個用戶占用，于是我們將 BCCH 載頻 LOCK 住，RTF 0 0 就從 DRI 0 3 轉移到 DRI 0 1，這是再查看信道占用情況時發(fā)現(xiàn)有用戶占用了，因此基本可以斷定故障出在第 13 頁 共 22 頁 MOTOROLA載頻或合路器上。后來經我們現(xiàn)場調測，發(fā)

16、現(xiàn) DRI 0 3 損壞了，發(fā)射功率只有1W 左右。2.5 PATH_BALANCE 異常PATH_BALANCE 是 OMC_R 上載頻的一個統(tǒng)計項， 這個統(tǒng)計主要考察基站收發(fā)信系統(tǒng)接收部分性能，其計算公式為：PATH_BALANCE=UPLINK_PATH_LOSSDOWNLINK_PATH_LOSS100其中： UPLINK_PASS_LOSS=ACTUAL_MS_TXPWRRXLEV_UL DOWNLINK_PASS_LOSS=ACTUAL_BTS_TXPWRRXLEV_DL其統(tǒng)計的正常結果應在110 左右 。如果某個載頻統(tǒng)計結果遠高于或低于此值，則表明這個載頻收發(fā)信通道存在問題，會影

17、響正常通話，甚至不能通話，這類故障可分為以下兩種情況：I. 載頻統(tǒng)計結果高于120，則表明 可能 載頻 的射頻部分的 RX 通路故障導致上行 通道 損耗過大。故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：手機無信號或有信號打不了電話。 判斷方法：進行基站接收通道調測，未能解決問題， 可將故障點定位在 SURF 或載頻上 ，再通過更換載頻即可判定載頻是否損壞。II.載頻統(tǒng)計結果 低于 100，則表明 可能 載頻 的發(fā)射部分的 TX 通路故障導致載頻發(fā)射功率過低、下行通道 損耗過大。故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：手機無信號或信號很差。 判斷方法：進行基站發(fā)射通道調測，未能解決問題， 可將故障點定位在合路器或載頻上，再通過更換載頻即可判定載頻

18、是否損壞。第 14 頁 共 22 頁 MOTOROLA2.6 BER 高這項統(tǒng)計表明載頻 的下行通道誤碼率的大小 ，在空中接口中，誤碼率分為 07 共八級 ，這八 級與誤碼率對應關系如下：0 = 0.14%1 = 0.28%2 = 0.57%3 = 1.13%4 = 2.26%5 = 4.52%6 = 9.05%7 = 18.10%BER 越高表明手機接收到基站的信號質量越差。該問題 故障 點應 在載頻射頻部分的 TX 發(fā)射部分 。有以下幾種情況：0、2、4、8 偶數(shù)時隙誤碼率高1、3、5、7 奇數(shù)時隙誤碼率高部分時隙誤碼率高整個載頻誤碼率高故障現(xiàn)象： 用戶 通話音質差 ，甚至無法通話 ，如果

19、 BER 高的時隙承載了 SDCCH 信道，則手機會無法起呼。具體案例見附件一。判斷方法：I.奇、 偶時隙誤碼率高， 可以肯定非頻率干擾造成，可直接更換載頻。II. 部分或全部時隙誤碼率高，可先更換 頻點 ，排除頻率干擾 可能性，若不能解決，則肯定是載頻故障，直接更換即可。2.7 IOI 高這項統(tǒng)計表明載頻 的所有 上行 突發(fā)受到的干擾值。干擾的大小，直接影第 15 頁 共 22 頁 MOTOROLA響到通話質量 (QUALITY)，甚至引起系統(tǒng)掉話。干擾可能來自系統(tǒng)外，也可能來自系統(tǒng)內部。系統(tǒng)內干擾可能是由頻率干擾造成，也可能是載頻內部電路故障造成 。故障現(xiàn)象：載頻退服、載頻無占用、通話質量

20、差。判斷方法：用干擾測試儀進行現(xiàn)場測試可排除外部干擾，更換頻點，更換SURF，如果還未解決，可 判定載頻 故障。2.8 無聲 、單通（ RCI 告警）無聲、單通現(xiàn)象原因很多，TCH 話音信號經過的設備均可能產生。就載頻而言，射頻電路、 數(shù)字基帶電路故障都可能導致這兩種現(xiàn)象。故障現(xiàn)象：通話中的一方能夠聽到對方的聲音，但是對方不能聽到自己的聲音，這稱為單通。若雙方都聽不到，則稱為無聲。判斷方法：I. 這兩種故障原因很多，若投訴面大的，一般來說，要根據(jù)投訴、通話手機所處位置、通話對方情況（電信、聯(lián)通、長途等）判斷故障范圍，在進行撥打測試，并跟蹤測試機撥打狀態(tài)，分析出問題時的共性原因來逐步解決，一般不

21、是載頻故障。II.若投訴面小、集中在某個基站的，則到現(xiàn)場用測試機進行撥打測試，通過產生問題時手機所占載頻就可以定位故障載頻。III.另外，還可以在 OMC_R 上查看該站 EVENT_LOG 文件，若有“RCI Fault at Remote BTS”告警，則看告警是一個載頻有還是多個載頻都有，一般來說只有一個載頻出現(xiàn)告警，可以斷定這個載頻損壞，直接更換即可。故障實例：橫峰縣城有用戶反映通話無聲，我們在 EVENT_LOG 文件中發(fā)第 16 頁 共 22 頁 MOTOROLA現(xiàn)該站 RTF 1 2 八個時隙均出現(xiàn)了“RCI”告警，其它載頻 RTF 正常。因此我們初步斷定 RTF 1 2 對于載

22、頻損壞，隨后我們到現(xiàn)場進行撥測，發(fā)現(xiàn)手機占上RTF 1 2 即無聲，更換載頻后再撥測就通話正常了。2.9 掉話高載頻其它 統(tǒng)計 指標均無異常， 但是在 per carrier 統(tǒng)計中 TCH 掉話次數(shù)明顯高于同小區(qū)其它載頻。在 per cell 統(tǒng)計中 SDCCH 掉話高。故故障障現(xiàn)現(xiàn)象象： 在統(tǒng)計中掉話次數(shù)高， 在該小區(qū) 通話時易掉話 。判判斷斷方方法法： 更換頻點或與相鄰載頻互換頻點，如未解決，則可判定載頻故障， 到現(xiàn)場進行調測， 如還未解決 則更換載頻 。故障實例：故障實例：小區(qū) 31026-31082（郵政樓） ，RTF1 3 其它指標無異常，但掉話高，更換頻點后,沒有解決,更換載頻后

23、，掉話現(xiàn)象消失：忙時掉話次數(shù)站名小區(qū)號載頻 ID處理前(4/19)處理后(4/20)RTF 1 000RTF 1 100RTF 1 221郵政樓460-00-31026-31082RTF 1 3400合計掉話421 2.10 chan_request_ms_fail 高、 ma_fail_from_ms 高這兩種情況都屬于分配了信道，手機卻沒有占上。chan_request_ms_fail 高表明基站分配了 SDCCH 信道，手機占不上；ma_fail_from_ms 高表明基站分配了 TCH 信道，手機占不上。故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：手機起呼困難。第 17 頁 共 22 頁 MOTOROLA判斷

24、方法：判斷方法：I. chan_request_ms_fail 高，可與該載頻的其它統(tǒng)計指標情況結合起來分析，先排除干擾問題，再排除耦合器、SURF 等其它射頻器件，就可以定位故障點在載頻上。 II.ma_fail_from_ms 高原因較多，從我們處理的情況來看，最主要原因是載頻硬件故障。遇到這類故障，可以先用摩托羅拉公司的 perl 工具收集RSS 到 CP 的消息，然后分析出問題出現(xiàn)在哪個頻點上，然后更換相應的載頻即可。 （詳細處理方法見附件二）2.11 小結以上是常見的 各類 載頻故障，現(xiàn)網(wǎng)中這些故障出現(xiàn)概率也各不相同，見下圖 ：載頻故障各占比例12.3%11.0%0.6%17.4%0

25、.6%3.2%18.7%3.2%14.8%18.1%PB問題調測問題單通、無聲隱性故障IOI高覆蓋問題BER高chan_request_ms_fail、ma_fail高掉話高載頻退服圖圖 5.載頻故障各占比例載頻故障各占比例由圖可見，BER 高、載頻退服、隱性故障是比例最高的三種故障，三項之第 18 頁 共 22 頁 MOTOROLA和達到了 54.2，超過了一半。因此處理載頻問題要著重處理這三類問題，這樣能使我們的工作事半功倍。第 19 頁 共 22 頁 MOTOROLA3. 導致載頻問題的原因分析為什么載頻故障率這么高，如果能找到原因 ,就能最大限度地降低故障率。就我的工作體會 ,我認為

26、有以下幾方面原因：3.1 載頻負荷高載頻 時刻不停地工作 。專用模式下 進行 信號 調制 /解調、信號強度與誤碼率測算、模 /數(shù)轉換、均衡 、交織 /解交織、 語音編 解碼 等過程；空閑模式下 還要 進行上行干擾 值測算 。載頻 是大功率器件， 最大功率 50W 左右。 空中的無線信號最 終是來源于載頻 。因此 ,正是 高負荷、大功率工作導致了載頻的高故障率。3.2 工作環(huán)境在惡劣環(huán)境下工作，無論何種電子設備都容易損壞，載頻 也不例外。如機房溫度高，基站過濾網(wǎng)堵塞，載頻散熱不良就會導致載頻溫度過高，出現(xiàn)告警“power amplifier temperature high but functi

27、oning” ，引起功率放大器性能下降，發(fā)射功率下降，基站覆蓋面減小。 去年鄱陽石門街基站，由于屋頂施工質量不過關，一到雨天，就屋外下大雨，屋里下小雨，雨水并未滲漏到機架上，但室內潮氣非常重，導致載頻經常損壞（一次 BER 高、兩次 Inhibited） ，幾次我們去換載頻時沒下雨，也沒發(fā)現(xiàn)這個情況，后來擴容時才發(fā)現(xiàn)，并要求鄱陽公司立即對屋頂進行了整改，今年以來，該站從未出現(xiàn)過故障。因此按維護規(guī)程要求定期巡檢很重要，這樣能及時發(fā)現(xiàn)基站異常環(huán)境?，F(xiàn)在基第 20 頁 共 22 頁 MOTOROLA站都安裝了環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，這給我們提供了另一條檢查機房工作環(huán)境的途徑，因此要結合這個系統(tǒng)保持基站在正常環(huán)

28、境下工作,可以有效地降低載頻故障率。 3.3 工程質量差 ，以及 受到其它 器件 負面影響工程施工質量沒把握好會給設備工作帶來隱患。如天饋線駐波比過大，載頻射頻線沒擰緊，大量載頻發(fā)射信號反射回載頻，導致載頻損壞。工程開新站時，沒有進行全面的基站調測，導致有問題 設備在網(wǎng)上運行 ，如“Invalid Calibration Data”問題，影響 了網(wǎng)絡質量， 給后面的維護工作帶來重復勞動，浪費 了人力物力。第 21 頁 共 22 頁 MOTOROLA4. 問題分析總結 下表對常見載頻故障處理流程做了一個總結：故故障障現(xiàn)現(xiàn)象象分分析析常常規(guī)規(guī)處處理理流流程程P PA AT TH H_ _B BA AL LA AN NC CE E問問題題故故障障點點多多調調測測縮縮小小故故障障范范圍圍置置換換S SU