【资料名称】：信号波动问题分析

【资料作者】：华为

【资料日期】：2006

【资料语言】：中文

【资料格式】：PDF

【资料目录和简介】：

信号波动问题分析
1．信号波动的概述

　　手机信号强度指示变化的现象称为信号波动，又称信号漂移、信号不稳、信号抖动。根据现象把信号波动分为三类：
•手机在空闲状态（即不通话）时的信号波动；
•手机从空闲状态到通话状态时(即呼叫)的信号波动；
•手机在通话时的信号波动。
　　每个小区有一个BCCH频率，该频率每个时隙必须恒功率连续发射，没有功控。空闲时（即用户不打电话）手机测服务小区BCCH电平，同时测量六个非服务区。 手机根据BCCH的信号强度情况做小区重选，以保证到手机留在一“最好”的小区。

　　空闲时手机显示的是服务小区的BCCH的接收电平。通话状态时手机测量TCH信道的接收电平及相邻小区的BCCH电平，通过测量报告向BSS报告，为BSS做切换提供判断依据。通话时手机显示的是TCH信道的接收电平。

　　手机信号强度的显示没有统一标准，由各手机厂商自行规定。


2．信号波动原因分析

　　2.1空闲状态下手机波动的原因

　　（1）传播造成的信号波动

　　无线电波传播的三种形式：直射、绕射、散射（反射）。接收信号强度是各种传播路径矢量和的幅度。接收信号的强度是随机变量，传播环境是时变的，所以无线信道的衰落也是时变的。即使手机静止不动，其接收信号强度也是时变的。

　　【解决方案】

　　传播造成的信号波动占用户投诉的较多数，这时应设法了解用户投诉的真实原因：
•当手机接收电平中值很强时，传播造成的信号波动不会导致手机信号格数变化。此时用专用测试手机还是可以看到信号强度值的变化，对这种情况应该用合适的方式向用户解释。
•当手机接收电平中值很弱时，可以看到手机信号格数变化。如果信号太弱而影响用户通话，应改善覆盖。
　　（2）天线选型对信号波动的影响

　　天线方向图有主瓣区和副瓣区，副瓣区有许多交错的零点和峰点。全向高增益天线垂直波瓣很窄（一般小于7度）。天线晃动时，从副瓣覆盖区的固定点看，就是天线增益发生变化，极端情况下零点和峰点交替照射测试点，造成信号波动。

　　【解决方案】
•建议更换为带下倾角及零点填充全向天线或采用宽波束低增益天线。
•把全向站改为定向站。
　　（3）小区重选的条件
•服务小区的C1值小于0的时间超过5秒
•非服务小区的C2值大于服务小区的C2值时间超过5秒
•DSC(Downlink Signaling failure Counter）＝0
•寻呼消息译码成功DSC＝DSC＋1
•寻呼消息译码失败DSC＝DSC－4
•DSC最大值＝90 /BS_PA_MFRMS （BS_PA_MFRMS:相同寻呼组间帧数 ）
•最大的重发次数的信道请求都不能得到响应
　　（4）网络故障引起小区重选的信号波动

　　当手机做位置更新或响应寻呼时，发现有网络故障，会小区重选，引起信号异常波动。
•BCCH TRX接收机发生故障

由于种种原因BSC未检测到该故障，而BSC依然将TRX作为BCCH TRX，该故障TRX依然在发射BCCH信号。驻留在该小区的手机在位置更新或被叫时，向BSS发起随机接入信道请求，基站无法将信道请求发给BSC。手机没有收到BSS的响应，因而重复发送信道请求，重试达到最大值后，手机判断该小区有问题，按GSM05.08协议，手机重选到其他小区（小区2），信号电平下降。手机驻留在小区2后，执行小区重选的测量任务，小区1依然在发射信号，手机原来就在小区1的覆盖范围内，小区1的信号是最强的信号，手机将重选回小区1，接收电平上升。这样就产生了一次信号跳变。周期性位置更新最短周期为6分钟，如手机一直在故障小区的覆盖范围内，将发生周期性的小区重选。
•BCCH TRX接收机受到干扰

BCCH TRX上接收机受到干扰，依然在发射BCCH信号，在远地的手机有接入请求时，基站BCCH TRX接收机由于受到干扰无法译出接入请求，手机重发后依然得不到响应后将重选小区。
•Abis传输中断

在没有“传输断关功放”功能的基站覆盖区内，在Abis接口传输中断时，手机将会发生小区重选，导致信号波动，其机理同BCCH载频接收机故障导致信号波动一样。一般传输断时整个基站的传输断，手机重选的小区是另一站点的小区，信号波动必然较大。

在有“Abis接口传输中断关功放”的基站中，传输中断也会造成驻留在该小区的手机的小区重选。我司BTS的“Abis传输断关功放”的实现原理是：检测到一次传输断后，开一定时器，在定时器到20秒前，传输恢复，定期器将清零；定时器计时到20秒后关功放。如果一次真正的传输中断发生，在20秒的时间窗口内手机有信道请求的话，还是会一次发生往复的小区重选。
•漏做邻区关系

如（图1）所示，A小区和B小区是相邻小区，C小区是一离A小区较远的高站小区。A小区的系统消息的邻区表中有BCCH＝90的信道，而C小区没有的邻区表中没有A小区的BCCH。手机在A小区和C小区的交界时，C小区的信号在短期内比A小区强，手机将重选到C小区。当手机驻留C小区后，C小区的信号小于最小接收电平时，由于手机在C小区没有将A小区做为邻区，只接收到C小区的信号，手机将掉网后进行小区选择。这样用户就可能看到信号的从有到无又到有的现象。


（图1）漏做邻居关系图
•CRO设置过大

如果CRO越大，手机选上这个小区的机会也就越大，但与此同时，两个小区实际手机接收电平相差得就越大，一旦发生小区重选，信号波动就非常明显。
•干扰

干扰的种类大致有三种：同频干扰、邻频干扰、外来干扰。干扰造成下行信号链路计数器DSC减少，如果一旦DSC＝0就会发生小区重选。
•13M时钟失锁

相邻小区间的13M时钟相差过大，会导致手机无法解出相邻小区的BCCH信息，按照协议规定，即使小区的下行电平很强，手机不能选上此小区。相邻小区间13M时钟相差过大的主要原因是失锁，而失锁主要原因是由Abis过来时钟偏差过大。
•位置更新

如果小区的SDCCH数量较多，SDCCH配置在非BCCH载频上。位置更新时如果指配SDCCH在非BCCH载频上，SDCCH可以做功控。这时可能造成的信号 强度变化。这是一种正常现象。
•功率波动
　　2.2从空闲到通话时的手机信号波动

　　手机呼叫时，向网络请求信道，如BCCH载频接收机出现故障，手机重复请求均没有响应，手机将执行小区重选，选到远地小区，手机电平指示降低。手机在选到远地小区后，测量到近处小区的下行信号很好，手机将重选原小区，信号指示回升。
•拥塞控制的负荷切换造成的信号波动

在当前小区话务量太大信道拥塞时，系统会给手机切换到其他小区，信号电平将发生变化。 这是一种正常的信号变化。
　　举例：

　　手机发起呼叫后，系统分配SDCCH信道，上下行信号都在-70dBm左右。在分配TCH时，由于本小区TCH拥塞，网络给手机发切换命令让手机切换另一小区的TRX上，信号强度为变为-95dBm。挂机后手机处于IDLE状态，接收原小区的BCCH信号，手机接收信号强度又再次上升。

　　【解决方案】

　　在话务拥塞区扩容，解决拥塞。
•TCH和BCCH不在一个TRX上

指配的TCH和BCCH可能不在一个TRX上，TCH载频允许功率控制。因此可能会导致通话时的电平与空闲时有差异。
•呼叫时SDCCH指配的频点与主BCCH频点不一致

如果小区的SDCCH数量较多，SDCCH配置在非BCCH载频上。呼叫时如果指配SDCCH在非BCCH载频上，SDCCH可以做功控。这时可能造成的信号强度变化。这是一种正常现象。
　　2.3 通话过程中的信号波动
•通话过程中的小区切换

小区切换是维持移动台从一个小区移动到另一个小区时通话能继续进行，以满足网络管理的需要。触发切换的原因是很多的，若切换的目标小区很远，就有可能造成信号波动。
•通话过程中的干扰

通话过程中的干扰往往表现为上下行的电平比较高，但信号质量却很差，直接后果是导致质量（高BER）触发的切换。若切换的目标小区信号和原小区信号强度差异比较大，就会造成信号波动。当TRX话音质量很差时，如果已经排除了硬件故障，就说明它所采样的频点有干扰，设法排除干扰。
•通话过程中的参数设置不当

可能造成通话过程中信号波动的参数有：上行功控门限，跳频相关参数等。

举例：

上行功控门限值设置太低，在上行有干扰的情况下，接收质量低，从而导致救援性质量切换，若切换的目标小区信号和原小区信号强度差异比较大，就会造成信号波动。

当该网络采用跳频方式时，HSN和MAIO表征业务信道。频率复用簇范围以内的不同信道HSN和MAIO设成一样时，会导致小区内或跳频组相同的小区间的干扰较大，从而导致救援性质量切换，若切换的目标小区信号和原小区信号强度差异比较大，就会造成信号波动。
•通话过程中的网络故障

网络故障指硬件问题，如上行接收机坏了，传输断等。网络故障会导致掉话。

3．信号波动案例

　　3.1 漏作邻区关系和13M时钟失锁造成信号波动案例

　　【问题描述】

　　局方投诉某酒楼存在信号波动现象。

　　【问题定位与解决】

　　在酒店二楼包厢里开始测试，的确发现手机主BCCH（供电34号频点）信号比较弱，电平为－90dBm左右。由于有一个SAGEM刚刚开机，发现主BCCH却是卫校45号频点，其信号很强，达到－50dBm左右。经过核实，从34号频点的覆盖区来到了45号频点覆盖区，由于34号频点和45号频点没有做邻区关系，导致手机没有发生小区重选。经过联系现场机房的公司网优人员，修改其数据，增加两者的邻区关系，手机在主BCCH为34号频点时，可以看到邻区45号频点，但解不出45号频点的RM，C1，C2。因此即使45号频点很强，手机也还是没能发生小区重选。怀疑两者的时钟频率相差太大。决定去机房查看时钟告警，没有想到真的看到45号频点以前就开始出现13M时钟告警，但同时也有恢复告警。连续至今，每天1－2次。手工调整DAC值，还是没有能使45号频点的基站TMU13M时钟调整过来。调整的参照时看BAM－WAH的消息字（好的为12－01，坏的为11－01）。次日早上把基站TMU单板更换。结果第二天，新板13M时钟仍然失锁，怀疑传输有故障。经了解，此基站为新基站，传输可能有故障。传输采用微波中继。

　　3.2异常切换造成的信号波动案例

　　【问题描述】

　　在某小区（小区1）的地点内，手机在空闲状态时接收电平指示为满格，通话过程中突然听不到对方讲话，观察手机电平指示变为1格或0格，易掉话或过几秒后下行话音质量又能回到正常。

　　【问题分析与解决】

　　现场排查问题时发现，该小区（小区1）的上行功控门限值为-90dBm。由于上行功控的作用，原小区的BTS接收到了以该门限为控制目标的上行信号，但接收质量Rxquailty较差，于是命令手机切换至某邻小区（小区2）。而小区2的天线不是正对该有问题地点，加上距离远，因而下行电平较低，通信质量较差。手机在切换后的指示电平是新小区的下行电平，手机的电平指示下降为1或0格。手机通过测量报告将服务小区（小区2）的下行信号强度及质量及邻小区（包含小区1）的下行电平报告给BSS，BSS发现手机上报当前小区的下行信号强度低而原服务小区的信号强度高，于是判断将信道切换到小区1更合适，向手机下达切换回小区1的命令。切换回原小区后，下行电平变高，下行语音质量正常，电平显示提高（由于TCH上有功率控制，下行电平不一定和BCCH相同，所以不一定是满格）。由于小区1的条件没有发生变化，BSS将回将手机切换到小区2。在反复切换过程中，极易发生掉话。当时将上行功控门限值由原来的-90dBm改为-80dBm，在原问题地点不再出现异常切换及掉话来来的波动现象。

　　【结论】

　　该案例中实际的根本原因可能不是参数的设置，在上行电平为-90dBm时小区1的通信质量差是根本原因。该问题的原因可能是干扰（同频干扰等），也不排除小区1的TRX性能问题。