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提要 GSM网无线网络优化工作中，设备上下行平衡问题往往容易被忽略，但实际工作中，上行明显弱于下行的问题存在较多，如何处理该类问题，一直是网络优化工程师比较关心的。本文针对这一问题进行详细分析和介绍，以供大家参考。
关键词：上下行平衡；平衡等级；接收灵敏度
中图分类号：F49 文献标识码：A
一、引言
从网管上局取出话务统计数据见表1、表2、表3，依据数据分析得出上下行平衡性能，具体为一级至五级占比例合平均为25%左右，而七级至十一级占用比例合为59%左右，并且BTS312、BTS30、BTS3012、BTS3001C和BTS3002C基站均如此，如果以6为标准则为上行偏弱，需要分析该问题原因，下两表分别为各等级统计次数和比例。（表1、表2、表3）
二、问题原因分析
按照协议规定，手机的接收灵敏度为-102dBm，而基站接收灵敏度为-110dBm，考虑到一般手机的灵敏度可能会比协议好2dB左右。所以，一般取手机灵敏度为-104dBm。这样上下行灵敏度的差别就是6dB。所以，在上下行平衡的统计项中，当下行接收电平（手机上报）大于上行接收电平（基站上报）6dB时候，我们认为是最理想的平衡状态。
所以，在上下行平衡统计中，等级6就是下行接收电平恰好大于上行接收电平6dB的情况。表4就是具体的各个统计区间说明。（表4）
上下行平衡话统在BSC侧的计算公式为：
下行功率电平－上行功率电平－6dB（灵敏度补偿）=平衡等级
上下行不平衡的原因有：
（一）基站各个载频中间上报电平有一定的波动。GSM协议0508规定，测量基站接收机的接收信号电平RMS（均方根值），在正常条件下，从-110dBm～-70dBm，其绝对精度为±4dB，在正常条件和极端温度下，从-110dBm～-48dBm之间，绝对精度为±6dB。
GSM协议这样的规定是从三方面考虑：（1）射频器件的幅频特性（也就是随着频率的变化，射频器件的增益会有些变化，这是射频器件的特性）；（2）整个接收通道器件的增益离散性；（3）这种上报精度是不会影响网络指标的。
而华为目前的设计和生产控制水平为±3dB，在业界是属于不错的水平；由于载频所用频点的差异和载频器件的不一致性的差异，对于相同的接收信号，两个载频的上报电平，按照协议规定的理论水平一般可以差别在8dB之内，极限情况下可以相差12dB，而目前的实际水平控制在6dB之内。但是，这种差别同样会对上下行平衡的话统项产生影响，可以跨越话统项的3级，手机发射功率33dBm，是其标的最大值，往往手机最大功率≤33dBm，根据调查，手机厂家出厂功率一般会偏小1dB左右，肯定不会大于33dBm，原因有两点：（1）功率小些，手机待机时间可以长点；（2）发射指标性能可以做得好些。
（二）环境因素。网络环境实际应用时，电话通话过程中，受环境、多径影响，信号电平也会存在波动，有时波动还会很大，而电平的上报也存在误差，对于手机来说，全温有±6dB的电平误差范围，常温下估计也存在±2dB的偏差。
（三）各载频间计算增益的差异（一般在±3dB）加上各个载频的下行功率也略有不同（一般在±1dB），使不同载频在同等条件下上下行平衡话统不完全一致。 这也表现在一些载频更换后上下行话统指标有所改善，但掉话、切换成功率等实际指标没有变化，更换下来的载频现场也没有问题，指标良好。
（四）上下行平衡指标是一个统计值，其方法是根据基站和手机上报的测量报告中的上下行电平进行计算，其结果会受到一些外部条件的影响，如用户手机和通话环境等。从对上下行话统分析看，基站不同时段的上下行话统也存在差异。因为其为统计值，基站的上下行话统往往呈现为分布在一个或两个中心值的两边。
（五）基站配置的影响。如果基站加了塔放，会导致上行偏强；或者基站使用了EDU或双CDU无合路情况下，会导致基站下行偏强。
（六）载频性能下降。载频某些器件部分失效或内部线缆接触不良也会导致上下行不平衡。这些基站往往上下行不平衡话统大部分集中在1或11等级上。从上面的分析看，基站上下行话统分布在2～4或8～10是正常的，并且从现场话统性能分析中，各小区掉话、切换和呼叫占用等性能也是正常的，以下为通过上下行不平衡问题处理案例。
三、具体问题分析处理案例
（一）案例一：上下行不平衡导致呼叫占用失败较多
1、问题描述。在优化话统分析中，发现海兴县城大田公司-1的呼叫失败次数非常多。忙时的呼叫占用失败次数经常在50次以上，并且失败原因绝大部分不是由无可用信道引起的，如表5所示。（表5）
2、问题分析。对该小区进行信令跟踪。信令跟踪数据显示，当TCH指配到该小区的第2块载频120时，就会频繁发生指配失败。（图1）
指配失败的原因如图2。（图2）
注：protocol error unspecified表示指配失败的原因是无线接口原因，并且从上下行平衡测量显示该载频上下行不平衡，下行明显弱于上行。（表6）
3、优化效果。经现场排查，更换有问题的天馈后，海兴县城大田公司-1的呼叫占用失败次数明显减少，见表7。（表7）
（二）案例二：上下行不平衡导致切换性能差
1、问题描述。在优化中，发现沧州BSC2的大修厂-3的入小区切换成功率在50%以下，并且相邻小区至该小区的切换成功率都低。
2、问题分析。仔细分析路测和信令数据，发现入小区切换失败都是切往该小区的TRX9。另外，该小区的载频级掉话统计显示，该小区的掉话绝大部分都发生在TRX9上，并且掉话时TA为0或1，并且信令跟踪显示，当TCH指配到该TRX时，会经常出现指配失败。检查上下行平衡测量，发现该小区上下行不平衡等级为1的比例高达97%以上。这说明该TRX的下行链路插损太大。（表8）
3、优化效果。经现场排查，更换有问题的CDU后，大修厂-3的切换成功率有显著提高。见表9。（表9）
四、结论
从上述理论分析、话统分析和测试结果看，目前上下行话统处于等级2～4或等级8～10还是比较正常的，载频本身没什么问题。而如果多集中在等级11或等级1，且载频所在小区其他话统指标（如掉话率、切换成功率、话务量等）有明显的下降，则可能是：（1）载频问题、合分路单元问题以及相应连线问题，可通过检查连线、换板来进行确认网络性能是否改善；（2）天馈问题，可以检查馈线连接和天馈系统。
（作者单位：中国联合网络通信集团有限公司沧州分公司）
主要参考文献：
[1]韩斌杰，杜新颜，张建斌.GSM原理及其网络优化[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2]张威.GSM网络优化——原理与工程[M].北京：人民邮电出版社，2003. |
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