移動信號高層乒乓球效應(yīng)的干擾抑制

移動信號高層乒乓球效應(yīng)的干擾抑制

1覆蓋區(qū)的點(diǎn)和難點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中，高層內(nèi)的信號覆蓋問題（如信號質(zhì)量差、頻繁更換等）通常是提到的重點(diǎn)和難點(diǎn)。針對這些問題，目前的解決方案比傳統(tǒng)解決方案更改為提高覆蓋區(qū)域所需信號的場強(qiáng)，設(shè)置社區(qū)級優(yōu)先事項(xiàng)，并調(diào)整天線方向的角度以達(dá)到覆蓋的目的。前者所需增加的設(shè)備較多,投資較大,且不好控制區(qū)域外泄;而調(diào)整基站參數(shù)的方法往往又達(dá)不到覆蓋要求。那么,能否探索一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的方法來解決上述問題呢?2從“覆蓋”到“干擾”的轉(zhuǎn)變常用的手機(jī)信號屏蔽器具有以下兩個特點(diǎn):*發(fā)射下行全頻段掃頻信號對網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行干擾;3模擬公民5gm包絡(luò)信號干擾以手機(jī)信號屏蔽器和同頻干擾原理研發(fā)出來的GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器可以產(chǎn)生一個模擬的GSM包絡(luò)信號,對跨區(qū)信號的BCCH進(jìn)行干擾,從而達(dá)到抑制手機(jī)登陸越區(qū)信號的目的。用在室內(nèi)高層覆蓋中,通過壓制其他小區(qū)BCCH信號,達(dá)到解決高層覆蓋中的乒乓效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)高層的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)需要以下幾個關(guān)鍵技術(shù)作為支撐。3.1fpga控制和干擾GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器采用降低信號C/I的方式來達(dá)到抑制目標(biāo)BCCH的目的。通過大量測試工作發(fā)現(xiàn),研發(fā)使用FPGA數(shù)字化信源發(fā)射下行200kHz掃頻波,在C/I≤0dB時可有效限制目標(biāo)BCCH接入。FPGA技術(shù)精確保證抑制器發(fā)射的載波帶寬達(dá)到基站載波發(fā)射帶寬標(biāo)準(zhǔn),發(fā)射需限制載波信號的同時不會干擾到目標(biāo)小區(qū)鄰小區(qū)或其他小區(qū)BCCH,且不會干擾基站,干擾效果最好。一句話,只要工程設(shè)計(jì)時保證目標(biāo)區(qū)域內(nèi)抑制信號的場強(qiáng)高或等于目標(biāo)小區(qū)BCCH信號的場強(qiáng)就能使在目標(biāo)區(qū)的手機(jī)無法對目標(biāo)BCCH信號進(jìn)行解碼。3.2干擾現(xiàn)象的輸出實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)信號中,高層覆蓋引起乒乓效應(yīng)的干擾頻點(diǎn)可能不止一個,要保證所有干擾頻點(diǎn)的有效抑制,需要干擾系統(tǒng)有多個頻點(diǎn)輸出的功能。因此,采用選頻單元和高線性功放單元組合,可將數(shù)字射頻信源搬移到對應(yīng)GSM頻點(diǎn)(包括EGSM頻點(diǎn))輸出,現(xiàn)有技術(shù)最大可支持6個載頻,每載波最大1W輸出。3.3小區(qū)抑制信號的發(fā)送系統(tǒng)采用外置智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀設(shè)備,具體功能實(shí)現(xiàn)方式如下:(1)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀與干擾抑制器之間通過移動通信網(wǎng)絡(luò)連接,網(wǎng)監(jiān)儀內(nèi)部對應(yīng)一個手機(jī)號碼A,抑制器主機(jī)內(nèi)部對應(yīng)一個手機(jī)號碼B。(2)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀搜索網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)信號,按照信號強(qiáng)弱接收最強(qiáng)7個小區(qū)信號,1個主導(dǎo),6個鄰小區(qū)。(3)人工將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀搜索到的小區(qū)信號進(jìn)行分析,確定需要抑制的小區(qū)頻點(diǎn),輸入網(wǎng)監(jiān)軟件控制集,網(wǎng)監(jiān)儀通過號碼A將需抑制頻點(diǎn)小區(qū)信息傳送給號碼B,號碼B對應(yīng)抑制器軟件接收集。(4)號碼B接收到號碼A發(fā)出的信息后,會立即返還一個中止控制信息給號碼A,號碼A接受到號碼B發(fā)出的信息后,會停止向號碼B發(fā)送頻點(diǎn)信息,此時抑制器主機(jī)頻點(diǎn)設(shè)置成功。(5)若號碼A確定的抑制小區(qū)頻點(diǎn)BCCH變化而LAC和CI不變化,號碼A會向號碼B發(fā)送頻點(diǎn)更改信息,號碼B接受到號碼A發(fā)送的更改信息后,會控制抑制器主機(jī)調(diào)頻,更改頻點(diǎn)成功后,號碼B會向號碼A發(fā)送中止控制信息給號碼A,號碼A接受到號碼B發(fā)出的信息后,會停止向號碼B發(fā)送調(diào)整頻點(diǎn)信息。(6)監(jiān)控中心OMC需遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備時,號碼A和號碼B作為獨(dú)立的個體,向OMC上報(bào)各自所對應(yīng)的設(shè)備信息,此時A和B之間沒有聯(lián)系。智能設(shè)頻和調(diào)頻功能極大提高了抑制器的工作效率,也能減少對抑制器安裝位置的限制。4高級別“體育效果”的系統(tǒng)組成和應(yīng)用模式4.1監(jiān)控中心構(gòu)成GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器系統(tǒng)由智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀,抑制器主機(jī)(內(nèi)含干擾信號發(fā)射單元,選頻單元,下行功放單元,監(jiān)控單元)和發(fā)射天線,OMC監(jiān)控中心構(gòu)成(見圖1)。4.2基于網(wǎng)絡(luò)信號探析的當(dāng)事人識別GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器系統(tǒng)發(fā)射的類基站包絡(luò)信號通過壓制其他小區(qū)BCCH信號,以達(dá)到解決高層覆蓋中的乒乓效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)高層的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的;外置的網(wǎng)絡(luò)信號檢測儀可以檢測覆蓋區(qū)的網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量、信號抑制器的抑制效果,并且控制抑制器設(shè)置頻點(diǎn)和調(diào)整頻點(diǎn)。OMC對抑制器和網(wǎng)監(jiān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢設(shè)置相關(guān)參數(shù),接收告警量,網(wǎng)監(jiān)和抑制器在OMC界面上分兩個界面顯示。4.3數(shù)學(xué)模型的建立針對高層窗邊信號雜亂,切換頻繁問題,可利用本論文所述系統(tǒng)發(fā)射與室外干擾小區(qū)同頻點(diǎn)的下行干擾信號,達(dá)到對高層室外干擾小區(qū)的BCCH進(jìn)行“干擾抑制”的目的。由于系統(tǒng)發(fā)射的是有源電磁波信號,在空間傳播的場強(qiáng)變化同樣遵從瑞利分布。干擾頻點(diǎn)信號通過天線將功率輻射出去,到達(dá)窗邊的信號場強(qiáng)需高于或等于室外小區(qū)場強(qiáng)即可把室外小區(qū)屏蔽。根據(jù)這一要求,我們可以建立解決高層“乒乓效應(yīng)”問題的數(shù)學(xué)模型:其中:R1為抑制器系統(tǒng)到達(dá)窗邊的邊緣場強(qiáng)(dBm);P1為抑制器輸出信號每天線口功率(dBm);G1為對應(yīng)天線口增益(dB);抑制器在工作狀態(tài)下有四個工作區(qū)間(見圖2)。區(qū)1特點(diǎn)是高層室內(nèi)覆蓋信號場強(qiáng)低于抑制器的發(fā)射信號場強(qiáng),抑制器的抑制信號也低于室外干擾信號9dB以上。在此區(qū)域內(nèi)抑制器基本不起作用。區(qū)2特點(diǎn)是室內(nèi)覆蓋信號低于抑制器的信號,抑制器的抑制信號也低于室外干擾信號0～9dB之間。在此區(qū)域內(nèi)抑制器逐步起作用。區(qū)3特點(diǎn)是室內(nèi)覆蓋信號低于漫游抑制器的信號,抑制器的抑制信號高于室外干擾信號。在此區(qū)域內(nèi)抑制器完全起到作用。區(qū)4特點(diǎn)是室內(nèi)覆蓋信號場強(qiáng)高于室外干擾信號場強(qiáng)。在此區(qū)域內(nèi)室內(nèi)覆蓋信號占主導(dǎo)地位,抑制器是否起到作用已不重要。正是因?yàn)橐种破鞴ぷ鲿r有非抑制區(qū)、臨界區(qū)和有效抑制區(qū)的分區(qū)特點(diǎn),決定了我們在實(shí)際工程中應(yīng)按照小功率多天線的方式建設(shè)整個干擾系統(tǒng),且最好靠近窗邊采用定向天線發(fā)射信號,同時盡量保證區(qū)2落在室內(nèi)覆蓋信號主導(dǎo)區(qū)域,防止干擾信號外泄而干擾到相鄰樓宇的可能通話需求。根據(jù)模型我們提出了“新建干擾分布系統(tǒng)”,“合路接入原室內(nèi)分布系統(tǒng)”,“泄露電纜接入”三種可行的應(yīng)用方法。4.3.1對干擾分布的解決方案以典型案例分析深圳湖北大廈北區(qū)23F為例介紹如下(見圖3)。湖北大廈23F北區(qū)為250m2的辦公區(qū)域,全為玻璃材質(zhì)窗邊結(jié)構(gòu),室內(nèi)覆蓋已做,主導(dǎo)頻點(diǎn)為BCCH31。經(jīng)測試,窗邊有多個室外頻點(diǎn)與室內(nèi)信號場強(qiáng)相當(dāng),造成窗邊用戶無法接收主導(dǎo)小區(qū)信號,“乒乓效應(yīng)”嚴(yán)重。采用“新建干擾分布系統(tǒng)”解決方案,結(jié)合干擾模型,解決乒乓效應(yīng)問題。湖北大廈23F系統(tǒng)開通前后網(wǎng)絡(luò)環(huán)境測試參數(shù)對比如表1所示。4.3.2原室內(nèi)分布系統(tǒng)以典型案例深圳國際商會大廈41F為例介紹如下(見圖4)。國際商會大廈41F整個辦公區(qū)域呈回字行結(jié)構(gòu),建筑結(jié)構(gòu)比較空曠,面積大約1600m2。由于處在高層,該辦公區(qū)域窗邊收到多個與室內(nèi)覆蓋頻點(diǎn)BCCH514相當(dāng)?shù)氖彝忸l點(diǎn),造成窗邊“乒乓效應(yīng)”嚴(yán)重,手機(jī)通話不清晰,經(jīng)常掉話。采用“合路接入原室內(nèi)分布系統(tǒng)”解決方案,結(jié)合干擾模型,采用900MHz和1800MHz兩種系統(tǒng)設(shè)備解決乒乓效應(yīng)問題。國際商會大廈41F系統(tǒng)開通前后網(wǎng)絡(luò)環(huán)境測試參數(shù)對比如表2所示。4.3.3無線干擾抑制器的優(yōu)勢泄露電纜接入的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟妶D5。作為一種新型的解決高層覆蓋問題的方法,GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器解決用戶投訴區(qū)域范圍內(nèi)的“乒乓效應(yīng)”現(xiàn)象具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。解決高層信號頻繁切換問題后,若高層信號仍存在通話質(zhì)差,此時需結(jié)合無線網(wǎng)優(yōu)調(diào)整高層室內(nèi)外小區(qū)頻點(diǎn),調(diào)整室內(nèi)小區(qū)優(yōu)先級,去除客觀存在的同鄰頻干擾因素,則可以達(dá)到高層覆蓋問題的完全解決。5邊際漫游問題由于無線信號扇形傳播的特點(diǎn),決定了基站信號的覆蓋范圍難以與行政區(qū)劃的邊界完全吻合,由此出現(xiàn)了人在B地,手機(jī)接收到的信號卻是A地的情況,這種現(xiàn)象被稱為邊際漫游,也就是我們常說的漫游現(xiàn)象。長期以來,因邊際漫游產(chǎn)生漫游費(fèi)和長途費(fèi)一直是用戶投訴的熱點(diǎn)之一。越區(qū)覆蓋是GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中經(jīng)常提到的一個概念,即一個扇區(qū)的信號出現(xiàn)在規(guī)劃之外的區(qū)域,這個區(qū)域和信號源位置有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離,甚至越過數(shù)個扇區(qū)。邊界漫游和越區(qū)切換現(xiàn)象均是因?yàn)槭艿奖拘^(qū)外的其他小區(qū)干擾所致,從本質(zhì)上與引起高層覆蓋“乒乓效應(yīng)”的原因是相同的。因此,利用GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器的“干擾抑制方法論”屏蔽不需要的信號同樣能夠解決相關(guān)問題。6基于5gs-固定網(wǎng)的目標(biāo)函數(shù)GSM系統(tǒng)智能無線干擾抑制器的使用,不但可以優(yōu)化整體網(wǎng)絡(luò),減少運(yùn)營商在高層室內(nèi)覆蓋建設(shè)中遇到的建筑高層尤其是靠窗位置因乒乓效應(yīng)引起的信號頻繁切換和覆蓋質(zhì)差問題,提高網(wǎng)絡(luò)容量,改善網(wǎng)絡(luò)指標(biāo);還可用于吸納原漫游信號區(qū)的話務(wù)量,減少由于漫游信號造成的資費(fèi)投訴,提高顧客的滿足度、忠誠度和自身的品牌效應(yīng);此外,該設(shè)備的使用對抑制跨區(qū)覆蓋,減少客戶因國際漫游而造成的話務(wù)糾紛也有著積極的作用。R1=P1+G1-L0-L1-L2≥R2L0=32.4+20lgD+20lgFL0為空間路徑損耗(dB);D為天線離窗邊距離(m);F為無線網(wǎng)絡(luò)頻率(MHz);L1為建筑物墻體損耗(dB);L2為玻璃或人體等其他損耗(dB);R2為窗邊室外信號最強(qiáng)場