GSM网络硬件故障问题研究

1 GSM网络结构

整个GSM系统可以按功能划分为三大部分：

NSS（网络交换子系统），BSS（基站子系统），NMS（网络管理子系统）

网络各子系统的作用：

NSS：网络交换子系统。负责执行呼叫控制功能。比如管理一个呼叫的建立、保持、释放，以及这个呼叫的计费信息。

BSS：基站子系统。充当手机用户和NSS之间的一个接口。同时，它还对无线接口和基站子系统中的各网络元素之间的传输链路进行控制。

NMS：网络管理子系统。管理整个GSM网络。它包括告警管理以及反映网络性能的一些测量和统计报告。

BSS基站子系统各部分的作用：

TCSM：码型变换器。它能够将话音从一种数码格式变换成另一种格式，反之亦然。它负责将64Kbit/s的PCM编码转换成13Kbit/s的RPE-LTP编码和3Kbit/s的带内信令。此外，它还负责将3或4条2M电路复用为1条2M电路。

BSC：基站控制器是BSS的核心网络单元，控制无线网络。管理基站和TCSM。

BTS：基站是维持空中接口的网络单元。

2 故障类型

依据2012年呼和浩特隐性故障排查处理的实际情况可以看出，基站硬件设备故障占34%，天馈故障占24%，射频拉远故障占21%，这三类占到了总数的79%，所以解决这三部分的故障是处理好硬件故障的关键。

2.1 GSM网内设备故障

2.1.1基站主设备故障

基站主设备（BTS）的基本功能：

● 实现Abis接口物理层规定（PCM/E1）

● 实现Abis接口数据链路层（LAPD）

● 实现BTS管理功能

● 实现部分无线资源管理功能（RR）

● 实现Um接口数据链路层功能（LAPDm）

● 实现Um接口物理层规定（TDMA）

● 实现信道编译码、交织与反交织

● 实现调制与解调功能

● 提供空中接口

● 执行功率控制

● 负责空中接口信令

2.1.2天馈系统故障

天馈系统是由天线和馈线构成，其组成主要包括以下几部分：

(1)天线，用于接收和发送无线信号，常见的有单极化天线、双极化天线和全向天线。

(2)室外跳线，用于天线与7/8主馈线之间的连接，常用的跳线采用1/2″馈线，长度一般为3m。

(3)主馈线，目前用于移动基站的馈线主要有7/8″馈线、5/4″馈线、15/8″馈线。

(4)接头密封件，用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。

(5)室内超柔跳线，用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2超柔馈线，长度一般为2～3m。

(6)其他配件，主要有接地装置（7/8馈线接地件）、7/8馈线卡子、走线架、馈线过窗器、防雷保护器（避雷器）、各种尼龙扎带等。

基站天线连接错误现象分析：

DT、CQT测试方面：

● 接收信号出现偏差；

● 手机发射功率抬高；

● 切换频繁，切换失败较多；通话质量差；

● C/I提升；

● BLER提升，干扰质差；拨打、接通电话困难；

● 掉话增多；

● GPRS附着困难；

● 数据速率降低；

话务统计分析方面：

● 上下行链路不平衡；

● 切换次数增多；

● 切换失败率升高；

● 出现干扰带；

● 指配失败；

● 掉话次数增多；

● TBF建立成功率降低；

● 数据吞吐量下降；

基站天线连接现象分类：

基站小区天线正确连接；

● 基站小区天线接反；

● 基站小区天线交叉；

● 基站小区天线“鸳鸯线”；

基站小区天线正确连接：见图1

基站小区天线接反：

● 小区主集天线是否接反，现象是：接反的2个小区覆盖方向的频点与BSC系统中配置的频点颠倒。

● 这样系统中规划的小区1的邻区及小区配置信息都将在物理安装位置错误的2小区方向发射；同样的系统中规划的小区2的邻区及小区配置信息都将在物理安装

● 位置错误的1小区方向发射。这样物理上小区1和小区2所发射信息在地理覆盖方向上是非常明显的相反；即物理小区1方向发射的是系统配置中的小区2的信息，

● 物理小区2方向发射的是系统配置中的小区1的信息，包括邻区关系。

● 基站小区天线接反最直接的表现就是切换失败较多，甚者导致邻区漏加，强信号造成的解码失败，从而形成干扰，造成通话质量较差。

● 在一小区位置上出现二小区的信号，一小区也同理。

基站小区天线“鸳鸯线”：

一和二小区的主分集接反，俗称“鸳鸯线”，特殊的天线交叉：

路测时的现象：

路测中发现一个基站的二小区无信号覆盖，或者覆盖非常弱，天线正对250米处覆盖都很弱；而一小区信号覆盖良好，在路测却天线正对250米处能发现频繁的小区切换，切换发生在两个小区之间。有可能会发现源小区的主BCCH和TCH相差较大，一般在15DB以上，（在没有开功率控制的情况下）。在天线正打250米处，手机一直满功率发射。

对网络质量的影响：

二小区无覆盖，或者是覆盖很弱，因为一发两收，没了发；一小区的情况是，其位置上是一、二两个小区信号在重叠覆盖，而且两个信号都很好很强。不过，在一小区位置上，会发生一、二小区信号间的来回频繁地切换，对通话会造成影响。基站小区天线接反，即物理小区1的天线覆盖位置连接到系统配置的小区2数据配置；物理小区2的天线覆盖位置连接到系统配置的小区1数据配置。

基站小区天线交叉：

1．小区主集天线是否接反，现象是：接反的2个小区覆盖方向的频点与BSC系统中配置的频点颠倒。

2．分集天线是否接反，现象是：接反的2个小区立即指配成功率低，周围有用户反映通话质量差。

处理天馈系统故障主要围绕着线、头、硬件、工艺质量、干扰等问题一一排查。天馈系统有关告警有十几种，只要遵循基本的分析方法和处理步骤，任何天馈系统有关的故障将不再是难题。

作者：内蒙古移动公司呼市分公司 赵鑫 来源：通信世界周刊