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淺談GSM系統掉話(huà)原因及解決方法

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作者: 時(shí)間:2008-01-21 來(lái)源: 收藏

  隨著(zhù)規模的不斷擴大,網(wǎng)絡(luò )維護工作的重點(diǎn)已逐漸轉移到網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化方面上來(lái)。網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化中較為突出的一項指標是掉話(huà)率,掉話(huà)是許多移動(dòng)用戶(hù)在使用過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,也是用戶(hù)申告的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。所謂掉話(huà),就是指通話(huà)雙方在通話(huà)期間由于某種原因而非正常終止通話(huà)。掉話(huà)率是指無(wú)線(xiàn)掉話(huà)次數占試呼總次數的比例。掉話(huà)現象是系統各種不良因素的綜合體現,影響系統運行質(zhì)量。提高網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量,降低掉話(huà)勢在必行。下面從以下幾個(gè)方面具體分析掉話(huà)產(chǎn)生的原因,并提出一些可行的解決方法。

  一、切換對掉話(huà)的影響

  對于系統來(lái)說(shuō),切換對系統運行質(zhì)量有較大的影響。切換掉話(huà)是無(wú)線(xiàn)掉話(huà)的一部分。切換的主要原因有四類(lèi):電平引起的切換、話(huà)音質(zhì)量引起的切換、功率預算引起的切換及距離引起的切換。如果切換不成功將會(huì )造成掉話(huà)。根據我們對小區切換的統計可以看出,正常情況下切換成功率高的地區,一般說(shuō)來(lái)掉話(huà)率都比較低。切換掉話(huà)的主要原因有以下幾點(diǎn):

  (1)由于小區話(huà)務(wù)量大,有全忙時(shí)長(cháng),引起在切換時(shí)目標小區沒(méi)有可用資源分配,源小區無(wú)線(xiàn)鏈路難以繼續維持通話(huà)而引起掉話(huà)。

  (2)在配置無(wú)線(xiàn)數據時(shí),由于鄰區漏配或錯配引起在切換時(shí)沒(méi)有合適的小區可以切換而引起掉話(huà)。

  (3)手機在切換時(shí),目標小區的載頻硬件存在隱性故障,導致手機切換后占用問(wèn)題載頻,發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題或電平差而引起掉話(huà)。

  (4)手機在切換時(shí),由于小區同BCCH、BSIC或同BCCH不同BSIC,手機在測量時(shí)出現解碼錯誤而切換到錯誤小區引起掉話(huà)。

  (5)存在孤島效應,如果服務(wù)小區A由于地形的原因產(chǎn)生的場(chǎng)強覆蓋孤島C,而在孤島C周?chē)譃樾^B的覆蓋范圍,這時(shí)如果在A(yíng)的鄰近小區的拓撲結構表中未添加小區B,那么當用戶(hù)在C中建立呼叫后,一但走出孤島,由于無(wú)處可切換將產(chǎn)生掉話(huà)。

  減少因切換導致的掉話(huà)可以從以下幾方面著(zhù)手:

  1.避免相鄰小區擁塞引起掉話(huà)

  各小區話(huà)務(wù)分布不均衡,一些小區,由于相鄰小區都很繁忙,造成忙時(shí)目標基站無(wú)切換信道,而導致手機用戶(hù)在進(jìn)行切換時(shí)無(wú)法占用相鄰小區的話(huà)音信道。在這種情況下,BSC將對此進(jìn)行呼叫重建,若主叫基站的信號此時(shí)不能滿(mǎn)足最低工作門(mén)限或亦無(wú)空閑話(huà)音信道,則呼叫重建失敗導致掉話(huà)。因此,我們要合理分布話(huà)務(wù)。通過(guò)工程擴容、拆閑補忙、話(huà)務(wù)切換、開(kāi)啟半速率等功能減少由于擁塞而產(chǎn)生的掉話(huà)。

  2.注意相鄰小區的選擇

  正確、完整的鄰區關(guān)系非常重要,鄰區關(guān)系做的太少,會(huì )造成大量掉話(huà);鄰區關(guān)系做的過(guò)多,會(huì )導致測量報告的精確性降低。這兩種情況都會(huì )造成網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的惡化和掉話(huà)。在定義相鄰小區時(shí),設計往往與實(shí)際情況存在差異。各小區的實(shí)際覆蓋范圍與天線(xiàn)高度、周?chē)h(huán)境等都有著(zhù)相當密切的關(guān)系,這就很容易漏定義或錯定義相鄰小區,造成切換成功率低,使小區之間存在漏覆蓋或盲區,導致切換失敗而掉話(huà)。尤其是對于一些在設計時(shí)沒(méi)有切換數據,但實(shí)際上存在一個(gè)短而窄的切換區的情況,應該增加切換數據。我們應該定期進(jìn)行全面的Drive Test,對網(wǎng)絡(luò )的覆蓋和切換情況有個(gè)全面清晰的了解,及時(shí)根據實(shí)際情況修改相鄰小區的定義,尤其要注意不同BSC之間的切換和越局切換的 Neighbor CELL定義,減少因錯做或漏做Neighbor CELL產(chǎn)生的掉話(huà)。應特別指出的是:若某個(gè)小區的BSIC或BCCH頻率作了修改,那么以這個(gè)小區作為hand-over target cell的小區須修改其N(xiāo)eighbor List定義。

  3.加強切換類(lèi)型、切換參數的選擇

  在系統中,切換基于多種觸發(fā)條件,并有不同的切換類(lèi)型。如果切換類(lèi)型、ho_margin(HOM)設置不當,根據實(shí)際情況,對參數HOM進(jìn)行調整(HOM表示:只有當相鄰小區電平值與服務(wù)小區電平值的差值大于HOM時(shí)才會(huì )發(fā)生切換,它的取值范圍是0~126,其中63對應0dB,可以對話(huà)務(wù)均衡、優(yōu)化切換關(guān)系起到較好的作用。但是如果為了分擔話(huà)務(wù),將HOM設聲負值,如A→B的HOM設為-20dB,即A小區信號比B小區信號低20dB發(fā)出切換請求,此時(shí)B小區的信號可能已經(jīng)很差,難免產(chǎn)生掉話(huà)。因此,對于這種分擔話(huà)務(wù)量的切換,其參數的選擇尤其要注意,應權衡話(huà)務(wù)分擔和掉話(huà),找到一個(gè)最佳點(diǎn)。如果兩個(gè)小區打開(kāi)基于多種觸發(fā)條件的切換,那么如果觸發(fā)條件選擇不當,就會(huì )產(chǎn)生乒乓切換,造成切換失敗。我們應注意慎重選擇切換類(lèi)型和切換參數,提高切換成功率,減少掉話(huà)。

  4.減少相鄰小區不能工作引起的掉話(huà)

  如果某個(gè)基站或小區不能工作,該基站或小區覆蓋的地區就形成盲區,這樣肯定產(chǎn)生掉話(huà)。即使其他小區能夠覆蓋該地區,但是由于頻率規劃的原因,仍然會(huì )產(chǎn)生較嚴重的頻率干擾,而引起掉話(huà)。

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  二、干擾導致的掉話(huà)

  干擾會(huì )導致通信質(zhì)量下降,是造成掉話(huà)的一個(gè)重要的原因。干擾可以分為外部干擾和內部干擾。

  1、外部干擾

  隨著(zhù)科技的進(jìn)步,空中的無(wú)線(xiàn)電波越來(lái)越多,而且有些系統就是專(zhuān)門(mén)針對系統的干擾設備,如為避免高考泄秘而采用的干擾設備,因此,如果頻率設置不當,會(huì )造成嚴重的頻率干擾。在發(fā)射設備的非線(xiàn)性單元,載波與通過(guò)天線(xiàn)進(jìn)入的干擾信號互調而產(chǎn)生干擾,引起通話(huà)質(zhì)量下降或掉話(huà)。針對外部干擾。首先應該采用測試工具對無(wú)線(xiàn)環(huán)境進(jìn)行測試分析,確定干擾源,然后與無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )聯(lián)系采取有針對性的措施排除干擾。下面介紹一典型的外部干擾案例。

  2005年10月17日開(kāi)始,在BSC6覆蓋下的東河區出現大面積用戶(hù)投訴,同時(shí)在話(huà)務(wù)統計上觀(guān)察大面積基站(東河地稅、鐵通、回民中學(xué)、供暖所)均出現高干擾現象。干擾時(shí)間從上午09:00一直持續至晚上21:00,對整網(wǎng)掉話(huà)指標影響較大,見(jiàn)圖1、圖2。

  

BSC6干擾示意

  圖1 BSC6干擾示意

  

BSC6掉話(huà)示意

  圖2 BSC6掉話(huà)示意

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  干擾地區手機無(wú)法正常主被叫,見(jiàn)圖3。

  

大量分配失敗導致無(wú)法接入

  圖3 大量分配失敗導致無(wú)法接入

  20日上午通過(guò)干擾查處,我們定位干擾在東河區轉龍藏療養院二樓會(huì )議室?,F場(chǎng)干擾查處情況見(jiàn)圖4。

  

現場(chǎng)干擾查處情況

  圖4

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  從圖中可以看出現場(chǎng)基站下行信號已經(jīng)完全淹沒(méi)在干擾中。

  當日下午我們聯(lián)系無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )對干擾進(jìn)行處理,整網(wǎng)問(wèn)題及用戶(hù)投訴得到解決。

  2.內部干擾

  GSM系統內部干擾主要由以下幾個(gè)方面的原因產(chǎn)生:

  (1)頻率規劃不合理,引起同、鄰頻干擾;

  (2)基站或手機功率設置不合理,引起下、上行鏈路干擾;

  (3)頻率復用不合理;

  (4)由于多徑效應、建筑物反射等造成干擾。

  在GSM系統中最常見(jiàn)的干擾是同頻或鄰頻干擾。當移動(dòng)臺在服務(wù)小區中收到很強的同頻或鄰頻干擾信號時(shí)會(huì )造成誤碼惡化,從而使移動(dòng)臺無(wú)法正確解調相鄰小區的BSIC碼或不能正確接收測量報告,導致掉話(huà)。對這種情況,一方面可由網(wǎng)絡(luò )規劃部門(mén)重新分配頻率;另一方面對鄰頻干擾而言,增加相鄰關(guān)系也是解決問(wèn)題的辦法。因為在基站密集區,頻率復用很緊密,不可避免會(huì )出現鄰頻干擾現象,在鄰頻抑制比范圍內增加相鄰關(guān)系是降低鄰頻干擾行之有效的辦法之一。

  對于系統內部干擾,在進(jìn)行認真細致的頻率規劃的基礎上,采用先進(jìn)的測試手段對無(wú)線(xiàn)環(huán)境進(jìn)行測試,依據測試結果對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行頻率、功率及天饋線(xiàn)等各方面的調整,減少干擾,避免掉話(huà)。

  3.幾種減小干擾的方法

  (1)不連續發(fā)射(DTX)

  在用戶(hù)通話(huà)過(guò)程中,其實(shí)大約只有50%的時(shí)間是真正的通話(huà)時(shí)間。所謂DTX,就是當檢測到?jīng)]有用戶(hù)數據的間隙時(shí)(如說(shuō)話(huà)間隔時(shí)間),停止或減少無(wú)線(xiàn)信號的發(fā)送。不連續發(fā)射的目的是把無(wú)線(xiàn)路徑上的功率發(fā)送減到最小,以便減小相互間的干擾,從而達到減少掉話(huà)的目的。有研究表明,單一干擾源形成的干擾,假如原來(lái)有50%的干擾電平低于-120dBm,采用DTX后有75%低于-120dBm,改善程度是相當明顯的。

  DTX分上行DTX和下行DTX。優(yōu)化初期,我們將上行DTX全部打開(kāi),使MS在通話(huà)過(guò)程中,在話(huà)音間歇期間,不上傳信號。該參數的應用,一方面可以降低上行無(wú)線(xiàn)信道的干擾。從而使網(wǎng)絡(luò )的平均通話(huà)質(zhì)量得到提高;另一方面,可節約MS的功耗,增加移動(dòng)臺的待機時(shí)間。

  近期隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )內部干擾的不斷增多,我們又將下行不連續發(fā)射DTX開(kāi)啟。開(kāi)啟DTX后,在下行方向上基站只有50%的時(shí)間需要發(fā)射功率,其余時(shí)間可以不發(fā)射功率。這樣一方面可以節約系統資源,另一方面在市區干擾比較嚴重的地段可以有效降低下行干擾。相關(guān)參數情況見(jiàn)表1,參數修改前后的話(huà)務(wù)統計見(jiàn)表2。

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相關(guān)參數情況

  開(kāi)啟DTX功能后,下行質(zhì)量切換比例明顯下降。下行質(zhì)量切換比例在一定程度上表征了網(wǎng)絡(luò )下行干擾的情況,由此可見(jiàn),網(wǎng)絡(luò )中下行干擾得到了明顯控制。

  (2)功率控制(Power Control)

  功率控制同DTX一樣,共同的目標就是改善頻譜效率。在保證良好接收的條件下,盡可能降低發(fā)端功率,改善對其他呼叫的干擾,減少掉話(huà)。在GSM系統中,減少干擾就意味著(zhù)可以獲得更高的頻譜效率。BSS通過(guò)評估BTS對MS測量的結果,調整MS的傳輸功率,以保證在可接收的傳輸質(zhì)量下的最小功率。同樣,BSS也可以通過(guò)評估MS報告的BTS下行傳輸功率,來(lái)調整BTS的發(fā)射功率。

  (3)跳頻

  跳頻實(shí)際上是一種擴頻技術(shù),其方法是把一個(gè)寬頻帶分成若干頻率間隔(稱(chēng)為頻道),發(fā)射機在某一特定時(shí)間間隔中,用哪一個(gè)頻道發(fā)送信號,由一個(gè)偽隨機序列控制。這樣接收機就多了時(shí)間選擇性,除非窄帶干擾在特定時(shí)間內與所需信號同時(shí)落入一個(gè)通道,否則不能形成干擾。采用跳頻后,強干擾信號嚴重損傷,不再以連續的形式出現,起到了干擾分集的作用。跳頻可以改善空間的頻譜環(huán)境,提高全網(wǎng)的通信質(zhì)量,有利于減少干擾對接收機的影響,控制掉話(huà)。在網(wǎng)絡(luò )中是否 應用跳頻,可以通過(guò)設置參數ENHOPP來(lái)實(shí)現。

  (4)頻率規劃

  頻率規劃對于系統來(lái)說(shuō)相當重要,在頻率規劃時(shí)應該考慮以下幾方面的問(wèn)題:

 ?、貱/I的要求(GSM系統一般要求9dB);

 ?、谕l干擾;

 ?、坂忣l干擾;

 ?、蹷TS的經(jīng)緯度和標高;

 ?、莸乩憝h(huán)境及建筑物的影響。

  上行干擾主要來(lái)源于同頻干擾和外部干擾(交調干擾),通過(guò)分析drive test的相關(guān)報告,修改同頻小區的同頻頻率,增加同頻小區的間距;利用頻譜分析儀,定位交調干擾。

  下行干擾主要由頻率規劃不當引起,下行干擾會(huì )引起頻繁切換。對于上、下行干擾,需利用頻率規劃重新進(jìn)行優(yōu)化調整。

  合理利用上述方法可以在一定程度上減少系統干擾。達到降低掉話(huà)的目的。

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  三、射頻部件及天饋線(xiàn)統對掉話(huà)的影響

  射頻部分主要是將BTS發(fā)出的TDMA幀基帶信號調制到載頻上,并發(fā)射出去;或從天線(xiàn)、收信前端電路接收高頻信號并解調出基帶信號。這部分有問(wèn)題,將使上行或下行信號變差,以致產(chǎn)生掉話(huà)。下面分五種情況分別加以說(shuō)明:

  1.射頻部件故障

  發(fā)射合路器、接收低噪聲放大器及雙工器,還有載頻單元,這些硬件故障,均會(huì )導致系統的發(fā)射、接收性能極度惡化,而產(chǎn)生掉話(huà)。

  2.天饋線(xiàn)系統故障

  無(wú)線(xiàn)信號從BTS發(fā)信機出來(lái),經(jīng)過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去。天饋線(xiàn)出現損傷、打折、進(jìn)水等現象,引起駐波比過(guò)高,是產(chǎn)生掉話(huà)的另一個(gè)主要原因。這就需要我們注意天饋線(xiàn)系統的工程質(zhì)量和維護,將此類(lèi)情況引起的掉話(huà)減至最少。

  3.功率不平衡引起的掉話(huà)

  目前,GSM技術(shù)已相當成熟,網(wǎng)絡(luò )規模日益龐大,同一個(gè)小區可能有多個(gè)載頻,各載頻發(fā)射功率可能不相同,造成功率不平衡而引起掉話(huà)。在數據庫中,可以通過(guò)調節參數TX-OFFSET的值,來(lái)達到控制覆蓋和功率平衡的目的。

  4.天線(xiàn)角度

  天線(xiàn)角度有兩種:方位角和俯仰角。天線(xiàn)的調整是網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作中很重要的部分,它對于控制覆蓋、掉話(huà)以及話(huà)務(wù)調整均有很大的影響。一般來(lái)說(shuō),無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化中最重要的是控制覆蓋,而控制覆蓋最有效的方法便是調節天線(xiàn)的俯仰角和方位角。天線(xiàn)覆蓋范圍過(guò)大,會(huì )引起同、鄰頻干擾,產(chǎn)生掉話(huà);覆蓋范圍過(guò)小,將會(huì )出現盲區,也會(huì )產(chǎn)生掉話(huà)。只有根據實(shí)際情況,將天線(xiàn)的俯仰角和方位角調整到理想的位置,實(shí)現良好覆蓋,才能將掉話(huà)控制在最小的范圍內。但應注意:天線(xiàn)的俯仰角不能過(guò)大,過(guò)大將使場(chǎng)強發(fā)生裂變,覆蓋區內信號變弱。另外,我們目前常用收發(fā)共用方式,兩根收發(fā)共用天線(xiàn)的俯仰角和方位角應該完全一致,否則,會(huì )出現同一小區兩根天線(xiàn)的覆蓋范圍不相同,也會(huì )產(chǎn)生掉話(huà)。對于兩根分集接收天線(xiàn),其間的水平間距應大于3m,以保證良好的分集接收效果,提高收信靈敏度。

  四、覆蓋原因導致的掉話(huà)

  GSM網(wǎng)絡(luò )在不斷擴大,城市建設也在飛速發(fā)展,高大建筑物、建筑結構的復雜性及建筑材料的屏蔽性,使市區高大建筑物室內存在許多信號較弱的區域或 “盲區”。尤其是高樓的底層,更易產(chǎn)生掉話(huà)。對這種因覆蓋不足而導致的掉話(huà),采用室內分布系統+信號源方式解決。另一種覆蓋較差的情況是缺少基站或基站布局不合理所致,如因工程建設速度問(wèn)題不能及時(shí)增加基站。對于這種就要綜合考慮頻率規劃和其它方位的覆蓋情況,對天線(xiàn)的方位角、傾角、高度及最大發(fā)射功率進(jìn)行調整。如果由于歷史原因造成基站布局不合理,首先考慮基站搬遷的難易程度,如難度較大、投資較高,可考慮在減少該基站覆蓋范圍的基礎上,在適當的位置重新建基站,盡量在吸收話(huà)務(wù)的同時(shí)降低干擾。還有一種覆蓋導致的掉話(huà)是越區覆蓋所致。對于越區覆蓋,我們可以通過(guò)DT測試,采用鎖定載頻的方法進(jìn)行。對覆蓋范圍的調整,最好采用調整BSC無(wú)線(xiàn)參數的方法。最常用的2個(gè)參數是PWRRED(載波的最大發(fā)射功率)和RXLEVMIN(小區最小接入電平)。 PWRRED:0表示最大發(fā)射功率43dBm,每增加一擋表示載波的最大發(fā)射功率降低2dBm。RXLEVMIN:為避免移動(dòng)臺在接收電平很低的情況下接入網(wǎng)絡(luò ),網(wǎng)絡(luò )規定了移動(dòng)臺允許的最小接入電平,其值為:0~63,對應的電平值為-110dBm~47dBm。對PWRRED進(jìn)行調整時(shí),應注意室內信號的測試,調整幅度不能太大。我們在包頭本地網(wǎng)的優(yōu)化中,在進(jìn)行整網(wǎng)基站功率調整時(shí),對市區網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了多次較大范圍的測試,但對有些因功率調整而影響室內信號的基站暫時(shí)未做調整。RXLEVMIN設置不能過(guò)高,設置過(guò)高會(huì )出現用戶(hù)手機信號很強,但有時(shí)卻不能正常使用的情況,做被叫會(huì )出現“用戶(hù)不在服務(wù)區”的通知音,做主叫有時(shí)不能正常通話(huà)。因此,參數設置沒(méi)有一個(gè)固定的模式,只能結合網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際情況,在優(yōu)化中反復測試、調整,以實(shí)現最佳。

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  五、系統原因引起的掉話(huà)

  1.系統硬件故障或軟件不完善,程序或數據差錯等原因都會(huì )引起掉話(huà)。

  2.Ab is接口或A接口失敗產(chǎn)生掉話(huà)。原因可能是BSC未收到來(lái)自BTS的測量報告或超過(guò)TA時(shí)限,切換過(guò)程的一些信令失敗,以及Abis接口或A接口的誤碼率影響等。

  3.由于某種原因,當BSC計算出的時(shí)間提前量(TA)與實(shí)際所需要的TA不相符時(shí),會(huì )造成時(shí)隙上的干擾。干擾嚴重時(shí)會(huì )引起掉話(huà)。

  六、采用直放站引起的掉話(huà)

  為減少投資,擴大覆蓋范圍,一些小基站普遍采用直放站放大信號。由于目前大量使用的直放站是900MHz寬帶放大器,而基站與直放站之間絕大多數又是射頻連接方式,再加之直放站的規劃與選址上也存在一些問(wèn)題,所以使用直放站后導致掉話(huà)的現象是比較嚴重的。我們應盡量避免使用直放站。如果因環(huán)境或工程等方面的原因必須使用,也應該按照有關(guān)技術(shù)規范和標準正確選擇直放站址。使用直放機;同時(shí)還要做到合理安裝和使用,保證網(wǎng)絡(luò )的質(zhì)量要求。下面介紹一典型的由于網(wǎng)內直放站干擾導致掉話(huà)的案例:

  2004年10月28日通過(guò)話(huà)務(wù)統計分析,發(fā)現白狐溝基站3小區存在嚴重的上行干擾,用戶(hù)投訴電話(huà)的話(huà)音質(zhì)量較差,且頻繁掉話(huà)。

  我們對用戶(hù)投訴較為嚴重的地點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)撥打測試及干擾測試,發(fā)現白狐溝基站3小區,在 下行電平及質(zhì)量很好的情況下。不斷發(fā)生切換失敗。因MS Tx power一直是滿(mǎn)功率發(fā)射,所以可以斷定手機駐留在白狐溝基站3小區時(shí),上行存在干擾問(wèn)題。為了進(jìn)一步定位問(wèn)題,我們用TEK YBT 250干擾測試儀進(jìn)行干擾測試與定位,發(fā)現干擾來(lái)自石拐河灘直放站。石拐河灘直放站的施主小區為20421(石拐_1),石拐河灘直放站將GSM上行頻段 890MHz~909MHz的底噪全部放大(見(jiàn)圖5),而該頻段正是移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò )的上行頻段,對附近的白狐溝基站3小區造成嚴重的上行干擾。

  

底噪全部放大

  圖5

  聯(lián)系直放站廠(chǎng)家修改相關(guān)參數后,掉話(huà)恢復正常。

  以上是關(guān)于掉話(huà)的一些粗淺認識,在設備的日常維護工作中,應注重DT和CQT測試,對統計數據進(jìn)行詳細的分析。只有對系統有詳細的了解,才能有針對性地提高網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量。

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