GPS大面积干扰分析排查报告

GPS大面积干扰分析排查报告

【摘要】

11月30日下午2点开始，洛阳TD网络出现大量基站“时钟参考源异常告警”，网络优化人员联合维护人员紧急进行分析，并制定应急预案。在对问题详细分析后确认为外部干扰导致GPS告警，利用频谱仪对异常告警较集中区域进行重点扫频，确认干扰源，并协调无委会共同处理，干扰器关闭后，告警消除，网络恢复正常。本文重点对该问题的分析处理过程进行总结。

1 问题描述

11月30日14:06左右开始，洛阳TD网络出现大量基站“时钟参考源异常告警”，如下图所示：

GPS时钟参考源异常告警图示

对出现告警的站点进行地理化显示，告警站点基本分布在市区，且有一定的地理分布规律，尤其是洛河以北西工区较为集中，如下图所示：

出现GPS告警基站分布图

2 告警影响分析

TD-SCDMA系统是全网同步系统，要求所有基站之间严格保持时间同步，移动终端和基站信令流程、小区间切换、位置更新等都需要精确的时间控制，因此同步问题就是TD-SCDMA 通信系统的“心跳”。目前，TD-SCDMA基站普遍采用全球定位系统GPS同步。

短时间（一般认为8个小时以内）的GPS时钟参考源异常不影响基站运行状态和网络性能指标，长时间（一般认为超过8个小时）的GPS时钟失锁可能导致基站间无法同步，时钟开始偏移，在GPS时钟偏移初始阶段会出现三大影响：

（1）切换及小区重选，用户终端(UE)在正常状态下，都需要以当前小区DwPTS的定时为基准进行邻区DwPTS搜索，如果相邻区定时偏差过大，则UE无法在DwPTS

搜索窗内搜索到邻小区的DwPTS，或者即使可以搜到邻区但搜索得到的邻区

主公共控制信道(PCCPCH)信号差，信干比(SIR)低，严重影响网络的关键参数

指标性能，造成终端的重选和切换问题；

（2）DwPTS对UpPTS时隙的干扰，TD-SCDMA为了避免小区之间下行DwPTS对UpPTS 的干扰，在两个时隙间留出了一个96码片的保护时隙。在GPS失步的情况下，

会导致DwPTS时隙和UpPTS时隙间的有效保护时间减少；

（3）业务时隙的交叉干扰，TD-SCDMA系统的每个时隙末尾有一个16 chips长度的GP用以上下行转换，但是如果小区定时偏差过大，则会产生小区间业务时隙

的交叉干扰，在TD-SCDMA中，每个业务时隙有864个chip长度，因此GPS

失步造成的交叉时隙在业务时隙只会干扰部分chip时段，只有GPS失步很大

时才会造成明显的干扰。

一旦故障基站GPS偏移达到一定程度，如果是后向偏移，就会形成失步基站的下行时隙干扰周边基站的上行时隙，造成问题站点在内的周边大面积的系统内干扰；如果是前向偏移，则会形成周边基站的下行时隙干扰失步基站的上行时隙，造成失步基站三个扇区所有业务的恶化。如果是时变偏移，影响范围因偏移方向而不同，影响程度随偏移程度而变化，表现为干扰和业务恶化具有时变性。

由以上分析可见，洛阳市区出现如此大范围GPS时钟参考源异常告警，如果不能及时查出原因并解决，整个TD网络都将处于瘫痪状态，后果不堪设想。

3 原因分析与应急预案

3.1 原因分析

通常情况下，基站出现GPS时钟参考源异常告警有两个主要原因：

a)GPS信号受到外界干扰

由于GPS信号从卫星发射到地面之后，已经非常微弱，所以很容易受到外界干扰的影响，很多因素都会对GPS信号造成干扰，比如外太空太阳耀斑的干扰、电离层和大气环境的干扰、军方演习干扰、雷电等异常天气的影响等。在存在干扰的情况下，接收机接收卫星的信号质量会变差，信噪比降低，误码率上升，某些时候就会导致接受不到卫星信号。

b)工程施工原因

在建设站点时，如果GPS天线安装存在遮挡，GPS天线未满足净空120度要求，或者施工工艺问题造成馈线阻抗过大、馈线头工艺问题、馈线进水等因素，使得基站侧接收到的GPS信号较弱，也可能产生GPS时钟参考源异常告警。

根据现在情况，工程施工原因首先被排除，在网络已经较为稳定的阶段，突然出现因施工原因导致大范围GPS告警的可能性几乎为零，所以，重点应放在干扰分析上。

由于出现的是大范围GPS告警，分布不均匀，并且干扰的排查与确认工作本身就具有难以掌控的特点，所以，在未确认是干扰导致GPS告警和未查找出干扰源前，应做好相应预案，避免导致更严重的后果。

3.2 应急预案

根据告警站点分布图层，将出现GPS告警的基站划分为洛南与洛北两个区域，应急预案也按照两个区域分别制定。

应急预案的原则：

1、最大程度的保障用户感知；

2、尽量降低对网络性能的影响；

3、对现网的操作尽可能简单容易，恢复方便。

应急预案：

1、如洛南出现小范围干扰则只对出现干扰小区进行闭塞然后去激活命令，如洛南出现大范围干扰则对洛南区域全部站点进行闭塞然后去激活命令；

2、如洛北出现小范围干扰则只对出现干扰小区进行闭塞然后去激活命令，如洛北出现大范围干扰则对洛北区域全部站点进行闭塞然后去激活命令；

3、如干扰消除，站点时钟参考源异常告警恢复后执行同文件夹下激活、解闭塞命令。

预案脚本如下：

4 现场扫频处理

因本次干扰导致大范围的基站GPS时钟参考源异常告警，初步怀疑本次干扰范围较广，可能与军工企业有一定的关系，告警图层显示GPS时钟参考源异常基站也集中在某军工研究所附近区域。因此，在大范围告警区域内选择一个较为有可能的地方，重点进行干扰排查工作。

a)从站点拓扑图中可以看出：GPS时钟参考源异常基站集中在某军工研究所附近区域。

b)此位置周边环境的情况以及主要扫频路线如下3D立体图所示：

c)通过扫频仪对某军工研究所周边进行反复扫频，发现在此军工研究所方向干扰现象