TD-LTE系統(tǒng)eNodeB基站故障分析與研究

劉婉妮，王 歡

（1.西安歐亞學(xué)院 陜西 西安710065；2.大唐移動通信設(shè)備有限公司 北京100083）

TD-LTE系統(tǒng)eNodeB基站故障分析與研究

劉婉妮1，王 歡2

（1.西安歐亞學(xué)院 陜西 西安710065；2.大唐移動通信設(shè)備有限公司 北京100083）

目前我國各運(yùn)營商正在如火如荼的進(jìn)行TD-LTE系統(tǒng)建設(shè)，大規(guī)模的TD-LTE基站建設(shè)，隨之而來的是基站故障種類和數(shù)量也隨之增多，為了更好的打造TD-LTE精品網(wǎng)絡(luò)，分析、排查、解決基站的故障就顯得尤為重要。本文通過工程實(shí)踐，針對EMB5116 TD-LTE基站設(shè)備的常見故障，總結(jié)基站的故障處理流程，并以案例形式分析GPS類故障、射頻類故障、傳輸類故障等常見故障的定位與處理方法，從而快速準(zhǔn)確的排查處理故障，保證網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)可靠運(yùn)行。

TD-LTE；EMB5116；基站；RRU

4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是中國各運(yùn)營商2014年工作的重中之重。但是隨著TD-LTE通信技術(shù)的迅速發(fā)展，中國的通信市場規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，設(shè)備復(fù)雜度不斷提高，大量新業(yè)務(wù)層出不窮，導(dǎo)致運(yùn)營商在管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的工作量越來越大，代價越來越高。其中基站的故障會直接影響到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，為了能更好地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的效率，提高服務(wù)質(zhì)量，保證基站子系統(tǒng) 高效、可靠、和安全地運(yùn)行，方便基站維護(hù)人員更好的了解系統(tǒng)地的運(yùn)行狀況，基站系統(tǒng)必須有一套準(zhǔn)確、可靠、實(shí)時的故障診斷和處理機(jī)制。為統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理平臺提供準(zhǔn)確、可靠、故障診斷結(jié)果，幫助維護(hù)人員盡早地發(fā)現(xiàn)和定位問題，保持基站良好運(yùn)行，分析、排查、解決基站的故障就顯得非常重要。

1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

目前的4G系統(tǒng)中，分布式BBU+RRU基站站型得到了較大規(guī)模應(yīng)用，與TD-SCDMA相比，TD-LTE建立了扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，取消了RNC（中央控制節(jié)點(diǎn)），只保留RAN節(jié)點(diǎn)—eNodeB，減少了設(shè)備的投入，NodeB和核心網(wǎng)采用基于IP路由的靈活多重連接——S1-flex接口，相鄰eNodeB采用Mesh連接——X2接口，TD-LTE系統(tǒng)的一個典型組網(wǎng)示意圖如圖1所示[1]。目前，LTE現(xiàn)網(wǎng)中用到的基站設(shè)備不盡相同，其中EMB5116 TD-LTE是大唐移動通信設(shè)備有限公司開發(fā)的一種適應(yīng)多種應(yīng)用環(huán)境下的緊湊型基站產(chǎn)品，具有體積小，安裝條件簡單，支持掛墻、機(jī)柜等方式，配置靈活多樣等特點(diǎn)，可用于室內(nèi)分布應(yīng)用及室外宏蜂窩應(yīng)用，單機(jī)柜標(biāo)準(zhǔn)容量最小配置10M帶寬，最大可支持120M帶寬。通過基帶拉遠(yuǎn)技術(shù)，既可以支持本地覆蓋，也可以支持遠(yuǎn)端覆蓋，從而解決站址問題[2]。由于現(xiàn)網(wǎng)中大量應(yīng)用了EMB5116 TD-LTE，為了保證TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)營，因此對EMB5116故障的分析和解決就顯得尤為重要，本文便以大唐移動的 EMB5116+ TDRU342DH為例，對其常見故障及故障定位方法進(jìn)行探討。EMB5116 TD-LTE基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 基站故障處理流程分析

本項(xiàng)目主要解決TD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建設(shè)期及運(yùn)維期存在顯性或隱性的系列故障，為運(yùn)營商定位與解決故障提供一種快捷的檢測的方案。即系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能及時判斷故障產(chǎn)生原因及故障部位，即準(zhǔn)確定位故障部位，需采取的檢測方法；同時支持所有目標(biāo)對象的檢測與數(shù)據(jù)獲取，從而得達(dá)到快速診斷故障的目的。其要解決的關(guān)鍵問題：一是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如何對故障進(jìn)行快速定位，即定位方法的確定。二是故障定位后，如何有效地進(jìn)行故障處理?；竟收系陌l(fā)生可能僅一類或多類故障的綜合，也有可能由一類故障引起其它故障。因此，在進(jìn)行故障處理時，要根據(jù)故障現(xiàn)象分析可能原因，有針對性地逐步排查，提高故障處理效率[3]。

規(guī)范的流程是保證故障處理效率的基礎(chǔ)，本人及項(xiàng)目組成員通過工程實(shí)踐，對日常故障案例進(jìn)行總結(jié)，確定基站故障處理主要分為以下4步驟，其流程如圖3所示。

圖1 TD-LTE系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of TD-LTE system network

圖2 EMB5116 TD-LTE基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 The system structure diagram for EMB5116 TD-LTE eNodeB

圖3 基站故障處理流程Fig.3 The handling process of eNodeB

第一步：信息收集。故障處理前，需要通過相關(guān)途徑收集故障信息，包括故障現(xiàn)象、故障發(fā)生的時間地點(diǎn)頻率、故障的范圍影響、故障發(fā)生前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障發(fā)生前對設(shè)備進(jìn)行了哪些操作、故障發(fā)生后采取了什么措施、故障發(fā)生時設(shè)備是否有告警、故障發(fā)生時是否有單板指示燈異常等。收集故障可通過以下途徑：詢問申報(bào)故障的人員，詢問設(shè)備操作維護(hù)人員、觀察網(wǎng)管軟件的告警信息等。了解清楚相關(guān)情況后才能決定下一步工作，切忌盲目處理。

第二步：故障診斷。收集故障信息后，需要對故障現(xiàn)象做出判斷，并確定故障的范圍和分類。常見故障類別為傳輸類故障、電源類故障、時鐘類故障、射頻類故障、操作維護(hù)類故障、業(yè)務(wù)類故障。

第三步：故障定位與分析。故障定位是通過一定的方法或手段分析、比較各種可能的故障原因，不斷排除非可能因素，最終確定引發(fā)故障的具體原因。常用的故障定位方法有：原始信息分析、對比/互換分析、測試/環(huán)回分析、儀器儀表輔助分析、接口跟蹤分析等。設(shè)備類故障原因相對業(yè)務(wù)類故障簡單，雖然故障種類多，但是故障范圍較窄，系統(tǒng)會有單板指示燈異常、告警和錯誤提示等信息。用戶根據(jù)指示燈信息、告警處理建議或者錯誤提示，可以排除大多數(shù)的故障。

第四步：故障排除。故障排除是指采取適當(dāng)?shù)拇胧┗虿襟E清除故障、恢復(fù)系統(tǒng)的過程。如檢修線路、更換單板、修改配置數(shù)據(jù)、倒換系統(tǒng)、復(fù)位單板等。根據(jù)不同的故障按照不同的操作規(guī)程操作，進(jìn)行故障排除。故障排除之后還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）故障排除后需要通過查詢設(shè)備狀態(tài)、查看單板指示燈和告警等方法確認(rèn)系統(tǒng)已正常運(yùn)行，并進(jìn)行相關(guān)測試，確保故障已經(jīng)排除，業(yè)務(wù)恢復(fù)正常。2）故障排除后需要進(jìn)行備案，記錄故障處理過程及處理要點(diǎn)。3）故障排除后需要進(jìn)行總結(jié)，整理此類故障的防范和改進(jìn)措施，避免再次發(fā)生同類故障。

3 基站故障處理案例

案例一：GPS無法鎖星

故障描述：TD-LTE系統(tǒng)是一個時鐘精度要求非常高的同步系統(tǒng)，如果時鐘無法同步，基站長時間獲取不到參考時鐘，會導(dǎo)致基站系統(tǒng)時鐘不可用，此時基站業(yè)務(wù)處理會出現(xiàn)各種異常，如小區(qū)切換失敗、掉話等，嚴(yán)重時基站不能提供業(yè)務(wù)。目前時鐘信號主要采用GPS信號源，該接收系統(tǒng)大部分安裝在室外，所以在工程現(xiàn)場由于工程施工問題導(dǎo)致的時鐘信號質(zhì)量不符合要求從而導(dǎo)致無法鎖定時鐘的故障比較常見。使用本地維護(hù)工具LMT-B查看GPS鎖星數(shù)為0，表示基站未檢測到衛(wèi)星，需要進(jìn)行故障處理。

可能原因：GPS連接線纜故障、機(jī)柜側(cè)避雷器故障、星卡故障、主控板故障、GPS天線位置安裝不合理等。

定位方法：1）檢查GPS天饋安裝環(huán)境。檢查安裝環(huán)境是否滿足要求，周圍是否存在可能的干擾、多個蘑菇頭的放置；用一個圓柱形通口的金屬罩罩住GPS天線，對比GPS鎖星情況，確定是否有外界干擾；用GPS手持儀測試鎖定情況，與基站GPS鎖定情況做對比，確定是否有外界干擾[4]。2）排查工程問題。常用方法有：電壓排查法測量GPS天饋系統(tǒng)的各段電壓值，來判斷哪一部分有故障；電阻測量法檢查GPS天線是否正常，拔下基站側(cè)的GPS天線，將萬用表達(dá)到歐姆檔，測量GPS天線的針芯和外面的銅皮，如果阻值為200～1 000 Ω，說明天線蘑菇頭正常。如果阻值很小，為幾歐姆，說明天線短路。如果電阻值很大，幾百K,則說明天饋可能開路，需要查看蘑菇頭的線纜是否正常；檢查天饋部分各接口是否連接可靠，室外部分的防水是否良好；檢查功分器和饋線長度。3）檢查設(shè)備問題。查主控板鎖相環(huán)狀態(tài)，若下電復(fù)位不能解決需要更換主控板。

案例二：射頻駐波比告警

故障描述：RRU常見的故障之一是駐波比告警故障，其是當(dāng)天線阻抗和饋線特性阻抗不匹配時,造成天線不能全部吸收饋線傳輸過來的高頻能量,部分能量形成反射波，如果反射波過大（即駐波比過大），會造成發(fā)射功率波動，覆蓋范圍收縮[5]。通過LMT-B或OMC查看射頻通道駐波比，一般大于1.5即會產(chǎn)生駐波比告警。

可能原因：某多通道RRU出現(xiàn)部分通道下行駐波比告警后，先排除是否配置功率異常小，再檢查是否由于工程質(zhì)量因素引起饋線與RRU饋線口接頭處松動引起駐波比升高、饋線與RRU饋線口連接錯誤；天線本身破損、漏水或者滲水；射頻模塊故障等。

定位方法：常見故障定位方法有以下幾種：1）駐波比測試儀測試法：使用Sitemaster儀器測試饋線側(cè)駐波比，從而確定駐波比產(chǎn)生的原因，是天饋側(cè)問題還是RRU本身硬件問題。2）交換饋線法：交換主、分集饋線，初步判定駐波比告警的故障情況。3）直接接小負(fù)載或者小天線法：判定是饋線側(cè)問題還是RRU本身問題導(dǎo)致的駐波比告警。4）手觸摸法：用手感覺接頭溫度來判斷接頭處是否有駐波，如果接頭處溫度明顯偏高，說明接頭處駐波較大。5）敲擊法：使用小而輕的工具，如螺絲刀的柄輕輕敲擊饋線頭，如果駐波比明顯變化，則饋線頭制作可能存在問題。6）逐段排除法：從天饋跳線、饋線和天饋等逐段進(jìn)行駐波比排除，如果遇到RRU天饋口后某處駐波比不正常，說明饋線側(cè)或者連接頭有問題。7）目測法：直接用目測天饋跳線頭是否有內(nèi)芯的損壞，生銹腐蝕或者天饋頭能夠隨著饋線芯一起動、或者連接頭明顯連的不緊等都會導(dǎo)致駐波比告警[6]。

案例三：SCTP鏈路故障告警

告警描述：當(dāng)基站檢測到SCTP鏈路無法承載業(yè)務(wù)時，產(chǎn)生此告警。該故障會導(dǎo)致SCTP鏈路上無法承載信令。

可能原因：物理連接不通導(dǎo)致傳輸不可用、和對端設(shè)備配置參數(shù)不一致、到對端的路由不可達(dá)、網(wǎng)線連接錯誤、SCTP的承載鏈路故障、對端設(shè)備故障等。

定位方法：1）查看網(wǎng)管中心的告警臺，若有S1鏈路告警、MME鏈路告警等可斷定為基站物理傳輸連接不通。此時需上站檢查一下基站傳輸連接是否掉了或松了，如告警不能恢復(fù)，則考慮更換光?；騻鬏斀橘|(zhì)。2）若排除物理傳輸連接不通，則需檢查SCTP鏈路兩端的配置參數(shù)與規(guī)劃數(shù)據(jù)是否一致，如IP地址、VlAN地址等。3）遠(yuǎn)程檢查承載該故障SCTP的鏈路是否配置了到對端的IP路由。4）和承載網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理人員聯(lián)系，確認(rèn)承載網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的網(wǎng)線連接是否和配置一致。5）檢查對端傳輸設(shè)備是否故障。

4 結(jié)束語

目前，我國各運(yùn)營商正在如火如荼的進(jìn)行TD-LTE系統(tǒng)的建設(shè)，分布式BBU+RRU基站站型得到了廣泛應(yīng)用，BBU和RRU間通過光纖進(jìn)行連接，相比采用電纜連接的普通基站可以較好地降低饋線的成本和工程施工難度，但這種集成化、專業(yè)化的基站，同時又增加了故障的隱蔽性和處理的復(fù)雜性[4]。因此需要運(yùn)營商和各設(shè)備廠家的工程人員和維護(hù)人員不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，制定出行之有效的解決方案應(yīng)用于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，從而切實(shí)降低運(yùn)營商人力、車輛的投入，縮短基站故障歷時，提高故障檢測效率，更有效地達(dá)到通信網(wǎng)絡(luò)保障的目的。

[1]王映民.孫韶輝.TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社,2010.

[2]大唐移動.EMB5116+TD_LTE設(shè)備手冊[Z].北京，2009.

[3]叢冶.CDMA2000基站故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2007.

[4]王洪軍.中興NODE_B基站故障探討[J].中國學(xué)術(shù)期刊電子雜志社，2009,3(1):105-107. WANG Hong-jun.The study on NODE_B base station fault of ZTE[J].China Academic Journal Electronic Publishing All Rights Reserved，2009,3(1):105-107.

[5]劉揚(yáng).TD-SCDMA系統(tǒng)NodeB故障研究與分析[D].天津：天津師范大學(xué)，2009.

[6]大唐移動.EMB5116基站告警處理手冊[Z].北京，2009.

Analysis and research on TD-LTE system of eNodeB base station fault

LIU Wan-ni1，WANG Huan2
（1.Xi'an Eurasia University,Xi'an 710065,China；2.Datang Mobile Communications Equipment Company,Beijing 100083,China)

Currently operators in china are in full swing for the construction of TD-LTE systems,As large-scale construction of TD-LTE base stations,the base station fault type and quantity also increase,in order to build better TD-LTE network,to analysis,investigate and solve the base station fault is particularly important.through the engineering practice,according to the common faults of EMB5116 TD-LTE base station equipment.The article sums up the process of fault handling on the base station,and then analyzes the positioning GPS fault,RF fault,transmission fault and processing method in the form of case,in order to quickly and accurately solve the problems,ensure the network stable and reliable operation.

TD-LTE；EMB5116；base station；RRU

TN914

A

1674－6236（2015）07-0175-03

2014-06-26 稿件編號：201406170

陜西省科技自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2013JM8023）；陜西省教育廳項(xiàng)目（12JK1064）

劉婉妮(1981—)，女，陜西禮泉人，講師。研究方向：移動通信、交換網(wǎng)技術(shù)、多媒體技術(shù)。