電子圍欄對4G網(wǎng)絡(luò)干擾影響及解決方案

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關(guān)健字：電子圍欄 指標(biāo) 發(fā)現(xiàn) 排查 解決方案

0 電子圍欄介紹

4G電子圍欄主要采用類似于運營商的RRU設(shè)備，有一套自己的網(wǎng)絡(luò)，通過電子圍欄網(wǎng)絡(luò)可以定位特殊用戶的相關(guān)信息，用戶信息獲取一般是發(fā)生在空閑態(tài)這個環(huán)節(jié)，電子圍欄設(shè)置一個不同于運營商的的跟蹤碼TAC，使處于RRC空閑態(tài)的手機重選到4G電子圍欄，通過手機上報的跟蹤區(qū)更新請求（TAU Request），來獲取用戶的GUTI，并進(jìn)一步獲取用戶的IMSI。實現(xiàn)對特殊人群的位置監(jiān)控和跟蹤。 4G電子圍欄通過大數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)如下功能：

（1）可以掌握城市往來人群中關(guān)鍵人員的活動軌跡和過往記錄；

（2）可以記錄特殊地域人群來本地的活動情況；

（3）可以了解特殊人群中的個體和群體的反?；顒?；

（4）可以針對特殊人群進(jìn)行電子布控

1 電子圍欄發(fā)現(xiàn)

電子圍欄的發(fā)現(xiàn)途徑多樣，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)側(cè)相關(guān)指標(biāo)的突然惡化、用戶投訴反饋、DT測試干擾異常都可以從中發(fā)現(xiàn)一些端倪。

1.1 系統(tǒng)側(cè)從KPI指標(biāo)變化來發(fā)現(xiàn)

某運營商本地網(wǎng)在7月20日全網(wǎng)同頻Enb內(nèi)切換成功率由原來的99%降到了92% 。如下表1所示：

表1 全網(wǎng)成切換成功率統(tǒng)計

同頻Enb內(nèi)切換失敗多的問題小區(qū)進(jìn)行分析后，主要是新長運2站的2和3小區(qū)Enb失敗較多導(dǎo)致的，一天失敗4萬多次。經(jīng)查詢該站點不存在任何告警，基站狀態(tài)正常，新長運2站周邊站點PCI排查，沒有發(fā)現(xiàn)我們現(xiàn)網(wǎng)基站使用與新長運2站相同PCI。 如下表2所示：

表2 切換失敗次數(shù)統(tǒng)計

1.2 用戶投訴處理反饋

接到用戶投訴反映某地手機常無4G、上網(wǎng)慢、無法拔打電話、且頻繁無服務(wù)后再到3G，測試人員通過現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)確是如此，后臺查詢基站無任何告警。

1.3 日常DT道路測試異常

日常DT測試發(fā)現(xiàn)火車站周邊道路SINR差，CSFB回落失敗、TAU更新失敗等。4G電子圍欄的系統(tǒng)消息，偶爾可以占到不在現(xiàn)網(wǎng)運行的陌生小區(qū)上，此陌生小區(qū)字段的部分參數(shù)值設(shè)置得比較隨意，非正常小區(qū)參數(shù)配置。

2 電子圍欄的排查

步聚一：現(xiàn)場DT測試和儀表掃頻排查

通過對新長運汽車站進(jìn)行現(xiàn)場排查測試，發(fā)現(xiàn)有一個PCI為30的小區(qū)，TAC為7722，經(jīng)核對現(xiàn)網(wǎng)不存在TAC為7722、PCI為30的小區(qū)，判斷為外部干擾信號。經(jīng)現(xiàn)場掃頻儀掃頻排查測試發(fā)現(xiàn)汽車站附近有明顯干擾。

步聚二：可疑干擾源確認(rèn)

通過掃頻確認(rèn)大概位置后現(xiàn)場查找到有類似小基站的設(shè)備，經(jīng)與公安局行偵部門確認(rèn)是新裝公安網(wǎng)4G基站設(shè)備。

步聚三：電子圍欄干擾方式確認(rèn)

網(wǎng)外干擾種類繁多，查明如何導(dǎo)致干擾是解決問題根本條件，經(jīng)分析，4G電子圍欄的服務(wù)小區(qū)頻點/PCI的配置與運營商現(xiàn)網(wǎng)是雷同的，但TAC與現(xiàn)網(wǎng)不同，目的就是誘導(dǎo)用戶手機在一定的地理范圍內(nèi)進(jìn)行位置更新，一般在4G網(wǎng)絡(luò)空閑態(tài)。在連接態(tài)時，可通過電子圍欄PCI設(shè)置導(dǎo)致模三干擾掉線，也可通過電子圍欄直接同頻率信號干擾,直接導(dǎo)致同頻業(yè)務(wù)掉線，誘導(dǎo)終端進(jìn)入空閑態(tài)，RRC連接重建過程繼而失敗，重新發(fā)起因為TAU目的的RRC連接建立過程。

電子圍欄能給予UE建立RRC連接（非安全模式），但由于電子圍欄不存在任何密鑰集，因此后續(xù)的下行NAS消息一律采用明文方式。一旦收到TAU請求之后，如果是完整性保護的，那么電子圍欄會省略完整性驗證過程，利用完整性保護消息的有效部分可直接閱讀的特性，提取所需信息。然后電子圍欄會模擬核心網(wǎng)，以明文方式下發(fā)身份請求（類型為IMSI），UE回復(fù)身份響應(yīng)消息時采用完整性保護，然后電子圍欄提取用戶的IMSI號碼，以隨便一個Cause值殘忍地拒絕了TAU，并將該用戶釋放或重定向至3G&2G。

3 電子圍欄對通信網(wǎng)影響

通過以上方法電子圍欄的專門清查，并和公安行偵部門進(jìn)一步確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)較多的電子圍欄，這些電子圍欄對用戶感知及現(xiàn)網(wǎng)指標(biāo)都造成較大的影響，以下列舉的日常電子圍欄影響的幾個主要問題。

3.1 4G駐網(wǎng)比影響

日常RCU道路測試，LTE駐網(wǎng)時長占比影響較大，因干擾使得電子圍欄周邊4G倒流3G網(wǎng)絡(luò)。占用4G比例只有93.09%。

3.2 同頻X2切換成功率低

電子圍欄對全網(wǎng)X2切換的影響較大，由于公安網(wǎng)基站同頻干擾和PCI的隨意設(shè)置，沒有做統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致全網(wǎng)同頻切換成功率波動較大，無法有效控制。

3.3 數(shù)據(jù)上傳下載速率降低

電子圍欄周邊速率偏低，在被干擾路段速率快速下降，很多路段下載低于20M，甚至?xí)霈F(xiàn)0速率。

3.4 4G網(wǎng)絡(luò)的CSFB回落失敗

手機有時會占用到公安電子圍欄，一旦占用，將因非運營商的接入層，導(dǎo)致無法做CSFB回落，此時手機將無法打接電話。

3.5 用戶投訴率增加

通過統(tǒng)計，用戶投訴涉及電子圍欄問題明顯增多，每個月都會有從客服系統(tǒng)上、周邊同事、朋友收到相關(guān)的投訴。如下表3所示：

表3 投訴次數(shù)統(tǒng)計

4 應(yīng)對電子圍欄方案商討及制定

4.1 方案商討和制定

由于城區(qū)電子圍欄較多，影響較大，多次到公安行偵部門碰面溝通協(xié)調(diào)后，網(wǎng)優(yōu)中心和公安網(wǎng)設(shè)備技術(shù)人員商討公安采集的幾種方案：

◎ 采用和運營商同頻，不接入運營商網(wǎng)絡(luò)，雖然公安方可以順利采集到用戶信息，但對運營商方現(xiàn)網(wǎng)影響最大，此方案不可行。

◎ 電子圍欄接入運營商內(nèi)部4G網(wǎng)絡(luò)，公安網(wǎng)建設(shè)后上下行頻點和運營商一樣，但運營商為該站點配置單獨的TAC及LAC，該TAC需要與現(xiàn)網(wǎng)的TAC所屬不同的TAL（TA LIST），并在核心網(wǎng)MME側(cè)做上正確的映射關(guān)系。這將不對運營商網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生直接干擾，僅會因TAC插花導(dǎo)致信令交互的增加和相關(guān)指標(biāo)的弱化。但因MME接口對地方公安行偵開放，公眾信息安全性存在隱患，不符合工信部精神，此方案不可行。

◎ 通過對現(xiàn)網(wǎng)的三家的頻譜分配情況，如果公安采用運營商沒有使用的頻譜或三家之間的隔離頻譜，并且和運營商之間采用異頻方式，可以在確保公安的數(shù)據(jù)采集同時，又保證不直接干擾運營商的4G頻率，手機終端也采取快進(jìn)電子圍欄快出電子圍欄方式，這將對用戶影響也相對較小。

4.2 運營商基站參數(shù)配置

為使得終端能快進(jìn)快出的原則，對運營商現(xiàn)網(wǎng)配置的重選信息參數(shù)如下表4所示：

表4 基站重選參數(shù)設(shè)置

配置鄰區(qū)電子圍欄相關(guān)信息參數(shù)，如下表5所示：

表5 基站鄰區(qū)參數(shù)設(shè)置

5 電子圍欄推行異頻方案效果

5.1 連接模式下

電子圍欄整改前受到電子圍欄的干擾速率較低，整體速率不足10Mbps，電子圍欄整改后SINR明顯提升，整體速率達(dá)到45Mbps以上，主要相關(guān)指標(biāo)改善如下。

◎ 城區(qū)4G網(wǎng)絡(luò)駐留比從原來不到95%，已提升到目前的99.9%；

◎ 基站速率從不足10Mbps提升到45Mbps以上；

◎ 全網(wǎng)切換成功率從不足95%提升到99%以上；

◎ 手機客戶4G電子圍欄投訴從每月20多例下降到5例。

5.2 空閑狀態(tài)下

電子圍欄整改后，終端在連接狀態(tài)下不再受影響，終端在空閑狀態(tài)下，達(dá)到重選條件后，仍然會重選到電子圍欄，然后從電子圍欄快速返回到LTE網(wǎng)絡(luò)，時間不到2秒。因時間較短且用戶手機在空閑模式，經(jīng)過時一般不會出現(xiàn)僅只有3G網(wǎng)絡(luò)或脫網(wǎng)情況。

6 電子圍欄推行異頻后續(xù)跟進(jìn)

電子圍欄整改后，雖已大大降低了連接模式下的干擾問題，但在空閑狀態(tài)下，手機仍然會重選到電子圍欄2s，有無法接入的概率，后續(xù)重點關(guān)注CSFB及相關(guān)用戶感知問題，保持與公安行偵的信息互通，對新發(fā)現(xiàn)的安裝點及時提出相互參數(shù)配合修改。