CDMA切換分析專題

1、cdma切換分析專題目 錄1.切換分類41.1 cdma中的空閑切換41.2 軟切換41.3 更軟切換51.4 cdma-to-cdma硬切換52.軟切換中的主要概念62.1 導頻集62.1.1 導頻集分類：62.1.2 導頻集的初始化72.1.3 導頻集的更新（當處于通話狀態(tài)）72.1.4 有效集合的維持82.1.5 候選集合維持82.2 切換參數(shù)82.2.1 t_add92.2.2 t_drop和 t_tdrop92.2.3 t_comp92.2.4 切換參數(shù)設置的推薦值102.3 導頻搜索窗口102.3.1 srch_win_a102.3.2 srch_win_n112.3.3 srch

2、_win_r112.3.4 設置值與實際窗口大小的對應關系112.3.5 搜索窗參數(shù)的典型設置值122.3.6 參數(shù)推薦值122.4 切換過程中的幾類消息122.5 切換算法132.5.1 95軟切換算法132.5.2 2000軟切換算法153.切換失敗分析163.1 切換許可問題163.2 資源分配問題173.3 切換信令問題183.3.1 強導頻沒有探測到183.3.2 反向鏈路衰落193.3.3 前向鏈路衰落194.案例分析204.1 關于鄰小區(qū)列表設置的問題204.1.1 問題表征現(xiàn)象204.1.2 問題原因分析204.1.3 解決方案204.2 關于導頻檢測參數(shù)設置的問題204.2.

3、1 問題表征現(xiàn)象204.2.2 問題原因分析214.2.3 解決方案224.3 關于移動臺搜索窗設置的問題234.3.1 問題表征現(xiàn)象234.3.2 問題原因分析244.3.3 解決方案254.4 關于系統(tǒng)參數(shù)設置的問題254.4.1 問題表征現(xiàn)象254.4.2 問題原因分析264.4.3 解決方案265.小結271. 切換分類1.1 cdma中的空閑切換在is-95a中，接入過程中不允許有空閑切換，在is-95b及cdma2000中，接入過程可以有空閑切換。1.2 軟切換軟切換：移動臺在從一個基站覆蓋區(qū)域移向另一個基站時,開始與目標基站通信但不中斷與當前提供服務的基站的通信.可以同時包括與三

4、個基站保持通信,移動臺合并從每個基站發(fā)送來的信號幀.1）同一bsc內(nèi)不同bts之間相同載頻的切換；2）同一msc內(nèi)，不同bsc的之間相同載頻的切換； suc（即bsc）間通過asm連接,從而實現(xiàn)跨suc間的軟切換，這類軟切換需要借助gan模塊實現(xiàn)。3）利用了tan實現(xiàn)msc之間的切換（三星系統(tǒng)具有此功能）1.3 更軟切換1.4 cdma-to-cdma硬切換 切換的兩個基站工作在不同的頻率。 切換的兩個基站可以工作在相同的頻率，但從屬于不同的suc。2. 軟切換中的主要概念為了說明軟切換的實現(xiàn)過程，首先分別說明一下導頻集、搜索窗、切換門限的概念。2.1 導頻集移動臺是根據(jù)各個基站的導頻信號強度

5、來決定是否要求進行切換的。為了根據(jù)導頻信號強度對各個基站進行有效的管理，在移動臺導入了導頻集的概念。ms中有四個存儲器，用于存放短pn碼的偏移序號，關機后清零，開機后從系統(tǒng)獲取信息2.1.1 導頻集分類：有效導頻集：分配給移動臺的與當前的前向業(yè)務信道相關的導頻集合(最多6個導頻)候選導頻集：當前不在有效導頻集里，由移動臺接收到的有足夠的強度顯示與該導頻相對應的基站的前向業(yè)務信道可以被成功解調(diào)的導頻的集合(最多5個導頻)相鄰導頻集：當前不在有效導頻集或候選導頻集里，但根據(jù)某種算法可能進入候選導頻集的導頻集合(最多20個導頻)剩余導頻集：當前系統(tǒng)中，當前cdma載頻中的所有其它可能的導頻導頻集中的

6、所有導頻具有相同的頻率，這些導頻集可以在切換期間由基站更新。2.1.2 導頻集的初始化2.1.3 導頻集的更新（當處于通話狀態(tài)）2.1.4 有效集合的維持2.1.5 候選集合維持2.2 切換參數(shù) t_add導頻切換加門限 t_drop導頻切換去門限 t_tdrop導頻切換去定時器 t_comp有效集和候選集比較門限 soft_slope軟切換斜率 add_intercept軟切換加入截距 drop_intercept軟切換去掉截距 srch_win_a有效集和候選集搜索窗口 srch_win_n相鄰集搜索窗口 srch_win_r剩余集搜索窗口2.2.1 t_addt_add 是導頻切換加門限

7、。如果一個相鄰集或者剩余集的導頻的強度達到了t_add，ms將該導頻移入候選集，并發(fā)送psmm。t_add必須足夠小，才能保證很快加入一個有用的導頻；但是t_add又必須足夠大，才能防止無用的干擾導頻的加入。 缺省值: -13 db推薦值: -13db2.2.2 t_drop和 t_tdropt_drop和 t_tdrop一起控制切換去。 t_drop必須足夠小，才能阻止一個強導頻不會過早的退出有效集；但是又必須足夠大，才能讓一個弱導頻很快的退出有效集或者候選集。t_tdrop必須大于建立一次切換的時間，防止乒乓切換；但是又必須足夠小才能讓無用的弱導頻很快的切換去。t_drop:缺省值: -1

8、5db推薦值: -15dbt_tdrop:缺省值: 3 sec推薦值: 3 sec2.2.3 t_compt_comp是一個比較門限，用來決定一個導頻是否進入有效集。其判斷依據(jù)是：如果候選集的導頻強度比有效集中最弱的導頻還大 t_compt_comp：缺省值：2.5db 推薦值： 2.5db 2.2.4 切換參數(shù)設置的推薦值2.3 導頻搜索窗口搜索窗作用：確保ms能搜索到導頻集中pn偏移的多徑信號。當一個導頻達到手機時，由于經(jīng)過空中傳播產(chǎn)生了延遲，手機可能無法識別該導頻。因此，手機必須使用一個合理的延遲窗口來幫助它識別這個導頻。手機用來識別導頻的窗口寬度成為搜索窗口。 搜索窗口設置過大，將會影

9、響手機搜索導頻的時間；搜索窗口設置過小，手機將無法搜索到時延過長的有用導頻。2.3.1 srch_win_asrch_win_a 用于手機搜索有效集和候選集導頻的多徑。srch_win_a 必須足夠大，才能保證手機能識別出達到的導頻多徑分量。缺省值: srch_win_a=6 window size= 28 chips推薦值: srch_win_a= 6 window size= 28 chips2.3.2 srch_win_nsrch_win_n 是手機搜索相鄰集導頻多徑的窗口寬度。srch_win_n必須足夠大，才能保證手機搜索到相鄰集中較強的導頻多徑分量。srch_win_n 如果設置的

10、過大，會降低手機搜索的速度并增加切換失敗的風險。缺省值: srch_win_n=8 window size= 60 chips推薦值: srch_win_n= 8 window size= 60 chips2.3.3 srch_win_rsrch_win_r 是手機搜索剩余集導頻多徑的窗口寬度。 srch_win_r 用于手機搜索一個不在相鄰集內(nèi)的、強度足夠的導頻多徑分量。剩余集內(nèi)的導頻在手機搜索過程中的優(yōu)先級是非常低的，因此在搜索過程中，剩余集的導頻經(jīng)常不會被搜索到。缺省值: srch_win_r=9 window size= 80 chips推薦值: srch_win_r= 9 windo

11、w size= 80 chips2.3.4 設置值與實際窗口大小的對應關系2.3.5 搜索窗參數(shù)的典型設置值2.3.6 參數(shù)推薦值參數(shù)名取值范圍推薦范圍高通推薦值t_add（-0.5db）031242828t_drop（-0.5db）031283232t_tdrop（s）015243t_comp（0.5db）015465srch_win_a015798srch_win_n01591110srch_win_r01591110soft_slope06306318add_intercept（-0.5db）0630636drop_intercept（-0.5db）063063262.4 切換過程中的幾

12、類消息 導頻強度測量消息（psmm） 切換指示消息 (hdm) 切換完成消息（hcm） 鄰區(qū)列表更新消息（nlum）2.5 切換算法2.5.1 95軟切換算法1) ms檢測到相鄰集中的某個導頻強度超過t_add，發(fā)送導頻強度測量消息psmm給bs，并且將該導頻移到候選集中；2) bs發(fā)送（擴展）切換指示消息；3) ms將該導頻轉(zhuǎn)移到有效導引集中，并發(fā)送切換完成消息；4) 有效集中的某個導頻強度低于t_drop，ms啟動切換去定時器（handoff drop timer）；5) 切換去定時器超時，導頻強度仍然低于t_drop，ms發(fā)送psmm；6) bs發(fā)送（擴展）切換指示消息；7) ms將該導

13、頻從有效導引集移到相鄰集中，并發(fā)送切換完成消息。is95-a的軟切換算法簡單有效，但也存在以下問題（參閱doctor wang的論述）： 不必要的psmm發(fā)送：當ms正在監(jiān)聽一個或多個信號強度較強的導頻時，又出現(xiàn)一個強度較弱的導頻信號，盡管此導頻信號對總的導頻ec/io 貢獻很小，但還是將觸發(fā)psmm 消息的發(fā)送。例如，ms已經(jīng)在解調(diào)一個導頻強度ec/io = -5 db 的基站信號，此時即使再增加一個導頻強度ec/io = -12 db 的基站信號，對整個增益的貢獻都很小。而且，psmm及ehdm 都將損害到前反向鏈路話音質(zhì)量，因為信令的發(fā)送會使得話音數(shù)據(jù)的速率降低。 資源浪費：如果強度弱的

14、導頻加入到有效導引集中，由于相應的業(yè)務信道不能幫助提高軟切換中的話音質(zhì)量，而導致信道單元等資源的浪費； 切換處理延遲：如果有效導引集中的導頻達到了上限n6m (6)，或者達到了ms的rake接收機所能處理的軟/更軟切換的上限，在候選集中的導頻將不能被加入到有效導引集中去，新導頻必須等到其強度大于有效導引集中某個導頻信號強度的t_comp0.5 db，此時ms才會向基站發(fā)送psmm。當前為移動臺提供服務的基站才會通過ehdm將該導頻替換到有效導引集中去。假設，有效集由一個“較強”的導頻和(n6m 1)個“較弱”的導頻(pweak)構成，且0（pnew pweak）= t_comp0.5 (db)

15、。此時，如果有效導頻的強度由于陰影效應而迅速降低，而ms又需要原bs的“許可”才能將該新的導頻加到有效集中，這種處理上的延遲使得新的導頻不能及時加入有效集中去，最終導致掉話。因此需要有新的算法來將無助于話音質(zhì)量的導頻從有效集中剔除出去，從而使新的導頻能迅速加入進來。軟切換中的重要消息2.5.2 2000軟切換算法1) 導頻p2強度超過t_add，ms將其轉(zhuǎn)移到候選集中；2) 導頻p2超過 (soft_slope/8)*10*log(ps1) + add_intercept/2 ，ms發(fā)送psmm；3) ms收到ehdm/ghdm/uhdm，將p2移到有效集中，并發(fā)送切換完成消息；4) 導頻p1

16、強度低于 (soft_slope/8)*10*log(ps2) + drop_intercept/2 ，ms啟動切換去定時器；5) 切換去定時器超時，ms發(fā)送psmm；6) ms收到ehdm/ghdm/uhdm，將p1移到候選集中，并發(fā)送切換完成消息；7) 導頻p1強度低于t_drop，ms啟動切換去定時器；8) 切換去定時器超時，ms將導頻p1從候選集移到相鄰集中。3. 切換失敗分析3.1 切換許可問題3.2 資源分配問題資源耗盡的可能的原因： 呼叫阻塞門限 切換阻塞門限 t_drop太低 t_tdrop太高 切換允許算法的有效性太差3.3 切換信令問題 3.3.1 強導頻沒有探測到1) 搜

17、索窗問題 太窄的搜索窗口可能會導致探測不到強導頻的到達多徑。從基站到移動臺有一定的距離，所以基站發(fā)出的信號到達移動臺就會有時延。假如基站離移動臺比較遠，這個時延就會比較大，如果移動臺的搜索窗口開得太窄的話，強導頻的到達多徑就可能落在搜索窗之外，這樣移動臺就探測不到強導頻了。2) 軟切換加入門限問題 如果軟切換加入門限（t_add）設置過高，即使是移動臺探測到某導頻的強度已經(jīng)較大，足夠解調(diào)（但低于t_add），移動臺也不會向基站上報該可用導頻的探測情況。3) 移動臺搜索過程太慢 3.3.2 反向鏈路衰落 當服務導頻的強度開始衰落，切換信令必須要及時發(fā)送，但如果反向鏈路衰落得太快，psmm消息就無

18、法被基站接收，導致切換失敗。反向鏈路衰落的顯著特征就是反向fer很高。3.3.3 前向鏈路衰落 如果前向鏈路衰落得太快，切換指示消息就無法被移動臺接收，導致切換失敗。前向鏈路衰落的顯著特征就是前向fer很高。4. 案例分析4.1 關于鄰小區(qū)列表設置的問題4.1.1 問題表征現(xiàn)象手機在通話過程中可以成功的從a小區(qū)切換到b小區(qū)，但無法從b小區(qū)切換到a小區(qū)；手機距離某小區(qū)c很近，但在手機的導頻激活集中看不到c小區(qū)的pn碼。這樣隨著手機向目標小區(qū)移近，手機導頻激活集中的ec/io將逐漸降低、fer逐漸增大，繼而引起掉話。4.1.2 問題原因分析一般情況下，cdma手機有四個寄存器，分別存放6個激活導頻

19、集、5個候選導頻集和20個相鄰導頻集。雖然在目前的系統(tǒng)中，部分廠家的數(shù)據(jù)庫最多可提供多達45個相鄰小區(qū)，但系統(tǒng)通過neighbor list updat消息經(jīng)空中接口向手機傳送的只有20個，而這20個鄰區(qū)是系統(tǒng)按一定的算法從當前的服務小區(qū)的多個鄰小區(qū)數(shù)據(jù)庫列表中選出來的，在選擇過程中系統(tǒng)一般不依賴于這些小區(qū)的信號強度和質(zhì)量，而僅僅根據(jù)數(shù)據(jù)庫的靜態(tài)定義按照預先設定的算法進行選擇。這樣如果某個目標小區(qū)在系統(tǒng)鄰小區(qū)中未定義或定義了但由于優(yōu)先級低而未能通過空中接口消息告之手機，手機的鄰小區(qū)寄存器中未存放該目標小區(qū)的信息，就會導致上述問題現(xiàn)象的發(fā)生。4.1.3 解決方案通過路測設備或其它呼叫跟蹤設備采集

20、空中接口消息，采集掉話前后的信息，確定掉話后同步的pn碼，然后查找該同步消息上面最近的neighbor list updat消息，看是否由該pn碼，并結合鄰小區(qū)列表數(shù)據(jù)庫中判斷是否為未定義或雖然定義了但優(yōu)先級太低。4.2 關于導頻檢測參數(shù)設置的問題4.2.1 問題表征現(xiàn)象手機在通話過程中由于無線環(huán)境變化，導致信號急劇變化，此時會出現(xiàn)手機雖然已搜索到目標小區(qū)信號，但由于未達到切換門限而無法切換或切換區(qū)域不足，導致誤幀率上升引起掉話。下面是一組現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，可以看出由于無線環(huán)境的變化，pn75的信號急劇減弱，但pn396由于切換門限t-add為-12db,未能進入有效集，導致pn27雖然已達到門限

21、值，但由于高誤幀而無法完成切換，導致掉話。 4.2.2 問題原因分析分析該問題，我們需要對導頻檢測參數(shù)的定義和設置意義要有些了解。目前，基站導頻檢測參數(shù)主要有t-add、t-drop、t-tdrop、t-comp等，這里我們主要了解一下t-add和t-drop兩個參數(shù)。t-add是移動臺用來檢測接收到的導頻強度的門限值。如果t_add設置太小，會導致過多的掉話和覆蓋空洞，也有可能導致切換區(qū)域不足。如果t_add設置過大，會導致切換區(qū)域過大，從而使前向容量損失和由于需要增加信道卡而使成本增加。另外由于切換區(qū)域的增加還會使呼叫和切換阻塞增加，后者還有可能導致掉話。t-drop是. 導頻去掉門限。當

22、激活集和候選集中的導頻強度低于該門限值時移動臺會啟動該導頻對應的切換去掉計時器。如果t_drop設置過小，會導致過早地去掉可用導頻，從而產(chǎn)生掉話，因為去掉的導頻只會是以干擾的形式出現(xiàn)的。如果t_drop設置過大，會導致切換區(qū)域過大，從而使前向容量損失和由于需要增加信道卡而使成本增加。另外由于切換區(qū)域的增加還會使呼叫和切換阻塞增加，后者還有可能導致掉話。因此上面的問題主要由于切換門限t-add設置太小引起切換區(qū)域不足，有效信號無法進入而引起掉話。4.2.3 解決方案通過對測試后臺數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)該問題主要由于信號突變，導致強信號無法及時進入有效集，因此需要降低其切換門限，以便有足夠的切換區(qū)域

23、。因此通過調(diào)整pn75的t-add的值為-13db,問題解決。以下是調(diào)整后的測試數(shù)據(jù)： 4.3 關于移動臺搜索窗設置的問題4.3.1 問題表征現(xiàn)象當手機從當前服務小區(qū)移向某個覆蓋范圍較大的基站時，如果目標站的搜索窗口設置太小，則手機將不能及時搜索到該目標站的pn，這樣隨著手機向目標基站的移動，必然出現(xiàn)當前服務小區(qū)的信號強度減弱，而目標小區(qū)的信號增強而變?yōu)閺姼蓴_信號，這樣就會出現(xiàn)接收電平增強、服務小區(qū)的ec/io減弱、tx、fer增加而導致掉話，這里我們將舉個具體案例供大家參考。下圖是廈門杏林某掉話點的后臺fer效果圖和前臺數(shù)據(jù)： 4.3.2 問題原因分析通過前臺測試數(shù)據(jù)回放和后臺數(shù)據(jù)分析，我們

24、可以排除鄰小區(qū)列表問題。（見下圖紅圈。）檢測搜索窗參數(shù)設置：pn432：srch-win-a 為9；srch-win-n為10；由于pn54基站設備為三星pico設備，該設備分為smu（三星pico設備主控單元）和sru（三星pico設備遠程單元）兩部分，其中射頻sru部分可拉遠，經(jīng)與相關工程人員確認，該設備smu和sru采用光纖傳輸，距離大于10km。由于基站srch-win-n的設置要大于2倍的pn phase。pn_phase =optic cable delay + air delay+ system delay =10*6chip+0+0chip=60chip所以srch-win-a和srch-win-n要大于120chip參照下表， srch-win-n要大于等于11。srch_win_asrch_win_nsrch_win_rcf_srch_win_ncf_srch_win_rwindow size(pn chips)srch_win_asrch_win_nsrch_wi