CDMA切换分析专题.doc

cdma切换分析专题目 录1.切换分类41.1 cdma中的空闲切换41.2 软切换41.3 更软切换51.4 cdma-to-cdma硬切换52.软切换中的主要概念62.1 导频集62.1.1 导频集分类：62.1.2 导频集的初始化72.1.3 导频集的更新（当处于通话状态）72.1.4 有效集合的维持82.1.5 候选集合维持82.2 切换参数82.2.1 t_add92.2.2 t_drop和 t_tdrop92.2.3 t_comp92.2.4 切换参数设置的推荐值102.3 导频搜索窗口102.3.1 srch_win_a102.3.2 srch_win_n112.3.3 srch_win_r112.3.4 设置值与实际窗口大小的对应关系112.3.5 搜索窗参数的典型设置值122.3.6 参数推荐值122.4 切换过程中的几类消息122.5 切换算法132.5.1 95软切换算法132.5.2 2000软切换算法153.切换失败分析163.1 切换许可问题163.2 资源分配问题173.3 切换信令问题183.3.1 强导频没有探测到183.3.2 反向链路衰落193.3.3 前向链路衰落194.案例分析204.1 关于邻小区列表设置的问题204.1.1 问题表征现象204.1.2 问题原因分析204.1.3 解决方案204.2 关于导频检测参数设置的问题204.2.1 问题表征现象204.2.2 问题原因分析214.2.3 解决方案224.3 关于移动台搜索窗设置的问题234.3.1 问题表征现象234.3.2 问题原因分析244.3.3 解决方案254.4 关于系统参数设置的问题254.4.1 问题表征现象254.4.2 问题原因分析264.4.3 解决方案265.小结271. 切换分类1.1 cdma中的空闲切换在is-95a中，接入过程中不允许有空闲切换，在is-95b及cdma2000中，接入过程可以有空闲切换。1.2 软切换软切换：移动台在从一个基站覆盖区域移向另一个基站时,开始与目标基站通信但不中断与当前提供服务的基站的通信.可以同时包括与三个基站保持通信,移动台合并从每个基站发送来的信号帧.1）同一bsc内不同bts之间相同载频的切换；2）同一msc内，不同bsc的之间相同载频的切换； suc（即bsc）间通过asm连接,从而实现跨suc间的软切换，这类软切换需要借助gan模块实现。3）利用了tan实现msc之间的切换（三星系统具有此功能）1.3 更软切换1.4 cdma-to-cdma硬切换 切换的两个基站工作在不同的频率。 切换的两个基站可以工作在相同的频率，但从属于不同的suc。2. 软切换中的主要概念为了说明软切换的实现过程，首先分别说明一下导频集、搜索窗、切换门限的概念。2.1 导频集移动台是根据各个基站的导频信号强度来决定是否要求进行切换的。为了根据导频信号强度对各个基站进行有效的管理，在移动台导入了导频集的概念。ms中有四个存储器，用于存放短pn码的偏移序号，关机后清零，开机后从系统获取信息2.1.1 导频集分类：有效导频集：分配给移动台的与当前的前向业务信道相关的导频集合(最多6个导频)候选导频集：当前不在有效导频集里，由移动台接收到的有足够的强度显示与该导频相对应的基站的前向业务信道可以被成功解调的导频的集合(最多5个导频)相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某种算法可能进入候选导频集的导频集合(最多20个导频)剩余导频集：当前系统中，当前cdma载频中的所有其它可能的导频导频集中的所有导频具有相同的频率，这些导频集可以在切换期间由基站更新。2.1.2 导频集的初始化2.1.3 导频集的更新（当处于通话状态）2.1.4 有效集合的维持2.1.5 候选集合维持2.2 切换参数 t_add导频切换加门限 t_drop导频切换去门限 t_tdrop导频切换去定时器 t_comp有效集和候选集比较门限 soft_slope软切换斜率 add_intercept软切换加入截距 drop_intercept软切换去掉截距 srch_win_a有效集和候选集搜索窗口 srch_win_n相邻集搜索窗口 srch_win_r剩余集搜索窗口2.2.1 t_addt_add 是导频切换加门限。如果一个相邻集或者剩余集的导频的强度达到了t_add，ms将该导频移入候选集，并发送psmm。t_add必须足够小，才能保证很快加入一个有用的导频；但是t_add又必须足够大，才能防止无用的干扰导频的加入。 缺省值: -13 db推荐值: -13db2.2.2 t_drop和 t_tdropt_drop和 t_tdrop一起控制切换去。 t_drop必须足够小，才能阻止一个强导频不会过早的退出有效集；但是又必须足够大，才能让一个弱导频很快的退出有效集或者候选集。t_tdrop必须大于建立一次切换的时间，防止乒乓切换；但是又必须足够小才能让无用的弱导频很快的切换去。t_drop:缺省值: -15db推荐值: -15dbt_tdrop:缺省值: 3 sec推荐值: 3 sec2.2.3 t_compt_comp是一个比较门限，用来决定一个导频是否进入有效集。其判断依据是：如果候选集的导频强度比有效集中最弱的导频还大 t_compt_comp：缺省值：2.5db 推荐值： 2.5db 2.2.4 切换参数设置的推荐值2.3 导频搜索窗口搜索窗作用：确保ms能搜索到导频集中pn偏移的多径信号。当一个导频达到手机时，由于经过空中传播产生了延迟，手机可能无法识别该导频。因此，手机必须使用一个合理的延迟窗口来帮助它识别这个导频。手机用来识别导频的窗口宽度成为搜索窗口。 搜索窗口设置过大，将会影响手机搜索导频的时间；搜索窗口设置过小，手机将无法搜索到时延过长的有用导频。2.3.1 srch_win_asrch_win_a 用于手机搜索有效集和候选集导频的多径。srch_win_a 必须足够大，才能保证手机能识别出达到的导频多径分量。缺省值: srch_win_a=6 window size= 28 chips推荐值: srch_win_a= 6 window size= 28 chips2.3.2 srch_win_nsrch_win_n 是手机搜索相邻集导频多径的窗口宽度。srch_win_n必须足够大，才能保证手机搜索到相邻集中较强的导频多径分量。srch_win_n 如果设置的过大，会降低手机搜索的速度并增加切换失败的风险。缺省值: srch_win_n=8 window size= 60 chips推荐值: srch_win_n= 8 window size= 60 chips2.3.3 srch_win_rsrch_win_r 是手机搜索剩余集导频多径的窗口宽度。 srch_win_r 用于手机搜索一个不在相邻集内的、强度足够的导频多径分量。剩余集内的导频在手机搜索过程中的优先级是非常低的，因此在搜索过程中，剩余集的导频经常不会被搜索到。缺省值: srch_win_r=9 window size= 80 chips推荐值: srch_win_r= 9 window size= 80 chips2.3.4 设置值与实际窗口大小的对应关系2.3.5 搜索窗参数的典型设置值2.3.6 参数推荐值参数名取值范围推荐范围高通推荐值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 切换过程中的几类消息 导频强度测量消息（psmm） 切换指示消息 (hdm) 切换完成消息（hcm） 邻区列表更新消息（nlum）2.5 切换算法2.5.1 95软切换算法1) ms检测到相邻集中的某个导频强度超过t_add，发送导频强度测量消息psmm给bs，并且将该导频移到候选集中；2) bs发送（扩展）切换指示消息；3) ms将该导频转移到有效导引集中，并发送切换完成消息；4) 有效集中的某个导频强度低于t_drop，ms启动切换去定时器（handoff drop timer）；5) 切换去定时器超时，导频强度仍然低于t_drop，ms发送psmm；6) bs发送（扩展）切换指示消息；7) ms将该导频从有效导引集移到相邻集中，并发送切换完成消息。is95-a的软切换算法简单有效，但也存在以下问题（参阅doctor wang的论述）： 不必要的psmm发送：当ms正在监听一个或多个信号强度较强的导频时，又出现一个强度较弱的导频信号，尽管此导频信号对总的导频ec/io 贡献很小，但还是将触发psmm 消息的发送。例如，ms已经在解调一个导频强度ec/io = -5 db 的基站信号，此时即使再增加一个导频强度ec/io = -12 db 的基站信号，对整个增益的贡献都很小。而且，psmm及ehdm 都将损害到前反向链路话音质量，因为信令的发送会使得话音数据的速率降低。 资源浪费：如果强度弱的导频加入到有效导引集中，由于相应的业务信道不能帮助提高软切换中的话音质量，而导致信道单元等资源的浪费； 切换处理延迟：如果有效导引集中的导频达到了上限n6m (6)，或者达到了ms的rake接收机所能处理的软/更软切换的上限，在候选集中的导频将不能被加入到有效导引集中去，新导频必须等到其强度大于有效导引集中某个导频信号强度的t_comp0.5 db，此时ms才会向基站发送psmm。当前为移动台提供服务的基站才会通过ehdm将该导频替换到有效导引集中去。假设，有效集由一个“较强”的导频和(n6m 1)个“较弱”的导频(pweak)构成，且0（pnew pweak）= t_comp0.5 (db)。此时，如果有效导频的强度由于阴影效应而迅速降低，而ms又需要原bs的“许可”才能将该新的导频加到有效集中，这种处理上的延迟使得新的导频不能及时加入有效集中去，最终导致掉话。因此需要有新的算法来将无助于话音质量的导频从有效集中剔除出去，从而使新的导频能迅速加入进来。软切换中的重要消息2.5.2 2000软切换算法1) 导频p2强度超过t_add，ms将其转移到候选集中；2) 导频p2超过 (soft_slope/8)*10*log(ps1) + add_intercept/2 ，ms发送psmm；3) ms收到ehdm/ghdm/uhdm，将p2移到有效集中，并发送切换完成消息；4) 导频p1强度低于 (soft_slope/8)*10*log(ps2) + drop_intercept/2 ，ms启动切换去定时器；5) 切换去定时器超时，ms发送psmm；6) ms收到ehdm/ghdm/uhdm，将p1移到候选集中，并发送切换完成消息；7) 导频p1强度低于t_drop，ms启动切换去定时器；8) 切换去定时器超时，ms将导频p1从候选集移到相邻集中。3. 切换失败分析3.1 切换许可问题3.2 资源分配问题资源耗尽的可能的原因： 呼叫阻塞门限 切换阻塞门限 t_drop太低 t_tdrop太高 切换允许算法的有效性太差3.3 切换信令问题 3.3.1 强导频没有探测到1) 搜索窗问题 太窄的搜索窗口可能会导致探测不到强导频的到达多径。从基站到移动台有一定的距离，所以基站发出的信号到达移动台就会有时延。假如基站离移动台比较远，这个时延就会比较大，如果移动台的搜索窗口开得太窄的话，强导频的到达多径就可能落在搜索窗之外，这样移动台就探测不到强导频了。2) 软切换加入门限问题 如果软切换加入门限（t_add）设置过高，即使是移动台探测到某导频的强度已经较大，足够解调（但低于t_add），移动台也不会向基站上报该可用导频的探测情况。3) 移动台搜索过程太慢 3.3.2 反向链路衰落 当服务导频的强度开始衰落，切换信令必须要及时发送，但如果反向链路衰落得太快，psmm消息就无法被基站接收，导致切换失败。反向链路衰落的显著特征就是反向fer很高。3.3.3 前向链路衰落 如果前向链路衰落得太快，切换指示消息就无法被移动台接收，导致切换失败。前向链路衰落的显著特征就是前向fer很高。4. 案例分析4.1 关于邻小区列表设置的问题4.1.1 问题表征现象手机在通话过程中可以成功的从a小区切换到b小区，但无法从b小区切换到a小区；手机距离某小区c很近，但在手机的导频激活集中看不到c小区的pn码。这样随着手机向目标小区移近，手机导频激活集中的ec/io将逐渐降低、fer逐渐增大，继而引起掉话。4.1.2 问题原因分析一般情况下，cdma手机有四个寄存器，分别存放6个激活导频集、5个候选导频集和20个相邻导频集。虽然在目前的系统中，部分厂家的数据库最多可提供多达45个相邻小区，但系统通过neighbor list updat消息经空中接口向手机传送的只有20个，而这20个邻区是系统按一定的算法从当前的服务小区的多个邻小区数据库列表中选出来的，在选择过程中系统一般不依赖于这些小区的信号强度和质量，而仅仅根据数据库的静态定义按照预先设定的算法进行选择。这样如果某个目标小区在系统邻小区中未定义或定义了但由于优先级低而未能通过空中接口消息告之手机，手机的邻小区寄存器中未存放该目标小区的信息，就会导致上述问题现象的发生。4.1.3 解决方案通过路测设备或其它呼叫跟踪设备采集空中接口消息，采集掉话前后的信息，确定掉话后同步的pn码，然后查找该同步消息上面最近的neighbor list updat消息，看是否由该pn码，并结合邻小区列表数据库中判断是否为未定义或虽然定义了但优先级太低。4.2 关于导频检测参数设置的问题4.2.1 问题表征现象手机在通话过程中由于无线环境变化，导致信号急剧变化，此时会出现手机虽然已搜索到目标小区信号，但由于未达到切换门限而无法切换或切换区域不足，导致误帧率上升引起掉话。下面是一组现场测试数据，可以看出由于无线环境的变化，pn75的信号急剧减弱，但pn396由于切换门限t-add为-12db,未能进入有效集，导致pn27虽然已达到门限值，但由于高误帧而无法完成切换，导致掉话。 4.2.2 问题原因分析分析该问题，我们需要对导频检测参数的定义和设置意义要有些了解。目前，基站导频检测参数主要有t-add、t-drop、t-tdrop、t-comp等，这里我们主要了解一下t-add和t-drop两个参数。t-add是移动台用来检测接收到的导频强度的门限值。如果t_add设置太小，会导致过多的掉话和覆盖空洞，也有可能导致切换区域不足。如果t_add设置过大，会导致切换区域过大，从而使前向容量损失和由于需要增加信道卡而使成本增加。另外由于切换区域的增加还会使呼叫和切换阻塞增加，后者还有可能导致掉话。t-drop是. 导频去掉门限。当激活集和候选集中的导频强度低于该门限值时移动台会启动该导频对应的切换去掉计时器。如果t_drop设置过小，会导致过早地去掉可用导频，从而产生掉话，因为去掉的导频只会是以干扰的形式出现的。如果t_drop设置过大，会导致切换区域过大，从而使前向容量损失和由于需要增加信道卡而使成本增加。另外由于切换区域的增加还会使呼叫和切换阻塞增加，后者还有可能导致掉话。因此上面的问题主要由于切换门限t-add设置太小引起切换区域不足，有效信号无法进入而引起掉话。4.2.3 解决方案通过对测试后台数据的分析，可以发现该问题主要由于信号突变，导致强信号无法及时进入有效集，因此需要降低其切换门限，以便有足够的切换区域。因此通过调整pn75的t-add的值为-13db,问题解决。以下是调整后的测试数据： 4.3 关于移动台搜索窗设置的问题4.3.1 问题表征现象当手机从当前服务小区移向某个覆盖范围较大的基站时，如果目标站的搜索窗口设置太小，则手机将不能及时搜索到该目标站的pn，这样随着手机向目标基站的移动，必然出现当前服务小区的信号强度减弱，而目标小区的信号增强而变为强干扰信号，这样就会出现接收电平增强、服务小区的ec/io减弱、tx、fer增加而导致掉话，这里我们将举个具体案例供大家参考。下图是厦门杏林某掉话点的后台fer效果图和前台数据： 4.3.2 问题原因分析通过前台测试数据回放和后台数据分析，我们可以排除邻小区列表问题。（见下图红圈。）检测搜索窗参数设置：pn432：srch-win-a 为9；srch-win-n为10；由于pn54基站设备为三星pico设备，该设备分为smu（三星pico设备主控单元）和sru（三星pico设备远程单元）两部分，其中射频sru部分可拉远，经与相关工程人员确认，该设备smu和sru采用光纤传输，距离大于10km。由于基站srch-win-n的设置要大于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参照下表， 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