基站系统无线网络参数.doc

1 23 基站系统无线网络参数基站系统无线网络参数 索 引 1 1概要概要 2 2 2 2越区切换越区切换 3 3 2 1综述 3 2 2越区切换过程的步骤 3 2 3越区切换的类型 4 2 4越区切换原因 4 2 5越区切换的决定 5 2 6目标小区列表的生成 7 2 7练习 越区切换 9 3 3降低干扰的方式降低干扰的方式 IRF IRF 1313 3 1动态功率控制 13 3 1 1 综述 13 3 1 2 功率控制的决定过程 14 3 1 3 练习 功率控制 18 3 2跳频 19 3 2 1 综述 19 3 2 2 基带跳频 19 3 2 3 综合跳频 20 3 3DTX 断续发射 20 2 23 1 1 概要概要 目标目标 了解各种网络结构的概念 参数调整 解释无线链路的控制算法 了解各个网络参数间的相互影响 解释参数调整对无线网络性能的影响 内容内容 越区切换机制 降低干扰机制 动态功率控制 跳频 断续发射 多层网络结构 微小区 双频网 路测 3 23 2 2 越区切换越区切换 2 12 1综述综述 在蜂窝移动通信中最重要的算法就是越区切换算法 它的主要目标 当服务小区改变 位置移动 时维持通话接续 在干扰严重的情况下进行信道切换 小区边界及无线网络结构的设计 2 22 2越区切换的步骤越区切换的步骤 越区切换过程可以分成一系列子过程 下表列出了这些子过程以及执行该过程的网络设备 子过程执行设备 1 测量 当前服务小区 的连接质量 相邻小区 的接收电平 MS BTS MS 2 测量值预处理 BTS 3 邻区记录 BTS 4 越区切换决定 BTS 5 目标小区列表的生成 BTS 6 目标小区选择 BSS 内的切换 BSS 间的切换 BSC MSC 7 新信道的选择 BSC 8 越区切换执行 MS BTS BSC MSC 4 23 2 32 3越区切换的类型越区切换的类型 如下图 2 1 所示 越区切换的类型可以根据区域改变方式的不同 蜂窝内 BSS 区域内或 MSC 区域内 来进行定义 某种类型的切换是否被允许由相应的参数设置决定 BSC 1b BSC 1a MSC 1 MSC 2 1 Intracell Handover 2 Intra BSS Handover 3 Intra MSC Handover 4 Inter MSC Handover BSC 2 4 3 1 2 图 2 1 越区切换类型 注释 Intracell Handover 小区内切换 Intra BSS Handover BSS 内切换 Intra MSC MSC 内切换 Inter MSC MSC 间切换 类型 2 3 4 也被称为小区间的切换 2 42 4越区切换原因越区切换原因 越区切换有以下四个原因 质量太差质量太差 误码率太高 接收电平太低 MS BS 距离太远 存在更合适的小区 功率余量切换存在更合适的小区 功率余量切换 与接收电平有关 与接收电平有关 5 23 2 52 5 越区切换的决定越区切换的决定 越区切换类型越区切换类型缩写缩写决定标准决定标准 质量引起的小区间切换 IRQUAL1 RXQUAL XX L RXQUAL XX H 2 RXLEV XX L RXLEV XX IH 3 XX TXPWR Min XX TXPWR MAX P 接收电平引起的切换 LEV1 RXLEV XX MS RANGE MAX 功率余量引起的切换 PBGT1 RXLEV NCELL n RXLEV MIN n Max 0 MS TXPWR MAX n P 2 PBGT n HO MARGIN n 质量引起的小区内切换 IAQUAL1 RXQUAL XX L RXQUAL XX H 2 RXLEV XX L RXLEV XX IH 注释注释 XX 取值为 UL 上行链路 或 DL 下行链路 的变量 MS TXPWR MAX 在服务小区内手机的最大允许发射功率 MS TXPWR MAX n 在邻区 n 内手机的最大允许发射功率 P dBm 手机本身的最大功率 功率等级 只有当手机或基站的发射功率达到被允许它们的最大值时 才能进行小区间的质量或电平切换 功率余量切换功率余量切换 PBGT n RXLEV NCELL n RXLEV DL PWR C D Min MS TXPWR MAX P Min MS TXPWR MAX n P HO MARGIN n RXLEV DL 服务小区下行链路接收电平的测量平均值 PWR C D BS TXPWR MAX dBm BS TXPWR dBm 服务小区的最大下行功率 BS TXPWR MAX 和功率控制下实际下行功率 BS TXPWR 的平均差值 6 23 RXLEV NCELL n 邻区 n 下行链路电平测量的平均值 HO MARGIN n 越区切换余量 如果服务小区的路径损耗减去第 n 邻区的路径损耗大于 这个门限 该邻区被认为是更合适的小区 越区切换决定参数越区切换决定参数 参数名称参数名称数据库名称数据库名称 项目项目 范围范围含义含义 L RXQUAL DL H L RXQUAL UL H HOLTQUDL HOLTQUUL HAND 0 7 上行 下行质量门限 如果 RXQUAL 高于此门限 接收电平却很低而且发 射功率已经达到了最大值 就进行小 区间的质量切换 L RXLEV DL H L RXLEV UL H HOLOWTDL HOLOWTUL HAND 0 63 上行 下行电平门限 如果 RXLEV 低于此门限 而且发射功率已经达到 了最大值 就进行小区间的电平切换 MS RANGE MAXMSRNGMAX HAND 0 35 Km 如果测量得到时间提前量 Timing Advance 大于这个门限 就进行距离 切换 L RXLEV DL IH L RXLEV UL IH HOTDLINT HOTULINT HAND 0 63 如果质量低于门限值 但此时接收电 平却很高 高于 L RXLEV XX IH 就进行小区内的质量切换 MS TXPWR MAXMSTXPWMX BTSB 2 15 GSM 0 15 DCS 2 dB 服务小区内手机允许的最大发射功率 2 39 dBm 15 13 dBm GSM 0 30 dBm 15 0 dBm DCS MS TXPWR MAX n MTXPWAX ADJC 2 15 GSM 0 15 DCS 2 dB 第 n 邻区内手机允许的最大发射功率 n 2 39 dBm 15 13 dBm GSM 0 30 dBm 15 0 dBm DCS RXLEV MIN n RXLEVMIN ADJC 0 63 第 n 邻区接收电平必须高于此门限 才能作以此小区为目标的功率余 量切换 才能在紧急切换时把此小区放入 目标小区列表 HO MARGIN n HOMARGIN ADJC 0 48 24 24 dB 只有当服务小区的路径损耗减去邻区 的路径损耗大于此余量才能进行功率 余量切换 7 23 越区切换算法总流程 下面这张流程图使用了上表中的缩写 而且假设所有类型和原因的切换都能进行 越区切换 决定算法 IRQUAL 是 LEV 是 DIST 是 PBGT 是 IAQUAL 是 不做 切换动作 质量引起的 小区内切换 功率余量 引起的切换 距离引起 的切换 接收电平 引起的切换 质量引起的 小区间切换 否 否 否 否 否 图 2 1 越区切换算法总流程 假设所有切换都被允许 8 23 2 62 6 目标小区列表的生成目标小区列表的生成 一旦作出了切换的决定 就产生一个目标小区列表 目标小区列表能容纳小区数量的最大值由参 数 N CELL 参数 N CELL 包含在数据库 HAND 分项中 取值范围 0 15 目标小区列表中候选小区的排序标准目标小区列表中候选小区的排序标准 PRIO NCELL n PBGT n HO MARGIN n PBGT n 功率余量的平均值 邻区进入目标小区列表的条件邻区进入目标小区列表的条件 对于质量 电平和距离的小区间切换 RXLEV NCELL n RXLEV MIN n MAX 0 MS TXPWR MAX n P 对于功率余量切换 RXLEV NCELL n RXLEV MIN n MAX 0 MS TXPWR MAX n P L RXLEV XX P U RXLEV XX PXX UL DL 而且功率控制门限必须与越区切换门限相匹配 U RXQUAL XX P P L RXQUAL XX P P L RXQUAL XX H H XX UL DL L RXLEV XX H H L RXLEV XX P P U RXLEV XX P PXX UL DL 17 23 功率控制的主要参数及其设置功率控制的主要参数及其设置 参数名设置解释 EMSPWRCTRUE 是否允许进行上行功率控制的标志 EBSPWRCTRUE 是否允许进行下行功率控制的标志 PAVRQUAL4 1 对 RXQUAL 值进行平均的窗口尺寸 在做功率 控制决定时使用 当使用 DTX 时才有效 PAVRLEV4 1 对 RXLEV 值进行平均的窗口尺寸 在做功率 控制决定时使用 当使用 DTX 时才有效 EBSPWCCRTRUE 在允许 BS 功率控制和跳频情况下的功率控制校正允 许 LOWTLEVD35 下行链路增加功率的 RXLEV 门限 LOWTLEVU31 上行链路增加功率的 RXLEV 门限 UPTLEVD50 下行链路降低功率的 RXLEV 门限 UPTLEVU46 上行链路降低功率的 RXLEV 门限 LOWTQUAD3 下行链路增加功率的 RXQUAL 门限 LOWTQUAU3 上行链路增加功率的 RXQUAL 门限 UPTQUAD1 下行链路降低功率的 RXQUAL 门限 UPTQUAU1 上行链路降低功率的 RXQUAL 门限 PWRINCSS3 6db 功率增加步长 PWREDSS1 2db 功率降低步长 PWRCONF2 4 SACCH 等待新的发射功率得到证实的最大时间间隔 PCONINT2 4SACCH 两次发射功率改变的最短间隔 一次功率控制执行被 确认后功率控制决定挂起时间 上行功率控制的最大范围 13 dBm Min MS TXPWR MAX P for a GSM MSPhase 1 5 dBm Min MS TXPWR MAX P for a GSM MSPhase 2 0 dBm Min MS TXPWR MAX P for a DCS1800 MS 下行功率控制的最大范围 BS TXPWR MAX 30 dB BS TXPWR MAX 步长为 2 dB 18 23 这里 我们举一个例子来说明问题 3 1 33 1 3练习 功率控制练习 功率控制 考虑一部手机 GSM phase 1 的最大输出功率 PMS 33 dBm GSM 手机的最低发射功率为 13dBm 当前服务小区内设置参数如下 MS TXPWR MAX 33 dBm BS TXPWR MAX 44 dBm POW INCR STEP SIZE 3 6 dB POW RED STEP SIZE 1 2 dB 设置功率控制的上行 uplink 门限值为 L RXQUAL P 3L RXLEV P 31 U RXQUAL P 1U RXLEV P 46 下表中给出了一些例子 有关上行的平均测量值 接收电平 RXLEV 和接收质量 RXQUAL 以及 上次被证实的手机发射功率 TXPWR 求 对应的新建议的手机发射功率为多少 Example 上次证实的 MS TXPWR dBm RXQUALRXLEV 新建议的 MS TXPWR 125032 221348 314044 431525 517548 解决方法 解决方法 Example 1 0 RXQUAL U RXQUAL P 但但 RXLEV 2 dB 30 U RXLEV P 功率衰减 2 dB TXPWR 新 21 2 dBm 1919 dBmdBm Example 3 0 RXQUAL L RXLEV P 2 POW DEC STEP SIZE 2db 功率增加 2dB TXPWR 旧 2 dB 12 dBm L RXQUAL P 功率增加 6 dB TXPWR 旧 6 dB 37 dBm 高于高于 PMS 和和 MS TXPWR MAX 3333 dBmdBm TXPWR 新 Example 5 尽管有较好的接收电平 RXLEV U RXLEV P 但接收质量为 5 RXQUAL L RXQUAL P 功率增加 6 dB TXPWR 新 17 6 dBm 2323 dBmdBm 19 23 3 23 2 跳频跳频 3 2 13 2 1综述综述 GSM 中使用的跳频其原理是在一个通话连接中连续的 TDMA 突发 burst 用不同的频率传送 根据无线规划这些频率位于同一个小区中 这种方式也称为慢跳频 因为在一个突发传送过程 中载频保持不变 与之相对 快跳频是指在一个突发内传送时间内载频会改变 跳频所带来的影响就是链接质量随突发不同有所改变 也就是说 在一个高误码率的突发后有 可能是一个低误码率的突发 原因是 短径衰减 多路径效应 在不同频率上的不同 干扰电平在不同频率上的不同 因为一个语音帧 speech frame 的信息被交织在 8 个连续的突发中 而对一个语音帧解码是否 成 功取决于这 8 个突发的平均误码率 因此即使有些突发质量很差仍可以被解码 如果不使 用跳频 8 个突发的质量要么都好要么都坏 因此跳频的优点是对所有通话连接的质量进行平 均 这是通过 频率分集 frequency diversity 短径衰落 多径效应 的平均 干扰分集 interference diversity 干扰的平均 为了实现干扰分集 存在于两个有同频干扰的小区的通话连接不可以同步跳频 而应采用不相 关 uncorrelated 的跳频方式 这种跳频方式称为伪随机跳频 在两个存在同频的小区内使用 不相关的跳频序列 因此这两个小区内的不同通话连接受同频 碰撞 的可能性和在跳频序列 中频点数量成反比 一个跳频序列由跳频序列号 HSN 给定 GSM 标准中有 63 个不相关的伪随机跳频序列 HSN 1 63 另外 还有一个循环跳频 模式 由 HSN 0 来表征 这种方式是指 TDMA 帧循环使用跳频序列中的频率 f1 f2 f3 f4 f1 f2 跳频增益 frequency hopping gain 与参与跳频的频点数成正比 因为同频 碰撞 的可能性 是与参与跳频的频点数成反比的 跳频类型 共有两种跳频类型 它们是基带跳频和综合跳频 3 2 23 2 2基带跳频基带跳频 通话连接在不同 TRX 之间切换 缺点 20 23 这样 参与跳频的频率数最多只能是每个小区的 TRX 数 如果 TRX 有故障 PA TPU BBSIG 或 FICOT 的故障 跳频就不能进行 优点 BCCH 所用频率也能参与跳频 不需要使用具有高损耗的宽带滤波器 故硬件配置较灵活 3 2 33 2 3综合跳频综合跳频 TRX 自身在发送不同帧时改变频点 要真正地从综合跳频得到好处 容量增加和质量的改善 TRX 和频率资源的比例必须小于 40 就是说 如果有 2 个 TCH TRX 那么参与跳频的频 点 至少有 5 个才能提高整个网络的质量 缺点 BCCH TRX 不能跳频而且 BCCH 所用频点不能在跳频序列中使用 必须使用宽带滤波器 也就是说不能使用 FICOM 而 FICOM 比 DUCOM 或 HICOM 损耗更小 优点 跳频频点数可以比 TRX 数多 例如即使只有 2 个 TRX TCH TRX 也能在 16 个频率 上进行跳频 更密的频率复用带来了容量的增加和质量的改善 如果一个 TRX 有故障 跳频也能继续进行 除 BCCH 外未出故障的 TRX 继续跳频 TRX 的扩充非常容易 不需考虑搜寻新的频点 在 TRX 和频率资源的比例小于 40 的条件 下 3 33 3 DTX DTX 断续发射断续发射 一些年前 DTX 已经在卫星系统中得到发展 在 GSM 移动通信系统中 DTX 功能第一次被使用 它的目的是减少 MS 耗电量和降低小区内的干扰 一般通话情况下 通话人只有 50 说话 时间 传送的每个方向上大约只有 50 时间被占用 DTX 模式就是指只有当帧包含有用信息时 发信机才工作 只传送包含有用信息的帧 困难的是如何找到一种技术在一个很吵的环境中把 嘈杂的话音从真正的噪声中区分出来 这些算法用 VAD Voice Activity Detection 语音 活动探 测机制实现 为了把噪声的特性参数传送给接收端 必须评估背景噪音 当不发射无 线信号时接收端产生一个类似的舒适噪声 21 23 DTX 的目的是把话音数据传输速率从 13 kbit s 用户话音 减少到 500 bit s 这样的低速 率对背 景噪音的编码已经足够 就是说 260 比特的一帧在每 20 毫秒发送一次变为每 480 秒发送一帧 这就是所谓的 SID Silence Descriptor Frames 帧 安静状态描述帧 它在每个非活动 inactivity 周期开始时 发送 以后只 要 BTS 和 MS 之间的非活动状态保持下去 则每 480 毫秒发送一次 SID 帧的作用是 1 当监测到一个 SID 帧的时候 表明正在进行 DTX 在接收端 MS 或 TRAU 舒适噪声特性将被更新 并产生相应的舒适噪声 2 进行 DTX 的情况下 这些 SID 也用来继续进行信号强度和质量的测量 因为进行 DTX 时 没有话音 也就是说没有话音帧 但这时我们仍需要有帧来用于测量 舒适噪音把背景噪音从说话方传送到接听方 如果接听方听不到任何声音 他可能认为连接已 中断 DTXDTX VADVAD 管理参数管理参数 特性参数名称特性参数名称对象对象 数据数据 包包 数据项名称数据项名称意义意义 上行链路 DTX 标志 BTS BTSODTXUL 0 MS 可以使用 DTX 可能的话就使用 1 MS 必须 DTX 功能 2 MS 不能 DTX 功能 下行链路 DTX 标志 BTS BTSODTXDL FALSE BTS 下行链路 不使用 DTX 功能 TRUE BTS 下行链路 使用 DTX 功能 图 3 5 上行链路 DTX 设置应为 DTXUL 0 表示如果手机支持 DTX 功能它就使用 DTX 功能 如果网络 存在很大的干扰 就应该在下行链路使用 DTX 功能 即设置 DTXDL TRUE 否则设置 DTXDL FALSE 有关有关 DTXDTX 的其它说明的其它说明 22 23 DTX 问题必须慎重处理 因为使用 DTX 功能时得到的测量值与不使用 DTX 功能时所得到的测量 值相比精确性更差 而这些测量值要在越区切换和功率控制中使用 测量值分两种 SUB 值和 FULL 值 FULL 值是对一个 SACCH 复祯测量值的平均 一个 SACCH 复祯 104 个 TDMA 帧 200 kHz Time 0 4 3 2 1 0 7 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