嘉兴：多载波边界硬切换参数优化

1、嘉兴：多载波边界硬切换参数优化   问题描述 嘉兴于3月份进行了CDMA移动网的替换工程，设备由北电替换为华为。由于北电和华为厂家在多载波边界处的切换算法和参数设置方面存在较大的差异，因此，在多载波边界处，华为的参数设置无法继承北电原有的经过优化的成熟算法。加之替换工程时间紧、难度大，华为工程师在短期内无法对嘉兴载波边界各不同场景进行差异化设计，而是对整网的切换算法进行了统一的规划，即采用了华为的handdown切换算法。Handdown算法利用的原理是相同扇区的两个载频的覆盖基本相同，信号强度相当，因此不需要进行异频搜索；当满足切换触发门限时，直接命令手机硬切换到在数据库

2、预先配置好的handdown目标载频。 Handdown硬切换示意图Handdown切换算法效果的好坏的关键取决于两个参数的设置：1)       Handdown目标小区；2)       Handdown切换门限值；替换结束后，嘉兴整网的参数设置均采用了相同的模板，handdown目标小区默认为F2对应的同小区F1，切换门限值为Ec/Io<-7db。在这种算法及参数设置下，手机一旦起呼后占上载波边界处的F2载频,便不停地测量服务小区的F2载频的Ec/Io强度，并向基

3、站发送PSMM&PPSMM消息。当系统发现服务小区的Ec/Io小于-7的时候，便触发了切换，手机迅速切换到与源F2相同小区的F1上。Handdown硬切换作为华为一种成熟的硬切换算法，在成功率上得到验证，在嘉兴替换工程过程中也发挥了一定的作用。但是，目前这种没有经过优化的参数设置，在可靠性及对整个系统性能的影响上还存在一定的漏洞：1)       这种算法的理论基础为同一小区的不同载波覆盖范围大致相同，这种理论设想在多载波区域内部基本成立。但是，在多载波与单载波交界区域，在多载波基站覆盖方向上，F1频段的外部小区干扰（IOhe

4、rs1）比F2频段的外部小区干扰(IOhers2)小得多，因此，总的干扰也存在较大的差异,即IO1>IO2。在F1、F2发射的导频功率相同的情况下，二者的Ec/Io存在较大的差异,在部分区域差异设置达到10db以上。当F2的Ec/Io下降到-7以下时，F1的Ec/Io可能已经下降到-17以下，恶化到不足以维持链路，导致handdown下切失败甚至掉话。2)       当用户在载波边界区域起呼占上F2，一旦用户往多载波区域内部移动时，由于逐渐靠近内部的F2载波，边界小区的F2的Ec/Io会逐渐衰落，甚至低于-7,这时，系统同样会

5、触发用户下切到F1。造成的结果是边界部分下切小区的F2载波不能有效地承数据话务量，使数据话务量大量堆积到F1载波上，甚至造成F1产生拥塞。（注：嘉兴目前采用华为硬指配算法，及F1为语音业务优先载波，门限为80%，F2为数据业务优先载波，门限为70%。设计思想为在小区负荷较轻的情况下，F1、F2分别独立承担语音、数据业务，在小区负荷较高的情况下，F1、F2会相互分担话务。）   问题分析对于以上假想，我们在实例测试中得到了验证。试验中，我们选取了载波边界区域进行了测试，测试方案： 1)手机在双载波边界处F2上建立信道，然后往单载波方向移动；2）手机在双载波边界处F2上建立信道

6、，然后往单载波方向移动。 测试路线图 图中红色为双载波基站，黑色为单载波基站。测试选取的起呼点为嘉兴嘉北北_1，使用cdma1x拨号上网，并用路测软件记录前反向信令。其中嘉兴嘉北北_1的201载频打开handdown切换开关，切换目标为嘉兴嘉北北_1的283载波，切换门限为-7db。根据我们设计的理念，测试的理想结果应该是：1)手机从嘉兴嘉北北_1处沿测试路线一行进时，在嘉兴嘉北北和嘉兴双桥基站之间某处产生切换，切换触发时目标小区嘉兴嘉北北_1的283载波的Ec/Io值在-10左右，处于覆盖边缘，而强度又能维持链路；2)手机从嘉兴嘉北北_1下沿测试路线二行进时，手机在嘉兴嘉北北_1的201载波

7、上顺利切换至内部基站的201载波上，直至往多载波中心区域行进，并不触发handdown下切。这样既保证了边界区域手机往单载波区域的正常切换，又能保证手机往多载波区域不发生频繁的下切，保证201载波分担话务负荷。 测试路线一：切换发生前，手机占用了嘉兴嘉北北_1（PN24）、嘉兴阳光小区北_1（PN75）、嘉兴阳光小区北_3（PN411），激活集中3个小区均打开了handdown下切开关，下切目标小区均为各自的283载波，下切门限值均为-7db。在测量到服务小区的Ec/Io<-7时候，系统判决了handdown硬切换，切换目标为PN24、PN75、PN411,切换后，目标小区283载频的E

8、c/Io强度与201载频的Ec/Io产生了较大的差异，接近于激活集去掉门限。硬切换后，手机迅速软切换至强度更好的PN309，而PN24迅速掉出激活集。从测试看来，强度更好的PN309并没有被列为硬切换目标小区，这次handdown切换存在着较大的切换失败及掉话风险，验证了我们的风险假设一。测试路线二：   切换发生前，手机占用嘉兴嘉北北_1（PN24），并往多载波中心区域行进。随着PN24的201载波信号逐渐变弱，直至强度小于-7db时，系统触发了handdown硬切换。 从测试看出，当手机从多载波边界处往多载波中心处行进时，在201载波连续覆盖、无需下切的地方，却触发了handdo

9、wn切换。在这种情况下，打开handdown开关的小区在不恰当的地方却触发了handdown切换，导致201载波无法有效分担话务负荷，这验证了我们的风险猜想二。同时，为验证handdown开关打开小区的201载波的话务分担能力，我们计算了全网24小时内handdown打开小区的283载波及201载波的话务分担情况。在华为硬指配下，201为数据业务优先载频，指配门限为70%，283为语音业务优先载频，指配门限为80%。在目前的整体话务负荷下，90%以上的语音话务量将分担到283载波上，而90%以上的数据话务量将分担到201载波上。日期载频扇区级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(PS-FCH)

10、Erl载频级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(PS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度占扇区比例(不含切换)(PS-FCH)Erl扇区级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(CS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(CS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度占扇区比例(不含切换)(CS-FCH)Erl20/04/20092837258448661.81%7939784298.78%20/04/20092017258277238.19%7939971.22%21/04/20092837299429158.79%8091800398.91%21/04/2

11、0092017299300841.21%8091881.09%22/04/20092837312433459.27%8012792398.89%22/04/20092017312297840.73%8012891.11% 全网handdown小区24小时话务分配情况由话务统计看出，所有handdown下切小区283载波承载了99%的语音话务量，达到了硬指配的效果，而201载波由于参数配置有所偏差，使得数据用户频繁下切到283载波上，导致201载波仅仅承担了40%左右的数据话务量。这样，283载波不仅承担了99%左右的语音话务量，还承担了60%左右的数据话务量，双载波之间话务分担并没有达到我们预

12、期的硬指配效果。   技术方案对于问题2），手机从载波边界往多载波区域中心行进时的容易触发下切。考虑到单载波区域的F2干扰较小，而多载波区域的F2干扰较大，F2往单载波区域的覆盖范围远小于往多载波区域的覆盖范围，因此，我们在控制切换的时候可以在Ec/Io的基础上加上RTD即环路时延这一约束条件。这样，当手机往单载波区域行进时，只要达到Ec/Io和RTD的双重门限便触发切换；当手机往多载波中心区域行进时，在RTD门限还没达到的时候就已经软切换至没有打开handdown开关的内部F2载频上，保证手机不发生下切。对于问题1），由于Ec/Io及RTD在控制上均属于盲切，要保证切换成

13、功率，必须保证切换的时候所有可能成为最强导频的小区均在切换目标小区中。这样，手机硬切换结束便处于软切换状态，最强导频在硬切换完成后直接提供服务。在参数设置上需要定义多个F1切换目标小区，并打开BS内部切换宏分集开关。方案如下：   方案实施对于所有打开handdown切换开关的小区，我们均加入了RTD环路时延门限，RTD距离选取为双载波边界基站与相邻单载波基站距离一半左右。同时对handdown目标小区进行了优化：对于边界处与单载波基站有直接切换关系的小区，除F2对应小区的F1为主切换目标小区外，添加1-2个辅助目标小区，对于边界处有可能与单载波基站发生切换关系的小区，只添

14、加F2对应小区的F1为主切换目标小区，不添加辅助目标小区。一般情况下，切换目标小区不超过3个，以防止多路切换时合并的切换目标小区过多导致最强导频丢失。以以上试验中的嘉兴嘉北北_1为例： 切换目标载频： 切换参数设置：   实施效果验证数据修改后，我们再次对嘉兴嘉北北_1往周边区域的切换作了测试效果验证。测试路线一： 从分析看来，下切前，201载频中PN24为最强服务导频，下切后，283载频中PN309为最强导频。由于我们在数据库中定义了PN309为PN24的handdown硬切换目标小区，因此，PN309在硬切换后直接进入激活集成为服务小区，保证了硬切换瞬间主服务小区的强度

15、，从而保证了切换的准确性与成功率。测试路线二： 手机在201频点上顺利由嘉兴嘉北北_1（PN24）切换至嘉兴嘉北北_2（PN192）,由于内部小区嘉兴嘉北北_2（PN192）关闭了handdown开关，因此手机再往多载波中心区域行进，并不会触发往283载波的handdown切换。正是由于RTD门限的限制，在PN24强度低于-7db的时候并没有触发切换，从而保证了载波边界区域201载波对于数据业务的分担能力。 从话务统计上，我们同样可以看到，通过参数设置的优化，多载波边界处打开handdown开关的小区201载波分担数据业务的能力增强，与预期的硬指配效果靠近。日期载频扇区级业务信道承载的话务量强

16、度(不含切换)(PS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(PS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度占扇区比例(不含切换)(PS-FCH)Erl扇区级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(CS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度(不含切换)(CS-FCH)Erl载频级业务信道承载的话务量强度占扇区比例(不含切换)(CS-FCH)Erl01/05/20092837111358350.39%7075693798.05%01/05/20092017111352849.61%70751381.95%02/05/20092837154336547.04%64506

17、31697.92%02/05/20092017154378952.96%64501342.08%03/05/20092837409354447.83%7373725798.43%03/05/20092017409386552.17%73731161.57% 从统计上看，通过加入RTD门限，嘉兴地区所有打开handdown开关的扇区201载频分担的数据业务负荷从40%左右提升到50%左右，有效地发挥了201作为补充载频分担话务的能力。但是，由于在设计当中，我们的思路是先保证切换成功率，其次再考虑最大化201容量分担，因此在RTD的取值上我们偏向于保守，话务分担的效果不是非常明显。在后期的优化中，我们将继续对201分担数据话务负荷较少的扇区进行跟踪优化，以平衡切换成功率与话务分担，更优化系统性能。   总结 在多载波边界切换方式的选取上，我们既要保证切换目标选取的准确性，以保证硬切换成功率；又要保证切换时机选取