CDMA掉话原因分析

第30卷第1期世界科枝研究与发展Vol.30 No, 12008年2月42-45 页WORLD SC-TECH R&DFeb. 2008 pp.42 -45CDMA掉话原因分析程晓(武汉理工大学信息工程学院,武汉430076)摘要:文章就 CDMA系统中由于无线原因造咸掉话的几种情况进行了较为详尽的分析,并以在城区路测过程中发现的一些无线掉话具体问题作为实例进行分析和研究,揭示了掉话的原因,提出了解决方法和解决后改善的情况。关键词:CDMA;拌话;切换中图分类号:TN929.533文献标识码:BThe Analysis of the Causes on CDMA Drop CallCHENG Xiao( Wuhan University of Technology ,School of Inornation Engineeing, Wuhan 430076)Abstract:This paper mainly analyse several eircumstances that can cause call drop which is ceaused by wieless I take exemples from driv-ing test in the eity proper, analyse and research into the question ,reveal the cause of call drop. At last, put forward a solution to the prob-lem and recount the result of the solution.Key words:CDMA;all drop:;ransfom平坦。1引言导频的Ee/]o随着移动台的接收功率不断增加而不断掉话率是评价CDMA网络系统质量的一个关键指标下降说明有新的强导频成为干扰源，应当进行切换。当导频CDMA系统规范中规定移动台应该为特定的事件(例如移动强度降低到- 15 dB以下时,前向链路的质量严重下降，当前台接收到的错误帧)制定相应的计数器当计数器的计数值达向链路不能成功解调时移动台将关闭它的发射机。因为移到一定的门限值后,移动台将关闭其发射机井回到初始状动台不再发射信号,反向闭环功控比特将被忽略,TX - GAIN态,这样就会发生掉话事件计数器和与之相对应的掉话机制- ADJ的幅度保持平坦,-般是正的几dB。很高的移动台决定了移动台在何种状态下会发生掉话事件。一般米说,确接收功率将使开环功控过程低估所需的移动台发射功率。认特定机制导致的掉话是很难的.并且确认了这种机制也仅掉话原因有:仅是只了解表面的问题，要详细分析掉话的原因还需要从确(1)切换准许算法引起的软切换失败:如果BS日志显示定掉话事件的底层原因着手。本文通过分析- - 些典型掉话PSMM消息中有合适的导频且有可用资源,但没有发送包含事件的掉话原因给大家提供一种分析掉话原因的方法。强导频的切换指示消息(HDM),则是切换准许算法问题。可能的原因有:不允许多于3路的软切换;切换算法不完善;不允许切换到不属于邻集列表中的导频上。2.1 接入/切换冲突引起的掉话(2)资源分配引起的软切换失败:当进行软切换时,需要当MS在小区覆盖的边缘处发起呼叫时,由于服务小区向目标基站申请资源。系统必须保证有足够的资源来支持主导频强度较弱,在接入过程中需要切换到新的导频上去，软切换,如果系统的激活用户数很多或由于切换率过高,最而IS-95ACDMA系统中不支持在接人系统过程中同时进终所有的资源都用尽了,从而由于没有可用资源导致切换失行切换,这样很可能发生掉话情况。从数据分析表明,这种败。若为切换呼叫预留过多的资源将导致新呼叫阻塞慨率情况下MS接收到的信号强度越来越强,但是主导频Ee/Io的增高,因此接人控制过程可能不会为切换预留足够的资越来越弱。当在接人过程中主导频Ec/lo低于-15 dB时,源,从而导致切换失败。可能的原因有:网络负载过大;切换前向信道信号质量将极大恶化,因为新的导频是一个强干扰率过高。可以通过调整切换参数T- ADD、T - COM、T -源。当前向链路不能被MS解调出来时,手机很快收到12个DROP .T - TDROP和切换准许算法来解决。连续的坏帧,手机停止发射并且启动T5m计数器。如果在(3)切换信令引起的软切换失败:有了可用的资源,切换MS接收到信道分配消息1 ~2帧之后主导频的Ec/Io小于准许算法也允许,软切换是否成功还依赖于适当信令消息的- 15 dB,则MS来不及切换就会产生掉话,MS重新初始化到及时传输和接收。如果用于切换的信令不完整和及时,也可一个很强的导频信号上。目前在IS -95B和CDMA2000系能导致切换失败。如果基站日志上记录没有接收到包括强统中,已经解决了接人过程的切换问题"。导频的导频强度测量消息(PSMM)或延迟很长时间收到2.2切换失败引起的掉话PSMM.则县切换信今出现问题、主要原因有:此类掉话的特征是移动台的发射功率达到最大,移动台中国煤化工台向基站报告检测到的接收功率不断增加,而导频的Ec/Io 不断下降,在重新同的强YHCNMHG没有检测到所有的导步到新导频上后又很快增加,TX - GAIN- ADJ的幅度保持频,切换就不会及时地进行。着移动台没有发送包括强导频第42页wwo. globesei. com2008年2月世界科技研究与发展自动化技术、信息技术的PSMM或发送的很慢,则是移动台没有检测到强导频。造成掉话的最普遍的情况。解决的方法是优化邻集列表,把可能的原因是:搜索窗口太小、T- ADD太高移动台的强导频加入邻集列表,但要保证邻集列表长度不超过限制。导频搜索太慢。外部干扰-如果移动台掉话后进人长时间的搜索模式可以调整的参数有:SERACH - WIN - A .SERACH- WIN(超过10 s) ,造成很高的FER,从而导致掉话。此时干扰源- N .SERACH - WIN -R、T- ADD、PILOT - INC。不可能是CDMA系统中的可用导频信号。优化方法是检测反向链路性能下降(反向FER高):随着服务导频强度前向频谱,找出干扰源并消除,保证频谱可用于CDMA系统。的不断降低,切换信令必须及时地发送。如果反向链路下降2.4 前反向链路功率不平衡掉话得太快,基站将永远不会接收到PSMM,因此导致切换失败。基站系统分配给前向业务信道的功率和反向信道最大前向高FER使接收的切换指示消息( HDM)出错或被丢Eb/No值都有一个范围,如果这些参数设置不合理,就可能失:如果前向链路降低,移动台可能接收不到切换指示消息，导致前向信道功率 太小不足以维持良好的通话质量,使MS从而导致切换失败。启动TSm计数器最终导致掉话。在反向信道上也是如此,系2.3前 向干扰掉话统允许MS信号的Eb/No最大值过低将会导致MS发射功率这种情况分为长时(大于T5 m)和短时(少于T5 m)千过小,不足以维持反向链路,使基站认为反向链路太差而切扰掉话。长时是指持续时间超过移动台的衰落计时器的设断信道(即使在导频Ee/Io很好的情况下也可能发生)。定值。此类掉话的特征是移动台的接收功率不断增加,而导此类掉话的特征是移动台的发射功率达到最大,移动台频强度Ee/lo在不断降低, TX - GAIN - ADJ的幅度保持水的接收功率和导频的Ee/lo基本保持不变,TX - GAIN - ADJ平。随着移动台的接收功率不断增加而导频强度Ee/Io在的幅度变得平坦。由于导频强度很高,意昧着前向链路很不断降低,表示在前向链路存在干扰源造成强干扰，但此时好;移动台的发射功率却已经调整到最大，说明反向链路很活动集内导频信号强度也很好,造成前向FER过高。当导差。这两项指标说明存在前反向链路的不平衡,经过一段时频强度低于-15 dB时,前向链路的质量严重下降, FER增间(3~5 B)之后,基站检测到MS的反向信道信号很弱,放弃高,不能成功解调,此时MS很快启动T5m计数器,如果时间了反向信道,同时切断前向信道,这样就触发了MS的掉话机持续过长大于TSm设定的时间,则手机就会重新初始化,导制,导致掉话。基站将放弃反向业务信道,并且停止发送前致掉话,连续收到12个坏帧后，移动台关闭发射机,衰落计向业务信号。此时移动台的前向业务FER变得极高,很快时器启动(当连续收到2好个赪后发射机会从新开始发射)。.会关闭发射机,参数TX - GAIN - ADJ的幅度变得平坦。反向闭环功控比特被忽略,TX-GAIN-ADJ的幅度保持平造成这种情况有两种原因:-种就是用户过多造成反向坦,一般是正的几dB。如果这种情况持续直到衰落计时器链路阻塞,因为CDMA是个自干扰系统, - -定 功率下系统容期满,发生的掉话称为长时掉话。量是有限的;另一种原因是导频过多。还有一种是在反向链若MS掉话后重新初始化进人新导额,这就是最明显的路上存在例如微波发射机等强反向干扰。前向干扰掉话;如果MS的FER是由外部干扰造成,MS将长优化方法是由于是导频信道增益过高，可以调整的参时间地进入搜索模式(大于10 8) ,这是因为干扰源信号很强数:降低导频发射功率,使导频信道和业务信道覆盖平衡;可但是MS解调不出相关信息。以减小天线增益或调整天线方向角,缩小覆盖区,从而减小短时是指持续时间不超过移动台的衰落计时器的设定反向干扰,但可能造成其它区域的覆盖问题;可以增加新的值。此类掉话的特征是移动台的接收功率在- -段时间内不基站或直放站。由于郊区往往使用较高增益的天线,导频信断增加,而后又开始下降,导频强度Ee/Io在一段时间内不道增益过高更易于发生。导频信道增益过高时,手机信号显断降低,而后又开始上升,TX-GAIN-ADJ的幅度保持水示较佳,但是会出现无法进行拨打接听电话,及通话质量较平。在短时前向干扰掉话中，如果发生了上面的情况,手机差[2),。的衰减计数器可能在短时间内复位,就不会导致掉话的情2.5覆盖掉话况。如果导频Ee/lo在TSm到期之前恢复到-15 dB以上，覆盖掉话最明显的特征是导频Ee/Io和MS接收的功率而基站的指令TX-GAIN-ADJ(调整移动台功率)仍然保持恒同时减少,当导频强度低于-15 dB并持续TSm以上时,就定,则表明MS没有重新发射功率,当TSm到期时,手机开始会导致掉话。如果主导频信号强度在T5m内恢复到-15 dB重新搜索网络(即掉话情况发生)。这是因为基站启动了自以上, MS仍然掉话,则表明基站的掉话机制已经关闭了前反己的掉话机制并且其计时器比MS的更短(如2s),当MS检.向链路。测到服务小区的Ee/lo恢复时,基站却认为MS已经掉话,就2.6 业 务信道发射功率设置不合理造成掉话切断了业务信道,导致手机又初始化到原来的导频上。此类掉话的特征是移动台的发射功率、移动台的接收功产生前向干扰的干扰源有两种:CDMA的自干扰和外部率、导牛幅度都基本保持不干扰。变,但中国煤化工动台的接收功率和CDMA的自干扰-如果移动台马上在另外-一个导频上导频的THCNMHG信道的功率分配值进行初始化,那么掉话是因为切换失败,这是前向链路干扰和反向业务信道Eb/Io的设置值都在-定的限制范围内,如www. globesci. com第43页自动化技术、僧息技术世界科技研究与发展2008年2月果这些参数的最大允许值设置为很小的值,业务信道可能不能发送足够的功率来保持通信链路，导致掉话。即使在导频”的Eec/lo 可接受的情况下也可能发生”。出闭环功控分为内环和外环功控两部分，目的是使Bs能够在保证- -定接收质量的前提下，让MS以尽可能低的功率发射信号,以减小对其它用户的干扰,提高容量。|A8城22内环功控就是BS接收MS信号,将其与一闭环门限相比,如果高于该门限,向MS发送“降低发射功率”的功率控制指令,否则发送增加发射功率的指令。外环功控就是BS根据所接收到的反向业务信道误帧率Overlap的变化,对闭环功控门限Eb/No进行调整。FER有一-定的目3■Drope (2标值,由于多径信道的变化，反向FER和闭环门限没有一-- _c区域:号Ec/To 和Pinger FC对应的关系,为了达到FER的目标值,需要动态调整闭环门FECont限EB/NO.当实际接收的FER高于目标值时，BsS就需要提高内环门限,以增加MS的反向发射功率;当实际接收的FER低于目标值时,BS就适当降低内环门限，以降低MS的反向发射功率。前向链路首先失败:由于导频强度和移动台的接收功率围1市区某路段路测信号图都在门限之上,TX - GAIN - ADJ的幅度在5 s内保持平坦，FIg.1 The drive test picture of the city mads之后移动台重新初始化。这表明前向业务信道能量不足,便站,信号较差,但是能够继续保持邇话状态，直至1560号基移动台不能成功解调而关闭了发射机。面移动台在同-个站2扇区信号出现,并且较强,但是未能快速进行软切换,同导频信道上初始化明确地表明掉话的原因是前向业务信道时1536和1503号基站信号迅速衰减,最終掉话:e区城已经的信号太弱。解决方法是增大前向业务信道最大发射功率,是1560基站2扇区服务。保证前向业务信道和导频信道的覆盖平衡。但这会增加邻原因是由于:由于从掉话的路测数据分析,我们可以了解到掉话主要近小区的前向干扰，需要测试邻近小区的前向覆盖。反向链路首先失败:基站设置的反向业务信道E/No目.①软切换失败:主要是1560号基站2扇区在候选集中标值是反向信道的一一个限制 ,外环功控不合理会导致反向链信号较强,但是不能迅速与激活集中的信号较弱的1536号路的发射功率不足。当基蛄所接收到的反向业务信道的能基站以及1503号基站成功切换。量达不到- -定的值,基站将掉话,中断前向业务信道，现象与②坡地地形影响:主要是有较大的坡形地形导致在B区前向链路首先失败相同。城内,没有较强的主导频信号覆董,形成弱覆盖区域。(3)解决方法3案例分析针对掉话的主要原因,我们进行了如下调整和建议:案例一①软切换失败:主要是调整了1560 号基站2扇区与(1)情况介绍1536 号基站.1503号基站的软切换参数,主要是切换参数包在某市市区的路测中,发现了- -次语音掉话,我们通过括了 T_add从-12 dB调整为- 14 dB,T .COMP从4 dB调整分析掉话前的信号.得知掉话原因,并针对掉话原因，进行了为3 dB.ITDROP从3s调整为2s。调整,改善了掉话点的信号,解决了掉话问题:②坡地地形影响:通过天线调整解决效果有限,建议在如图1,摊话前合成Ee/lo是- 20.8 dB,激活集中主导B 区城内通过增加直放站来保证该主要国道的覆盖，避免掉频为国安局第三扇区(PN =378, Is03 g).二监狱第二扇区(PN-=237,1536 b),候选集中为英华学校第二扇区(PN=(4)改善情况285,1560g)。 英华学校第二扇区(PN =285,1560 g)的Ec/1o调整后的路测效果如图2,可以看到,没有发生掉话,信是-12. I dB,但没有进入激活集。号质量也有了明显改善。(2)原因分析1I560号基站第- -扇区的掉话率从调整前的6.23%下降通过对路测数据的分析,我们可以发现,由于地形的原到1.02%。因,当路剥车辆自北向南经过1560号基站英华学校的时候，到3,1560号基站第二扇区的掉话率从调整前的3.5%下降首先在A区城内是1560的I扇区信号为有效主导频,信号中国煤化工较好:随着进入B区城后,出现了上坡,1560号基站1扇区信号迅速衰减,手机切换到了红线标志的1536和1503号基'TYHCNMHG第44页www. globesci. com2008年2月世界科技研究与发展自动化技术、信息技术(3)解决方法应通过调整天线角度等方式进行网络调整.使此区城有一个强导频覆盖,以保证正常通话4总结本文针对无线原因造成的掉话进行了较为详尽的分析,并通过具体问题具体分析具体解决.揭示了CDM系统中无线掉话的深层次问题。并且通过实例说明整个CDMA网络在运作中还存在或多或少的问题，随着移动通信的发展,无线网络优化在网络运营中地位越来越重要,而要做到及时有效优化,必须对整个系统的运行机制深入了解,才能迅速定1 Be/Ie ot Daninaent Pulot位网络中出现的问题，及时解决问题。单个事件失败的原因分析是很复杂的事情.有时候需要许多工程实际的经验,同时多种数据来源可以更加准确地定位错误。一般来说，如果检查路测结果发现某个地城范围或圈2市区某路段经过整改后路测信号图时间范围内某种事件失败频繁发生,就有必要对这种事件失Fig.2 The drive teot picture o the ciry rods sher rbuida败原因进行分析,以确定对系统参数的调整。本次掉话发生于某市区路测过程中,手机在09:59:网络优化工作是-种持续性的工作,要不断地对正在运28. 508起呼,导频为PN48 ,09 :59 :31.842收到基站的信道指行的网络进行优化。 在网络运行初期，由于用户数较少,需配消息,09:59:33.278完成起呼进入通话状态,在10:00:要 通过路测进行优化,这种过程一般需要重复多次。 随着用05. 150同步到PN48。 从信令上看,在发生掉话前手机- _直户数的增多 ,还应该充分考虑网络维护中心记录的各种数据发送功率测量报告消息和多次导频测敏消息,但导频测量消对网络进行优化。 这种连续不断的优化工作对CDMA移动息中只有1个导频PN48,导频的E/Io为-17.5 dB,说明前通信系统尤为重要 ,因为CDMA移动通信系统是干扰受限的向链路覆盖不好.但没有其它导频可切换。从物理信号图上通信系统,随着用户数量的不断增加，网内的各种干扰随之来看,在掉话前手机的接收功率为-8.5 dBm,手机的发射增加 ,并且外部环境也在不断变化,因此需要不断修改某些功率为3.8 dBm,FER= 100% , Ec/lo= -24. 6 dB,说明是前网络参数以保证网络在各方面有较好的性能。向覆盖不好而导致前向误帧率非常高,从而引起掉话。从导频测量图上看，邻集中可以搜索到7个导频,但Ee/lo在参考文献-18 dB~ -20 dB之间。,[1]孙立新. CDMA移动通俏技术.人民邮电出版社1999(2)情况分析[2]肖辉,刘姚波.码分多址移动通信系统人民邮电出版社,200说明此处是弱导频区城,Ee/lo较差,因此是前向覆盖不[3]Brian. Digial Commuications, IEEE Penonal, 1997(责任编辑:房俊民)好导致FFER高,最终产生掉话。中国煤化工MYHCNMHGwww. globesci. com第45页