CDMA系統軟切換參數的優化設計及對系統影響

2019-11-03 09:12:18

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供稿：網友

王琳琳　王樹勛　孫曉穎　吉林大學

　　【摘要】本文簡要地介紹了CDMA 系統的切換策略，重點分析了導頻加入門限與導頻丟棄門限等參數對系統地影響，文章最后給出了切換參數的合理設置范圍，為移動運營商實現網絡優化提供了一些參考。

1 概述

　　CDMA 系統支持多種類型的切換，主要類型有硬切換、軟切換和更軟切換。改進切換過程和調整切換參數是為了在增強CDMA 功能的同時保持呼叫的完整性。硬切換是時間離散的事件，當呼叫從一個小區交換到另一個小區或者從一個載波交換到另一個載波時發生。軟切換是一種狀態，由多個基站同時支持一個呼叫。硬切換事件必然是短暫的；相反，移動臺經常在相當長的呼叫時間內處于軟切換狀態。在所有接入技術中都有硬切換（例如AMPS、TDMA、GSM 和CDMA），而軟切換是CDMA 系統所特有的。

2 軟切換過程簡述

　　IS-95 系統對軟切換作了一下的規定：軟切換的過程從移動臺開始，它必須不斷測量系統內導頻（Pilot）信道的信號強度。為了有效地對導頻信道進行搜索，IS－95A 系統中的導頻信道被分為活動集（active set）、候選集（candidate set）、鄰近集（neighbor set）和剩余集（remaining set）四個集合?；顒蛹删哂凶銐蛐盘枏姸?，正在支持移動臺呼叫的導頻組成；候選集是由導頻強度能夠支持移動臺呼叫的導頻組成；鄰近集是由不屬于活動集或候選集，但是有可能參與軟切換的導頻組成（例如這些小區可能在已知的鄰近區域內）；剩余集是由屬于CDMA 系統但未包含在其他3 組中的小區導頻組成。當移動臺測得鄰近集或剩余集中的一個導頻的強度超過導頻加入門限T_ADD；或者候選集中的一個導頻的強度超過活動集中任意導頻強度的0.5*T_COMP（dB）（T_COMP 為導頻加入比較門限）；或者活動集中的導頻低于導頻丟棄門限T_DROP，并且持續時間達到導頻丟棄定時器門限T_TDROP，移動臺會向基站發送“導頻強度測量消息”，報告導頻搜索的結果以及切換跌落定時器的狀態。同時“導頻強度測量消息”中還應報告有關導頻信道相對于移動臺時間基準的相對時間間隔PILOT_ARRIVAL?；咀酉到y（BSS）通過發送“切換指示消息”（即分配給移動臺的新的前向業務信道）來響應“導頻強度測量消息”。另外“切換指示消息”也用來標識從活動集中去掉的導頻，移動臺將停止使用已從活動集中去掉的導頻，并發送出“切換完成消息”。

　　一般情況下，處于切換狀態下的移動臺的數量應該控制在系統用戶總數的30％左右。當系統資源不夠時，即前向業務信道透支時，可能會造成用戶接入某小區不暢（如延遲或失敗）。在不改變網絡現有設備的情況下，可適當降低系統軟切換的百分比，以釋放業務信道來提供正常通信。

3 軟切換參數設置及其對系統的影響

　　下面就對各切換參數設置不當的后果加以分析。假設CDMA 系統參數設置如下：

(1)設置過?。?br>
◆產生大量導頻測量消息，通知基站，準備切換，大量占用了移動臺和基站的資源；

◆增加了不必要的切換，占用了更多的TCH(Traffic Channel)，使更多移動臺進入軟切換，尤其是隨著T_ADD 降低，三小區切換的比例會上升；

◆使移動臺到達遠端小區的功率過低，甚至被忽略，失去了分集接收的意義，又造成了TCH 的浪費。

(2)設置過大：

◆話音質量差，甚至造成掉話，減少了基站的覆蓋范圍；

◆造成了切換延遲；

◆基站邊界附近的移動臺發射功率過高，造成大量耗電等不利后果。

　　適當選擇T_ADD，使系統的大部分軟切換是兩小區切換，并且使移動臺與兩小區的距離大致相等，這樣可使移動臺平均發射功率降幅加大，降低了對系統的干擾。圖1 針對T_ADD變化對系統影響用CE4 軟件仿真后結果的統計分析。

圖1 T_ADD 設置對切換比例的影響

　　圖中繪出了系統中兩小區和三小區切換比例隨T_ADD 變化而變化的趨勢，可以看到當門限T_ADD 的值大于-11dB 后，切換比例迅速下降；在T_ADD 的范圍有一個最大值，隨著T_ADD的降低，更多的移動臺進入兩小區切換狀態，曲線上升；當T_ADD 進一步降低時，會產生更多的三小區切換，同時兩小區切換的比例必然會降低。

3.2 導頻丟棄門限T_DROP 的設置

1)設置過小

◆增大了基站的覆蓋范圍，導致移動臺的發射功率增大；

◆處于切換狀態的移動臺數量增多，參與切換的基站數量增多，占用了更多的TCH，而且由于Ec/Io 過小，使分集失去意義，導致質量下降。

2)設置過大：

◆減小了切換區域，使軟切換減少，增加了掉話率；

◆增加了乒乓切換（導頻離開活動集又進入活動集），掉話率上升。可見，對T_DROP 的合理選擇也是同樣重要的。圖2 是對T_DROP 變化對系統影響用CE4軟件仿真后結果的統計分析。

圖2 T_DROP 設置對切換比例的影響

3.3 導頻丟棄定時器T_TDROP 的設置

(1)設置過小：增加了乒乓切換。

(2)設置過大：系統產生三小區軟切換，占用了更多TCH，甚至由于Ec/Io 很小而使分集失去意義。

3.4 導頻強度比較門限T_COMP 的設置

(1)設置過?。?br>
◆使導頻進入活動集較容易，保證了活動集永遠包含最強的導頻；但導頻互換的增多產生大量的增多導頻測量消息，使系統負擔增大；

◆占用更多的TCH。

(2)設置過大：

◆造成切換延遲，易掉話；

◆由于本應進入活動集的導頻被忽略，繼而成為了強干擾源，造成系統QoS 較差，甚至引起掉話。可見，切換參數的合理設置意義重大。下表提供了切換參數的推薦值。