CDMA系統多載波技術需要考慮的因素

2019-11-05 02:43:31

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供稿：網友

　　在網絡建設初期，隨著用戶數的增長，運營商可以不新增載波，通過對現有基站進行最大限度的擴容來滿足本期話音及數據容量的需求，如此可以對現有網絡進行平滑的過渡，工程量相對較小。但是當用戶語音及數據增加產生的無線話務密度超過單載波基站在滿足覆蓋的前提下所能提供的容量密度時，使用多載波便成為一種有效的基站擴容途徑。根據筆者的經驗,實施多載波時,無線網的設計應綜合考慮以下因素：終端的接入策略、切換算法的選擇以及切換對系統的影響。
　　
　　一、終端接入策略
　　考慮到國內CDMA系統的建設情況，多載波區域存在以下三種情況（以雙載波為例）：
　　
　　1、全部區域都存在第一載波，只在話務密度較高的市區中心等處存在第二載波，這是網絡達到一定規模時一種常見的情況；
　　
　　2、在不同的區域使用不同的單一載波，這有可能是不同的區域可用頻點不同，或者解決兩個區域間固有的干擾問題（如兩個廠家設備系統間的干擾）；
　　
　　3、系統的全部區域均采用多個載波，這時的網絡規模已經較大，故采用雙載波。
　　
　　現在國內同時存在IS 95和1X手機，因此系統采用的終端接入策略建議如下：
　　
　　(1)二載波區域：
　　
　　手機開機時，系統根據移動臺的版本號判定為95手機或1X手機，讓95手機守候在第一載波上，根據Hashing算法讓1X手機隨機守候在第一和第二載波上。當95手機發起呼叫或被叫時，占用第一載波，守候在第一載波上的1X手機發起話音呼叫或被叫時，占用第一載波，假如第一載波負載達到80%時，新發起的話音主叫或被叫則占用第二載波。當守侯在第二載波上的1X手機發起話音呼叫或被叫，占用第二載波，當守候在第一或第二載波上的1X手機發起數據呼叫時，都占用第二載波。
　　
　　(2)單載波區域：
　　
　　手機開機時，全部守候在第一載波上，發起呼叫時，占用第一載波。
　　
　　二、切換算法的選擇
　　CDMA系統區別于其它系統的一個重要特點是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。通常多載波與單載波邊界區域載波間切換有如下幾種切換算法：
　　
　　1、數據庫輔助的硬切換（DAHO）
　　
　　數據庫輔助硬切換方式是一種完全由數據庫軟件控制的CDMA多載波間的硬切換方法,它無需增加任何硬件設備，只是通過結合系統數據庫軟件中的CDMA載波間切換觸發提升（IFHOTI）和CDMA多導頻載波間切換的兩個功能來完成多載波間的切換。
　　
　　這種方案的優點是無需額外硬件投資，實施簡便，對任何版本的移動終端都適用。缺點是采用軟件觸發異頻硬切換會影響邊界小區的容量；參數設置比較復雜；網絡優化難度較大；同時由于無線環境的復雜性，完全由軟件進行判定和觸發硬切換會帶有一定的誤差，所以切換成功率沒有采用偽導頻方式高。
　　
　　2、偽導頻觸發的硬切換；
　　
　　采用偽導頻方式解決邊界區域的異頻硬切換是最傳統、也最有效的解決方案。它需要邊界地區的所有單載波小區配置偽導頻設備，發射第二載波偽導頻信號。終端從雙載波區域移動過來時，通過偽導頻信號的引導，使終端能夠適時切換到單載波小區。
　　
　　這種方案的優點是無線網絡規劃及小區參數設置簡單，對任何版本的移動終端都適用，切換成功率高，并且不會影響邊界小區的容量。缺點是需要在所有邊界單載波小區增加偽導頻設備,網絡設備投資額較高。
　　
　　目前有些廠家的基站設備已具備跳頻偽導頻功能，當邊界區域載波配置相差2個頻點以上時，邊界小區只需增加一套偽導頻設備，它能采用跳頻的工作方式在多個頻點循環發射偽導頻信號，而不需要在每個頻點都安裝偽導頻設備,從而大大減少了設備投資。
　　
　　3、移動臺輔助的硬切換（MAHHO）；
　　
　　達到IS-95B版本要求的CDMA終端都具備了異頻掃描功能，終端在邊界區域通話時可以按照系統的指示,在壓縮的空閑時間內掃描測試其他頻點的導頻強度,并根據相應的門限設定,適時地切換到單載波小區。
　　
　　這種方式的優點是對無線網絡不需進行任何硬件增加和軟件設置，切換成功率較高。缺點是由于IS-95A以前的版本終端無異頻掃描功能，在邊界區域隨著位置的移動和信號強度的逐漸減弱，會發生掉話而無法正常切換現象；同時不同廠家設備對該功能的支持程度也不同，實際網絡應用比較困難。
　　
　　另外還有誤幀率觸發（Enhanced Hard Handoff Trigger）、環路時延觸發（RTD：Round Trip Delay）等其它方法來解決硬切換,這里就不再具體敘述。實際工程實施時，應該非凡注重邊界小區的確認和劃分，必要時有時使用過渡小區、雙邊界等方法以保證硬切換的順利完成。
　　
　　三、切換對系統的影響
　　多載波邊界區域發生的硬切換主要是跨載波硬切換，同時還有因系統制式不同（主要指從1X服務區移動到IS-95A服務區時）而產生的硬切換。當硬切換發生時，手機總是先釋放原基站的信道，然后才能獲得新基站分配的信道，是一個“釋放-建立”的過程。第一、假如兩個載波的強度劇烈變化，手機就會在兩個載波之間往返切換，產生所謂的“乒乓效應”。第二，假如手機不能正確識別相鄰小區的載波，就會一直守候在當前載波直至掉話，稱為“吊死”。這樣一方面給交換系統增加了負擔，另一方面也惡化了網絡指標。CDMA多載波技術雖然解決了高話務密度問題，但是不可避免帶來硬切換對網絡的影響，所以在多載波的設計中首先要考慮的因素是如何減少硬切換，以下問題需要非凡注重：
　　
　?。?）避免“孤島”式多載波基站（除了當前基站為雙載波基站外，四周都是單載波基站），盡可能形成多載波的連續覆蓋；
　　
　?。?）載波間硬切換區域盡可能避開高話務量區；
　　
　　（3）要優化硬切換以減少發生掉話的危險；
　　
　　在實際工程運用和設計中，通過對網絡的適當調整、減少切換帶面積，同時優化邊界地區不同廠家的參數，來保證硬切換的效果，將硬切換對系統的影響降至最低。
　　
　　四、結論
　　在系統設計中，一般以系統業務承載量作為確定雙載頻范圍的主要方面，而在網絡實際使用中，則需要對無線接口上功率占用和尋呼開銷情況進行仔細分析，并對具體情況下的問題給予相應解決，盡量使系統在單載頻下承擔較高的業務量。因為：引入雙載頻，將增加系統兩載頻間的硬切換，同時，需要增加設備方面的投資，增加網絡復雜度。所以，雙載頻應在單載頻無法解決容量問題時所采取的方案。同時，在需要建設雙載頻時，應盡量保證雙載頻區域的連續性，避免過多不必要的載頻間硬切換，載頻間切換的邊界也應進行嚴格的控制，盡量不經過高業務區和高話務負荷區。在CDMA網絡日趨完善的現階段，在網絡中需要引入雙載波時，首先要做好前期勘測工作，將現場實際情況在工程設計中予以充分考慮和權衡，避免出現設計問題。設備開通后，還要注重網絡優化，避免雙載波的負面因素對網絡的影響。只有做好整個網絡的優化工作，提高網絡的運營質量，才能充分發揮雙載波技術在現階段CDMA網絡中的作用。

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