1x切換原理和應用

1、中國電信浙江分公司無線網絡規(guī)劃和優(yōu)化培訓之《1X切換原理和應用》,華信郵電咨詢設計研究院有限公司2010年4月,,一、 CDMA2000 1X 切換基本概念二、 CDMA2000 1X 切換算法介紹三、 CDMA2000 1X 切換信令流程四、 CDMA2000 1X 切換參數(shù)五、 CDMA2000 1X 切換應用和案例,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X 切換基本概念切換的目的切換的分

2、類切換發(fā)生場景切換的基本概念,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X EV_DO技術體系,切換的目的,切換的目的：保證移動用戶通話的連續(xù)性，是在一切蜂窩移動通信系統(tǒng)中進行移動通信的必然要求。恰當?shù)那袚Q算法有利于降低系統(tǒng)掉話率，增加網絡容量。（無線掉話的90%是在切換過程中發(fā)生的） 接入期間采用切換主要是為了減少主被叫接入失敗，提高接入信道在前向覆蓋不好的地區(qū)工作的可靠性。,,CDMA2000 1X 切

3、換技術簡介,切換的分類,5,軟切換在切換過程中，MS開始與新的BTS聯(lián)系時，并不中斷與原有的BTS的通信。軟切換會帶來更好的話音質量，實現(xiàn)無縫切換、減少掉話可能，且有利于增加反向容量。,切換,更軟切換與軟切換類似，發(fā)生在同一BTS的不同扇區(qū)之間。,硬切換在切換過程中，MS與新的BTS聯(lián)系前，先中斷與原BTS的通信，再與新BTS建立聯(lián)系。硬切換過程中有短暫的中斷，容易掉話。,空閑切換和接入切換,CDMA2000 1X 切換技術簡介

4、,軟切換，由BSC幀處理板選擇,切換的場景-軟切換,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的場景-更軟切換,更軟切換，不同分支的信號在BTS分集合并,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的場景-硬切換,不同的系統(tǒng) 不同的設備商的網絡 不同的頻率配置 不同的幀偏置的網絡,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-導頻集,導頻信道：CDMA系統(tǒng)用于引導接入和切換信道，手機在網絡中不間斷測量周圍小區(qū)的導頻信號。

5、導頻集：導頻（不同PN偏置）的集合，它們具有相同的CDMA頻率。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-導頻集,導頻集分為：激活集、候選集、相鄰導頻集、剩余導頻集。 激活集：當前手機正在保持連接的業(yè)務信道所對應的導頻的集合。 候選集：導頻信號強度足夠，手機可以成功解調，隨時可以接入。 相鄰集：當前不在激活集或候選集里，但可能會進入候選集的導頻的集合。 剩余集：所有其余導頻的集合。BSC與MS間導頻集的異同：

6、 手機的導頻集按照協(xié)議劃分為激活集、候選集、相鄰集、剩余集。 BSC中的導頻集可以只有激活集和相鄰集。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,,,,,,,,,,,,,相鄰集,候選集,,激活集,,相鄰集,T_ADD,T_DROP,時間,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

7、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,,,,,,,

8、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

9、,,,,,,,,,,6,,,7,導頻強度,切換的基本概念-導頻集,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-切換參數(shù),T_ADD：導頻可用門限當Ec/Io>T_ADD手機發(fā)送導頻強度測量消息，將導頻由相鄰集加到候選集。范圍：-31.5~0dB 推薦值：-14~-12 dBT_DROP：導頻最低可用門限當激活集或候選集中的導頻的 Ec/Io 下降低于T_DROP 觸發(fā)計數(shù)器T_TDROP；如果導頻 Ec/I

10、o 超過T_DROP, 計數(shù)器中止；計數(shù)器滿時，對于候選集導頻，手機將自發(fā)的將該導頻轉移到相鄰集中。對于激活集導頻，手機將產生一條導頻強度測量消息PSMM報給BSC，提醒BSC應當刪除該導頻。范圍：-31.5~0dB 推薦值：-16~ -13 dBT_Comp: 導頻比較差值門限當Ec/Io>Active Ec/Io＋T_Comp*0.5，則手機發(fā)送導頻強度測量消息，提醒BSC應當進行切換。范圍：0～63dB 步長

11、0.5dB 推薦值：2~2.5dB,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-切換參數(shù),T_TDROP: 導頻去掉定時器長度當激活集和候選集中導頻降低時間超過了T_TDROP計數(shù)器，導頻將被去除到相鄰集；如果候選集滿了，但是有新的導頻滿足T_ADD要求需要增加，那么就去除一個最接近T_TDROP門限的導頻。范圍：0~319s 推薦值：2~4 sNGHBR_MAX_AGE：相鄰集最大生存期限手機對每個相鄰集導

12、頻都有一個計數(shù)器，每當手機收到鄰區(qū)列表更新消息（NLUM）時，都對相鄰集原有導頻的計數(shù)器加1，如果計數(shù)器超過該參數(shù)，則將該導頻從相鄰集剔除。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-搜索窗,在前向鏈路上，CDMA使用同步檢測技術。換句話說，移動臺要成功地解調導頻信號，就必須能夠精確地估計系統(tǒng)時間。移動臺從參考導頻中提取這個估計結果，參考導頻是其正在接收的一個導頻。用這個系統(tǒng)時間作為參考，移動臺就可以用任意PN碼對信號進行同

13、步接收，從而提取導頻載波信號。移動臺在檢測導頻時，移動臺想要檢測的導頻并不會正好在預期的時間內到達，移動臺估計的系統(tǒng)時間包括參考導頻的傳播時延，而其他導頻的時序也是基于自己的傳播時延的。由于移動臺并不知道任意給定的導頻的傳播時延大小，所以它必須在合理的時延窗口上進行搜索，直到找出導頻的實際時序。移動臺尋找給定導頻時，其搜索寬度稱為搜索窗口。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-搜索窗,移動臺搜索導頻時使用3種不同的

14、搜索窗口參數(shù)（包含在系統(tǒng)參數(shù)消息SPM中）：SRCH_WIN_A，用于搜索激活集和候選集中的導頻SRCH_WIN_N，用于搜索相鄰集中的導頻SRCH_WIN_R，用于搜索剩余集中的導頻,基站對各種導頻集合分別設置了相應的搜索窗口(PN偏置范圍)，在各個窗口里移動臺搜索對應導頻集中導頻的所有可用多徑分量。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-搜索窗,SRCH_WIN_A 移動臺利用這個搜索窗口搜索激活集和

15、候選集中的導頻，它以PN碼片為單位來指定。這樣，移動臺在傳播時延增大或減小的情況下，都將繼續(xù)跟蹤導頻。移動臺將把激活集和候選集中每個導頻信號的搜索窗口中心定位在最早到達的可用多徑成份的導頻信號附近。根據(jù)經驗，搜索窗口應足夠大，能夠覆蓋導頻可用多徑成分中預計的最大到達時間差（即導頻的最大時延擴展）。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-搜索窗,SRCH_WIN_N 和SRCH_WIN_R 移動臺利用這個搜索窗口

16、搜索相鄰集和剩余集中的導頻，這些窗口的中心大約位于目標導頻相對于激活集中參考導頻到達時刻的PN碼偏置處。 基于最早到達的參考導頻的定位，移動臺將加上適當數(shù)量的碼片來找出相鄰集的導頻，相對于導頻42來找出導頻92意味著加上（92-42）×64=3200 Chip. 其中導頻42為參考導頻，導頻92為鄰區(qū)中設定的導頻。,CDMA2000 1X 切換技術簡介,切換的基本概念-思考,假設一個CDMA網絡的傳播環(huán)境是：信號到移

17、動臺的直接傳播距離為1km，而多徑信號的傳播距離為5km。SRCH_WIN_A的尺寸應該是多大？,答：直接路徑的傳播距離1000/244.14=4.1chips多徑傳播的傳播距離5000/244.14=20.5chips兩條路徑之間傳播距離差=20.5-4.1=16.4chips，窗口尺寸>=2×16.4=32.8chips，因此使用的窗口尺寸=33chips。,,CDMA2000 1X 切換算法介紹切換算法

18、設計的目的切換算法的種類,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X EV_DO技術體系,切換算法-設計目的,切換的目的：保證移動用戶通話的連續(xù)性，是在一切蜂窩移動通信系統(tǒng)中進行移動通信的必然要求。恰當?shù)那袚Q算法有利于降低系統(tǒng)掉話率，增加網絡容量。（無線掉話的90%是在切換過程中發(fā)生的） 接入期間采用切換主要是為了減少主被叫接入失敗，提高接入信道在前向覆蓋不好的地區(qū)工作的可靠性。,,CDMA2000 1X

19、EV_DO技術體系,切換算法-種類,同頻切換接入期間切換軟切換/更軟切換同頻硬切換異頻切換手機輔助硬切換偽導頻硬切換HANDDOWN 硬切換直接硬切換其他特色切換算法異頻導頻的負荷均衡,,CDMA2000 1X 切換信令流程,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X 切換信令流程,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X 切換信令流程,CDMA2000 1X 切換原理和

20、應用,,CDMA2000 1X 切換信令流程,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X 切換信令流程-硬切換,CDMA2000 1X 切換原理和應用,,CDMA2000 1X 切換信令流程,CDMA2000 1X 切換原理和應用,一次軟切換，空口上跑了哪幾條消息？,答：1）手機上報PSMM消息； 2）基站回應答消息； 3）基站下發(fā)切換指示消息HDM； 4）手機回應答消息；

21、 5）手機回切換完成消息HCM； 6）基站回應答消息； 7）基站下發(fā)帶內系統(tǒng)參數(shù)消息； 8）基站下發(fā)鄰區(qū)列表更新消息。 9）手機回響應消息。,,CDMA2000 1X 切換信令流程,CDMA2000 1X 切換原理和應用,一次軟切換，空口上跑了哪幾條消息？,答：1）手機上報PSMM消息； 2）基站回應答消息； 3）基站下發(fā)切換指示消息HDM

22、； 4）手機回應答消息； 5）手機回切換完成消息HCM； 6）基站回應答消息； 7）基站下發(fā)帶內系統(tǒng)參數(shù)消息； 8）基站下發(fā)鄰區(qū)列表更新消息。 9）手機回響應消息。,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換參數(shù),時間,Ec/Io,扇區(qū)A,扇區(qū) B,,,,,,,,,,,,,衰減定時器（T-TDROP）,加入門限（T_ADD）,丟

23、失門限 （T_DROP）,軟切換區(qū)域,三個與導頻探測有關的參數(shù)：T_ADD T_COMP T_DROP一個定時器參數(shù)：T_TDROP,,,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換參數(shù),PSMM：導頻強度測量消息HDM：切換指示消息HCM：切換完成消息,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換參數(shù),該參數(shù)取值范圍為0～63， 單位-0.5dB，表示0～-31.5dB。

24、建議值為28即-14dB。平衡設置：如果該參數(shù)設置的過小，使得軟切換門限很高，這將減小軟切換區(qū)域，降低軟切換比例，但是可能導致出現(xiàn)覆蓋漏洞，由于不能充分利用軟切換增益，可能導致掉話。如果該參數(shù)設置的過大，使得軟切換門限降低，這將增大軟切換區(qū)域，提高軟切換比例，從而花費較多的前向信道資源，減少了前向容量。,通過調整T_ADD，可以較為靈敏的控制軟切換比例。合理設置參數(shù)T_ADD（導頻良好可用門限）需要考慮哪些方面？,,CDMA2000

25、1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換案例,□動態(tài)軟切換關閉前后指標分析,SOFT_SLOPE（軟切換增加斜率）說 明：該參數(shù)定義了動態(tài)門限軟切換功能中的斜率。當打開動態(tài)軟切換功能時，增加和刪除分支都是使用這個斜率。該參數(shù)由手機使用，僅僅IS95B以上手機才支持動態(tài)門限軟切換功能。如果將該參數(shù)設置為0，表示關閉手機的動態(tài)門限軟切換功能；反之，則表示打開手機的動態(tài)門限軟切換功能。如果該參數(shù)設置的越小，在激活集導頻強度不變的情

26、況下，計算出的動態(tài)增加門限和動態(tài)刪除門限越高，這將增大導頻加入到激活集的難度，降低激活集導頻被刪除的難度，從而減少了軟切換比例，但是無法更充分的利用軟切換增益，增加掉話的可能性。如果該參數(shù)設置的越大，在激活集導頻強度不變的情況下，計算出的動態(tài)增加和動態(tài)刪除門限越低，這將增大軟切換比例，會使軟切換消耗過多的前向功率，降低有效的前向容量。,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換案例,◆動態(tài)軟切換關閉前后指標分析

27、,ADD_INTERCEP（軟切換的導頻增加截距）說 明：該參數(shù)定義了動態(tài)門限軟切換功能中的增加截距。BSC在向手機設置該參數(shù)時，以二進制補碼的形式設置。 如果該參數(shù)設置的越小，計算的動態(tài)增加門限將越低，從而相鄰導頻越容易加入到激活集，軟切換比例將越高，但是會減少前向容量。如果該參數(shù)設置的越大，計算的動態(tài)門限將越高，從而相鄰導頻越不容易加入到激活集，從而軟切換比例降低，但是會因為不能充分的利用軟切換比例，導致掉話率上升。,具體的計算

28、公式如下所示:增加門限為： 10PS≥max [(SOFT_SLOPE/8)x10xlog10(PS1+PS2+...PSn)+ADD_INTERCEPT/2，T-ADD/2]去掉門限為：  10log10PS<max [(SOFT_SLOPE/8)x10xlog10(PS1+PS2+...PSn)+DROP_INTERCEPT/2，T-DROP /2],,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA20

29、00 1X 切換案例,◆動態(tài)軟切換關閉前后指標分析,目前只修改了義烏城區(qū)的站點的部分站點,通過三天的觀察效果可以,后期我們將對效區(qū)及浦江區(qū)域進行推廣,但需注意以下幾個方面:1導頻覆蓋總體較差（路測 Ec/Io>-7dB比例小于75%）的區(qū)域建議不要使用動態(tài)軟切換功能；覆蓋不足區(qū)域；郊區(qū)適當軟切換可以提供反向增益）2)成片區(qū)使用（避免插花方式導致切換關系出現(xiàn)大的變動），邊界區(qū)推到切換關系較簡單的區(qū)域。3)修改后密切觀察掉話率指

30、標和投訴情況以及動態(tài)軟切換因子，對于指標劇烈波動應考慮利用備份數(shù)據(jù)回退。4)成片修改參數(shù)后對于個別導頻污染區(qū)考慮放寬切換截據(jù)。5)修改兩天后建議根據(jù)統(tǒng)計值調整修改區(qū)域鄰區(qū)配置,一周后再進行一次鄰區(qū)優(yōu)化,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換案例,◆動態(tài)軟切換關閉前后指標分析,從參數(shù)修改前后的指標對比情況上看,掉話率降低了近0.1%左右,后期把參數(shù)推廣到全網修改對指標的影響更為明顯,負面影響相對較小,系統(tǒng)

31、負荷也在15%以下,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換案例,◆多載頻硬切換案例,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換案例,◆多載頻硬切換案例,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,CDMA2000 1X 切換案例,◆多載頻硬切換案例,在阿郎設備中支持二種類型的多載波硬切換（同系統(tǒng)）： Directed – 切換目標是一個基于CDMA Directed Handoff

32、 Neighbor/frequency Lists (cdhnl/cdhfl) 的導頻集. 觸發(fā)機制是基于手機發(fā)送的PSMM。 Pilot Assisted -切換目標是一組導頻。觸發(fā)機制是Pilot-only PN (beacon) 大于 Tadd/comp 。 由于使用了這些技術，可以大大的改進系統(tǒng)的容量以及多載波間硬切換的可靠性.目前金華電信CDMA網絡主要采用第一種方式，其原理是：當下列條件滿足時，才觸發(fā)這個功能:如果活

33、動集包含有邊界和非邊界扇區(qū)，邊界扇區(qū)最強導頻的 Ec/Io 比非邊界扇區(qū)最強導頻的 Ec/Io 超過Border Pilot vs. Interior Pilot Comparison Threshold value。從手機發(fā)送的 PSMM, 當最強導頻的 Tx Ec/Io 大于 Border Sector Loss 和所有活動集導頻的綜合強度的和。從手機發(fā)送的 PSMM, 當最強導頻的 Tx Ec/Io 大于 Border Sec

34、tor Loss 和所有活動集導頻的綜合強度的和 。手機定期向基站發(fā)送PSMM。 (Request for Pilot Measurement Interval - RPMI)設定方法: 設置cdhnl 和 cdhfl 表格， 在ceqface表中設置Border Sector Loss ，BPIP和RPMI, 在cell2 表中將 CDMA IFHO TI (CIFHOTI) 設為 “y”,,CDMA2000 1X 切換技術簡介,

35、CDMA2000 1X 切換案例,◆多載頻硬切換案例,切換步驟:在現(xiàn)使用的載頻上, 主基站向每個邊界基站的 cdhfl 表格獲得目標 載頻信息.有了目標 載頻信息,再從 cdhnl 表格獲得鄰居表并建立目標導頻列表 。 目標導頻將按照鄰居選擇算法來排序.設定方法: 對所有的邊界扇區(qū)和在 cdhnl 中設為鄰居的扇區(qū)，在cell2 表格中將 CDMA MPIFHO (CMPIFHO) 設為 “y”。 實現(xiàn)原理如圖一所示：,,C