109--CDMA掉话机制和原因浅析-吕行

-1-CDMA掉话机制和原因浅析吕行中国联通重庆分公司运行维护部摘要：在评价CDMA系统性能时，掉话是一个很重要的指标，深刻了解CDMA系统的“掉话机制”并分析“掉话原因”能帮助我们有效提高网络质量。本文重点介绍了CDMA系统的“掉话机制”并对几种常见的掉话原因进行比较深入的分析以及提供有效的解决方法。关键词：CDMA掉话机制掉话原因层3（layer3）消息0.引言由于CDMA网络具有特殊的技术机制，其本身就是一个自干扰系统，从而在各个方面，包括网外以及网内的触发其掉话的因素就很多，而且各不雷同，很难进行类归，这就增加了维护人员的工作难度。为了深入了解掉话原因并有效的解决掉话问题，在这里利用一些网优技术手段如：路测仪器，后台分析软件，层3（layer3）消息等，就平常工作中遇见的一些归类的掉话案例进行一些粗浅的分析吕行，男，1974-12-12，重庆市，1996年毕业于重庆邮电大学电信工程系，现在中国联通重庆分公司运行维护部部工作，主要负责移动网维护方面的工作。-2-1.掉话的基本概念及掉话机制掉话定义为在没有经过用户同意的情况下由基站或移动台释放业务信道。掉话率定义为掉话次数与总的通话次数的比率。掉话率是网络运营商最为关注的指标，因其在用户方面的负面影响最为直接。对一个确实的网络，影响其掉话率的因素是很多的：如硬件问题、干扰问题、覆盖问题、切换问题、软件问题、数据库参数、邻区参数等。在CDMA系统中，前反向链路都有掉话控制机制，在无线链路不好时控制链路释放。前向掉话机制由移动台来控制，在实际中是不可调整的。例如fadetimer定时器超时。移动台连续收到超过12个（N2m）坏帧时，会关闭其发射机，但前向仍在接收。如果连续5秒（FadeTimer）内收到连续2个（N3m）好帧，移动台重新开启发射机；如果在连续5S内不能收到连续2个好帧，移动台重新初始化。目前这种定时器是不可调整的，在灵活性方面比较差。反向掉话机制是由系统来控制的，一般是可调的。前反向掉话控制机制是交杂一起共同起作用的。2.掉话原因分析2.1接入和切换冲突引起的掉话当移动台在小区覆盖边界发起呼叫时，由于移动台在小区覆盖的边界，即将进行切换。因为IS-95A不支持接入状态下的切换，如果在接入期间移动台移出了服务小区的覆盖区域，在接入过程完成前不能切换到新的小区或扇区，接入过程和切换过程存在竞争，切换过程必须等待。如果接入过程过长，在切换过程完成前呼叫可能已经掉话。2.2切换失败引起的掉话此类掉话的特征是移动台的发射功率达到最大，移动台的接收功率不断增加，而导频的Ec/Io不断下降，在重新同步到新导频上后又很快增加，TX-GAIN-ADJ的幅度保持平坦。导频的Ec/Io随着移动台的接收功率不断增加而不断下降说明有新的强导频成为干扰源，应当进行切换，但又没有切换成功导致掉话。掉话原因有：2.2.1相邻关系缺失引起的掉话在多导频的环境下，当存在与主导频未作邻居关系的强导频时，会在前向链路上造成强烈的干扰，当导频强度降低到-15dB以下时，前向链路的质量严重下降，当移动台连续收到超过12个（N2m）坏帧时，会关闭其发射机，当衰落定时器在回“0”之前没有收到连续2个好帧，移动台将重新初始化，从而掉话。这种情况下的掉话可以从DT测试中分析发现，也可以从层3（layer3）消息中分析发现。如：移动台掉话后，重新初始化到另外一个新的小区上，则该次掉话很可能是由于漏配邻居关系导致切换失败引起的掉话。我们可以从层3（layer3）消息中的SYNCCHANNLE消息分析发现：掉话后移动台同步的PN与掉话前同步的PN如果不是同一个PN，则可推断是该情况。如图1和图2所示：17:49:22.517SyncChannelMSG_TYPE:1SyncChannelMessageP_REV:1MIN_P_REV:1SID:14274NID:2Pilot_PN:270LC_STATE:0x318fe5d84a5SYS_TIME:0x1ae9683dc-3-图1移动台掉话前的syncchannle消息图2移动台掉话后重新同步的syncchannle消息17:49:22.521SyncChannelMSG_TYPE:1SyncChannelMessageP_REV:1MIN_P_REV:1SID:14274NID:2Pilot_PN:162LC_STATE:0x432de3a56e6SYS_TIME:0x3bc4567aeLP_SEC:11LTM_OFF:-10DAYLT:1PagingChannelDataRate:9600CDMA_FREQ:283-4-图3Pn为270的邻居中不包含PN162小区从图1（该移动台掉话前占用PN为270）和图2（该移动台掉话后重新占用PN为162）对比，可分析出是PN132的小区未与PN162小区作邻居关系。从图3（ACTIX的协议堆栈）分析得到：LAYER3消息中，PN270的寻呼信道的NeighborlistUpdate消息中，发现PN270的邻居列表里面没有PN162，所以PN270不能向PN162切换。2.2.2资源分配引起的软切换失败导致掉话当进行软切换时，需要向目标基站申请资源。系统必须保证有足够的资源来支持软切换，如果系统的激活用户数很多或由于切换率过高，最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败。2.2.3切换信令引起的软切换失败导致掉话有了可用的资源，切换准许算法也允许，软切换是否成功还依赖于适当信令消息的及时传输和接收。如果用于切换的信令不完整和及时，也可能导致切换失败。如果基站日志上记录没有接收到包括强导频的导频强度测量消息（PSMM）或延迟很长时间收到PSMM，则是切换信令出现问题。主要原因有：-5-上行链路质量不好，导致移动台向基站发送的PSMM消息在空中丢失、下行链路质量不好，导致基站发送给移动台的EHDM/GHDM消息在空中丢失、T-ADD太高，移动台很难将搜索到强导频信号纳入到后选集从而不能正确向基站发送PSMM消息、因移动台本身原因，移动台的导频搜索太慢，不能及时发送PSMM消息。小结：由于切换原因引起的掉话在所有掉话事件中占了很大比例。对于漏配邻居关系小区或错配邻居关系小区情况，需要在网络规划建设初期进行周密考虑，并在实际网络数据加载前对配置参数进行仔细审核，杜绝出现一些低级错误。当网络运行后，还要反复不断的进行路测，纠正邻居关系配置错误问题。对于资源分配引起的软切换失败导致掉话问题，需要对软切换参数：T_Add、T-DROP、T-TDROP等深入了解和熟练运用，比如对于软切换率较高的小区，由于其资源利用率较高，可以考虑抬高其T_Add和T-DROP值，缩短T-TDRO，从而使其难以加入到激活集，并易于从激活集进入邻集。对于切换信令引起的软切换失败导致掉话：主要解决空中上下行传播环境，避免由于切换消息丢失导致切换不成功或不及时。2.3前向干扰掉话在前向干扰掉话期间，可以观察到导频信号的Ec/Io下降而手机接收到的功率在增加，这就表明有了强导频干扰，但此时活动集内导频信号强度也很好，造成前向FER过高。MS很快启动T5m计数器，如果时间持续过长大于T5m设定的时间，则手机就会重新初始化，导致掉话。若MS掉话后重新初始化进入新导频，这就是最明显的前向干扰掉话；如果MS的FER是由外部干扰造成，MS将长时间地进入搜索模式（大于10秒），这是因为干扰源信号很强但是MS解调不出相关信息。如：图4移动台掉话时工程模式从图5中可以看出该移动台的接收电平很高-61dbm，但Ec/Io值却很低为-20DB，因前向干扰产生掉话。小结：对于前向干扰掉话，主要有网内前向干扰和网外前向干扰。对于网内干扰：主要是相同PN重叠覆盖问题，这种情况可能是由于初期网络规划设计出现差错，或者工程参数配置错误导致。还有一种情况是由于光纤直放站PN码时延，导致时延若干个CHIP后又偶然与同一PN的小区重叠覆盖。所以在光纤直放站建设时，要慎重考虑其与主站的传播距离。对于网外干扰：应对该地区进行清频。2.4反向链路干扰引起的掉话当反向链路的干扰较大时，反向链路质量变差，误帧率上升，BS试图通过发送更多的TX_GAINA_DJ上升命令来使移动台的发射功率上升，当移动台没有足够的发射功率来克服反向链路干扰时，反向链路上的FER持续变差，最后将导致掉话。如在通话过程中，发现移动台的发射功率很高，而反向误帧率很高，同时在移动台掉话后Phmonitor14274F76120157F2201B00F8011T00B77P00R6T64BB8O00B73C00PN090000000-6-在同一PN上重新初始化，就基本可以确定是由于反向干扰导致掉话。小结：目前大部分小区受到外界干扰，如：加油站的干扰器，私人运营场所全频放大器干扰，家用电视增频器等等。造成上行频带内的强干扰，当被周围的基站接收到，基站的底噪被大幅度提高。造成呼叫困难，反向FER高。可通过相关政府部门协调解决，或调整天线方位角来解决。2.5前反向链路不平衡导致的掉话这种情况下，导频Ec/Io正常而且前向链路信号质量很好，然而MS的发射功率却达到最大值，这表明反向链路很差，前反向链路严重不平衡。经过一段时间（3~5秒）之后，基站检测到MS的反向信道信号很弱，放弃了反向信道，同时切断前向信道，这样就触发了MS的掉话机制，导致掉话。造成这种情况有两种原因：一种就是用户过多造成反向链路阻塞，因为CDMA是个自干扰系统，一定功率下系统容量是有限的；另一种原因是基站的导频功率设置得较大，前向覆盖范围较广，而移动台的反向发射功率有限，基站无法解调处于覆盖边缘的移动台的反向信号。2.6导频污染问题手机的激活导频集大于或等于4个并且这些激活导频集的Ec/Io很接近却没有主导频存在，手机的发射功率较小，接收功率RSSI较强（大于-80ｄＢｍ），FFER的值很高一般大于3%-5%，手机的通话质量很差，但由于多个小区的信号超过Tadd而引发大量的PSMM消息,进而使空中接口伴随有大量的PSMM报告。在基站分布比较均匀且站址高度也比较接近的部分覆盖区，相邻小区的Ec/Io很接近，若这些激活导频比较多且不存在某一个主导频的强度高于其它导频4-6ｄＢ，这种情况下常常会由于手机接收机Finger数目的限制而对更多的导频信号不能解调进而使得它们变成干扰信号而引起Ec/Io-15FFER的恶化，进而导致掉话小结：在CDMA无线网络中，由于受到各种地理条件的限制，完全避免导频污染是不可能的，我们只能最大限度地减少导频污染的范围和强度。在不影响室内覆盖的情况下可以适当降低一些造成干扰的导频功率，或根据需要提高某一个合适导频的信号强度，使它高于其它导频4-6ｄＢ的强度进而变为该区域的主导频信号；也可以适当调整天线的方位角和俯仰角来控制信号的覆盖范围进而减少干扰；也可以采取增加基站等方法在一定程度上缓解导频污染，降低系统的自干扰，提高系统的性能;也可以适当增加系统的切换门限T_ADD，这样可以使一些小区达不到进入激活集的条件，从而消除导频污染。2.7搜索窗的设置问题当手机从当前服务的一个小区移向某个覆盖范围较大的基站时，如果目标站SrchWinN的设置太低，则手机将不能及时搜索到该目标站的PN，随着手机向目标站的进一步移动，服务小区PN的强度变得越来越低而目标站的强度却已经很高，但由于目标站的PN尚未落入手机的搜索窗中而只能成为一个干扰信号，进而不能变为有用的多经信号。如果当前服务小区的信号已经差到不能继续提供服务时，仍然不能搜索到目标站的信号将引起掉话，掉话前将有大量的PSMM消息。一般在这种情况下，手机的Ec/Io较低，RSSI较大，但手机的发射功率和FER都较大。3.总结CDMA掉话的触发原因很多，在这里只是列举了几种比较典型的案例进行分析，还需要在日常工作中不断积累经验去继续深研。深入了解CDMA掉话机制是分析各种掉话情况的基础，同时对路测中层3（layer3）消息的深入理解和路测工具的熟练运用以及网络参数的灵活调整等都有助于对各种