CDMA手機脫網(wǎng)分析

CDMA手機脫網(wǎng)分析CDMA手機脫網(wǎng)分析CDMA手機脫網(wǎng)分析xxx公司CDMA手機脫網(wǎng)分析文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度CDMA手機“脫網(wǎng)”現(xiàn)象分析沈凌(中國聯(lián)通江蘇分公司210000)摘要：本文針對CDMA網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的手機脫網(wǎng)現(xiàn)象，通過理論上的分析，說明了這一現(xiàn)象發(fā)生的各種原因，并進一步提出在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化中的解決辦法。關(guān)鍵字：CDMA脫網(wǎng)CDMA手機脫網(wǎng)現(xiàn)象CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)從IS95升級到CDMA2000-1X，載波由單載波變?yōu)殡p載波、三載波，基站數(shù)量成倍增長，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力大為提高。但在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴大、深度覆蓋、高樓覆蓋不斷推進的同時，很多地區(qū)卻出現(xiàn)了手機頻繁脫網(wǎng)，重新搜索網(wǎng)絡(luò)后再入網(wǎng)的現(xiàn)象。特別是某銷量最大的S品牌一款手機，這一現(xiàn)象最為嚴重。那么，這究竟是網(wǎng)絡(luò)存在問題還是手機性能問題呢移動臺的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移在研究移動終端脫網(wǎng)前，讓我們先來看看移動臺（MobileStation）的狀態(tài)和各狀態(tài)間的相互轉(zhuǎn)移（圖1）[1]。MS有4種狀態(tài)：初始化狀態(tài)、空閑狀態(tài)、系統(tǒng)接入狀態(tài)、MS控制在業(yè)務信道狀態(tài)。手機脫網(wǎng)是MS重新進入初始化狀態(tài)的反映。下面分析一些主要的轉(zhuǎn)移到初始化狀態(tài)的條件。當MS加電后，首先進入初始化狀態(tài)。初始化狀態(tài)又可分為確定系統(tǒng)子狀態(tài)、捕獲導頻信道子狀態(tài)、捕獲同步信道子狀態(tài)和定時改變子狀態(tài)四種子狀態(tài)。初始化結(jié)束后，MS進入空閑狀態(tài)?？臻e狀態(tài)下，MS監(jiān)聽尋呼信道消息，當需要對接收的信號響應、注冊、或發(fā)起呼叫時轉(zhuǎn)入接入狀態(tài)。MS還不斷監(jiān)測鄰區(qū)的導頻信號強調(diào)，當鄰區(qū)的信號足夠強時，MS就會做空閑狀態(tài)切換，在新基站下監(jiān)聽尋呼信道消息。在SCI=1時，MS每秒“聽”一次尋呼消息（或QPCH指示）。當MS不能正確接收到尋呼消息（T30m超時）時，MS認為尋呼信道丟失，進入初始化狀態(tài)的確定系統(tǒng)子狀態(tài)。系統(tǒng)接入狀態(tài)又可分為系統(tǒng)開銷消息更新子狀態(tài)、尋呼響應子狀態(tài)等7種子狀態(tài)。在系統(tǒng)開銷消息更新子狀態(tài)，MS啟動定時器T41m，如果沒能更新系統(tǒng)開銷消息而導致定時器超時，MS認為系統(tǒng)丟失，將進入初始化狀態(tài)。MS在接入狀態(tài)丟失尋呼信道也會進入初始化狀態(tài)。加電加電移動臺初始化狀態(tài)IS2000-6移動臺空閑狀態(tài)系統(tǒng)接入狀態(tài)移動臺控制在業(yè)務信道狀態(tài)圖1移動臺基本狀態(tài)轉(zhuǎn)移移動臺無法收到尋呼信道消息等T41m計時器超時等T50m或T51m超時，結(jié)束使用業(yè)務信道等MS控制在業(yè)務信道狀態(tài)時，MS通過前、反向業(yè)務信道與基站通信。這一狀態(tài)又可分為業(yè)務信道初始化子狀態(tài)等5個子狀態(tài)。在進入業(yè)務信道初始化子狀態(tài)后，MS如果沒有在T50m秒內(nèi)收到N5m＝2個好幀，將認為系統(tǒng)丟失轉(zhuǎn)到初始化狀態(tài)。如果MS在發(fā)送TCHPreamble后T51m秒內(nèi)沒有收到2層消息的專用信道捕獲指示，MS也將認為系統(tǒng)丟失并轉(zhuǎn)到初始化狀態(tài)。通話結(jié)束后，MS會回到初始化狀態(tài)，當然這時并不會引起脫網(wǎng)。移動臺脫網(wǎng)的原因與對策以上從移動臺狀態(tài)角度說明了移動臺脫網(wǎng)的一些主要原因，下面分析實際網(wǎng)絡(luò)中信號覆蓋造成脫網(wǎng)的主要原因和解決方法。信號弱顯而易見，因為MS收到的信號太弱，所以無法正確解調(diào)出尋呼信道的消息，造成尋呼信道丟失，MS脫網(wǎng)，重新搜索網(wǎng)絡(luò)。通過新建基站、直放站或進行深度覆蓋等都可以很容易地解決這一問題。導頻污染導頻污染是CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的常見問題。導頻污染嚴重的地區(qū)由于多個導頻作用，使Ec/Io很低，MS解調(diào)后的碼片能噪比不夠，不能正確接收尋呼信道消息。MS會因為尋呼信道丟失而重新搜索網(wǎng)絡(luò)。導頻污染是基站扇區(qū)的覆蓋控制不合理造成的，因此解決導頻污染的最有效方法是調(diào)整天線方向角、下傾角，使導頻污染區(qū)內(nèi)只留3個以內(nèi)的導頻覆蓋，盡量減小其它導頻的強度。當系統(tǒng)擴容需要分裂小區(qū)時，如果站距足夠、有話務吸收需要，那么直接在導頻污染區(qū)新建基站也是非常有效的方法。其它如調(diào)整基站位置、改變導頻功率等也是可以考慮的方案。高層建筑中極易由于收到多個信號而發(fā)生導頻污染。最有效的方法是在樓內(nèi)布設(shè)分布覆蓋系統(tǒng)，用強信號作為主導頻覆蓋，提高MS的Ec/Io值。也可采用在高樓旁用板狀天線直接覆蓋、增大遠處基站天線下傾角、換用窄垂直波瓣角天線等因地制宜的解決方案。鄰小區(qū)關(guān)系漏做鄰區(qū)關(guān)系往往可能使MS在移動到小區(qū)邊界時，卻無法在鄰區(qū)列表中選擇一個更好的導頻進行空閑狀態(tài)的，直至無法正確接收尋呼消息。MS最終因?qū)ず粜诺纴G失而重新搜索網(wǎng)絡(luò)。在基站擴容后，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)漏做鄰區(qū)關(guān)系的情況，這一方面是由于人為錯漏，另一方面也由于做鄰區(qū)關(guān)系時是“圖上作業(yè)”，沒有考慮到實際地形情況。通過路測可以發(fā)現(xiàn)鄰小區(qū)不正確的問題，增加相應數(shù)據(jù)即可解決?？焖ヂ溆捎贛S為防止發(fā)生頻繁的空閑切換，只有當相鄰小區(qū)的導頻Ec/Io超過當前小區(qū)3dB且保持一斷時間[2]才進行空閑切換。而MS在移動時會突然“落入”快衰落區(qū)，接收信號強度和Ec/Io突然變得很差，MS不會立刻切換到其它小區(qū)上，如果這時恰逢MS在聽尋呼信道消息，那么很可能造成尋呼信道丟失，MS脫網(wǎng)重新搜索網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)同步（圖2）?！?4:46:43:821PCHGeneralPageMessage14:46:46:224PCHGeneralPageMessage<秒后缺少一次PageMessage……14:46:43:821PCHGeneralPageMessage14:46:46:224PCHGeneralPageMessage<秒后缺少一次PageMessage14:46:48:841PCHExtendSystemParameterMessage14:46:49:505SCHSyncChannelMessage<--脫網(wǎng)重新同步14:46:49:982PCHGeneralPageMessage……圖2尋呼信道丟失多載波邊界當系統(tǒng)擴容到多載頻時，如果所有MS空閑時全部守候在第一頻點（283）勢必造成尋呼信道的擁塞，因此通常采樣HASH算法等方法將MS分配在不同的載頻。在系統(tǒng)沒有GeneralNeighborListMessage或ExtendNeighborListMessage時，當守候在201頻點的空閑狀態(tài)MS移動到單載波區(qū)時，將脫網(wǎng)重新搜索（圖3）。283283283201201BeaconMS圖3守候在201的MS向單載波區(qū)移動即使在單載波邊界配備了偽導頻，仍會由于MS無法從偽導頻中獲得任何系統(tǒng)信息而發(fā)生脫網(wǎng)。已有設(shè)備廠商的偽導頻中帶開銷消息，MS切換后根據(jù)收到的系統(tǒng)消息再守候到283上，這樣就不會重新搜索了。也可以將雙載波區(qū)的邊界站設(shè)置為MS守候在283頻點，使MS提前切換到第一頻點以防止脫網(wǎng)。在較差條件下接續(xù)的呼叫在中已敘述過，MS在小區(qū)邊界移動時，Ec/Io迅速變差，而相鄰小區(qū)Ec/Io較好時，MS并不會立即切換到新的小區(qū)。如果此時恰好有呼叫發(fā)出或接入，并且在接入過程中信號繼續(xù)惡化，那么MS就很有可能導致接入失敗，或者因TCHPreamble沒有響應（圖4）而脫網(wǎng)搜索。為解決這一問題，規(guī)范中定義了接入切換（AccessHandoff），詳細過程這里不贅述。啟用這一功能后，MS如果在原小區(qū)不能接入時，還可以向新小區(qū)申請接入，以免接入失敗。反向噪聲反向噪聲常由于于直放站引起。直放站在邊遠地區(qū)覆蓋、高樓覆蓋和深度覆蓋中廣泛使用。通常前向信道并沒有什么問題，而反向則會由于調(diào)試不當形成高的底噪干擾。這樣，雖然MS收到的信號很強，Ec/Io看起來也非常好，但是在接續(xù)時就會出現(xiàn)接入失敗，或者在業(yè)務信道初始化狀態(tài)中因為發(fā)送TCHPreamble后不能捕獲業(yè)務信道而脫網(wǎng)（圖4）。MSMSBSSPageResponseMessageBSACKOrderChannelAssignmentMessageGeneralPageMessageTCHPreamble圖4不能捕獲業(yè)務信道而脫網(wǎng)減小反向噪聲的常用方法是人為地使直放站系統(tǒng)（特別是用在高樓覆蓋、深度覆蓋）上下行不平衡，減小其反向增益。需要注意的是不能把反向增益降得過低，以免MS因發(fā)射功率有限而無法接入網(wǎng)絡(luò)。移動終端問題除網(wǎng)絡(luò)引起的脫網(wǎng)外，MS本身也存在著問題。例如部分舊型號的手機不能有效支持HASH算法，導致啟用HASH功能后反復脫網(wǎng)。前面提到的S品牌一款手機在無線環(huán)境很好的情況下偶爾會有無故脫網(wǎng)的現(xiàn)象發(fā)生（圖5）?！?2:48:59:347PCHGeneralPageMessage02:49:01:906PCHGeneralPageMessage02:49:04:461PCHGeneralPageMessage<--Ec/Io=-3dB02:49:04:936SCHSyncChannelMessage<--在201重新同步02:49:05:422PCHGeneralPageMessage02:49:05:461PCHSystemParameters02:49:05:481PCHExtendSystemParametersMessage……02:49:06:054SCHSyncChannelMessage<--在283重新同步，入網(wǎng)02:49:06:541PCHGeneralPageMessage……圖5守候在201頻點的某手機脫網(wǎng)結(jié)論以上列舉了部分脫網(wǎng)現(xiàn)象，并分析了原因。總體上看，除終端問題外，脫網(wǎng)是由兩種原因造成：前向信道和反向信道原因。前向信道原因主要是各種情況的尋呼信道丟失造成的，而反向信道原因主要是業(yè)務信道捕獲失敗。導致MS脫網(wǎng)的原因多種多樣，只要清楚產(chǎn)生的原因，理論指導實踐，對癥下藥，多數(shù)情況下是可以迅速有效解決的。參考文獻：[1]3GPP2Version3UpperLayer(Layer3)SignalingStand