【資料名稱】：搜索窗理解小結(jié)

【資料作者】：無

【資料日期】：2009-9-20

【資料語言】：中文

【資料格式】：DOC

【資料目錄和簡介】：

搜索窗理解小結(jié)
1 前言
搜索窗（SEARCH_WINDOW）是CDMA基站的一個極其重要的優(yōu)化參數(shù)，網(wǎng)優(yōu)人員應(yīng)該對搜索窗的相關(guān)原理有深入的理解，在能在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中合理的設(shè)置搜索窗參數(shù)。關(guān)于搜索窗的理解有些概念容易引起混淆，如有不對之處，望各位能予以指正，共同把搜索窗問題理解透。
首先來問一個搜索窗相關(guān)的問題。如果你能輕松答對，那么本文以下內(nèi)容可以一帶而過了。如果對題目有所困惑，可以認(rèn)真看完本文，或許能對搜索窗這個概念有更深刻的認(rèn)識。
問題如下：兩個全向站，相距4公里，一個PN100,一個PN208,在PN100下面通話，PN100與PN208最低時延為12chip,問搜索窗SRCH_WIN_N應(yīng)設(shè)置為多少？
參考答案：SRCH_WIN_N的大小取決于兩個基站之間的距離。若站在PN100的站下打電話,那么計算的就是PN100基站的相鄰集搜索窗大小。我們知道空口上1千米時延是4.1chips，那么4km就是16.4chips，(PN100和PN208之間的最低時延是除了空口以外的其他時延加在一起。信號在傳播的過程中還有在設(shè)備里的損耗時延)，再加上兩基站之間的最低時延12chips就等于28.4chips,搜索窗的大小=28.4*2=56.8chips，7對應(yīng)的是40chips,8對應(yīng)的是60chips，只能選比我們計算結(jié)果大的，所以SRCH_WIN_N可設(shè)置為8。
（如對答案理解較模糊，可先跳過，接著往下看）


2 概念解釋
為更好的說明搜索窗問題，首先必須對幾個重要概念進(jìn)行解釋。
[System Time] 系統(tǒng)時間：基站采用的系統(tǒng)時間是取自于GPS時間，可認(rèn)為是精確的時間。

[Time Reference] 參考時間：手機(jī)確定一個Time Reference來獲取系統(tǒng)時間。手機(jī)選定的Time Reference是手機(jī)解調(diào)的有效信號最早到達(dá)的多徑成分。需要說明的是手機(jī)沒有測量信號傳播時延的能力，所以手機(jī)獲取的時間實(shí)際總是滯后于系統(tǒng)時間。滯后的時間就是最短的有效鏈路的傳播時延。而搜索窗的中心就是基于這個參考時間的。

手機(jī)獲得參考時間的導(dǎo)頻稱為參考導(dǎo)頻（REF_PN）。

[PILOT_PN] 導(dǎo)頻PN偏置：CDMA采用的短碼序列是唯一的。不同基站扇區(qū)的用的是相同的短碼序列進(jìn)行調(diào)制，只是不同扇區(qū)采用的短碼序列的初相位偏置(PN OFFSET)不同。系統(tǒng)共采用512個PN,相鄰兩個PN之間相差64個碼片（CHIP）。

需要說明的是，手機(jī)搜索到一個有效的導(dǎo)頻信號時，它無法知道信號的PN是多少，因?yàn)樾盘杺鞑サ绞謾C(jī)時有一個時延，如果兩個基站的PN差剛好等于傳播時延（以64CHIP為單位）時，手機(jī)是無法區(qū)分收到的到底是那個PN信號，而只是知道在某個相位偏置上（經(jīng)過時延）可以解調(diào)到一個較高的能量信號。此時手機(jī)與導(dǎo)頻信號獲得相位同步。因?yàn)槭謾C(jī)側(cè)作的是相干解調(diào)，如果相位不同（既不相關(guān)），解調(diào)出來的功率就很低。導(dǎo)頻信道與同步信道的傳播時延是一致的，所以手機(jī)與導(dǎo)頻信道同步后，就可以解調(diào)同步信道消息并獲得基站的PILOT_PN。

[Active Set] 激活導(dǎo)頻集：為手機(jī)提供服務(wù)的基站扇區(qū)的導(dǎo)頻集合。

[Candidate Set] 候選導(dǎo)頻集：Ec/Io高于T_ADD，可以提供足夠的能量進(jìn)行解調(diào)，但是系統(tǒng)并未分配無線資源為手機(jī)提供服務(wù)的導(dǎo)頻。

[Neighbor Set] 相鄰導(dǎo)頻集：鄰小區(qū)列表里包含的導(dǎo)頻，是由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的�；�站通過Neighbor List消息或 Neighbor List Update消息發(fā)給手機(jī)。

[Remaining Set] 剩余導(dǎo)頻集：除了以上三個集合以外的導(dǎo)頻。

[SRCH_WIN_N, SRCH_WIN_R]：用于搜索相鄰集、剩余集的搜索窗。它的中心位置是由參考導(dǎo)頻最先到達(dá)的多徑分量的相位加上參考導(dǎo)頻與被搜索導(dǎo)頻的相位差決定的。

[SRCH_WIN_A]：用于搜索激活集與候選集。它的中心位置是參考導(dǎo)頻最先到達(dá)的多徑分量的相位。它的位置隨著最先到達(dá)的多徑分量的相位變化而變化的，既是說隨著手機(jī)移動，Time Reference變化，搜索窗的中心位置也跟著變化。而SRCH_WIN_N的中心位置與SRCH_WIN_A的中心位置的相位差是不變的。
3 手機(jī)搜索過程及參數(shù)設(shè)置
3.1初始搜尋過程
手機(jī)剛開機(jī)時，沒有SRCH_WIN_A、N、R的概念，因?yàn)镾RCH_WIN_A、N、R是作為系統(tǒng)參數(shù)在PAGEING信道里下發(fā)的。手機(jī)第一次搜索導(dǎo)頻并沒有使用到搜索窗，而是逐一對所有導(dǎo)頻進(jìn)行掃描以尋找有效的導(dǎo)頻。具體說手機(jī)是不停地調(diào)整內(nèi)部作相干解調(diào)的碼序列的相位，并解調(diào)收到的信號，當(dāng)手機(jī)內(nèi)部碼序列與接收信號碼序列的相位一致，則得到一個較強(qiáng)的信號功率。為便于說明，我們可以假設(shè)有一個相位軸，長度是512*64=32768，代表碼序列的相位。手機(jī)按一定順序檢測出每個相位點(diǎn)進(jìn)行解調(diào)的功率，最后找出最高功率點(diǎn)的相位作為與接收信號作相干解調(diào)的相位。這個過程稱為碼捕獲，它需要的時間比較長，大概要幾秒。捕獲成功后，手機(jī)就可以成功的解調(diào)同步信道，獲得系統(tǒng)LC_STATE、SYS_TIME、PILOT_PN等參數(shù)。同步完成后手機(jī)就可以解開PAGING信道消息，獲得SRCH_WIN_A、N、R等系統(tǒng)參數(shù)消息，以及鄰小區(qū)列表。
3.2空閑狀態(tài)下的搜索過程

完成初始化過程后，為了使手機(jī)可以做空閑切換到更強(qiáng)的導(dǎo)頻就必須不停的搜索相鄰小區(qū)的信號，同時也要不停的搜索自身導(dǎo)頻的更強(qiáng)的多徑成分。此時手機(jī)不再是象開機(jī)過程逐個掃描，而是根據(jù)鄰小區(qū)列表與搜索窗大小直接在預(yù)計的范圍內(nèi)搜索可能出現(xiàn)的信號，以加快搜索速度。

舉例說明：假設(shè)有BTS1（PN=42）和鄰基站BTS2（PN=92），手機(jī)位于BTS1站下，使用BTS1（PN=42）的信號，傳播距離16chip，還有一個多徑成分傳播距離20chip。鄰基站BTS2（PN=92）傳播距離34chip。

BTS1輸出的相位是精確的，處于相位軸的A點(diǎn)，到達(dá)手機(jī)后經(jīng)過16chip的延時，實(shí)際相位是在B點(diǎn)，即（42*64+16）chip處。手機(jī)不停調(diào)整內(nèi)部的解調(diào)碼序列的相位，檢測到這個信號。該信號為最早到達(dá)的有效多徑成分，所以手機(jī)以次信號建立參考時間。此時相干解調(diào)碼序列的相位與接收信號到達(dá)手機(jī)時的相位是一致的。接著手機(jī)解調(diào)同步信道獲知該導(dǎo)頻PN=42，但它無法知道發(fā)生16chip的延時。

同時手機(jī)從Neighbor List消息中得知有個PN=92的鄰導(dǎo)頻，于是手機(jī)直接將解調(diào)碼序列的相位從當(dāng)前位置B向后移60個PN（92-42=60）的偏差即D點(diǎn)，來搜索PN=92的信號。但是，BTS2基站出來的導(dǎo)頻信號傳播中存在多徑分量，而且兩個基站距離不一樣，會造成傳播時延的不同，所以BTS2到達(dá)的信號的相位不會剛好就在此一點(diǎn)上。手機(jī)搜索是以D點(diǎn)為搜索中心，在前、后SRCH_WIN_N/2=20chip的范圍內(nèi)進(jìn)行搜索。

除了搜索鄰小區(qū)導(dǎo)頻外，激活的導(dǎo)頻也存在多徑分量，特別手機(jī)移動中各個多徑分量的強(qiáng)度也在變化，所以手機(jī)需要不停的搜索激活導(dǎo)頻的多徑分量。原理是一樣的，只是此時起作用的是SRCH_WIN_A。


圖1 SRCH_WIN_A及SRCH_WIN_N中心設(shè)置

特別說明，對于使用直放站的情況，從直放站出來的信號可以完全的等效于多徑成分，只是需要多考慮光纖、射頻從主機(jī)到從機(jī)的傳播時延等造成的相位差。
3.3軟切換狀態(tài)下的搜索過程。
對發(fā)生軟切換的情況，相對有些復(fù)雜。因?yàn)榘l(fā)生軟切換時可能有三個有用的導(dǎo)頻，那么以哪個導(dǎo)頻的到達(dá)時間作為參考時間，即搜索窗中心是以誰為基準(zhǔn)？三個激活導(dǎo)頻的搜索窗不同時，使用誰的參數(shù)？事實(shí)上，手機(jī)在完成第一次搜索后確定一個Time Reference，它對應(yīng)的PN稱為REF PN（在鼎利路測軟件中可通過 CDMA Radio看見此項(xiàng)）。手機(jī)就是基于此Time Reference確定各個導(dǎo)頻的搜索窗中心。而手機(jī)所用的搜索窗也就是REF PN所在扇區(qū)的相關(guān)參數(shù)決定的。手機(jī)在移動過程中需要變更Time Reference，當(dāng)手機(jī)收到激活集中的某個信號多徑能量達(dá)到一定門限而且持續(xù)時間超過16（一般定義為16~24）個功控組（Power Control Group）則判斷為一個成熟徑，手機(jī)選擇傳播時延最短的成熟徑作為Time Reference，并以此多徑的PN作為REF PN在手機(jī)PSMM消息上報。
3.4 搜索窗參數(shù)設(shè)置
設(shè)置搜索窗口時其主要思想如下所述：
　　1.在搜索窗口大小和搜索速度之間要進(jìn)行折中。
　　2.移動臺檢測不到搜索窗口外的導(dǎo)頻，無論它們的強(qiáng)度多大。因此，未檢測出的導(dǎo)頻可能成為強(qiáng)干擾源。
　　3.如果導(dǎo)頻不在鄰近組的列表中，某些設(shè)備將不允許導(dǎo)頻進(jìn)入活動組。在這種情況下，建議在優(yōu)化后將SRCH_WIN_R設(shè)置為零，防止移動臺浪費(fèi)時間來搜索不能用于切換的導(dǎo)頻。
3.4.1 有效導(dǎo)頻集搜索窗口(SRCH_WIN_A)
有效導(dǎo)頻集搜索窗口的設(shè)置決定了對無線信號由于地形和建筑物的反射所造成的多路徑延遲的可接受度。參數(shù)SRCH_WIN_A決定了前向鏈路的有效導(dǎo)頻集搜索窗口的設(shè)置，接入和業(yè)務(wù)信道的解調(diào)參數(shù)則決定了反向鏈路的有效導(dǎo)頻集搜索窗口設(shè)置。將這些搜索窗口設(shè)置得過大會使得移動臺搜索速度放慢導(dǎo)致誤幀率和掉話率的上升，而將其設(shè)置得過小則會使得干擾增加導(dǎo)致基站發(fā)射功率上升、系統(tǒng)容量的下降和掉話率的上升。一般只要將SRCH_WIN_A設(shè)成5 (20chips) 就足以捕獲城區(qū)內(nèi)所有的多徑信號，我們需要將一些郊區(qū)對應(yīng)的基站有效導(dǎo)頻集搜索窗口尺寸參數(shù)調(diào)整為 6(28 chips) 和 7(40 chips) 等。一般信號多徑少的小區(qū)不需要設(shè)置太大，只有和直放站重疊覆蓋的時候一般要根據(jù)時延調(diào)的比較大。反向鏈路的搜索窗口則會相應(yīng)的調(diào)整。
　　我們可以通過路測并分析在路測中發(fā)生的掉話和PN掃描儀的數(shù)據(jù)來進(jìn)行有效導(dǎo)頻集搜索窗口尺寸的調(diào)整。
城區(qū)SRCH_WIN_A的典型設(shè)置為5，郊區(qū)或帶有直放站的小區(qū)SRCH_WIN_A可根據(jù)需要設(shè)置大些。
3.4.2 鄰小區(qū)搜索窗口(SRCH_WIN_N)
鄰小區(qū)搜索窗口參數(shù)的設(shè)置決定了對手機(jī)主參考信號和其鄰小區(qū)信號之間的時延的可接受度。參數(shù)SRCH_WIN_N決定了鄰小區(qū)搜索窗口的尺寸，將其設(shè)置得過大會使得移動臺搜索速度放慢導(dǎo)致誤幀率和掉話率的上升，將其設(shè)置得過小會導(dǎo)致切換不能正常發(fā)生和掉話的產(chǎn)生。在優(yōu)化過程中，我們根據(jù)不同測試基站組群的要求在不同區(qū)域相應(yīng)的調(diào)整這些搜索窗口。
在大多數(shù)的城區(qū)，參數(shù)SRCH_WIN_N被設(shè)為10(100chips),在大多數(shù)的郊區(qū)，我們將其設(shè)成13(226 chips)。根據(jù)需要，也可以將該參數(shù)設(shè)定為9(80chips)、11(130chips)和
12(160 chips)。
　　我們可以通過路測并分析在路測中發(fā)生的掉話和PN掃描儀的數(shù)據(jù)來進(jìn)行有效導(dǎo)頻集搜索窗口尺寸的調(diào)整。
城區(qū)SRCH_WIN_N的典型設(shè)置為10，郊區(qū)或帶有直放站的小區(qū)SRCH_WIN_N可根據(jù)需要設(shè)置大些。
3.4.3 剩余導(dǎo)頻集搜索窗口（SRCH_WIN_R）
此參數(shù)值的設(shè)置范圍是：0～15，默認(rèn)值為2。初期建議值10（100chips），如果經(jīng)優(yōu)化后鄰集列表設(shè)置得比較合理，在剩余集中幾乎沒有可能發(fā)生切換的導(dǎo)頻，那么可將該值設(shè)置比較小。
　　若該值太低， 剩余集導(dǎo)頻可能丟失，中斷次數(shù)會增加，因而影響了MSM的性能，但這個影響經(jīng)常被忽略，因?yàn)槭Ｓ嗉瘜?dǎo)頻是很少被搜索的。
　　若該值太高，移動臺可能獲得想要的扇區(qū)之外的其他扇區(qū)的多徑；另外還增加了切換建立的延遲。
4 總結(jié)