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1、引言
隨著聯(lián)通CDMA系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，CDMA用戶數(shù)量迅猛增加。我們發(fā)現(xiàn)，CDMA技術(shù)在為人們帶來語音清晰、綠色環(huán)保等優(yōu)質(zhì)服務(wù)的同時，還普遍存在著CDMA系統(tǒng)同GSM系統(tǒng)相比手機接續(xù)時間長的問題。本文通過對比CDMA和GSM在接續(xù)過程中各階段耗時及相應(yīng)原因，分析了造成CDMA系統(tǒng)接續(xù)時間較長的原因。
2、測試方案
在一個完整的接續(xù)過程中，CDMA和GSM的某些階段所完成的功能基本相同。根據(jù)所完成的功能，我們將CDMA和GSM這兩個系統(tǒng)分別從幾個不同的階段進行對比，從而統(tǒng)計出它們在不同的無線環(huán)境下各階段所耗費的時長。
2.1 測試階段劃分
根據(jù)接續(xù)過程完成的功能，將CDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)的接續(xù)過程分為五個階段：靜默階段、主叫無線側(cè)接續(xù)階段、交換側(cè)接續(xù)階段、被叫無線側(cè)接續(xù)階段和回鈴階段，如圖1所示。
2.2 測試環(huán)境的劃分
由于測試的目的是為了通過對比CDMA網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)接續(xù)過程中各階段的時長，以確定引起CDMA接續(xù)時間長的原因，并為了體現(xiàn)不同測試環(huán)境對G、C兩網(wǎng)造成的不同影響，因此，在測試中定義了較好和較差兩種無線環(huán)境。具體測試環(huán)境的劃分如表1所示：
[table]
| CDMA | GSM | |||
| Ec/Io | Rx Power | Tx Power | Rx Power | |
| 較好 | [-5，-8] | [-60，-75] | [-15，-5] | [-60，-75] |
| 較差 | [-8，-12] | [-80，-95] | [-5，15] | [-80，-95] |
3、對比測試結(jié)果
3.1 靜默階段
使用秒表記錄從按下“SEND”鍵到發(fā)出第一個消息發(fā)出的時間間隔。測試中使用的CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家為Ericsson，測試手機為三星X19。GSM設(shè)備廠家為Nortel，測試手機類型為薩基姆OT160。在測試中，主被叫均屬于本地普通用戶。靜默時間測試結(jié)果如表2所示：
[table]
| 無線環(huán)境較好 | 無線環(huán)境較差 | |||||
| MIN | MAX | AVE | MIN | MAX | AVE | |
| CDMA | 1.3 | 2.7 | 2.1 | 1.1 | 2.8 | 2.3 |
| GSM | 0.3 | 1.2 | 0.6 | 0.4 | 1.5 | 0.7 |
通過上述測試可以看出，CDMA靜默時間明顯較長，一般比GSM長約1.5秒。同時，隨著無線環(huán)境的劣化，CDMA和GSM的靜默時間均有所增加，但變化不大。
3.2 主叫無線側(cè)接續(xù)階段
主叫無線側(cè)測試結(jié)果如表3所示：
[table]
| 無線環(huán)境較好 | 無線環(huán)境較差 | |||||
| MIN | MAX | AVE | MIN | MAX | AVE | |
| CDMA | 1.454 | 2.383 | 1.75 | 1.2372 | 3.515 | 2.331 |
| GSM | 1.016 | 2.702 | 1.69 | 1.116 | 2.931 | 1.934 |
通過上述測試結(jié)果可知，CDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)在無線環(huán)境良好時，主叫無線側(cè)接續(xù)時長基本相同；但在無線環(huán)境較差時，CDMA系統(tǒng)主叫無線側(cè)接續(xù)時間明顯增長。
3.3 交換側(cè)接續(xù)階段
交換側(cè)接續(xù)時長測試結(jié)果如表4所示：
[table]
| 無線環(huán)境較好 | 無線環(huán)境較差 | |||||
| MIN | MAX | AVE | MIN | MAX | AVE | |
| CDMA | 0.088 | 0.155 | 0.107 | 0.092 | 0.164 | 0.111 |
| GSM | 0.098 | 0.187 | 0.12 | 0.87 | 0.177 | 0.117 |
從上述統(tǒng)計結(jié)果可以看出，在交換側(cè)接續(xù)階段，CDMA與GSM耗時基本相同。由于交換側(cè)接續(xù)過程在MSC側(cè)進行，因此，統(tǒng)計結(jié)果不受無線環(huán)境的影響，僅與MSC的處理性能有關(guān)。
3.4 被叫無線側(cè)接續(xù)階段
被叫無線側(cè)接續(xù)時長測試結(jié)果如表5所示。
[table]
| 無線環(huán)境較好 | 無線環(huán)境較差 | |||||
| MIN | MAX | AVE | MIN | MAX | AVE | |
| CDMA | 1.843 | 7.177 | 3.344 | 1.934 | 13.213 | 5.213 |
| GSM | 2.09 | 4.513 | 2.836 | 2.322 | 6.476 | 3.142 |
通過上述測試結(jié)果可以看出，該階段CDMA系統(tǒng)耗時和GSM系統(tǒng)相比明顯較長，且隨著無線環(huán)境的劣化，該階段CDMA系統(tǒng)較GSM系統(tǒng)耗時進一步增長。
3.5 回鈴階段
回鈴階段時長測試結(jié)果如表6所示：
[table]
| 無線環(huán)境較好 | 無線環(huán)境較差 | |||||
| MIN | MAX | AVE | MIN | MAX | AVE | |
| CDMA | -0.2 | -0.6 | -0.3 | -0.3 | -0.6 | -0.4 |
| GSM | 0.3 | 0.6 | 0.5 | 0.3 | 0.7 | 0.5 |
由于MSC對回鈴實現(xiàn)的方式不同，因此，不同的MSC測試結(jié)果差別較大。負值表示主叫回鈴先于被叫振鈴，正值表示被叫振鈴先于主叫回鈴。
為了掌握CDMA網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)的接續(xù)時長，我們綜合以上各階段的測試結(jié)果，分兩種測試環(huán)境對兩網(wǎng)的接續(xù)時長從按下“SEND”鍵到被叫振鈴時長進行統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果如表7所示：
[table]
| 所處階段 | 無線環(huán)境較好 | 無線環(huán)境較差 | |||
| CDMA平均耗時 | GSM平均耗時 | CDMA平均耗時 | GSM平均耗時 | ||
| 接續(xù)階段 | 靜默階段 | 2.1 | 0.6 | 2.3 | 0.7 |
| 主叫無線側(cè)階段 | 1.75 | 1.856 | 2.331 | 1.934 | |
| 交換側(cè)階段 | 0.107 | 0.12 | 0.111 | 0.117 | |
| 被叫無線側(cè)階段 | 3.344 | 2.836 | 5.213 | 3.142 | |
| 回鈴階段 | -0.3 | 0.5 | -0.4 | 0.5 | |
| 合計 | 7.001 | 5.912 | 9.555 | 6.393 | |
通過以上各階段接續(xù)時長的測試結(jié)果可以看出，在無線環(huán)境較好的情況下，CDMA系統(tǒng)接續(xù)時長比GSM系統(tǒng)慢1秒到1.5秒。CDMA系統(tǒng)接續(xù)時間較長的階段主要為靜默階段和被叫無線側(cè)階段，它們分別比GSM系統(tǒng)的相應(yīng)階段慢約1.5秒和0.5秒。在無線環(huán)境較差的情況下，CDMA系統(tǒng)接續(xù)時長比GSM系統(tǒng)慢2秒到3秒。引起CDMA系統(tǒng)接續(xù)時間較長的階段主要為靜默階段、主叫無線側(cè)階段和被叫無線側(cè)階段，分別比GSM系統(tǒng)慢約1.5秒、0.5秒和2秒。
4、測試結(jié)果分析
通過對以上各階段測試結(jié)果的分析可知，靜默階段、主叫無線側(cè)接續(xù)和被叫無線側(cè)接續(xù)較慢是造成CDMA接續(xù)時間較長的主要原因。結(jié)合對CDMA和GSM接續(xù)方式的分析，造成CDMA和GSM在接續(xù)時長差異的原因主要有以下幾方面：
4.1 系統(tǒng)消息更新階段
CDMA系統(tǒng)建立通話前必須有一個系統(tǒng)更新過程，在系統(tǒng)更新過程中手機要收到一次“Access Parameter Message”和一個包含“CONFIG_MESSAGE_SEQ”的開銷消息。如果手機能夠較快地收到，則會縮短手機呼叫建立的時間。規(guī)范中規(guī)定在1.28秒內(nèi)各種overhead message必須至少發(fā)送一遍。因此，在更新系統(tǒng)消息階段，CDMA一般要比GSM系統(tǒng)多耗時0～1.28秒。
4.2 多Probe接入
在CDMA網(wǎng)絡(luò)接入階段，接入是以Probe的形式進行的。手機根據(jù)當前的接收電平及接入?yún)?shù)，計算出第一次接入時的發(fā)射功率，若發(fā)出第一個“Origination”消息后，在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到系統(tǒng)的確認消息，手機將增加發(fā)射功率發(fā)出第二個“Origination”消息，直至系統(tǒng)丟失或接入探針耗盡。為了控制系統(tǒng)內(nèi)部干擾，一般情況下，初始發(fā)射功率較低，這就引起第一次接入嘗試成功率偏低，繼而需進行多次接入嘗試，最后造成接入時間耗費較長。當無線環(huán)境較好時，一次接入成功率比例較高。當無線信號較差時，一次成功的接入成功率較低，在一次成功的接入過程中經(jīng)常需要發(fā)送多次probe。而每多發(fā)一次probe，會增加一定的接入時長，具體時長由系統(tǒng)參數(shù)確定。
4.3 參數(shù)影響
如果尋呼信道手機內(nèi)部設(shè)置的參數(shù)SCI=0，則它將每隔1.28秒監(jiān)聽一次尋呼信道并接受系統(tǒng)信息，如SCI=1時，則每隔2.56秒監(jiān)聽一次尋呼信道。在手機登陸網(wǎng)絡(luò)時，系統(tǒng)將通過消息“system parameter”發(fā)送MAXSCI參數(shù)給手機，讓其與SCI進行比較，再選擇其中較小的值。同樣，手機在登陸時通過登記消息“register”發(fā)送給基站系統(tǒng)，該消息包含原SCI設(shè)置值，基站在進行比較后，會選擇兩者中的較小值。
由于現(xiàn)網(wǎng)中MAXSCI的取值一般為1，即每隔2.56秒監(jiān)聽一次尋呼信道，這樣就增加了系統(tǒng)Paging被叫MS的時長，從而增加了整體接續(xù)時間。
4.4 二次接入
部分手機廠商為了提高手機的表現(xiàn)和接通率，第一次接入失敗時，手機會自動按照上一次的接入請求消息，將MSG-SEQ消息序列號加一后再次上發(fā)請求，沒有給用戶任何提示。從手機屏幕上看，盡管呼叫請求還在正常進行著，但實際上用戶已經(jīng)經(jīng)歷了一次呼叫失敗和一次呼叫成功的時間總和，一般二次接入的時間均在10秒以上，有時還可以從手機上觀察到手機重新同步的現(xiàn)象，因此，用戶感覺建立時間很長。
二次接入一般出現(xiàn)在兩個或者多個小區(qū)相鄰的位置或無線環(huán)境較差的區(qū)域。在一些基站分布密集切換頻繁的區(qū)域，二次接入的發(fā)生概率明顯高于鄉(xiāng)村等低話務(wù)量區(qū)域。
4.5 其他原因
接入切換、接入過程中的業(yè)務(wù)協(xié)商，導(dǎo)頻污染等情況都會影響CDMA接續(xù)時間。
5、總結(jié)
通過對CDMA和GSM接續(xù)各階段耗時的對比分析，我們可以看出，更新系統(tǒng)開銷、多Probe接入、接入切換、二次尋呼、接續(xù)參數(shù)設(shè)置等，是造成CDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)相比接續(xù)時間較長的主要原因。而這些原因是與CDMA接入方式及CDMA技術(shù)本身緊密相關(guān)的，是由CDMA技術(shù)本身的特點決定的。
在接續(xù)過程中，由于CDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)的不同以及CDMA技術(shù)自身的特點，在多數(shù)情況下，CDMA接續(xù)時間還很難達到GSM的水平。因此，在日常的CDMA優(yōu)化中，切不可一味追求縮短接續(xù)時長。在進行接入時長優(yōu)化期間，要密切注意網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和參數(shù)修改對其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，避免因此導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和其他相關(guān)性能的下降。
