CDMA網(wǎng)絡(luò)中的掉話分析

　　一、引言

　　隨著我國(guó)移動(dòng)通信的高速發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能和服務(wù)質(zhì)量越來(lái)越重要。掉話是用戶通信非正常中斷，其在用戶方面的負(fù)面影響最為直接，是一種嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象。所以確定掉話原因和解決辦法，降低掉話率，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)中非常重要。本文介紹了CDMA系統(tǒng)的掉話機(jī)制和幾種典型掉話情況的分析方法。

　　二、CDMA掉話機(jī)制

　　在CDMA網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)臺(tái)和基站分別有相應(yīng)的掉話機(jī)制。移動(dòng)臺(tái)的掉話機(jī)制在協(xié)議中有詳細(xì)的規(guī)定，而基站的掉話機(jī)制在協(xié)議中未做詳細(xì)規(guī)定，由設(shè)備制造商設(shè)定。

　　1.移動(dòng)臺(tái)的掉話機(jī)制

　　a、基于壞幀和移動(dòng)臺(tái)衰落計(jì)時(shí)器

　　協(xié)議規(guī)定移動(dòng)臺(tái)中維持著一個(gè)長(zhǎng)為5s(T5m)的衰落計(jì)時(shí)器。如果移動(dòng)臺(tái)連續(xù)收到12(N2m)個(gè)壞幀，移動(dòng)臺(tái)停止發(fā)射機(jī)工作，同時(shí)衰落計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。如果在衰落計(jì)時(shí)器到期之前，移動(dòng)臺(tái)連續(xù)收到了2(N3m)個(gè)好幀，移動(dòng)臺(tái)重置該衰落計(jì)時(shí)器，并重新激活發(fā)射機(jī)。如果衰落計(jì)時(shí)器在期滿之前沒(méi)有被重置，移動(dòng)臺(tái)將重新初始化，從而導(dǎo)致掉話。

　　b、基于移動(dòng)臺(tái)證實(shí)失敗

　　移動(dòng)臺(tái)在業(yè)務(wù)信道上可以傳送N1m(IS-95A中為3,IS-95B中為9,IS-2000中為13)次需要證實(shí)的消息。如果移動(dòng)臺(tái)在傳送N1m次消息后(每次間隔0.4s(T1m))，仍未收到證實(shí)，移動(dòng)臺(tái)將重新初始化，從而導(dǎo)致掉話。

　　2.基站的掉話機(jī)制

　　基站制造商可能會(huì)制定與移動(dòng)臺(tái)類(lèi)似的基于壞幀和基于證實(shí)失敗的的掉話機(jī)制，這些機(jī)制由基站制造商設(shè)定。

　　二、掉話原因分析

　　僅憑掉話機(jī)制并不能判斷掉話的深層原因，CDMA網(wǎng)絡(luò)中掉話的原因有很多，從全局來(lái)看，掉話主要是由前向干擾、覆蓋不足、前反向鏈路不平衡、業(yè)務(wù)信道功率受限、接入和切換沖突等原因引起。通過(guò)信令分析可以很容易的判斷掉話的直接原因，但要找出掉話的深層原因，以確定解決辦法，需對(duì)路測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的分析。一般是從路測(cè)數(shù)據(jù)中觀察掉話前后的各種特征，如移動(dòng)臺(tái)掉話前后其發(fā)射功率、接收功率、導(dǎo)頻Ec/Io、移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率調(diào)整值(TX_GAIN_ADJ)和導(dǎo)頻PN的變化情況以及信令交互情況，再結(jié)合這些特征進(jìn)行分析，找出掉話的真正原因。下面將對(duì)幾種典型掉話情況進(jìn)行分析。

　　1.前向干擾引起的掉話

　　根據(jù)前向干擾持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)衰落計(jì)時(shí)器的設(shè)定值5s(T5m)分為長(zhǎng)時(shí)前向干擾掉話和短時(shí)前向干擾掉話。

　　a、長(zhǎng)時(shí)前向干擾掉話

　　特征

　　移動(dòng)臺(tái)的接收功率不斷增加，導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io不斷下降，低于-15dB；

　　前向FER增高；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦；

　　以上現(xiàn)象持續(xù)5s(T5m)后，移動(dòng)臺(tái)很快在另外一個(gè)導(dǎo)頻上進(jìn)行初始化或進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間的搜索模式中(掉話)。

　　分析

　　移動(dòng)臺(tái)接收功率不斷增加，而導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io不斷下降，表明在前向鏈路上存在強(qiáng)干擾源；

　　前向鏈路的質(zhì)量嚴(yán)重下降，導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)不能成功解調(diào)，F(xiàn)ER升高，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)連續(xù)收到12個(gè)壞幀后，移動(dòng)臺(tái)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，啟動(dòng)衰落計(jì)時(shí)器(T5m)，忽略反向閉環(huán)功控，TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦；

　　由于前向干擾持續(xù)時(shí)間超過(guò)衰落計(jì)時(shí)器的設(shè)定值5s(T5m)，移動(dòng)臺(tái)未能在衰落計(jì)時(shí)器期滿前連續(xù)收到2個(gè)好幀，未能重置衰落計(jì)時(shí)器，衰落計(jì)時(shí)器期滿，移動(dòng)臺(tái)初始化，發(fā)生掉話；

　　如果移動(dòng)臺(tái)掉話后很快在另外一個(gè)導(dǎo)頻上進(jìn)行初始化，那么掉話是由于切換失敗引起的，干擾源是CDMA系統(tǒng)中的此可用導(dǎo)頻信號(hào)，屬于CDMA系統(tǒng)的自干擾。切換失敗可能是由以下原因造成；

　　移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有向基站發(fā)送包含此可用導(dǎo)頻的導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息(PSMM)或發(fā)送很慢。可能的原因是搜索窗口太小、T_ADD值太高或移動(dòng)臺(tái)的導(dǎo)頻搜索太慢，導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有檢測(cè)到此可用導(dǎo)頻信號(hào)�？烧{(diào)整的參數(shù)有SEARCH_WIN_A、SEARCH_WIN_N、SEARCH_WIN_R、T_ADD和PILOT_INC；

　　移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送了包含此可用導(dǎo)頻的導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息(PSMM)，但基站沒(méi)有檢測(cè)到�？赡艿脑�因是反向鏈路性能下降,反向FER太高，導(dǎo)致導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息(PSMM)出錯(cuò)或丟失；

　　基站收到了移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的含有此可用導(dǎo)頻的導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息(PSMM)，但沒(méi)有向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送包含此可用導(dǎo)頻的切換指示消息(HDM)或擴(kuò)展切換指示消息(EHDM)�？赡艿脑�因是此導(dǎo)頻不在鄰集列表中(可做的調(diào)整是修改鄰集列表，將此導(dǎo)頻添加到鄰集列表中)，或切換準(zhǔn)許算法有問(wèn)題(如允許的軟切換的路數(shù)過(guò)小，軟切換的路數(shù)已達(dá)到允許的最大值，可做的調(diào)整是增大允許軟切換的路數(shù))；

　　基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送了切換指示消息(HDM)或擴(kuò)展切換指示消息(EHDM)，但移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有檢測(cè)到�？赡艿脑�因是前向高FER使切換指示消息(HDM)或擴(kuò)展切換指示消息(EHDM)出錯(cuò)或丟失；

　　網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)大，切換率過(guò)高，導(dǎo)致資源不足。可能的原因有T_DROP太低、T_TDROP太大等。

　　如果移動(dòng)臺(tái)掉話后進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間的搜索模式中，那么干擾源很可能是來(lái)自CDMA系統(tǒng)外部，而不是CDMA系統(tǒng)中的可用導(dǎo)頻信號(hào)，這就需要檢測(cè)前向頻譜，找出干擾源并消除之。

　　b、短時(shí)前向干擾掉話

　　特征

　　移動(dòng)臺(tái)的接收功率不斷增加，導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io不斷下降，低于-15dB,但持續(xù)時(shí)間很短，不超過(guò)衰落計(jì)時(shí)器的設(shè)定值5s(T5m)，而后移動(dòng)臺(tái)的接收功率又開(kāi)始下降，導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io又開(kāi)始上升，在衰落計(jì)時(shí)器期滿之前又恢復(fù)到-15dB以上；

　　FER增高；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦，在導(dǎo)頻信號(hào)恢復(fù)到-15dB以上后，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度仍然保持平坦；

　　以上現(xiàn)象持續(xù)5s(T5m)后，移動(dòng)臺(tái)在同一個(gè)導(dǎo)頻上重新初始化。

　　分析

　　在導(dǎo)頻信號(hào)恢復(fù)到-15dB以上后，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度仍然保持平坦，這表示移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)，也就是說(shuō)移動(dòng)臺(tái)未能連續(xù)接收到2個(gè)好幀，衰落計(jì)時(shí)器仍在計(jì)時(shí)。這是因?yàn)榛�站的掉話機(jī)制已經(jīng)啟動(dòng)，基站在不能收到移動(dòng)臺(tái)的反向信號(hào)后，認(rèn)為已經(jīng)掉話，已經(jīng)停止在前向業(yè)務(wù)信道上發(fā)射信號(hào)。由于前向信號(hào)已經(jīng)恢復(fù)，衰落計(jì)時(shí)器期滿后，移動(dòng)臺(tái)在同一導(dǎo)頻上初始化。

　　2.覆蓋不足引起的掉話

　　根據(jù)覆蓋不足持續(xù)時(shí)間是否超過(guò)衰落計(jì)時(shí)器的設(shè)定值5s(T5m)分為長(zhǎng)時(shí)覆蓋不足掉話和短時(shí)覆蓋不足掉話。

　　a、長(zhǎng)時(shí)覆蓋不足掉話

　　特征

　　移動(dòng)臺(tái)接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io同時(shí)下降，移動(dòng)臺(tái)的接收功率基本上接近-100dBm或更低，導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io低于-15dB；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率增大，一般會(huì)達(dá)到最大值；

　　FER增高；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦；

　　以上現(xiàn)象持續(xù)5s(T5m)后，移動(dòng)臺(tái)初始化，進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間的搜索模式中，可能要很長(zhǎng)時(shí)間移動(dòng)臺(tái)才能重新找到網(wǎng)絡(luò)(可能是在同一導(dǎo)頻上，也可能是在新的導(dǎo)頻上)。

　　分析

　　由于移動(dòng)臺(tái)接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io同時(shí)下降，可以判斷是覆蓋不足；

　　前向鏈路的質(zhì)量嚴(yán)重下降，導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)不能成功解調(diào)，F(xiàn)ER升高，移動(dòng)臺(tái)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，啟動(dòng)衰落計(jì)時(shí)器(T5m)，忽略反向閉環(huán)功控，TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦；

　　衰落計(jì)時(shí)器期滿后，移動(dòng)臺(tái)初始化，但由于覆蓋不足，所以需要很長(zhǎng)的搜索時(shí)間才能重新捕獲到網(wǎng)絡(luò)。

　　b、短時(shí)覆蓋不足掉話

　　特征

　　移動(dòng)臺(tái)接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io同時(shí)下降，移動(dòng)臺(tái)的接收功率基本上接近-100dBm或更低，導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io低于-15dB, 但持續(xù)時(shí)間很短，不超過(guò)衰落計(jì)時(shí)器的設(shè)定值5s(T5m)，而后移動(dòng)臺(tái)的接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io又開(kāi)始增加，在衰落計(jì)時(shí)器期滿之前導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io又恢復(fù)到-15dB以上；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率增大，一般會(huì)達(dá)到最大值；

　　FER增高；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦，在導(dǎo)頻信號(hào)恢復(fù)到-15dB以上后，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度仍然保持平坦；

　　以上現(xiàn)象持續(xù)5s(T5m)后，移動(dòng)臺(tái)在同一導(dǎo)頻上初始化。

　　分析

　　在覆蓋變好，導(dǎo)頻信號(hào)恢復(fù)到-15dB以上后，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度仍然保持平坦，這表示移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)，也就是說(shuō)移動(dòng)臺(tái)未能連續(xù)接收到2個(gè)好幀，衰落計(jì)時(shí)器仍在計(jì)時(shí)。這是因?yàn)榛�站的掉話機(jī)制已經(jīng)啟動(dòng)，基站在不能收到移動(dòng)臺(tái)的反向信號(hào)后，認(rèn)為已經(jīng)掉話，已經(jīng)停止在前向業(yè)務(wù)信道上發(fā)射信號(hào)。由于前向信號(hào)已經(jīng)恢復(fù)，衰落計(jì)時(shí)器期滿后，移動(dòng)臺(tái)在同一導(dǎo)頻上初始化。

　　3.前反向鏈路不平衡引起的掉話

　　特征

　　移動(dòng)臺(tái)的接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)Ec/Io都很強(qiáng)，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率達(dá)到最大；

　　FER增高；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦；

　　以上現(xiàn)象持續(xù)5s(T5m)后，移動(dòng)臺(tái)在同一導(dǎo)頻上初始化。

　　分析

　　移動(dòng)臺(tái)的接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)Ec/Io都很強(qiáng)，說(shuō)明前向鏈路很好，而移動(dòng)臺(tái)的輸出功率卻已達(dá)到最大，這說(shuō)明反向鏈路很差。這表明前反向鏈路嚴(yán)重不平衡。出現(xiàn)此種情況的原因有：

　　反向鏈路存在強(qiáng)干擾；

　　用戶過(guò)多造成反向鏈路阻塞，這主要是因?yàn)镃DMA是自干擾系統(tǒng)(可以通過(guò)減小天線增益或調(diào)整天線下傾角和方向角縮小覆蓋區(qū)，以減少用戶數(shù))；

　　基站發(fā)送的導(dǎo)頻功率過(guò)高。

　　由于反向鏈路很差，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，基站的掉話機(jī)制啟動(dòng)，基站放棄反向業(yè)務(wù)信道，停止發(fā)送前向業(yè)務(wù)信號(hào)，這時(shí)移動(dòng)臺(tái)的前向FER變得很高，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)連續(xù)收到12個(gè)壞幀后，移動(dòng)臺(tái)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，啟動(dòng)衰落計(jì)時(shí)器(T5m)，TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦；

　　由于前向信號(hào)很好，衰落計(jì)時(shí)器期滿后，移動(dòng)臺(tái)在同一導(dǎo)頻上初始化。

　　4.業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率受限導(dǎo)致的掉話

　　特征

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率、接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io均保持平坦，且移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率未達(dá)到最大，移動(dòng)臺(tái)的接收功率和導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io均足夠強(qiáng)，均在門(mén)限值以上；

　　移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度保持平坦，持續(xù)5s(T5m)后，移動(dòng)臺(tái)在同一導(dǎo)頻上初始化；

　　分析

　　移動(dòng)臺(tái)的接收功率和導(dǎo)頻信道的Ec/Io都在門(mén)限之上，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率未達(dá)到最大，且移動(dòng)臺(tái)的接收功率、發(fā)射功率和導(dǎo)頻信道的Ec/Io均很平坦，沒(méi)有惡化或變大的趨勢(shì)，說(shuō)明掉話是前向業(yè)務(wù)信道或反向業(yè)務(wù)信道功率受限引起的；

　　基站前向業(yè)務(wù)信道的功率有一定的范圍，這個(gè)范圍在基站側(cè)設(shè)置，若這個(gè)范圍設(shè)置不合理，會(huì)導(dǎo)致前向業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率受限，造成前向業(yè)務(wù)信道的信號(hào)太弱，使移動(dòng)臺(tái)不能成功解調(diào)，導(dǎo)致掉話。

　　移動(dòng)臺(tái)反向業(yè)務(wù)信道功率的大小受限于反向閉環(huán)功率控制，若基站外環(huán)功控設(shè)置不合理，導(dǎo)致閉環(huán)功控目標(biāo)值Eb/No不夠大，反向業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率受限，造成基站接收到反向業(yè)務(wù)信道的信號(hào)太弱，基站放棄反向業(yè)務(wù)信道，停止發(fā)送前向業(yè)務(wù)信號(hào)，導(dǎo)致掉話。

　　在這種情況下，要檢查基站前向業(yè)務(wù)信道功率范圍設(shè)置以及基站外環(huán)功率控制設(shè)置是否合理。

　　5.接入和切換沖突引起的掉話

　　特征

　　在IS-95系統(tǒng)中，呼叫建立成功后隨即掉話；

　　之前移動(dòng)臺(tái)的接收功率不斷增加，導(dǎo)頻信號(hào)的Ec/Io不斷下降，低于-15dB，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率調(diào)整值TX_GAIN_ADJ的幅度5s(T5m)內(nèi)保持平坦；

　　掉話后移動(dòng)臺(tái)在一個(gè)新的導(dǎo)頻上初始化。

　　分析

　　由以上特征可知，移動(dòng)臺(tái)在接入過(guò)程中進(jìn)入了切換區(qū)，由于IS-95系統(tǒng)不允許在接入過(guò)程中進(jìn)行切換，使得移動(dòng)臺(tái)無(wú)法解調(diào)前向信號(hào)，關(guān)閉了發(fā)射機(jī)，造成掉話。在cdma2000系統(tǒng)中允許在接入過(guò)程中進(jìn)行切換，所以不會(huì)存在接入和切換沖突的問(wèn)題。

　　以上對(duì)基于壞幀的幾種典型掉話情況進(jìn)行了分析，此外也可以將以上分析方法與信令交互情況相結(jié)合，分析由于證實(shí)失敗導(dǎo)致的掉話的深層原因。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中掉話的原因很復(fù)雜，要想準(zhǔn)確定位，需要多方面的數(shù)據(jù)來(lái)源(如大量路測(cè)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中一旦發(fā)現(xiàn)某段時(shí)間內(nèi)或某個(gè)區(qū)域頻繁掉話，必需對(duì)其進(jìn)行分析，確定原因所在，及時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題進(jìn)行處理，以保證網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 3GPP2 C.S0002,Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems

　　[2] 3GPP2 C.S0004,Signaling Link Access Control (LAC) Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems

　　[3] 3GPP2 C.S0005, Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems