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李榮 江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院 通信設(shè)計(jì)一所
摘要:本文總結(jié)了筆者近幾年在進(jìn)行CDMA系統(tǒng)雙載波設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)實(shí)踐獲取的主要方法和經(jīng)驗(yàn)，著重分析了應(yīng)用多載波技術(shù)時(shí)需要考慮的因素，為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞:接入策略 切換算法
在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，隨著用戶數(shù)的增長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)商可以不新增載波，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有基站進(jìn)行最大限度的擴(kuò)容來(lái)滿足本期話音及數(shù)據(jù)容量的需求，如此可以對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平滑的過(guò)渡，工程量相對(duì)較小。但是當(dāng)用戶語(yǔ)音及數(shù)據(jù)增加產(chǎn)生的無(wú)線話務(wù)密度超過(guò)單載波基站在滿足覆蓋的前提下所能提供的容量密度時(shí)，使用多載波便成為一種有效的基站擴(kuò)容途徑。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn),實(shí)施多載波時(shí),無(wú)線網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮以下因素：終端的接入策略、切換算法的選擇以及切換對(duì)系統(tǒng)的影響。
一、終端接入策略
考慮到國(guó)內(nèi)CDMA系統(tǒng)的建設(shè)情況，多載波區(qū)域存在以下三種情況（以雙載波為例）：
1、全部區(qū)域都存在第一載波，只在話務(wù)密度較高的市區(qū)中心等處存在第二載波，這是網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)一種常見的情況；
2、在不同的區(qū)域使用不同的單一載波，這有可能是不同的區(qū)域可用頻點(diǎn)不同，或者解決兩個(gè)區(qū)域間固有的干擾問(wèn)題（如兩個(gè)廠家設(shè)備系統(tǒng)間的干擾）；
3、系統(tǒng)的全部區(qū)域均采用多個(gè)載波，這時(shí)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已經(jīng)較大，故采用雙載波。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)同時(shí)存在IS 95和1X手機(jī)，因此系統(tǒng)采用的終端接入策略建議如下：
(1)二載波區(qū)域：
手機(jī)開機(jī)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的版本號(hào)判定為95手機(jī)或1X手機(jī)，讓95手機(jī)守候在第一載波上，根據(jù)Hashing算法讓1X手機(jī)隨機(jī)守候在第一和第二載波上。當(dāng)95手機(jī)發(fā)起呼叫或被叫時(shí)，占用第一載波，守候在第一載波上的1X手機(jī)發(fā)起話音呼叫或被叫時(shí)，占用第一載波，如果第一載波負(fù)載達(dá)到80%時(shí)，新發(fā)起的話音主叫或被叫則占用第二載波。當(dāng)守侯在第二載波上的1X手機(jī)發(fā)起話音呼叫或被叫，占用第二載波，當(dāng)守候在第一或第二載波上的1X手機(jī)發(fā)起數(shù)據(jù)呼叫時(shí)，都占用第二載波。
(2)單載波區(qū)域：
手機(jī)開機(jī)時(shí)，全部守候在第一載波上，發(fā)起呼叫時(shí)，占用第一載波。
二、切換算法的選擇
CDMA系統(tǒng)區(qū)別于其它系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)是支持多種類型的切換，主要類型有硬切換、軟切換和更軟切換。通常多載波與單載波邊界區(qū)域載波間切換有如下幾種切換算法：
1、數(shù)據(jù)庫(kù)輔助的硬切換（DAHO）
數(shù)據(jù)庫(kù)輔助硬切換方式是一種完全由數(shù)據(jù)庫(kù)軟件控制的CDMA多載波間的硬切換方法,它無(wú)需增加任何硬件設(shè)備，只是通過(guò)結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件中的CDMA載波間切換觸發(fā)提升（IFHOTI）和CDMA多導(dǎo)頻載波間切換的兩個(gè)功能來(lái)完成多載波間的切換。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需額外硬件投資，實(shí)施簡(jiǎn)便，對(duì)任何版本的移動(dòng)終端都適用。缺點(diǎn)是采用軟件觸發(fā)異頻硬切換會(huì)影響邊界小區(qū)的容量；參數(shù)設(shè)置比較復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化難度較大；同時(shí)由于無(wú)線環(huán)境的復(fù)雜性，完全由軟件進(jìn)行判斷和觸發(fā)硬切換會(huì)帶有一定的誤差，所以切換成功率沒(méi)有采用偽導(dǎo)頻方式高。
2、偽導(dǎo)頻觸發(fā)的硬切換；
采用偽導(dǎo)頻方式解決邊界區(qū)域的異頻硬切換是最傳統(tǒng)、也最有效的解決方案。它需要邊界地區(qū)的所有單載波小區(qū)配置偽導(dǎo)頻設(shè)備，發(fā)射第二載波偽導(dǎo)頻信號(hào)。終端從雙載波區(qū)域移動(dòng)過(guò)來(lái)時(shí)，通過(guò)偽導(dǎo)頻信號(hào)的引導(dǎo)，使終端能夠適時(shí)切換到單載波小區(qū)。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及小區(qū)參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，對(duì)任何版本的移動(dòng)終端都適用，切換成功率高，并且不會(huì)影響邊界小區(qū)的容量。缺點(diǎn)是需要在所有邊界單載波小區(qū)增加偽導(dǎo)頻設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資額較高。
目前有些廠家的基站設(shè)備已具備跳頻偽導(dǎo)頻功能，當(dāng)邊界區(qū)域載波配置相差2個(gè)頻點(diǎn)以上時(shí)，邊界小區(qū)只需增加一套偽導(dǎo)頻設(shè)備，它能采用跳頻的工作方式在多個(gè)頻點(diǎn)循環(huán)發(fā)射偽導(dǎo)頻信號(hào)，而不需要在每個(gè)頻點(diǎn)都安裝偽導(dǎo)頻設(shè)備,從而大大減少了設(shè)備投資。
3、移動(dòng)臺(tái)輔助的硬切換（MAHHO）；
達(dá)到IS-95B版本要求的CDMA終端都具備了異頻掃描功能，終端在邊界區(qū)域通話時(shí)可以按照系統(tǒng)的指示,在壓縮的空閑時(shí)間內(nèi)掃描測(cè)試其他頻點(diǎn)的導(dǎo)頻強(qiáng)度,并根據(jù)相應(yīng)的門限設(shè)定,適時(shí)地切換到單載波小區(qū)。
這種方式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不需進(jìn)行任何硬件增加和軟件設(shè)置，切換成功率較高。缺點(diǎn)是由于IS-95A以前的版本終端無(wú)異頻掃描功能，在邊界區(qū)域隨著位置的移動(dòng)和信號(hào)強(qiáng)度的逐漸減弱，會(huì)發(fā)生掉話而無(wú)法正常切換現(xiàn)象；同時(shí)不同廠家設(shè)備對(duì)該功能的支持程度也不同，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比較困難。
另外還有誤幀率觸發(fā)（Enhanced Hard Handoff Trigger）、環(huán)路時(shí)延觸發(fā)（RTD：Round Trip Delay）等其它方法來(lái)解決硬切換,這里就不再詳細(xì)敘述。實(shí)際工程實(shí)施時(shí)，應(yīng)該特別注意邊界小區(qū)的確認(rèn)和劃分，必要時(shí)有時(shí)使用過(guò)渡小區(qū)、雙邊界等方法以保證硬切換的順利完成。
三、切換對(duì)系統(tǒng)的影響
多載波邊界區(qū)域發(fā)生的硬切換主要是跨載波硬切換，同時(shí)還有因系統(tǒng)制式不同（主要指從1X服務(wù)區(qū)移動(dòng)到IS-95A服務(wù)區(qū)時(shí)）而產(chǎn)生的硬切換。當(dāng)硬切換發(fā)生時(shí)，手機(jī)總是先釋放原基站的信道，然后才能獲得新基站分配的信道，是一個(gè)“釋放-建立”的過(guò)程。第一、如果兩個(gè)載波的強(qiáng)度劇烈變化，手機(jī)就會(huì)在兩個(gè)載波之間來(lái)回切換，產(chǎn)生所謂的“乒乓效應(yīng)”。第二，如果手機(jī)不能正確識(shí)別相鄰小區(qū)的載波，就會(huì)一直守候在當(dāng)前載波直至掉話，稱為“吊死”。這樣一方面給交換系統(tǒng)增加了負(fù)擔(dān)，另一方面也惡化了網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。CDMA多載波技術(shù)雖然解決了高話務(wù)密度問(wèn)題，但是不可避免帶來(lái)硬切換對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，所以在多載波的設(shè)計(jì)中首先要考慮的因素是如何減少硬切換，以下問(wèn)題需要特別注意：
�。�1）避免“孤島”式多載波基站（除了當(dāng)前基站為雙載波基站外，周圍都是單載波基站），盡可能形成多載波的連續(xù)覆蓋；
�。�2）載波間硬切換區(qū)域盡可能避開高話務(wù)量區(qū)；
�。�3）要優(yōu)化硬切換以減少發(fā)生掉話的危險(xiǎn)；
在實(shí)際工程運(yùn)用和設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的適當(dāng)調(diào)整、減少切換帶面積，同時(shí)優(yōu)化邊界地區(qū)不同廠家的參數(shù)，來(lái)保證硬切換的效果，將硬切換對(duì)系統(tǒng)的影響降至最低。
四、結(jié)論
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般以系統(tǒng)業(yè)務(wù)承載量作為確定雙載頻范圍的主要方面，而在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際使用中，則需要對(duì)無(wú)線接口上功率占用和尋呼開銷情況進(jìn)行仔細(xì)分析，并對(duì)具體情況下的問(wèn)題給予相應(yīng)解決，盡量使系統(tǒng)在單載頻下承擔(dān)較高的業(yè)務(wù)量。因?yàn)椋阂腚p載頻，將增加系統(tǒng)兩載頻間的硬切換，同時(shí)，需要增加設(shè)備方面的投資，增加網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。所以，雙載頻應(yīng)在單載頻無(wú)法解決容量問(wèn)題時(shí)所采取的方案。同時(shí)，在需要建設(shè)雙載頻時(shí)，應(yīng)盡量保證雙載頻區(qū)域的連續(xù)性，避免過(guò)多不必要的載頻間硬切換，載頻間切換的邊界也應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡量不經(jīng)過(guò)高業(yè)務(wù)區(qū)和高話務(wù)負(fù)荷區(qū)。在CDMA網(wǎng)絡(luò)日趨完善的現(xiàn)階段，在網(wǎng)絡(luò)中需要引入雙載波時(shí)，首先要做好前期勘測(cè)工作，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在工程設(shè)計(jì)中予以充分考慮和權(quán)衡，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。設(shè)備開通后，還要注重網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，避免雙載波的負(fù)面因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。只有做好整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，才能充分發(fā)揮雙載波技術(shù)在現(xiàn)階段CDMA網(wǎng)絡(luò)中的作用。
摘自 網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品商貿(mào)網(wǎng)
