WCDMA深度覆蓋場景2G/3G互操作參數(shù)優(yōu)化探討

摘 要：從未做室內(nèi)分布的深度覆蓋場景的實際互操作問題出發(fā)，通過實例分析指出現(xiàn)網(wǎng)在該場景下互操作參數(shù)配置存在的問題，并提供相關(guān)參數(shù)優(yōu)化的建議。

0 前言

由于WCDMA頻段（2.1 GHz）的信號鏈路損耗大、繞射能力差，所以大部分居民樓、餐廳及商店在未做室內(nèi)分布的情況下覆蓋弱，信號電平較GSM900有較大的差距。目前，中國聯(lián)通正處于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段，室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)還不夠完善，無論是語音還是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)未做室內(nèi)分布深度覆蓋的場景都占有相當(dāng)大的比例，同時該場景也是用戶進行2G/3G互操作的主要場景之一。本文從實際互操作問題出發(fā)，通過室內(nèi)不同采樣點的業(yè)務(wù)測試，掌握在不同的信號質(zhì)量下的語音通話質(zhì)量、切換性能，從而確定語音業(yè)務(wù)2G/3G互操作策略以及參數(shù)門限，指出現(xiàn)網(wǎng)在該場景下互操作參數(shù)配置存在的問題，并提供相關(guān)參數(shù)優(yōu)化的建議。

WCDMA互操作參數(shù)在文獻［1］中有詳細的描述，本文不再贅述。同時，本文也以CS業(yè)務(wù)互操作相關(guān)參數(shù)為例，分析說明該場景下互操作參數(shù)優(yōu)化的思路。

1 室內(nèi)深度覆蓋場景問題分析

在WCDMA試商用過程中，很多用戶反映室內(nèi)信號較差，終端呼叫前駐留在3G網(wǎng)絡(luò)，而通話結(jié)束后基本都已切換到2G網(wǎng)絡(luò)，甚至一起呼立即切換到2G網(wǎng)絡(luò)。通過對互操作參數(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)目前現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)配置所帶來的互操作問題可以從以下2個方面來說明。

a） 用戶感受方面。用戶在業(yè)務(wù)狀態(tài)下的覆蓋范圍大大小于終端空閑模式的覆蓋范圍，呼叫保持性能差。

b） 網(wǎng)絡(luò)的互操作參數(shù)設(shè)置方面�；ゲ僮髦剡x參數(shù)和切換參數(shù)配合存在問題。

本文以圖1所示的室內(nèi)場景為例，從理論分析和實際驗證2個方面，通過實際測試結(jié)果來分析現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)設(shè)置存在的問題，并結(jié)合實際情況進行了參數(shù)調(diào)整，同時通過測試對比分析來研究該問題的解決辦法。

圖1 現(xiàn)網(wǎng)測試和參數(shù)1測試結(jié)果對比

表1為在圖1所示場景下不同位置測試得到的WCDMA和GSM信號的對比情況。

由圖1可知，2個陽臺的信號都在分布在-75~-80 dBm之間，室內(nèi)信號分布在-93~-118 dBm之間，除受客衛(wèi)與廚房拐角處以及墻角遮擋的區(qū)域外，主要區(qū)域的信號電平均分布在-95~-105 dBm之間，即主要區(qū)域的信號損耗為20~30 dB。

表1 WCDMA 和GSM 信號分布情況對比

從RSCP與Ec/Io的對應(yīng)關(guān)系看，在RSCP接近

-100 dBm時對應(yīng)的Ec/Io為-7~-9 dB，而RSCP在-110 dBm以下時Ec/Io才會達到-14 dB以下；在導(dǎo)頻信號比較干凈，RSCP為-105 dBm時，Ec/Io才會達到-9 dB左右。

大部分區(qū)域（包括書房、客臥、客廳、主臥、廚房）的RSCP信號強度均在－95~-105 dBm之間，走道、客衛(wèi)和儲藏間的信號稍差，而多數(shù)區(qū)域的Ec/Io都在-14 dB以上，而室內(nèi)大部分地區(qū)的GSM信號強度在－80 dBm以下。

a） 重選策略。當(dāng)服務(wù)小區(qū)的Ec/Io

b） 切換的策略。當(dāng)測量到Ec/Io

根據(jù)前面的信號分布分析，該場景下GSM的信號遠好于WCDMA信號，所以只要啟動異系統(tǒng)搜索或測量，則必然發(fā)生重選或切換（這也是該場景沒有列出相關(guān)3A事件或周期性上報的相關(guān)參數(shù)的原因）。但是，啟動重選搜索的門限是Ec/Io<-14 dB，而啟動壓縮模式進行切換測量的門限是RSCP≤-101 dBm或Ec/Io≤-15 dB。根據(jù)RSCP與Ec/Io的關(guān)系不難看出，信號為-101~-105 dBm時，Ec/Io值在-10 dB以上，所以手機在此類區(qū)域不會發(fā)生重選，而一旦起呼后會立即達到2D事件的RSCP門限，就會發(fā)生切換。另外，RSCP為-95~-100 dBm的信號屬于弱信號，信號本身浮動就比較大，一旦衰弱也會切換到2G。目前CS切換是單向的，所以結(jié)束通話時都停留在2G。表4是現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)的測試情況。

表4 現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)測試情況

由表4可知，接收電平為-100~-108 dBm時，Ec/Io值都未達到-14 dB的門限。這些呼叫都是起呼后立即切換，而由于信號浮動的原因，接收電平為-93~-100 dBm的信號也會在原地未移動情況下經(jīng)過數(shù)秒后發(fā)生切換。

2 優(yōu)化參數(shù)的實驗驗證

從現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)測試的結(jié)果來看，在目前現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)配置的情況下，用戶在室內(nèi)、客廳、書房等大多數(shù)區(qū)域，發(fā)起呼叫后會立刻切換到GSM，測試的結(jié)果符合理論分析。

解決上述問題有以下2個途徑。

a） 讓終端更早地重選到2G網(wǎng)絡(luò)。

b） 讓終端更晚地發(fā)起WCDMA→GSM切換。

采用第一種方式必須讓Ec/Io對應(yīng)的RSCP高于-100 dBm。從信號質(zhì)量分布情況看，SsearchRAT這個門限需要提高到-5~-6 dB，這顯然是不現(xiàn)實的。因為這樣會造成用戶過早地重選到GSM網(wǎng)絡(luò)，大大降低了WCDMA空閑模式的覆蓋。最好的方式是降低異系統(tǒng)測量啟動門限或者關(guān)閉RSCP觸發(fā)壓縮模式的門限，降低用戶異系統(tǒng)切換的概率。修改參數(shù)后進行了參數(shù)測試，主要對啟動壓縮模式的2D事件的門限進行相關(guān)調(diào)整，修改后的參數(shù)設(shè)置如表5所示。

表5 WCDMA→GSM 之間關(guān)鍵切換參數(shù)的現(xiàn)場測試配置

2.1 測試參數(shù)1測試結(jié)果

參數(shù)1主要將CPICH RSCP 2D門限從-100 dBm修改為-108 dBm，這樣室內(nèi)的信號采樣基本都可以保證不會起呼后立即切換，而如果信號低于-109 dBm，則Ec/Io也差不多達到-14 dB，起呼前就會重選到2G網(wǎng)絡(luò)，參數(shù)1主要考察切換前的BLER與切換成功率。為了保證參數(shù)的適應(yīng)性，在信號進入拐角處或有物體遮擋時，測試在移動切換過程中信號快速衰弱15~20 dB的情況下是否掉話，測試結(jié)果如表6所示。

表6 測試參數(shù)1 的測試結(jié)果

由表6可以看出，參數(shù)修改后多數(shù)點不會發(fā)生起呼后立即切換的問題，而需要移動到更弱覆蓋區(qū)才會切換，有些-105 dBm以下的信號點由于信號波動也會切換，而且修改后-109 dBm啟壓模，并且信號快速衰弱觸發(fā)切換并沒有引起掉話，切換前的BLER基本都為0，說明語音質(zhì)量也不錯，所以這個門限是可以接收的門限。由圖1可以看出，室內(nèi)大部分區(qū)域在參數(shù)修改后均不會出現(xiàn)起呼后立刻切換到GSM的情況。

2.2 參數(shù)2測試結(jié)果

與參數(shù)1相比，對參數(shù)2僅修改了2D事件的觸發(fā)時間遲滯Time To Trigger 2D，主要是測試參數(shù)2是否會加大掉話的概率。在不同的地點對參數(shù)2的敏感程度進行了11次測試，其中掉話4次。

由此可以看出，參數(shù)2修改后明顯出現(xiàn)了掉話，切換掉話率達到30%。參數(shù)2修改后，在RSCP達到-109 dBm后還需要等待1 280 ms才啟動異系統(tǒng)測量，在此過程中由于移動信號進一步惡化，所以加大了掉話概率。測試說明，在2D的RSCP門限降低后，本身留下的余量較小，如果延遲觸發(fā)時間過長會導(dǎo)致信號惡化引起切換掉話，在高速移動的場景下更應(yīng)該適當(dāng)縮小該參數(shù)值，早些完成測量與切換。

3 結(jié)論

根據(jù)上述測試分析，可以得出以下結(jié)論。

a） 在目前網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況下，室外信號一般分布在-75~-85 dBm之間，住宅樓內(nèi)信號強度分布在

-95~-105 dBm之間，這也是目前室內(nèi)深度覆蓋區(qū)的主要RSCP分布區(qū)間。從RSCP與Ec/Io的對應(yīng)關(guān)系看，在目前網(wǎng)絡(luò)負載較輕的情況下，在RSCP接近-100 dBm時對應(yīng)的Ec/Io大約為-7~-9 dB，而RSCP在-110 dBm以下時Ec/Io才會達到-14 dB以下。在無導(dǎo)頻污染的情況下，RSCP為-105 dBm時Ec/Io才達到-7 dB，Ec/Io的惡化速度遠小于RSCP惡化速度。

b） 在共站覆蓋情況下，室內(nèi)3G信號的損耗遠大于2G。在室內(nèi)深度覆蓋區(qū)3G信號較弱，但GSM900信號還保持良好水平。3G信號低于-100 dBm時，GSM電平還在-70 dBm附近，3G信號達到-110 dBm時，GSM電平還在-80~-85 dBm之間。

c） 目前CS業(yè)務(wù)現(xiàn)網(wǎng)切換門限還有余量，重選參數(shù)與語音切換參數(shù)配合存在問題，需要進行相關(guān)參數(shù)優(yōu)化�？紤]到WCDMA對語音業(yè)務(wù)的支持能力比較強，對于現(xiàn)網(wǎng)異系統(tǒng)測量啟動門限還有下調(diào)的余量�？紤]到后期負載上升的影響，建議異系統(tǒng)啟動門限（一般是2D）控制在-105 dBm左右。異系統(tǒng)延遲觸發(fā)時間Time To Trigger不宜過低，在市區(qū)深度覆蓋場景下建議該值不超過640 ms。

4 結(jié)束語

本文雖然只是針對一個未做室分的深度覆蓋場景作為范例進行了研究，給出了該場景下參數(shù)優(yōu)化的建議，但結(jié)合目前中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，也具有一定的推廣意義。最后需要特別說明的是：一個小區(qū)的參數(shù)修改需要綜合考慮多方面因素，同一場景的小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)會包括多類場景，參數(shù)要求不同，所以互操作參數(shù)優(yōu)化還應(yīng)根據(jù)實際情況作相應(yīng)的微調(diào)，在保證2G/3G互操作性能的同時，最大化地利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)，讓3G用戶盡量使用3G的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

參考文獻：

［１］ 畢猛，王常玲、王靖宇，等. 2G/3G互操作參數(shù)優(yōu)化研究及初期網(wǎng)絡(luò)設(shè)置建議［J］. 郵電設(shè)計技術(shù)，2009（7）：6-11.

［2］ Christophe Chevallier， Christopher Brunner，Andrea Garavaglia，et al. WCDMA（UMTS）Deployment Handbook［M］. John Wiley & Sons Ltd，［2006］.

［3］ 3GPP TS 23.009 Handover procedures［S/OL］. ［2010-11-04］. http://www.arib.or.jp/IMT-2000/V820Nov10/5_Appendix/R99/23/23009-3e0.pdf.

［4］ Christohper Brunner，Andrea Garavaglia. Inter-system Handover Parameter Optimization［C］//proceedings of PIMRC 2006，2006.

［5］ Zhang Zhang. WCDMA Compressed Mode Triggering Method for IRAT Handover［C］//proceedings of WCNC 2004，2004.

作者：朱佳佳，史文祥，李巍 來源：郵電設(shè)計技術(shù)