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摘要 文章討論了在CDMA2000系統(tǒng)中，手機在多載波交界區(qū)域由于無線規(guī)劃不合理引起的瞬間脫網、被叫不良等常見的缺陷，并根據CDMA2000協議中相關空閑切換操作流程分析了原因，隨后總結多載波交界建網的若干要求，最后提出了CDMA2000下多載波交界區(qū)域規(guī)劃經驗原則。
1、手機在空閑狀態(tài)下的行為
由于CDMA2000的大容量特點，長期以來對其無線建網的討論往往都是在單載波（一個頻點）的基礎上進行的，但在實際應用中單載波并不總是能滿足話務需求——在城市密集區(qū)域尤其如此。于是雙載波（或多載波）應用不斷出現，又由于成本原因，運營商往往根據話務情況只在局部區(qū)域設置兩載波（多載波）。這樣所產生的一個問題是，手機在跨越單載波和雙載波間的交界區(qū)域發(fā)生異頻切換時，易出現脫網現象。如圖1所示：
圖1 單、雙載波覆蓋交界區(qū)
空閑狀態(tài)下，手機要周期性喚醒以便監(jiān)聽尋呼信道、接收網絡各類信息、來話尋呼消息等等。如果前向物理層傳輸質量下降，手機需要在丟失網絡前預先切換到鄰近信號更強的小區(qū)，一般情況下只要切換前原來尋呼信道傳輸質量尚可，手機內搜索器有關候選導頻的定時記憶讓切換等同于直接替換活動集導頻�？臻e切換是手機執(zhí)行正常的小區(qū)重選程序沒有所謂離網現象；反之，當手機由于當前尋呼信道高差錯率，手機內部程序認為要放棄當前無線系統(tǒng)，并再次啟動初始化過程，由于初始化前通常伴隨無線信號衰落——表現為手機指示收信電平或者導頻強度衰落，而之后的初始化網絡搜索和同步捕獲期間手機無有效網絡服務，即表現為空閑時離網。
過多離網現象產生的不利影響在于前向信道來話的尋呼信令被丟失可能性提高，對手機而言往往發(fā)生被叫尋呼超時，以及前向開銷信道、業(yè)務信道較多的錯幀導致無線側呼叫建立失敗。而且小區(qū)高路徑損耗需要增加前反向功率，這將消耗更多基站功率資源，反向受發(fā)射功率限制更容易產生掉話。由此可知，存在手機空閑模式下瞬間離網的區(qū)域必然普遍有電話撥打困難、易掉話等現象。
總的來說，在載波交界區(qū)空閑手機離網主要有兩個原因：一個是無線覆蓋的薄弱區(qū)域，此時一般有高傳播損耗和導頻污染兩種情況；另一個是網絡或者終端對空閑切換的支持不夠完善，例如有關鄰小區(qū)導頻搜索方面的限制導致手機不能及時發(fā)現其它載頻上可用導頻信號，手機和網絡設備制造商對規(guī)范中建議的空閑切換操作支持程度不夠等。對運營有兩載波或多載波CDMA2000網絡的運營商來說，盡可能地減少多載波交界處手機的脫網具有重要意義。
2、多載波交界處空閑切換技術
CDMA2000規(guī)范中有關空閑操作可以概括為監(jiān)視尋呼信道、手機導頻搜索、空閑切換三部分。
◆尋呼信道監(jiān)視——3秒鐘的尋呼信道監(jiān)視定時器，連續(xù)3秒尋呼信道消息錯幀即判信道丟失，并觸發(fā)手機初始化。發(fā)生離網實際上是指尋呼信道的3秒鐘丟失。在正常情況下，空閑時手機輔助的導頻測量可以及時進行切換過程避免尋呼信道丟失。
◆導頻搜索——手機連續(xù)掃描相鄰基站可用的導頻信號以發(fā)現更好鄰小區(qū)，手機獲取鄰小區(qū)表廣播從而知道所有鄰區(qū)導頻偏置，為幫助手機更好地進行導頻搜索基站額外提供每個鄰區(qū)載頻與尋呼信道配置，方便手機在鄰小區(qū)指定的載頻上搜索導頻信號。在IS-95/1X規(guī)范中，有關手機空閑時操作的建議都提供了手機搜索與當前載頻相異頻率的導頻信號同樣可選擇性，稱可選擇性源于協議，原文表訴為“可以”而不用“應該”來表明對其它載頻的搜索規(guī)定，為支持異頻搜索基站一方所作的改動僅是在尋呼信道鄰區(qū)表消息里為每個鄰小區(qū)增設一個NGHBR-CONFIG參數，而對手機來說可能忽略這一參數。手機的最基本功能只是搜索當前載頻上的導頻信號，因而限制了它發(fā)現其它載頻上鄰小區(qū)導頻，特別當手機恰好位于某個載頻交界，極易由于載頻衰落引起的手機離網。由手機輔助的異頻測量是空閑時載波切換可能實現方法之一，但缺點是需要手機支持。
◆空閑切換——一旦候選導頻的測量超過當前導頻3dB，手機完成活動集導頻替換后開始在新的尋呼信道上監(jiān)聽�？臻e切換避免手機停留在已經衰落的小區(qū)上，因此能夠防止離網的發(fā)生。
從以上手機空閑行為的概要介紹中可以知道，手機能否順利穿越載頻交界，及時完成載波空閑切換是得到合乎網絡性能要求，減少手機離網，改善交界小區(qū)呼叫、尋呼指標等，一方面要有良好的覆蓋，控制好小區(qū)范圍，減少多導頻信號范圍；而且還需要輔助手機完成跨載波空閑切換的機制。目前，幾種主要的載波空閑切換機制有些需要手機額外功能的配合，另外一些則對手機透明，大體上可將其分為三類：
◆偽導頻實現方式——這是CDMA2000系統(tǒng)中輔助載波間切換的主要方式。該功能實現時對手機透明。主要原理是在包裹載波交界小區(qū)的外圍小區(qū)設置附加載頻的偽導頻、同步信道和尋呼信道。手機在交界上既可以收到雙載頻小區(qū)開銷信道，又能收到偽導頻，偽導頻提供外圍小區(qū)信號覆蓋范圍，當手機穿越載波交界時，根據偽導頻指示空閑切換到外圍小區(qū)。手機空閑時只是在偽導頻上更新開銷信道消息，之后立即轉移到公共載波上。只要在包圍載波交界小區(qū)周圍環(huán)繞一層偽導頻就能幫助手機在空閑時進行跨載波切換，對手機空閑操作無特殊要求。這樣，只要合理規(guī)劃偽導頻區(qū)域，就能夠避免手機空閑時的離網現象。
◆手機輔助導頻測量方式——異頻搜索時需要手機支持，規(guī)范建議為可選擇項。對幾款主流CDMA手機的驗證表明，均不支持異頻測量功能，所以，讓手機測量其它載波來完成載波之間切換目前基本不可行。
◆設備廠家自行提供的實現方式——為了解決終端的跨載波切換問題，部分設備供應商提供了自己的解決方案。這些方案基本也是通過在載波交界小區(qū)的周圍基站發(fā)射輔助導頻信號來引導手機完成空閑、通話時跨載波切換。
3、不同技術的測試及結果
以上將三類不同的載波交界處切換技術分別從網絡和終端兩方面進行了比較，這三種技術要求的網絡和終端功能有很大區(qū)別，我們對前兩種技術的實際使用效果做了對比，并比較了他們在導頻測量精度、切換的靈敏性、優(yōu)化運用中靈活方面的差異。
◆偽導頻測試：
結果：所有手機都能在偽導頻引導下進行空閑、通話跨載波切換。
優(yōu)點：偽導頻方式獨立于終端，兼容性最好。
缺點：需要基站側配置附加載波設備，成本投入較高。
偽導頻連續(xù)發(fā)射與一般導頻相同，因此能夠保證手機導頻測量精度，切換靈敏性與同頻空閑和通話軟切換相當；此外，偽導頻有獨立設置的信道增益以獲得需要的覆蓋范圍，有利于在雙載波交界區(qū)域話務量、覆蓋區(qū)域、切換比率實現靈活調整。
◆手機輔助導頻測量
結果：幾款主流手機都不能在偽導頻引導下進行空閑、通話跨載波切換。
原因：測試用手機均不能測量另一個載波上的導頻信號，因此空閑手機穿越載波交界時肯定要發(fā)生離網現象。由于IS-95/2000規(guī)范沒有明確要求終端必須具備異頻搜索功能，所以，從該測試結果我們推測多數手機應該都不具備同時搜索兩個載波上導頻的能力，手機還是必須要依靠網絡側發(fā)射的輔助導頻信號來觸發(fā)切換的執(zhí)行。
4、載波交界網絡規(guī)劃的基本原則
通過以上幾種空閑、專用模式切換輔助機制的性能比較后，我們得到載波交界區(qū)的基本規(guī)劃原則：
◆要有平衡的無線覆蓋——雙載波覆蓋應形成連片區(qū)域，中心區(qū)各基站的兩個載波要有基本相同的覆蓋范圍。
◆雙載波交界區(qū)外圍單載波基站要能提供偽導頻——所有外圍基站均應配置偽導頻或虛擬導頻，仔細選擇定義為過渡帶的小區(qū)——往往要依實際測試而定，其標準是能否將雙載波區(qū)域局限到環(huán)狀過渡區(qū)內。
◆導頻功率設置——處在交界的雙載波小區(qū)其第一頻點覆蓋范圍略小于第二載波，外圍基站的第二載波偽導頻覆蓋稍大于同基站第一載頻，通過導頻增益優(yōu)化避免在空閑手機交界區(qū)乒乓切換，由軟切換門限建立合理的切換交界，均勻分配話務負荷。
5、小結
載波交界區(qū)域缺少完整的雙載波過渡帶是目前CDMA2000網絡普遍存在的缺點。尤其是單載頻室內分布站點以雙載頻基站為鄰區(qū)時，手機沒有任何措施輔助進行空閑切換，極易造成空閑狀態(tài)的離網，從而影響用戶對整個網絡的性能評價。為了避免這一問題，本文對多載波交界處無線規(guī)劃進行了探討并初步提出了規(guī)劃原則。
