CDMA系統(tǒng)多載波技術(shù)的實現(xiàn)

何曉卉 江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院 通信設(shè)計七所


李榮 江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院 通信設(shè)計一所


　　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)計時，通過實踐獲取的主要方法和經(jīng)驗，著重分析了應(yīng)用多載波技術(shù)時需要考慮的因素，為工程設(shè)計提供了依據(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，運營商可以不新增載波，通過對現(xiàn)有基站進(jìn)行最大限度的擴(kuò)容來滿足本期話音及數(shù)據(jù)容量的需求，如此可以對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平滑的過渡，工程量相對較小。但是當(dāng)用戶語音及數(shù)據(jù)增加產(chǎn)生的無線話務(wù)密度超過單載波基站在滿足覆蓋的前提下所能提供的容量密度時，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,實施多載波時,無線網(wǎng)的設(shè)計應(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系統(tǒng)的影響。


　　一、終端接入策略


　　考慮到國內(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)域可用頻點不同，或者解決兩個區(qū)域間固有的干擾問題（如兩個廠家設(shè)備系統(tǒng)間的干擾）；


　　3、系統(tǒng)的全部區(qū)域均采用多個載波，這時的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已經(jīng)較大，故采用雙載波。


　　現(xiàn)在國內(nèi)同時存在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，系統(tǒng)根據(jù)移動臺的版本號判定為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，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，占用第一載波，如果第一載波負(fù)載達(dá)到80%時，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，都占用第二載波。


　　(2)單載波區(qū)域：


　　手機(jī)開機(jī)時，全部守候在第一載波上，發(fā)起呼叫時，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)的一個重要特點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)庫輔助的硬切換（DAHO）


　　數(shù)據(jù)庫輔助硬切換方式是一種完全由數(shù)據(jù)庫軟件控制的CDMA多載波間的硬切換方法,它無需增加任何硬件設(shè)備，只是通過結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件中的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功能來完成多載波間的切換。


　　這種方案的優(yōu)點是無需額外硬件投資，實施簡便，對任何版本的移動終端都適用。缺點是采用軟件觸發(fā)異頻硬切換會影響邊界小區(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；同時由于無線環(huán)境的復(fù)雜性，完全由軟件進(jìn)行判斷和觸發(fā)硬切換會帶有一定的誤差，所以切換成功率沒有采用偽導(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。終端從雙載波區(qū)域移動過來時，通過偽導(dǎo)頻信號的引導(dǎo)，使終端能夠適時切換到單載波小區(qū)。


　　這種方案的優(yōu)點是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及小區(qū)參數(shù)設(shè)置簡單，對任何版本的移動終端都適用，切換成功率高，并且不會影響邊界小區(qū)的容量。缺點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個頻點以上時，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頻點循環(huán)發(fā)射偽導(dǎo)頻信號，而不需要在每個頻點都安裝偽導(dǎo)頻設(shè)備,從而大大減少了設(shè)備投資。



　　3、移動臺輔助的硬切換（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)域通話時可以按照系統(tǒng)的指示,在壓縮的空閑時間內(nèi)掃描測試其他頻點的導(dǎo)頻強度,并根據(jù)相應(yīng)的門限設(shè)定,適時地切換到單載波小區(qū)。


　　這種方式的優(yōu)點是對無線網(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。缺點是由于IS-95A以前的版本終端無異頻掃描功能，在邊界區(qū)域隨著位置的移動和信號強度的逐漸減弱，會發(fā)生掉話而無法正常切換現(xiàn)象；同時不同廠家設(shè)備對該功能的支持程度也不同，實際網(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)路時延觸發(fā)（RTD：Round Trip Delay）等其它方法來解決硬切換,這里就不再詳細(xì)敘述。實際工程實施時，應(yīng)該特別注意邊界小區(qū)的確認(rèn)和劃分，必要時有時使用過渡小區(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，同時還有因系統(tǒng)制式不同（主要指從1X服務(wù)區(qū)移動到IS-95A服務(wù)區(qū)時）而產(chǎn)生的硬切換。當(dāng)硬切換發(fā)生時，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“釋放-建立”的過程。第一、如果兩個載波的強度劇烈變化，手機(jī)就會在兩個載波之間來回切換，產(chǎn)生所謂的“乒乓效應(yīng)”。第二，如果手機(jī)不能正確識別相鄰小區(qū)的載波，就會一直守候在當(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)密度問題，但是不可避免帶來硬切換對網(wǎng)絡(luò)的影響，所以在多載波的設(shè)計中首先要考慮的因素是如何減少硬切換，以下問題需要特別注意：


　　（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；


　　在實際工程運用和設(shè)計中，通過對網(wǎng)絡(luò)的適當(dāng)調(diào)整、減少切換帶面積，同時優(yōu)化邊界地區(qū)不同廠家的參數(shù)，來保證硬切換的效果，將硬切換對系統(tǒng)的影響降至最低。



　　四、結(jié)論


　　在系統(tǒng)設(shè)計中，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)實際使用中，則需要對無線接口上功率占用和尋呼開銷情況進(jìn)行仔細(xì)分析，并對具體情況下的問題給予相應(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。因為：引入雙載頻，將增加系統(tǒng)兩載頻間的硬切換，同時，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)在單載頻無法解決容量問題時所采取的方案。同時，在需要建設(shè)雙載頻時，應(yīng)盡量保證雙載頻區(qū)域的連續(xù)性，避免過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，首先要做好前期勘測工作，將現(xiàn)場實際情況在工程設(shè)計中予以充分考慮和權(quán)衡，避免出現(xiàn)設(shè)計問題。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)面因素對網(wǎng)絡(luò)的影響。只有做好整個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作，提高網(wǎng)絡(luò)的運營質(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)