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1、 中国联通 CDMA 城市高站的副作用及解决办法摘要: 在很多小城市中，CDMA建网初期把一些基站建在银行、电力局等大楼上，来满足当时的覆盖需求。然而随着网络工程建设的进展，市中心的基站越来越多，这些高度有绝对优势的基站逐渐暴露出其覆盖波瓣变形、越区覆盖、接入失败以及容量等问题。本文结合实际案例，分析阐述高站产生上述问题的原因以及其对应的解决办法。关键字:城市高站 副作用 解决 1、 概念及参数解释为更好分析问题，首先必须对几个重要参数、概念、理论进行简单说明。1.1高站 指小城市中，建在银行、电力局等相对城市其他建筑物高度有绝对优势的CDMA基站1.2接入切换：接入切换是指移动台在接入过程中
2、的切换功能，包括以下三种：、Access Entry Handoff；当MS处于IDLE状态进入邻区BTS，MS将进行Access Entry Handoff，使呼叫在拥有较好导频强度的寻呼信道上进行。、Access Probe Handoff；当MS处于Page Response Substate or Mobile Station Origination Attempt Substate时，MS将进行Access Probe Handoff。、Access Handoff。当MS发出接入尝试后等待BS的回应消息或在发给BS回应消息之前，MS将进行Access Handoff。 图3接入切换
3、1.3接入参数：、PROBE_PN_RANDOM：RN是导频相对原PN码的偏置，RN是02PROBE_PN_RANDOM-1范围内的某个随机数。增大PROBE_PN_RANDOM值可以增加基站在同一个接入信道时隙内分别解调多个移动台所发消息的概率。因此我们建议对话务量大、接入失败较严重的小区进行参数修改，将PROBE_PN_RANDOM值增大一些来减少接入冲突。修改PROBE_PN_RANDOM就等于修改图1接入探针中RN红色参数值。、PROBE_BACKOFF：当移动台发送一个探针到BTS后，在ACC_TIME时间内未收到基站侧的响应消息后，在一个随机的整数RT=（01+probe_bkof
4、f）*一个接入探针总长后发送第二次探针。增大PROBE_BACKOFF值可以减少在前面探针已经产生冲突的呼叫在之后的探针又产生冲突的概率。 修改PROBE_BACKOFF值就等于修改图1接入探针中画蓝色圈圈RT的参数值。 图1接入探针 1.4主叫呼叫流程起呼简化流程图11动作动作描述a移动台发送起呼消息bBS回证实指令cBS向MSC送完全层3消息，其中包含CM Service Request消息dMSC回指配请求eBS向移动台发送信道指配消息f移动台开始在业务信道上发送前缀gBS回基站证实指令h移动台回移动台证实指令iBS发送业务连接消息j移动台发送业务连接完成消息kBS发送指配完成消息lMS
5、C送回铃音 2、问题阐述 在很多小城市中，CDMA建网初期把一些基站建在银行、电力局等高度有绝对优势的大楼上，来满足当时的覆盖需求。然而随着网络工程建设的进展，市中心的基站越来越多，这些高度有绝对优势的基站逐渐暴露出其不利之处： 、这些高站相对城市建筑物在高度上有明显优势，覆盖难于控制，容易导致覆盖波瓣变形、越区覆盖。由于优化人员对这些高站进行覆盖控制时，对俯仰角下压的力度肯定很大，如果天线类型使用不合理的话，势必导致天线由于机械倾角过大产生波瓣变形。波瓣变形时会导致旁瓣增益大，容易导致基站旁瓣覆盖区域产生导频污染。、高度有绝对优势的基站比附近其他基站高度高的多，势必导致信号越区覆盖，致使某些
6、区域导频数增加，加大了不必要的信号重叠覆盖区域容易导致接入失败。同时CDMA系统是自干扰系统，引入的信号越多干扰就越大。、高站覆盖范围大必然导致基站话务量相对较大，容易导致接入问题。 话务量高，同一时间内多个用户发起呼叫的几率大。多个用户同时发起探针，容易造成冲突，导致用户要发送多个探针才能被系统解调致使接入时长增长。 下面将通过实际案例分析如上现象及其解决方法：3、案例分析3.1网络问题现象：在福建三明市中心的一些区域CDMA用户出现接入困难的问题：一种情况是手机按下拨号键后至手机跳秒之间的时间较长，即手机发起呼叫到无线业务信道分配完成这段时间太长；另一种情况是拨号键按下后手机出现回屏现象，
7、即手机无线业务信道没有分配或者分配失败。于是我们开始组织优化人员对问题区域进行路面DT测试及参数统计分析。3.2、测试分析3.2.1路面短呼DT测试:首先，我们进行DT短呼测试（这里的短呼测试是指把路测设备设置为自动拨号、呼叫建立时长为15秒，通话时长为30秒、IDLE空闲时长为5秒的测试状态）。测试结果如：一共进行了40次呼叫，呼叫失败3次，有4次2个探针才接入的呼叫，2次2个以上探针才接入的呼叫，如下图统计结果： 、典型呼叫失败的CALL进行分析：根据前面1.4主叫呼叫流程图得知正常的主叫呼叫在空中接口应该包括以下9个步骤：a移动台发送起呼消息bBS回证实指令eBS向移动台发送信道指配消息
8、f移动台开始在业务信道上发送前缀gBS回基站证实指令h移动台回移动台证实指令iBS发送业务连接消息j移动台发送业务连接完成消息lMSC送回铃音如上短呼统计中的3次呼叫失败情况一样，现对其中的一次呼叫失败案例进行分析，下图画圈部分是这次失败呼叫的层3消息： 对如上层3消息进行解析如下：Access Channel:Origination消息：Paging Channel:Order消息：手机收到如上主叫接入响应后再也未收到信道指配消息，之后便返回空闲状态，也就是说MS只完成如起呼简化流程图11的a、b两个步骤，接下来不知道系统是否有发送信道指配消息，但是从手机终端MS来看，它并没有收到Pagin
9、g Channel:Channel Assignment消息，之后就进入空闲IDLE状态。接下来我们继续查看后台指标数据如下：从上表基本可以看出，在此次呼叫时，由于采用了PN78的信号，其信号强度逐渐减弱，EC/IO指标变差，而恰好在此时手机发起呼叫，而强信号PN414尚未成功进入有效集，因此此时PN414对于PN78来说是一个强干扰，导致呼叫失败。也就是说这些接入失败的CALL一方面是由于无线环境不稳定，另一方面是系统未开启接入切换功能，具体接入切换功能在文章开头已有介绍。、发送多个探针才接入系统CALL分析此次短呼测试共有2次MS发送大于2个以上探针才接入的呼叫，比率为8%。手机发了3个探
10、针才接入系统，在空中接口表现为发送3个Origination消息后才收到响应，如如下图： 下面对上述情况进行分析：a、 反向接入信道发射功率基于开环估计，开环功率控制以试探方式逐步调整接入信道发射功率，直至BS给予响应，因此在无线环境不理想或不稳定的情况下，手机可能要发送多个探针才能被BTS解调。因此手机是否发送多个探针才接入系统与无线环境是密切相关的。b、 MS发给基站的起呼消息必须具有足够的Eb/Io，如果干扰太强，基站侧就不能成功的检测到。当有多个用户在同一个接入信道上同时发送接入试探时，冲突就会发生。系统应该调整一些相关的参数来减缓冲突。我们统计三明市区2个高站中银、建行的3天早忙时1
11、0：0011：00的平均话务量如下表： 基站名忙时含软切换话务量忙时不含软切换话务量全天含软切换话务量全天不含软切换话务量中银4227723459建行5129770449 从表中我们不难看出这两个基站的话务量比较高，如果接入参数设置地不合理会造成接入冲突，我们检查接入参数时发现中银、建行两个基站的参数probe_pn_random=probe_bkoff=0，根据本文开头接入参数解释中可以看出：probe_pn_random=probe_bkoff=0很容易对话务量高的基站造成接入探针冲突，因此我们建议把对应的参数修改为probe_pn_random2，probe_bkoff=1，来避免因接入
12、探针冲突导致MS要发送多个探针才可接入系统的现象，从而缩短接入时长。3.2.2路面长呼DT测试: 这里的长呼测试是指把路测设备设置为自动拨号、呼叫建立时长为15秒，通话时长为5个小时（或设时间置的更长）、IDLE空闲时长为5秒的测试状态；也就是说没有掉话的情况下，测试手机会一直处于通话状态的DT模式。、长呼路测效果分析在此先初步了解一下三明市中心的基站天线参数情况，市中心有中行、建行等2个基站特别高的基站，其他基站高度都在30米一下，如下表：基站站高天线倾角1扇区2扇区3扇区中行6481310建行55121011列东百货28室内分部未配置该扇区8信息中心30556市中心其他基站高度都小区30米
13、下面是三明市区中心中银、建行、列东百货、信息中心等基站周围的各项路测指标或统计比率图： 三明市区 RSSI效果图 三明市ECIO效果图三明市区TX的比率图根据以上的统计结果：该区域接收电平RX大于85DB的比例达到100， RX大于75DB的比例达到90.34；然而ECIO小于9DB的比例达到54.73，ECIO小于12DB的比例达到8；手机发射功率TX大于0DB的比例达到8.3%。显然，按照该区域接收电平的情况，ECIO小于9DB的比例应该远小于54.73，TX大于0DB的比例应该接近于0。可见该区域的覆盖控制有问题，如下分析：上图明显可以看出：中银基站2扇区与建行基站1扇区重叠覆盖太厉害了
14、中银基站2扇区信号覆盖到建行基站站点的位置，建行基站1扇区信号覆盖到中银基站站点位置。主要原因是如(表2 基站参数）中行与建行两个基站的高度太高，并且相对附近其他基站在高度上有绝对优势，然而查看中银基站2扇区与建行基站1扇区的天线俯仰角均达到11、12度，天线俯仰角已经不能再压了。因此建议把现网天线更换成垂直波瓣角小、高增益的(上行抑制比大)电调天线或内置角为8度的垂直波瓣角小、高增益的(上行抑制比大)天线，可以更好的进行覆盖控制及避免天线俯仰角太大导致的天线覆盖波瓣变形问题。下面将进一步分析中银基站2扇区与建行基站1扇区天线覆盖波瓣变形情况。、天线覆盖波瓣变形分析A、下图是中银基站2扇区的覆
15、盖区域，如下图画圆圈的区域就不应该由中银基站2扇区覆盖，而应该由信息中心基站1扇区来覆盖，但由于中银基站2扇区天线机械俯仰角太大，导致水平波瓣角变形后，才会覆盖画圈区域。从下图同样可以看出中银基站2扇区的信号一直覆盖到建行基站的站底下，同样验证了建行、中行两基站重叠覆盖非常严重的结论。B 、下图是建行基站1扇区的覆盖区域，如下图画圆圈的区域就不应该由建行基站1扇区覆盖，而应该由建行基站2、3扇区来覆盖，由于建行基站1扇区天线机械俯仰角太大，导致水平波瓣角变形后，才会覆盖画圈区域。从下图同样可以看出建行基站1扇区的信号一直覆盖到中行基站的站底下，同样验证了建行、中行两基站重叠覆盖非常严重的结论。
16、、 总结三明市区长呼、短呼DT测试结果：a、 由于三明市区有2个高度有绝对优势的基站中行、建行基站，导致了这两个站之间重叠覆盖严重，无线环境不理想。同时由于天线机械倾角下压角度太大导致明显的覆盖波瓣变形。b、 由于中行、建行两基站存在，无线环境不理想信号重叠覆盖并且系统接入切换功能没有打开，导致了DT中的接入失败。c、 因站高覆盖大引起这两个基站话务量大，同时接入参数probe_pn_random、probe_bkoff设置不合理，导致MS要发多个接入探针才能接入系统，致使接入时间长。4、解决措施、第一方案彻底解决方法：尽可能地使覆盖接近于理想的蜂窝覆盖：要么搬迁基站位置，要么降低基站天线高度
17、采取壁挂式方法安装天线，把天线挂到大楼外墙中央的墙壁上，天线挂高根据网络实际情况而定，要注意的是不能高出附近建筑物高度太多，最好采用电调天线，方便今后俯仰角的调整并防止天线波瓣变形；同时调整附近基站的覆盖范围，必要时甚至增加直放站或基站来祢补高站调整造成的弱覆盖情况。这种方法虽然优化彻底、效果最理想，但是实施过程中较难实现，其一因为这些高楼一般都较注重外观，不会同意我们安装壁挂天线的；其二想在附近找到理想的站点代替现有基站也不容易。针对实施难的情况我们提出了第二方案，对问题也可起到一定的效果。、第二方案：a、 针对重叠覆盖严重及天线波瓣变形的问题，提出了更换天线的方案把机械天线换为垂直波瓣角小
18、、高增益的(上行抑制比大)电调天线或内置角较大且垂直波瓣角小、高增益(上行抑制比大)的天线，同时做好覆盖控制，从一定程度上改善了城市无线环境同时开启接入切换功能将能基本解决接入失败问题；b、 针对接入探针冲突导致接入时长变长的情况，通过上面更换天线并进行合理的覆盖控制调整减少高站话务量，同时优化系统相关接入参数也可以基本解决。 、方案实施情况在三明第一方案因为楼主不同意进行安装挂壁天线，我们实施第二方案，天线更换并做完覆盖调整以及优化接入参数修改后，接入失败没有了，多次探针才接入系统的呼叫也没了。具体短呼结果统计如下：从以上测试结果来看，我们提出得实施方案还是行之有效的：一方面天线调整后覆盖效果得到改善在此就不多加阐述；另一方面从上面的统计结果来看，已经较为彻底地解决了三明联通公司反映的回屏现象及分配无线业务信道时间长的问题。参考文献1 杨大成/等编著cdma2000技术 北京邮电大学出版社 出版2000年11月 2、 三星电子 PKG 220 cdma2000 1x SystemParameter 20043、 Jhong Sam Lee Leonard E.Miller 著 许希斌 周世东 赵明 李刚 译 CDMA系统工程手册人民邮电出版社。