柳州電信cdma2000網(wǎng)絡(luò)室分小區(qū)PN優(yōu)化研究

袁俊杰，尹曄

（中國電信股份有限公司柳州分公司，柳州 545000）

CMDA（碼分多址）是一種利用有限帶寬的電波使多個(gè)用戶能夠同時(shí)通信的無線擴(kuò)頻通信技術(shù)。它具有頻譜利用率高、話音質(zhì)量好、保密性強(qiáng)、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆蓋廣等特點(diǎn)，能夠滿足市場對(duì)移動(dòng)通信容量和品質(zhì)的高要求。

中國電信作為主體電信企業(yè)，近些年來，經(jīng)過對(duì)原中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)、擴(kuò)容以及大力建設(shè)和優(yōu)化，已經(jīng)建成全球最大的cdma2000網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)逐步向貼近用戶集中區(qū)域轉(zhuǎn)移。作為最大的cdma2000網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，中國電信需要緊跟發(fā)展趨勢(shì)、滿足市場需求，及時(shí)、必要地建設(shè)、優(yōu)化室內(nèi)分布系統(tǒng)，對(duì)CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。在cdma2000網(wǎng)絡(luò)中，PN碼用于區(qū)分每個(gè)小區(qū)的無線信號(hào)，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量關(guān)系重大。由于CDMA系統(tǒng)采用比值為1的頻率復(fù)用方式，通過導(dǎo)頻的不同相位來區(qū)分不同的基站，在上下行鏈路上的每一個(gè)邏輯信道與相同的配置給特殊基站，避免了GSM系統(tǒng)那樣復(fù)雜的頻率規(guī)劃，但是卻可能由于傳播時(shí)延（鄰PN-Offset干擾）和導(dǎo)頻偏置復(fù)用距離不夠（同PN-Offset干擾），出現(xiàn)信號(hào)混淆，引起系統(tǒng)內(nèi)部的相互干擾，進(jìn)而導(dǎo)致通話接入困難、掉話率升高、數(shù)據(jù)傳輸速率大幅下降等嚴(yán)重問題。這就要求在地級(jí)市內(nèi)部PN規(guī)劃中，同PN小區(qū)覆蓋要有足夠隔離度；相鄰PN小區(qū)要有足夠隔離度；不同導(dǎo)頻間的相位應(yīng)具有一定的間隔；相同導(dǎo)頻的兩基站間應(yīng)有一定的復(fù)用距離。但是，隨著CDMA網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整、擴(kuò)充，以及越來越多的室內(nèi)站點(diǎn)的開通，原有的PN規(guī)劃方案已經(jīng)不能滿足PN復(fù)用的要求，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感受的進(jìn)一步提升。因此，為室分小區(qū)PN進(jìn)行重規(guī)劃，以求減弱現(xiàn)網(wǎng)中的信號(hào)干擾，降低掉話率，提高切換成功率，提升話音質(zhì)量，是打造一個(gè)優(yōu)質(zhì)精品CDMA網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)和基礎(chǔ)。

基于上述背景，本文將首先介紹柳州電信cdma2000無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀，評(píng)估其現(xiàn)有的室分PN規(guī)劃方案，找出該方案中所存在的問題；進(jìn)而，針對(duì)現(xiàn)有規(guī)劃方案中出現(xiàn)的問題，提出室分PN規(guī)劃的新方案，并通過采集相關(guān)測試數(shù)據(jù)，分析和對(duì)比新老規(guī)劃方案的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，證明新規(guī)劃方案的優(yōu)勢(shì)；最后，總結(jié)全文，并為后續(xù)室分PN方案提出優(yōu)化建議。

1 技術(shù)現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，柳州市城區(qū)共有194套以RRU為信號(hào)源的室內(nèi)分布系統(tǒng)（以下簡稱為室分、室分系統(tǒng)或室分小區(qū)）。在柳州核心城區(qū)1.2 km×1.4 km區(qū)域范圍內(nèi)，匯集了48個(gè)室分小區(qū)，絕大多數(shù)復(fù)用距離在1 km以內(nèi)，最小的PN復(fù)用距離僅為0.42 km。

由于室外站的覆蓋距離往往超過1 km，因此室分復(fù)用距離過小會(huì)導(dǎo)致大量2-Way、鄰區(qū)錯(cuò)配等問題，影響了網(wǎng)絡(luò)性能。

在柳州現(xiàn)網(wǎng)室分PN規(guī)劃方案中，柳州城區(qū)室分小區(qū)與室外小區(qū)采用不同的PN組，PN增量均為3。其中：室分小區(qū)PN組：PN={3×N，3×N+168，3×N+336}；室外小區(qū)PN組：PN={3×M，3×M+168，3×M+336}，N和M均為整數(shù)組，且各不相等。

室分小區(qū)專用PN偏置共29個(gè)。

2 室分PN優(yōu)化方案

2.1 室分PN優(yōu)化整體方案

為解決室分PN復(fù)用距離過小導(dǎo)致的2-Way、鄰區(qū)錯(cuò)配等問題提高網(wǎng)絡(luò)性能，現(xiàn)對(duì)柳州電信室分PN規(guī)劃方案做出如下調(diào)整。

（1）室分PN增量從3改為1。

（2）新的可用PN為基本PN組加1（或減1），以及 507～ 510。

在新的規(guī)劃方案中，共有82個(gè)PN偏置可分配給室分小區(qū)，比原來增加了近2倍。

2.2 優(yōu)化方案技術(shù)原理

在新的PN規(guī)劃方案中，室分小區(qū)和室分小區(qū)之間最小PN間隔為1，室分小區(qū)和室外小區(qū)之間最小PN間隔為2，室外小區(qū)和室外小區(qū)之間最小PN間隔仍為3。

在對(duì)PN重規(guī)劃的過程中，鄰PN干擾和PN識(shí)別是兩個(gè)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生不良影響的因素，需要重點(diǎn)考慮。

2.2.1 鄰PN干擾

2.2.1.1 室分小區(qū)對(duì)室分小區(qū)的干擾

室分小區(qū)和室分小區(qū)PN間隔最小為1，因此最有可能形成鄰PN干擾。

假設(shè)某室外小區(qū)A的鄰區(qū)列表中，共有2個(gè)鄰區(qū)：室分B（PN=3）、室分C（PN=4），而且B和C又互為鄰區(qū)。終端激活集只有小區(qū)A，其到3個(gè)小區(qū)的多徑時(shí)延分別為 d1、 d2 和 d3。

終端以（3×64+d1）為中心，以1/2×WIN_N為半徑對(duì)鄰區(qū)B的導(dǎo)頻進(jìn)行搜索。

由圖1可見，當(dāng)（d1+1/2×WIN_N）>64 chip時(shí)，就可能會(huì)搜索到來自鄰區(qū)C（PN=4）的信號(hào)，形成干擾，Ec/Io變差。

一般密集城區(qū)室外小區(qū)的WIN_N為40～60 chip，因此只要室外小區(qū)的多徑時(shí)延（one way）不超過34 chip，就不會(huì)存在鄰PN干擾。

圖1 室外-室分鄰區(qū)干擾示意圖

2.2.1.2 室外小區(qū)對(duì)室分小區(qū)的干擾

由于室外小區(qū)和室分小區(qū)PN間隔最小為2，參考上面的分析，當(dāng)（d1+1/2×WIN_N）>128 chip時(shí)，才會(huì)形成鄰PN干擾，對(duì)應(yīng) d1>98 chip。可見室外小區(qū)和室分小區(qū)之間互不形成鄰PN干擾。

2.2.2 鄰區(qū)PN識(shí)別

除了考慮鄰PN干擾外，還需要考慮鄰區(qū)識(shí)別的問題，即是否存在PN混淆的問題。

鄰區(qū)識(shí)別和切換的過程為：

（1）BS下發(fā)鄰區(qū)列表{PNj}。

（2）終端以（PNj×64+參考導(dǎo)頻最早達(dá)到多徑時(shí)延）為中心，1/2×WIN_N為半徑搜索相鄰集里所有鄰區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)。

（3）當(dāng)搜索到的信號(hào)強(qiáng)度超過T_ADD，則上報(bào)PSMM，參考導(dǎo)頻PN、其它導(dǎo)頻的相位phase（注：相對(duì)于參考導(dǎo)頻的時(shí)延）。

（4）BS根據(jù)PSMM中的phase和參考導(dǎo)頻時(shí)延（one-way delay），對(duì)相鄰集里每個(gè)導(dǎo)頻計(jì)算其到達(dá)時(shí)間：Aj=| phase－PNj×64 |，當(dāng)該值大于“PN識(shí)別誤差門限”時(shí)不做處理，否則按從小到大的順序排序。

（5）BS選擇排在最前面的PNj，作為最終判決的PN。

（6）BS向判決PN對(duì)應(yīng)的BTS發(fā)起切換請(qǐng)求。

在上面的計(jì)算公式中，Aj相當(dāng)于 dj- d1，即各鄰區(qū)相對(duì)參考導(dǎo)頻的時(shí)延，對(duì)每個(gè)相鄰集的PN都要計(jì)算。

另外需要說明的是，終端對(duì)相鄰集導(dǎo)頻的搜索，以及BS對(duì)相鄰集導(dǎo)頻的PN識(shí)別，都是基于所配置的鄰區(qū)列表進(jìn)行的，與參數(shù)“PN碼增量（PNINC）”無關(guān)（這一點(diǎn)在后面還有詳細(xì)說明）。

2.2.3 舉例

2.2.3.1 室外小區(qū)向室分小區(qū)切換

假設(shè)某室外小區(qū)A的鄰區(qū)列表中，共有2個(gè)鄰區(qū)：室分B（PN=3）、室分C（PN=4）。終端當(dāng)前服務(wù)小區(qū)為A小區(qū)，在靠近室分C的地方搜索相鄰集導(dǎo)頻，則其搜索到的室分C的相位（Phase)＝4×64＋(d3-

d1）（單位：chip），并通過PSMM上報(bào)。

由于室分是封閉環(huán)境，因此室外小區(qū)和室分小區(qū)總是在靠近室分天線的區(qū)域，也就是說總有：d1>>

d3，因此 phase≈ 4×64- d1。

BS在接收到PSMM后，計(jì)算

當(dāng)A（PN=4）

當(dāng)A（PN=3）32 chip時(shí)，判斷鄰區(qū)PN為3，即發(fā)生了誤判。

由于密集市區(qū)室外小區(qū)的多徑時(shí)延一般為幾個(gè)chip（激活集搜索窗尺寸一般為20 chip），遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于32 chip，因此通常情況下不會(huì)出現(xiàn)PN誤判情況。

當(dāng)室外小區(qū)或室分信號(hào)源是直放站時(shí)，有可能會(huì)存在多徑時(shí)延接近甚至超過32 chip情況。比如假設(shè)小區(qū)A是直放站室分小區(qū)，并且和室分小區(qū)B、C有切換關(guān)系，在 d1>32 chip時(shí)，BS就無法準(zhǔn)確地識(shí)別鄰區(qū)PN為3還是4。在這種情況下，只需修改B或C的PN，使得它們的PN相差在2以上即可。

以上特例的規(guī)避方法可總結(jié)為：

直放站室分與其鄰接室分、以及鄰接室分互相之間PN間隔在2以上（含2）。

還可進(jìn)一步規(guī)定為：

具有相鄰關(guān)系的室分，其PN間隔需在2以上（含2），優(yōu)先分配擴(kuò)展室分PN組。

2.2.3.2 室分小區(qū)向室分小區(qū)切換

在這種場景下， d1≈ d3，因此通過PSMM上報(bào)的phase，總是在64的整數(shù)倍附近，因此更加不會(huì)發(fā)生PN誤判。

2.2.3.3 室分小區(qū)向室外小區(qū)切換

室外小區(qū)和室外小區(qū)之間PN間隔至少為2，按照之前的假設(shè)條件，更加不會(huì)發(fā)生PN誤判。

2.3 相關(guān)參數(shù)規(guī)劃

2.3.1 PN碼增量（PNINC）

參數(shù)PNINC用于剩余集的搜索和判決，對(duì)相鄰集導(dǎo)頻的搜索和判決沒有影響。在完成鄰區(qū)優(yōu)化后，參數(shù)PNINC沒有意義。

在完成鄰區(qū)優(yōu)化前，為了能檢測到PN不等于3X的漏配鄰區(qū)（剩余集），需要把PNINC設(shè)置為1。

目前PNINC均配置為3。

2.3.2 PN識(shí)別誤差門限（MAXARRITHR）

如果相鄰集里有使用擴(kuò)展PN的室分，則可把該小區(qū)的MAXARRITHR修改為32 chip，也可按默認(rèn)值（96 chip）設(shè)置，不會(huì)有不良影響。

配置成96 chip時(shí)，如果多徑時(shí)延大于32 chip，仍可以進(jìn)行判決，但有誤判的可能，后果是切換失敗。

配置成32 chip時(shí)，如果多徑時(shí)延大于32 chip，則不進(jìn)行判決，不會(huì)發(fā)起切換。

比較而言，配置成96 chip有助于提高用戶感知（整體上有一半的概率切換成功）。

目前相關(guān)室外小區(qū)MAXARRITHR配置為32 chip。

3 優(yōu)化前后網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)測評(píng)

3.1 平均CS掉話率對(duì)比（如表1和圖1所示）

表1 重新規(guī)劃前后平均掉話率對(duì)比

圖2 重新規(guī)劃前后平均掉話率對(duì)比圖

由以上數(shù)據(jù)可見，重規(guī)劃后Clustor掉話率下降了近30%，遠(yuǎn)高于BSC的下降幅度。這說明了即使存在整體性下降趨勢(shì)，Clustor掉話率改善的程度也是非常顯著。

3.2 CS掉話率趨勢(shì)（如表2所示）

表2 重新規(guī)劃前后每天掉話率對(duì)比

圖3 重新規(guī)劃前后每天掉話率趨勢(shì)圖

由圖3趨勢(shì)圖可見，Clustor和BSC的掉話率都平穩(wěn)下降，趨勢(shì)清晰。

4 總結(jié)

由以上對(duì)優(yōu)化前后PN方案網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的對(duì)比可知，核心城區(qū)室分小區(qū)的PN重新規(guī)劃后，核心指標(biāo)CS掉話率平穩(wěn)下降，取得了顯著效果。

在此，對(duì)柳州城區(qū)室分PN規(guī)劃方案進(jìn)行回顧匯總：

（1）在城區(qū)，室分小區(qū)和室外小區(qū)各有專屬PN組；

（2）城區(qū)室分小區(qū)專屬PN分為兩組：基本室分PN（29個(gè)）和擴(kuò)展室分PN（共53個(gè)），如表3、4所示。

表3 基本室分PN列表

表4 擴(kuò)展室分PN列表

（3）核心城區(qū)優(yōu)先分配擴(kuò)展室分PN，其次分配基本室分PN；相鄰室分的PN間隔在2或以上。

（4）普通城區(qū)只分配擴(kuò)展室分PN。

（5）縣城室分不單獨(dú)分配專用PN。

（6）與分配擴(kuò)展室分PN相鄰的小區(qū)（含室分和室外），在鄰區(qū)優(yōu)化階段需把參數(shù)“PN碼增量（PNINC）”改為1，以搜索剩余集信號(hào)。鄰區(qū)優(yōu)化結(jié)束后可恢復(fù)為3，也可保留為1。

結(jié)束本期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化周期之后，下一步將針對(duì)普通城區(qū)室分小區(qū)中PN復(fù)用距離過小等問題，對(duì)其原有室分PN方案進(jìn)行重新規(guī)劃調(diào)整，建議重規(guī)劃按照以上規(guī)劃方案進(jìn)行。

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