如何解決CDMA無線網絡系統導頻污染問題?
無線發展至今,不僅是技術的進步,應用的廣泛。但是,相對的也存在著一些問題。對于導頻污染這一詞大家都應該有所耳聞。那么,下文將為大家具體分析一下CDMA無線網絡系統的導頻污染問題。
隨著CDMA無線網絡技術的快速發展,使用無線網絡服務的用戶越來越多,網絡服務的覆蓋范圍也越來越廣泛和深入,CDMA無線網絡系統基站的數量也日益增加。由于CDMA是自干擾系統,隨著基站數量的大量增加,基站間距越來越小,很容易就造成弱覆蓋、無主導頻等現象而形成導頻污染區域,進而影響系統容量、用戶的通話質量以及接通率、掉話率等KPI指標。因此,在規劃和優化CDMA無線網絡時,導頻污染就成為需要特別關注、需要重點解決的問題。
1 導頻污染定義
在CDMA無線網絡中,導頻污染分為導頻相位污染和導頻強度污染。我們平常提及的導頻污染通常是指導頻強度污染。
1.1 導頻相位污染
CDMA無線網絡系統前向信道中,每個扇區用不同PN偏置就是不同PN短碼區分。15階移位寄存器產生的偽隨機序列共215個Chip,CDMA無線網絡系統規定64個Chip為一組,那么一共有215÷64=512組,也就是有512個PN碼。如果兩個相同PN的扇區共同覆蓋某一個區域,那么該區域中的手機同時接收兩個相同PN的扇區信號,則手機無法區分正在通信的是哪個基站,此種現象就是導頻相位污染;如果某個扇區的信號經過路徑傳輸,時延大于64chip,則手機會認為是另外一個PN,有可能導致不同相位的扇區經過路徑傳輸到達手機時產生相同相位,這就產生導頻相位污染。產生導頻相位污染時由于MM(移動性管理)不能正確辨別出與手機在通信的導頻是屬于哪個扇區的,這樣產生的干擾是非常大的,手機與基站之間就不可能正常通話,必然要導致信道分配失敗或者掉話。目前網絡中,可以設置Pilot Inc參數,設定了PN間復用的距離,一般不會出現兩個相同PN覆蓋同一區域或者無法識別扇區的情況,現網中導頻相位污染情況出現概率較小。
1.2 導頻強度污染
對于CDMA無線網絡系統,簡單來說,導頻強度污染就是當移動臺所處區域有多個導頻信號,而這些導頻信號都很強或都很弱,造成當前EcIo很差,或者頻繁切換等現象。這里分兩種情況,一種認為,當我們接收的導頻信號多于3個導頻時,由于CDMA手機的Rake接收機只能同時解調來自于3個導頻的信號,這樣多于3個的強導頻信號的存在,就會對系統產生干擾,造成EcIo下降,就視為存在導頻強度污染。一種認為,移動臺所處區域存在多個導頻信號,但每個導頻的信號強度都比較弱,EcIo相近,即沒有一個信號足夠好的占主導地位的導頻,由于信號的快衰落就會引起移動臺在通話時在不同扇區的業務信道間頻繁切換,極易造成掉話。
從鼎利路測軟件上來看,其表現形式通常是手機接收的導頻功率足夠好或相近,但各扇區Ec/Io都較弱,從軟件實時顯示的激活集、候選集和鄰集信息看,如果強度很好或者強度相近的導頻數超過3個,就有可能造成EcIo下降,或者頻繁軟切換。這種情況就可以看成是多于3個的導頻信號對激活集里面3個服務導頻的干擾。
從鼎利的綜合后臺分析系統中,對于導頻強度污染的分析,提供了幾種基于用戶自定義的導頻污染定義條件,通過不同參數條件和判決門限條件的組合,可以針對不同的導頻污染現象快速定位存在導頻污染問題的區域,以進行針對性分析和優化,為網絡規劃和優化給出建議。
下面主要介紹導頻強度污染產生原因、帶來的影響以及解決方法。本文中所指提到的導頻強度污染,統一簡稱導頻污染。
2 導頻污染產生的原因
導頻污染產生主要是由于多個扇區之間信號相互之間干擾造成的。由于無線環境的復雜性:包括地形地貌、建筑物分布、街道分布、水域等等各方面的影響,使得信號非常難以控制,無法達到理想的狀況。導頻污染主要發生在基站比較密集的城市環境中,因為城市的基站分布密集,容易產生幾個扇區的導頻信號覆蓋同一個區域,同時由于室內信號會泄漏到室外以及信號受到城市中高樓大廈的折射反射,也容易導致導頻污染。另外,當理論上強的導頻信號由于被遮擋可能會造成在這個導頻覆蓋的區域主用導頻變弱,導致同時收到幾個都不強的導頻信號,這也使導頻污染現象。
因此,在城市中導頻的規劃和扇區的覆蓋很重要,只要在工程建設和網絡優化中把導頻規劃好和扇區的覆蓋控制好才能盡可能避免產生導頻污染。
3 導頻污染對系統的影響
當產生導頻污染時,由于其他不能解調的導頻信號對能解調的信號造成干擾,將會導致背景噪聲提高,使得Ec/Io的值變小,而FER的值提高,手機在解調有用信號時就要提高發射功率,隨著手機發射功率的提高,使得該手機用戶對其他的用戶造成更大的干擾,對基站來說由于手機的發射功率提高,使得基站的靈敏度下降。當手機用戶的FER達到很大時,由于誤幀率太高手機已經無法解調出有用信號,就會產生掉話。
如果在導頻污染區進行呼叫時,由于導頻的污染使得用戶在呼叫過程中導頻會頻繁的切換,而現在的系統中較少有開接入切換的功能,這會使得手機起呼接續要比平時多發Preamble探針,使得接通時間變長,接入時發射功率偏大,未接通率升高,同時也影響高速業務的呼叫接入。
由于導頻污染的存在,手機用戶就會在這幾個導頻之間互相軟切換或者更軟切換,雖然軟切換技術在CDMA無線網絡系統中有利于反向的分集接收,但會占用系統資源(CE,Walsh碼和基站的功率),使得系統的容量下降。
當移動臺在該區域中移動時,由于強導頻信號較多,相互變化也比較快,勢必導致移動臺發生頻繁的切換。當移動臺的這種處于軟切換狀態的情況,需要同時和幾個基站進行通信。雖然分集增益可以改善該移動臺的通話質量,但是切換增益在切換瞬間是負的,也就是說不僅沒有增益,反而會增加切換失敗的可能性。
4 導頻污染的解決方法
解決導頻污染主要就是突出強的導頻信號、使進入激活集的導頻減少、減弱部分導頻信號,這樣可以減少這些導頻信號造成的干擾,解決導頻污染問題。
要解決導頻污染問題,就要找到產生導頻污染的根源。以下是結合實際工作總結歸納的主要解決方法:
(1)減少基站間覆蓋重疊范圍,避免各基站覆蓋邊界出現多次重疊。
(2)避免基站出現越區覆蓋的情況。
(3)通過調整天線方位角、俯仰角以及基站發射功率,在導頻污染的區域增強主服務小區信號強度,降低其它小區信號強度。
(4)通過RRU,光纖直放站等方式加強導頻污染區主服務小區信號強度。