（通信与信息系统专业论文）联通cdma网络演进相关问题研究.pdf

内容摘要 在当前的国内移动通信市场中，联通a ) m a 网络在技术、质量和性能等方面均处 于领先地位。如何进一步改善网络质量并平滑演进到3 g ，以巩固联通c d m a 网络在当 前和未来一段时间内的市场领先地位，是联通c d m a 网络发展所面临到关键问题之 一。遵照“贴近联通，服务联通”的原则，博士后在站期间，选择“联通c d m a 网络 演进问题研究”作为研究课题，主要从联通c d m a 网络优化及其演进等两方面进行深 入研究。 针对联通c d m a 网络进行深入优化，分析了影响c d m a 2 0 0 01 x 话音呼叫接续时长 的主要因素；制定了联通c i ) m a 网络接续时长测试要求和方案，从无线侧和交换侧进 行了接续时长测试、分析和优化验证。此外，还分析了影响拨号处理阶段按续时长的 主要因素。 针对c d m a 2 0 0 01 x 向1 xe v - d o 的演进，分析了1 xe v - d o 的提出背景、设计思 想、发展情况、系统结构、安全机制、系统覆盖和容量性能、以及c d m a 2 0 0 0l x 与 l xe v d o 的互操作问题等，深入探讨了1 xe 啪网络规划优化以及r d e 嬲ea 新增 功能特性等。 关键词：c d m a ，接续时长，网络优化，网络演进 a b s t r a c t u i l i c o n l sc i ) m an e t w o r kk e e p sa h e a da tm e 啊州p o h no fn 咖。出t e c h n o l o g y ， q u a l i t y ，p e r f o m a n c e ，吼c ，i n 也ec u r r e n tm 0 _ b i l ec 0 1 m t n m i c a t i o nm a 出e to f c h i n a h l0 r d 盱t o s t a b i l i z en l es i t u a t i o na h e a do f1 l l ec d m an e t w o r k u n i c o mm u s tc o n s i d e rm en e t w o r k 1 1 1 i 伊a t i o np r o b l 钮1t a w 雏d3 g f o l l o w i n g 吐l ep 血c i p a lo f c l o s i n gt ou n i c o m ，s e n 曲gf o r u i c o l ，ic h o s e r 髓e 砌o n 也em i 掣a t i o np r o b l e m so nu 1 1 i c o m sc d m an 咖o r k 船 t h er e s e a r c hg d b j e c td l l r i n gt h ep o s t d o cw o 蹦n gp e r i o d ，w h i c hi 8m a 证l yi n v o l v e di n o p t i l i z a t i o na n d 耐蓼a t i o no f u m c o m sc d m an e 时o r k r e g 硼i n go 州m i z a ：t i o no fc d m an 曲o r k ，t 1 1 em a i nf r si m p a c t i n gv o i c e - c a l l s e t l l pt i m ew e r ea n a l y z e d t h et e s tr e q 山r e m e m 龇ds 0 蜥o nw 稿m a d e a n d 也et e s t ， s t a t i s t i c a la i la ：i y s i sa n do p t i r n i z a t i o nv a l 主d a t i o no fv o i c e - c a l is e t i i pd m ew a sf o l l o w e d m a d d i t i o n ，m em 咖雠t o r si m p t 崦也ed i a l - p r o c e s s i n gt i m eo fc d m 舵0 0 01 xc e l m a r p h o n ew a sa l s oa n a l y z e do nb 嬲i so f m e 丘e l dt e s tr e s u l t s t h em i g 洲o n 舶mc d m a 2 0 0 0l xt 0l xe v - d ow a sc o 璐i d e r e de m p h 嬲i c a u y t h e p r o p o s e db a c k g r o u n d ，d e s i g ni d c a ，d e v e l o p m e n ti n f o m l a t i o n ，s y s t e ma r c h i t e c t l l r e ，s e c u r i t y m a c h n i s m ，s y m e mc o v e r a g ea r mc a p a c i t yp e r f 0 眦a n c ew e r e 孤a l y z c d s u c hi n t e r w o r k i n g p r o b l e n l s b e n e e nc d m a 2 0 0 0l xr l 咖o r ka i l d1 xe v - d on e t w o r ka s8 c c e s s a u t h c n t i c a t i o i l ，p o 、删：u pi l e m o r ks e l e c t i o i l ，s e r v i c en e 觚o r ks e l e c t i o no fad o u b i e m o d e t e n n i n a lw e r cr e s e a r c h e d m e 卸w h j l e ，p l a 衄i n g ，o p 痂n i z a d o na n d 衄h c rd e v e l o p m e n to f 1 xe v _ d on e 咐o r kw 解a l s od i s c u s s e dd e c p l y k e yw o r d s ：c d m a ，v o i c e - c a l ls e t l l pt i m e ，n e 柳o r ko p t i r n i z 砒i o n ，1 1 e t w o r km i g r a t i o n 1 1 课题背景 第l 章绪论 从2 0 世纪7 0 年代开始，蜂窝移动通信逐渐发展起来。迄今为止，蜂窝移动通信 系统已经发展到第三代，简称3 g 。目前，全球范围内广泛接受的3 g 网络技术体制是 c d 】忆a l 2 0 0 0 和w c d m a 网络技术体制。w c d m a 网络技术体制采用w c i ) m a ( f d d ) 或t d s c d m a ( t d d ) 技术构筑新的无线接入网，核心网与无线接入网作为一个整 体向前发展：c d m a 2 0 0 0 网络技术体制采用c d m a 2 0 0 0d s 或c d m a 2 0 0 0m c 技术 构筑新的无线接入网，核心网与无线接入网分别独立向前发展。两种技术体制的核心 网在现有的第二代移动通信网的核心网基础上平滑演进，以提供更加多样化的业务。 对于w c d m a 技术体制而言，3 g p p 发布了r 9 9 、r 4 、r 5 和r 6 共四个版本， r 7 版本正在制定当中。其中，r 9 9 和r 4 版本已进入成熟的商用阶段，r 5 和r 6 版本 还处于产品开发阶段。 对于c d m a 2 0 0 0 技术体制而言，3 g p p 2 开发了c d 】江a 2 0 0 01 x 和c d m a 2 0 0 0l x e v 系列标准。c d m a 2 0 0 01 x 对应于c i ) m 舵0 0 0r e l e a s eo 和r e l e 豁e a 两个版本，目 前商用的c d m a 2 0 0 0l x 网络多采用r c l e 私eo 版本( 如联通c d m a 网络) ，部分运营 网络引入了r e l e 粥ea 的一些功能特性：c d m a 2 0 0 01 xe v 又包括l xe v d o 和d v 。 目前， l xe 、，d o 存在r 露l e 鹅e0 和r e l e 船ea 两个版本，r - e l e 嚣e0 版本已经商用， r e l e a s e a 版本还处于产品开发阶段；l x e v - d v 存在c d m a 2 0 0 0 r e l e 嬲e c 和r e l e a s e d 两个版本，其商用前景不明朗。 1 1 1国外3 g 发展情况 国外3 g 发展大致经历了快速起步、缓慢发展和加速发展共三个阶段。 快速起步阶段( 1 9 9 9 2 0 0 1 ) ：确立了主流的3 g 技术体制，分配了3 g 核心频段， 并结合各国频谱使用情况考虑增加3 g 附加频段。出于竞争的考虑，欧美各国竞相发 放3 g 运营拍照。短时间内全球3 0 多个国家和地区共发放了1 1 8 张3 g 牌照，其中绝 大多数是w c d m a 牌照。 缓慢发展阶段( 2 0 0 1 2 0 0 3 ) ：由于3 g 技术标准的不成熟、终端瓶颈的限制、市 场需求远低于预期以及购买3 g 牌照所带来的沉重的资金压力等原因，3 g 的商用进展 十分缓慢，3 g 发展步入低潮，各国运营商进行了艰难地调整。到2 0 0 3 年6 月，全球 范围内仅开通了9 个w c d m a 商用网络和4 个l x e v 国o 商用网络。 加速发展阶段( 2 0 0 3 年至今) ：一方面，3 g 主流技术体制标准逐步完善 另一方 面，先前限制3 g 发展的多种因素得以克服。各国主要运营商陆续开展3 g 技术试验 或商用试验，并建设3 g 商用网络，稳步推进3 g 的规模化商用。截止2 0 0 4 年底，全 球已经分别建立起十多个较大规模的w c d m a 商用网络和1 xe v 二d o 网络，用户数分 别超过千万。 1 1 2 国内3 g 发展情况 从2 0 0 2 年开始，在分析全球3 g 技术、标准和应用情况的基础上，我国政府果断 提出了“积极跟踪、先行试验、培育市场、支持发展”的3 g 发展原则。 国内电信运营商、设备厂商、内容开发商、国家电信主管部门等组成通信标准化 组织，积极参与国际标准的制定( 如i t u 、3 g p p 、3 g p p 2 、o m a 、c d g 等) ，并结合 我国通信产业的发展状况，制定行业标准。 国内设备厂商在成功开发w 口) m a r 9 9 和c d m a 2 0 0 01 x 产品设备的基础上，迸 一步开发w c d m a r 4 、r 5 及l xe v d o 设备，并介入3 g 终端产品的开发工作。 由信息产业部牵头组织了3 g 网络技术试验，在实验室测试阶段验证了3 g 技术 的可行性，在外场测试阶段验证了3 g 网络的可运营性，为3 g 在我国的商用提供了 宝贵的参考资料。 与此同时，中国移动、中国联通、中国电信、中国网通、中国铁通等均在密切跟 踪3 g 标准及应用进展，并着手进行相应的3 g 技术试验或商用试验，为未来的3 g 大 规模运营作准备。 1 1 3 联通3 g 发展情况 中国联通同时拥有g s m 网络和c d m a 网络，g s m 网络是营业收入的主要来源， c d m a 网络是近年来投资和发展的重点。c d m a 网络起步较g s m 网络晚，经过三期 建设已经形成覆盖全国的精品网络。在当前的国内移动通信市场中，联通c d m a 网 络在技术、质量和性能等方面均处于领先地位。如何进一步改善网络质量并平滑演进 到3 g ，以巩固联通c d m a 网络在当前和未来一段时间内的市场领先地位，是联通 c d m a 网络发展所面临到关键问题之一。 在准确分析市场环境、竞争对手情况以及国家政策的基础上，结合联通的网络和 业务现状，联通确立了“积极跟踪、加快试验、慎重决策”的3 g 发展原则。联通积 极参与到国际标准和行业标准的制定工作，加快3 g 相关企业标准的制定步伐：2 0 0 3 年前后在全国范围内建设了多个l xf d o 技术试验网络，2 0 0 4 年在天津建设了1 x e v d o 商用技术试验网络，同时还对l xe v m o 新业务及其与a 籼0 0 01 x 的互操 作等进行试验验证，以揭示1 xe 、l d o 网络、终端及新业务运营中可能出现的问题。 1 2 联通c d m a 网络发展问题 遵照“贴近联通，服务联通”的原则，博士后在站期间，选择“联通c d m a 网 络发展问题研究”作为研究课题，主要针对以下两个方面的问题进行深入研究。 一是联通c d m a 网络的优化。提高网络的性能指标，改善用户的服务体验。 二是联通c d m a 网络的演进。选择适当的技术路线，保证网络的平滑演进。 从组网、运营和业务提供等方面来看，联通c d m a 网络的优化为其平滑演进创 造了必要的条件。 1 2 1 联通c d m a 网络优化问题 网络优化贯穿于c d m a 网络运营的全过程。在c d m a 网络建成后，用户分布、 话务量大小、覆盖特性等都可能不断变化，原来性能较好的区域也可能出现新的问题， 因此网络优化是一项长期的、动态的任务。 c d m a 网络优化时，应该根据网络实际情况，综合考虑网络的整体性能，避免片 面追求个别指标的绝对增幅或追求所有指标的全面提升。网络性能评估的目的在于通 过对网络运行数据进行分析并给出合理对评价，以充分掌握网络对运行质量和性能， 发现网络存在的问题，为网络的发展和建设提供有力的参考依据。在网络建设和初期 优化阶段，通常主要关注网络的覆盖、接通率、掉话率及话音质量等。随着网络优化 工作的深入，对接续时长( 话音呼叫建立时间) 性能也逐渐关注起来，因为接续时长 宜接影响到用户的服务感受。接续时氏也称为呼叫建立时间长度，定义为从主叫用户。 按下拨号键到收到交换机返回回铃音之间的时间长度。呼叫建立过程涉及到手机内部 处理、网络内部处理及两者之间的多次信令交互，即使某个步骤的接续时长不长，但 多个步骤的接续时长累加起来后可能超过用户容忍的限度。与网络初建成后所进行的 各种单项优化不同，接续时长与网络覆盖、系统容量、无线环境等因素均有关系，它 涉及到对网络和终端的联合优化，它是网络前期优化的继续和深化。联通在2 0 0 3 年 全面建成c d m a 2 0 0 01 x 网络后，如何通过网络深层次优化以实现精品网建设的目标， 就成为联通c d m a 网络发展的重中之重。 当时的实测结果表明，在全国相当比例的a ) m a 网络覆盖区域，c d m a 呼叫接 续时长明显超过中国移动g s m 呼叫接续时长，用户拨叫后需要等待较长时间才能接 通，用户的服务体验较差。接续时长过长已经成为影响联通c d m a 网络业务品牌的 一个重要因素。当然，造成联通c d m a 网络话音呼叫接续时长过长的原因很多，比 如网络建设时间短、相关标准不够完善、终端产品性能有待改进等。 鉴于此，有必要结合联通c d m a 网络精品网建设的目标，对c d m a 接续时长开 展专题研究，以改善用户服务体验和进一步改善网络覆盖及容量性能。 1 2 2 联通c d m a 网络演进问题 与g s m 的演进比较说明：g s m 向w c 】抓执有非常清晰的技术演进路线和版本， 标准化进展也比较快，早在2 0 0 2 年上半年，就已经完成r 9 9 、i 和r 5 三个版本， 无线接入网和核心跨作为整体演进。反观c d m a 2 0 0 01 x 的进一步演进，其无线接入 网与核心网的标准发展并不同步；无线接入网在2 0 0 2 年前先后开发了r e l e 嬲e0 和 r e l e 船ea 版本，r d e 嬲eb 版本作为过渡版本，并未受到重视，r e l e 髂ec 版本前向信 道速率得到极大提高，获得多数a ) m a 厂家的支持，但是，由于市场发展和产品开 发的延迟，很快又被r c l 阻s e d 取代等等。 1 xe v d o 利用独立的载波提供高速分组数据业务，它可以单独组网，也可以与 c d m a 2 0 0 01 x 网络混合组网以弥补后者在高速分组数据业务提供能力上的不足。由 于存在技术特点、网络结构、网络规划、业务互补性等诸多方面的相容性，实现从 c d m a 2 0 0 01 x 向l xe v d o 演进，将有利于快速部署网络，降低设备投资和网络运维 成本。目前，l xe v - d or c lo 在日本、韩国及美国等多个国家获得了成功的商业应用， 据专家预测，2 0 0 5 年将有更多的运营商部署1 xe v - d o 网络，其发展前景良好；r e l e a s e a 技术标准已经发布，商用芯片将于近期推出，大规模商用也己指日可待。1 xe v d v 4 是在c d l d a 2 0 0 0l x 技术标准的继承和发展，它继承了c d l 讧a 2 0 0 0l x 的网络架构， 使用与c d m a 2 0 0 0l x 相同的频段。l xe v - d v 距离真正商用还有很长一段距离，最重 要的因素在于市场对这一技术的需求和接受程度。全球主要的c d m a 2 0 0 0 运营商普 遍认为1 xe v - d o 能够对高速无线数据及其应用提供良好的支持；而且在l xe 、，d o 的r e l e 鹪ea 版本之上能够保证高效的q o s ，并在此基础之上提供诸如v 0 p 之类的实 时业务。也就是说，l xe 、，d i v 并不具备明显的技术优势。同时，由于l xe v - d v 标准 相对l x e v m o 复杂，在技术实现和开发进度上明显滞后于1 x e v _ d o 。所以，出于以 上两个主要原因，国际上越来越多的主流c d 】讧a 2 0 0 0 运营商对t xe v - d 的需求明显 降低，而纷纷选择1 xe v - d o 。由此可以看出，一方面l xb v 二d o 的市场份额在不断扩 大，另一方面1 xe v - d v 的发展前途越发不明朗。可以认为，1 xe v - d o 作为c d m a l 2 0 0 0 1 x 的比较现实的演进技术，在c d m a 2 0 0 0l x 的进一步发展进程中将占据重要的地位。 c d m a 2 0 0 0l x 向1 xe v d o 演进的问题涉及到联通l xe v d o 标准化工作、技术 试验和商用技术试验，结合上述工作，开展理论研究，从l xe v - d o 的提出背景、设 计思想、标准化、产品开发、商用情况等方面进行分析；另外，针对l xe v d o 系统 性能、技术特点等进行分析。 1 3 论文主要内容与结构 从内容上分为两大部分。 第一部分：针对联通c d m a 语音呼叫建立时间过长问题进行测试分析，提出有 效的优化措施。测试分析方法及其结果。这部分由两章组成。在第2 章中针对c d m a 网络接续时长进行测试分析，选择局内c d m a 用户之间互拨为例进行测试。在第3 章中针对c d m a 手机拨号处理阶段接续时长进行测试分析，根据测试环境、号码类 型、手机号码存储方式等分为多个测试项进行测试分析，揭示了拨号处理阶段接续时 长的主要影响因素，为后续进一步优化奠定了坚实的基础。 第二部分：针对c d m a 2 0 0 01 x 向1 xe v _ d 0 的演进问题展开研究。1 xe v _ d o 是 基于h d r 技术发展起来的一种网络技术标准，它与c d m a 2 0 0 0l x 存在明显的异同。 必须从多方面1 xe v d o 自身的特点及c d m a 2 0 0 0l x 向1 xe v d 0 演进所面临的问 题。在第4 章中重点介绍了l xe v - d 0 的提出背景、设计思想、发展情况；在第5 章 介绍了1 xe v _ d o 的网络结构及其与c d m a 2 0 0 0l x 混合组网时的逻辑结构特点；在 第6 章重点介绍了l xe v 国o 网络安全机制及其与c d m a 2 0 0 0l x 安全机制之间的关 联性；在第7 章重点分析了l xe v - d 0 系统的覆盖和容量性能，为l xe v d o 组网、 网络规划及优化提供有益的参考；在第8 章中介绍1 xe v m o 组网与混合终端操作； 在第9 章介绍1 x e v - d o 进一步发展情况，尤其是在r 胛a 版本中，系统q o s 所作的 诸多改进。 2 1 概述 第2 章c d m a 网络接续时长测试分析 2 0 0 4 年4 月启动联通c i m 城网络接续时长研究项目，目的是降低联通c d m a 网络的接续时长，提高用户满意度，实现精品网建设的目标。 2 0 0 4 年4 月，与华为、摩托罗拉及中兴通信等设备制造企业进行多轮技术交流， 并结合c d m a 2 0 0 0l x 语音呼叫信令流程，深入分析了影响网络接续时长的各种可能 原因，于5 月中旬完成初步分许报告。 2 0 0 4 年5 月下旬，制定了联通c d m a 网络接续时长研究项目总体工作计划。 2 0 0 4 年6 月，制定了中国联通c d m a 网络接续时长研究项目测试总体要求， 对测试的目的、内容及条件等作了明确的规定。在此基础上，制定了联通c d m a 网络接续时长研究项目测试方案，针对同一个m s c 下的c d m a 用户呼叫c d m a 用 户的情况，测试包括空中接口测试项、a 接口测试项及m a p 协议接口测试项三大部 分，测试方案详细规定了测试条件、数据记录及数据分析要求等，特别考虑了部分测 试条件和测试影响因素( 比如测试工具的时间校准、测试地点的选择等) ，并在测试 方案中给出了对应的解决方法。 截止2 0 0 4 年6 月底，完成了接续时长项目第一阶段测试前所有准备工作。结合 2 0 0 4 年下半年开展的联通m a 网络第三方评估，接续时长作为一个关键指标，要 求在9 月之前完成联通c i ) m a 网络接续时长测试工作。先选择贝尔三星、摩托罗拉 及中兴通信分别在河北、北京和广东进行测试。随后，组织华为和朗讯分别在广西和 上海先期进行测试。 2 0 0 4 年8 月完成联通c d m a 网络接续时长现场测试工作，并在测试厂家提供的 相关测试统计数据的基础上，完成统计分析报告，随后进行了相应的优化工作。 本章先初步分析c d m a 语音呼叫接续时长影响因素，接着介绍c d m a 网络接续 时长测试条件及优化分析方法，最后结合华为、贝尔三星、摩托罗拉及中兴通信测试 结果，对c d m a 网络及终端接续时长进行统计分析，并给出了对应的优化方案及其 部分验证结果。 2 2c d m a 网络呼叫接续时长 c d m a 语音呼叫接续时长是指从用户按下拨号键到收到m s c 振铃指示之间的时 长，又称为呼叫建立时间。它包括手机拨号处理与网络呼口q 处理两个阶段：手机拨号 处理阶段是指从按下拨号键到发出起呼消息；网络呼叫处理阶段是指从手机发出始呼 消息到收到m s c 振铃指示。其中，第一阶段属于手机内部处理，不需要网络侧参与： 第二阶段与网络侧处理有关，本章只针对第二阶段进行分析。 2 3c d m a 语音呼叫信令流程 c i ) m a 呼叫信令流程大致可分为无线侧、a 接口和m a p 信令流程三部分。其中， m a p 信令流程只考虑登记消息流程和鉴权消息流程。下面以同一m s c 下c d m a 用 户之间的语音呼口4 流程为例进行说明如图2 1 所示。 图2 1 局内c d m a 用户语音呼叫信令流程 2 3 1无线侧信令流程 无线侧语音呼叫信令流程大致分为以下四个阶段 1 ) 拨号处理：从按下拨号键到发起呼消息，对应于d i a i ，。 2 1 起呼，被呼处理：对应于主叫侧的m o l 和m 0 2 以及被叫侧的m t l m t 3 。 3 ) 连接建立：对应予主叫侧的m 0 3 和m 0 4 以及被叫侧的m r 4 和 订5 。 4 ) 振铃：对应于主叫侧交换机返回振铃指示及被叫侧m t 6 和m 7 。 2 3 2a 接口信令流程 未采用提前寻呼时，a 接口呼叫信令流程划分为以下三个阶段： ( i ) 主叫侧业务请求处理：从主叫侧b s 向m s c 发送业务请求消息( l 3 ：c m s e r v i c er e q u e s tm e s s a g c ) 到m s c 返回指配请求消息( a s s 鄹m e n tr 明u e s tm s a g e ) ， 对应于图2 1 中的a i l 。 ( 2 ) 被叫侧寻呼：从m s c 向被叫侧b s 发送寻呼请求消息( p a g i n gr e q u e s t m 鹋s a g e ) 到被叫侧b s 返回寻呼响应消息( l 3 ：p a g i n gr e 印。璐em e s s a g e ) ，对应于 图2 1 中的a 1 3 和a 1 4 。 ( 3 ) 主被叫侧指配：从m s c 向主被叫侧b s 发送指配请求消息到返回指配完 成消息( a s s i 肛m e n t c 锄叩l 咖m e s s a g e ) ，对应于图2 1 中的a 1 2 、灿5 和舡6 。 2 2 3m a p 接口信令流程 1 隐含登记信令流程 隐含登记测试作为必选项，基于区域距离的登记和周期性登记测试作为可选项， 如图2 。2 所示。 图2 ，2 隐含登记消息流程 由于大部分厂商m s c 与v l r 合为一体，m s c 与v l r 之间接口流程成为内部流 程，故r e g l 前移到a 口上。 2 起呼鉴权信令流程 在主叫发起呼叫时，b s 向m s c 转发呼叫请求的同时，也隐含着统一鉴权( g l o b a l c h a l l g e ) 请求( 即s s d 共享情况下的起呼鉴权) ，由m s c 向且转发鉴权请求消 息。起呼鉴权消息流程如图2 3 所示。 图2 - 3 起呼鉴权消息流程 由于大部分厂商m s c 与v u l 合为一体，m s c 与v u t 之间的接口流程为内部接 口流程，所以a u l 移至a 接口。对于其他鉴权类型，作为可选测试项。 2 4c d m a 网络接续时长测试要求 2 4 1 网络条件 测试网络为c d m a 2 0 0 0l x 网络，系统设备( m s c 、b s c 、b t s 等) 工作正常稳 定。在同一测试地点，手机应当始终工作在同一个载频上，具体测试频点由各测试单 位根据实际情况确定。在分析报告中要求详细说明网络的规模，包括用户数目、 b s c 甩t s l a c 数目、l a 嗍c 倍s c 边界区域的情况等。 2 4 2 无线环境 本次测试分为室外和室内测试，其中室内测试只针对做了室内覆盖的情况。无线 环境分为好、一般、较差和极差四类，各类无线环境的参考标准定义如下表7 所示。 表2 1 无线环境参考标准定义 e c i or x p o w e rt x p o w e rt x a d j u s t 备注 ( d b )( d b )( d b )( d b ) 好 【- 7 ，o )【- 7 5 ，一2 0 )【一6 3 ，- 5 )【一1 0 ，1 0 j 前反向链路覆盖平衡 2 0 ，- 10 ) 考虑前反向链路覆盖平衡和不够平衡 一般 一1 2 ，- 7 )f - 8 5 ，- 7 5 )【- 5 ，5 ) 两种情况( 仅给出不平衡条件下t x 【1 0 ，2 0 a d j i l s t 范围) 1 0 【- 1 0 5 ，【2 0 ，卿 多个激活集导频。无主导频，区域内楼 差 【3 1 。1 2 】【5 ，2 3 】 - 8 s 1 ( - 6 0 - 2 0 】房密集，用户较多 e c i o 、r 】【p a w 日和t kp o w h 作为主要评价指多导频时，以最强导频为主，其他激活 标，t k a d j u s t 作为参考指标集导频作为参考 2 4 3 话务条件 提供测试时间内m s c 话务量和负荷统计数据，作为衡量m s c 负荷的主要参考指 标。根据系统性能统计数据中的b s c 级语音相关c e 话务量，对整个b s c 最近的话 务进行分析( 如最近一周) ，找出系统忙时和闲时；然后再根据扇区载频级语音相关 c e 话务量，获取在b s c 系统忙时和闲时两种情况下的最忙小区和最闲小区，以及对 应的时间段。按照以上标准划分，共有四类小区：1 ) 系统忙时最忙小区；2 ) 系统忙 时最闳小区；3 ) 系统闲时最忙小区；4 ) 系统闲时最闲小区。对于室外和室内定点测 试的地点利时间，按1 ) 和4 ) 两类小区来选取。对于室外d t 测试的测试时间，直接 根据b s c 系统忙时和闲时选取。在分析报告中提供m s c 和b s c 的历史峰值负荷记 录，以及测试时的实际负荷值。 2 _ 4 4 测试准备 测试手机及配套的数据线、充电器等( 至少2 套) 。为保证数据的可比性，统一 采用三星s c h - x 1 9 9 手机。要求不开启三星s c h - x 1 9 9 手机的自动重拨功能。为降低 测试软件丢失测试信息的概率，要求各测试单位将s c h x 1 9 9 软件版本升级到0 3 。 同时使用u s b 口进行测试，以避免因c 0 m 传输速率较慢而引起空口消息的丢失。在 m s c 和h l r 能对相关的测试进行同步的信令跟踪或挂表跟踪。 测试之前，先对终端和网络测试仪表时钟进行校准，避免时钟误差影响接续时长 的记录结果。测试前需检查s y n cc h 釉e l 消息中的系统时钟跳秒数( l p s e c ) ，该参 数将影响时间校对，其参考值是1 3 。对空中接口和a 接口的测试是同时进行的，而 对空口接续时长和a 接口接续时长的计算是独立进行的，两者之间的时间误差不影响 各阶段接续时长的测试。主被叫空口测试工具( c a i t ) 的定时误差取决于主被叫终端， 既然主被叫终端处于同一位置，容易进行时间校准，那么主被叫测试工具也容易进行 时间校准。 2 4 5 测试项目 本次测试分为室外定点测试、室内定点测试和室外d t 测试，每种测试条件下又 包含忙时和闲时两种负载情况下的测试。 本次测试涵盖表7 给出的四种无线环境。 根据室内和室外，闲时和忙时，定点和d t 铡试，综合无线环境和测试区域的不 同分类，共有2 3 种测试，分别是： ( 1 ) 室内定点测试，包括闲时和忙时，在四种无线环境下的测试，共8 种； ( 2 ) 室外定点测试，包括闲时和忙时，在四种无线环境下的测试，共8 种： ( 3 ) 室外d t 测试，包括闲时和忙时，涵盖不同无线环境的2 条路线上的测试， 共4 种； ( 4 ) 边界区域d t 测试，包括同_ b s c 内l a c 之间边界、b s c 之间边界和m s c 之间边界区域的测试，共3 种( 这3 种测试需要单独保存l o g 文件) 。 本次测试的总体接续时长是指从主叫发出始呼消息( 第一次试探) 开始，到被叫 收到m s c 振铃指示之间的时间间隔。其中忽略了从主叫按下拨号键到主叫发出起呼 消息这段时间( 另作专题分析) 。本次测试涵盖图2 1 所示接续时长的各阶段值。 本次测试的呼叫类型均为多次连续呼叫。主叫和被叫均为本地c d m a 网络中的 用户。主叫和被叫位于同一地点，被叫处于待机状态，并且工作在时隙模式，不允许 将手机设置成非时隙工作模式( 如果可设置的话) 。对于主叫方测试软件中的呼日q 建 立时间、呼叫保持时间、呼叫拆除时间和空闲时间，分别设置为2 0 秒、1 5 秒、1 5 秒 和l o 秒。 每种室外定点测试的呼叫次数不低于1 5 0 次，测试所需时间约1 5 0 分钟。 每种室内定点测试的呼叫次数不低于1 5 0 次，测试所需时间约1 5 0 分钟。 每种室外d t 测试的呼叫次数不低于1 5 0 次，测试所需时间约1 5 0 分钟。 每种边界区域的测试，呼叫次数不少于1 5 0 ，并进行专门统计分析。 室外d t 测试按照预先设计的测试路线，以2 0 4 0 k m ，h 的车速，进行跨越不同 基站覆盖区域的多次呼叫，注意涵盖表2 1 所定义的无线环境。边界区域d t 测试的 测试路线只需要涉及边界区域。 c a i t 、m s c 和h u l 侧的跟踪测试软件和工具需要时间校准和同步记录跟踪。定 点测试时，先根据表2 1 初步确定对应的无线环境，然后用c a i t 记录测试时的无线 参数。在分析报告中需输出对应的无线参数，如导频强度( b c 肺) 、手机接收功率( r x p o w c r ) 、手机发射功率( t xp o w c r ) 及其调整值( t xa d j u s t ) 、激活集导频数目等。 室外d t 测试和边界区域d t 测试时，需输出这些参数的路径变化图。测试过程中需 要记录的参数。 2 5 无线侧测试分析 2 5 1 接入参数优化分析 手机在接入信道上采用随机接入过程，将空口第二层封装的协议数据单元进行一 次传输的过程称为一个接入尝试( a c c e 龉a t t e m p t ) ，一个接入尝试由一个或者多个接 入子尝试( a c c e s ss u b a t t 锄p t ) 组成，一个接入子尝试又由一个或者多个接入探针 ( a c c e s 8p r o b e ) 组成，一个接入探针对应于一个接入信道时隙，包含接入信道前缀 和接入信道消息两大部分，根据接入信道帧结构参数的设置，接入探针包括扣2 6 个 接入信道帧。接入信道时序关系及相关的接入参数见图2 4 。 躲” 图2 - 4 接入信道时序结构 手机起呼时，至少发送单个接入探针，才能实现成功的接入，关于接入参数的优 化分析将以接入探针为单位来进行。 接入探针重传的最大值取决于m a xr e q - s e q 和m a xr s p _ s e g ，根据现网参 数设置，最大重传次数为1 4 。实测结果显示接入探针阶段( 对应m 0 1 和m r 2 ) 是接 续时长甲数据抖动和影响都比较大的阶段，这一阶段的优化对接续时长的改善非常重 要。 室内测试结果显示：室内无线环境较好时的接入探针重传多由前反向链路不平衡 引起，这是由于室内分布式系统的反向链路由于需要兼顾对扇区底噪的影响，反向链 路增益通常设置较小，由此引起手机因反向接入电平太小而发生频繁的重传。因此， 根据实际情况，适当增加手机接入时的初始发射功率，以减少接入探针重传的发生， 是室内优化的主要方向。 不过，对室外而言，增加手机的初始发射功率，使得反向链路噪声同步增大，从 而影响到基站正确解调接入信道消息。室外测试分析表明：室外测试中的接入探针重 传多由过高的反向链路噪声或系统负载过大导致，解决干扰导致的接入探针重传，最 好的方法是排除干扰源或者平衡系统负载。 当然，除了初始发射功率偏低、前反向链路不平衡、系统负载过大等影响接入探 针重传的主要因素外，还包含其他一些因素，比如，导频污染严重、系统不支持接入 切换等功能等，要解决这些问题，要么对网络覆盖作大的调整，要么对系统设备作相 应的改动，不过，这样修改后，是否会对系统的其他关键指标产生大的影响，还不确 定。本节将主要结合接入信道相关参数的优化，来降低接入探针重传比率，进而改善 接入阶段的时长。 优化的接入参数见下表。 表2 2 主要的接入参数列表 字段说明 n o m r w r 标称发射功率偏置，m s 用于开环估计的调整因子 n q r rp w r 。 接入探针的初始功率偏置 p v ，r s t e p 接入探针的功率步进量 n u ms t e p 接入探针序列中接入探针的数目 m a xc a p _ s z 接入信道消息包囊的最大长度 p _ a ms z 接入信道前缀的长度 a c ct m o 接入探针等待响应时延( t a = 8 0 ( 2 + a c c 劬o ) m ) p r o b e _ b k o f f 接入探针的回退时间 b ko f f 接入探针序列的回退时间 手机在处于接入状态时，根据下行接收电平以及系统n o m _ p w r 和咖tp w r 的设置来进行开环功率控制，从而决定手机接入时对初始发射功率为： 初始接入发射功率= 7 3 d b 一下行接牧功率( d b m ) + n o m p w r + 矾i tp w r 其中，n o mp w r 为标称发射功率偏置( 一8 7 d b ) ，保证基站接收到的接入信道信号 功率略低于所需的功率值；矾p w r 为初始发射功率偏置( 1 6 1 5 d b ) ，与下行链路 损耗的估计有关。 如果手机的初始接入电乎偏低或者系统负载过高等原因使得系统无法收到手机 的p r o b e ，那么手机会在时间间隔为( 接入信道时隙长度+ t a + r t ) 后重传p r o b e ， 由此导致接入时间迅速上升，而p r o b e 的最大重传数目取决于参数p w rs t e p 、 m a x r e q s e q 和m a x r s p s e g 的设置，根据现网参数设置，最大重传数目为1 4 次，引 起的最大接入时延约为6 秒。因此对这一阶段的优化对呼叫建立时间的改善是至关重 要的。同时，测试统计结果表明m 0 l 和m t 2 是呼叫时长中数据抖动及影响都比较大的 阶段，需要作为专题做一些研究。 发生接入探针重传时，下一个接入探针的发射功率提高p w r - s t e p ，调整 p 、rs 哪的大小，对接入速度有一定的影响，不过，同时也会对反向链路功率控制、 手机耗电、反向链路干扰等产生影响。 手机在接入过程中，由于接入信道和时隙的选择都是随机的，可能会有多个m s 在同一接入信道上的同一时隙发送接入信道消息。只有当两个m s 的接入信道消息到 达基站的时间超过1 个码片时，基站接收机才能将二者区分开来，如果按入信道消息 到达时间差过小，基站将无法区分它们，从而发生接入信道的碰撞。尤其在小区半径 很小，存在多径的情况下，就更容易发生接入冲突。接入冲突和系统没有按时响应都 会引起接入探针重传，增加呼叫建立的时间，所以接入探针的发送间隔以及接入信道 帧的大小都会影响接续时长。 对接入探针序列长度( 与m n l s t e p 、m a ) ( _ c a p s z 、p f 址l s z 等参数有关) 和发送间隔的优化( 与a c c - 1 m o 、p r o b e _ b k o f f 、b k o f f 等参数有关) 也是优 化接续时长的重要手段，其中，a c cn d 0 与p r o b e 的避退时间之间的关系是t a = ( 2 + a c c t m o ) 8 0 m s 。 在第一阶段测试中，各工作组结合本地系统实际情况，分别针对上表中的接入参 数进行了优化。 2 5 1 1i n i tp w r 优化分析 开环功率控制是手机通过对下行链路路径损耗的估计得到反向链路发射功率的 过程，实际系统中由于各种原因( 例如反向链路的干扰，数据业务造成的前反向话务 量的不匹配，室内分布式系统的反向增益设置等) 造成的前反向链路的不平衡较多， 使得i n i tp w r 并不能准确反映反向链路的实际状况，从而导致接入信道的初始发射 功率设置不当，并影晌手机的接入性能。 北京工作组对航天桥金玉大厦室内系统进行了调整：将1 1 w r 从一3 改为o ， 以提高p r o b e 的初始发射功率。下面从不同角度分析州tp w r 参数调整的影响。 1 调整i 讯tp w r 对接续时长的改善 表2 3 i n i tp w r 调整前后总时长分布 1 6 调整前调整后 4 s 互1 6 s1 1 4 8 2 1 7 4 6 s 直 8 s7 3 7 7 7 8 2 6 8 s 重 1 0 s1 3 1 1 1 0 s 口1 6 4 结论：增大肌tp w r ，总体接续时长得到较大改善( 所有测试呼叫的接续时长 都在8 秒以内) 。 2 调整烈r rp w r 对接入探针重传比率的改善 参数调整前：在7 0 次呼叫中，主叫侧有2 次呼叫发生重传，被叫侧有6 次呼叫 发生重传，接入探针的重传比率约l o 。 参数调整后：在7 0 次呼叫中，主、被叫侧都没有发生接入探针重传。 结论：调整琳t rp w r 后，有效的改善了接入探针重传的比率( 所有测试呼叫 中约1 0 的接入探针重传得以避免) 。 3 调整姗rp w r 对m o l 和m t 2 阶段时长的改善 由于参数调整只影响到m o l 和n 盯2 ，而不影响呼叫建立过程中的其他时段，因 此，统计这两个时段的平均时长更能反映参数调整的效果。下表中统计了此次测试近 7 0 次呼叫的m o l 和m t 2 的平均时长( 扣除一些统计错误呼叫) ： 表2 - 4 调整n r rp w r 对m 0 1 和m t 2 时长的影响 m o l ( 秒)m r r 2 ( 秒) 调整前 o | 3 8 90 4 2 1 调整后o 3 8 70 3 5 7 结论：调整烈p w r 对m r 2 有一定的优化效果( 约改善了1 5 ) 。 4 调整肌tp w r 对反向噪声功率的影响 从理论上分析，增大玳r rp w r 有可能增加基站的反向噪声功率。不过测试结果 显示，哪p w r 的调整对基站反向噪声没有明显影响。 5 调整i tp w r 对手机发射功率的影响 将l _ n i tp w r 从3 改为o ，意味着手机反向发射功率补偿了3 d b ，为了从手机