CDMA邊界網絡問題優化解決方案研究

舒培煉　胡小球　李毅

針對CDMA網絡邊界長期以來存在語音掉話、通話質量差、接入失敗、尋呼無響應、漫游計費等問題，通過分析發現問題產生的根本原因在于同頻覆蓋。基于此，針對性地提出異頻覆蓋解決方案，說明了邊界網絡待機流程及業務流程。

CDMA邊界網絡 邊界切換 邊界尋呼 異頻覆蓋

According to the problems of dropped call， poor quality call， access failure， no paging response and roaming billing which are existing at CDMA network boundary， it is analyzed that the root cause of these problems lies in the same frequency coverage. In this paper， the corresponding solution of different frequency coverage is put forward， as well as the standby flow and the service flow is illustrated for boundary network.

CDMA boundary network boundary handover boundary paging different frequency coverage

1 引言

在CDMA網絡優化解決方案中，邊界問題是一個重要的研究課題。長期以來，影響邊界區域用戶感知的問題有很多，包括語音掉話、通話質量差、接入失敗、尋呼無響應、漫游計費等，雖然目前CDMA網絡已經規模化應用，但在國內外并沒有非常成熟可借鑒的解決方案。

本文的“邊界”概念主要是指邏輯上的網絡實體邊界，邊界區域指的是兩個網絡實體的交叉重疊覆蓋區域，包括行政區域邊界、MSC邊界、BSC邊界等，既指異廠家設備邊界也指同廠家設備邊界。由于在CDMA網絡中異廠家邊界不能進行軟切換，其網絡問題往往更為嚴重，在大多數網絡優化工作中關注更多的是異廠家網絡邊界問題，但是在目前的網絡實踐中，不管是同廠家邊界還是異廠家邊界，不可否認的是或多或少都存在上述諸多網絡邊界問題。

如何優化好邊界問題，改善網絡質量，提高用戶對CDMA網絡的感知度，本文將分析討論邊界網絡問題產生的原因并提出解決方案。由于漫游計費屬于資費問題，因此本文內容將不會涉及。

2 CDMA網絡邊界問題分析

存在于CDMA網絡邊界的眾多表象問題歸根到底就是通話的連續保持性與呼叫成功率（即接通率），主要是邊界切換和呼叫接通這2個方面的問題。

2.1 邊界切換問題

邊界切換主要是保證通話的連續保持性，通常分為邊界軟切換和邊界硬切換這2種情況。

（1）邊界軟切換一般存在于同廠家設備邊界，在軟切換邊界情況下，邊界切換一般能夠順利切換，成功率很高且不容易掉話，通話的連續性能得到很好保持。

（2）邊界硬切換一般存在于異廠家設備邊界，但是在個別同廠家設備邊界也存在硬切換，比如個別廠家的呼叫遷移過程。邊界硬切換與邊界軟切換不同，由于其切換前后，激活集導頻全部替換成目標導頻，導致成功率低于軟切換。更重要的是，由于網絡邊界區域是重疊覆蓋區域，容易發生網絡實體間乒乓切換，而乒乓切換對于軟切換來說是可以完全適應的，但對于硬切換來說極易失敗，導致最終掉話。

2.2 呼叫接通問題

在網絡邊界問題中，呼叫接通率低是一個非常嚴重且突出的問題，對網絡質量影響甚巨。呼叫接通問題主要分為起呼（或尋呼響應）建立不成功和尋呼不到這2種情況。

CDMA網絡一般采用同頻組網，終端待機時，對于同頻的不同PN的導頻信號的變化非常敏感，總是待機在最強的PN上，如果雙方邊界信號強度Ec/Io變化，易導致終端在邊界上不停地在兩個網絡上頻繁登記、頻繁漫游，所以是信號強弱的變化導致用戶頻繁漫游，而不是用戶真正地進行了跨邊界的移動。同頻干擾導致接收電平強，但是Ec/Io較差。對于待機態，此時尚無軟切換效應，各扇區信號互為干擾，導致呼叫成功率低。

（1）起呼（或尋呼響應）建立不成功是由于CDMA網絡邊界信號交叉重疊，網絡導頻信號容易不穩定，呼叫鏈路在建立過程中，其所在網絡導頻信號可能衰落（同時交界的網絡導頻信號可能較強）導致鏈路建立失敗。

（2）尋呼不到的情況同樣是由于CDMA網絡邊界導頻信號不穩定，終端在邊界頻繁往返登記，在尋呼信息通過邊界某一網絡下達的同時，終端可能切換至邊界另一網絡登記，最終導致尋呼不到的情況。

2.3 小結

綜上所述，導致CDMA網絡邊界問題的原因主要是邊界乒乓切換、邊界信號不穩定。而這2個原因又是由于目前CDMA網絡采用同頻覆蓋，邊界區域網絡交叉重疊覆蓋導致雙方信號不穩，容易發生來回乒乓切換、頻繁登記、待機不穩定等。

3 異頻覆蓋解決方案介紹

針對CDMA網絡邊界由于同頻覆蓋導致邊界區域乒乓切換、待機不穩定的問題，本文提出邊界網絡異頻覆蓋解決方案，以期能較好地解決目前邊界網絡問題。

目前網絡邊界雙方采用的同頻覆蓋方式如圖1所示：

如前所述，同頻覆蓋方式會導致諸多問題，而且在重疊覆蓋區域發生的邊界硬切換由于CDMA網絡的同頻干擾存在，使得其相對于GSM的硬切換來說成功率會大大降低。

本文提出的異頻覆蓋解決方案如圖2所示。

與同頻覆蓋方式相比，網絡1、網絡2的業務覆蓋頻點分別采用不同的頻點f1和f2承載，在網絡1、網絡2分別設置偽導頻頻點f2和f1作為切換信標。

首先分析網絡1，網絡1的f1頻點作為其業務頻點，在界線1左邊區域，f1頻點不受網絡2的干擾，在網絡覆蓋上不受網絡2的影響，能夠穩定待機，不需要發生邊界切換，網絡質量指標能得到很好保證，在界線右邊f1重疊區域，不管是空閑待機還是業務態，如果觸發了網絡1至網絡2的f1頻點切換，網絡2將MS終端切換指向網絡2的f2頻點，切換后，由于MS終端位于網絡2的f2頻點業務覆蓋范圍的界線2右邊，不受網絡1干擾，MS將穩定在網絡2的f2頻點上，從而實現穩定的單向切換。

同理，網絡2的f2頻點作為其業務頻點，在界線2右邊區域，f2頻點不受網絡1的干擾，網絡質量指標能得到很好保證，在f2重疊區域，同樣可以實現至網絡1的單向切換。

為了實現MS終端穩定待機以及解決乒乓切換問題，該方案的要點關鍵在于f1重疊區域與f2重疊區域要錯開，使偽導頻頻點靠近本網絡核心覆蓋區域，即圖2中界線1要靠近右邊，界線2要靠近左邊。

4 異頻覆蓋方案原理及業務

流程

上述異頻覆蓋解決方案中起關鍵作用的f1和f2的重疊區域，在其它區域網絡同一頻點無重疊覆蓋，故而能夠穩定待機，也不會發生切換，與同頻覆蓋網絡無重疊區域類似，不存在上述網絡邊界的問題，所以本節重點討論f1和f2的重疊區域。

4.1 空閑態流程

以網絡1為例，當終端待機在界線1左邊時，位于網絡1內部，當其進入界線1右邊重疊覆蓋區域時，將會因為網絡2的偽導頻f1觸發空閑切換，網絡2將該空閑切換指向其業務頻點f2，空閑切換終端待機在網絡2的f2頻點上，從而終端位于網絡2的f2業務頻點上，進入網絡2內部穩定待機。空閑態待機流程如圖3所示。

通過異頻待機的方式，從而實現MS終端分別在雙邊網絡的穩定待機而互不干擾影響，在界線上能成功穩定地完成單向切換，從而避免MS終端在網絡邊界的頻繁登記，使得MS終端信號穩定，提高網絡的接通率和尋呼成功率。同時，由于采用異頻覆蓋方案，雙邊網絡不存在干擾，因此信號覆蓋會比同頻覆蓋要好。

4.2 業務態流程

以網絡1為例，當MS終端在網絡1的f1穩定待機區（界線1左）處于業務態，當其移動進入界線1右邊及f1重疊區域，發現網絡2的偽導頻f1頻點時會觸發至網絡2的切換，網絡2接收切換請求并將MS終端指配到其業務頻點f2，切換后將穩定在網絡2的f2穩定待機區（界線2右）。業務態切換流程如圖4所示。

在界線1右邊附近會發生偽導頻硬切換，并且是單向異頻切換，切換后不受切換前同頻干擾，相對于同頻硬切換其切換成功率會大大提升，參考GSM硬切換成功率可達到95%以上。穩定的單向異頻切換也將成功地解決邊界乒乓切換問題。

4.3 小結

對比上述空閑態流程及業務態流程，終端處于不同的狀態，兩者流程非常相似，但對網絡的影響不一樣。前者主要解決提升網絡接通率、尋呼成功率，避免頻繁登記等作用；后者主要解決業務態的乒乓切換，降低掉話率，兩者最終的目的都是提高網絡質量。

本文提出的異頻覆蓋方案對網絡和終端沒有特殊要求，就終端而言實際上仍然是同頻切換，而對網絡而言，其需要開啟邊界基站偽導頻切換功能，目前CDMA網絡均具備此項功能，因此本文所提方案在技術是可實現的。

4.4 優化試驗

滬蘇浙邊界是我國經濟最發達的省際邊界之一，用戶密集，區域經濟一體化明顯，邊界普遍存在的越界覆蓋、乒乓切換、掉話、話音質量差等問題在該區域更為突出。

對該邊界區域采取具體措施：由于上海方面青浦南山以北基站硬件上只支持2載頻，因此上海在該區域的邊界基站將201頻點定義為業務載頻、283頻點定義為偽導頻，蘇州方面將283頻點定義為業務載頻、201頻點定義為偽導頻；由于上海方面青浦南山以南基站硬件上可支持3載頻，因此上海在該區域的邊界基站將201和242頻點定義為業務載頻、283頻點定義為偽導頻，其中242載頻不設置尋呼信道，定義數據業務優先，同時提高從201頻點到242頻點的負荷分擔門限，蘇州方面將283頻點定義為業務載頻、201頻點定義為偽導頻。

從實施效果來看，蘇州和上海間的A2接口掉話總次數已由原來的976次減少到132次。DT測試優化前后FFER誤幀率對比如圖5所示：

5 結束語

本文提出的異頻覆蓋解決方案可以解決待機穩定性、乒乓切換的問題，從而能較好地解決目前CDMA網絡邊界存在的邊界切換、呼叫接通的問題。但是該方案相比于同頻覆蓋，網絡采用不同的頻點會占用較多的頻率資源，所以在網絡頻譜資源緊張的條件下不便采用，期待在以后的CDMA網絡規劃優化實踐中能進一步完善。

參考文獻：

[1] 郭梯云，鄔國陽，李建東. 移動通信[M]. 3版. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2005.

[2] 華為技術有限公司. CDMA2000 1X無線網絡規劃與優化[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2005.

[3] 華為技術有限公司. GSM無線網絡規劃與優化[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2004.

[4] 中國電信股份有限公司. 邊界網絡優化指導書[Z]. 2010.

[5] 3GPP2 C.S0005-0-2 V1.0. Upper Layer （Layer 3） Signaling Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems（Release 0）[S]. 2001.

首先分析網絡1，網絡1的f1頻點作為其業務頻點，在界線1左邊區域，f1頻點不受網絡2的干擾，在網絡覆蓋上不受網絡2的影響，能夠穩定待機，不需要發生邊界切換，網絡質量指標能得到很好保證，在界線右邊f1重疊區域，不管是空閑待機還是業務態，如果觸發了網絡1至網絡2的f1頻點切換，網絡2將MS終端切換指向網絡2的f2頻點，切換后，由于MS終端位于網絡2的f2頻點業務覆蓋范圍的界線2右邊，不受網絡1干擾，MS將穩定在網絡2的f2頻點上，從而實現穩定的單向切換。

同理，網絡2的f2頻點作為其業務頻點，在界線2右邊區域，f2頻點不受網絡1的干擾，網絡質量指標能得到很好保證，在f2重疊區域，同樣可以實現至網絡1的單向切換。

為了實現MS終端穩定待機以及解決乒乓切換問題，該方案的要點關鍵在于f1重疊區域與f2重疊區域要錯開，使偽導頻頻點靠近本網絡核心覆蓋區域，即圖2中界線1要靠近右邊，界線2要靠近左邊。

4 異頻覆蓋方案原理及業務

流程

上述異頻覆蓋解決方案中起關鍵作用的f1和f2的重疊區域，在其它區域網絡同一頻點無重疊覆蓋，故而能夠穩定待機，也不會發生切換，與同頻覆蓋網絡無重疊區域類似，不存在上述網絡邊界的問題，所以本節重點討論f1和f2的重疊區域。

4.1 空閑態流程

以網絡1為例，當終端待機在界線1左邊時，位于網絡1內部，當其進入界線1右邊重疊覆蓋區域時，將會因為網絡2的偽導頻f1觸發空閑切換，網絡2將該空閑切換指向其業務頻點f2，空閑切換終端待機在網絡2的f2頻點上，從而終端位于網絡2的f2業務頻點上，進入網絡2內部穩定待機。空閑態待機流程如圖3所示。

通過異頻待機的方式，從而實現MS終端分別在雙邊網絡的穩定待機而互不干擾影響，在界線上能成功穩定地完成單向切換，從而避免MS終端在網絡邊界的頻繁登記，使得MS終端信號穩定，提高網絡的接通率和尋呼成功率。同時，由于采用異頻覆蓋方案，雙邊網絡不存在干擾，因此信號覆蓋會比同頻覆蓋要好。

4.2 業務態流程

以網絡1為例，當MS終端在網絡1的f1穩定待機區（界線1左）處于業務態，當其移動進入界線1右邊及f1重疊區域，發現網絡2的偽導頻f1頻點時會觸發至網絡2的切換，網絡2接收切換請求并將MS終端指配到其業務頻點f2，切換后將穩定在網絡2的f2穩定待機區（界線2右）。業務態切換流程如圖4所示。

在界線1右邊附近會發生偽導頻硬切換，并且是單向異頻切換，切換后不受切換前同頻干擾，相對于同頻硬切換其切換成功率會大大提升，參考GSM硬切換成功率可達到95%以上。穩定的單向異頻切換也將成功地解決邊界乒乓切換問題。

4.3 小結

對比上述空閑態流程及業務態流程，終端處于不同的狀態，兩者流程非常相似，但對網絡的影響不一樣。前者主要解決提升網絡接通率、尋呼成功率，避免頻繁登記等作用；后者主要解決業務態的乒乓切換，降低掉話率，兩者最終的目的都是提高網絡質量。

本文提出的異頻覆蓋方案對網絡和終端沒有特殊要求，就終端而言實際上仍然是同頻切換，而對網絡而言，其需要開啟邊界基站偽導頻切換功能，目前CDMA網絡均具備此項功能，因此本文所提方案在技術是可實現的。

4.4 優化試驗

滬蘇浙邊界是我國經濟最發達的省際邊界之一，用戶密集，區域經濟一體化明顯，邊界普遍存在的越界覆蓋、乒乓切換、掉話、話音質量差等問題在該區域更為突出。

對該邊界區域采取具體措施：由于上海方面青浦南山以北基站硬件上只支持2載頻，因此上海在該區域的邊界基站將201頻點定義為業務載頻、283頻點定義為偽導頻，蘇州方面將283頻點定義為業務載頻、201頻點定義為偽導頻；由于上海方面青浦南山以南基站硬件上可支持3載頻，因此上海在該區域的邊界基站將201和242頻點定義為業務載頻、283頻點定義為偽導頻，其中242載頻不設置尋呼信道，定義數據業務優先，同時提高從201頻點到242頻點的負荷分擔門限，蘇州方面將283頻點定義為業務載頻、201頻點定義為偽導頻。

從實施效果來看，蘇州和上海間的A2接口掉話總次數已由原來的976次減少到132次。DT測試優化前后FFER誤幀率對比如圖5所示：

5 結束語

本文提出的異頻覆蓋解決方案可以解決待機穩定性、乒乓切換的問題，從而能較好地解決目前CDMA網絡邊界存在的邊界切換、呼叫接通的問題。但是該方案相比于同頻覆蓋，網絡采用不同的頻點會占用較多的頻率資源，所以在網絡頻譜資源緊張的條件下不便采用，期待在以后的CDMA網絡規劃優化實踐中能進一步完善。

參考文獻：

[1] 郭梯云，鄔國陽，李建東. 移動通信[M]. 3版. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2005.

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首先分析網絡1，網絡1的f1頻點作為其業務頻點，在界線1左邊區域，f1頻點不受網絡2的干擾，在網絡覆蓋上不受網絡2的影響，能夠穩定待機，不需要發生邊界切換，網絡質量指標能得到很好保證，在界線右邊f1重疊區域，不管是空閑待機還是業務態，如果觸發了網絡1至網絡2的f1頻點切換，網絡2將MS終端切換指向網絡2的f2頻點，切換后，由于MS終端位于網絡2的f2頻點業務覆蓋范圍的界線2右邊，不受網絡1干擾，MS將穩定在網絡2的f2頻點上，從而實現穩定的單向切換。

同理，網絡2的f2頻點作為其業務頻點，在界線2右邊區域，f2頻點不受網絡1的干擾，網絡質量指標能得到很好保證，在f2重疊區域，同樣可以實現至網絡1的單向切換。

為了實現MS終端穩定待機以及解決乒乓切換問題，該方案的要點關鍵在于f1重疊區域與f2重疊區域要錯開，使偽導頻頻點靠近本網絡核心覆蓋區域，即圖2中界線1要靠近右邊，界線2要靠近左邊。

4 異頻覆蓋方案原理及業務

流程

上述異頻覆蓋解決方案中起關鍵作用的f1和f2的重疊區域，在其它區域網絡同一頻點無重疊覆蓋，故而能夠穩定待機，也不會發生切換，與同頻覆蓋網絡無重疊區域類似，不存在上述網絡邊界的問題，所以本節重點討論f1和f2的重疊區域。

4.1 空閑態流程

以網絡1為例，當終端待機在界線1左邊時，位于網絡1內部，當其進入界線1右邊重疊覆蓋區域時，將會因為網絡2的偽導頻f1觸發空閑切換，網絡2將該空閑切換指向其業務頻點f2，空閑切換終端待機在網絡2的f2頻點上，從而終端位于網絡2的f2業務頻點上，進入網絡2內部穩定待機。空閑態待機流程如圖3所示。

通過異頻待機的方式，從而實現MS終端分別在雙邊網絡的穩定待機而互不干擾影響，在界線上能成功穩定地完成單向切換，從而避免MS終端在網絡邊界的頻繁登記，使得MS終端信號穩定，提高網絡的接通率和尋呼成功率。同時，由于采用異頻覆蓋方案，雙邊網絡不存在干擾，因此信號覆蓋會比同頻覆蓋要好。

4.2 業務態流程

以網絡1為例，當MS終端在網絡1的f1穩定待機區（界線1左）處于業務態，當其移動進入界線1右邊及f1重疊區域，發現網絡2的偽導頻f1頻點時會觸發至網絡2的切換，網絡2接收切換請求并將MS終端指配到其業務頻點f2，切換后將穩定在網絡2的f2穩定待機區（界線2右）。業務態切換流程如圖4所示。

在界線1右邊附近會發生偽導頻硬切換，并且是單向異頻切換，切換后不受切換前同頻干擾，相對于同頻硬切換其切換成功率會大大提升，參考GSM硬切換成功率可達到95%以上。穩定的單向異頻切換也將成功地解決邊界乒乓切換問題。

4.3 小結

對比上述空閑態流程及業務態流程，終端處于不同的狀態，兩者流程非常相似，但對網絡的影響不一樣。前者主要解決提升網絡接通率、尋呼成功率，避免頻繁登記等作用；后者主要解決業務態的乒乓切換，降低掉話率，兩者最終的目的都是提高網絡質量。

本文提出的異頻覆蓋方案對網絡和終端沒有特殊要求，就終端而言實際上仍然是同頻切換，而對網絡而言，其需要開啟邊界基站偽導頻切換功能，目前CDMA網絡均具備此項功能，因此本文所提方案在技術是可實現的。

4.4 優化試驗

滬蘇浙邊界是我國經濟最發達的省際邊界之一，用戶密集，區域經濟一體化明顯，邊界普遍存在的越界覆蓋、乒乓切換、掉話、話音質量差等問題在該區域更為突出。

對該邊界區域采取具體措施：由于上海方面青浦南山以北基站硬件上只支持2載頻，因此上海在該區域的邊界基站將201頻點定義為業務載頻、283頻點定義為偽導頻，蘇州方面將283頻點定義為業務載頻、201頻點定義為偽導頻；由于上海方面青浦南山以南基站硬件上可支持3載頻，因此上海在該區域的邊界基站將201和242頻點定義為業務載頻、283頻點定義為偽導頻，其中242載頻不設置尋呼信道，定義數據業務優先，同時提高從201頻點到242頻點的負荷分擔門限，蘇州方面將283頻點定義為業務載頻、201頻點定義為偽導頻。

從實施效果來看，蘇州和上海間的A2接口掉話總次數已由原來的976次減少到132次。DT測試優化前后FFER誤幀率對比如圖5所示：

5 結束語

本文提出的異頻覆蓋解決方案可以解決待機穩定性、乒乓切換的問題，從而能較好地解決目前CDMA網絡邊界存在的邊界切換、呼叫接通的問題。但是該方案相比于同頻覆蓋，網絡采用不同的頻點會占用較多的頻率資源，所以在網絡頻譜資源緊張的條件下不便采用，期待在以后的CDMA網絡規劃優化實踐中能進一步完善。

參考文獻：

[1] 郭梯云，鄔國陽，李建東. 移動通信[M]. 3版. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2005.

[2] 華為技術有限公司. CDMA2000 1X無線網絡規劃與優化[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2005.

[3] 華為技術有限公司. GSM無線網絡規劃與優化[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2004.

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[5] 3GPP2 C.S0005-0-2 V1.0. Upper Layer （Layer 3） Signaling Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems（Release 0）[S]. 2001.