CDMA无线掉话原因分析

chinabit

（编辑：中国联通广州分企业 潘声勇　2003年1月）

　　在评价CDMA系统性能时掉话率是一个很重要的标准，深刻了解CDMA系统的“掉话机制”以及掉话原因能帮助大家对网络出现的问题进行分析，提高优化的效率。

一、闭环链路的重要性

　　在CDMA系统中要求通话时在MS和基站之间保持良好的反向链路连接。如果这个链路由于任何原因被中断了，MS就失去了精确的功率控制。对于CDMA这个自干扰系统来说，功率控制是决定系统容量和性能的关键，所以如果MS失去了基站的控制，就会根据接收到基站的功率来调整自己发射的功率，这样可能造成MS以自己最大的功率发射，对整个系统造成很大的干扰，所以诸如功率控制和切换等重要的过程都需要良好的闭环通道。

二、CDMA系统的掉话机制

　　CDMA系统中移动台和基站无线子系统中都有相应的掉话机制。

　　MS掉话机制：MS接收到前向链路信号质量较差时，导致较高FER（Forword Error Rate），表明前向链路不好，这时如果MS连续接收到12个坏帧，MS就停止发射。同时MS的T5m（一般设为5秒）计数器开始倒计时。如果在计数器到期之前，MS接收到了2个连续的好帧则计数器复位，MS重新发射；如果计数器到期了仍然没有复位，MS重新初始化，导致掉话。另一种是MS没有收到确认信息：MS在业务信道上发射需要确认信息时，如果重发了N1m次后都没有收到基站的确认信息，MS也会进入初始化状态。

　　基站掉话触发机制：CDMA系统并没有规定无线子系统的掉话机制，但是设备制造商一般都根据MS的掉话情况规定了相应的掉话机制。一种就是基站收到一定数目的坏帧，基站就关闭前向链路；另一种是在重试了几次之后仍然没有收到MS的确认信息，系统也会认为是掉话。

三、掉话原因分析

1．接入/切换冲突引起的掉话

　　当MS在小区覆盖的边缘处发起呼叫时，由于服务小区主导频强度较弱，在接入过程中需要切换到新的导频上去，而IS-95A CDMA系统中不支撑在接入系统过程中同时进行切换，这样很可能发生掉话情况。从数据分析表明，这种情况下MS接收到的信号强度越来越强，但是主导频Ec/Io越来越弱。当在接入过程中主导频Ec/Io低于-15dB时，前向信道信号质量将极大恶化，因为新的导频是一个强干扰源。当前向链路不能被MS解调出来时，手机很快收到12个连续的坏帧，手机停止发射并且启动T5m计数器。如果在MS接收到信道分配消息1～2帧之后主导频的Ec/Io小于-15dB，则MS来不及切换就会产生掉话，MS重新初始化到一个很强的导频信号上。目前在IS-95B和CDMA2000系统中，已经解决了接入过程的切换问题。

2．前向干扰掉话

　　这种情况分为长时（大于T5m）和短时（少于T5m）干扰掉话。在长时前向干扰掉话期间，可以观察到导频信号的Ec/Io下降而手机接收到的功率在增加，这就表明有了强导频干扰，但此时活动集内导频信号强度也很好，造成前向FER过高。MS很快启动T5m计数器，如果时间持续过长大于T5m设定的时间，则手机就会重新初始化，导致掉话。若MS掉话后重新初始化进入新导频，这就是最明显的前向干扰掉话；如果MS的FER是由外部干扰造成，MS将长时间地进入搜索模式（大于10秒），这是因为干扰源信号很强但是MS解调不出相关信息。

　　在短时前向干扰掉话中，如果发生了上面的情况，手机的衰减计数器可能在短时间内复位，就不会导致掉话的情况。如果导频Ec/Io在T5m到期之前恢复到-15dB以上，而基站的指令TX_GAIN_ADJ（调整移动台功率）仍然保持恒定，则表明MS没有重新发射功率，当T5m到期时，手机开始重新搜索网络（即掉话情况发生）。这是因为基站启动了自己的掉话机制并且其计时器比MS的更短（如2秒），当MS检测到服务小区的Ec/Io恢复时，基站却认为MS已经掉话，就切断了业务信道，导致手机又初始化到原来的导频上。

3．不平衡掉话

　　这种情况下，导频Ec/Io正常而且前向链路信号质量很好，然而MS的发射功率却达到最大值，这表明反向链路很差，前反向链路严重不平衡。经过一段时间（3~5秒）之后，基站检测到MS的反向信道信号很弱，放弃了反向信道，同时切断前向信道，这样就触发了MS的掉话机制，导致掉话。造成这种情况有两种原因：一种就是用户过多造成反向链路阻塞，因为CDMA是个自干扰系统，一定功率下系统容量是有限的；另一种原因是导频过多。

4．覆盖掉话

　　覆盖掉话最明显的特征是导频Ec/Io和MS接收的功率同时减少，当导频强度低于-15dB并持续T5m以上时，就会导致掉话。如果主导频信号强度在T5m内恢复到-15dB以上，MS仍然掉话，则表明基站的掉话机制已经关闭了前反向链路。

5．业务信道功率受限

　　基站系统分配给前向业务信道的功率和反向信道最大Eb/No值都有一个范围，如果这些参数设置不合理，就可能导致前向信道功率太小不足以维持良好的通话质量，使MS启动T5m计数器最终导致掉话。在反向信道上也是如此，系统允许MS信号的Eb/No最大值过低将会导致MS发射功率过小，不足以维持反向链路，使基站认为反向链路太差而切断信道（即使在导频Ec/Io很好的情况下也可能发生）。



　　本文针对无线原因造成的掉话进行了较为详尽的分析，揭示了CDMA系统中无线掉话的深层次问题。随着移动通信的发展，无线网络优化在网络运营中地位越来越重要，而要做到及时有效优化，必须对整个系统的运行机制深入了解，才能迅速定位网络中出现的问题，及时解决问题。