柳州电信cdma2000网络室分小区PN优化研究

袁俊杰，尹晔

（中国电信股份有限公司柳州分公司，柳州 545000）

CMDA（码分多址）是一种利用有限带宽的电波使多个用户能够同时通信的无线扩频通信技术。它具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点，能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求。

中国电信作为主体电信企业，近些年来，经过对原中国联通CDMA网络进行升级、扩容以及大力建设和优化，已经建成全球最大的cdma2000网络，网络覆盖建设逐步向贴近用户集中区域转移。作为最大的cdma2000网络运营商，中国电信需要紧跟发展趋势、满足市场需求，及时、必要地建设、优化室内分布系统，对CDMA网络进行进一步的优化。在cdma2000网络中，PN码用于区分每个小区的无线信号，对整个网络运行质量关系重大。由于CDMA系统采用比值为1的频率复用方式，通过导频的不同相位来区分不同的基站，在上下行链路上的每一个逻辑信道与相同的配置给特殊基站，避免了GSM系统那样复杂的频率规划，但是却可能由于传播时延（邻PN-Offset干扰）和导频偏置复用距离不够（同PN-Offset干扰），出现信号混淆，引起系统内部的相互干扰，进而导致通话接入困难、掉话率升高、数据传输速率大幅下降等严重问题。这就要求在地级市内部PN规划中，同PN小区覆盖要有足够隔离度；相邻PN小区要有足够隔离度；不同导频间的相位应具有一定的间隔；相同导频的两基站间应有一定的复用距离。但是，随着CDMA网络的调整、扩充，以及越来越多的室内站点的开通，原有的PN规划方案已经不能满足PN复用的要求，严重影响网络质量和用户感受的进一步提升。因此，为室分小区PN进行重规划，以求减弱现网中的信号干扰，降低掉话率，提高切换成功率，提升话音质量，是打造一个优质精品CDMA网络的重点和基础。

基于上述背景，本文将首先介绍柳州电信cdma2000无线网络技术的现状，评估其现有的室分PN规划方案，找出该方案中所存在的问题；进而，针对现有规划方案中出现的问题，提出室分PN规划的新方案，并通过采集相关测试数据，分析和对比新老规划方案的网络指标，证明新规划方案的优势；最后，总结全文，并为后续室分PN方案提出优化建议。

1 技术现状

据统计，柳州市城区共有194套以RRU为信号源的室内分布系统（以下简称为室分、室分系统或室分小区）。在柳州核心城区1.2 km×1.4 km区域范围内，汇集了48个室分小区，绝大多数复用距离在1 km以内，最小的PN复用距离仅为0.42 km。

由于室外站的覆盖距离往往超过1 km，因此室分复用距离过小会导致大量2-Way、邻区错配等问题，影响了网络性能。

在柳州现网室分PN规划方案中，柳州城区室分小区与室外小区采用不同的PN组，PN增量均为3。其中：室分小区PN组：PN={3×N，3×N+168，3×N+336}；室外小区PN组：PN={3×M，3×M+168，3×M+336}，N和M均为整数组，且各不相等。

室分小区专用PN偏置共29个。

2 室分PN优化方案

2.1 室分PN优化整体方案

为解决室分PN复用距离过小导致的2-Way、邻区错配等问题提高网络性能，现对柳州电信室分PN规划方案做出如下调整。

（1）室分PN增量从3改为1。

（2）新的可用PN为基本PN组加1（或减1），以及 507～ 510。

在新的规划方案中，共有82个PN偏置可分配给室分小区，比原来增加了近2倍。

2.2 优化方案技术原理

在新的PN规划方案中，室分小区和室分小区之间最小PN间隔为1，室分小区和室外小区之间最小PN间隔为2，室外小区和室外小区之间最小PN间隔仍为3。

在对PN重规划的过程中，邻PN干扰和PN识别是两个会对网络质量产生不良影响的因素，需要重点考虑。

2.2.1 邻PN干扰

2.2.1.1 室分小区对室分小区的干扰

室分小区和室分小区PN间隔最小为1，因此最有可能形成邻PN干扰。

假设某室外小区A的邻区列表中，共有2个邻区：室分B（PN=3）、室分C（PN=4），而且B和C又互为邻区。终端激活集只有小区A，其到3个小区的多径时延分别为 d1、 d2 和 d3。

终端以（3×64+d1）为中心，以1/2×WIN_N为半径对邻区B的导频进行搜索。

由图1可见，当（d1+1/2×WIN_N）>64 chip时，就可能会搜索到来自邻区C（PN=4）的信号，形成干扰，Ec/Io变差。

一般密集城区室外小区的WIN_N为40～60 chip，因此只要室外小区的多径时延（one way）不超过34 chip，就不会存在邻PN干扰。

图1 室外-室分邻区干扰示意图

2.2.1.2 室外小区对室分小区的干扰

由于室外小区和室分小区PN间隔最小为2，参考上面的分析，当（d1+1/2×WIN_N）>128 chip时，才会形成邻PN干扰，对应 d1>98 chip。可见室外小区和室分小区之间互不形成邻PN干扰。

2.2.2 邻区PN识别

除了考虑邻PN干扰外，还需要考虑邻区识别的问题，即是否存在PN混淆的问题。

邻区识别和切换的过程为：

（1）BS下发邻区列表{PNj}。

（2）终端以（PNj×64+参考导频最早达到多径时延）为中心，1/2×WIN_N为半径搜索相邻集里所有邻区的导频信号。

（3）当搜索到的信号强度超过T_ADD，则上报PSMM，参考导频PN、其它导频的相位phase（注：相对于参考导频的时延）。

（4）BS根据PSMM中的phase和参考导频时延（one-way delay），对相邻集里每个导频计算其到达时间：Aj=| phase－PNj×64 |，当该值大于“PN识别误差门限”时不做处理，否则按从小到大的顺序排序。

（5）BS选择排在最前面的PNj，作为最终判决的PN。

（6）BS向判决PN对应的BTS发起切换请求。

在上面的计算公式中，Aj相当于 dj- d1，即各邻区相对参考导频的时延，对每个相邻集的PN都要计算。

另外需要说明的是，终端对相邻集导频的搜索，以及BS对相邻集导频的PN识别，都是基于所配置的邻区列表进行的，与参数“PN码增量（PNINC）”无关（这一点在后面还有详细说明）。

2.2.3 举例

2.2.3.1 室外小区向室分小区切换

假设某室外小区A的邻区列表中，共有2个邻区：室分B（PN=3）、室分C（PN=4）。终端当前服务小区为A小区，在靠近室分C的地方搜索相邻集导频，则其搜索到的室分C的相位（Phase)＝4×64＋(d3-

d1）（单位：chip），并通过PSMM上报。

由于室分是封闭环境，因此室外小区和室分小区总是在靠近室分天线的区域，也就是说总有：d1>>

d3，因此 phase≈ 4×64- d1。

BS在接收到PSMM后，计算

当A（PN=4）

当A（PN=3）32 chip时，判断邻区PN为3，即发生了误判。

由于密集市区室外小区的多径时延一般为几个chip（激活集搜索窗尺寸一般为20 chip），远远小于32 chip，因此通常情况下不会出现PN误判情况。

当室外小区或室分信号源是直放站时，有可能会存在多径时延接近甚至超过32 chip情况。比如假设小区A是直放站室分小区，并且和室分小区B、C有切换关系，在 d1>32 chip时，BS就无法准确地识别邻区PN为3还是4。在这种情况下，只需修改B或C的PN，使得它们的PN相差在2以上即可。

以上特例的规避方法可总结为：

直放站室分与其邻接室分、以及邻接室分互相之间PN间隔在2以上（含2）。

还可进一步规定为：

具有相邻关系的室分，其PN间隔需在2以上（含2），优先分配扩展室分PN组。

2.2.3.2 室分小区向室分小区切换

在这种场景下， d1≈ d3，因此通过PSMM上报的phase，总是在64的整数倍附近，因此更加不会发生PN误判。

2.2.3.3 室分小区向室外小区切换

室外小区和室外小区之间PN间隔至少为2，按照之前的假设条件，更加不会发生PN误判。

2.3 相关参数规划

2.3.1 PN码增量（PNINC）

参数PNINC用于剩余集的搜索和判决，对相邻集导频的搜索和判决没有影响。在完成邻区优化后，参数PNINC没有意义。

在完成邻区优化前，为了能检测到PN不等于3X的漏配邻区（剩余集），需要把PNINC设置为1。

目前PNINC均配置为3。

2.3.2 PN识别误差门限（MAXARRITHR）

如果相邻集里有使用扩展PN的室分，则可把该小区的MAXARRITHR修改为32 chip，也可按默认值（96 chip）设置，不会有不良影响。

配置成96 chip时，如果多径时延大于32 chip，仍可以进行判决，但有误判的可能，后果是切换失败。

配置成32 chip时，如果多径时延大于32 chip，则不进行判决，不会发起切换。

比较而言，配置成96 chip有助于提高用户感知（整体上有一半的概率切换成功）。

目前相关室外小区MAXARRITHR配置为32 chip。

3 优化前后网络指标测评

3.1 平均CS掉话率对比（如表1和图1所示）

表1 重新规划前后平均掉话率对比

图2 重新规划前后平均掉话率对比图

由以上数据可见，重规划后Clustor掉话率下降了近30%，远高于BSC的下降幅度。这说明了即使存在整体性下降趋势，Clustor掉话率改善的程度也是非常显著。

3.2 CS掉话率趋势（如表2所示）

表2 重新规划前后每天掉话率对比

图3 重新规划前后每天掉话率趋势图

由图3趋势图可见，Clustor和BSC的掉话率都平稳下降，趋势清晰。

4 总结

由以上对优化前后PN方案网络指标的对比可知，核心城区室分小区的PN重新规划后，核心指标CS掉话率平稳下降，取得了显著效果。

在此，对柳州城区室分PN规划方案进行回顾汇总：

（1）在城区，室分小区和室外小区各有专属PN组；

（2）城区室分小区专属PN分为两组：基本室分PN（29个）和扩展室分PN（共53个），如表3、4所示。

表3 基本室分PN列表

表4 扩展室分PN列表

（3）核心城区优先分配扩展室分PN，其次分配基本室分PN；相邻室分的PN间隔在2或以上。

（4）普通城区只分配扩展室分PN。

（5）县城室分不单独分配专用PN。

（6）与分配扩展室分PN相邻的小区（含室分和室外），在邻区优化阶段需把参数“PN码增量（PNINC）”改为1，以搜索剩余集信号。邻区优化结束后可恢复为3，也可保留为1。

结束本期网络优化周期之后，下一步将针对普通城区室分小区中PN复用距离过小等问题，对其原有室分PN方案进行重新规划调整，建议重规划按照以上规划方案进行。

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