码分多址网络中优化 移动交换中心间硬切换的方法

本发明涉及一种在CDMA(码分多址)网络中优化MSC(移动交换中心)间硬切换的方法。更具体地讲，本发明涉及一种用于改善在极短时间内切断呼叫的MSC间硬切换的较差通信品质环境的方法，该MSC间硬切换与提供连续呼叫的软切换或更软切换不同。

当移动台离开当前BTS的服务区到相邻BTS的服务区时，切换在BTS(基站收发信台)和移动台之间提供连续呼叫。移动台在呼叫状态下测量服务区的导频强度，并且在导频强度变为导频检测阈值的情况下，移动台向BTS传送PSMM(导频强度测量消息)，并且接收PSMM的业务信道向BSC(基站控制器)的TSB(收发信机和选择器组)传送PSMM。根据目的地(可以是扇区或小区)，TSB鉴别是更软切换还是软切换，以便执行下面的处理过程。

CDMA分为3种方法实现。第一种方法是，当移动台从一扇区移动到相同BTS区中的另一扇区时进行更软切换。第二种方法是，当移动台从一小区移动到具有相同频率的相同BSC中的另一小区时进行软切换。第三种方法是在FA(频率指定)之间、帧偏移之间、和MSC之间进行硬切换。而这种硬切换又分为：从CDMA到CDMA的硬切换，和从CDMA到AMPS(先进移动电话系统)的硬切换。从CDMA到CDMA的硬切换还可分为：不同公司的BTS之间(或不同MSC之间)的硬切换、各自具有不同帧偏移的信道之间的硬切换、及不同FA之间的硬切换。

在硬切换中，并不始终保持与移动台连接的呼叫链路，而是在极短时间内切断，这不同于更软切换和软切换。

在产生这种切断的不同的MSC间硬切换中，提供了一种优化方法，即一种用于修改可影响切换接入率的各种切换参数的方法。

在MSC间硬切换中，当移动台从一小区移动到相邻MSC的小区时，切换MSC，并重新指定声码器。

切换参数包括：由JST008和IS95推荐的T_ADD、T_DROP、T_COMP、T_TDROP；以及保护定时器和保护电平。此外，XCVU(收发信机单元)的Tx_ATTEN、天线方向、和天线倾角也是重要系数，这些系数与上述参数一道改善硬切换的优化。

切换中上述系数的功能定义如下：1.当修改T_ADD时：T_ADD是切换中用于增加的阈值。当T_ADD增大时，切换覆盖区增大，容量减小，品质增加。

当T_ADD下降时，切换覆盖区减小，容量增大，品质下降。

2.当修改T_DROP时：T_DROP是切换中用于降低的阈值。当T_DROP降低时，切换覆盖区增大，容量减小，品质增加。

当T_DROP增大时，切换覆盖区减小，容量增大，品质下降。

3.当修改T_COMP时：当T_COMP降低时，在距目标小区更远的距离处出现硬切换(切换的失效概率增大)，并且增加了硬切换的乒乓(ping-pong)效应。

当T_COMP增大时，在距目标小区更近的距离处出现硬切换，并且减少了硬切换的乒乓效应。

4.保护定时器：CCP(呼叫控制处理器)或CCOX(呼叫控制块)管理类似于T_TDROP定时器的保护定时器，以便防止硬切换中出现乒乓效应。因此，在完成一硬切换并且结束上述保护定时器之前，不进行上述硬切换。

5.保护电平：尽管施加了保护定时器，但如果移动台接收到的导频强度为-12dB或更低，则在结束保护定时器之前进行硬切换。

6.T_TDROP：图1示出城区BTS情况下移动台基于T_TDROP值的移动距离。如图所示，当在T_TDROP值期间移动台移动50m(米)时，该移动距离对应于城区BTS中相应BTS覆盖区的大约10％。因此，在其中存在多个有效集合(active set)并且无线电环境在短移动距离期间快速变化的城区中，快速适应所需的适当T_TDROP值为3或4秒或更低。

7.Tx_ATTEN：BTS的最终输出(功率)变量是根据业务信道的输入电平的收发信机单元的Tx_ATTEN值，并且整个BTS的输出(功率)的变化量等于当输入电平恒定时设置的Tx_ATTEN值。可以调整盲区(shadow area)、切换区、和链路均衡。这三个值通过BSM的遥控或通过使用BTS的地图来调整。

8.天线方向调整：对天线方向的调整可改变覆盖区。因此，当调整天线方向时，必须满足如下特定条件：1)天线位于建筑物前部，因此阻碍无线电波的进程；2)由于诸如河流的介质的无线损耗较低，因此传播中的电波在人迹稀少区中起干扰作用；3)天线由诸如具有许多树木的公园的高损耗介质影响；4)对于业务量和盲区而言，低信号电平和大业务量的区域与小业务量和高信号电平的区域相混杂。

9.天线倾角：当调整天线方向时，必须满足如下特定条件：1)当天线位于高建筑物上时，对于天线增益而言，在该建筑物的低部保持低信号电平；2)当天线在弯曲区域中无倾角时，其对其他BTS产生干扰。

当调整切换区时，必须通过使用天线下方的罗盘来检查天线的扇区方向，然后必须将天线角度调整到0、3、5、8、10、15度。这些角度基准是当一个人从距离天线3m远的地方观看天线时的角度。

当收发信机功率的调整不能覆盖该覆盖区域或消除盲区时，则最终调整天线倾角。

10.消除盲区：在RSSI(接收信号强度指示)低的情况下，必须调整BTS功率、天线倾角、和方位。

在Ec/Io低的情况下，必须通过找出作为干扰的导频来调整相应BTS的天线倾角和天线方向，或需要在限定范围内调整相邻BTS的功率。

在移动发射功率高的情况下，必须调整BTS的接收天线倾角和方位。

上述现有技术的最大优点在于采用了更软切换和软切换的切换算法。但是，在不同MSC的情况下，必须进行硬切换。在这种情况下，呼叫品质不如更软切换和软切换情况下的好。并且，迄今尚未实现MSC间硬切换的优化方法。

本发明的目的在于提供一种MSC间硬切换的优化方法，以便增强总体网络质量。

根据本发明的一个方面，CDMA网络中MSC间硬切换的优化方法包括如下步骤：设置硬切换试验的预先操作；进行硬切换区中的空闲切换；分析由空闲切换提供的登录数据(logging data)；进行硬切换区中业务状态下的硬切换；在业务状态下的硬切换失败的情况下，分析登录数据；以及进行硬切换区中的最终确认试验。

该设置预先操作的步骤包括如下步骤：固定用于进行MSC间硬切换的服务小区和目标小区；固定MSC间硬切换的路由；检查RF(射频)参数；检查系统参数；以及设置优化工具。

该RF参数包括天线方向和天线倾角。

该系统参数包括切换参数(T_ADD，T_DROP，T_COMP，T_TDROP)、保护定时器、和保护电平。

在检查系统参数的步骤的情况下，在接收到由BSM(基站管理器)提供的相邻BTS(基站收发信台)的列表之后，移动台检查列表上的服务小区和目标小区是否可接近移动台，并通过BSM来检查目标BTS群的状态。

该设置优化工具的步骤包括如下步骤：将PN(伪随机噪声)偏置值输入到MDM(移动诊断监测器)；设置移动台；以及获得试验群和周围的详细地图。

在设置移动台的步骤中，给ESN(电子序列号)赋予随机数，并将声码率指定为13K，将分类带(class band)指定为4。

在该在硬切换区中进行空闲切换的步骤中，当试验车辆在固定区域内靠近和远离时，通过使用MDM来获得登录数据。

在进行空闲切换的情况下，接收电平保持在-75～80dBm之间。

在分析由空闲切换提供的登录数据的步骤中，对于服务覆盖区的盲区，在前向链路的情况下，将移动台的Ec/Io设置为-14dB或更低，郊区中移动台的接收功率设置为-95dBm，城区中的移动台接收功率设置为-91dBm或更低；而在反向链路的情况下，将移动台发射功率设置为+10dBm或更高，并且当试验强度低于上述基准值时，调整BTS的Tx_ATTEN、天线方向、和天线倾角。

在该在硬切换区中的业务状态下进行硬切换的步骤中，在每个方向上进行多次接近和远离试验，以便找出固定硬切换区中的呼叫取样和呼叫分析。

当在硬切换区的业务状态中的硬切换失败时，保存由BTS提供的功率、天线方向和天线倾角，以便解决MSC间硬切换区中的信号强度问题。

允许在最佳条件下进行MSC间硬切换的服务小区强度的范围在-10～-7dB之间。

在将呼叫设置到移动-陆地模式并且将试验车辆在硬切换区中沿单方向移动时，根据接入的呼叫统计数，记录与硬切换有关的最终确认试验和结果。

参照附图对本发明的详细描述，本发明的上述目的、特征和优点将变得更加清楚，附图中：

图1表示根据城区BTS中的T_TDROP值的移动台的移动距离；图2表示根据本发明的在一隧道中MSC间硬切换的优化示例；以及图3表示硬切换接入率的比较。

本发明的MSC间硬切换的优化方法包括如下步骤：1.设置硬切换试验的预先操作。

2.进行硬切换区中的空闲切换。

3.分析由空闲切换提供的登录数据(logging data)。

4.进行硬切换区中业务状态下的硬切换。

5.在业务状态下的硬切换失败的情况下，分析登录数据。

6.进行硬切换区中的最终确认试验。

下面详细解释上述各步骤。

1.设置硬切换试验的预先操作。

1.1.固定用于进行MSC间硬切换的服务小区和目标小区。

1.2.固定MSC间硬切换的路由。

具有4个或更多个通道的主路。

当在天线主瓣方向进行试验时，MSC间硬切换的概率增加。

必须避免弯曲道路、山丘或隧道。

1.3.检查RF(射频)参数的电平和方向。

天线方向，天线倾角。

BTS发射功率。

1.4.检查系统参数。

切换参数(T_ADD，T_DROP，T_COMP，T_TDROP)。

检查是否使用保护定时器和保护电平。

检查是否省略由BSM提供的相邻列表(neighbor list)中的服务小区和目标小区的相邻BTS。

通过BSM来检查目标BTS群的状态(BTS的告警状态和中继线状态)。

1.5.设置优化工具。

将PN(伪随机噪声)偏置值输入到MDM(移动诊断监测器)中的MDCELL.NAM文件中。

设置移动台。必须检查ESN(电子序列号)、声码率＝13K、分类带(classband)＝4。

需获得试验群和周围的详细地图。

2.进行硬切换区中的空闲切换。

其目的在于建立RF(射频)环境，以提高切换的接入率。(接收电平保持在-75～80dBm之间)。

试验车辆在固定区域内靠近和远离，从而进行空闲切换，并且通过使用MDM来获得最终登录数据。

3.分析由空闲切换提供的登录数据。服务覆盖区的盲区基准为：在前向链路的情况下，移动台的Ec/Io为-14dB或更低，郊区中移动接收功率为-95dBm，城区中的移动接收功率为-91dBm或更低；而在反向链路的情况下，移动发射功率为+10dBm或更高，并且当试验强度低于上述基准值时，调整BTS的Tx_ATTEN、天线方向、和天线倾角。

4.进行硬切换区中业务状态下的硬切换。

在每个方向上进行多次试验车辆的接近和远离试验，以便找出固定硬切换区中的呼叫取样和呼叫分析。

5.在业务状态下的硬切换失败的情况下，分析登录数据。

当业务状态下的硬切换失败时，必须通过分析数据来找出问题所在。

通过MDM接收到的数据是前向链路数据，并且可从BSM检查反向链路数据。必须对前向链路和反向链路中的BTS和移动台之间的数据进行比较和分析。

5.1.呼叫中断和呼叫失效的理由：RF环境：由于覆盖区较差引起的路径损耗和无主服务器，由盲区、传播延迟、和导频的快速变化引起的遮蔽和衰落。

参数优化：功率电平和切换参数设置，相邻列表和搜索窗口尺寸。

基础设施项。

用户项。和操作项。

5.2.中断呼叫的理由5.2.1.前向链路中中断呼叫的理由对开销信道功率电平和业务信道功率阈值的不适当设置。

切换参数的不适当设置。

在候补集替换有效集之前从有效集中去除导频。

导频太弱，以致不能锁定码跟踪环。

功率放大器的前向信号失真。

前向信道功率的控制不适当。

高FER(帧差错率)，差的导频，和差的RSSI。

5.2.2.反向链路中中断呼叫的理由接入参数的不适当设置，开环功率控制的不适当设置，反向链路Eb/No阈值的不适当设置。

多个信令条件导致系统转换到初始系统设置的系统确定状态。

最大手持机功率和差的链路品质。

在切换期间的不适当导频。

差的前向链路功率控制信道性能。

链路非均衡。

高FER，发射增益的频繁变化，和高发射功率。

5.3.呼叫中断的环境理由5.3.1.MSC间硬切换区的信号强度问题通过调整BTS的功率、天线方向、和天线倾角来消除盲区。

MSC间硬切换的服务小区的最佳尺寸为-10～-7dB。

●优化示例1(1997年9月23日；汉城市KTF广津(Kwangjin-gu)区一带)改善儿童乐园(世宗(Sejong)大学前门)前的信号强度。

调整宗曲(Joong-gok)β和圣水(Sungsoo)α的天线方向。→在宗曲β的情况下，方向为-180度；倾斜：电方向2度，机械方向2度。

结果：儿童乐园前的接收电平保持在-75～-80dBm，从而建立RF环境，以增大硬切换接入率。

●优化示例2(1997年10月1日；汉城市，韩雪(Hansol)PCS，卖蒲路(MapoWay))在卖蒲路一带(从道花(Dowha)到亚玄(Ah-hyun))，道花α从亚玄BTS周围的接收强(-9dBm)。因此，将亚玄BTS的β天线倾角向上调整+6度，而将道花BTS的α天线倾角向下调整-6度。→MSC间硬切换的接入率提高到85％。

●优化示例3(1997年10月1日；汉城市，韩雪PCS，万里财路(MahnleejaeWay))在万里财山(从道花至洞子(Dongjah))顶周围具有多个混合信号，因此，在发生乒乓现象之后，呼叫中断。

通过调整信号强度，MSC间硬切换从(道花α→洞子γ)变化到(道花α→亚玄β) 。

亚玄β的Tx_ATTEN从150变到190，并且将道花β的天线倾角向下调整5度。→MSC间硬切换的接入率达到90％。

●优化示例4(1997年9月29日；汉城市洞郊(Dongkyo)和合政(Hapjeong)之间的韩雪PCS BTS)目标：在卧右山路(Wawoosahn way)的极东(Keuk-dong)广播台中的盲区，和洞郊街上西郊(Seokyo)公园附近交叉路口中的盲区。

天线倾角：洞郊β天线的倾角向下调整3度。

天线方向：向大街调整10度。

向大街的洞郊β增强，并且消除了极东广播台中和洞郊大街上的西郊公园附近的交叉路口的盲区。→MSC间硬切换的接入率达到83％。

5.3.2.隧道中MSC间硬切换的优化示例●对应图2的优化示例(1997年9月26日；韩雪PCS，南山第三隧道)。

从忠母路(Choongmooro)(NID＝11)至勇山(NID＝3)距离为1.3Km的南山第三隧道中存在盲区。

解决方案：如图2所示，勇山BTSα的发射天线从0度变化到4度。→1997年10月1日的MSC间硬切换的接入率达到100％。

5.4.呼叫中断的软件原因5.4.1.未接收到更新的相邻列表在MSC间硬切换成功之后，必须接收目标小区的更新的相邻列表的消息。但是，当未接收到时，出现呼叫中断现象。→通过施加辅助包来解决。

5.4.2保护定时器未适当运行在前向MSC间硬切换成功之后，为了防止乒乓现象，限制到出现反向MSC间硬切换的时间。当分析该消息时，如果上述时刻小于设置值(5秒)，则施加辅助包。

5.4.3.在进行硬切换的同时接收到不适当的消息例如，在接收到‘移动台拒绝命令(mobile station reject order)’时，中断呼叫。→这是移动台或软件的问题。

5.4.4.在进行硬切换后，未收听到呼叫，之后呼叫中断这是移动台的问题。将此问题报告给软件组以便解决该问题。

6.进行硬切换区中的最终确认试验。

在将呼叫设置到移动-陆地模式之后，试验车辆在硬切换区中沿单方向移动，并收集接入的呼叫数，并记录在单子上。

图3示出硬切换接入率比较结果。如图所示，根据服务供应商的不同，硬切换的接入率有所不同。