跳频新模式SFH1311A+B实施的探索.docx
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跳频新模式SFH1311A+B实施的探索
关于跳频新模式SFH1×3、1×1、A+B实施的探索
华北区杨剑雄
近日进行系统优化,恰好某公司来系统进行BSC升级,顺便目睹了新的SFH1×1及A+B模式的实施过程,本文希望仅从纯技术方面对这三种频率复用模式加以探讨。
合成器跳频实施有多种实现方式,主要有1×3,1×1,A+B模式。
1×3的方式是将no_bcch频点分成ABC三组,其规则为:
1、MA(跳频频率组)的分配:
一个SITE的每个CELL均分配不同的MA,分别为ABC组,但每个SITE相同方向的CELL均一样,如每个站的第一扇区均可为A组,以此实现1×3复用。
2、MAIO(起跳频点)的选择:
一个SITE的每个CELL选择不同的起跳频点,在跳频负载小于50%的情况下,总可使同一个站的三个CELL起跳频点不会有邻频,如均分配给奇数频点,但每个SITE相同方向的CELL起跳频点相同。
3、HSN(跳频序列)的分配:
一个SITE的每个CELL均分配给相同的HSN,而每个不同的SITE尽可能分配不同的HSN,复用模式为63×1。
1×1的模式将所有no_bcch的频点合为一组,规则为:
1、MA:
所有站的每个CELL均一样,因为总共只有一组频点。
2、MAIO的选择同1×3模式。
3、HSN:
每个CELL尽可能分配给不用的值,可将HSN分为21×3组,实施21×3复用。
A+B的模式将no_bcch分成ABC三组,规则为:
1、MA:
一个SITE的三个CELL分别分配给A+B组,B+C组,A+C组,但每个SITE相同方向的CELL均分配给相同的MA。
2、MAIO的选择同1×3模式。
3、HSN的分配原则同1×1模式一样。
从三种方式的理论上来看,SFH1×3的模式由于规划成ABC三组,同站的不同CELL采用相同的跳频序列算法,在每个跳频时间段,同站的相邻CELL不存在邻频的可能,而不同站的CELL由于参与跳频的频点较少,邻频或同频的可能较大。
因而1×3的模式对同站的CELL邻频干扰作了较好的处理,而不同站的CELL则可能干扰较大一点。
SFH1×1的模式将干扰完全平均化,同站或不同站的CELL均存在邻频或同频干扰,干扰是瞬间的。
SFHA+B的模式是1×3和1×1的折衷方案,它所做的只是对1×3的模式增加一组重叠的参与跳频的频点,再取不同的HSN值。
为了较为深入地了解这三种模式的干扰程度,我们试图运用概率统计的方法加以定性分析。
取2个定向各为3小区的基站,将其小区分别标为CELL01,CELL02,CELL03和CELL11,CELL12,CELL13。
如下图:
Cell11
Cell01
Cell03
Cell02
Cell13
Cell12
设跳频参与频点为51个,站型为8/8/8。
A组频点17个为31,34,…,79;B组17个为32,35,…,80;C组17个为33,36,…,81。
首先分析1×3模式下的同邻频情况,我们计算CELL01对CELL02,CELL03,CELL11,CELL12,CELL13的同邻频情况。
CELL01对CELL02和CELL03由于设置相同HSN,所以同邻频的可能性为0,CELL01对CELL11至少有一个同频的可能可以这样计算:
从17个频点中抽取7个频点的不同方法有c(n/k)=(17/7)=17!
/(10!
7!
)=19448种,从不同频的10个频点中取7个频点的不同方法为c(n/k)=(10/7)=10!
/(7!
3!
)=120种,所以至少有一个频点同频的可能性为1-(120/19448)=0.99383,由于CELL01与CELL11不会有邻频,所以邻频可能为0。
同理可得CELL01对CELL12的同频可能性为0,邻频可能性为0.99383。
CELL01对CELL13的同频为0,邻频为0.99383。
下表的CELL01A+B同频这一栏是由用全概率公式分7个划分计算出来的,而CELL01A+B邻频可能带*号的为估计值,因其计算实在太复杂了。
CELL01的同频可能:
模式
CELL02
CELL03
CELL11
CELL12
CELL13
1×3
0
0
0.9938
0
0
1×1
0.6690
0.6690
0.6690
0.6690
0.6690
A+B
0.4444
0.4444
0.8349
0.4444
0.4444
cell01的邻频可能:
模式
CELL02
CELL03
CELL11
CELL12
CELL13
1×3
0
0
0
0.9938
0.9938
1×1
0.9279
0.9279
0.9279
0.9279
0.9279
A+B
0.96*
0.96*
0.8349
0.96*
0.96*
CEll02及其他CELL的同邻频可能与CELL01类似,在这里就不一一例举了。
上述概率统计说明三种模式的扇区间频率干扰分布情况:
1×3最不均衡,同邻频的扇区是最少的,但也是可能性最大的;1×1与A+B的区别为前者同频干扰比较大,后者邻频干扰比较大,一般来说,同频干扰的影响比邻频干扰的影响大。
但由于上述计算是建立在随机过程的基础上的,对于跳频的伪随机序列而言,这样的计算应较为勉强,只能反映其大该。
据此新的模式亦可推出。
下面我们来看系统的实际实施情况。
此系统有5个BSC,其中市区3个(BSC123),郊县2个(BSC45),全系统共有载频900余个,市区载频450个左右。
7月31日晚5个BSC从1.5.1.4版本升级至1.5.1.7版本,同时市区的基站采用SFH1×1的方式,在此之前采用的是SFH1×3的方式(最大站型8/8/8,跳频负载7/17=41.2%)。
实施后由于感到效果不太理想,8月2日晚市区基站又采用SFHA+B的模式。
作为比较的郊县2个BSC一直未改变复用模式。
我们统计了在此期间的系统数据(包括OMCR上的和路测的)加以分析,需要说明的是数据统计为每天的9:
00—10:
00,其中7月27日及8月2日为星期一。
该段时间(7月25日至8月5日)市区优化已告一段落,而郊县一直在优化调整。
首先来看呼叫建立成功率(call_setup_success_rate)
从图1来看,总呼叫建立成功率略有下降,SFH1×3时该指标在93.5%与94%之间,实施1×1及A+B时,该指标在93.5%附近,下降0.2%个点左右。
其中8月2日的数据系由个别基站的硬件故障引起的,分析该日的详细数据发现BSC2的一个非常繁忙CELL的呼叫建立成功率仅为83%,从而引起整个系统的下降。
我们再来看5个BSC的单独表现情况,总的来说,三种复用方式区别不大。
而0.2%的略微下降可认为是由SDCCH的RFLOSS增加引起的。
下面再看TCH的掉话率(TCH_DROP_RATE)
从整个系统来看,掉话率在7月31日实施1×1后有一定幅度的上升,在8月2日实施A+B后又有下降,并且比1×1的时候还要低一点。
可以发现主要发生变化的是TCH_RF_LOSS,由切换引起的掉话基本保持不变。
从5个BSC的对比图中可以发现BSC1和BSC5掉话率在8月1日这一天明显上升,分析7月31日、8月1日、8月2日的详细数据,可以看出8月1日BSC5的掉话率上升系郊县一个基站引起,该站掉话率12.5%,TOTAL_CALL为120次,而BSC5的TOTAL_CALL为16714次,该基站作了0.08%掉话率的“贡献”。
BSC1的掉话率较为平均上升。
8月2日A+B实施后,市区3个BSC掉话率均有下降,主要原因是TCH_RF_loss下降所致。
掉话率与系统话务的忙闲有一定的关系,但从7月23日至8月30日的曲线统计看并无一种明确简单的关系。
所以,三种模式对掉话率还是有一定影响的,以A+B模式为最低,1×1模式为最高,1×3居中,不排除通过参数调整可将1×1的掉话率下降的可能,但这是优化的手段了。
以后可以继续探讨三种模式的最优参数设置问题。
接下来看SDCCH_RF_LOSS的变化
SDCCH_rf_loss7月31日前平稳运行,8月1日及2日明显上升,8月3日、4日又明显下降,但比7月31日前的要略高一点。
从5个BSC的对比图中可以看出,主要是BSC2的数据作较大波动,分析详细数据无法找到个别基站恶化的例证,所以认为这是一种平均化结果。
SDCCH_rf_LOss上升主要对呼叫建立成功率有关,而影响SDCCH_RF_LOSS的直接因素是干扰。
三种模式中,以1×1的模式最高,1×3和A+B相差不大,且1×3略低一点。
来看看切换的次数的变化
系统的切换主要由down_link_quality、up_link_quality、POWER_BUDGET引起的。
下表为各种模式的切换次数与TOTAL_CALL的比值,值越大则表示切换越频繁。
切换频次:
模式
DATE
DL_QUATY
PW_BGT
UL_QUATY
1×3
7/29--7/31
0.1048
0.2573
0.0816
1×1
8/1--8/2
0.1368
0.2940
0.2397
A+B
8/3--8/5
0.1650
0.3375
0.2423
郊县BSC
7/29--7/31
0.0080
0.0769
0.0089
郊县BSC
8/1--8/2
0.0069
0.0758
0.0113
郊县BSC
8/3--8/5
0.0070
0.0744
0.0109
从表中发现模式发生变化的BSC其切换比值有较大的变化,这可以认为是由于频率复用模式的变化而引起的,因为频率模式没有变化的郊县BSC其切换比值基本没有变化。
在几种频率模式中,BSC的切换门限是一致,这就可以从切换比值中反映切换值上的信号质量的变化。
对于down_link_quality而言,1×3的比值最小,A+B的最大。
BSC中设的l_RXQUAL_DL_H为450(0.45%),说明1×1的模式中,DOWN_LINK_QUALITY比0.45%值差的信号有所增加,A+B模式中此类信号就更多了。
up_LINK_QUALITY、POWER_budget也有类似结果。
根据本文前面部分分析,1×1及A+B的模式将干扰平均化了,尤其是同频干扰,如CELL01可以受到其他任何小区的较小干扰,所以由上下行信号质量引起切换请求就会相应增加,切换完成次数也就增加了。
POWER_BUDGET说明的是在信号质量相同的情况下,邻小区的信道电平较低引起的切换。
信号干扰分布平均的时候,差别不大的信号就会比较多,所以POWER_BUDGET切换的机会也就增加了。
综合的说,在切换参数设为下行质量450,上行质量650的情况下,1×3的切换最少,1×1居中,A+B最多。
但这并不能说明信号总体质量分布的情况也是这样的,因为引起切换的信号点是整个系统信号点的极小的一部分,它不能代表整个系统的信号。
对系统信号的总体变化我们进行了路测,希望能够发现之中的关系。
DRIVETEST其实与系统忙闲情况、天气状况、测试路线有相当大的关系。
不同的测试备测试结果也有差异,如果用较好的测试手机其RX_quality应该较好,因为RX_quality及RX_LEVEL是都由手机测量报告的。
我们分别在7月20日,8月1日,8月5日进行路测,这三天分别是市区系统SFH1×3、1×1、A+B模式实施时候。
三次结果发现8月5日、8月1日的RXLEVEL远远高于7月20的RXLEVEL,这是由于7月20日路测时有部分基站最大功率没有放开所致。
三种模式中,1×1的路测结果比较差,信号质量下降较大,从前面内容CELL01的同频可以看到1×1的同频干扰是最大的。
从路测结果看,A+B的效果最好,1×3与之区别不大,1×1则较差。
因为路测结果的不可预测性较大,所以没有作详细分析。
以上通过理论及实际实施过程的分析,对三中不同跳频模式效果总结如下表
理论上:
模式
同频干扰
邻频干扰
1×3
分布不均,有的大有的无
分布不均,有的大有的无
1×1
分布均匀,干扰中等
分布均匀,干扰较大
A+B
分布较均,干扰较小
分布较均,干扰大
实施中:
模式
掉话率
SD_RF_LOSS
呼叫建立成功率
切换频次
信号质量
1×3
较好
最优
差别不大
较少
较好
1×1
略高
略高
差别不大
较多
较差
A+B
最优
较好
差别不大
最多
最优
从本系统的实施来看,A+B模式的效果最好,可作为今后其他系统的参考,目前此系统掉话率在0.8%至0.9%之间波动。
此外,亦可日后探讨其他模式的最优参数设置及优化。
以下为系统各项图表:
1、系统总指标
2、各BSC指标
3、路测结果
1999/8/20
1、
系统总指标
2、
各BSC反映的指标
3、路测结果
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