CDMA增强型软切换优化策略及其实践

摘要：深入分析CDMA增强软切换算法，确定算法的3个关键控制点，制定优化策略，小规模区域试验后全网启用，在不影响KPI指标的前提下，有效降低软切换因子，提升系统，具有普遍推广意义。

关键词：CDMA；容量；拥塞；增强软切换；软切换因子

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6453-06

软切换是CDMA系统的主要特性，也是把双刃剑，它可以带来分集增益，但比例过高将加大系统前向干扰，耗费无线资源，降低系统有效容量。软切换中，更软切换（SofterHandoff），仅占用1个CE，软切换（SoftHandoff），需占用2个或以上CE，共性是都需要占用2个或以上的WalshCode和前向功率资源。

假定ε1为业务信道承载话务量（含切换），ε2为业务信道承载话务量（不含切换），则软切换因子有两种定义，二者可以转换，

以上两式均针对软切换，中国电信采用式1定义。而在数据业务时，WalshCode资源为容易缺失的资源，为了更好考量资源利用，必须考虑更软切换的影响。因此我们类似定义更软切换因子，假定ε3为WalshCode承载话务量，则，

从运营角度上看，无线承载不含切换的容量才是有效益的容量，但为保证通话质量，必须牺牲容量。在容量和质量如何权衡呢，根据参考文献[2]的仿真表明，控制软切换因子（公式1定义）在40%～52%左右是比较合理的。目前漳州现网软切换因子高达62%（2012年10月份平均），而更软切换因子为47%，因用户的不均匀分布，使得市区和县城区域内存在切换CE拥塞现象，必须寻求降低软切换因子的有效方法。从标准层面看，在IS-95A的网络中，软切换控制为静态控制，演进至IS-95B时引入增强型软切换，此时对RC3及以上终端的软切换控制可以实现动态和静态结合。根据统计目前漳州业务区内99.9%以上的终端为RC3及以上版本，因此启动增强软切换将成为控制软切换因子较为高效的方案。

1 增强型软切换算法研究及其优化策略

IS-95A的网络中，控制软切换的主要参数有T_add、T_drop、T_comp、T_tdrop，设定后的切换门限为静态，与MS实际接收无线质量无关；演进至IS-95B后，引入了增强软切换，系统侧新增Slope，Add_Intercept，Drop_Intercept等控制参数。当启用增强软切换后，切换门限将随着MS的无线接收质量变化而动态调整。

1.1切换算法对比

1） IS-95A软切换算法

1.3增强软切换优化策略

1） 增强软切换影响分析

CDMA网络无线侧KPI指标为接续性能和保持性能上的相关指标，增强软切换是在MS接入完成后启动，不对接续性能产生不良影响，同时开启增强软切换后将降低无线侧资源性拥塞，因此对于接续性能（业务信道分配成功率）有改善的趋势。我们重点来研究增强软切换对保持性能上的影响。

静态门限（T_add/T_drop）设置影响

静态门限实际上对RC1/2的终端也起作用，过高的设置虽可以降低软切换可能，但是也增大了掉话的可能，为此我们需要根据业务区内无线信号覆盖情况进行合理设置。T_add建议值： -24～-28dB； T_drop建议值： -26～-30dB，且T_add=T_drop+4。

增量系数（Slope）设置影响

增量系数过小，使得动态启控点较低，在弱覆盖区域内使得切换复杂化，增大掉话可能；设置过大，容易导致动态门限过高，导频加入困难，在复杂无线环境中，比如十字街道效应将导致切换不及时掉话，因此建议取0.5～2为宜，即Slope设置为4～16；

截距（Add_Intercept/Drop_Intercept）设置影响

截距设置过大，将提高动态启控点，不能有效降低软切换因子；设置过小将在易掉话区域（弱覆盖）启动动态切换控制，增大掉话可能。该值的确定一般可以通过设定动态启控点来进行反算。

2） 增强型软切换优化策略

统计全网RC3及以上类型的终端比例，评估增强软切换开启效果；

根据覆盖场景对全网基站进行分类，从而采用不同的参数组合，在有效降低软切换因子的同时，避免对KPI指标的影响。

对不同覆盖场景确定不同的增强软切换参数组合

先确定静态门限（T_add/T_drop）和动态启动点，再确定增量系数（Slope），从而反算出截距（Add_Intercept/Drop_Intercept）。对于覆盖良好但导频数量较多的市区基站可以采用较大的增量系数和静态门限，有效降低软切换话务量；对于覆盖良好但导频数量不多的县城基站可以采用居中的增量系数和较高的静态门限；对于覆盖不良同时导频较少的乡镇基站可以采用较小的增量系统和较低的静态门限。

2 增强型软切换优化实践

根据统计显示目前漳州业务区内在网的用户结构中，RC3及以上用户占了约99.5%的比例。为防止全网开启后带来KPI指标恶化的可能，我们确定在局部区域（漳浦县城）进行实验，在可行的情况下再行全网启用。实验前我们对漳州全网2012年10月份所有掉话的CDR进行统计分析，分析掉话前Ec/Io的分布区间，列表如下：

从上表掉话前Ec/Io小于-8dB的占了全部掉话的75%。因此我们设定增强软切换的动态启控点为-8dB，即对于很可能影响到保持性能的弱覆盖区域尽量不启动动态切换，防止掉话率指标恶化。

2.1小规模区域实验

1） 实验区域概况

漳浦县城及其周边的基站分布如下图所示

2） 参数确定

根据实验区域为县城，覆盖良好，因此我们确定T_add/T_drop为-24/-28，并设定动态启动点为-8dB，同时将增量系数设置为1，即Slope为8，根据上述设定可以反算出Add_Intercept/Drop_Intercept，具体的参数设定如表3所示。

3） 开启后DT对比

开启前后我们沿同样路线进行了对比测试，对比结果如下

从对比结果看，开启增强型软切换功能后多路切换特别是4路及以上的切换比例有明显降低，约下降19个点，No_Handoff态增加9.5个百分点。

4） 开启后指标观察

我们取开启前后各一周的漳浦城区所有基站的忙时KPI指标加权平均对比如下：

从统计指标上看，呼叫接续和保持性能指标没有恶化，同时软切换和更软切换因子有了大幅度的下降，均下降了约14个点。

5） 实验小结

漳浦县城城区小规模实验前后的DT测试和统计指标对比表明，开启增强软切换对无线接续性能和通话性能均未产生不良影响，同时软切换因子和更软切换因子均降低了约14个百分点，因此确定合理设置下开启增强型软切换功能，在不影响接入和保持性能的前提下，可以有效降低软切换因子。

2.2全网推广开启

1） 参数设置

根据覆盖情况，我们将目前全网基站分为市区覆盖、县城覆盖、农村覆盖，并确定全网动态启控点为-8dB，考虑连续覆盖程度方面：市区>县城>乡镇，导频数量方面：市区>县城>乡镇，为此我们设置静态加入门限为-12/-12/-13，增量系统分别为1.5/1/1，具体如下：

对应参数设置的切换加入门限与MS接收到的无线质量关系如下图所示：

从各项指标对比观察，开启增强软切换后，在接入和保持性能稳定的前提下，大大降低了软切换因子和更软切换因子，有效缓解了拥塞情况，业务信道负载率下降了1个百分点。

3 总结

从漳州业务区的开启实践上看，根据上述优化策略进行增强软切换开启来降低软切换因子是有效可行的。目前全国各地CDMA网络均普遍存在软切换因子过大的问题，从而出现资源性拥塞情况，而CDMA系统设备均支持增强软切换功能，开启增强软切换仅需进行系统参数上的修改，投资成本几乎为零，根据优化策略开通后将可以在不影响KPI考核指标前提下大大增加系统的有效容量，有效缓解各种无线资源性拥塞，减少扩容成本。

参考文献：

[1] 3GPP2，Upper Layer （Layer 3） Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems Release 0，C.S0005-0_v3.0，2000，6，15.

[2] M. Wallace and R. Walton.“CDMA Radio Network Planning”， IEEE ICUPC， San Diego， CA， pp. 62-67， October，1994.

[3] 罗振亮.CDMA增强型软切换探讨[J].电信工程技术与标准化，2004，10.

[4] 刘志平， 杨大成.软切换参数对CDMA1x性能的影响及优化[J].无线电通信技术，2004，30（3）.