CDMA网络接入失败的原因探讨

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1、技技术术探探讨讨Technology InterchangeCDMA 网络接入失败的原因探讨林丹阳中国联通潮州分公司1前言CDMA 网络的接入过程比较复杂，涉及的参数比较多， 接入失败比较常见，实际表现形式多，而且难以模拟，是引 起用户各种投诉的重要原因，一直困扰着网络运维工作。本 文对接入流程进行分析，重点探讨了接入过程中占比例较 高的移动台试探失败和基站信道捕获失败原因，以便在 CDMA 网络日常的运维、优化和投诉处理中，可以针对性地 定位问题、解决问题。2接入流程分析按照 cdma2000 系列标准规定，当移动台有业务到达或 收到基站的寻呼消息时，移动台进入接入系统状态（ACC- mod

2、e），其接入流程一般可分为 5 个不同阶段：（1）移动台接入试探，在接入信道发送起呼消息（OM） 或寻呼响应消息（PGM），然后等待基站在收到起呼消息后 在寻呼信道上发来的确认消息；（2 ）基站为移动台分配业务信道，基站建立信道，在前 向业务信道上发送空帧，在寻呼信道上发送信道指配消息 (CAM); （3）移动台建立反向信道，移动台在收到信道指配消息 后，开始识别前向业务信道，在 200ms 内即 10 帧中收到 N 个连续的好帧时，移动台成功识别并建立前向业务信道，移 动台开始在反向业务信道上发送业务信道前缀，并发送空 业务帧；（4）基站捕获反向业务信道，在前向业务信道上向移动 台发送反向信

3、道确认消息(BSAckOrder);（5）建立连接，移动台在反向业务信道上发送移动台确 认消息（MSAckOrder ），MS 和 BS 开始业务协商，移动台 发送业务请求消息（SRM），基站在前向业务信道上向移动 台发送业务连接消息(SCM)，移动台发送业务连接完成消 息 （ SCCM）。由于移动台起呼和移动台被呼除了最开始由谁发起呼 叫不同、响应方式和消息不同之外，其他业务信道的建立流 程是一样的，下面分析就以移动台起呼为例。3接入失败分析从移动台接入过程的不同阶段进行分析，可见接入失 败一般相应地发生在这5个阶段的有关消息的交互中。站在 移动台的角度看，是MS捕获系统的过程，有5种失败可

4、能： 移动台没有接受到呼叫请求确认；移动台没有接受到信道 指配消息；移动台没有成功获得前向业务信道；移动台没有 接受到基站的反向业务信道确认消息；没有接受到业务连 接消息。站在基站的角度看，是 BS 捕获移动台的过程，通 常有两种失败可能：基站给移动台发送了信道指配消息，但 基站在规定的时间内没有捕获到移动台的反向业务信道的 情形，称为信道捕获失败；基站发送了反向信道确认消息 BSAckOrder 以后，在规定的时间内，没有收到移动台的 MSAckOrder 的情形，称为握手失败。下面从几种情况来分 析接入失败原因, 并结合中兴 ZXC10 CDMA 1X 网络,重 点分析移动台接入试探和基站

5、信道捕获失败的原因。3.1 移动台接入试探失败移动台接入试探失败，即移动台发出起呼消息后，基站 未能发出信道指配消息。主要有以下两个方面：（1）当接入试探序列数到达最大而且导频的 Ec/Io 较 高时,主要考虑移动台发射功率如果移动台的发射功率仍比较低, 说明很可能是接入 参数设置不合理。主要是接入试探序列中有关数量和强度 的定义参数,如初始发射功率偏移(INIT-PWR)、标称发 射功率 (NOM-PWR)、 试 探 序 列 发 射 功 率 增 加 步 长 (PWR-STEP)、 每个试探序列的接入试探次数 （ NUN- STEP)、 接入信道请求 （响应） 试探序列的最大数量 722004

6、.9CDMA 网络接入失败的原因探讨Technology Interchange技技术术探探讨讨（ MAX-REQ(RSP)-SEQ)等。 这些参数的设置互相关 联，其设置要综合考虑，试探初始发射功率过小、步长过 小会导致移动台必须发送更多的接入试探，而过多的接入 试探会增加接入信道碰撞的概率，而且增加接入信道的负 载，初始功率大可增加基站接受到接入试探的机会，但过 大会导致反向链路的干扰，减低接入信道性能。如果移动台的发射功率高，则比较复杂。一种可能是 接入信道碰撞造成试探失败。因为 CDMA 采用时隙 ALOHA 方案，移动台是随机接入信道，只要多个移动台在同一接 入信道、同一时隙发送接入

7、试探，而且到达基站的时间差 小于 1 个 PN chip，基站不能区分，就会发生接入信道碰 撞，可以通过适当调整接入试探序列中有关时间的参数来 改善， 如试探后等待确认时间 TA（ACC-TMO ）、试探时 延 RT（ PROBE-BKOFF ） 、 试探序列时 RS（ BKOOF）、 PN 随机化时延 RN（ PROBE-PN-RANDOM） 等， 这些参数 的设置与网络的负载有关，时延过大会导致接入过程过 慢，接入时间会延长，但是时延过小则碰撞不会明显好转， 甚至会由于重复发送增加碰撞。另一可能是基站没有检测到接入请求信号。造成这种 情况主要有基站搜索窗的问题、接入参数设置不合理和链 路不

8、平衡 3 种原因。基站搜索不到试探信号，可能因为基 站接入信道搜索窗口太窄，没有足够的解调单元进行搜 索，积分时间过长；接入参数中 PAM-SIZE 是有关探针 的前缀和实体长度的参数，其设置不合理会引起基站接入 信道能量不足而不能正确判断；存在强干扰信号阻塞了反 向链路致使上行覆盖收缩，导频信道增益设置过高致使下 行覆盖远大于上行覆盖，上行不可达。（2）在接入试探序列没有达到最大时，发生系统丢失， 主要考虑导频的 Ec/Io如果导频的 Ec/Io 低，即导频信道失败。一种可能是 基站搜索窗太小或者前向干扰太大或者移动台移出服务 区，使得移动台没有获得强多径信号，发生导频信道失败， 移动台无法

9、与基站保持联系，退出接入状态，这种情况下 移动台无法很快在新的导频上初始化。这种由于导频的 Ec/Io 低导致导频信道失败而发生系统丢失，称为移动 台捕获失败，这是在接入的所有阶段都可能发生的，是引 起从移动台的角度看接入失败的主要原因。另一种可能是 RC3 以下的移动台没有接入切换的功能，如果移动台移动 快而接入过程太慢使得移动台很快到达小区覆盖边缘而 产生切换，或者空闲切换小区太小使得移动台发生空闲切 换后服务导频很快衰减，或者可用强导频未加入邻区列表 使得移动台错过空闲信道而在用导频迅速裂化，都会发生导频信道失败，从而引起移动台接入试探失败，这种情况下 移动台会很快在接入失败后切换到新导

10、频或重新初始化。如果导频的 Ec/Io 高，即寻呼信道失败。一般来说，如 果导频的 Ec/Io 高，发生移动台接入试探失败从而导致起呼 消息不能到达基站的可能性很小。但是很可能是由于 PN- Offset 干扰和寻呼信道增益太小导致寻呼信道失败，移动台 不能成功解调前向信道确认消息，引起接入失败，这是基站 捕获失败的一种情况，将在下文详细分析。3.2 基站信道捕获失败基站信道捕获失败，即基站给移动台发送了信道指配消 息，但基站在规定的时间内没有捕获到移动台的反向业务信 道。基站信道捕获是指移动台成功发送起呼消息到达基站 后，基站在前向业务信道上建立信道，发送空帧，并在寻呼 信道上发送信道指配消

11、息(CAM)，开始捕获反向业务信道， 获得后在前向业务信道上向移动台发送反向信道确认消息 (BSAckOrder)。这是基站捕获移动台的过程，在中兴 ZXC10 CDMA 1X 网络应用中，在基站侧，信道捕获失败主要受两 个定时器的约束，一个是信道捕获定时器 Tacquire，在 BSC 的呼叫处理系统中 CHM 模块实现；另一个是语音呼叫建立定 时器 TsetupVoiceCal 或 数 据 呼 叫 建 立 时 长 定 时 器 durTsetupDataCall，在 BSC 的选择器 / 声码器系统中 SDM 模块实现。在基站建立信道后，如果在规定时间内(最大时长 为 2s)，没有收到基站信

12、道捕获成功消息，CHM 则认为本次 信道处理可以结束，为此在基站建立信道成功时激活定时器 Tacquire，若定时器超时（最大时长为 2s），且已收到了 SDM 的连接消息，则 CHM 向 SDM 发送捕获失败的消息，但 SDM 并没有直接向上层上报捕获失败，而是要等待到规定的时间 ( 最 大 时 长 是 3s) ， 为此 SDM 连 接 后 激 活 定 时 器 TsetupVoiceCal 或 durTsetupDataCall；若定时器超时，而 且没有收到 CHM 的信道捕获成功消息，则 SDM 向上层发送 捕获失败的消息，基站释放业务信道，移动台结束呼叫，返 回空闲状态。观察 BSC 侧

13、报告，可以发现，几乎所有的信道 捕获失败，都是由 SDM 的定时器超时而发起释放的，其实这 种超时报告是由多种原因造成的，与基站相关参数、定时器、 前向信道增益、导频的 Ec/Io 等有关。在基站捕获失败的过 程中同时可能发生移动台捕获失败，下面对基站捕获失败进 行重点分析。（1）基站发送的信道指配消息不能到达移动台 如果基站发送信道指配消息，但在传输中发生寻呼信道失败，致使信道指配消息丢失，从而引起接入失败，主要原2004.973技技术术探探讨讨Technology InterchangeCDMA 网络接入失败的原因探讨因是寻呼信道的增益不足。寻呼信道的功率必须根据导频 信道的功率大小来设置

14、，如果寻呼信道功率太低，会使系统 前向覆盖受限。（2）基站发送的信道指配消息成功到达移动台，但移动 台没有获得前向业务信道由于 MS 发送起呼消息后等待信道指配消息时间的时 间最长可达 12s,而在这时段基站先建立信道， 并发送 NULL 帧，然后发信道指配消息给 MS，如果信道指配消息 到达太晚，到达时移动台已等待超时返回空闲状态，移动台 在空闲状态下接收到上次呼叫的信道指配消息将拒绝。这 种情况主要是参数设置和 BSC 内部配合的问题。由于基站在业务信道上发送空帧让 MS 搜索，移动台必 须在0.2s内成功搜索到该信道，否则视为放弃，假设MS比 较早的收到了信道指派消息，则 MS 会转到相

15、应的业务信道 上，先监听前向业务信道的 NULL 帧，如果在 T50m 内没有 收到 N5m 个 20ms 好帧的话，MS 识别前向业务信道失败直 接退出，不会发送前缀。这种情况主要是因为 PN-Offset 干扰而出现有多个基站发送相同 PN 相位，不同基站的多径 信号落入同一搜索窗口内，致使移动台不能正确区分基站， 从而不能成功解调出目标信号，出现这种情况应该进行 PN 的优化和相应区域基站小区的调整。（3）移动台成功获得前向业务信道，基站不能成功获取 反向业务信道由于移动台开始在反向业务信道发送前缀后，移动台 必须在 2s 内 接 收 到 基 站 发 送 反 向 信 道 确 认 消 息

16、(BSAckOrder)，否则移动台将放弃，重新初始化。出现这 种情况，可以查看基站侧报告，如果基站没有发送出反向信 道确认消息(BSAckOrder)，则可能存在以下几种情况：假定 MS 已经捕获到前向信道，MS 会在反向业务信道 上发送前缀，如果在发送前缀期间，MS 发现丢掉了前向信 道，也会停止发送前缀，直接退出；移动台开始发送前缀， 但发射功率不够，移动台在接入信道通过接入试探，得到了 对 Tx_Adj 值的粗略估计，但是从 MS 结束发送接入信道前 缀，到再次打开发射机发送业务信道前缀之间的时间间隔 大约为 800ms1000ms，无线环境可能发生很大变化，致 使估计好的移动台发射功率不足；另外，接入信道的速率为 4800b/s，而业务信道前缀为 9600b/s，两者的处理流程很 相似，处理增益相差 3 个 dB，也可能致使移动台发送功率 不足，基站不能成功获取反向业务信道。假定移动台在反向信道正常发送，有许多设备的实现 方式或流程配合的问题仍然会造成 BS 捕获信道失败。由于 BS 捕获参数设置不合理造成捕获失败，如基站捕获的门限值设置过高，使得捕获可靠