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TD-SCDMA網絡GPS同步失效因素分析[圖]
[ 通信界 / 佚名 / www.6611o.com / 2012/3/25 10:57:41 ]
 

在3G三大標準中均是基站同步系統,TD-SCDMA系統是全網同步系統,要求所有基站之間嚴格保持時間同步對于TD-SCDMA通信系統的重要性不言而喻。由于缺乏先進的網絡同步技術,TD-SCDMA基站普遍采用全球定位系統(GPS)同步[目前TD-SCDMA網絡中,由于一些原因,基站無法收到GPS衛星信號,同步失效的現象。

(1)GPS信號收到外界的干擾

GPS工作頻段為1 575 MHz,由于GPS信號從衛星發射到地面之后,已經非常微弱,所以很容易受到外界干擾的影響,很多因素都會對GPS信號造成干擾,比如外太空太陽耀斑的干擾、電離層和大氣環境的干擾、雷電等異常天氣的影響等。在存在干擾的情況下,接收機接收衛星的信號質量會變差,信噪比降低,誤碼率上升,某些時候就會導致接收不到衛星信號。

(2)工程施工原因

在現實大規模建站時,如果GPS天線安裝位置附近存在遮擋或者施工工藝問題造成饋線阻抗過大、饋線頭工藝有問題、饋線進水等因素,使得基站側接收到的GPS信號較弱。

長期同步失效會導致基站間出現定時偏差,定時偏差過大將影響手機鄰區搜索、小區切換、下行導引時隙(DwPTS)對上行導引時隙(UpPTS)干擾和業務時隙交叉。這些將進一步影響網絡質量,造成切換失敗、切換掉話、呼通率下降,嚴重影響用戶在網絡中感受。為此,我們通過測試研究基站由于GPS失步造成的定時偏差對網絡性能和質量的影響,從而確定TD-SCDMA系統能夠容忍的 GPS失步的定時偏差,進一步為選擇替代GPS同步系統的方案提供依據。

1 理論分析

GPS失步造成基站間的GPS定時偏差過大,從TD-SCDMA的幀結構、終端和系統的實現方式分析,GPS失步主要在3個方面造成對系統的影響。

(1)切換及小區重選相關的鄰區測量(或鄰區搜索)

用戶終端(UE)在正常狀態下,都需要以當前小區DwPTS的定時為基準進行鄰區DwPTS搜索,如果相鄰小區定時偏差過大,則UE無法在 DwPTS搜索窗內搜索到臨小區的DwPTS,或者即使可以搜到鄰區但搜索到得鄰區主公共控制信道(PCCPCH)信號差,信干比(SIR)低,嚴重影響網絡的關鍵參數指標(KPI)性能,造成終端的重選和切換問題,如圖1所示。

此外TD-SCDMA中接力切換由于減少了終端上行UpPTS的接入過程,加快了切換過程,增加切換的成功率,但是對于基站間的同步要求比較高,因此一旦基站間GPS失去了同步,終端在專用信道上同步不上(終端在專用信道發送特殊的突發數據,基站收到后確認,表示上行同步成功,然后基站發送特殊的突發數據,終端收到,表示下行同步成功),就很容易切換失敗。

(2)DwPTS對UpPTS時隙的干擾

TD-SCDMA為了避免小區之間下行DwPTS對UpPTS的干擾,在兩個時隙間留出了一個96碼片(chip)的保護(GP)時隙。在GPS失步的情況下,會導致DwPTS時隙和UpPTS時隙間的有效保護時間減少。如圖2所示。

UpPTS時隙干擾的抬升,會造成上行UpPTS信道的覆蓋收縮(在TD-SCDMA系統中電路交換域64k可視電話業務(CS64k)業務的覆蓋最小,因此UpPTS業務信道的覆蓋至少要保證和CS64k同覆蓋),影響單小區邊緣用戶的上行接入,但是在實際網絡中由于PCCPCH接受信號碼功率(RSCP)小于-95 dBm的區域所占的比例極少,因此對呼通率的影響相對較小。

(3)業務時隙的交叉干擾

TD-CDMA系統的每個時隙末尾有一個16 chip

在TD-SCDMA中,每個業務時隙的864個chip長度,因此GPS失步造成的交叉時隙在業務時隙只會干擾部分chip時段,只有GPS失步很大時才會造成明顯的干擾。

2 測試設計

為了定量分析GPS失步對網絡性能和質量的影響,我們在真實網絡環境中進行測試驗證。

(1)測試環境的選擇

在真實網絡中選擇一個高站點,加載可以進行GPS失步設定的基站軟件,造成人為的GPS失步,GPS失步定時偏差可控制和可修改,周圍有1到2圈基站GPS同步正常,30~40個連片小區覆蓋。

(2)測試終端的選擇

軟件用鼎力路測軟件,路測終端用中興通訊U85兩部、大唐8120一部,支持可視電話。

(3)測試中模擬加載的規定

小區模擬加載規定:75%模擬加載,即單時隙加載75%碼道,功率為27 dBm。

(4)測試用例的設計

根據上述的理論分析,共設計了8個測試用例。

(a)基站GPS定時向前偏差

 

作者:佚名 合作媒體:不詳 編輯:顧北

 

 

 
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