多载频基本原理
1.1. 手机的待机频率选择
1.1.1. 手机开机后待机频率选择
在手机出厂时,在手机中会保存一个漫游列表(Roamming List,可以保存在手机中也可以保存UIM卡中)的数据结构,该列表记录一个或多个频点,按优先级别排列,该列表可以通过Qualcomm的QPST或Cait软件更改,也可以直接通过终端菜单更改。
手机开机时根据漫游列表中的频点按其优先级依次搜索导频信道。当手机搜索到一个载频(如283信道)的导频信道时,它进入该载频的同步信道获取Sync Message,时钟同步成功后,然后转入该载频的寻呼信道。
终端在寻呼信道上会监听信道列表消息(CDMA channel list message),该消息中会告诉终端当前的小区配置了寻呼信道的载频频点数目及频点信息。
例:电信网络配置有双载频,一个是283,一个是201,如果两个载频都配置有寻呼信道,则两个载频的寻呼信道发送CDMA channel list message时都会包含另一个载频的信息,如果只有283配置有寻呼信道,则CDMA channel list message消息中只有283的频点信息(虽然201的载频也实际存在)。
手机就是根据这条CDMA channel list message消息来确定自己该呆在哪一个载频,手机收到CDMA channel list message后,如果两个载频都配置有寻呼信道,终端根据自己的IMSI决定是否去第二载频。如果手机计算出需要去第二载频,手机将重新搜索第二
载频的导频信道,如果搜索到第二载频的导频信道,手机将进入第二载频的寻呼信道。这样保证了所有手机能基本均匀待机在两个载频上。
如果基站在第二载频只配置了导频信道,没有配置寻呼信道,基站会在第一载频的寻呼信道上发送CDMA channel list message,告诉手机基站只有一个载频有寻呼信道。因此所有手机会待机在第一载频的寻呼信道。
理论上,第二载频必须配置导频信道,可以不配置寻呼信道。是否配置寻呼信道,主要是根据寻呼信道的负荷来定。如果BSC的用户多,寻呼量大,超过了一个寻呼信道的负荷,则可以在第二载频配置寻呼信道。基站将根据手机的IMSI计算出应该在哪个载频的寻呼信道寻呼该手机。
手机和基站使用相同的哈什函数来计算手机的待机载频。哈什函数的变量有:IMSI、寻呼信道发送的CDMA channel List message中载频的数量。
在计算频点时,HASH_KEY等于(IMSI-S1+224×IMSI_S2)的最低有效的32个比特(如果哈什函数被用于决定接入信道的PN的随机化,HASH_KEY将等于移动台的ESN)。
哈什值R按以下计算:
R = N×([40503×(L⊕ H⊕ DECORR)] Mod 216)/216
其中:
L为HASH_KEY中的0-15比特。
H为HASH_KEY中的16-31比特。
这里比特0为HASH_KEY中最低有效的比特。
N为最近CDMA channel list message中的载频数。
16比特修改参数DECORR为0。
手机的待机载频为CDMA channel list message中第R+1个载频。
1.1.2. 手机呼叫释放(或异常掉话)后待机频率选择
当手机呼叫释放之后会重新搜索系统,其搜索频点的准则是:
首先搜索原先待机的频点,如果该频点无法锁定系统,终端则重新读取终端中保存的Roamming List中设置好的频点,如上所述,按其优先级高低重新搜索系统。但这样重新锁定系统时间会比直接搜索原待机频点要长很多。
1.2. 手机的通话频率(跨频指配原理)
当手机起呼或被呼时,基站会从所有载频的空闲业务信道中分配一个业务信道。如果某个载频的负荷较小,基站则会分配该载频的业务信道给手机,即使此载频与手机的待机频率不同。基站会尽量保证两载频负荷相等。
由于数据用户占用功率资源较大并且具有突发性和瞬时性,不易计算其对载频负荷的影响。考虑到当前系统需要优先接入语音用户,不能将语音用户和数据用户并同计算。对
于数据业务的用户的接入,采用绝对平衡的算法分配载频,即数据用户均匀的指配到两个载频上,由两个载频当前的功率来数据用户需要申请的最大数据速率。
这里有两个参数确定手机通话时的频率,一是呼叫保持门限(CarrierCallThreshold),一是跨频率指配门限(CallComTheshold),这两个参数一起作用,实现平衡两个载频的负荷。
呼叫保持门限即当前MS 优选(接入)的载频可以保持的最多语音用户数,如果当前MS 优选载频的用户数没有达到这个门限值,则可以继续指配这个载频给该MS,否则进行跨频指配门限的比较。跨频指配门限是指当前MS 优选的载频的语音用户数已经达到该载频的呼叫保持门限,但该优选载频的语音用户数与两个载频中最小的语音用户数之差是否满足小于跨频指配门限。如果该差值小于跨频指配门限,则继续分配该MS 优选载频,否则要指配MS 到另外一个载频上。利用呼叫保持门限和跨频指配门限可以很好的平衡两个载频下接入的语音用户的数目。
这两个参数的作用是:比如一个小区的第一载频的“跨频指配门限”设为3,“呼叫保持门限”设为20,用户在该载频上起呼,CCM 的数据库模块就会判断该载频资源(主要是TCH 资源)的利用情况,如呼叫保持的数目已经大于20,且比第二载频的资源利用多于3 个,条件满足就会发生跨频支配,将资源分配在第二载频上。边界小区为了减少发射半软切换,强迫手机在边界小区起呼时尽可能多的往第一载频上分,非基本载频的“跨频指配门限”为2,“呼叫保持门限”为8。