CDMA前反向搜索窗指导书.docx
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CDMA前反向搜索窗指导书
资料编码
产品名称
使用对象
内部工程师
产品版本
编写部门
CDMA网络规划部
资料版本
2.0
CDMA2000前反向搜索窗指导书
拟制：
唐春梅陶茂弟
日期：
2003/11/06
审核：
王传奇时宝亚等
日期：
2003/11/06
审核：
日期：
批准：
日期：
华为技术有限公司
版权所有XX
修订记录
日期
修订版本
描述
作者
2003/04/29
V1.0
初稿完成
唐春梅
2003/11/06
V2.0
增加搜索过程、搜索窗与PN_INC关系、搜索窗优化等内容，对原由内容进行了一些调整
陶茂弟
目录
第1章概述5
第2章前向搜索窗5
2.1搜索窗中心位置5
2.2搜索过程7
2.3搜索窗设置8
第3章反向搜索窗11
3.1基站的反向搜索窗机制11
3.2CSM5000搜索器相关内容13
第4章直放站的搜索窗设置16
4.1前向搜索窗的设置17
4.2反向搜索窗设置20
第5章搜索窗优化20
第6章需注意问题22
关键词：
CDMA2000搜索窗设置指导书
摘要：
本文给出了CDMA2000前反向搜索窗设置的原理及实际应用情况。
缩略语清单：
参考资料清单：
1、《CDMA1XBSS网络规划参数配置建议》
2、《CDMA接入机制及CSM5000实现》
3、《CDMA直放站网络规划指导书》
第1章概述
根据对搜索窗的正确认识，合理地设置及优化搜索窗参数，是网络规划优化工作中的一个重要部分。
本文档仅供华为公司工程师内部使用。
第2章前向搜索窗
移动台估计的系统时间包括参考导频的传播时延，而其他导频的时序也是基于自己的传播时延的，所以在检测前向导频时，移动台希望检测的导频并不会正好在预期的时间内到达。
由于移动台并不知道任意给定的导频的传播时延大小，所以它必须在合理的时延窗口上进行搜索，直到找出导频的实际时序。
移动台寻找给定导频时，其搜索宽度称为搜索窗口。
下面将从各搜索窗的中心设置、各搜索窗的大小设置、手机搜索速度等方面来介绍前向搜索窗。
2.1搜索窗中心位置
一、激活集和侯选集搜索窗
1、激活集和侯选集导频搜索使用完全相同的搜索窗（SRCH_WIN_A）；
2、窗口搜索速度要求较快；
3、每个激活集和侯选集导频有一个搜索窗口，激活集导频最多6个，侯选集导频最多10个；
4、每个窗口的中心设置在自己最早到达可用多径位置处。
如：
手机当前激活集和侯选集中共有两个导频：
PN100、PN200，则其搜索窗中心见下图1：
图1SRCH_WIN_A中心设置
通过试验也证明了这一点：
激活集中各个PN有各自不同的搜索窗中心，各个PN的搜索窗中心都设置在各自最早到达的可用多径处。
激活集中同一PN的时延超过其搜索窗一半的多径不能被搜索到。
激活集中所有PN的最早到达的可用多径为参考分支。
二、相邻集搜索窗
1、相邻集导频搜索使用相邻集搜索窗（SRCH_WIN_N）；
2、窗口搜索速度较激活集窗口慢；
3、每个相邻集导频有一个搜索窗口，相邻集导频数95手机最多20个、2000手机最多40个；
4、每个窗口的中心设置在目标导频相对于激活集中参考导频到达时刻的PN码偏置处；
参考导频：
激活集中所有PN的最早到达的可用多径为时间参考分支（timereference），分支所属导频为参考导频。
如果属于同一导频或不同导频的另一多径分量变为最早到达的分量，手机的定时参考也会调整到新的分量上来。
如下图2：
参考导频为PN42，则搜索相邻信PN92时，移动台基于最早到达的参考导频来定位，将加上相对的偏移码片数来找出相邻集的导频。
图2SRCH_WIN_N及SRCH_WIN_R中心设置
三、剩余集搜索窗
1、剩余集导频搜索使用剩余集搜索窗（SRCH_WIN_R）；
2、窗口搜索速度很慢；
3、每个剩余集导频有一个搜索窗口，剩余集搜索的是不在其它三个导频集中的、PN为PILOT_INC的倍数的导频；
4、窗口中心设置与相邻集相同。
2.2搜索过程
对各种不同导频集，手机采用不同的搜索策略。
对于激活集与候选集，采用的搜索频度很高，相邻集搜索频度次之，对剩余集搜索最慢。
整个导频搜索的时间安排见下图所示：
图3手机对导频信号的搜索时间安排
从上图可以看出，在完成一次对全部激活集或候选集中的导频搜索后，搜索一个相邻集中的导频信号。
然后再一次完成激活集与候选集中所有导频搜索后，搜索另一个相邻集中的导频信号。
在完成对相邻集中所有导频信号搜索后，才搜索一个剩余集中的导频信号。
周而复始，完成对所有导频集中的信号的搜索。
手机搜索能力有限，当搜索窗尺寸越大、导频集中的导频数越多时，遍历导频集中所有导频的时间就越长。
2.3搜索窗设置
一、搜索窗设置与PN-INC的关系
搜索窗的大小与PN_INC相关。
如PN_INC为2时，两个相邻扇区PN相位偏移最小可能为2*64chips=128chips。
为了避免PN混淆，要求激活集窗口不能超过10（100chips）。
否则相邻PN信号会落入激活集窗口中，造成导频混淆。
如果PN_INC为4，要求激活集窗口不超过13（226chips）。
搜索窗大小设置与PN_INC的关系可以用两条准则来描述：
1、防止由于大时延，使得干扰导频出现在激活集的搜索窗中，造成导频混淆。
根据这个准则，要求：
PN_INC*64>SA/2+max∆τ
上式中SA代表激活集窗口大小，∆τ代表两导频间的传播延迟差。
即两导频的最小偏移差应大于激活集窗口的一半加上最大的路径传播差。
而最大的路径传播差应该等于覆盖较大的小区的半径（折算成时延）。
2、防止非理想导频出现于相邻搜索窗，即为了避免出现混淆，相邻搜索窗不能重叠。
根据这个准则，要求：
PN_INC*64>SN
上式中SN代表相邻集窗口大小。
而通常SN>SA、SN/2>max∆τ，所以综合上述两个准则后有：
PN_INC>SN/64
如当相邻搜索窗窗口设为13时，PN_INC不应该小于4。
一般来说我们是根据当地的无线环境即系统配置状况，按照搜索窗的设置原则来决定搜索窗的大小。
然后通过选取合适PN_INC的大小来保证上述准则得到满足。
二、SRCH_WIN_A的设置原则
手机在搜索激活集及侯选集中导频时，是分别以各导频自己最早到达多径为中心进行搜索的。
如果某一多径分量与最早到达的分量之间的时延差超过SRCH_WIN_A的一半时，这个多径分量就不能被搜索到，从而会造成干扰。
所以激活集搜索窗大小设置需要并且仅需要考虑该导频自己的多径情况（即该导频的最大时延扩展），根据当地传播环境的色散情况来配置足够大的搜索窗，保证经过不同传播延时后的多径信号，落在搜索窗口内。
但搜索窗又不能过大，否则会使得手机的搜索导频的频度变慢，影响网络性能。
因此需要在满足对多径分量搜索的前提下将搜索窗设小，以满足系统性能对搜索频度的要求。
一般城区传播时延为7nus左右，对应搜索窗口建议为20chips，平坦地区传播时延在2uns左右，搜索窗口可以设得小些。
当移动台接收到SRCH_WIN_A的值大于或等于13时，移动台将存储并使用13（226chips）（此时手机只能按226chips来搜索，320chips不起作用）。
。
激活集搜索窗口大小建议值取5。
下表给出了搜索窗设置大小与窗口的实际码片数的对应关系。
表1导频集搜索窗口
SRCH_WIN_A
SRCH_WIN_N
SRCH_WIN_NGHBR
SRCH_WIN_R
CF_SRCH_WIN_N
窗口大小
（PN片数）
SRCH_WIN_A
SRCH_WIN_N
SRCH_WIN_NGHBR
SRCH_WIN_R
CF_SRCH_WIN_N
窗口大小
（PN片数）
0
4
8
60
1
6
9
80
2
8
10
100
3
10
11
130
4
14
12
160
5
20
13
226
6
28
14
320
7
40
15
452
手机搜索速度：
通过以下工具计算手机搜索时间，可以粗略得出：
设搜索窗设置为5、8、9，激活集、侯选集、相邻集中导频分别为3、2、20，PILOT_INC为4时：
搜索一遍激活集时间约为0.09秒，搜索一遍相邻集时间约为1.34秒，搜索一遍剩余集时间约为2.4分钟。
（参见附件1。
）
另有资料显示（来源不能确定，仅提供参考）：
手机搜索器的搜索速度最大为4800chips/秒；对于活动/候选导频集和相邻导频集而言，网络设计者应满足如下对搜索速度的要求：
a）.每秒时间内，手机搜索器应至少搜索活动/候选导频集4～6次；
b）.相邻导频集应至少在1.5秒内搜索一次。
可以看出，如果当各搜索窗设置过大时，手机搜索速度减慢，会引起掉话、切换不成功等问题，影响网络质量。
三、SRCH_WIN_N的设置原则
相邻集搜索主要是搜索系统下发的邻区，当移动台处于切换状态时，系统将各切换分支的邻区合并后下发，并优先搜索优先级较高的导频。
还需要注意，邻区太多会直接影响下发邻区列表消息体的长度，在一定程度上也增加了接入慢甚至接入失败的概率。
由于中心设置在相邻导频相对于参考导频到达时刻的PN码偏置处，所以相邻集搜索窗的设置不仅要考虑相邻导频自身的多径时延，还必须考虑相邻导频与参考导频的相对传播时延（也可理解为距离差）。
要使得经过传播延时后的相邻导频信号能落在相邻集搜索窗口内。
当窗口小于该相邻导频相对参考导频的时延时，在相邻集搜索中搜不到该导频，将严重影响软切换。
一般情况下设成该建议值就可以，但在相对时延较大或直放站等具体情况下需要考虑增大。
设置过大的相邻集搜索窗，如设置大于130个码片，将使手机的搜索速度慢，会影响切换和掉话。
对于需要设置大搜索窗的情况，需在搜索窗口大小和搜索速度之间进行折衷。
相邻集搜索窗大小建议值取8。
四、SRCH_WIN_R的设置原则
剩余集搜索的是那些PN为PILOT_INC的倍数导频。
与相邻集同，根据剩余导频与参考导频的相对传播时延配置。
当网络建设初期，基站的相临集的配置可能有疏漏，不能保证有用的PN都加入到了相临集中，需要将SRCH_WIN_R设得较大以搜索漏配的邻区。
当网络优化工作结束后，可以将该值设为零，以提高移动台搜索速度。
剩余集搜索窗大小建议值取9。
第3章反向搜索窗
对反向信号的搜索，由基站信道板（BCPM）上的CSM5000芯片完成，以下不仅介绍了基站的反向搜索窗的相关参数及不同应用，还列出了CSM5000的搜索器searcher及其相关参数。
文中的对应BTS版本为：
V100R001B02D008、V100R002B01D002、V100R002B01D003。
3.1基站的反向搜索窗机制
基站搜索反向信号使用两个搜索窗：
公共信道搜索窗、业务信道搜索窗。
在基站反向捕获手机业务信道之前（如反向TCHPreamble），基站使用公共信道搜索窗搜索反向接入信道，包括移动台接入过程及业务捕获过程。
一旦捕获业务后，由公共信道搜索窗转为使用业务信道搜索窗。
无论呼叫或是切换目前都采用这种方式。
主要的反向搜索窗参数如下：
1、maxcellr
定义：
最大小区半径，单位：
千米。
（说明：
该参数在V100R001B02D007版本及以前版本、V100R002B01D001版本中，此值为双向小区半径（可以理解为小区直径），单位是公里。
例：
maxcellr=80，则小区半径为40km。
在V100R001B02D008版本和V100R002B01D002、V100R002B01D003版本中，此值设置为小区半径，单位是公里。
）
设置范围：
1~125
默认值：
39
维护台命令：
SETBTSSECTORPARA
作用：
该值用于计算反向公共信道搜索窗大小。
如：
maxcellr=39，即小区半径是39km。
将公里（直径）转换成码片，5×64chips，即为公共信道的搜索窗大小。
该搜索窗中心设置在公共搜索窗口的一半处，即为基站位置处。
不同的芯片支持的范围不同。
同时，选择不同的小区模式时，基站支持的小区半径也不同。
在CDMA1X系统中，CSM5000芯片支持的最大小区半径为：
小区模式
参数范围（chips）
最大小区半径（km）
小小区模式
0~1024
125
大小区模式
0~2048
250
2、tchschwsz
定义：
tch窗口尺寸，单位：
64chips。
设置范围：
1~16
默认值：
1（此参数在V100R001B02D007版本及以前版本、V100R002B01D001版本中默认为3）
（说明：
由于V100R001B02D008版本和V100R002B01D002、V100R002B01D003版本打开了AutoCenter功能，所以从信道板资源和性能考虑，可以将业务信道搜索窗口调整为1（1×64chips）。
因为CSM5000可以自动将搜索中心调整，在反向较好（FER<90％）的实际环境中，不需要将业务信道搜索窗口设置过大。
）
维护台命令：
SETBTSSECTORPARA
作用：
该值用于设置反向业务信道的搜索窗大小。
如：
Tchschwsz=1，即反向业务信道搜索窗大小为64chips。
打开搜索窗口动态调整功能时，搜索窗中心由CMS5000芯片自动跟踪。
3、enschwadj
定义：
搜索窗口动态调整。
设置范围：
0（disable），1（enable）
默认值：
1
说明：
在V100R001B02D007版本及以前版本、V100R002B01D001版本中，这个功能是没有打开的，也就是此参数为disable，但是在V100R001B02D008版本和V100R002B01D002、V100R002B01D003版本中，这个参数一定需要打开为enable。
在没打开该功能时，一旦基站捕获手机后，将使用业务信道搜索窗口进行搜索，而此时的搜索中心与公共信道中心相同，而业务信道搜索窗口远小于公共信道搜索窗口，在有外来干扰和信号剧烈变化时，容易造成手机掉话。
维护台命令：
SETBTSCPPARA
作用：
此功能是让CSM5000芯片自动在反向搜索手机，这样随着手机的移动，搜索中心会相应进行移动，以确保手机始终处于反向搜索窗口中。
3.2CSM5000搜索器相关内容
CSM5000内部有两类搜索器searcher_95和searcher_2000。
这两类搜索器是相互独立的，分别用于IS95和IS2000。
反向ACH信道的搜索是由searcher_95来实现的。
使用searcher_95和searcher_2000是根据不同的反向CDMA信道类型：
searcher_95：
●R-ACH
●R-FCH,RC1,andRC2
●R-SCcH,RC1,andRC2
searcher_2000：
●R-PICH,whichsupports
●R-EACH
●R-CCCH
●R-DCCH
●R-FCH,RC3,andRC4
●R-SCH,RC3,andRC4
CSM5000搜索器主要参数有：
1、MAX_RACH_FRACTION：
在RACH信道的preamble搜索阶段，分配给接入信道的搜索器搜索能力的最大比例。
CSM5000的搜索器被所有的分析信道所公用，但是搜索器的搜索能力有限，这就存在不同信道间分配搜索能力的问题。
如果RACH占用的搜索能力过多，其他信道的搜索就会受到影响；如果RACH分配的搜索能力过小，会影响到接入成功率；因此需要找到一个平衡点。
其计算公式描述如下：
其中，N为一个CSM5000中设置的RACH数，NUM_RAKES为搜索空间（IS95中的RAKE接收机个数），NUM_PASSES为搜索次数，PAM_SZ为反向接入信道的前导帧长度（APM中的PAM_SZ）。
取值范围：
0～32（单位为最大搜索能力的1/32）
2、SEARCH_MODE：
基站对反向信道的搜索模式。
不论是反向接入信道还是反向业务信道，都包括两个部分，preamble和data部分。
发送preamble的目的是帮助基站捕获移动台，data部分则包含实际的业务信息。
为了提高反向接收的性能，针对反向信道的不同部分有不同的搜索模式。
取值范围：
0或1。
其中0代表CSMMIF_SEARCH_MODE_PREAMBLE；1代表CSMMIF_SEARCH_MODE_DATA。
推荐值：
RACH0
RFCH、RSCCHRC1/RC2Preamble0
RFCH、RSCCHRC1/RC2Traffic1
RFCH、RSCHRC3/RC4Preamble0
RFCH、RSCHRC3/RC4Traffic1
3、MAX_SEARCH_PASSES：
在RACH、REACH或RCCCH帧的preamble部分时，搜索器遍历RACH、REACH或RCCCH搜索空间的最大次数。
如果搜索次数过小，捕获移动台的可靠性降低；如果设置过大，则会消耗过多的搜索能力，影响业务信道的捕获。
取值范围：
1～4
推荐值：
RACH4
REACH、RCCCH4
4、MAX_RACH_SEPARATION：
同一个用户的RACH的不同多径之间的最大时间间隔。
在RACH上有一个最强的径，当其他径与该径的时间差大于该值时，基站不会接收该径。
当设置过大时，其他用户的信号有可能落入该用户的合并空间，导致冲突而使得接入失败；如果设置过小，则会导致本用户的有用多径无法被基站锁定接收，也会降低接入的成功率。
取值范围：
8～512，单位：
1/8chip
推荐值：
80（10chip）。
5、SRCH_TO_FING_PCGS
该参数控制的是在RACH上，当停止搜索并最后一个finger指配完成后，开始接收消息包前的PCG个数。
其中，PCG是功率控制组，每个20ms帧分为16个PCG，每个PCG中包含一个功控比特信息。
PCG也可以看作是时间单位，代表1.25ms的时间。
取值范围：
0～4（PCG）
推荐值：
2
6、SearchStartOffset：
反向信道搜索起始点。
对于反向信道，CSM5000处有一个搜索窗口，只有当信号落入该搜索窗口时，才能被CSM5000捕获并解调。
搜索窗口有两个参数：
搜索中心（searchcenter）和搜索窗口大小（searchwindowsize）。
取值范围：
搜索起始点＝搜索中心－（搜索窗口大小）/2。
搜索起始点不能为负值，最小为0。
推荐值：
对于反向接入信道，searchStartOffset固定从0开始；对于反向业务信道，搜索起始点由上面的公式决定。
7、SearchWindowSize：
（搜索窗口大小）
反向业务信道搜索窗口的大小。
取值范围：
0～32，单位是64个chips，1个chip为244m。
推荐值：
对于反向接入信道，搜索窗口大小为整个小区半径；对于反向业务信道，分为两个过程，在捕获移动台前，搜索窗口大小为整个小区半径；在捕获移动台后，搜索窗口调整为1。
8、EnableSearchWindowAdjust：
搜索中心自动调整
搜索中心自动调整功能使能。
打开该功能后，csm5000根据接收的反向信号自动调整业务信道的搜索中心，可以省去计算搜索中心，并且提高搜索效率。
取值范围：
1－打开该功能；0－关闭该功能
推荐值：
1
具体基站参数配置见《CDMA1XBSS网络规划参数配置建议》。
第4章直放站的搜索窗设置
在直放站的应用中，系统参数受影响最大的是前反向搜索窗的设置，搜索窗的设置与直放站引起的时延大小有关。
时延大时，应该增加搜索窗设置，时延小时，减小搜索窗的设置值。
在直放站的应用中，时延来自于几个方面，与具体的环境密切相关，这里将以一个示例来说明时延分析过程。
在下面的示例中，以一个光纤直放站为例。
假设直放站的信号从施主基站A扇区引出。
假设从施主基站到直放站的光纤拉远的距离为25km。
手机所处的位置如下图所示，处于两扇区的交界。
假设手机在该处可以收到扇区B的信号以及直放站的信号，手机离扇区B的距离为10km，离直放站的距离为10km。
以手机所在点为参考点进行分析。
图4直放站组网时延分析图
1、基站扇区B信号到达手机的时延
DelayB=10km/（（0.244km/chips）=41chips
2、直放站A1信号到达手机的时延
DelayA1=光纤传播时延+直放站信号无线传播时延+直放站处理时延
这里，光纤拉远距离为25km（信号在光纤中的传播时延为0.2km/chip），直放站的无线传播距离为10km。
根据直放站规范中对时延的要求，其处理时延不应大于5s，这里按5s计算，则
DelayA1=5s/（1/1.2288Mhz）+25km/（0.2km/chips）+
10km/（0.244km/chips）=6+125+41=172chips
注：
以上举例仅表明计算直放站时延的方法，具体计算需要根据不同的硬件设置进行。
如对进行了时延补偿的光纤直放站，要将补偿的时延减去。
3、两路信号的相对时延
手机接收的来自扇区B的时延，与来自直放站A1的信号之间的相对时延如下：
相对时延=172—41=131chips
4.1前向搜索窗的设置
一、激活集搜索窗
激活集搜索窗的设置主要取决于当地多径的复杂情况，取决于各多径信号之间的相对时延。
在直放站与施主基站之间没有交叠覆盖区时，直放站的使用基本上不影响多径条件，所以激活集搜索窗设置可以保持不变。
但若直放站与施主基站的无线传播环境不一致时，可能导致两个覆盖区域的多径扩展时延有较大差异，则应依据较大的多径扩展时延来设置激活集搜索窗。
此时，与其有软切换关系的小区激活集也应该相应改变。
在实际应用中，施主扇区和直放站的覆盖区之间可能存在重复覆盖的区域。
在交叠覆盖区域，多径信号将可能来自于施主扇区和直放站，此时多径之间的相对时延将可能达到最大。
假设上例中A扇区和B扇区的位置交换，其余不变，则A扇区的覆盖区与其提供的直放站的覆盖区相交叠。
在交叠区的多径相对时延大约为131chips，为了能够搜索到有用多径，搜索窗要求设置为至少是相对时延的2倍。
根据协议，此时搜索窗的设置应为14即320chips（大于2*131chips），（还需注意：
手机认可的最大的激活集搜索窗为13即226chips）,已经远远大于80chips。
此时，所有与直放站邻近的小区及直放站的施主扇区中的搜索性能下降。
根据上述的分析，建议在实际应用时，直放站与施主基站的覆盖区尽量不要有交叠。
结合目前Qualcomm对搜索窗设置的建议来分析，当直放站与施主基站之间的相对时延大于40chips（大约相当于10km）时，建议两者的覆盖区域不要存在重叠的部分。
若实际组网条件下，当直放站与施主基站之间的相对时延大于40chips时，仍然存在有重叠区域的组网情况，则应该增大搜索窗的设置，此时，在密集市区对手机搜索性能的影响较大；在基站分布稀疏的区域，由于邻区关系也较少，因此，影响应该稍小，因此，在这种区域使
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