专利名称：一种改善码分多址系统呼叫性能的方法
技术领域：
本发明涉及CDMA蜂窝通信领域，尤其涉及改善CDMA蜂窝系统呼叫性能的方法。
背景技术：
随着蜂窝网络的迅猛发展，用户对网络服务质量的要求越来越高，不仅仅满足于能够拨打电话，而且要求减少出现呼叫失败的次数，缩短接入时间，这就要求在网络设备设计时考虑到用户使用的可靠性和健壮性。
在目前的CDMA1X系统中，终端呼叫(包括语音呼叫以及数据呼叫)遵循着3GPP2组织发布的协议《Upper Layer(Layer 3)Signaling Standardfor cdma2000 Spread Spectrum Systems》和《3GPP2 Access NetworkInterfaces Interoperability Specification》等。这些协议对终端呼叫给出了一个框架性的流程。
图1是协议中给出的使用业务协商的一次终端起呼的流程图。在这个流程中，基站(BS)接收到终端(MS)发出的起呼消息(Origination Message)或者寻呼响应消息(Page Response Message)后进行应答，然后发送信道指配消息(Channel Assignment Message)给MS，在此之后，MS和BS之间将经历前、反向业务信道捕获、握手、业务协商等阶段，直至呼叫成功。
随着城市的蜂窝网络越来越密集，无线网络环境将趋于复杂，具体表现为网络覆盖区域内导频信号增多，导频信号强度波动大，空闲切换和软切换都很频繁。空闲切换频繁将会导致一系列问题，按照现有协议定义的呼叫流程，在某些场景下就会导致终端呼叫失败。
下面结合图1，给出一个典型呼叫失败的过程当终端待机在基站A的一个扇区PN1上，发起一次起呼或者是寻呼应答，启动一次呼叫流程，基站A按照流程向MS发出了应答消息Base StationAck Order，如果在终端启动呼叫之后，PN1的导频强度出现了一次快速、大幅的衰落，直到基站A发应答消息时PN1的强度还是没有恢复到足够好的程度，那么MS将很有可能无法接收到前向链路上发出的应答消息。由于基站A无法知晓终端的情况，所以基站侧继续按照流程实施，在寻呼信道上发送信道指配消息CAM(Channel Assignment Message)，由于应答消息和信道指配消息之间间隔很短，所以，终端丢失CAM的概率也很大。
在以上过程发生后，基站A将进入等待捕获反向业务信道前缀的状态，终端却停留在等待证实消息的状态，虽然终端会在一段时间(ACC_TMO)后重发呼叫消息，PN1的强度也恢复了正常，但是根据协议流程的描述，基站A对于终端重发的呼叫消息会在层2回复证实消息，但是除此之外在层3就没有任何的操作了(CAM消息是层3消息)。这样的状况一直持续下去，会出现基站A等待捕获反向业务信道前缀的定时器到时的情况，产生了一次呼叫失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改善CDMA系统呼叫性能的方法，减少现有技术中存在的密集网络中导频信号强度波动大导致的呼叫失败。
为了解决上述技术问题，一种改善码分多址系统呼叫性能的方法，包括以下步骤(a)根据呼叫测试的结果，在基站配置信道指配消息的重发次数N和相邻两次重发该消息的间隔时间Ti，i＝1～N；(b)基站收到终端发出的第一次呼叫消息后，在寻呼信道上给予应答，然后发送第一次信道指配消息；(c)基站保持已分配资源不释放，然后根据设置的时间间隔Ti重发第i次信道指配消息，如果成功捕获反向业务信道，则停止重发，转入后续业务协商阶段。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a)中对N和Ti的设置进一步是通过以下步骤来完成(a1)进行移动呼叫测试，获取M次呼叫失败样本；(a2)根据呼叫失败样本确定这些呼叫从发出第一次试探到收到基站的证实消息的时间，计算密集网络下导频信号强度快速波动的周期Tsignal，再根据该周期设置相邻两次重发信道指配消息的间隔时间Ti；(a3)计算可用于信道指配消息重发的时间范围Tlength，根据Ti、Tlength设置信道指配消息的重发次数N。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a1)中，还记录测试过程中通过一个接入试探获得呼叫成功的一次试探成功样本，对这些一次试探成功样本中“前向业务信道指配消息”到“发出业务协商完成消息”的时间长度取均值得到Tconsume。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a3)计算可用于信道指配消息重发的时间范围Tlength时，采用以下公式Tlength＝(T10-Tconsume-Tacquire)/2其中，T10来自系统设置，Tconsume来自于计算，Tacquire为捕获前反向业务信道的时间长度，来自经验值。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a2)中，根据Tsignal设置相邻两次重发信道指配消息的间隔时间Ti时，是采用递增的方式来设置的，且T1要小于Tsignal。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a2)中，根据Tsignal设置相邻两次重发信道指配消息的间隔时间Ti时，是将Ti设置为小于Tsignal的相等的值。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a2)中，根据所述呼叫失败样本从发出第一次试探到收到基站的证实消息的时间，计算密集网络下导频信号强度快速波动的周期Tsignal时，是采用以下公式来计算Tsignal=1M*[ΣjM(Aj-1)]*X]]>
其中，Aj是第j个失败样本中接收到基站证实消息的接入试探的个数，X是根据系统配置参数算出的两次连续的接入试探之间的时间间隔。
由上可知，本发明方法克服现有技术中呼叫流程不完善的缺点，与现有技术相比，达到了减少呼叫失败，缩短呼叫时长的效果，节省了运营商网络优化的成本，提高了终端用户的满意度。
图1是协议中给出的使用业务协商的一次终端起呼的流程图。
图2是本发明实施例改善CDMA系统呼叫性能的方法的流程图。
图3是本发明实施例中二次指配的示意图。
具体实施例方式
下面以某市区CDMA网络的呼叫性能优化为例，参照附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。本发明实施例改善CDMA系统呼叫性能的方法包括以下步骤步骤110，获取当前CDMA系统对下列参数的设置ACC_TMO、MAX_CAP_SIZE、PAM_SIZE、PROBE_BK_OFF，其中ACC_TMO，终端发出一次接入试探后，将等待基站返回的证实消息。如果等待时间超过(ACC_TMO+2)×80ms后，将认为这次试探失败，将准备重新发送接入试探。
MAX_CAP_SIZE为接入信道消息包的最大长度。
PAM_SIZE为接入信道的前缀长度。一个接入试探是由两个部分组成的，前面一部分是前缀，便于基站进行反向捕获，后面一部分是真正的接入消息内容。
PROBE_BK_OFF为接入信道试探回退范围。结合前面介绍的ACC_TMO，终端在等待(ACC_TMO+2)×80ms后，并不是立即重新发送接入试探，而是等待一个随机时延，这个随机时延的范围是1～1+PROBE_BK_OFF，单位为slot。
在图2所示的一个应用实例中，假定ACC_TMO＝2(没有单位)；MAX_CAP_SIZE＝3；PAM_SIZE＝2；PROBE_BK_OFF＝0。
步骤120，在密集城区进行移动呼叫测试，获取M次类型a的呼叫失败样本，并记录测试过程中所有通过一个接入试探获得呼叫成功的数据(简称一次试探成功样本)；在图2的应用实例中，在该市密集城区进行移动呼叫测试，直到获取30次类型a的呼叫失败样本，并记录测试过程中所有一次试探成功样本数据。这里的试探(probe)是指移动台每一次在接入信道上发出的起呼消息。
步骤130，确定第j个失败样本中终端是在第Aj个接入试探上接收到基站的证实消息；在上述应用实例中，对每一个失败样本进行分析，统计每一个样本中终端发出的接入试探数量Aj。终端能够接收到基站的证实消息，说明此时网络的导频信号强度已经达到可以正常通信的水平。
步骤140，计算密集网络下导频信号强度快速波动的周期Tsignal；Tsignal是一个在一定范围内波动的随机值，因此可以对获取的若干次失败样本进行统计，获取均值TsignalTsignal=1M*[ΣjM(Aj-1)]*[(Acc_TMO+2)*0.08s+]]>(1+1+PROBE_BK_OFF)/2*0.02s+(MAX_CAP_SIZE+3+PAM_SIZE+1)*0.02s]]]>其中，[(Acc_TMO+2)*0.08s+(1+1+PROBE_BK_OFF)/2*0.02s+(MAX_CAP_SIZE+3+PAM_SIZE+1)*0.02s]的作用是算出两次连续的接入试探之间的时间间隔。这个时间间隔由3个部分组成，第一个部分是等待应答超时阶段，长度为Acc_TMO×0.08s，第二个部分是接入信道试探回退范围阶段，时间长度从1到1+PROBE_BK_OFF不等，考虑到是随机时延，按照均匀分布的概率进行计算，认为时间长度为取值范围的中值，也就是(1+1+PROBE_BK_OFF)/2个slot，第三部分是接入消息包本身传输的时延，等于(PAM_SIZE+1+MAX_CAP_SIZE+3)×0.02s。
在上述应用实例中，假定计算出Tsignal＝500ms；步骤150，设置相邻两次重发CAM消息的间隔时间Ti，该Ti指的是第i次CAM消息和第i-1次CAM消息之间的时间间隔，其中i的范围是1～N，N为重发CAM消息的次数；确定Ti值需要考虑Tsignal。如果Ti值远小于Tsignal，将导致发送过多无用的CAM消息，加重寻呼信道的压力，如果Ti值远大于Tsignal，则无法发挥增加呼叫健壮性的作用。
将密集网络的导频强度快速波动等效视为周期性的波动函数，那么设置Ti需要避免重发CAM消息发生在导频强度衰落的时刻，因此可以采用递增周期发送CAM消息，设置Ti＝Tsignal/4+(i-1)×Tsignal/2在上述应用实例中，采用递增周期发送CAM消息，利用公式计算可得T1＝125ms，T2＝375ms，T3＝625ms，T4＝875ms，T5＝1125ms......；为方便计算，将Ti向下取整，因此T1＝100ms，T2＝300ms，T3＝600ms，T4＝800ms，T5＝1000ms......；步骤160，对所有一次试探成功样本统计“前向业务信道指配消息”到“发出业务协商完成消息”(如图1中的“业务连接完成消息”)的时间长度，并求均值Tconsume，该时间长度内包含了前反向业务信道捕获时间长度Tacquire、业务信道握手时间长度Tackorder、业务协商的时间长度Tnegotiate；在上述应用实例中，计算出Tconsume＝2500ms；步骤170，计算可用于CAM消息重发的时间范围Tlength；计算Tlength是为了确定CAM的重发次数N，而确定N值需要考虑以下几个方面的因素1、交换机侧T10定时器的定时长度；
2、终端侧T42m定时器的定时长度；3、捕获前反向业务信道的时间长度Tacquire；4、业务信道握手时间长度Tackorder；5、业务协商的时间长度Tnegotiate；6、两次重发消息之间的时间间隔长度。
由于T42m定时器在协议中默认为12s，而T10定时器在协议中推荐为5s，在应用实施中取为8s，且在类型a的场景中，T10定时器更早启动，所以T42m定时器的影响基本不用考虑，除非T10设置值超过12s。
可用于CAM消息重发的时间范围需要考虑二次指配的设计，二次指配是指基站捕获移动台出现失败后，将不再继续后续的握手和协商等，而是向交换机返回failure，带上一定的原因值，交换侧可以根据原因值进行判断，对于某些原因的失败，交换机可以重新再发一次指配请求给基站，基站侧又重新向终端发CAM消息。
如图3所示，在总时间长度为T10的前提下，存在两个Tlength，两个Tacquire，一个Tackorder，一个Tnegotiate，其中Tacquire和Tackorder、Tnegotiate可以合并为一个Tconsume，所以可用于CAM消息重发的时间范围Tlength＝(T10-Tconsume-Tacquire)/2其中T10来自系统设置，Tconsume来自于第一步的计算，Tacquire来自经验值。当然，在确定Tlength时，也可以直接根据经验值来设定。
在上述应用实例中，Tacquire取1500ms，Tlength＝(T10-Tconsume-Tacquire)/2＝(8-2.5-1.5)/2＝2.1s。
步骤180，在确定相邻两次CAM消息重发时间间隔和可用于CAM消息重发的时间范围Tlength后，可设置CAM消息的重发次数N；在上述实例中，T1＝100ms，T2＝300ms，T3＝600ms，T4＝800ms，T5＝1000ms，Tlength＝2.1s。T1+T2+T3+T4＝1.8s＜Tlength，而T1+T2+T3+T4+T5＝2.8s＞Tlength，即当N为5次则超出了可用于CAM消息重发的时间范围Tlength，所以在上述应用实例中，N为4。
在基站完成CAM消息重发次数N和每次重发的间隔时间之后，使用业务协商的一次终端起呼流程如下步骤一，终端发出第一次呼叫消息，基站在寻呼信道上给予层2应答，并发送CAM消息；步骤二，在发送了该CAM消息后，基站保持已分配资源不释放，并且以Ti的时间间隔发送第i次CAM消息；步骤三，在重发CAM消息的过程中，终端如接收到一个重发的CAM消息，就开始试图捕获前向业务信道，捕获成功后发送反向业务信道前缀，在这段捕获期间，基站依旧按照原先的设定，发送后续的CAM消息，如果基站已经成功捕获了反向业务信道，就会转入业务信道握手阶段，继续完成业务协商，不再发送CAM消息。
因为基站多次重发CAM消息，在这段时间内，只要终端的无线网络环境的快衰落结束，终端就可以接收到该CAM消息，继续完成呼叫流程。
在采用本发明方法前，对该市区CDMA网络性能进行评估，一周时间内呼叫建立成功率平均为98.26％；采用本发明方法后，通过操作维护平台对应用方法后的呼叫建立成功率进行统计，平均值达到98.51％，提高了0.27个百分点，而通过路测得到的呼叫建立成功率为98.61％，均比应用本发明方法之前有了较大的提高。
另外，现有技术中，基站在发出第一个CAM消息后，会启动一个内部定时器，定时器超时之后还未成功捕获信道，就返回失败，对于用户感受而言，这段时间是不可避免的。本发明通过重新发送CAM消息，使得部分终端能够在定时器超时之前成功接收到CAM消息，进而捕获信道成功，这样也就使得用户不必等待这么长时间，达到了缩短呼叫时长的目的。
在上述实例的基础上，本发明还可以有多种变换，例如，在另一实施例中，同样将密集网络的导频强度快速波动等效视为周期性的波动函数，还可以采用相同周期发送CAM消息，设置Ti＝Tsignal/2。在采用相同周期发送CAM消息的方法时，CAM的重发次数N为用Ti整除Tlength。
权利要求
1.一种改善码分多址系统呼叫性能的方法，包括以下步骤(a)根据呼叫测试的结果，在基站配置信道指配消息的重发次数N和相邻两次重发该消息的间隔时间Ti，i＝1～N；(b)基站收到终端发出的第一次呼叫消息后，在寻呼信道上给予应答，然后发送第一次信道指配消息；(c)基站保持已分配资源不释放，然后根据设置的时间间隔Ti重发第i次信道指配消息，如果成功捕获反向业务信道，则停止重发，转入后续业务协商阶段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中对N和Ti的设置进一步是通过以下步骤来完成(a1)进行移动呼叫测试，获取M次呼叫失败样本；(a2)根据呼叫失败样本确定这些呼叫从发出第一次试探到收到基站的证实消息的时间，计算密集网络下导频信号强度快速波动的周期Tsignal，再根据该周期设置相邻两次重发信道指配消息的间隔时间Ti；(a3)计算可用于信道指配消息重发的时间范围Tlength，根据Ti、Tlength设置信道指配消息的重发次数N。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(a1)中，还记录测试过程中通过一个接入试探获得呼叫成功的一次试探成功样本，对这些一次试探成功样本中“前向业务信道指配消息”到“发出业务协商完成消息”的时间长度取均值得到Tconsume。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(a3)计算可用于信道指配消息重发的时间范围Tlength时，采用以下公式Tlength＝(T10-Tconsume-Tacquire)/2其中，T10来自系统设置，Tconsume来自于计算，Tacquire为捕获前反向业务信道的时间长度，来自经验值。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(a2)中，根据Tsignal设置相邻两次重发信道指配消息的间隔时间Ti时，是采用递增的方式来设置的，且T1要小于Tsignal。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(a2)中，根据Tsignal设置相邻两次重发信道指配消息的间隔时间Ti时，是将Ti设置为小于Tsignal的相等的值。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(a2)中，根据所述呼叫失败样本从发出第一次试探到收到基站的证实消息的时间，计算密集网络下导频信号强度快速波动的周期Tsignal时，是采用以下公式来计算Tsignal=1M*[ΣjM(Aj-1)]*X]]>其中，Aj是第j个失败样本中接收到基站证实消息的接入试探的个数，X是根据系统配置参数算出的两次连续的接入试探之间的时间间隔。
全文摘要
本发明公开一种改善码分多址系统呼叫性能的方法，包括步骤根据呼叫测试的结果，在基站配置信道指配消息的重发次数N和相邻两次重发该消息的间隔时间T
文档编号H04W68/02GK1925675SQ20051009855
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者吴赟, 向阳, 曹裕, 刘大中, 陈华, 董文斌 申请人:中兴通讯股份有限公司