【资料名称】：搜索窗理解小结

【资料作者】：无

【资料日期】：2009-9-20

【资料语言】：中文

【资料格式】：DOC

【资料目录和简介】：

搜索窗理解小结
1 前言
搜索窗（SEARCH_WINDOW）是CDMA基站的一个极其重要的优化参数，网优人员应该对搜索窗的相关原理有深入的理解，在能在网络优化中合理的设置搜索窗参数。关于搜索窗的理解有些概念容易引起混淆，如有不对之处，望各位能予以指正，共同把搜索窗问题理解透。
首先来问一个搜索窗相关的问题。如果你能轻松答对，那么本文以下内容可以一带而过了。如果对题目有所困惑，可以认真看完本文，或许能对搜索窗这个概念有更深刻的认识。
问题如下：两个全向站，相距4公里，一个PN100,一个PN208,在PN100下面通话，PN100与PN208最低时延为12chip,问搜索窗SRCH_WIN_N应设置为多少？
参考答案：SRCH_WIN_N的大小取决于两个基站之间的距离。若站在PN100的站下打电话,那么计算的就是PN100基站的相邻集搜索窗大小。我们知道空口上1千米时延是4.1chips，那么4km就是16.4chips，(PN100和PN208之间的最低时延是除了空口以外的其他时延加在一起。信号在传播的过程中还有在设备里的损耗时延)，再加上两基站之间的最低时延12chips就等于28.4chips,搜索窗的大小=28.4*2=56.8chips，7对应的是40chips,8对应的是60chips，只能选比我们计算结果大的，所以SRCH_WIN_N可设置为8。
（如对答案理解较模糊，可先跳过，接着往下看）


2 概念解释
为更好的说明搜索窗问题，首先必须对几个重要概念进行解释。
[System Time] 系统时间：基站采用的系统时间是取自于GPS时间，可认为是精确的时间。

[Time Reference] 参考时间：手机确定一个Time Reference来获取系统时间。手机选定的Time Reference是手机解调的有效信号最早到达的多径成分。需要说明的是手机没有测量信号传播时延的能力，所以手机获取的时间实际总是滞后于系统时间。滞后的时间就是最短的有效链路的传播时延。而搜索窗的中心就是基于这个参考时间的。

手机获得参考时间的导频称为参考导频（REF_PN）。

[PILOT_PN] 导频PN偏置：CDMA采用的短码序列是唯一的。不同基站扇区的用的是相同的短码序列进行调制，只是不同扇区采用的短码序列的初相位偏置(PN OFFSET)不同。系统共采用512个PN,相邻两个PN之间相差64个码片（CHIP）。

需要说明的是，手机搜索到一个有效的导频信号时，它无法知道信号的PN是多少，因为信号传播到手机时有一个时延，如果两个基站的PN差刚好等于传播时延（以64CHIP为单位）时，手机是无法区分收到的到底是那个PN信号，而只是知道在某个相位偏置上（经过时延）可以解调到一个较高的能量信号。此时手机与导频信号获得相位同步。因为手机侧作的是相干解调，如果相位不同（既不相关），解调出来的功率就很低。导频信道与同步信道的传播时延是一致的，所以手机与导频信道同步后，就可以解调同步信道消息并获得基站的PILOT_PN。

[Active Set] 激活导频集：为手机提供服务的基站扇区的导频集合。

[Candidate Set] 候选导频集：Ec/Io高于T_ADD，可以提供足够的能量进行解调，但是系统并未分配无线资源为手机提供服务的导频。

[Neighbor Set] 相邻导频集：邻小区列表里包含的导频，是由系统参数设置的。基站通过Neighbor List消息或 Neighbor List Update消息发给手机。

[Remaining Set] 剩余导频集：除了以上三个集合以外的导频。

[SRCH_WIN_N, SRCH_WIN_R]：用于搜索相邻集、剩余集的搜索窗。它的中心位置是由参考导频最先到达的多径分量的相位加上参考导频与被搜索导频的相位差决定的。

[SRCH_WIN_A]：用于搜索激活集与候选集。它的中心位置是参考导频最先到达的多径分量的相位。它的位置随着最先到达的多径分量的相位变化而变化的，既是说随着手机移动，Time Reference变化，搜索窗的中心位置也跟着变化。而SRCH_WIN_N的中心位置与SRCH_WIN_A的中心位置的相位差是不变的。
3 手机搜索过程及参数设置
3.1初始搜寻过程
手机刚开机时，没有SRCH_WIN_A、N、R的概念，因为SRCH_WIN_A、N、R是作为系统参数在PAGEING信道里下发的。手机第一次搜索导频并没有使用到搜索窗，而是逐一对所有导频进行扫描以寻找有效的导频。具体说手机是不停地调整内部作相干解调的码序列的相位，并解调收到的信号，当手机内部码序列与接收信号码序列的相位一致，则得到一个较强的信号功率。为便于说明，我们可以假设有一个相位轴，长度是512*64=32768，代表码序列的相位。手机按一定顺序检测出每个相位点进行解调的功率，最后找出最高功率点的相位作为与接收信号作相干解调的相位。这个过程称为码捕获，它需要的时间比较长，大概要几秒。捕获成功后，手机就可以成功的解调同步信道，获得系统LC_STATE、SYS_TIME、PILOT_PN等参数。同步完成后手机就可以解开PAGING信道消息，获得SRCH_WIN_A、N、R等系统参数消息，以及邻小区列表。
3.2空闲状态下的搜索过程

完成初始化过程后，为了使手机可以做空闲切换到更强的导频就必须不停的搜索相邻小区的信号，同时也要不停的搜索自身导频的更强的多径成分。此时手机不再是象开机过程逐个扫描，而是根据邻小区列表与搜索窗大小直接在预计的范围内搜索可能出现的信号，以加快搜索速度。

举例说明：假设有BTS1（PN=42）和邻基站BTS2（PN=92），手机位于BTS1站下，使用BTS1（PN=42）的信号，传播距离16chip，还有一个多径成分传播距离20chip。邻基站BTS2（PN=92）传播距离34chip。

BTS1输出的相位是精确的，处于相位轴的A点，到达手机后经过16chip的延时，实际相位是在B点，即（42*64+16）chip处。手机不停调整内部的解调码序列的相位，检测到这个信号。该信号为最早到达的有效多径成分，所以手机以次信号建立参考时间。此时相干解调码序列的相位与接收信号到达手机时的相位是一致的。接着手机解调同步信道获知该导频PN=42，但它无法知道发生16chip的延时。

同时手机从Neighbor List消息中得知有个PN=92的邻导频，于是手机直接将解调码序列的相位从当前位置B向后移60个PN（92-42=60）的偏差即D点，来搜索PN=92的信号。但是，BTS2基站出来的导频信号传播中存在多径分量，而且两个基站距离不一样，会造成传播时延的不同，所以BTS2到达的信号的相位不会刚好就在此一点上。手机搜索是以D点为搜索中心，在前、后SRCH_WIN_N/2=20chip的范围内进行搜索。

除了搜索邻小区导频外，激活的导频也存在多径分量，特别手机移动中各个多径分量的强度也在变化，所以手机需要不停的搜索激活导频的多径分量。原理是一样的，只是此时起作用的是SRCH_WIN_A。


图1 SRCH_WIN_A及SRCH_WIN_N中心设置

特别说明，对于使用直放站的情况，从直放站出来的信号可以完全的等效于多径成分，只是需要多考虑光纤、射频从主机到从机的传播时延等造成的相位差。
3.3软切换状态下的搜索过程。
对发生软切换的情况，相对有些复杂。因为发生软切换时可能有三个有用的导频，那么以哪个导频的到达时间作为参考时间，即搜索窗中心是以谁为基准？三个激活导频的搜索窗不同时，使用谁的参数？事实上，手机在完成第一次搜索后确定一个Time Reference，它对应的PN称为REF PN（在鼎利路测软件中可通过 CDMA Radio看见此项）。手机就是基于此Time Reference确定各个导频的搜索窗中心。而手机所用的搜索窗也就是REF PN所在扇区的相关参数决定的。手机在移动过程中需要变更Time Reference，当手机收到激活集中的某个信号多径能量达到一定门限而且持续时间超过16（一般定义为16~24）个功控组（Power Control Group）则判断为一个成熟径，手机选择传播时延最短的成熟径作为Time Reference，并以此多径的PN作为REF PN在手机PSMM消息上报。
3.4 搜索窗参数设置
设置搜索窗口时其主要思想如下所述：
　　1.在搜索窗口大小和搜索速度之间要进行折中。
　　2.移动台检测不到搜索窗口外的导频，无论它们的强度多大。因此，未检测出的导频可能成为强干扰源。
　　3.如果导频不在邻近组的列表中，某些设备将不允许导频进入活动组。在这种情况下，建议在优化后将SRCH_WIN_R设置为零，防止移动台浪费时间来搜索不能用于切换的导频。
3.4.1 有效导频集搜索窗口(SRCH_WIN_A)
有效导频集搜索窗口的设置决定了对无线信号由于地形和建筑物的反射所造成的多路径延迟的可接受度。参数SRCH_WIN_A决定了前向链路的有效导频集搜索窗口的设置，接入和业务信道的解调参数则决定了反向链路的有效导频集搜索窗口设置。将这些搜索窗口设置得过大会使得移动台搜索速度放慢导致误帧率和掉话率的上升，而将其设置得过小则会使得干扰增加导致基站发射功率上升、系统容量的下降和掉话率的上升。一般只要将SRCH_WIN_A设成5 (20chips) 就足以捕获城区内所有的多径信号，我们需要将一些郊区对应的基站有效导频集搜索窗口尺寸参数调整为 6(28 chips) 和 7(40 chips) 等。一般信号多径少的小区不需要设置太大，只有和直放站重叠覆盖的时候一般要根据时延调的比较大。反向链路的搜索窗口则会相应的调整。
　　我们可以通过路测并分析在路测中发生的掉话和PN扫描仪的数据来进行有效导频集搜索窗口尺寸的调整。
城区SRCH_WIN_A的典型设置为5，郊区或带有直放站的小区SRCH_WIN_A可根据需要设置大些。
3.4.2 邻小区搜索窗口(SRCH_WIN_N)
邻小区搜索窗口参数的设置决定了对手机主参考信号和其邻小区信号之间的时延的可接受度。参数SRCH_WIN_N决定了邻小区搜索窗口的尺寸，将其设置得过大会使得移动台搜索速度放慢导致误帧率和掉话率的上升，将其设置得过小会导致切换不能正常发生和掉话的产生。在优化过程中，我们根据不同测试基站组群的要求在不同区域相应的调整这些搜索窗口。
在大多数的城区，参数SRCH_WIN_N被设为10(100chips),在大多数的郊区，我们将其设成13(226 chips)。根据需要，也可以将该参数设定为9(80chips)、11(130chips)和
12(160 chips)。
　　我们可以通过路测并分析在路测中发生的掉话和PN扫描仪的数据来进行有效导频集搜索窗口尺寸的调整。
城区SRCH_WIN_N的典型设置为10，郊区或带有直放站的小区SRCH_WIN_N可根据需要设置大些。
3.4.3 剩余导频集搜索窗口（SRCH_WIN_R）
此参数值的设置范围是：0～15，默认值为2。初期建议值10（100chips），如果经优化后邻集列表设置得比较合理，在剩余集中几乎没有可能发生切换的导频，那么可将该值设置比较小。
　　若该值太低， 剩余集导频可能丢失，中断次数会增加，因而影响了MSM的性能，但这个影响经常被忽略，因为剩余集导频是很少被搜索的。
　　若该值太高，移动台可能获得想要的扇区之外的其他扇区的多径；另外还增加了切换建立的延迟。
4 总结