幽灵式接入(_Ghost_RACH_)的产生和消除_上海贝尔阿尔卡特

幽灵式接入(GhostRACH)的产生和消除MTE7肖晔什么是幽灵式接入？我们知道，手机发向一个小区的信道请求(ChannelRequest)或是切换接入(HOAccess)信号有可能被另一个小区接收到，并被误认为是到该小区的信道请求。

对于后一小区而言，这种接入请求是虚假的，我们称之为幽灵式接入。

下面图中简单描述了幽灵式接入的产生。

情况1：到小区A的信道请求被小区B接收到，小区B误认为是到自身的信道请求，产生幽灵式接入。

情况2：手机从小区C切换到小区A时，发向小区A的切换接入信号被小区B接收到，小区B误认为是到自身的信道请求，产生幽灵式接入。

幽灵式接入对于无线网络质量指标来说会有许多不好的影响--虚假的接入请求会使小区向实际并不存在的手机分配信道资源，造成资源浪费，在无线信道资源十分紧张的地方可能会引起信道拥塞；而且由于手机并不存在，所以这种分配将引起100%的分配失败，影响信令信道分配成功率Note1(虽然该指标不属于CMCC考核范围)。

Note1：信道请求(ChannelRequest)消息是手机希望与网络建立联系时从手机发向基站的信息。

网络在收到该信息后会启动一个信令信道的立即分配过程(ImmediatelyAssignmentProcedure)。

那么，究竟这种幽灵式的接入是如何产生的呢？我们先来了解一下信道请求的消息格式。

信道请求消息的长度为一个字节，分成两个部分--建立原因(EstablishmentCause)和随机号码(RandomReference)。

建立原因是指手机申请信道资源的原因，它由3至6个比特组成；随机号码是由2至5个比特组成，用来区别不同的手机用户。

这含有8个信息位的消息，必须经过编码(Coding)、卷积(Convolutional)、脉冲建立(BurstBuilding)、微分编码和调制(DifferentialEncoding&Modulation)后才能在随机接入信道(RACH)上发送。

具体过程如下：1.编码过程根据八位信息码d(0)，d(1)，……，d(7)计算得出的六位校验码p(0)，p(1)，……，p(5)将与接入小区的六位基站识别码(BSIC)B(0)，B(1)，……，B(5)模2相加，得到六位色码C(0)，C(1)，……，C(5)，加载于八位信息码之后，并在此序列后加上尾比特“0000”，得到18比特的一个序列u(0)，u(1)，……，u(17)，其中：u(k)=d(k) 当k=0，1，……，7u(k)=C(k-8) 当k=8，9，……，13u(k)=0 当k=14，15，16，172.卷积过程经过编码得到的18比特的序列通过1/2卷积产生36位卷积码e(0)，e(1)，……，e(35)，其中：e(2k)=u(k)+u(k-3)+u(k-4)e(2k+1)=u(k)+u(k-1)+u(k-3)+u(k-4)当k=0，1， (17)u(k)=0当k<03.脉冲建立在这一过程中，扩展尾比特(ExtendedTailBit)、同步序列比特(SynchronizationSequenceBit)和尾比特(TailBit)将被加载到36位卷积码前后，形成88位的接入脉冲(AccessBurst)。

85--87 3 TailBit（所有小区都相同）其中：扩展尾比特(ExtendedTailBit)：BN0，……，BN7={0,0,1,1,1,0,1,0}同步序列比特(SynchronizationSequenceBit)：BN8，……，BN48={0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,0,0,1 ,1,1,1,0,0,0}卷积码(EncryptionBit)：如前文所述尾比特(TailBit)：BN85，BN86，BN87={0,0,0}4.微分编码和调制(DifferentialEncoding&Modulation)通过这个过程，88位接入脉冲序列将被调制到BCCH频率上，在随机接入信道上发送出去。

由此可见，小区在随机接入信道上收到一个接入脉冲时，要判断该信号是否是发向自身的信道请求消息，消息格式、所在小区的基站识别码和所在小区的BCCH频点Note2是判断的唯一标志。

Note2：若消息没有调制到小区BCCH所在频率，小区将无法接收到该消息。

在情况1中，如果小区A和小区B的BCCH频点相同，基站识别码也相同，且小区A到小区B的相隔距离不是足够远的话，手机发向小区A的信道请求就有可能被小区B接收到，并使小区B误认为是到自身的信道请求，产生幽灵式接入。

在情况2中，切换接入消息的格式与信道请求消息格式相仿，亦为一个字节长度，其格式如下：切换接入消息将通过与信道请求消息同样的编码、卷积、脉冲建立过程，并微分编码和调制到所需接入的目标小区的话音信道/信令信道频率上Note3。

所以在情况2中，如果手机从小区C切换到小区A所需接入的话音信道/信令信道频点与小区B的BCCH频点相同，基站识别码也相同，且小区A到小区B的相隔距离不是足够远的话，手机发向小区A的切换接入就有可能被小区B接收到，并使小区B误认为是到自身的信道请求，产生幽灵式接入。

Note3：准确的说，切换接入消息是在快速联系控制信道(FACCH)或独立专用控制信道(SDCCH)上传送的。

如何消除或减少幽灵式接入的情况发生呢？从上面的描述中我们可以看到，幽灵式接入产生的原因主要是由于两个(或多个)相隔较近的站具有相同的BCCH并有相同的基站识别码；或是由于一个小区的TCH频点与另一小区的BCCH频点相同且有相同的基站识别码。

现在网络的频率规划一般采用分组分频的方法。

在这种网络中TCH与BCCH采用不同的频段，频点自然不同，所以在这种网络中相隔较近的站具有相同的BCCH并有相同的基站识别码是造成幽灵式接入的唯一原因。

因此，合理地分配小区的BCCH和BSIC 资源是减少幽灵式接入的方法之一。

即在分配小区的BCCH和BSIC资源时尽量使相隔较近的站具有不同的BCCH和BSIC。

但是由于在一般的网络中，网络色码(NCC)已被确定为某一值，BSIC的取值仅取决于基站色码(BCC)，复用度为8Note4。

Note4：BSIC由NCC和BCC组成取值范围为0~63，NCC取值范围为0~7，BCC取值范围为0~7。

网络中BCCH的复用度一般为12~18，即每4~6个站复用一次。

所以在网络中每32~48个基站，BCCH和BSIC将被复用一次。

换句话说，在BCCH和BSIC分配绝对合理的情况下，BCCH和BSIC相同基站间的最小距离将在5.5~7个站左右(D=2/3*SQRT(RCS*3)。

在市中心地区，可能只有2~5公里的间隔。

由于空中传播环境的复杂性，一个手机满功率的上行信号，完全有可能被2~5公里以外的小区接收到造成幽灵式接入。

所以，为了减少幽灵式接入的发生，除了做好合理规划和申请更多的网络色码资源以外，还有以下方法：一，降低手机接入时的发射功率(MS_Pwr_Max_CCCH)幽灵式接入的信号往往是从离基站较远的手机发过来的，在一般情况下，信号强度较弱。

所以降低手机接入时的发射功率能使一部分幽灵式接入由于信号强度太弱而无法到达其它小区，在一定程度上减少幽灵式接入的发生。

但是过度的降低手机接入时的发射功率，会引起一部分真实的信道请求消息由于信号太弱无法到达基站，造成一部分手机打不通电话的现象。

所以手机接入时发射功率的调整应谨慎。

二，设置随机接入时延过滤器(RACH_TA_Filtering)我们知道，阿尔卡特网络中不同站址基站的时钟是不同步的。

所以幽灵式接入信号的时钟与被接入小区的时钟不一定同步。

这样的话，通过幽灵式接入时延计算得出的手机到基站的距离并非真实距离。

从统计上来说，其值应在0~35公里间均匀分布。

而一般市中心小区的半径仅为0.5~2公里。

所以，如果我们根据小区的半径加上余量设置小区的随机接入时延过滤器的话，大部分的幽灵式接入将被滤去。

但是由于无线传播环境的不规则性，小区的信号有可能覆盖到小区半径的3倍甚至5倍距离，使小区成为该地区的主用小区。

如果小区的随机接入时延过滤器设置为小于该距离的话，手机将无法接入小区，造成100%的通话失败。

所以在设置小区的随机接入时延过滤器时必须十分谨慎。

三，使用跳频跳频不是减少幽灵式接入的方法，但是它是有效减少幽灵式接入对网络质量指标影响的好方法。

幽灵式接入对网络质量指标的最大影响是异常的信令信道拥塞。

我们知道，手机在一个切换过程中，会在短时间内向目标小区连续发出若干个切换接入消息，这些消息如果均成为另一小区的幽灵式接入的话，这将意味着“被害”小区将在短时间内分配多个信令信道给这个并不存在的手机，这将有可能引起信令信道拥塞。

所以，我们有时候在统计报告中，可以看到小区有为数不多的信道请求，但却有不少信令信道拥塞，但拥塞时间却很短。

由于在统计公式中，信令信道拥塞率是拥塞次数与试呼次数的比率，所以信令信道拥塞率很高，我们称之为异常的信令信道拥塞。

在使用了跳频以后，由于话音信道/SDCCH信道在不同的频率上跳动，所以一次切换中的切换接入消息在不同的频率上发送，这就将原本对一个小区的幽灵式接入分散到多个小区，虽然在次数上没有减少，但在时间上却有所分散，从而减少异常的信令信道拥塞发生。

在分组分频的网络中，只有到BCCH所在载频的话音信道/SDCCH信道的切换接入才会引起异常的信令信道拥塞情况，所以在这种网络中只有用带有BCCH频点的基带跳频才能减少异常的信令信道拥塞情况而合成跳频是没有用的Note5。

Note5：在合成跳频中BCCH频点不参与跳频。

———结束———。