学文网【摘要】 本文主要是陕西联通宝鸡分公司针对在移动网日常优化工作中手机信号变化方面的分析和总结。文章分别从理论分析、实地测试、不同场景等角度入手，比较全面和系统地阐明了手机终端在移动网络中不同环境下信号强度、质量、发射功率与用户感知之间的关系。
【关键词】 信号 无线环境 手机 天线
手机已经是人们不能离开的通信工具，手机上显示的信号强度更是常常引起人们的关注。手机用户通话过程中出现的掉话、无法接通和话音断续等现象均与手机的强度和质量有关。作者通过对日常优化工作积累和分析，别从理论分析、实地测试、不同场景等角度入手比较全面和系统地阐明了手机终端在移动网络中不同环境下信号强度、质量、发射功率与用户感知之间的关系。
一、信号波动的定义
信号波动，通常指手机信号强度指示变化的现象，又称信号漂移、信号不稳、信号抖动。
二、信号波动的分类
在专业上，将信号波动按照现象分为三类，即：
1、手机在空闲状态（即不通话）时的信号波动；
2、手机从空闲状态到通话状态时（即呼叫）的信号波动；
3、手机在通话时的信号波动
三、信号强度的定义
对于信号波动，通常指手机信号强度指示的变化，那么，什么是手机信号强度指示呢？在此，需要对其进行详细的描述：
1、每个小区有一个BCCH（导频功率）频率，该频率每个时隙必须恒功率连续发射，即所谓的没有功率控制。
2、空闲时（即用户不打电话）手机测量服务小区BCCH电平（导频功率RSCP），同时测量六个非服务小区的电平值。
3、手机根据BCCH（RSCP）的信号强度情况做小区重选，以保证到手机留在某一“最好”的小区。
4、空闲时手机显示的是服务小区的BCCH的接收电平（导频功率RSCP）。
5、手机信号强度的显示没有统一标准，由各手机厂商自行规定，而且同一生产商不同型号手机也存在信号强度显示（或接收灵敏度）的差异。因为在G***网络中，通常手机最小接入门限为-105dBm，，而WCDMA网络中手机最小接入门限为-120dBm，最直接的就是手机是否显示网络***标。但是，对于一个范围带的信号强度，其步长可以由生产商定义，后面会有对手机信号强度的举例说明。
四、信号波动原因分析
4.1空闲状态下手机信号波动
4.1.1传播造成的信号波动
1）传播特性
无线电波具有以下四大特性：
1、无线电波传播的三种形式：直射、绕射、散射（反射）；
2、接收信号强度是各种传播路径矢量和的幅度；
3、接收信号的强度是随机变量；
4、传播环境是时变的，所以无线信道的衰落也是时变的。即使手机静止不动，其接收信号强度也是时变的。
2）传播特性引起的信号波动处理方法
1、传播造成的信号波动占用户投诉的比较多数，这时应设法了解用户投诉的真实原因。
2、当手机接收电平中值很强时，传播造成的信号波动不会导致手机 信号格数变化。此时用专用测试手机还是可以看到信号强度值的变化，对这种情况应该用合适的方式向用户解释。
3、当手机接收电平中值很弱时，可以看到手机信号格数变化。如果信号太弱而影响用户通话，应改善覆盖。
4.2天线选型对信号波动的影响
4.2.1天线特性
天线方向***有主瓣区和副瓣区；
副瓣区有许多交错的零点和峰点；
全向高增益天线垂直波瓣很窄（一般小于7度）；
天线晃动时，从副瓣覆盖区的固定点看，就是天线增益发生变化 ，极端情况下零点和峰点交替照射测试点，造成信号波动。
4.2.2天线特性引起的信号波动处理方法
在现实网络优化中，针对天线选型不当造成的信号波动，一般在网络优化中建议用以下手段抑制信号波动：1、建议更换为带下倾角及零点填充全向天线或采用宽波束低增益天线 ；2、改全向站为定向站 。
4.3通话过程中的信号波动
4.3.1通话过程中的小区切换
小区切换是维持移动台从一个小区移动到另一个小区时通话能继续进行，以满足网络管理的需要。触发切换的原因是很多的，若切换的目标小区很远，就有可能造成信号波动。
4.3.2通话过程中干扰
通话过程中的干扰往往表现为上下行的电平比较高，但信号质量却很差，直接后果是导致质量（高BER）触发的切换。若切换的目标小区信号和源小区信号强度差异比较大，就会造成信号波动。当Ec/Io话音质量很差时，如果已经排除了硬件故障，就说明它所采样的频点有干扰，设法排除干扰。
五、主流手机测试研究
目前主流的3G手机主要有iphone4、iphone4S、HTC、摩托罗拉、诺基亚、中兴、华为。
5.1测试要求
准备好不同型号的手机，找到覆盖边缘，车速缓慢前行，记录好不同手机在信号波动时的接收电平和RSCP，按照以下附件进行记录。
5.2测试结果
手机在不同弱覆盖场景下信号强度如表1：
网络类型 手机型号 手机最多显示格数 >-90dBm -90～-95dBm -95～-100dBm -100～-105dBm -105～-110dBm -110～-115dBm -115～-120dBm
高楼弱覆盖场景锁WCDMA IPHONE4 5 正常（5格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 语音断续（1格） 语音断续（1格） 脱网
HTC G10 4 正常（4格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 正常（2格） 语音断续（1格） 脱网
NOKIA N85 7 正常（7格） 正常（6格） 正常（5格） 正常（4格） 正常（3格） 语音断续（2格） 语音断续（1格）
快衰落场景锁WCDMA IPHONE4 5 正常（5格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 语音断续（1格） 掉话 脱网
HTC G10 4 正常（4格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 语音断续（2格） 语音断续（1格） 脱网
NOKIA N85 7 正常（7格） 正常（6格） 正常（5格） 正常（4格） 正常（3格） 语音断续（2格） 脱网
深度覆盖场景锁WCDMA IPHONE4 5 正常（5格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 正常（1格） 掉话（1格） 脱网
HTC G10 4 正常（4格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 正常（1格） 语音断续（1格） 脱网
NOKIA N85 7 正常（7格） 正常（6格） 正常（5格） 正常（4格） 正常（3格） 正常（2格） 掉话（1格）
表1
手机在无线环境相对单一的覆盖边缘测试情况：
由***1可知，随着使用VC业务的手机慢慢向覆盖边缘移动，RSCP和ECIO逐渐下降，Tx Power逐渐上升。手机脱网时，RSCP降至-118.54，EcIo降至-19.04，Tx Power升至手机发射能力最大值21。 测试中发现无线信号RSCP低于-115且EcIo低于-18时时，还可以正常做语音呼叫。
由***2可知，随着使用HSDPA业务的手机慢慢向覆盖边缘移动，RSCP和EcIo逐渐下降，Tx Power逐渐上升。手机脱网时，RSCP降至-115.83，EcIo降至-22.74，Tx Power升至手机发射能力最大值24，手机速率降至539.64kbps直至为0kbps。***中突然信号变好且速率回升，是由于测试路线存在转角，无线信号有一段突变。测试中发现HSDPA***速率随着无线信号的变差下降，但无线信号RSCP低于-115且无线信号EcIo低于-18时，还可以正常做HSDPA数据业务。
六、小结
手机在无线环境复杂的市区测试情况：
对于语音业务，无线信号RSCP低至-108，EcIo低至-15时，手机信号就开始频繁的在1格和2格之间切换（N85为3格），特别是iphone手机。语音通话质量开始出现有偶尔的断续或是单通，当RSCP恶化到-110的时候就已经不能满足。
对于数据业务，无线信号RSCP低至-105，EcIo低至-14时速率还可以获得很好的数据速率600kbps左右，用户感受远高于GPRS或EDGE。但是当RSCP低于-110后EcIo就开始急剧恶化，上网非常不流畅，甚至出现没有速率的现象。
对于HSDPA业务，无线信号RSCP低至-107，EcIo低至-16时尚可使用。但是，由于Down link覆盖已经很差，且误块率达到12%，再往覆盖边缘移动EcIo低至-18，就无法正常使用，直至掉线。
手机在无线环境相对单一的覆盖边缘测试情况：
对于语音业务，无线信号RSCP低至-118，EcIo低至-19时尚可使用。但是，由于Down link覆盖已经很差，且手机发射能力达到最大值21，再往覆盖边缘移动，存在掉话风险。
对于数据业务，无线信号RSCP低至-110.75，EcIo低至-18.33时速率仍然可以获得很好的数据速率539.64kbps，用户感受远高于GPRS或EDGE。但是，由于Down link覆盖已经很差，且手机发射能力达到最大值24，再往覆盖边缘移动，存在掉线风险。
因此，无论是什么场景，比如：覆盖边缘、覆盖空洞、室内（地下室、车库）或信号快衰落区域，当无线信号变得很差，且手机发射功率达到最大值时，很难保证业务继续使用。
为了保证用户使用3G网络时得到很好的感知，就必须保证业务的延续性。在3G和2G覆盖都不好的区域，就必须加站解决；在3G覆盖不好，但2G覆盖好的区域，就可以采取2/3G互操作技术，使用户在3G和2G网络之间平滑移动。
参 考 文 献
[1]华为技术公司.《G***无线网络规划与优化》.人民邮电出版社
[2]王莹//刘宝玲 .《WCDMA无线网络规划与优化》.人民邮电出版社
[3]张传福 彭灿. 《WCDMA通信网络规划与设计》.人民邮电出版社
[4]William C.Y. Lee. 《移动通信工程理论与应用》.人民邮电出版社
[5]胡捍英、杨峰义.《第三代移动通信系统》.人民邮电出版社
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