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，……，7

u(k)=C(k-8) 当k=8，9，……，13

u(k)=0 当k=14，15，16，17

2.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<0

3.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