WCDMA软切换与TD-SCDMA接力切换的比较研究与分析.doc

摘要 摘摘 要要 随着通信技术的迅速发展 以及大众对通信的需求也逐渐庞大起来 越来 越多的先进技术不断涌出水面 为大众的需求源源不断的给予满足 随即我国 的 3G 时代也开辟了新的界面 其中 WCDMA 与 TD SCDMA 都是首当其冲的技 术 并且二者之间都存在许多的关联 切换技术就是其中的关键 所谓切换是 指当移动台处于移动状态中通讯从一个基站或信道转移到另一个基站或信道的 过程 在 WCDMA 中 主要研究软切换 在 TD SCDMA 中主要探讨的是接力 切换 而软切换和接力切换就分别是其中的一项新的核心技术 基 于软切换 接 力切换的概念 阐述 软切换 接力切换关键技术的原理及特点 并对软切换在WCDMA上 和接力切换在TD SCDMA上所应用的意义 With the rapid development of communication technology as well as the needs of the public to communication grows up gradually more and more advanced technology continually pouring water continuously to meet the demand for the masses Then China s 3G era has also opened up new interface Where WCDMA and TD SCDMA are the be the first to bear the brunt of the technology There are many links between and two Key switching technology is one of the The switching is defined when the mobile station is in communication mobile state transfer from a base station or channel to another base station or channel In WCDMA soft switch main research in TD SCDMA is focused on the relay switch While the soft switch and relay switch which is a new one of the core technology The concept of soft switch relay switching based on this paper describes the principle and characteristics of soft switching technology relay switching And the soft handoff in the WCDMA and relay switching the TD SCDMA on the application of significance 关键词关键词 软切换 接力切换 过程 比较 特点 目 录 II 目目 录录 摘摘 要要 II 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1WCDMA 的起源及发展状况 1 1 1 1WCDMA 的演变 1 1 2TD SCDMA 的起源和发展 2 1 2 1TD SCDMA 的由来及演变 2 第二章第二章 WCDMA 与与 TD SCDMA 技术的基本原理技术的基本原理 4 2 1 分析 WCDMA 的主要技术 4 2 1 1WCDMA 的主要技术 4 2 1 2 主要技术特点 4 2 2TD SCDMA 的主要技术 5 2 2 1TD SCDMA 主要技术分类 5 第三章第三章 WCDMA 的软切换和的软切换和 TD SCDMA 的接力切换的接力切换 7 3 1 软切换概念 7 3 1 1 软切换的过程 7 3 2 接力切换 8 3 2 1 接力切换的实现 8 3 2 2 接力切换技术在 TD SCDMA 中的应用 9 第四章第四章 软切换与接力切换的比较软切换与接力切换的比较 10 4 1 软切换与接力切换的关联 10 4 1 1 硬切换 软切换与接力切换利用率方面的比较 10 4 2 软切换接力切换的相异处 10 第五章第五章 归纳优点归纳优点 12 5 1 软切换的特点 12 5 1 1 优缺点比较 12 5 2 接力切换的特点 12 第六章第六章 总结与展望总结与展望 13 致致 谢谢 14 参考文献参考文献 15 附录附录 1 XXXXXX 16 附录附录 2 BBBBB 17 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1 1WCDMA 的起源及的起源及发发展状况展状况 WCDMA 是 3G 技术中应用最为广泛的无线接入技术 拥有完善的产业链 同时技术演进和快速发展的终端市场也促进了 WCDMA 产业的发展 从 3G 标 准进展看 WCDMA 仍处于领先地位 截止目前全球用户数已经突破数亿 从 发展区域看 WCDMA 发展热点正由亚太地区向欧洲转移 欧洲用户数已超过 亚太地区 作为 WCDMA 技术发展的代表性国家 日本和韩国在 WCDMA 的发 展和应用上起到了先锋作用 1 1 1WCDMA 的演的演变变 WCDMA 标准是由第三代合作伙伴计划组织 3GPP 制订 其标准继承了第 二代 GSM 标准化程度高和开放性好的特点 实现了核心网络基于 GSM GPRS 网络的演进 并保持与 GSM GPRS 网络的兼容性 同时 WCDMA 支持软切换 和更软切换 包括扇区间软切换 小区间软切换和载频间硬切换 成立于 1998 年的 3GPP 一直致力于技术规范的制定和完善 目前 WCDMA 有 R99 R4 R5 R6 等版本 如图 1 1 所示 2000 年 2001 年 2002 年 2004 年规范完成时间 图 4 1 WCDMA 协议版本的演进 R99 版本在 2000 年 3 月完成功能架构的冻结 其核心网继承了 GSM GPRS 的网络结构 分电路交换域分组交换域 在无线接入网部分引入了 WCDMA RAN 核心网和接入网之间的 Iu 接口基于 ATM R99 主要考虑了 GSM 网络向 WCDMA 网络的平滑过渡 R4 版本在 2001 年 3 月完成功能架构的冻结 保留了 WCDMA R99 RAN 主要在无线技术方面进行了改进来提高系统性能 同时在核心网部分引入了软 交换概念 核心网电路交换域采用 NGN 架构 以 IP 承载语音业务 R5 版本的目标是构建全 IP 移动网络 核心网增加 IM IP 多媒体 增强 IP R99 R4 R5 R6 R 7 R8 2 QoS 能力 接入网增加 HSDPA 功能 单载波下载速率高达 14 4Mbit s 接入网向 IP RAN 方向发展 R6 R7 R8 主要是增加新的功能 如引入 HSUPA Phase 单载波上载速率 高达 5 76Mbit s LTE 以 OFDMA 和 MIMO 为核心的技术 等 在移动通信高速发展的今天 传统的话音业务已经无法满足人们日益变化 的多样性互动需求 多媒体数据业务将成为未来电信行业增长的新兴力量 WCDMA 的 R99 和 R4 核心网能够提供的最高上下行速率分别为 64kbit s 和 384kbit s 为了提高数据传输速率并能与 CDMA2000 的 1xEV DO 技术抗衡 HSUPA 和 HSDPA 技术标准分别作为上下行高速分组接入技术被引进 WCDMA 作为 WCDMA 标准的升级技术 HSUPA 的引入是通过自动混合重传和快速调 度等技术来提高上行链路的数据速率和小区吞吐量 HSDPA 的引入能够进一步 提升 3G 网络的数据业务能力 使用户在移动环境中享受更高的业务质量 HSDPA 标准提出的 R5 版本是对 R4 无线网络的平滑演进 并不影响 R4 核心网 和已有的业务定义 目前 前全球已经投入使用及正在筹建的 HSDPA 网络数高达 108 个 已经 投入运营的 HSDPA 网络有 34 个 在 2008 上半年全球部署的 211 张 WCDMA 商用网络中 其中 HSDPA 商用网络 204 张和 HSUPA 商用网络 44 张 预计 未来一年内 全球将部署约 50 个 WCDMA 商用网络 50 个 HSDPA 商用网络 和 120 个 HSUPA 商用网络 HSUPA 商用网络的部署数量将远远超出 WCDMA 和 HSDPA 未来 3GPP 将成立专门的研究小组从事 WCDMA 标准长期演进的 项目 包括在接入网侧使用单独下行载波增加下行数据速率的可能 使用新的 无线通信技术如 MIMO MUD 等 1 2TD SCDMA 的起源和的起源和发发展展 TD SCDMA 中文含义为时分同步码分多址接入 TD SCDMA 是针对无线 环境下对称和非对称的 3G 业务所设计的 它运行在不成对的射频频谱上 TD SCDMA 传输方向的时域自适应资源分配 可取得独立于对称业务负载关系的频 谱分配的最佳利用率 因此 TD SCDMA 通过最佳自适应资源的分配和最佳频 谱效率 可支持速率从 8kbit s 到 2Mbit s 的语音 互联网等所有的 3G 业务 1 2 1TD SCDMA 的由来及演的由来及演变变 TD SCDMA 为 TDD 模式 在应用范围内有其自身的特点 一是终端的移 动速度受现有 DSP 运算速度的限制最高只能支持 240km h 二是基站覆盖半径 在 15km 以内时频谱利用率和系统容量可达最佳 在用户容量不是很大的区域 基站最大覆盖可达 30km 所以 TD SCDMA 更适合在城市和城郊使用 这两点 不足均不影响实际使用 因为在城市和城郊 车速一般都小于 200km h 而且城 市和城郊人口密度高 小区半径一般都在 15km 以内 TD SCDMA 从 2008 年 4 月起正式开始试商用 到目前用户数量已经超过 30 万户 而且中国移动已经把一期建设的十个城市的 TD 网络升级至 HSDPA 在二期的 TD 建设中 中国移动将首先在沿海发达及重要城市直接部署 HSDPA 网络 并吸取 TD 一期建网的经验教训 改进网络覆盖和终端较少的问题 充分 利用 TD HSDPA 的突出优势及产品改进 合理利用中国移动 2G 现有资源来节 约建网投资 加快建网速度 将所有设备可通过软 硬件升级向 3 5G 及以上的 HSDPA LTE 长期演进 平滑演进 同时 TD SCDMA 网络建设也面临着诸多挑战 主要表现在站址的选择 时隙的不对称性 频率复用及终端使用等方面 第一章 绪论 3 当前 新的一轮电信标准和技术发展浪潮已经涌来 以 3G 增强技术 HSPA 长期演进技术 LTE 以及 4G B3G 技术 IMT Advanced 为代表 的新的竞争态势已经形成 因此 对 TD SCDMA 而言 能否在 3G 增强技术 LTE 长期演进技术以及 4G 继续有创新 有突破 是关系到 TD SCDMA 能否在 国际电信新格局中继续占有一席之地 保持可持续发展能力的大问题 并且对 巩固 TD SCDMA 已经建立起来的地位和成果 进一步提高我国移动通信领域内 自主创新与核心竞争力 具有十分重要的战略意义 到 2020 年前 TD SCDMA 技术与标准的发展和未来演进可以大致分为三 个阶段和两大类别技术 三个阶段分别是 TD SCDMA 及 TD SCDMA 增强型 技术标准阶段 TD SCDMA 长期演进 TD LTE 技术阶段 4G IMT Advanced 技术阶段 两大类别技术分别是 第一阶段 TD SCDMA 及 TD SCDMA 增强型技术是基于 CDMA 的技术 第二阶段的 LTE 和第三阶段 4G 是 基于 OFDM 的技术 TD SCDMA 技术与标准的第一阶段又可以分为 TD SCDMA 基本版本阶段 及 TD SCDMA 增强型版本阶段 TD SCDMA 基本版本即 3GPPR4 版本 主要 是实现话音和中低速数据业务 TD SCDMA 增强型版本是指 TD SCDMA 的 3GPPR5 R6 R7 版本 TD SCDMA 增强技术是在 TD SCDMA 现有技术的基础上 通过引入局部的先进技术如 HARQ AMC 高阶调制 快速调度机制 MIMO 等技术 取得明显的性能提升 来满足 TD SCDMA 现有网络的快速升级和部署 采用的基本技术以 CDMA 技术为基础 没有技术体制上的更新换代 TD SCDMA 增强技术以 HSD PA HSUPA MBMS 包括优化的 MBMS HSPA 为代表 TD SCDMA 标准第二阶段可以称为 TD LTE 长期演进阶段 TD LTE 在基 本多址接入技术上引入 OFDM 以替代 CDMA 在智能天线 SA 基础上进一步 引入 MIMO 技术 形成 SA MIMO 的先进多天线技术 同时保持了特殊时隙和 同步以及联合检测等原有技术优势和技术特点 在性能上获得巨大提升 5 6 倍于 3GPPR6 版本 的同时 还尽量保证 TD SCDMA 及 TD SCDMA 增强网络 向 TD LTE 网络的平滑演进 目前 TD LTE 在 3GPP 的标准化工作和 TD LTE 的标准化工作同步进行 TD SCDMA 标准第三阶段称为 4G 或 ITM Advanced 阶段 ITM Advanced 是 ITU 为满足未来 10 15 年全球移动通信需求而启动的 在技术上 ITM Advanced 将基于 OFDM 在 LTE 或相当 技术的基础上 作进一步增强 目 前在国家有关主管部门的统一领导和组织下 TD SCDMA 4G 标准研究也在有 条不紊地进行中 4 第二章第二章 WCDMAWCDMA 与与 TD SCDMATD SCDMA 技术的基本原理技术的基本原理 2 1 分析分析 WCDMA 的主要技的主要技术术 在第三代移动通信规范提案的概念评估过程中 宽带码分多址 WCDMA 技术以其自身的技术优势成为 3G 的主流技术之一 2 1 1WCDMA 的主要技的主要技术术 1998 年 12 月成立的 3GPP 第三代伙伴项目 极大地推动了 WCDMA 技术 的发展 加快了 WCDMA 的标准化进程 并最终使 WCDMA 技术成为 ITU 批 准的国际通信标准 第三代的主要技术体制 其中 WCDMA FDD TDD 现称高 码片速率 TDD 和 TD SCDMA 融和后现称低码片速率 TDD 都是由 3GPP 开 发和维护的规范 这些技术都是以 CDMA 技术为核心的 值得指出的是 TD SCDMA 技术规范是我国第一份自己提出 被 ITU 全套采纳的无线通信标准 最近已经通过了 3GPP 的规范化进程 推出了完整的技术规范协议 目前看来 将要采用的第三代标准中选取 WCDMA FDD 模式的国家是最多的 比如欧洲 日本 韩国都决定 WCDMA FDD 模式为自己的主流制式 去年底 美国的 AT T 移动业务分公司也宣布选取 WCDMA FDD 为自己的第三代业务平台 WCDMA 的三套技术实际上采用的是同一套核心网络规范 不同的无线接 入技术 其核心网络的主要特点就是重视从 GSM 网络向 WCDMA 网络的演进 这是由于 GSM 的巨大商业成功造成的 这种演进是以 GPRS 技术作为中间承接 的 除了制定 TD SCDMA 标准以外 中国也积极参与了 ITU 和 3GPP 的 WCDMA 另外两种技术的跟踪 评估和研发工作 这些工作在 90 年代中期就已 经开始了 1998 年成立的中国无线通信标准研究组 CWTS 是 3GPP 的正式组 织成员 华为公司 大唐集团等国内企业还加入 3GPP 成为独立成员 目前这 些企业都在加紧研发自己的 WCDMA FDD 系统 力争和国外主要通信设备制造 商同期加入我国移动通信的实验网建设工程中 在 3GPP 成员和专家的努力下 WCDMA 已经推出了成熟的可供商用的版 本 Release99 和包括 TD SCDMA 全套规范的 Release4 版本 但是 由于无线通 信技术和 IP 技术的迅速发展 WCDMA 标准也在不断发展中 新的兼容的无线 技术和核心网络技术也在不断被提出和采纳 从现在的情况看 WCDMA 还是 一个 活 的标准 在后面会介绍 WCDMA 还有许多需要研究的课题 需要学术 界和产业界的共同开发 2 1 2 主要技主要技术术特点特点 1 基站同步方式 支持异步和同步的基站运行方式 灵活组网 2 信号带宽 5MHz 码片速率 3 84Mcps 3 发射分集方式 TSTD 时间切换发射分集 STTD 时空编码发射分集 FBTD 反馈发射分集 4 信道编码 卷积码和 Turbo 码 支持 2M 速率的数据业务 5 调制方式 上行 BPSK 下行 QPSK 6 功率控制 上下行闭环功率控制 外环功率控制 7 解调方式 导频辅助的相干解调 8 语音编码 AMR 与 GSM 兼容 9 核心网络基于 GSM GPRS 网络的演进 并保持与 GSM GPRS 网络的兼 第二章 WCDMA 与 TD SCDMA 技术的基本原理 5 容性 10 MAP 技术和 GPRS 隧道技术是 WCDMA 体制的移动性管理机制的核心 保持与 GPRS 网络的兼容性 11 支持软切换和更软切换 12 基站无需严格同步 组网方便 WCDMA FDD 的优势在于 码片速率高 有效地利用了频率选择性分集和 空间的接收和发射分集 可以解决多径问题和衰落问题 采用 Turbo 信道编解 码 提供较高的数据传输速率 FDD 制式能够提供广域的全覆盖 下行基站区 分采用独有的小区搜索方法 无需基站间严格同步 采用连续导频技术 能够 支持高速移动终端 相比第二代的移动通信制式 WCDMA 具有 更大的系统 容量 更优的话音质量 更高的频谱效率 更快的数据速率 更强的抗衰落能 力 更好的抗多径性 能够应用于高达 500km h 的移动终端的技术优势 而且 能够从 GSM 系统进行平滑过渡 保证运营商的投资 为 3G 运营提供了良好的 技术基础 2 2TD SCDMA 的主要技的主要技术术 TD SCDMA 系统全面满足 IMT 2000 的基本要求 它采用不需配对频率的 TDD 双工模式 以及 FDMA TDMA CDMA 相结合的多址接入方式 同时使用 1 28Mc s 的低码片率 扩频带宽为 1 6MHz 表 1 表 2 1 TD SCDMA 主要参数 载波带宽 1 6MHz 最小频谱 1 6MHz 双工型式 TDD 多址方式 TDMA CD MA FDMA 码块速率 1 28Mc s 调制 QPSK 8 PSK 最大蜂窝范围 40km 最大音频容量 Erl EFR 55 数据流量 6Mb s 理论最大数据 率 用户 325kb s MHz cell 系统对称性 DL UP 1 6 6 1 2 2 1TD SCDMA 主要技主要技术术分分类类 3G 移动系统的主要挑战之一是既要控制诸如谈话和视频等对称线路交换业 务 又要控制移动因特网接入的非对称分组交换业务 面对这一挑战 TD SCDMA 集成了两项先进技术 一种是先进的 TDMA TDD 系统 另一种是自适 应 CDMA 组成的对称模式的运作 TD SCDMA 技术所基于的基本技术标准如下 1 TDD 时分双工 允许上行和下行在同一频段上 而不需要成对的频段 在 TDD 中 上行和下行在同一频率信道中的不同时间里传输 这可能改变双工 6 交换点和从上行移动容量至下行 反之亦然 这样就优化了频谱的使用 它允 许对称和非对称数据业务 2 TDMA 时分多址 是一种数字技术 它将每个频率信道分割为许多时 隙 从而允许传输信道在同一时间由数个用户使用 3 CDMA 码分多址 在每个蜂窝区使多个用户同时接入同一无线信道成 为可能 提高了通信息的密度 但每个用户会干扰其他人 从而导致多接入干 扰 MAI 4 联合检测 JD 允许接收机为所有信号同时估计无线信道和工作 通过 单个通信流量的并行处理 JD 消除了多接入干扰 MAI 降低了蜂窝区内干扰 因此提高了传输容量 5 动态信道分配 DCA 先进的 TD SCDMA 空中接口充分利用了所有可提 供的多址技术 充分地使用了这些技术 TD SCDMA 依据干扰方案提供了无线 资源的自适应分配 降低了蜂窝区之间的干扰 6 终端互同步 通过精确的对每个终端传输时隙的调谐 TD SCDMA 改善 了手机的跟踪 降低了定位的计算时间 以及交付寻找的寻找时间 由于同步 TD SCDMA 不需要软交付 这样可更有利于蜂窝覆盖区降低蜂窝间的干扰 并 降低设施和运行成本 7 智能天线 是在蜂窝区域通过蜂窝和分配功率跟踪移动用户的使用的波形 控制天线 没有智能天线 功率将分配至所有的蜂窝区域内 智能天线降低了 多用户干扰 通过降低蜂窝间的干扰而提高了系统容量 提高了接收的灵敏度 并在增加蜂窝范围的同时降低了传输功率 第三章 WCDMA 的软切换和 TD SCDMA 的接力切换 7 第三章第三章 WCDMAWCDMA 的软切换和的软切换和 TD SCDMATD SCDMA 的接力切换的接力切换 3 1 软软切切换换概念概念 目前的 CDMA 系统支持多种类型的切换 主要类型有硬切换 软切换和更 软切换 WCDMA 系统中沿用了大部分原 IS 95 和 CDMA2000 中的软切换技术 软切换 Soft Hand Off 是指在导频信道的载波频率相同时的小区之间的信 道切换 在切换过程中 移动用户与原基站和新基站都保持通信 只有当移动 台在与目标基站的小区建立稳定通信后 才断开与原基站的联系 图 3 1 软切换歹念概念示意图 软切换是一种常态 WCDMA 系统中 UE 几乎一直处在软切换状态下 这 样可以保证用户通话的连续性和稳定性 而硬切换过程则不会经常发生 硬切 换将影响用户通话的主观感受 并容易造成掉话 网络设计时应尽量避免硬切 换的发生 3 1 1 软软切切换换的的过过程程 信息产业部有关部分 2004 年联合设备厂商和规划设计单位对 3G 无线网络 性能进行了测试 WCDMA 部分共对软切换进行 9 项测试 包括语音 AMR 可视电话 CS64 数据业务 PS64 三类业务的更软切换 软切换及跨 RNC 的软切换的成功率 并对触发事件类型 1a 1b 1c 进行了测试 因为建网初期 用户数量不会快速增长 容量不是主要问题 因此对频率间硬切换及系统间切 换未进行测试 测试过程中采用前端手机进行不同业务的拨叫 记录 UE 状态是否发生掉话 后台记录相关信令用来判断切换成功的次数 当 RNC 判决进行软切换 并向 UE 发送 Active Set Update 消息后 作为一次软切换 当 UE 成功地更新激活 集后 向系统发送 Active Set Update Complete 消息 宣布新加入了无线链路 作为切换 event 1a 成功的标志 当 Node B 向系统发送 Radio Link Deletion 消 息 宣布无线链路已经从 UE 的激活集中删除 作为切换 event 1b 成功的标志 根据以上信令消息对 WCDMA 的软切换过程和成功率进行判断 测试过程中因为 UE 与系统切换频繁 信令数量大 分析时应注意信令的发 8 送时间 以避免混淆不同次切换的消息 通常认为 2ms 内到达 UE 的切换消息 为 RNC 下发给不同 Node B 的同一消息 对于 RNC 下发的消息可从信令中的 Message Authentication Message 进行区分 所以总结一下 整个软切换过程包括以下几步 1 当导频强度达到一个定值 移动台发送一个导频强度测量消息 并将 该导频转到候选导频集 2 基站发送一个切换指示消息 3 移动台将此导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息 4 导频强度掉到标准值以下 移动台启动切换去掉计时器 5 切换去掉计时器到期 移动台发送一个导频强度测量消息 6 基站发送一个切换指示消息 7 移动台把导频从有效导频移到相邻导频集并发送切换完成消息 3 2 接力切接力切换换 接力切换 Baton Hand Over 是 TD SCDMA 系统的一项特色技术 也是核 心技术之一 所谓接力切换就是同时和多个基站相连 从而实现 无缝切换 的技术 接力切换的设计思想是 利用终端上行预同步技术 预先取得与目标小区 的同步参数 并通过开环方式保持与目标小区的同步 一旦网络判决切换 终 端可迅速由原小区切换到目标小区 在切换过程中 终端从源小区接收下行数 据 向目标小区发送上行数据 即上下行通信链路先后转移到目标小区 提前 获取切换后的上行信道发送时间 功率信息提高了切换成功率 缩短了切换时 延 3 2 1 接力切接力切换换的的实现实现 接力切换分为四个步骤 即测量过程 预同步过程 判决过程和执行过程 图 3 2 接力切换流程图 在 UE 和基站通信过程中 UE 需要对本小区基站和相邻小区基站的导频信 号强度进行测量 UE 的测量是由 RNC 指定的 可以是周期性的进行 也可以 由事件触发进行 第三章 WCDMA 的软切换和 TD SCDMA 的接力切换 9 接力切换的预同步过程属于开环预同步 在 UE 对本小区基站和相邻小区基站 的导频信号强度进行测量的同时记录来自各邻近小区基站的信号与来自本小区 基站信号的时延差 预先取得与目标小区的同步参数 并通过开环方式保持与 目标小区的同步 接力切换的判决过程是根据各种测量信息并综合系统信息 依据一定的准 则和算法来判断 UE 是否应当切换和如何进行切换 RNC 在收到 UE 的测量报告后 首先对 P CCPCH RSCP 最大的候选目标小 区进行判断 如果大于设定的门限值 RSCP DL ADD 简称 ADD 则在此小 区中进行接纳判决 反之进入下一个候选目标小区 直至最后一个候选目标小 区 如果所有目标小区都不满足 则 UE 停留在原小区 目标小区确定后 RNC 根据目标小区的与原小区的关系判决是硬切换 归属不同的 RNC 或者接力切 换 归属同一个 RNC 仿真中假设所有小区都归属于同一 RNC 即判决 UE 进行接力切换 在接纳判决成功后 RNC 通知目标小区为 UE 分配无线资源并 且将相关信息通知 UE RNC 的切换判决完成后 将执行接力切换 首先对目标小区发送无线链路 建立请求 当 RNC 收到目标小区的无线链路建立完成之后 将向原小区和目标 小区同时发送业务数据承载 此时目标小区并不向 UE 发送下行数据 同时 RNC 向 UE 发送物理信道重配置消息命令 终端应根据是否携带 FPACH 快速物理接入信道 信息来判断是否为接力 切换 即接到切换命令后 首先判断切换类型 如果携带 FPACH 信息 则判断 为硬切换 重新在目标小区做接入 如果没有携带 FPACH 信息 则判断为接力 切换 本文仿真实现为接力切换 然后 UE 由原小区接收下行承载业务及信令而由目标小区发射上行的承载 业务和信令 此分别收发的过程持续非常短的一段时间后 将接收来自目标小 区的智能天线下行波束赋形数据 实现闭环功率和同步控制 中断和原基站的 通信 完成切换过程 3 2 2 接力切接力切换换技技术术在在 TD SCDMA 中的中的应应用用 接力切换技术应用于 TD SCDMA 系统中 是利用了 TD SCDMA 中 TDD 方式的特点和上行同步技术 在切换测量期间 利用开环技术并保持上行预同 步 即 UE 可提前获取切换后的上行信道发送时间 功率信息 在切换期间 可 以不中断业务数据的传输 从而达到减少切换时间 实现无损切换的目的 TD SCDMA 系统中还应用了智能天线技术 如果系统提供 UE 位置信息 则接力切 换也能够根据 UE 的距离和方位信息辅助切换 由于需要检测的相邻小区数目减 少 因而也相应地减少了网络信令交互的负荷 UE 所需要的切换测量时间减少 测量量减少 切换时间减少 使系统切换性能得到优化 10 第四章第四章 软切换与接力切换的比较软切换与接力切换的比较 4 1 软软切切换换与接力切与接力切换换的关的关联联 硬切换 软切换 接力切换三种切换方式比较越区切换在蜂窝移动通信系 统中占有重要的地位 在早期的频分多址 FDMA 和时分多址 TDMA 移动 通信系统中 采用的是 硬切换技术 该技术使系统在切换过程中大约丢失 300ms 的信息 同时占用信道资源较多 无线通信系统使用了 软切换技术 软切换过程不丢失信息 不中断通信 还可增加 CDMA 系统的容量 但是 软切换技术只解决了终端在使用相同载波 频率的小区或扇区间切换的问题 对于不同载波的基站之间 FDDCDMA 系统 仍然只能使用硬切换方式 而且 处于切换过程中的每一个终端要同时接收来 自两个或三个基站的信息 并在反向链路中向这些基站发送相应信息 这占用 了较多的通信设备和信道 造成系统资源的浪费 而在 TD SCDMA 系统中 采用了一种新的越区切换方法 即 接力切换 TD SCDMA 的独特之处是使用了智能天线获得用户终端的方位 DOA 采用 同步 CDMA 技术获得用户终端与基站间的距离 若将这两个信息予以综和 基 站就可以确定用户终端的具体位置 从而为接力切换奠定了基础 接力切换不 丢失信息 不中断通信 节约了信道资源 正是由于 TD SCDMA 系统采用了智能天线以及使用两个基站对终端进行 定位 具有对终端精确定位的功能 所以能够实现更有效的越区切换 即所谓 的 接力切换 在接力切换的过程中 同频小区之间的两个小区的基站都将接收 同一个终端的信号 并对其定位 将确定可能切换区域的定位结果向基站控制 器报告 完成向目标基站的切换 克服了 软切换 浪费信道资源的缺点 接力切 换不仅具有上述的 软切换 功能 而且可以使用在不同载波频率的 TD SCDMA 基站之间 甚至能够在 TD SCDMA 系统与其它移动通信系统 如 GSM CDMAIS 95 等 的基站之间 实现不丢失信息 不中断通信 4 1 1 硬切硬切换换 软软切切换换与接力切与接力切换换利用率方面的比利用率方面的比较较 表 4 1 硬切换 软切换与接力切换利用率方面的比较 硬切换接力切换软切换 成功率低高高 资源占用少少多 切换延时短短长 对容量影响低低高 掉话率高低低 4 2 软软切切换换接力切接力切换换的相异的相异处处 1 共同点 切换过程中原有链路保持 对业务质量影响很小 2 不同点 接力切换是先加后去 软切换是先加后去甚至只加不去 软切换占用资 源多 接力切换通过物理信道重配 传输信道重配 RB 重配消息完成 软切换通 过激活集更新完成 接力切换可以在同频小区或异频小区之间进行 而软切换一般在同频小 第四章 软切换与接力切换的比较 11 区之间进行 12 第五章第五章 归纳优点归纳优点 5 1 软软切切换换的特点的特点 当软切换发生时 移动台在取得了与新基站的链接之后 再中断与原基站 的联系 大大降低了通信中的掉话率 在软切换进行过程中 软切换提供在基站边界处的前向业务信道和反向业 务信道的路径分集 采用分集接收的方式 提高了抵抗衰落的能力 降低了移 动台的发射功率 减少了移动台对系统的干扰 增加了系统容量 进入软切换区域的移动台即使不能立即得到与新基站的链路 也可以进入 切换等待的排队队列 从而减少了系统的阻塞率 5 1 1 优优缺点比缺点比较较 优点 软切换过程不丢失信息 不中断通信 还可以增加系统的容量 缺点 其一解决了终端在相同频率的小区或扇区切换的问题 其二软切换 的基础是宏分集 但在 IS 95 中宏分集占用了 50 的下行容量 因此软切换实现 的增加系统容量被它本身所占用的系统容量所抵消 5 2