WCDMA切换基本原理讲座

1、WCDMA切换基本原理讲座Page 2 移动通信系统的重要特点：终端的移动性 移动通信系统的组成单元小区，具有一定的覆盖特性 对移动的终端在系统的范围内提供连续的无中断的通信服务，是切换的基本目标Page 3参考资料 WCDMA RNO 切换算法分析及参数设置指导书 TS25.331 中的切换流程与相关参数 TS25.133 测量的过程 TS25.215 测量指标的定义Page 4学习完此课程，您将： 理解切换的基本概念 理解软切换切换流程 掌握软切换基本参数 掌握软切换判决算法Page 5第第1章章 切换概述切换概述第第2章章 切换测量切换测量第第3章章 软切换流程软切换流程第第4章章 补充

2、内容硬切换补充内容硬切换Page 6第第1章章 切换概述切换概述1.1 切换的目的切换的目的1.2 UE的模式与状态的模式与状态1.3 切换方法与分类切换方法与分类1.4 软硬切换对比软硬切换对比Page 7切换的目的即将离开当前使用小区的信号覆盖区时 为UE提供连续的无中断的通信服务，切换的基本目标覆盖当前区域小区负载不平衡时 资源共享与当前使用小区业务特性不符时 根据速度分层、业务分层(例HSDPA)，以高效率地使用资源Page 8第第1章章 切换概述切换概述1.1 切换的目的切换的目的1.2 UE的模式与状态的模式与状态1.3 切换方法与分类切换方法与分类1.4 软硬切换对比软硬切换对比

3、Page 9CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD- - 搜索网络搜索网络(PLMN)- - “驻扎驻扎”小区小区(Camp On)- 侦听侦听paging channel- 小区重选小区重选- 专用信道，高速业务专用信道，高速业务- Radio bearers传输业务传输业务- 公共信道，低速业务公共信道，低速业务- 高层信令触发高层信令触发 (CN)- 减少活动，减少活动，DRX，节电，减少资源占节电，减少资源占用用RRC connection这些状态只用于这些状态只用于UTRAN与与UE，对对CN来说，这些状态是透明的来说，这些状态是透明的 UE

4、状态示意图SMSVP/Voice/PS低速PS业务Cell Update没有流量多个Cell Update之后，最后一个Update迁移过来URA UpdatePage 10第第1章章 切换概述切换概述1.1 切换的目的切换的目的1.2 UE的模式与状态的模式与状态1.3 切换方法与分类切换方法与分类1.4 软硬切换对比软硬切换对比Page 11切换方法CELL_DCH状态下小区的变更 切换 直接重试 (Directed Retry)IDLE、CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH状态下驻留小区的变更 小区选择重选（又称前向切换）Page 12CELL_DCH下切换分类按系统变按

5、系统变化分类化分类按信令过程按信令过程分类分类按切换前后按切换前后频率分类频率分类说明说明同系统软切换同频低速业务（例 AMR）硬切换高速业务（如PS384K）无Iur接口异频覆盖或业务平衡目的（例在不同负载的载频间切换，切换到支持H S D PA 业 务 的 载 频 ，WCDMA向GSM系统切换）异系统Page 13第第1章章 切换概述切换概述1.1 切换的目的切换的目的1.2 UE的模式与状态的模式与状态1.3 切换方法与分类切换方法与分类1.4 软硬切换对比软硬切换对比Page 14软硬切换特点对比对比项目对比项目软切换（更软切换）软切换（更软切换）硬切换硬切换激活集中无线链路数激活集中

6、无线链路数多条一条是否有切换中断是否有切换中断无有切换前后小区的频率切换前后小区的频率同频小区之间同频，异频或异系统小区间切换增益切换增益最大比合并或选择合并，可以减少衰落的影响。并降低UE发射功率。无缺点缺点占用更多系统资源，软切换小区功率不平衡时产生问题。掉话比例相对较高简言之：软切换通过牺牲一定的系统资源获得最佳的系统性能。Page 15软切换先连接，再断开RNCNodeB1NodeB2Page 16更软切换可看做软切换的特例RNCNodeBCell ACell BPage 17硬切换先断开，再连接RNCNodeB1NodeB2Page 18思考题软切换，更软切换，硬切换的区别？为什么同

7、频不一定是软切换？切换增益是如何产生的？各种切换增益的大小对比是怎样的？Page 19本章小结本章主要讲述了切换的目的，UE的各种工作模式和WCDMA系统中常见的切换分类，并对软硬切换从不同角度进行了对比，得出软硬切换各自的优缺点。介绍了各种切换的基本过程。Page 20第第1章章 切换概述切换概述第第2章章 切换测量切换测量第第3章章 软切换流程软切换流程Page 21第第2章章 切换测量切换测量2.1 切换相关基本概念切换相关基本概念2.2 切换三步曲切换三步曲2.3 测量控制测量控制2.4 测量报告测量报告Page 22切换相关基本概念活动集监视集检测集事件报告 事件转周期报告周期报告R

8、adio Link (RL)Radio Link Set (RLS)合并方式：最大比合并、选择合并软切换增益导频信道（CPICH）软切换，更软切换，硬切换Page 23第第2章章 切换测量切换测量2.1 切换相关基本概切换相关基本概念念2.2 切换三步曲切换三步曲2.3 测量控制测量控制2.4 测量报告测量报告Page 24切换三步曲测量测量测量控制测量的执行与结果的处理测量报告主要由UE完成判决判决以测量为基础资源申请与分配主要由网络端完成（RNC RRM）执行执行信令过程支持失败回退测量控制更新Page 25第第2章章 切换测量切换测量2.1 切换相关基本概切换相关基本概念念2.2 切换三

9、步曲切换三步曲2.3 测量控制测量控制2.4 测量报告测量报告Page 26测量控制通知UE需要测量的对象、邻区列表、报告方式，事件参数等测量条件改变时，RNC通知UE新的测量条件Measurement Control, normal caseUEUTRANMeasurement ControlPage 27测量控制 测量控制 RNC根据激活集中最好小区下发测量控制 测量标识 测量命令 测量类型 测量对象 测量上报准则 测量报告模式Page 28测量对象 切换的测量对象 同频测量 CPICH RSCP、CPICH Ec/No、Pathloss 异频测量 CPICH RSCP、CPICH Ec/

10、No 异系统测量 GSM Carrier RSSI，BSIC Identification，BSIC ReconfirmationPage 29测量模型层一的测量时间是200ms，滤波方法由厂家决定层三滤波系数可以配置符合上报条件时进行上报Layer 1filteringLayer 3filteringEvaluationof reportingcriteriaADBCCparametersparametersPage 30测量模型层三滤波UE对测量值的过滤，按下式进行计算：对测量值的过滤，按下式进行计算：Fn(1-)Fn-1+Mn Fn 本次测量过滤后更新的测量结果 Fn-1上一次测量过滤后

11、的测量结果 Mn 最近一次来自物理层UE的测量结果 0.5k/2，K是在测量控制消息中，Filter coefficient中收到的参数。若该参数被设置为0，则意味着没有层三过滤K越大，滤波效果越大，但对快速变化的信号反应不灵敏；K越小，滤波效果越小，但对快速变化的信号反应灵敏。Page 31第第2章章 切换测量切换测量2.1 切换相关基本概切换相关基本概念念2.2 切换三步曲切换三步曲2.3 测量控制测量控制2.4 测量报告测量报告Page 32测量报告 满足测量报告条件时，通过事件报告RNCMeasurement Report, normal caseUEUTRANMeasurement

12、ReportPage 33测量报告方式事件报告 满足报告条件时，发送测量报告周期报告(事件转周期报告) 部分事件报告后，RNC未进行相应的切换控制，则转周期报告 报告的间隔与总次数受参数控制Page 34同频测量事件同频的测量事件采用 1X 来标志，同频事件报告种类 1A：一个主导频信道进入报告范围，表示一个小区的质量已经接近最好小区或者活动集质量，当UE的活动集满后，停止报告1A事件 1B：一个主导频信道离开报告范围，表示一个小区的质量比最好小区或活动集质量差得较多 1C：替换事件，一个非激活集的主导频信道好过一个激活集里的主导频信道 1D：最好小区变化事件 1F：对活动集小区的测量结果低于

13、绝对门限事件Page 35异频测量事件异频测量事件用 2X 来标识。2B事件：当前使用使用频率质量低于绝对门限，非使用频率质量高于另一绝对门限。2C事件：非使用频率质量高于一个绝对门限 。2D事件：当前使用频率质量低于某一绝对门限，用于启动压缩模式。2F事件：当前使用频率质量高于某一绝对门限，用于停止压缩模式。Page 36异系统测量事件异系统测量事件用3X标识。3A事件：当前使用频率质量低于一个绝对门限，而GSM小区质量高于另一个绝对门限。 3C事件：GSM小区质量高于一个绝对门限。2D事件：当前使用频率质量低于某一绝对门限，用于启动压缩模式。2F事件：当前使用频率质量高于某一绝对门限，用于

14、停止压缩模式。Page 37UE内部测量事件6G事件：当UE的下行接收时间和上行发射时间间隔小于绝对门限 。6F事件：当UE的下行接收时间和上行发射时间间隔大于绝对门限。当上下行发射时间间隔过大时，RNC会从激活集中删除相应的无线链路。Page 38部分事件报告控制参数 相对门限（Reporting Range） 两个测量值之间的单向差值，如1A、1B事件的相对门限 绝对门限（Threshold） 测量值达到一个绝对值，如1E、1F事件的绝对门限 磁滞门限（Hysteresis） 两个测量值比较时的双向差值 延迟触发时间（Time to trigger） 达到上述门限并必须维持的时间 权重因子

15、（W） 控制比较基准值的计算Page 39事件报告判决 根据判决不等式判决 例：例：1A事件判决不等式事件判决不等式 1、路径损耗量 2、其他测量量M：测量值R：相对门限值H：磁滞值W：权重因子，目前一般为0),2/(10)1 (101011aBestNiiNewHRLogMWMLogWLogMA),2/(10)1 (101011aBestNiiNewHRLogMWMLogWLogMAW0时，对于RSCP和Ec/Io而言，10LogM(New)10LogM(Best) - (R1a-H1a/2)Page 40事件报告判决1A事件测量报告示例Page 41事件报告判决（续）例：1B事件的触发条件

16、：事件的触发条件： 1C事件的触发条件：事件的触发条件： 1D事件的触发条件：事件的触发条件： 1F事件的触发条件：事件的触发条件：)2/(10)1 (1010111bbBestNiinewHRLogMWMLogWLogMA, 2/1cInASNewHMM, 2/1dBestNotBestHMM, 2/11ffNewHTMPage 42事件报告判决1B事件测量报告示例Page 43事件报告示意图Page 44事件报告示意图Page 45事件报告示意图Page 46思考题RNC在哪些情况下发测量控制？同频、异频、异系统的测量开始时间相同吗？何时进行事件上报？事件上报的方式有哪些？同频测量包含哪些

17、事件？异频测量包含哪些事件？Page 47本章小结本章介绍了切换的相关概念，详细讲解了测量控制，包括测量对象，测量模型等以及同频测量、异频测量、异系统测量事件报告等内容。并以同频1A事件为例，对切换中涉及的参数，切换过程进行了详细的描述。Page 48第第1章章 切换概述切换概述第第2章章 切换测量切换测量第第3章章 软切换流程软切换流程Page 49第第3章章 软切换流程软切换流程3.1 软切换流程软切换流程3.2 软切换常用参数软切换常用参数Page 50软切换流程_增加无线链路Page 51软切换流程_增加无线链路Page 52软切换流程_删除无线链路Page 53第第3章章 软切换流程

18、软切换流程3.1 软切换流程软切换流程3.2 软切换常用参数软切换常用参数Page 54软切换常用参数设置相对门限相对门限 1A、1B分别设置 1A的取值 1A取值，使得链路的删除比增加困难，减少乒乓切换取值，使得链路的删除比增加困难，减少乒乓切换 1A：320ms，1B：640ms，1C、1D：640ms层三滤波系数层三滤波系数 所有的同频测量共用一个 该参数对事件触发的延迟和乒乓较敏感 一般设置为：3Page 56思考题画出软切换信令流程图？软切换中的各个参数的取值对系统性能的影响？除了本章讲述的几个参数，还有哪些参数对软切换的性能有影响？Page 57本章小结本章讲述了WCDMA系统中软

19、切换的信令流程以及常用参数。Page 58其他切换在WCDMA系统支持丰富的切换技术。除了前面介绍的（更）软切换之外，还有同频硬切换、异频硬切换和异系统切换；当系统支持HSDPA之后，为了平衡负载，最大效率的使用网络资源，WCDMA还支持HSDPA载频与普通载频之间的硬切换。同频、异频硬切换和异系统切换介绍见本教材补充内容。供自学参考。Page 59课程课程总结总结课程总结本课程介绍了WCDMA系统软切换原理、算法、一般软切换过程和相关参数。基础知识结束基础知识结束Page 61第第4章章 硬切换硬切换4.1 同频硬切换同频硬切换4.2 异频硬切换异频硬切换4.3 异系统硬切换异系统硬切换Pa

20、ge 62同频硬切换同频硬切换测量与事件同频硬切换流程同频硬切换常用参数Page 63同频硬切换测量与事件同频硬切换的测量 与软切换类似相关事件 1D事件Page 64同频硬切换切换流程UE1.RADIO LINK SETUP REQUEST目标NODEB原 NODEBSRNC2. RADIO LINK SETUP RESPONSE 3.ALCAP建立4. PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION5. RADIO LINK FAILURE INDICATION6. PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE7. RADIO LIN

21、K DELETION REQUEST8. RADIO LINK DELETION RESPONSE 9.ALCAP释放Page 65同频硬切换常用参数 BEBITRATETHD：BE业务切换速率判决门限 当BE业务的传输信道最大速率小于等于此门限时，系统对该业务用户做软切换 当BE业务的传输信道最大速率超过此门限时，系统对该业务用户做同频硬切换MML: SET HOCOMM 1D事件相关参数 Time to trigger， Hysteresis 参数值既要能及时跟踪小区的变化，完成切换，又要尽量减少乒乓切换Page 66第第4章章 硬切换硬切换/异系统切换异系统切换4.1 同频硬切换同频硬切

22、换4.2 异频硬切换异频硬切换4.3 异系统硬切换异系统硬切换Page 67异频硬切换异频硬切换概述异频硬切换测量与事件异频硬切换流程异频硬切换常用参数Page 68异频硬切换概述特征 切换前后频点不同 对于只有一套接收机的UE，需要起动压缩模式辅助测量 一般使用定时重建的硬切换方式优点 切换成功率较同频硬切换高。 载频间负载平衡 对于分层小区可以实现不同速度合理配置Page 69异频硬切换概述（续）缺点 压缩模式导致额外的无线资源占用 定时重建的硬切换方式增加切换时间和掉话风险使用场景 载频的非连续覆盖 负载切换 分层小区Page 70异频硬切换测量与事件 异频硬切换的测量 测量量： CPI

23、CH RSCP、CPICH Ec/N0 不同的切换目的选用不同的测量类型： 载频覆盖边缘：CPICH RSCP 载频覆盖中心：CPICH Ec/NoPage 71异频硬切换测量与事件（续） 测量报告方式 事件报告 2D事件：当前使用频率质量低于某一绝对门限，用于启动压缩模式。 2F事件：当前使用频率质量高于某一绝对门限，用于停止压缩模式。 2B事件：当前使用使用频率质量低于绝对门限，非使用频率质量高于另一绝对门限。用于覆盖切换触发。 2C事件：非使用频率质量高于某一绝对门限。用于负载切换触发。 周期报告Page 72异频硬切换压缩模式的启动和停止测量启动条件 2D事件：当前使用频率质量低于某一

24、绝对门限，启动压缩模式。 速度估计算法判决启动异频测量测量停止条件 2F事件 最优小区变更后，最优小区中不包含异频邻近小区 异频测量定时器超时。 UE速度估计状态改变，分层小区算法中判决关闭相应的异频测量 硬切换时，如覆盖原因触发，则切换同时停止Page 73异频硬切换流程 信令流程UE1.RADIO LINK SETUP REQUEST目 标 NODEB原 NODEBSRNC2. RADIO LINK SETUP RESPONSE 3.ALCAP建 立4. PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION5. RADIO LINK FAILURE INDICATION6. P

25、HYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COM PLETE7. RADIO LINK DELETION REQUEST8. RADIO LINK DELETION RESPONSE 9.ALCAP释 放Page 74异频硬切换常用参数 异频覆盖切换参数： 异频测量报告方式：周期还是事件 异频测量量 ：选择CPICH Ec/No or CPICH RSCP 异频测量层三滤波系数、延迟触发时间、迟滞 异频测量启停门限 ：对于CPICH Ec/No, CPICH RSCP，针对CS、PS，对于2D、2F分别配置 异频覆盖切换门限 ：目标小区质量门限 异频硬切换使用频率质量门限

26、 异频切换最低接入门限 Page 75异频硬切换问题 为何要在系统中为CS，PS业务配置不同的压缩门限？ 业务需要的Eb/No不同，因此要求的RSCP也不同。 如果UE同时使用CS与PS业务时，根据哪一项业务的2D，2F参数来决定启动压缩模式？ 任何业务达到门限即启动压模。 UE发出2D参数即开始压模模式吗？ 由RNC进行RB重配后进入压缩模式。 在非覆盖切换时的依据是什么？ 2C事件，即非使用频率高于一个绝对门限。Page 76第第5章章 其他切换流程其他切换流程5.1 同频硬切换同频硬切换5.2 异频硬切换异频硬切换5.3 异系统硬切换异系统硬切换Page 77异系统硬切换异常系统硬切换概

27、述异系统测量与事件异系统切换判决算法异系统切换流程异系统切换常用参数Page 78异系统硬切换概述 范畴 WCDMA FDD GSM WCDMA FDD WCDMA TDD WCDMA FDD CDMA2000 特征 切换前后采用的无线接入技术（RAT）不同 一般需要压缩模式辅助测量 优点 覆盖：可以解决不同系统的过渡问题 容量：最大限度提高老设备利用率（2G-3G） 缺点 流程复杂，对设备兼容性要求高 终端（UE）复杂Page 79异系统硬切换测量与事件 系统间切换的测量（GSM测量） 测量类型： GSM Carrier RSSI BSIC Identification BSIC Reconfirmation 测量处理：层一滤波、层三滤波Page 80异系统硬切换测量与事件（续） 测量报告 事件报告 2D事件：启动GSM测量 2F事件： 停