W(高级)-WCDMA切换原理培训课件-20050827-A-1.0.ppt

1、,WCDMA切换原理,前言：为什么需要切换,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，具有一定的覆盖范围 为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,前言：RAN侧移动性管理的范筹,切换和直接重试 (Directed Retry) CELL_DCH状态下的通信小区的变更 小区选择重选 IDLE,CELL_FACH,CELL_PCH,URA_PCH状态下驻留小区的变更 又称前向切换,前言：UE的模式与状态,本文涉及范围,切换的基本概念 切换判决算法 切换流程 切换参数 盲切换与直接重试 小区选择与重选，SRNS迁移等另有专题描述,学习完本课程

2、，您将能够了解：,参考资料,WCDMA RNC V100R005 RAA 切换算法说明书 WCDMA RNP系统参数设置指导书,课程内容,T,第一章 切换概述 第二章 切换测量 第三章 基本切换 第四章 盲切换和直接重试,第一章 切换概述,切换目的 切换中的基本概念 切换分类 切换基本过程三步曲,切换的目的,为UE提供连续的无中断的通信服务：基本目标 负载平衡：资源共享 速度分层, 业务分层(HSDPA)：高效率地使用资源,切换的一些基本概念,活动集 监视集 检测集 事件报告 事件转周期报告 周期报告 Radio Link (RL) Radio Link Set (RLS) 合并方式：最大比合

3、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 盲切换,切换分类,根据信令特点： 软切换（更软切换） 硬切换 根据切换的源小区和目标小区的属性分类 同频切换 异频切换 模式间切换(FDD TDD) 系统间切换(UMTS GSM/CDMA2000) 根据切换的目的分类 基于覆盖的切换（基本功能） 基于负载平衡的切换（可选） 基于业务分担的切换（可选） 基于速度估计的切换（可选）,各种切换特点简介,软切换和更软切换的区别在于： 更软切换在Node B对上行信号进行最大比合并，软切换在RNC对上行信号进行选择合并。由于最大比合并的增益比选择合并大，更软切换性能比软切换好；

4、 由于更软切换合并在Node B进行，可以节约Iub接口的传输资源。,软切换和硬切换的特性对比：,软切换,更软切换,硬切换,切换三步曲,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 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 信令过程 支持失败回退 测量控制更新,思考题,软切换，更软切换，硬切换的区别 典型场景,本章小结,本章讲述了切换的目的和WCDMA系统中常见的分类。,课程内容,T,第一章 切换概述 第二章 切换测量 第三章 切换算法 第四章 盲切换和直接重试,第二章 切换测量,测量控制和测量报告 测量的基本概念 同频测量事件 异频和异

5、系统测量事件 UE内部测量,测量控制和测量报告,测量控制：,Measurement Control, normal case,测量报告：,Measurement report, normal case,测量的基本概念,切换的测量量 同频和异频：CPICH RSCP、CPICH Ec/N0、Pathloss 异频：CPICH RSCP、CPICH Ec/N0 异系统：GSM Carrier RSSI ， BSIC Identification， BSIC Reconfirmation 测量报告的报告方式 周期报告(事件转周期报告) 事件报告 事件报告方式的事件 同频事件：1A,1B,1C,1D,

6、1F 异频：2D,2F,2B,2C 异系统：3A,3C 其他：6G,6F,测量模型,测量的基本概念,测量ID 测量命令：建立，修改，删除 测量事件ID 测量对象列表：邻区 滤波系数 报告迟滞 延迟触发时间,报告准则,报告准则 判别不等式：例如对于1A事件： 1、路径损耗： 2、其他测量： 判别不等式：例如对于1F事件： 1、路径损耗： 2、其他测量： 相对门限（Reporting Range）、 绝对门限（Threshold）、 迟滞（Hysteresis）、 延迟触发时间（Time to trigger）,关键参数说明,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，相

7、对门限增加事件，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，1A事件停止报告。 1B，相对门限删除事件，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，表示一个小区已经比活动集的小区好； 1D，最好小区变化事件 1F，测量值低于绝对门限事件,异频和异系统测量事件,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。 异系统测量

8、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,UE内部测量,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,思考题,同频测量包含哪些事件？ UE内部测量包含哪些事件？ 异频测量包含哪些事件？,本章小结,本章详细论述了同频测量、异频测量、异系统测量各项细节，对每一种测量都从含义、应用场景等方面描述。,课程内容,T,第一章 切换概述 第二章 切换测量 第三章 基本切换 第四章 盲切换和直接重试,第三章 基本切换,软切换 同频硬切换

9、 异频硬切换 异系统硬切换 HSDPA切换 压缩模式,软切换,概述 软切换的测量 软切换算法 软切换流程 软切换执行 常用参数,软切换概述,特征 切换后与多个小区建立无线链路活动集 一个RLS内的多个小区，可实现更软切换。 软切换，上行选择合并，下行最大比合并 更软切换，上下行最大比合并 优点 软切换增益：体现在 多小区（Multi-Cell）增益:软切换多条无关分支的存在降低了阴影衰落余量需求 宏分集（Macro Diversity Combining）增益 :软切换对链路解调性能的提高带来对抗快衰落带来的增益: 负载分担：上行多个小区接收，减少UE发射功率。下行多小区发射，降低每个小区的发

10、射功率要求。 减少乒乓切换导致的掉话 缺点 下行资源占用较多，尤其是高速率BE业务占用的码资源 下行功率通常为负增益 当功率不平衡时，反而产生副作用,软切换测量,软切换/更软切换的测量 测量类型：CPICH RSCP、CPICH Ec/N0、Pathloss 测量处理：层一滤波、层三滤波 报告方式 周期报告 事件报告 报告类型：1A、1B、1C、1D、1F UE观察到的CFN-SFN时间差 报告准则：触发条件、相对门限（Reporting Range）、绝对门限（Threshold）、迟滞（Hysteresis）、延迟触发时间（Time to trigger） 事件转周期报告,软切换测量事件,

11、软切换/更软切换的测量事件 同频事件报告种类 1A，相对门限增加事件，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，1A事件停止报告。 1B，相对门限删除事件，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，表示一个小区已经比活动集的小区好； 1D，最好小区变化事件 1F，测量值低于绝对门限事件,软切换判决算法,软切换/更软切换的判决（采用相对门限切换算法,但是需要满足软切换最低质量门限） 1A ，软切换分支加入； 1B ，软切换分支删除； 1C，活动集内小区替换； 1D，如是活动集小区，更改最好小区；如是监视集小区，则加入活动集并更改最好小区。另外

12、，需要更改测量控制，算法参数按最好小区运作算法；,切换的执行,软切换的执行 测量控制的更新原则 按照最优小区配置邻区和算法参数 RLC模式 采用AM模式 软切换失败的补偿与限制 事件转周期报告（1A、1C事件） ：导致重试 可控参数：报告周期、报告次数,软切换流程_增加无线链路,软切换的执行（增加链路）,软切换流程_删除无线链路,软切换执行（删除链路）,常用参数,相对门限 1A、1B分别设置 1A的取值 1A取值，使得删除链路困难，减少乒乓 一般1A：320ms，1B：640ms 层三滤波系数 所有的同频测量只能共用一个 该参数对事件触发的延迟和乒乓较敏感 一般设置为：3 软切换最低质量门限

13、配置参数MML:SET INTRAFREQHO,第三章 基本切换,软切换 同频硬切换 异频硬切换 异系统硬切换 HSDPA切换 压缩模式,同频硬切换目录,概述 测量与判决 流程 常用参数,同频硬切换,同频硬切换特点,特征 切换后只与一个小区建立连接 先断后切 原小区和目标小区频率相同 一般采用同步保持的硬切换 优点 减少码资源和硬件资源的占用 缺点 由于同频干扰，掉话率较高 使用场景 无Iur接口或Iur接口拥塞（必须） 具体情况灵活对待，比如从码资源、通信质量等不同角度，可以制定不同策略,同频硬切换测量判决和执行,同频硬切换的测量 与软切换类似 判决 1D事件 执行 UE上报CFN-SFN信

14、息 同步硬切换 使用原来的DOFF值 CFN帧号连续 UE未上报CFN-SFN信息 定时重建的硬切换 重新配置DOFF CFN帧号根据DOFF计算,同频硬切换流程,信令流程,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 1D事件相关参数 time to trigger， hysteresis 即要能够及时跟踪小区的变化，及时完成切换，又要尽量减少乒乓切换,第三章 基本切换,软切换 同频硬切换 异频硬切换 异系统硬切换 HSDPA切换

15、压缩模式,异频硬切换目录,概述 测量与判决 流程 常用参数,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 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 分层小区,异频硬切换测量量和测量事件,异频硬切换的测量 测量量： CPICH 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/No 测

16、量报告 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。用于速度估计层间切换触发。 周期报告,异频硬切换压缩模式启动算法,测量启动条件 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。 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

17、异频测量 硬切换时，如覆盖原因触发，则切换同时停止,分层小区速度估计算法,当UE位于分层小区覆盖范围内，启动速度估计算法 依据一定时间内的切换事件，判断UE速度是否符合当前层的要求 UE速度估计结果为中速，维持在当前层 如果判断结果为高速，切换到高层网络，如果为低速，切换到低层网络 依据速度判决结果，如果采用异频分层，启动异频盲切换或者异频测量切换流程。当采用同频分层时，进行同频硬切换。,异频硬切换判决算法,异频硬切换的判决 覆盖切换触发条件 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。 速度估计切换触发条件 2C事件：非使用频率质量高于一个绝对门限 。,异频硬

18、切换执行,异频硬切换的执行 UE上报定时信息 双收发信机的UE，可不使用压缩模式 同步硬切换 使用原来的DOFF值 CFN帧号连续 UE未上报定时信息 单收发信机的UE，必须使用压缩模式 如果切换目标小区与当前活动集中小区不属于同于NodeB 定时重建的硬切换 重新配置DOFF CFN帧号根据DOFF计算 如果切换目标小区与当前活动集中小区属于同于NodeB 内部换算目标小区的定时关系 同步硬切换 使用原来的DOFF值 CFN帧号连续,异频硬切换流程,信令流程,常用参数（一）,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 RSC

19、P 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 异频切换最低接入门限 异频覆盖切换参数参见MML： ADD CELLINTERFREQHOCOV,常用参数（二）,异频非覆盖切换参数： 异频测量层三滤波系数、延迟触发时间、迟滞 异频非覆盖切换门限 异频非覆盖切换参数参见MML： ADD CELLINTERFREQHONCOV,第三章 基本切换,软切换 同频硬切换 异频硬切换 异系统硬切换 HSDPA切换 压缩模式,异系统硬

20、切换目录,概述 异系统测量：压缩模式的启停 系统间切换算法 系统间切换流程 常用参数,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,异系统测量：压缩模式启停,系统间切换的测量（GSM测量） 测量类型： GSM Carrier RSSI BSIC Identification BSIC Reconfir

21、mation 测量处理：层一滤波、层三滤波 测量报告 事件报告 2D事件：启动GSM测量 2F事件： 停止GSM测量,异系统硬切换判决算法,系统间切换的判决 异系统覆盖切换 事件方式 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。 周期方式 评估：根据周期上报GSM RSSI测量值和GSM目标小区的BSIC 确认状态，评估GSM RSSI超过绝对门限的小区，如果同时满足要求，则优先考虑BSIC确认过的小区 异系统非覆盖切换 事件方式 3C事件是指GSM小区质量高于一个绝对门限。,系统间切换流程,系统间切换的执行,常用参数（一）,异系统覆盖切换参数 异系统测量启

22、停门限:决定2D、2F门限，针对测量量是CPICH Ec/No, CPICH RSCP，分CS、PS业务分别各配置一套 异系统2D2F测量量: 选择CPICH Ec/No, CPICH RSCP BSIC确认选择开关 异系统覆盖切换门限 ：异系统覆盖切换的GSM RSSI门限 针对CS，PS业务分别配置 异系统切换使用频率质量门限 延迟触发时间、迟滞：每个事件一套 参数配置参见MML：ADD CELLINTERRATHOCOV,常用参数（二）,异系统非覆盖切换参数 异系统测量报告周期 异系统切换判决门限：CS,PS,信令单独配置 延迟触发时间：BSIC确认和非确认分别配置 异频测量层三滤波系数

23、、迟滞 惩罚时长 参见MML命令：ADD CELLINTERRATHONCOV,第三章 基本切换,软切换 同频硬切换 异频硬切换 异系统硬切换 HSDPA切换 压缩模式,HSDPA切换目录,概述 HSDPA切换测量 服务小区变更算法 HSDPA直接重试算法 服务小区更新流程 常用参数,HSDPA切换概述,范畴： 涉及HSDPA的HS-DSCH信道的切换。 HSDPA的服务小区更新 HSDPADCH 思路： 对于满足门限的业务，尽量使用HSDPA资源。为实现吞吐量的最大化，尽量使HS-DSCH的服务小区跟随激活集里的最好小区。,HSDPA的测量,HSDPA切换的测量 测量类型：CPICH RSC

24、P、CPICH Ec/N0、Pathloss 测量处理：层一滤波、层三滤波 测量报告 周期报告 事件报告 报告类型：1A，1B，1C,1D 事件转周期报告,服务小区变更算法,在活动集中改变HS-PDSCH信道的服务小区 根据1D事件判断最优小区，及时切换 切换后启动切换禁止定时器避免乒乓切换 硬切换时改变HS-PDSCH信道的服务小区 硬切换同时在目标小区建HSDPA信道 如果目标小区不支持HSDPA，则建立DCH信道 软切换时改变HS-PDSCH信道的服务小区 当最优小区不支持HSDPA时，而当前服务HSDPA小区切换删除时，尽量将数据业务建立在HSDPA信道上。,HSDPA直接重试算法,基

25、于新建业务 当只建立信令连接的用户初始建立PS业务时，根据信到类型映射原则满足映射到HSDPA的条件，但当前小区没有HSDPA支持能力或者当前小区支持HSDPA但没有足够资源时，触发到非紧急盲切换小区（支持HSDPA且有可用资源）的直接重试 基于业务量 当用户如果在CELL-FACH状态下由于业务量而触发C-D的信道切换，满足映射到HSDPA的条件，但当前小区没有HSDPA支持能力，或者当前小区支持HSDP但没有足够资源时，触发到非紧急盲切换小区（支持HSDPA且有可用资源）的直接重试,服务小区更新流程,常用参数,HSDPA切换保护时长 为了避免乒乓切换对数据业务的影响，设定切换禁止定时器T-

26、hsdpa ，在定时器工作期间禁止HSDPA活动集服务小区变更。 取值范围(0.1024)秒,第二章 切换原理,软切换及更软切换 同频硬切换 异频硬切换 系统间切换 HSDPA切换 压缩模式,压缩模式目录,压缩模式的目的 压缩模式示意图 压缩模式的实现方式 HSDPA直接重试算法 压缩模式序列的约束 常用参数,压缩模式的目的,目的： FDD下进行异频测量或异系统测量 原因： 下行压缩：一套收发信机只能同时工作在一组收发频率上，若要对其它频率的信号进行测量，接收机需停止工作，将频率切换到目标频率进行测量。为了保证下行信号的正常发送，需将原来信号在剩余发送时间内发送。 上行压缩：当测量频率与上行发

27、送频率较近时（ GSM 1800/1900 使用频率与FDD 上行的工作频率相近），为保证测量效果，需同时停止上行信号的发送。,压缩模式示意图,压缩模式示意图,压缩模式的实现方式,实现方式 扩频因子减半 压缩帧扩频因子减半使用，必要时使用替换扰码 优点：RNC处理简单、能够提供较大的TGL 缺点：占用NodeB的处理能力、降低码资源的利用率，不适用于SF4、对覆盖影响较大、替换扰码会带来较大干扰 打孔方式（协议取消） 降低编码冗余度 优点：高层较为简单，SF4可用，不影响码资源利用率 缺点：受限于信道编码特性，减小了编码增益 高层调度 MAC层通过限制TFCS，改变下发数据速率 优点：引入的干

28、扰相对较少 缺点：高层（层二）处理复杂，仅适用于非实时数据业务,压缩模式（四）,关键问题 FDD小区搜索性能，互补的样式序列,压缩模式,功控性能 压缩时隙后的功率发射：尽可能跟上无线信道的变化 恢复期的功控过程：加速功控的收敛过程 压缩帧中的功控：ITP 恢复期中的功控：RPP 功控补偿：DeltaSIR，DeltaSIRAfter 跟踪性能 由于存在时钟漂移，因此为减小频率切换时的小区同步丢失，TGPL不能过大。（失步时间一般在300ms左右） 干扰控制 压缩模式方式的选择 压缩模式的同步 启动同步 CFN以256为周期循环 UE和NodeB接收信令时延不同 保证UE和NodeB的启动时刻不

29、会相差256 软切换同步 压缩模式启动后切换策略仍然是软切换优先 软切换有可能发生在不同NodeB间 保证新加入无线链路与原链路的压缩帧同步,压缩模式序列的约束,约束 gap不能重叠：一帧中不能包含多个gap 每一帧最多只能压缩7个slot 不能连续存在三个压缩帧 多条压缩模式并行运行时，仍需满足以上要求 TGPL1必须等于TGPL2 每条压缩模式样式序列仅能用于一种测量目的 上下行压缩模式样式序列参数不能单独配置,压缩模式序列参数示意图,常用参数（一）,TGCFN：压缩模式起始帧号 TGSN：压缩模式起始时隙号 TGL1：压缩空隙1长度 TGL2：压缩空隙2长度 TGD：压缩空隙2相对于TG

30、SN的时隙偏移量 TGPL1:压缩模式样式1长度 TGPL2：压缩模式样式2长度 帧模式 单帧模式：一个完整的压缩空隙在一帧内 双帧模式：一个完整的压缩空隙分布在两个帧中 帧类型 Frame Type A：获得最大的压缩空隙 Frame Type B：在压缩空隙的固定位置插入TPC比特，提高中高速的功控性能，与ITP一起考虑,常用参数（二）,功控参数 RPP:恢复期上行链路功控模式 ITP:压缩空隙后第一个时隙初始发射功率的模式 DeltaSIR1:TGL1所在帧下行链路目标SIR增加值 DeltaAfterSIR1：TGL1所在帧后一帧的下行链路目标SIR增加值。 DeltaSIR2:TGL

31、2所在帧下行链路目标SIR增加值 DeltaAfterSIR2：TGL2所在帧后一帧的下行链路目标SIR增加值。,思考题,简述软切换与更软切换的区别？ 什么是压缩模式？ 画出硬切换信令流程图？,本章小结,本章重点讲述了WCDMA系统几种基本的切换:软切换、更软切换、同频硬切换、异频硬切换、异系统切换的基本概念、区别、发生场景、信令流程等； 同时，对压缩模式进行介绍。,课程内容,T,第一章 切换概述 第二章 切换测量 第三章 基本切换 第四章 盲切换与直接重试,范围和触发条件,RRC直接重试 初始信令连接建立，请求小区拒绝时使用 RRC重定向 初始信令连接建立，请求小区拒绝时并且RRC直接重试失败 RAB直接重试 信令建立成功，但是业务建立失败时使用 盲切换 异频负载平衡（到异频小区的盲切换） RRC直接重试 RAB直接重试,RRC直接重试（一）,使用场景（一） 异频同覆盖小区间,cell1,cell2,1,2,3,UE初始驻留小区,Cell1的异频同覆盖小区,信令过程： 1 RRC CONNECTION REQUEST 2 RRC CONNECTION SETUP 3