WCDMA切换基础原理.doc

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1、.-WCDMA切换原理切换概述:1、 切换原因与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）；负载平衡：小区的容量极限的特性，提出了系统里的资源共享需求。2、 切换方法与分类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）切换增益：最大比合并或选择合并，可以减少衰落的影

2、响。并降低UE发射功率3、 切换基本过程三步曲a、 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）；b、 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）；c、 执行：信令过程支持失败回退测量控制更新切换基本概念l 活动集 Active Set =3l 监视集 Monitor Setl 检测集 Decter Set 1a 1b事件 l 事件报告 事件转周期报告l 周期报告l Radio Link (RL)l Radio Link Set (RLS)l 合并方式：最大比合并、选择合并l 软切换增益l 导频信道（CPICH）Ec/Nol 软切换，更软切换，硬切换

3、l 盲切换 RNC发起思考题l 软切换，更软切换，硬切换的区别？l 为什么同频不一定是软切换？l 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？切换测量1、 测量控制和测量报告，测量对象测量控制：测量条件改变时，RNC通知UE新的测量条件l 切换的测量对象 同频测量 CIO CPICH RSCP、CPICH Ec/No、Pathloss UE Rx-Tx时间差 SFN-SFN时间差，SFN-CFN时间差 异频测量 CPICH RSCP、CPICH Ec/No 异系统测量 GSM Carrier RSSI ， BSIC Identification， BSIC Reconfirmatio

4、n2、 事件报告控制参数，事件报告判决测量报告：满足测量报告条件时，通过事件报告RNC3、 测量报告事件部分事件报告控制参数l 相对门限（Reporting Range） 两个测量值之间的单向差值l 绝对门限（Threshold） 测量值达到一个绝对值l 磁滞门限（Hysteresis） 两个测量值比较时的双向差值l 延迟触发时间（Time to trigger，） 达到上述门限并必须维持的时间l 权重因子（W） 控制比较基准值的计算切换测量l 测量控制和测量报告l 测量对象l 事件报告控制参数l 事件报告判决l 测量报告事件测量控制和测量报告测量控制：测量条件改变时，RNC通知UE新的测量条

5、件测量报告：满足测量报告条件时，通过事件报告RNC测量对象l 切换的测量对象 同频测量 CIO CPICH RSCP、CPICH Ec/No、Pathloss UE Rx-Tx时间差 SFN-SFN时间差，SFN-CFN时间差 异频测量 CPICH RSCP、CPICH Ec/No 异系统测量 GSM Carrier RSSI ， BSIC Identification， BSIC Reconfirmation为什么测量CPICH信道？测量模型l 层一的测量时间是200ms，滤波方法由厂家决定l 层三滤波系统可以配置l 符合上报条件时进行上报部分事件报告控制参数l 相对门限（Reporting

6、 Range） 两个测量值之间的单向差值l 绝对门限（Threshold） 测量值达到一个绝对值l 磁滞门限（Hysteresis） 两个测量值比较时的双向差值l 延迟触发时间（Time to trigger，） 达到上述门限并必须维持的时间l 权重因子（W） 控制比较基准值的计算事件报告控制参数事件报告判决l 事件报告根据判决不等式判决例：1A事件判决不等式 1、路径损耗量 2、其他测量量M：测量值 (measurement) R：相对门限值 (relative)H：磁滞值W：权重因子，目前一般为0l 其他事件的判决不等式可参考指导书 测量的报告方式l 事件报告 满足报告条件时，发送测量报告

7、l 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报告条件有哪些？同频测量事件l 同频的测量事件采用1x 来标志，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，停止报告1A事件。 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中的小区好； 1D，最好小区变化事件 1E, 1F，测量值低于绝对门限事件为何加入激活集中的信号要保持在一定的门限内？异频和异系统测量事件l 异频测量事件用2X来标识。

8、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。l 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 UE内部测量l 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 。l 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。l 当上下行发射时间间隔过在时，RNC会从激活集中

9、删除相应的无线链路。思考题l RNC在哪些情况下发测量控制？l 同频、异频、异系统的测量开始时间相同吗？l 何时进行事件上报？l 事件上报的方式有哪些？ l 同频测量包含哪些事件？l 异频测量包含哪些事件？本章小结本章讲解了测量的过程及控制，同频测量、异频测量、异系统测量事件报告等内容。第三章 切换流程l 软切换l 同频硬切换l 异频硬切换l 异系统硬切换 软切换目录l 软切换的测量l 软切换流程l 软切换常用参数软切换测量l 测量控制 RNC根据激活集中最好小区下发测量控制 邻区列表 门限参数 切换测量量类型等l 软切换/更软切换的测量量 测量类型：CPICH RSCP、CPICH Ec/N

10、o、Pathlossl 相关事件 报告类型：1A、1B、1C、1D、1F UE观察到的CFN-SFN时间差 事件转周期报告软切换流程_增加无线链路软切换流程_删除无线链路软切换常用参数l 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：640msl 层三滤波系数风险比较大 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 CIO 5dB(参数配置MML:SET INTRAFREQHO)为可1B与1A事件要设置的有一定偏差？是否在同频内一定可以进行软切换？同频硬切换目录l 同频硬切换测量与事件l 同频硬切换

11、流程l 同频硬切换常用参数同频硬切换测量与事件l 同频硬切换的测量 与软切换类似l 相关事件 1D事件在软切换与同频硬切换中，上报的1D事件有无区别？RNC如何决定做哪种切换？执行过程可能有什么样的不同？（引出下面的流程）同频硬切换流程在空口的信令流程中可能包含哪些参数？完成硬切换的标志是什么？在硬切换完成后，系统还要做什么工作？同频硬切换常用参数l 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l 1D事件相关参数 time to trigge

12、r， hysteresis 参数值既要能够及时跟踪小区的变化，完成切换，又要尽量减少乒乓切换异频硬切换目录l 异频硬切换概述l 异频硬切换测量与事件l 异频硬切换流程l 异频硬切换常用参数异频硬切换概述l 特征 切换前后频点不同 对于只有一套接收机的UE，需要起压缩模式辅助测量 一般使用定时重建的硬切换方式l 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l 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l 使用场景 载频的非连续覆盖 负载切换 分层小区问题：异频硬切换与同频硬切换的测量有何不同？l 异频硬切换时，对于只

13、有一套接收机的UE，需要压缩模式辅助测量。l 起压模时，要占用额外的无线资源。什么情况下会使用异频硬切换？l 载频的非连续覆盖l 负载切换l 分层小区异频硬切换有何特点？异频硬切换测量与事件l 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/Nol 测量报告 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

14、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。 周期报告具体事件上报后的判决见附录。为何在载频的边缘与覆盖中心采用不同的测量量类型。在软切换与同频硬切换中，上报的1D事件有无区别？RNC如何决定做哪种切换？执行过程可能有什么样的不同？（引出下面的流程）异频硬切换流程这个流程与同频硬切换有何不同？l 在信令中携带的频率参数不同。在空口的信令流程中可能包含哪些参数？完成硬切换的标志是什么？在硬切换完成后，系统还要做什么工作？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 RSCP 异

15、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 CELLINTERFREQHO问题：为何要在系统中为CS，PS业务配置不同的压缩门限？l 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？l 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？l 由RNC进行RB重配后进入

16、压缩模式。在非覆盖切换时的依据是什么？l 2C事件，即非使用频率高于一个绝对门限。异系统硬切换目录l 系统间硬切换概述l 系统间测量l 系统间切换算法l 系统间切换流程l 系统间硬切换常用参数异系统硬切换概述l 范畴 WCDMA FDD GSM WCDMA FDD WCDMA TDD WCDMA FDD CDMA2000l 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l 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）l 缺点 流程复杂，对设备兼容性要求高 终端（UE）复杂问题：异频硬切换与同频硬切换的测量有何不同？l 异频硬切换

17、时，对于只有一套接收机的UE，需要压缩模式辅助测量。l 起压模时，要占用额外的无线资源。什么情况下会使用异频硬切换？l 载频的非连续覆盖l 负载切换l 分层小区异频硬切换有何特点？异系统测量与事件l 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 测量报告 事件报告 2D事件：启动GSM测量 2F事件： 停止GSM测量 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。问题：异频硬切

18、换与异系统硬切换的2D与2F事件有无区别？UE如何决定进行异频测量还是异系统测量？l 由RNC的测量控制信息决定，UE只是执行。异系统硬切换判决算法l 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。 系统间切换流程常用参数（一）l 异系统覆盖切换参数 异系统测量启停门限

19、: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 惩罚时长l 参数配置参见MML：ADD CELLINTERRATHO思考题l 简述软切换与更软切换的区别？l 什么是压缩模式？l 画出硬切换信令流程图？l 在各种事件中使用哪一种测量量来作比较比较合适？ 提示：Io是随系统负载在变化的。本

20、章小结l 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；补充内容l 压缩模式测量l 同频硬切换的判决算法l HSDPA切换l 盲切与直接重试压缩模式目录l 压缩模式的目的l 压缩模式示意图l 压缩模式的实现方式l HSDPA直接重试算法l 压缩模式序列的约束l 常用参数压缩模式的目的l 目的： FDD下进行异频测量或异系统测量l 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

21、在剩余发送时间内发送。 上行压缩：当测量频率与上行发送频率较近时（ 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的实现方式l 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（CR建议协议取消） 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

22、TFCS，改变下发数据速率 优点：引入的干扰相对较少 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）l 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

23、延不同 保证UE和NodeB的启动时刻不会相差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l 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）l TGCFN：压缩模式起始帧号l TGSN：压缩模式起始时隙号l TGL1：压缩空隙1长度l TGL2：

24、压缩空隙2长度l TGD：压缩空隙2相对于TGSN的时隙偏移量l TGPL1:压缩模式样式1长度l TGPL2：压缩模式样式2长度l 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l 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）l 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

25、下行链路目标SIR增加值。 DeltaSIR2:TGL2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。异频硬切换目录l 异频硬切换压缩模式启动算法l 异频硬切换分层小区速度估计算法l 异频硬切换判决算法l 同频硬切换执行细节异频硬切换压缩模式启动算法l 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l 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

26、触发，则切换同时停止异频硬切换分层小区速度估计算法l 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l 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。 负载切换触发条件 2C事件：非使用频率质量高于一个绝对门限 。2C事件中的质量门限用哪一种测量

27、量来触发比较合适？l Ec/Iol 如果是异频同覆盖时，如果小区参数设置一致，则Ec/Io根据负载的变化而不同。同频硬切换执行细节l 执行方式 如果UE上报CFN-SFN信息 同步硬切换 使用原来的DOFF值 CFN帧号连续 如果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HSDPA切换目录l 概述l HSDPA切换测量l 服务小区变更算法l HSDPA直接重试算法l 服务小区更新流程l 常用参数HSDPA切换概述l 范畴： 涉及HSDPA的HS-DSCH信道的切换。 HSDPA的服务小区更新 HSDPADCHl 思路： 对于满足门限的业务，尽量

28、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l HSDPA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 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l 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l 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l 软切换

29、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l 基于新建业务 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 l 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

30、，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 服务小区更新流程盲切换与直接重试目录l 范围和触发条件l RRC直接重试l RRC重定向l RAB直接重试范围和触发条件l RRC直接重试 初始信令连接建立，请求小区拒绝时使用l 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l RAB直接重试 信令建立成功，但是业务建立失败时使用l 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）l 使用场景（一） 异频同覆盖小区间RRC直接重试（二）l 使用场景（二） 同频邻区间，UE处于软切换区RRC重试常用参数ADD C

31、ELLDRDl 同频直接重试最大次数 INTRAFDRMAXNUM l 异频直接重试最大次数 DRMAXUMTSNUM l 异系统直接重试最大次数 DRMAXGSMNUM 在首次接入失败后，允许发起重试的最大次数 l 候选集绝对门限 CSTHRESHOLD 直接重试候选集绝对门限，RACH测量报告中小区进入候选集的基本门限。此门限是UE正常通信所要求的最小Ec/N0值。 ADD INTERFREQNCELLl 盲切换优先级 BLINDHOPRIORRC重定向l 应用场景 UE发起信令连接失败，并且RRC重试失败RRC直接重试和重定向的说明l 触发条件必须为信令准入失败 如果信令不做准入（直接允许接入），算法失效。只有在拥塞时才有效。 如果信令做准入，由于信令通常速率较低(3.4k), 所以触发的概率可能也较低。只有在小区拥塞时触发概率才较高。l 优缺点比较： RRC直接重试，用户感觉到的时延较小 RRC重定向更灵活，且可以重选到GSM小区，但用户感觉到的延迟较大RAB直接重试l 使用场景RRC直接重试和RRC重定向的流程区别？RRC直接重试和RRC重定向的触发条件