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WCDMA切换原理,ISSUE1.1,Page 1,前 言,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 2,内容介绍,第1章 切换概述 第2章 切换测量 第3章 软切换流程,Page 3,内容介绍,第1章 切换概述 1.1 切换的目的 1.2 UE的模式与状态 1.3 切换方法与分类 1.4 软硬切换对比,Page 4,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 5,内容介绍,第1章 切换概述 1.1 切换的目的 1.2 UE的模式与状态 1.3 切换方法与分类 1.4 软硬切换对比,Page 6,UE的工作模式,UE有两种基本的运行模式：空闲模式和连接模式 空闲模式：UE处于待机状态，没有业务的存在，UE和UTRAN之间没有连接，UTRAN内没有任何有关此UE的信息；通过非接入层标识如IMSI、TMSI或P-TMSI等标志来区分UE； 连接模式：当UE完成RRC连接建立时，UE才从空闲模式转移到连接模式； 在连接模式下，UE有4种状态： Cell-DCH, Cell-FACH, Cell-PCH, URA-PCH,Page 7,UE在连接模式下的状态,Cell-DCH：(语音，数据) UE处于激活状态，正在利用自己专用的信道进行通信，上下行都具有专用信道，UTRAN准确的知道UE所位于的小区中 Cell-FACH：（数据量小） UE处于激活状态，但是上下行都只有少量的数据需要传输，不需要为此UE分配专用的信道，下行的数据在FACH上传输，上行在RACH上传输，下行需要随时监听FACH上是否有自己的信息，UTRAN准确的知道UE所位于的小区，保留了UE所使用的资源，所处的状态等信息。,Page 8,UE在连接模式下的状态,Cell-PCH：（无数据，监听PICH,非连续接收） UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，以便收听寻呼，因此UE此时进入非连续接收，可有效的节电。 UTRAN准确的知道UE所位于的小区，这样， UE所位于的小区变化后，UTRAN需要更新UE的小区信息。 URA-PCH:（无数据，监听PICH,非连续接收） UE上下行都没有数据传送，需要监听PICH，进入非连续接收， UTRAN只知道UE所位于的URA（UTRAN Registration Area，一个URA包含多个小区），也就是说，UTRAN只在UE位于的URA发生变化后才更新其位置信息，这样更加节约了资源，减少了信令。（UE的寻呼次数比较频繁，则进入URA-PCH以节省资源）,Page 9,UE的模式与状态,CELL_DCH,CELL_FACH,CELL_PCH,URA_PCH,IDLE,DEAD,搜索网络(PLMN) “驻扎”小区(camp on),侦听paging channel 小区重选,专用信道 Radio bearers传输业务,高层信令触发 (CN),减少活动，DRX，节电,RRC connection,这些状态只用于UTRAN与UE，对CN来说，这些状态是透明的,Page 10,内容介绍,第1章 切换概述 1.1 切换的目的 1.2 UE的模式与状态 1.3 切换方法与分类 1.4 软硬切换对比,Page 11,Idle模式和Cell-DCH状态下UE的越区,Idle模式下（小区重选，位置更新） UTRAN不知道UE的存在，UE越区时利用Cell Reselection算法选择新的小区（上报CN） 如果LAC发生变化，则到CN进行登记处理（位置更新） Cell-DCH状态下（切换） UE切换到另一个小区，切换时机、目标小区、切换类型等由位于RNC中的切换算法进行判决和控制 IDLE、CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH状态下驻留小区的变更(上报给UTRAN) 小区选择重选、小区更新（统称前向切换）,Page 12,CELL_DCH下切换分类,根据信令特点： 硬切换 软切换（更软切换） 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)（做不了） 系统间切换(UMTS GSM/CDMA2000)（做不了） 根据切换的目的分类 基于覆盖的切换（基本功能） 基于负载的切换（可选） 基于速度估计的切换（可选） 基于业务的切换（可选）,Page 13,内容介绍,第1章 切换概述 1.1 切换的目的 1.2 UE的模式与状态 1.3 切换方法与分类 1.4 软硬切换对比,Page 14,软切换先连接，再断开,RNC,NodeB1,NodeB2,Page 15,软切换,软切换：软切换是当无线链路发生增加或者释放时，UE同UTRAN始终至少保持一条无线链路，即UE可以同时和多个小区之间保持无线链路的连接（软切换比例有限制）。 一般软切换时，其上行信号在RNC内做选择性合并，下行信号在UE内做最大比合并（RAKE合并）。 软切换一定是同频小区之间的切换，软切换的目标小区与原小区必须是下列两种情况之一： 1、属于同一RNC； 2、属于不同RNC但RNC之间存在Iur接口。,Page 16,更软切换可看做软切换的特例,RNC,NodeB,Cell A,Cell B,Page 17,更软切换,更软切换是发生在一个Node B内的同一个频率内的不同小区之间的切换，UE在更软切换状态下，其上行信号在Node B内实现了最大比合并（RAKE合并），下行信号在UE内实现了最大比合并（RAKE合并），更软切换是软切换的一种特例。 相对于一般软切换而言，更软切换具有更大的合并增益和更好的链路质量，并且更软切换无须占用额外的Iub/Iur口传输资源（运营商不限制更软切换比例）。,Page 18,硬切换先断开，再连接,RNC,NodeB1,NodeB2,Page 19,硬切换,硬切换是当无线链路发生变化时，UE释放原来的无线链路，再建立新的无线链路。硬切换是采用先断后连的方法，这样就会造成通信的短时中断。硬切换又分成异频硬切换、同频硬切换（无需启动压缩模式）和系统间切换。 异频硬切换 需要启压缩模式（压缩目前频点的时间，留出部分时间测量另一个频点） 异系统硬切换 需要启压缩模式,Page 20,软硬切换特点对比,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 21,切换间的关系,Page 22,硬切换前,硬切换后,硬切换无线链路不能够同时保存,CN,SRNC,NodeB,NodeB,CN,SRNC,NodeB,NodeB,硬切换流程示意图（RNC内）,Page 23,软切换流程示意图,Page 24,CN,软切换流程示意图,Page 25,软切换流程示意图,CN,Page 26,软切换流程示意图(SRNC-DRNC),CN,Page 27,软切换流程示意图(SRNC迁移),CN,Page 28,思考题,软切换，更软切换，硬切换的区别？ 为什么同频不一定是软切换？ 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 29,内容介绍,第1章 切换概述 第2章 切换测量 第3章 软切换流程,Page 30,内容介绍,第2章 切换测量 2.1 切换相关基本概念 2.2 切换三步曲 2.3 测量控制 2.4 测量报告,Page 31,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 Radio Link (RL) Radio Link Set (RLS)(更软切换，必须是同一NodeB) 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 32,切换的一些基本概念,活动集 /激活集( Active set )（同时和手机保持无线链路连接） 活动集中的小区与UE同时进行通信，软切换和更软切换时，UE活动集中有多个小区。 Active set里的小区肯定是同频小区。 Active set大小一般为3。 监视集 (Monitored set )（UE能收到其信号；最好小区的邻区；除去已进入激活集的小区） 由RNC下发的邻区列表中包括的小区，软切换时某些邻区可能已经进入活动集，剩下的UE能检测到的邻区就在监视集中。监视集分为同频监视集、异频监视集和异系统监视集（32个）。 检测集 (Detected set) 除去激活集和监测集中的小区外，UE自己检测到的小区。,Page 33,内容介绍,第2章 切换测量 2.1 切换相关基本概念 2.2 切换三步曲 2.3 测量控制 2.4 测量报告,Page 34,切换三步曲,测量 测量控制（RNC-UE） 测量的执行与结果的处理(UE) 测量报告(UE-RNC) 主要由UE完成 判决(RNC) 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(UE) 信令过程 支持失败回退 测量控制更新,Page 35,内容介绍,第2章 切换测量 2.1 切换相关基本概念 2.2 切换三步曲 2.3 测量控制 2.4 测量报告,Page 36,测量控制(RNC-UE),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,Page 37,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/No 异系统测量 GSM Carrier RSSI，BSIC Identification，BSIC Reconfirmation,Page 38,内容介绍,第2章 切换测量 2.1 切换相关基本概念 2.2 切换三步曲 2.3 测量控制 2.4 测量报告,Page 39,测量报告,满足测量报告条件时，通过事件报告RNC,Page 40,事件报告判决1A事件测量报告示例,Page 41,测量报告方式,事件报告(同频切换) 满足报告条件时，发送测量报告 周期报告(事件转周期报告)(异频异系统) 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 42,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.(激活集增加一个小区) 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(激活集小区离开激活集) 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(非激活集替换激活集) 1D：最好小区变化事件(非激活集替换最好小区或激活集内部替换) 1F：对活动集小区的测量结果低于绝对门限事件(暂时不用),注意:一次只能发生一种事件,并且发生就意味着切换,Page 43,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 44,压缩模式,压缩模式（Compressed Mode） 由于一般的UE只有一个射频接收机，也就是同时只能接收一个载频 而进行频间切换和系统间切换时必须对目标载频或者目标基站（GSM）进行测量 CDMA所特有的码分多址决定了UE没有对目标小区进行测量的时间(没有压缩模式,采用伪导频方式),Page 45,压缩模式的目的：用于异频切换和系统间切换时UE对目标小区的测量和同步,压缩模式,注意:压缩时无功率控制,功率比较大,Page 46,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）(避免频繁切换) 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（W） 控制比较基准值的计算,Page 47,事件报告判决,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 R：相对门限值 H：磁滞值 W：权重因子，目前一般为0,W0时，对于RSCP和Ec/Io而言， 10LogM(New)10LogM(Best) - (R1a-H1a/2),Page 48,事件报告判决1A事件测量报告示例,Page 49,事件报告判决（续）,例：1B事件的触发条件： 1C事件的触发条件： 1D事件的触发条件： 1F事件的触发条件：,Page 50,事件报告判决1B事件测量报告示例,Page 51,事件报告示意图,H 磁 滞,R：相对门限值,Page 52,软切换常用参数设置(进来容易出去难),相对门限 1A、1B分别设置 1A的取值 1B的取值，使得删除链路困难，避免乒乓切换 缺省1A：3dB；1B：6dB 迟滞 每个事件单独设置 一般1A取值为3dB；1B取值为4dB 该值的大小