（通信与信息系统专业论文）基于ieee+80216e标准的移动性管理研究.pdf

山东大学硕士学位论文 b e c d m h d l b e s te f i f o r ts e r v i c e 英文缩略语 c o d e - d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s d o w n l i n k e i u - v re x t e n d e dr e a l t i m ev a r i a b l er a t es e r v i c e f b s s f d d g s m h i p e r m a n h 0 i e t f l o s n l o s m a c 【a n m b ，a m d h 0 m s n r f 浓 o f d m o f d m a p s c q o s r 二啄 s f t d d f a s tb a s es t a t i o ns w i t c h i n g f r e q u e n c yd i v i s i o nd u p l e x 尽最大努力业务 码分多址 下行连接 扩展实时可变速率业务 快速基站转换 频分双工 g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n 全球移动通信系统 h i g hp e r f o r m a n c em e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k 高性能城域网 h a n d 0 f fo rh a n do v e r 切换 i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e 互联网工程任务组 l i n eo f s i g h t 视距 n o n l i n eo fs i g h t非视距 m e d i aa c c e s sc o n t r o l媒体接入控制 m e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k 城域网 m o b i l eb r o a d b a n dw i r e l e s sa c c e s s 移动宽度无线接入系统 m a c r od i v e r s i t yh a n do v e r宏分集切换 m o b i l es t a t i o n 移动台 n o n r e a l t i m ev a r i a b l er a t es e r v i c e 非实时可变速率业务 o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x 正交频分复用 o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s p o w e r s a v i n gc l a s s q u a l i t yo fs e r v i c e r e a l t i m ev a r i a b l er a t es e r v i c e s e r v i c ef l o w t i m ed i v i s i o nd u p l e x 正交频分多址 节能类型 服务质量 实时可变速率业务 业务流 时分双工 5 山东大学硕士学位论文 u g s u l v o i p w i f i w i b r o u n s o l i c i t e dg r a n ts e r v i c e u p l i n k 、 v o i c eo v e ri n t e m e tp r o t o c o l w i r e l e s sf i d e l i t y w i r e l e s sb m m b 锄d ( s e r v i c e ) 主动授予业务 上行连接 因特网语音业务 无线保真 无线宽带业务 w i m a xw o r l d w i d ei n t e r o p e r a b i l i t yf o rm i c r o w a v ea c c e s s w l a nw i r e l e s sl o c a l a r e an e t w o r k x d s lx d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e 6 微波接入全球互操作性 无线局域网 数字用户线路 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保 论 山东大学硕士学位论文 摘要 在过去几十年中，移动于持设备包括蜂窝电话已经变得非常普及。当前能提 供语音和高速宽带数据业务的新型系统正在发展之中。最初的i e e e8 0 2 1 6 标准是 为固定终端而制定的，而之后制定的扩展版本i e e e8 0 2 1 6 e 标准意在为移动的终 端提供高速接入业务。作为对移动性能的扩展，i e e e8 0 2 1 6 e 定义了两个新的功能， 即睡眠模式操作和切换过程。本文在简要介绍移动接入标准的前提下，重点描述 了m a c 层的关键技术睡眠模式和切换过程的操作过程和相关参数，之后对二者进 行了性能分析和技术改进。本人的主要工作如下： 1 根据i e e e8 0 2 1 6 e 标准的定义，在同时考虑上行和下行数据传输的情况下， 使用概率统计方法对睡眠模式中的节能类型i 进行了数学建模，讨论了睡眠模式 中各个参数对于能量消耗的影响以及对于下行帧时延大小的影响，指出了二者之 间存在的折衷关系，最后我们采用m a t l a b 工具对分析结果进行了仿真。 2 i e e e8 0 2 1 6 e 标准定义了睡眠模式以及三种节能类型，但是如何有效的符理 睡眠模式并没有规定。我们根据二种节能类型的特性以及五种数据传输业务类型 的特性，提出了一种有效的睡眠模式管理方案。论文设计的节能类型参数意在扩 大睡眠窗口，同时抗扩展机制的使用能够减少节能类型的数量，从而延长不可见 间隔的长度，降低了能量的消耗。分析和仿真结果都表明我们提出的机制能够在 保证连接的服务质量的情况下，最小化移动台的能量消耗。 3 i e e e8 0 2 1 6 e 标准为支持移动终端而定义了切换操作，为了进一步降低切换 过程中的掉话率以及切换次数，我们提出了一种既利用下行信号，又利用上行信 号的切换机制。在传统的切换机制中，只有下行信号被用来决定切换的发起和执 行，从而在移动台切换到相邻的小区的时候能够保持较好的下行信号质量；然而上 行信号质量可能在切换过程中严重变差。为了解决这个问题，我们新提出的联合 滞后切换机制同时基于上下行信号来决定和执行越区切换。另外，由于该机制要 山东大学硕士学位论文 基于上行信号来发起切换，从而减少了对非切换区域的无必要的扫描。分析和仿 真结果表明联合滞后切换与传统的移动台协助切换相比能够降低1 0 的掉话率。 2 关键词：i e e e8 0 2 1 6 e 、移动性管理、睡眠模式、节能类型、切换、联合滞后 山东大学硕士学位论文 i | i i i i i 墨宣i i 薯| j 暑宣i 暑i 墨j 置皇置宣薯| 田一i i a bs t r a c t d u r i n gt h ep a s td e c a d e s ，t h em o b i l eh a n d - h e l dd e v i c e si n c l u d i n gc e l l u l a rp h o n e s h a v eb e c o m ev e r yp o p u l a r c u r r e n t l y ，t op r o v i d eb o t hv o i c ea n dh i g h - b a n d w i d t hd a t a s e r v i c e s ，n e ws y s t e m sa leb e i n gd e v e l o p e d o r i g i n a l l y , i e e e8 0 2 16h a sb e e nd e s i g n e d f o rf i x e ds u b s c r i b e rs t a t i o n s ( s s s ) o nt h eo t h e rh a n d ，t h er e c e n t l y - d e v e l o p e di e e e 8 0 2 16 ei sa ne x t e n s i o nt a r g e t i n ga tt h es e r v i c ep r o v i s i o n i n gt ot h em o b i l es u b s c r i b e r s t a t i o n s ( m s s s ) a sp a r to ft h em o b i l i t ye x t e n s i o n , t h e8 0 2 16 em a i n l yd e f i n e st w o f u n c t i o n s ，n a m e l y ，ah a n d o v e rp r o c e d u r ea n das l e e p - m o d eo p e r a t i o n if i r s ti n t r o d u c e t h es l e e pm o d eo p e r a t i o na n dh a n d o f f sd e f m e di ni e e e8 0 2 16 eb r i e f l y , t h e nf o c u so i l t h ep e r f o r m a n c ea n a l y s i so ft h es l e e pm o d eo p e r a t i o na n dt h em o d i f i c a t i o nb a s e do n s l e e pm o d ea n dh a n d o f f st oa c h i e v eab e r e rp e r f o r m a n c e m yw o r ki sd e s c r i b e da s f o l l o w s ： 1 w ec h a r a c t e r i z et h es t a n d a r d i z e ds l e e pm o d ei ni e e e8 0 2 1 6 e a n dt h e nw e b u i l dt h es y s t e mm o d e l sf o rt h ee n e r g yc o n s u m p t i o na n dt h ea v e r a g ep a c k e td e l a y a f f e c t e db ys l e e p m o d eu s i n gs t a t i s t i c s a tl a s tw eg i v et h es i m u l a t i o no nt h ea n a l y t i c a l r e s u l t sb ym a t l a ba n dac o n c l u s i o n 2 b a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fp s ct y p e sa n dt h ep r o p e r t i e so fd a t ad e l i v e r y s e r v i c et y p e s ，w ep r o p o s e da ne f f i c i e n t s l e e pm o d em a n a g e m e n ts c h e m e w i t l l g u a r a n t e e dd a t at r a n s f e r , t h ed e s i g no fp s cp a r a m e t e r st om a x i m i z es l e e pw i n d o w sa n d t h eu s a g eo fp s ca n t i - e x p a n s i o nm e c h a n i s mt od e c r e a s et h en u m b e ro fp s c sf a c i l i t a t e t h el e n g t h e n i n go fu n a v a i l a b i l i t yi n t e r v a l s a c c o r d i n g l y , t h ee n e r g yo fm si ss a v e d g r e a t l y t h ea n a l y s i sa n ds i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ep r o p o s e ds c h e m ec a n m i n i m i z et h ee n e r g yc o n s u m p t i o no fm su n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tt h eq o sr e q u i r e m e n t s o fc o n n e c t i o n sa r es a t i s f i e d 3 w | ep r o p o s e dah a n d o f fs c h e m ew h i c he x p l o i t sn o to n l yd o w n l i n ks i g n a lb u ta l s o u p l i n ks i g n a l i nt h ec o n v e n t i o n a lh a n d o f fs c h e m e s ，o n l yd o w n l i n ks i g n a l i su s e dt o d e t e r m i n eh a n d o f fi n i t i a t i o na n de x e c u t i o n t h u s ，t h ed o w n l i n kc h a n n e lc a nb e m a i n t a i n e di ng o o dq u a l i t yw h e nam sm o v e st on e i g h b o rc e l l s o nt h eo t h e rh a n d ，t h e u p l i n kc h a n n e lq u a l i t yc a nd r a m a t i c a l l yg r o ww o r s ed u r i n gh a n d o f fp r o c e s sb e c a u s e u p l i n kc h a n n e lq u a l i t yc a nb ed i f f e r e n t 、i md o w n l i n kc h a n n e lq u a l i t ya l t h o u g ht d d 3 山东大学硕士学位论文 s y s t e m s t oo v e r c o m et h i sp r o b l e m ，t h ep r o p o s e ds c h e m ed e t e r m i n e sh a n d o f fe x e c u t i o n a n dd i r e c t i o nb a s e do nb o t ho fu p l i n ka n dd o w n l i n ks i g n a l i na d d i t i o n , t h ep r o p o s e d s c h e m et r i g g e r sh a n d o f fp r o c e s sb a s e do nu p l i n ks i g n a la n dr e s u l t si nr e d u c t i o no f u n n e c e s s a r ys c a n n i n gi nn o n - h a n d o f fr e g i o n 胎e v a l u a t et h ep e r f o r m a n c eo ft h e p r o p o s e ds c h e m eu s i n gc o m p u t e rs i m u l a t i o n 1 1 l es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h e p r o p o s e da l g o r i t h mw i t hj o i n th y s t e r e s i sc a l lr e d u c eo u t a g ep r o b a b i l i t ya p p r o x i m a t e l y 10 c o m p a r e dw i t ht h em o b i l ea s s i s t e dh a n d o f fi ni e e e8 0 2 16 e k e y w o r d s ：i e e e8 0 2 16 e ，m o b i l i t ym a n a g e m e n t ，s l e e pm o d e ，p o w e rs a v i n gc l a s s ， h a n d o f f s 4 山东大学硕士学位论文 1 1 论文的选题背景 第一章绪论 在过去几十年中，移动手持设备包括蜂窝电话已经变得非常普及。当前能提 供语音和高速宽带数据业务的新型系统正在发展之中。提供最后一公里的接入是 制约通信发展的瓶颈，近1 0 年来，有线宽带接入技术，如x d s l 、c a b l em o d e m 等技术都取得了巨大的成功，但是由于受限于缆线资源和技术覆盖能力，全球仍 有很多的用户无法享受宽带接入服务，特别是偏远郊区。伴随着蜂窝技术、无线 通信技术的发展，宽带无线接入逐渐成为用户新的选择。i e e e8 0 2 1 6 协议，是i e t f 为实现宽带无线接入而开发的协议族， 它能够作为提供最后一公里宽带无线接入 的解决方案，并可作为3 g 蜂窝通信网的补充甚至替代技术。 i e e e8 0 2 1 6 e 标准在i e e e8 0 2 1 6 d 标准的基础之上，增加了对无线终端移动 性的支持。与3 g 网络相比，i e e e8 0 2 1 6 e 拥有许多技术优势和成本优势。如能实 现5 0 公里的无线信号传输，网络覆盖面积是3 g 发射塔的1 0 倍；高速的宽带接入 最高达7 0 m s ，是3 g 所能提供的宽带连接速度的3 0 倍左右：支持移动接入，i e e e 8 0 2 1 6 e 在终端固定情况下增加终端有限的移动能力，移动速度可达1 2 0 k m h 。所 有这些都使得无线网络应用的范围大大扩展，更使得i e e e8 0 2 1 6 e 标准引起了业 界浓厚的兴趣和青睐【。 然而由于无线移动环境中，移动设备靠电池供电，存储在电池中的能源是极 其有限的，所以现有的无线通信的多址接入协议都考虑到了如何最有效的进行 电力节省，如何提高节点及网络的能量有效性，使网络在有限的能量条件下能 够工作尽可能长的时间。比如蜂窝数字分组数据( c d p d ) 、g s m 、w l a n 、 c d m a 2 0 0 0 、w c d m a 、无线传感器网络等都允许移动终端采用不同的省电模 式。同样，在采用i e e e8 0 2 1 6 e 标准的网络中，如何节约终端的能量消耗，延 长终端的工作时间成为人们研究的焦点问题。 在i e e e8 0 2 1 6 e 标准中，为了更好的支持终端的移动性，在m a c 层定义了睡 7 山东大学硕士学位论文 眠模式操作和越区切换操作。本文的工作重点就是i e e e8 0 2 1 6 e 标准中与移动性 相关的m a c 层技术，对于睡眠模式进行了性能分析和改进，并提出了一种更加有 效、快速的越区切换方式。 1 2 论文的主要工作 电池寿命和越区切换是移动性应用的两个关键问题。i e e e8 0 2 1 6 e 标准支持睡 眠模式和空闲模式以延长m s 的使用时间。该标准还支持无缝切换操作使移动台 能够以车速从一个b s 转换到另一个b s 而不中断连接【2 】o 睡眠模式是移动台在一段时间间隔内处在一种服务基站不可见的状态，这个时 间间隔的特点是对于服务基站无论从上行和下行看，移动台都是不可见的。睡眠 模式的目的是最小化移动台的能量消耗和服务基站空中接口资源的使用。睡眠模 式还支持移动台在睡眠模式过程中扫描其他基站以搜集信息以协助越区切换。 空闲模式是这样一种机n - 对于要横穿多个基站的移动台，它不需要在某个特 定的基站注册，而是周期性的可见以获得下行广播消息。空闲模式的好处是使得 移动台不需要进行越区切换和其他常规操作，并使得网络和基站无需为不活动的 移动台提供空中接口和越区切换业务，而是提供一种简单的及时的方式来提醒移 动台下行数据的到来。 i e e e8 0 0 2 1 6 e 标准定义了三种越区切换方式：硬切换( h h 0 ) ，快速基站转换 ( f b s s ) 和宏分切换( h o ) 。其中h h o 是强制的，而f b s s 和m d h o 是可 选的。w i m a x 论坛为了越区切换的优化做了很多工作，所有这些工作的目的是将 切换延迟控制在5 0 毫秒之内。 论文所做的就是对i e e e8 0 2 1 6 e 标准的移动性符理进行了进一步的研究，包 括对m a c 层关键技术的介绍，睡眠模式的性能分析及毹；理方式的完善以及更快速 有效的切换方式的提出。 1 3 论文内容安排 上面简要介绍了论文的丰要工作，下面是论文个章节的安排： 第二章i e e e8 0 2 1 6 e 标准移动性符理关键技术：首先对i e e e8 0 2 1 6 e 标准 做了简要介绍，然后重点介绍了与移动性相关的m a c 层关键技术包括 山东大学硕士学位论文 睡眠模式和越区切换的具体操作。 第三章i e e e8 0 2 1 6 e 标准睡眠模式机制的性能分析：对i e e e8 0 2 1 6 e 标准定 义的节能类型i 睡眠模式中的各个参数对能量消耗的影响进行了分析仿 真，并进一步分析了下行分组延迟与能量消耗之间的关系。 第四章一种新的基于i e e e8 0 2 1 6 e 的睡眠模式管理机制：该部分将m a c 层 定义的五种业务传输类型和三类节能类型结合，提出了种全新的睡眠 模式的管理机制。 第五章一种基于i e e e8 0 2 1 6 e 的改进的硬切换：基于i e e e8 0 2 1 6 e 采用的 t d d 信道的互惠性，使用联合滞后来决定切换判决，能够有效地降低 切换的次数和掉话率。 第六章总结与展望 9 山东大学硕士学位论文 第二章i e e e8 0 2 1 6 e 标准的移动性管理介绍 2 1i e e l ：8 0 2 1 6 e 标准概述 i e e e 针对特定市场需求和应用模式提出了一系列不同层次的互补性无线标 准，其中已经得到广泛应用的标准系列包括应用于无线个域网的i e e e8 0 2 1 5 t 3 】标 准和应用于无线局域网的i e e e8 0 2 1 l 州标准。而i e e e8 0 2 1 6 1 5 】标准的提出，弥： b - f i e e e 在无线城域网标准上的空白。 i e e e8 0 2 1 6 标准又称为i e e ew i r e l e s sm a n 空中接口标准，对工作于不同频带 的无线接入系统空中接1 2 1 进行了规范【5 】。由于它所规定的无线系统覆盖范围在公里 ( k m ) 量级，因此8 0 2 1 6 系统主要应用于城域网。根据使用频带高低的不同，8 0 2 1 6 系统可分为应用于视距和非视距两种，其中使用2 1 1 g h z 频带的系统可以应用于 非视距( n l o s ) 范围，而使用1 0 - 6 6 g h z 频带的系统应用于视距( l o s ) 范围。 根据是否支持移动特性，8 0 2 1 6 标准又可分为固定宽带无线接入空中接口标准和移 动宽带无线接入空中接口标准。 i e e e8 0 2 1 6 标准系列到目前为止包括8 0 2 1 6 t 5 1 、8 0 2 1 6 a t 6 1 、8 0 2 1 6 c t t l 、 8 0 2 1 6 d t s l 、8 0 2 1 6 e 9 】、8 0 2 1 6 f ( 1 0 】、8 0 2 1 6 9 t 1 1 】、8 0 2 1 6 j 1 2 】、8 0 2 1 6 k t 3 1 和8 0 2 1 6 q 1 4 】 共9 个标准。其中：8 0 2 1 6 、1 6 a 、1 6 d 属于固定无线接入空中接口标准，而8 0 2 1 6 e 属于移动宽带无线接入标准。 8 0 2 1 6 d 标准是8 0 2 1 6 标准系列的一个修订版本，是相对比较成熟并且最具有 实用性的一个标准版本。8 0 2 1 6 d 对1 0 - - 6 6 g h z 频段和 l i g h z 频段的固定宽带无线 接入空中接口物理层和m a c 层进行了详细规定，定义了支持多种业务类型的固定 宽带无线接入系统的m a c 层和相对应的多个物理层。 8 0 2 1 6 e 标准相对于前几个标准的最大区别在于对移动性的支持。该标准规定 了可同时支持固定和移动宽带无线接入的系统，工作在 6 g h z 适宜于移动性的许 可频段，可支持用户终端以车辆速度移动，同时8 0 2 1 6 d 规定的固定无线接入用户 能力并不因此受到影响。8 0 2 1 6 e 标准规定了支持基站或扇区间高层切换的功能。 制定8 0 2 1 6 e b f , 准的目的，是希望能够提出一种既能提供高速数据业务又使用户具 1 0 山东大学硕士学位论文 有移动性的宽带无线接入解决方案。 表2 1i e e e8 0 2 1 6 e 与其他技术的总体比较1 5 】 信道带宽f d d 仰d下行峰值上行峰值组织b i t s 9 自o ，h z g p l 迟 1 6 0 k b p s1 6 0 k b p s o 8 0 2 0 0 k h z f d d e d g e4 8 0 k b p s鸫0 k b p s2 4 0 3 g p p w c d m af d d 厂r d d 2 m b p s2 m b p s 0 4 0 5 m h z h s d p af d d 1 4 4 m b p s 7 m b d s 2 8 8 3 ( 3 l x 6 4 0 k b p s4 5 0 k b p s o 5 1 e 1 矿d oi 2 5 毗zf d d3 i i v n , p si s m b p s 3 g p p 2 2 4 8 e g d v 3 i m b p si s m b p s 2 5 6 w i m a xu p t o2 0 m h zf d d 仰d u p t o7 5 m b 粥u p t o7 5 m b p s i e e e3 7 5 f l a r i o n1 2 5 m h zf d d 3 2 m b l 皓9 0 0 l 【b p s 2 5 6 表2 - 2i e e e8 0 2 1 6 e 与8 0 2 1 6 d 的比较 项目1 6 d 1 6 c 内容 应用场景固定 固定移动僦盏髻的戍用场 多址接入 t d m ao f d m a 1 6 d 不能构成蜂窝网络 m i m o ，a a s 要求 否是1 6 e 比1 6 ( t 具有更好性能 16 e 支持子信道化和 非视距支持否是m i m o a a s ，能更好支 持非视距 移动性支持否是 室内m o d e m ， 终端 室9 f m o d e m p c m c i a ，p d a 1 6 d 的终端价格高 手持设备 安装 i l j 难 可自己安装 1 6 e 的安装及其简单 ! 一 j 一 一 i e e e8 0 2 1 6 e 是对i e e e8 0 2 1 6 d 的增强，运行在 = o b 0 0 1 来说明的。服务基站可以通过主干网与推荐的基 站协商分配单播测距机会。然后移动台会被通知在指定时间与推荐基站进行联合 测距。当对推荐基站进行初始测距时，移动台要使用分配的单播测距机会。不管 存不存在推荐的基站i d ，移动台都可以通过自己的判断力在扫描间隔决定并进行 任何的扫描或者联合活动。如果在m o b s c n r s p 消息中报告模式是o h i o ，那么移 动台要扫描所有在推荐列表里的基站并且使用具有特殊触发事件的 m o b s c n r e p 消息报告扫描结果。如果在最新收到的d c d 信道编码中触发功能为 o x 5 或者o x 6 ，移动台要在m o b s c n r e p 消息中包括所有m o b s c n r s p 推荐的基 站。否则，在m o b s c n p e p 中移动台只需包括符合触发功能条件的基站。移动台 扫描所有基站的时间不应该超过m a x d i r - s c a n - t i m e ，以限制报告到服务基站的时 1 9 山东大学硕士学位论文 间。如果在m o b - n b r a d v 中定义的某个基站的触发类型，触发功能和触发行为 与服务基站d c d 中定义的触发类型，触发功能和触发行为一样，在m o b n b r a d v 中定义的触发值和触发平均间隔应该优先。 在接收到m o b s c n r e q 消息后，服务基站要发送m o b s c n r s p 消息作为回 应。如果移动台在t 4 4 没有收到该回应则要重传m o b s c n r e q 。而m o b s c n r s p 消息或者授予移动台一个不小于请求间隔的扫描间隔或者是拒绝该请求。在消息 m o b s c n r s p 中的扫面间隔为0 表示拒绝该请求。服务基站也可以主动发送 m o b s c n r s p 消息，对于主动m o b s c n r s p 消息，扫描间隔设置为0 用来触发移 动台报告扫描结果，而不明确地分配扫描间隔给移动台。在这种情况下，移动台 只需根据接收到的m o b s c n r s p 消息更新报告模式，报告周期。 在接收到m o b s c n r s p 消息并得到许可后，移动台可在分配的时间内从开始 帧扫描一个或多个基站。如果通过扫描确定了一个基站，移动台可以尝试与其建 立下行传输同步，并估计其物理信道质量。 在扫描间隔内，服务基站可以缓存面向该移动台的数据并在扫描间隔结束之 后或者交叉间隔或者是在退出扫描模式之后发送这些数据。 移动台可以在任何扫描间隔，结束扫描并回到正常操作，并发送一个m a c p d u 通知服务基站。如果基站收到本来应该在扫描模式的移动台发来的一个m a c p d u ，那么基站要认为它不再处于扫描模式。如果在交叉间隔移动台发送 m o b s c n r e q 或者是基站发送m o b s c n r s p 消息，并且其扫描间隔设置为0 ， 那么群扫描间隔被中止。 2 3 2 切换过程 该部分定义了切换过程即移动台从一个基站提供的空中接口移动到另一个基 站提供的空中接口。切换过程包括下面几个阶段： 小区重选择移动台可以利用通过解码m o b n b r a d v 消息获得相邻基站 信息，或者请求安排扫描间隔或者睡眠间隔去扫描和测距相邻基站，以评估移 动台可能的切换目标基站。小区重选择过程的发生无需与特定的，预期的切换 判决相关联。 _切换判决和初始化一个切换开始于移动台决定从服务基站切换到目标基 2 0 山东大学硕士学位论文 站。该决定可以来自移动台也可以来自服务基站。消息m o b m s h o r e o 或者 m o b b s h o r e q q 丁写明移动台想要切换表示切换判决的完成。 - 与目标基站下行链路进行同步移动台要与目标基站的下行链路传输建立 同步并获得下行和上行传输参数。如果移动台之前获得 m o b - n b r a d v 消 息中包括了目标基站b s i d ，物理频率，d c d 和u c d ，这个过程可以简化。如 果目标基站已经通过主干网收到了服务基站发来的切换通知，之后目标基站可 以分配一个基于无竞争的初始测距机会。 - 测距移动台和目标基站要进行初始测距或者切换测距。如果移动台 r n g r e q 包括了服务基站的b s i d ，那么目标基站可以通过主干网络请求服务 基站关于移动台的信息，服务基站可以回复。不管是否已经从服务基站获得目 标基站的信息。目标基站都可以通过主干网请求移动台的信息。网络重新进入 过程每隔一段时间进行一次，除非目标基站已经通过主干网获得了移动台的信 息。根据所获得信息的多少，目标基站可以决定省略以下一个或者几个网络重 新进入的步骤： 1 ) 商谈基本能力( 在r n g r s p 中切换过程优化t l v 设置为b i t 加) 2 ) p k m 鉴相( 切换过程优化t l v 设置为b i t 群1 ) 3 ) t e k 确定相位( 切换过程优化t l v 设置为b i t 撑2 ) 4 ) 发送r e o - r e q ( 切换过程优化t l v 设置为b i t 坍) 5 ) 基站可以丰动发送p e g r s p 消息附带更新的能力信息，或者在没有信息可更新 的情况下跳过p e g r s p 消息( 切换过程优化t l v 设置为b i t 群1 0 ) 。 如果切换过程优化t l v 设置为b i t 柏，则假设服务基站和目标基站之间所有的 服务和操作状态转换或分享都进行( a r q 状态、所有的计时器、计数器、m a c 状 态器、c i d s 、业务流信息和其他连接信息) ，则基站和移动台之间在恢复正常操 作之前，测距之后不必交换网络重新进入消息。 切换过程优化t l v 的定义提供了优化能力的整个列表。 如果网络重新进入包括k e y r e q u e s t r e p l y 握于，基站要提供足够的时间给移动 台在进入下一步之前处理收到的t e k - 言息，如切换t e k 处理时间t l v 所规定的。 如果连接再确认t l v s 出现在r n g r s p ( r e g r s p ) 中，那么d s a r e q r s p 过程则不用做此目的。在这种情况下，r n g r s p ( r e g r s p ) 之后立即进行连接 2 l 山东大学硕士学位论文 再确认；基站必须提供足够的时间给移动台处理连接信息如移动台切换连接参数 处理时间t l v 所规定的。 如果k e yr e q u e s t k e yr c p l y 握手不被忽略，基站要主动或者被动发送 r e g r s p 。如果p e g r s p 没有被忽略，那么网络重新进入过程以该消息结束。 _ 结束移动台文本切换的最后一步。结束移动台文本定义为服务基站结束所 有属于移动台和与移动台有关的连接文本( 如排队信息，a r q 状态器，计数 器，计时器，首部抑制信息，等等被丢弃) 。 一 切换取消在发送m o b h o i n d 消息之后，移动台可以在 r e s o u r c e - r e t a i n t i m e 间隔中止之前的任何时间取消切换。 切换过程以及它与初始网络进入之间的相似性，在图2 2 进行了描述。 ( 1 ) 小区重选择 小区重选择是指移动台为了测定一个或几个基站作为切换目标的合适度和其 他需考虑的性能而采取的扫描和或联合。移动台可以综合从m o b n b r a d v 获得 的信息来深入考虑可作为小区重选择的目标。服务基站可以安排扫描间隔或者睡 眠间隔来进行小区重选择活动。这个过程不中断现有的与服务基站的连接。 山东大学硕士学位论文 发起小区选择卜 l r 行嬲舭下i 小区拒绝一 获得上行参数 小区拒绝一 1r 测距和上行参数调整 小区拒绝一一 r 联合基本能力 小区拒绝一 r 移动台鉴权和密钥交换 一 、l 百奸；驰 一 ，j i 苎1 1 | ! j 也 r 注册 广茹赢皇。 r 交换操作参数( 可选) 上 确。证连接 ，丽鬻万翩一 i 参数 f i = 二量暮到 移动台再鉴权 ： _ - - _ _ _ - _ _ - - - - - _ _ _ - - _ - _ - _ - i f 一再注面葙赢丽三i 面荔一j 流 l ；磊磊l 麓薪丽函蚕莲j i正常操作 r r 驯掣一 服务基站 ( 发起网络接入) 一 目标基站 瓣藉- 善一 f 椭基站 估舸l 邻垦站! 一一一t 一一。 的扫描f u j 隔i i 切芒一j l j 山东大学硕士学位论文 移动台基站# l基站# 2 l ( 二与基站# l 取得同步二 、 相邻基站 获稠上下行参数 搜寻歼始、 二 取得d l m a p , u b r 、 u a p , o c o , u c d 桃tjl r n g r e q 执行初始测距 信道度量 小区选 i i n ( r s p r 童一一一一 i 相邻基站检测到 翟竺差塑、7 j 取得阢k a 只儿 。 搜寻开始 m a p , d c d , u c d 消启 7 、lu、u 。k c r r 一一棘硼系r 列一1 图2 3 通过测距进行网络选择示例 ( 2 ) 切换判决和初始化 一个切换过程开始于移动台决定从一个服务基站切换到目标基站。这个决 定可以源自移动台，源自服务基站也可以是源自网络。下一个步骤是通过 m o b m s h o r e q 或者m o b b s h o r e q 做一个通告。这个通告是推荐的而不是必 需的。使用m o b b s h o r s p 对m o b m s h o r e q 进行确认是必要的。在移动台发 送完m o b m s h o - r e q 之后，在m s h a n d o v e r - r e t r a n s m i s s i o n t i m e r 乇t 时器计满之前 不能发送任何m o b m s h o r e q 。移动台发送m o b h o i n d 或者收到 m o b b s h o r s p 之后要取消上述计时器。 当移动台发送m o b m s h o r e q ，其会指出一个或几个可能的目标基站。如果 2 4 山东大学硕士学位论文 基站发送m o b b s h o r e q ，它会指出一个或几个可能的目标基站。移动台可以通 过之前进行的扫描和联合来评价这些基站。 为r n g r e q 传输专门分配意味着移动台通过联合获得的信道参数在足够长 的时间内有效并且可以在实际的网络重接入中使用，而无需进行前述的c d m a 测 距。移动台获得的关于上行链路质量指示器的信息可以通过主干网提供给服务基 站。 如果在m o b b s h o r e q q b 网络协助切换支持标志位设置为“l ，那么移动 台可以不通知服务基站它选择了哪个目标基站，就切换到任一个m o b b s h o r e q 推荐的基站。作为对m o b b s h o r e q 的确认，移动台可以发送m o b h o i n d 消息， 其中目标基站b s i d 设为“o x 0 0 0 0 0 0 0 0 一。 如果服务基站发送了m o b b s h o r e q 消息，并且网络协助切换支持标志位设 置为“l ，如果它收到了日标基站b s i d = “0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 ”的m o b h o i n d 消息， 那么它可以忽略该i d 。 移动台切换到m o b b s h o r s p 指定的基站是推荐的而不是必需的。移动台可 以尝试切换到一个不同的基站，它可以不在m o b b s h o - r s p 中。如果移动台将 m o b h o i n d 中的h o i n d t y p e 设置为0 b 1 0 来拒绝基站对切换的指令，那么基站可 以重新牛成一份相邻基站列表并重发m o b b s h o r s p 消息，其中包括了新的邻居 基站列表。 在一些场合，基站需要强制移动台进行切换。基站可以在m o b b s h o r e q 或 者m o b b s h o