（通信与信息系统专业论文）cdma移动通信系统硬切换技术研究.pdf

南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 摘要 摘要 本文系统地研究了c d m a 移动通信系统的硬切换规划和优化问题。首先对c d s a 系统的 切换种类、切换发生的情形、硬切换与系统性能之间的关系进行了详细的讨论；接着介绍 c d m a 系统中的导频信号、不同状态下的导频集和与切换有关的消息类型；在对有关系统参 数有清楚认识的基础上，明确了与切换有关的参数的设置原则；文中描述了c d m a 系统的 详细切换过程。本文重点讨论了c d m a 系统硬切换的规划和优化，给出了多载波系统的设 计原则、接入策略和规划与优化方案；对c d m a 系统的硬切换算法进行了深入的研究，给 出了异频硬切换的解决方案、硬切换算法，并详细讨论了伪导频设备的原理和应用方案， 采用伪导频设备后可以提高硬切换的成功率，降低硬切换引起的掉话率。文中按照实际测 量数据分析了与切换有关的掉话产生的原因和实际例子。 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n go fs u b s c r i b e r si nc d m a s y s t e m s ，t h ed e p l o y m e n to fm o r et h a n o n e c d m ac h a n n e li sn e e d e df o rs a t i s f y i n gt h ei n c r e a s e dc a p a c i t yd e m a n d i nt h i st h e s i s ，w e i n v e s t i g a t et h eo p t i m a ls c h e m ef o rh a r dh a n d - o v e ri nc d m a m o b i l ec o m m u n i c a t i o n ss y s t e m st o s a t i s f yb o t ht h ei n c r e a s e dc a p a c i t yd e m a n da n dq u a l i t yd e m a n d f i r s t l y w ed e s c r i b et h eh a n d o v e rc a s e s ，a n dt h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h es y s t e m p e r f o r m a n c e a n dh a r dh a n d o v e rs c h e m e si nd e t a i l ；t h e nw ed i s c u s st h ep i l o ts i g n a l s ，p i l o ts e t s ， a n dh a n d o v e rm e s s a g et y p e si nc d m a s y s t e m s a f t e rt h eo v e r a l ld e s c r i p t i o no fh a n d o v e rb a s i c s ， w et u r nt od i s c u s st h es e g i n gp r i n c i p l e sf o rp a r a m e t e r sr e l a t e dt oh a n d o v e r a f t e r w a r d sw e d i s c u s st h eh a n d - o v e rp r o c e s si nc d m as y s t e m s w ep a ys p e c i a la t t e n t i o nt ot h ep l a n n i n ga n d o p t i m i z i n g o fh a r dh a n d - o v e ra l g o r i t h m sf o rc d m as y s t e m su s i n gm o r et h a no n ec d m a c h a n n e l ，t h e r e f o r et h e a c c e s ss c h e m e sa n dp l a n n i n ga n do p t i m i z i n gw a y sf o rm u l t i c a r r i e r c d m as y s t e m sa r e e x p l o r e dd e e p l y w ei n v e s t i g a t e dt h eh a r dh a n d o v e r a l g o r i t h m s c o m p r e h e n s i v e l y , a n dt h u sd u m m yp i l o td e v i c ei sr e c o m m e n d e da st h eb e s tw a yf o rm a i n t a i n i n g t h es p e c i f i e ds e r v i c eq u a l i t yi nm u l t i c a r r i e rc d m a s y s t e m s f i n a l l y ，b a s e do nt h em e a s u r e dd a t a i nc d m as y s t e m s ，w ei n v e s t i g a t et h ec a u s e st h a ti n d u c et h ed r o p p e dc a l li nh a r dh a n d o v e r p r o c e s s ，a n d r e s o l v i n gm e t h o d sa r ep r e s e n t e df o rd e c r e a s i n gt h ed r o p p e dc a l lr a t ec a u s e db y h a r dh a n d o v e r i i 南京邮电大学学位论文独创性声明 y - 9 5 0 3 1 3 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文巾不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 辱牟现：出 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 黜始徉各赳吼碰 壹塞业生查堂三堡堡型塑生堂垡丝塞兰三i 生! ! 坠 第一章绪论 1 1c d m a 系统现状与发展 蜂窝移动通信系统从2 0 世纪8 0 年代起开始商用，经历了8 0 年代的第一代模拟蜂窝 移动通信系统( 模拟a m p s 等) 、9 0 年代的第二代数字蜂窝移动通信系统( g s m 和i s 9 5 ac d m a 等) 和本世纪初的第三代移动通信系统。第三代移动通信系统主要有北美的c d m a 2 0 0 0 、 欧洲的w c d m a 和中国的t d s c d m a 三种主流标准。目前，c d m a 2 0 0 0 在韩国、日本等已有大 规模的商业运营。 第一代蜂窝移动通信系统采用频分双工( f d d ) 和频分多址( f d m a ) ，典型的系统有北 美的a m p s ( a d v a n c e dm o b i l ep h o n es e r v i c e ) 、英国的t a c s ( t o t a la c c e s sc o m m u n i c a t i o n s y s t e m ) 、北欧的n m t ( n o r d i cm o b i l et e l e p h o n es y s t e m ) 等。第一代移动通信的缺点主 要有；频谱效率低、系统容量不能满足实际需要、业务主要为话音、保密性差和设备成本 高体积大等。为了解决上述缺陷，出现了第二代数字移动通信系统。 1 9 9 2 年g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n ic a t i o n s ) 丌始在欧洲商用。第二 代移动通信系统采用f d d 和t d m a 方式，主要系统有欧洲的g s m 、美国高通( q u a l c o m m ) 公司的i s - 9 5 ac d m a 系统、美国的d a m p s 和r 本的p d c 系统等。g s m 和i s 一9 5 a 得到了广 泛的商用。中国移动和中国联通拥有大规模的g s m 网络，同时中国联通也运营着已有相当 规模的c d m a 网络。第二代移动通信系统解决了第一代移动通信系统的某些缺陷，但是仍 然不能满足实际需要，主要表现在第二代移动通信系统只能提供话音和低速的数据业务， 而市场要求更高速率的数据业务和多媒体业务，因此二代半和第三代移动通信系统得以发 展和商用。 在由第二代移动通信系统向第三代移动通信系统演进过程中，出现了二代半( 2 5 g ) 移动通信系统，也就是对应于g s m 的g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i0s e r vic e ) 和对应于 i s 一9 5 a 的i s 一9 5 b 。这两种系统分别在中国移动和中国联通网络上部署运营。g s m 除了g p r s 外还有h s c s d ( h i g hs p e e dc i r c u i ts w i t c h e dd a t a ) 和e d g e ( e n h a n c e d d a t ar a t e s f o r g s m e v o l u t i o n ) ag p r s 的最高速率为1 7 3 2 k b p s ，e d g e 的最高速率为3 8 4 k b p s ，i s 一9 5 b 的最 高数据速率为1 1 5 ，2 b p s 。 推动第三代移动通信系统发展的主要业务需求为i n t e m e t 业务和多媒体业务。第三代 1 堕皇坚皇垄堂三堡堡：! 型塑生兰些堡墨 一一兰蔓生! i ：坠 移动通信系统可以在高移动性下提供高速业务。第三代移动通信系统均采用c d m a 多址 技术，支持的最高数据速率在2 m b p s 左右，可以提供话音、数据、图像、视频、i n t e r n e t 业务和多媒体业务等。目前全球范围内有三种三代系统标准，分别是欧洲的w c d m a 、 美国的c d m a 2 0 0 0 和中国的t d s c d m a 。c d m a 2 0 0 0 和w c d m a 已经商用，中国的 t d s c d m a 也f 处于最后的商用测试阶段。 移动通信系统从来没有也不会停止前进的脚步，目前虽然三代系统的商用范围还小， 但日本、欧洲和美国已经进行第四代移动通信系统的研究和开发，特别是日本已经开发出 第四代移动通信系统演示系统，最高数据速率达到2 0 m b p s 。移动通信系统的速率将会越 来越高，所能提供的业务将会越来越丰富，同时未来全球采用单一的移动通信系统标准将 成为现实。 1 2 硬切换绪论 随着用户和业务量的增加，已有移动通信网络的容量不能满足实际需求，因此必须采 取手段来提高网络的容量，满足系统的容量要求。对于c d m a 移动通信系统，增加载波( c d m a c h a n n e l ) 是一种有效的扩容方法。当一个载波不能满足业务量要求时，我们可以增加 个载波。引入多载波后会出现越区硬切换。多载波c d m a 系统的硬切换是一个突出的问题， 如果不采取合理有效的硬切换算法，则硬切换的失败率高，会引起过高的丢话率，对网络 的业务质量有很大的负面影响。 基于这样的认识，本文研究多载波系统硬切换的有关问题。本文系统地分析了与硬切 换成功率有关的各种因素，得到了若干结论，可作为多载波c d m a 系统的规划、优化和参 数设置的参考。 1 3 本文内容与结构 本论文主要研究多载波c d m a 系统的硬切换方法，内容安排如下： 第一章为绪论，主要讨论蜂窝移动通信系统的技术演化线路、c d m a 系统硬切换研 究的背景和意义。 第二章为c d m a 系统的切换，主要讨论c d m a 系统中切换的种类、切换发生的情形、 硬切换发生的情形、硬切换与系统性能之间的关系等。 南京邮 也大学工程硕一 j 研究生学位论文 第一章绪论 第三章为c d m a 系统的导频信号，主要介绍了c d m a 系统中导频信号的技术要点、 导频集的分类和与切换有关的消息。 第四章为切换参数与设置，主要讨论了搜索窗大小等多个与切换有关的参数的设置原 则。 第五章为c d m a 的切换过程，主要分析了i s 一9 5 和c d m a 2 0 0 0 的软切换和硬切换过 程。 第六章为c d m a 系统硬切换方案规划和优化，主要分析多载波系统的情形、多载波系 统的设计原则、多载波系统的接入策略和多载波系统的网络规划和优化 第七章为硬切换算法，主要分析异频硬切换的解决方案、硬切换算法、伪导频触发 的硬切换的原理，并给出了伪导频设备的应用方案。 第八章为掉话原因分析及其优化，按照实测例子分析了掉话的具体原因，并提出了解 决方法。 第九章为全文总结与展望。 塑塞业塑；苎兰王堡塑! 旦壅生堂丝鲨苎一塑三皇里竺生墨堑! 堕主! 塾 第二章c d m a 系统中的切换 2 1c d m a 系统中切换的分类 c d m a 系统支持多种类型的切换，主要有下述几种类型：硬切换、软切换、更软切换 以及空闲切换等。 2 1 。1 硬切换( h a r dh a n d o v e r ) 先断开跟原来信道的连接，然后再连接到新信道上的切换为硬切换。当移动台的呼叫 从一个小区交换到另一个小区，或者从一个载波交换到另一个载波时有可能发生硬切换 ( 但不一定就是硬切换) 。在硬切换过程中，任何时刻只有一个业务信道同移动台相连。 例如有两个相邻的c d m a 小区，小区a 使用的载波频率为，。，小区b 使用的载波频率为， 移动台由小区a 往小区b 移动，则移动台要由小区a 的信道切换到小区b 的信道上。由于 这两个小区工作在不同的c d m a 载波上，因此切换时移动台先要断开同小区a 的连接，然 后才能够连接到小区b 的信道上。这种情形下的切换就是硬切换。硬切换的本质为先断后 连( b r e a k b e f o r em a k e ) 。硬切换的共同特征是在某一时刻只有一个信道同移动台相连， 不会同时使用两个信道。 2 1 2 软切换( s o f th a n d o v e r ) 软切换指同一时刻由多个基站同时支持移动台的一个呼叫，也就是在软切换过程中一 个移动台会同时使用多个基站的信道。 在c d m a 移动通信系统中，移动台处于硬切换状态的时间通常是很短的，但移动台经 常在相当长的呼叫时间内处于软切换状态。 软切换的最大特点是提高了切换的成功率，从而降低了切换引起的掉话率。但在实际 的c d m a 网络中，硬切换也是不可避免的。只要将硬切换保持一定的比例，并将其分布在 4 堕窒些! ! 盔堂王堡堡：! 型! 窒生堂堡堡苎 一皇三要j 里竺垒墨竺! ! ! ! ! 丝 话务量小的区域，并不会对网络质量产生明显影响 2 1 3 更软切换( s o f t e rh a n d o v e r ) 如果参与软切换的扇区属于同一个小区，则这种软切换称为更软切换。软切换和更软 切换是c d m a 系统所特有的，只有采用c d m a 多址方式时，才可能使用软切换和更软切换 2 1 4 空闲切换( i d l eh a n d o v e r ) 移动台处于空闲状态时，从一个基站的覆盖区移动到另一个基站的覆盖区时发生的切 换为空闲切换。移动台在空闲状态下一旦检测出一个足够强的但不是当前基站的导频信号 时，移动台就决定进行空闲切换。通常当新小区的导频信号比当前服务小区的导频信号强 3 d b 时，移动台自动进行空闲切换。空闲切换后，移动台工作在新小区的寻呼信道上。 2 1 4 1i s 一9 5 a 的空闲切换 移动台在空闲状态下，如果移动台监测到邻集( n e i g h b o r i n gs e t ) 或剩余集 ( r e m a i n i n gs e t ) 的某个导频信号( p i l o ts i g n a l ) 的强度大于激活集( a c t i v es e t ) 导频信 号强度3 d b ，则移动台进行空闲切换。移动台在进行空闲切换时工作在非分时隙模式 ( n o n s l o t t e dm o d e ) ，直到移动台在新小区的寻呼信道( p a g i n gc h a n n e l ) 上收到至少一 条有效的消息。移动台在新小区的寻呼信道上收到有效的寻呼消息后，移动台恢复到分时 隙模式( s l o t t e dm o d e ) 。在完成空闲切换后，移动台将丢弃所有在原小区寻呼信道上收到 的未处理的消息。 空闲切换区域是指移动台应该切换到新小区的寻呼信道的区域，即该区域中非服务导 频比当前服务导频大3 d b ，且当前服务导频依然可用( 如e ，。 一1 5 d b ) 。空闲切换区 域太小，服务小区的导频信号衰减很快( 例如f i 6 d b s e c ) ，移动台仅有很短的时间来进 行空闲切换，将导致空闲切换失败。如果接入过程的持续时间比这个时间段要长，由于接 入过程中不允许切换，所以导频强度低将导致系统丢失。如果很强的可用导频没有被列入 邻集列表，移动台可能在接入请求前没有进行空闲切换，将造成接入过程中的系统丢失。 2 1 4 2c d m a 2 0 0 0 的空闲切换 塑室l 坐生查堂三堡堡主丛塑兰堂竺丝兰一蔓三垦翌型生墨竺里型! ! ! 塑 在c d m a 2 0 0 01 x 中，同空闲切换有关的参数有e ct h r e s h o l d ( 门限值) 和e c l o t h r e s h 0 1 d ( 门限值) 两个。采用e c 作为空闲切换判决参数时，当移动台发现比当前使用 导频强的导频时( 某个导频的e c n e w e c c u r r e n t 时) ，移动台并不一定完成一个空闲切 换，只有在当前使用导频的e c ta d d 时，m s 就为该导频信号发送导频强度测量消息( p s m m ) 给基站，要求基站把 该导频由邻集添加到候选集中。可以看出t _ a d d 是一个绝对值，也就是只要导频信号的强 度大于某个固定值，则就把该导频信号添加到候选集中。 td r o p ( 导频丢弃门限) ：移动台测量激活集或候选集中某个导频信号的e c i o ，当 该导频信号的e c i o 下降，并且小于t _ d r o p 时，则定时器t _ t d r o p 启动，开始计时；在 计时器启动后，如果该导频信号的e c i o 超过t _ d r o p ，定时器中止；定时器满时该导频 从激活集或候选集中去除到邻集。 tt d r o p ( 定时器衰减门限) ：当激活集和候选集中某个导频的强度小于td r o p 的时 间超过了t j d r o p 值，就将该导频去除到邻集。结合上面t _ d r o p 和t t d r o p 的含义，我 们可以看出并不是某个导频的强度低于某个数值时就把该导频从激活集或者候选集中去 掉，移到邻集中，而是当某个导频信号的强度低于某个数值给定的时间后才把该导频移到 邻集中。 t _ c o m p ( 比较门限) ：t s o m p 参数控制把导频从候选集移动到激活集。如果候选集中 某个导频的强度超过激活集中某个导频( 通常是激活集中最弱的那个导频) 的强度至少 tc o m p x o ，5 d 8 ，移动台就会向基站自动发送导频强度测量消息( p s m m ) ，请求把该候选集 中的导频加入到激活集中。一定时间后如果移动台没有收到基站对其首次发送的p s m m 的 确认消息，而且此时候选集中的导频信号的强度与激活集中导频强度之差仍然高于 t _ c o m p 0 5 d b ，那么移动台会再次发送p s a l m 给基站，直到收到基站的确认消息为止，这 样就把该导频从候选集移到激活集中。 tc o m p 的设置范围为l 1 5 ，系统默认值为5 。 需要说明的是：i s 9 5 a 中使用的是静态的门限( t - a d d ，td r o p ) ：而i s 9 5 b 和c d m a 2 0 0 0 中使用的是动态门限，在不同的小区或不同的噪声环境中，加入或删除激活集中导频的绝 对门限是与当前激活集中最好和最弱导频的信号强度相关的。如果当时激活集中的导频信 号部很强，那么其它导频要加入激活集的要求也相对提高，而如果激活集中的导频信号都 很弱，那么激活集罩的导频移出激活集的要求也相对降低。 4 3 切换参数的设置 堕室些鱼叁堂三矍堡主竺壅兰兰些丝兰 4 3 1t - a d d 和t - d r o p 的设置 第四章切换参数与设置 ta d d 值与td r o p 值设置过于接近，或者t - d r o p 的定时器设置过短，会引起乒乓效 应，即切换过于频繁，从而引起过量的信令，减少了容量并且增加了掉话的可能性。 1 ta d d 的设置：必须设置一个合适的值，过大或者过小都不好。 ( 1 ) t _ a d d 设置过小： 设置得过小时，就会有大量的导频信号的强度超过该门限，从而产生大量的导频测量消 息，这些消息传送给基站，占用了很多的移动台和基站资源： 增加了不必要的切换，占用了更多的业务信道( t r a f f i cc h a n n e l ) ，使得软切换次数增 加。随着t _ a d d 的降低，三小区软切换的比例会上升： 使得位于远方的小区接收到的移动台的信号功率过低，分集接收时有过低的信号则失去 了分集接收的意义，达不到软切换本身的效果，但占用了业务信道，造成了业务信道的浪 费。 ( 2 ) t - a d d 设菁! 过大： 话音质量差，甚至造成掉话，减少了基站的覆盖范围； 造成了切换延迟； 基站边界附近的移动台发射功率过高，造成大量耗电等不利后果。 t a d d 设置的原则：确定适当的t _ a d d ，使系统的大部分软切换是两小区切换，并且 使移动台与两小区的距离大致相等，这样可使移动台平均发射功率降幅加大，降低了对系 统的干扰。 2 导频丢弃门限t d r o p 的设置 1 ) 设茕过小 增大了基站的覆盖范围，导致移动台的发射功率增大； 处于切换状态的移动台数量增多，参与切换的基站数量增多，占用了更多的t c h ，而且 由于e c i o 过小，使分集失去意义，导致质量下降。 2 ) 设置过大： 减小了切换区域，使软切换减少，增加了掉话率： 增加了乒乓切换( 导频离开活动集又进入活动集) ，掉话率上升。可见，对td r o p 的 合理选择也是同样重要的。 堕塞塑坐盔堂三堡堡圭塑塞兰兰丝垒苎一一丝塑主业壁塑型! 里! 坠 4 3 2 导频丢弃定时器tt d r o p 的设置 ( 1 ) 设置过小：增加了乒乓切换。 ( 2 ) 设置过大：系统产生三小区软切换，占用了更多t c h ，甚至由于e c l o 很小而使分集 失去意义。 4 3 3 导频强度比较门限t o m p 的设置 ( 1 ) 设置过小： 使得导频很容易进入激活集，从而保证激活集中的导频信号总是最强的；但导频互换次 数增加，因此导频测量消息增加，系统的信令量增加，系统的负担增大。占用更多的 t c h 。比较门限小的情况下，软切换的概率增加，因此需要占用更多的业务信道。 ( 2 ) 设置过大： 引起切换延迟，容易造成掉话； 造成本应进入激活集的导频不能加入到激活集，而这些强导频信号就成为强干扰源，使 得系统的q o s 变差，还有可能引起掉话。 4 3 4 搜索窗参数的合理设置 在设置搜索窗大小时，需要考虑搜索速度和搜索窗大小之间的关系。搜索窗大时， 能够搜索到更多的多径能量，但是搜索时间长，速度慢；而搜索窗小时，虽然搜索速度快， 但没有收集到信号的主要多径能量。因此需要在搜索窗大小和搜索速度之间进行折中。 搜索窗大小确定后，移动台检测不出搜索窗口外的信号，无论它们的强度多大。未检 测出的导频可能成为强干扰源。如果搜索窗设置得过小，就会发生这种情形。因此搜索窗 不能设置得过小，设置得过小就不能检测出那些强度已经足够大的信号，从而系统的干扰 变大。 ( 1 ) 激活集搜索窗口( s r c h w i n a ) 的设置 激活集搜索窗口的设置决定了对无线信号由于地形和建筑物的反射所造成的多径延 迟的可接受度。将激活集搜索窗口设置得过大会使得移动台搜索速度放慢导致误帧率和掉 话率的上升，而将其设置得过小则会使得干扰增加导致基站发射功率上升、系统容量的下 降和掉话率的上升。 2 0 堕室塑垫查堂三堡堡! 竺蜜竺兰竺丝苎 一塑塑童型墼墼堕! ! ! 坠 激活集搜索窗口的设置决定激活和候选集导频搜索窗口的大小，它的中心是激活或候 选集中最早到达的可用多径分量。 一般将s r c h w i n a 设成5 ( 2 0c h i p s ) 就足以捕获所有的多径分量。我们可以通过分 析在路测中发生的掉话和p n 扫描仪的数据来进行激活集搜索窗v j 尺寸的调整。 此参数值的设置范围是：o 1 5 ，系统默认值为6 。参数建议值为8 ( 6 0p nc h i p s ) 。 根据经验，搜索窗口应足够大，能够覆盖导频可用多径成分中预计的最大到达时间差。 ( 2 ) 邻集搜索窗口( s t l c h w i n n ) 参数s r c t tw i n n 决定了邻近小区搜索窗口的尺寸，将其设置得过大会使得移动台搜 索速度放慢导致误帧率和掉话率的上升，将其设置得过小会导致切换不能正常发生和掉话 的产生( 因为设置得过小时，不能检测到该邻小区导频信号的主要多径分量，因此即使该 导频信号已经足够大，但测量的结果可能是该导频信号强度不够大，从而不能触发切换) 。 在优化过程中，我们可在不同区域相应地调整该搜索窗口的大小。在大多数的城区， 参数s r c l 一w i n n 建议值为1 0 ( 1 0 0 c h i p s ) ，在大多数的郊区，建议值为1 3 ( 2 2 6c h i p s ) 。 此参数值的设置范围是：0 1 5 ，系统默认值为8 。 ( 3 ) 剩余导频集搜索窗口( s r c h w i n r ) 此参数值的设置范围是：o 1 5 ，默认值为2 。 初期建议值为1 0 ( 1 0 0 c h i p s ) ，如果经优化后邻集列表设置得比较合理，在剩余集中 几乎没有可能发生切换的导频，那么可将该值设置比较小。 若该值太低，剩余集导频可能丢失，中断次数会增加，因而影响了移动台的性能， 但这个影响经常被忽略，因为剩余集导频是很少被搜索的。 若该值太高，移动台可能获得想要的扇区之外的其他扇区的多径；另外还增加了切换 建立的延迟。 4 4 c d m a 系统中与切换有关的消息( m e s s a g e ) 1 c d m a 信道列表消息( c d m ac h a n n e ll i s tm e s s a g e ) 基站通过该消息告知移动台c d m a 信道的有关信息。该消息的长度是可变的，格式 如下： 消息类型( m e s s a g et y p e ) ：长度为8 比特，内容为0 0 0 0 0 1 0 0 ，表示该消息为c d m a 信 道列表消息。 i 塑塞堡塑查兰三堡堕主型塞竺兰竺笙壅 塑堕至型墅翌堑曼! ! 旦 导频p n 序列偏移指数：9 个比特，为当前基站的导频偏移指数。 配最消息序列号：6 比特。 c d m a 信道频率分配：1 1 比特。 保留比特：0 到7 比特，可变。 2 邻集列表消息( n e i g h b o r l i s tm e s s a g e ) 该消息长度是可变的，包含的内容如下： 消息类型：8 比特，内容为0 0 0 0 0 0 1 1 ， 表示该消息为邻集列表消息。 导频p n 序列偏移指数：9 比特，为当前基站的导频p n 序列偏移指数。 配置消息序列号：6 比特。 导频p n 序列偏移指数增量：4 比特。 邻导频配置：3 比特。 邻导频p n 序列偏移指数( 9 比特) ：该邻导频的p n 序列偏移指数。 保留比特：0 到7 比特，可变。 3 系统参数消息( s y s t e mp a r a m e t e rm e s s a g e ) 系统参数消息由基站发送给移动台，包含多种系统消息，下面我们给出与切换有关的 消息。系统参数消息的长度和格式是固定的。 消息类型：8 比特，内容为0 0 0 0 0 0 0 1 ，表示该消息为系统参数消息。 导频p n 序列偏移指数：9 比特，为发送该消息的基站的导频p n 序列偏移指数。 配置消息序列号：6 比特。 激活集和候选集的搜索窗大小：4 比特，指定移动台激活集和候选集窗口的大小。 邻集搜索窗大小：4 比特，指定移动台邻集搜索窗的大小。 剩余集搜索窗大小：4 比特，指定移动台剩余集搜索窗的大小。 导频检测门限：6 比特，该数值用来触发移动台发送导频测量消息给基站，从而进行切 换。 导频丢弃门限：6 比特，移动台按照该值来启动切换丢弃定时器，当激活集和候选集中 的导频小于该数值时就启动切换丢弃定时器。 激活集对候选集比较门限；4 比特，当候选集中某个导频的强度比激活集中的导频强度 大该门限值时，移动台发送导频测量信息给移动台，触发切换。 2 2 堂皇坚鱼叁兰三翌堡生堕塞生堂堡丝塞 塑哩主j 型墨至塑三堡! 生 丢弃定时器值：4 比特。 4 切换命令消息( h a n d o f fd i r e c t i o nm e s s a g e ) 该消息为基站发给移动台，长度是可变的，包含下述内容： 消息类型：8 比特，内容为0 0 0 0 0 1 0 1 。 应答序号：3 比特。 消息序号：3 比特。 需要应答的指示器：1 比特。 消息加密指示器：2 比特。 采用作用时间指示器：l 比特。 作用时间：6 比特。 切换命令消息序号：2 比特。 激活集体和候选集的搜索窗大小：4 比特。 - 导频检测门限值：6 比特。 导频丢弃门限值：6 比特。 激活集对候选集的比较门限：4 比特。 丢弃时间值：4 比特。 帧偏移：4 比特。 专用长码掩码指示器：1 比特。 复位应答过程命令：1 比特。 消息加密模式：2 比特。 备用频率分配指示器：1 比特。 c d m a 信道频率分配：0 比特或者l l 比特。 保留比特：0 到7 比特。 5 邻集列表更新消息 移动台工作在业务信道状态时，基站通过邻集列表更新消息来修改移动台的邻导频。 该消息中不会包含移动台当前激活集中的任意导频。该消息中含有的导频数不大于n s m 。 塑室些皇查兰三堡塑主婴塑生堂些堡苎一丝堕! 里坚生墨兰堕型翌! ! i ! _ 垦 第五章c d m a 系统的切换过程 5 1i s 一9 5 a 的软切换过程 软切换过程中m s 连续不断地跟踪和测量系统中所有导频信号的强度。在测量某个导 频信号的强度时，m s 合并该导频搜索窗内的所有多径分量的e c i o 来作为该导频的强度。 下面给出软切换的一般过程。 1 当某个导频信号的强度超过l a d d 时，说明该导频的强度已经足够大，m s 能够对 该导频信号进行正确解调，m s 就向当前使用的基站发送一条p s m m ( 导频强度测量消息) ， 同时将该导频加入候选集中。 2 当该导频的强度超过激活集中某个导频的强度t _ c o m p 0 5 d b 时，基站向m s 发送 切换指示消息( h d m ) ，通知m s 将该导频加入到激活集中。 3 当m s 收到来自基站的切换指示消息，并且获得该导频的一个业务信道后，导频进 入激活集，同时m s 向基站发送切换完成消息( h c m ) ，通知基站m s 已经按照指示开始对多 个基站发送过来的信号同时进行解调。 4 随着 f s 的移动，某个基站的导频信号的强度开始低于td r o p ，则m s 启动定时器 t _ t d r o p 。 5 上面启动的定时器记时终止时m s 向基站发送导频强度测量消息p s m m ( 消息中包含 的导频强度为4 中启动定时器前测量的导频信号强度，不是此刻的导频信号强度) 。在定 时器记时期间，该导频信号的强度应始终低于t - a d d ，如果导频强度回升到ta d d 之上， 则该记时器复位，终止去除该导频过程。 6 基站接收到上面的p s t v i ：m 后，送到b s c ，b s c 再返回相应的切换指示消息h d m 给基 站，基站再转发给m s 。 7 当m s 收到来自基站的h d m 后，m s 将该导频从激活集移到邻集，同时m s 发送切换 完成消息h c m 给基站，通知基站已经完成切换。此时m s 只与当前激活集中的导频所代表 的基站保持通信。 8 m s 接收基站发送过来的n l u m 消息，导频进入剩余集。 下面我们给出软切换的详细过程，分成三个阶段：软切换开始阶段、服务基站丢弃阶 段和目标基站丢弃阶段。 2 4 堕室业坐盔堂三! ! 堡主塑塞生堂些堕壅 笙墨兰旦坚生墨竺堕旦塑i ! 堡 软切换开始阶段： 移动台基于测量判定另一个基站的导频足够强，可以作为切换的目标基站。 移动台发送导频测量信息给服务基站。 服务基站发送基站间切换请求消息给m s c 。 m s c 接收切换请求，然后发送基站间切换请求消息给目标基站。 目标基站发送一个空业务消息给移动台，从而建立目标基站与移动台之间的通信。 目标基站发送加入请求消息给m s c 。 m s c 发送加入确认消息给目标基站。 目标基站发送基站问切换确认消息给m s c 。 m s c 发送基站间切换确认消息给服务基站。 服务基站发送切换命令消息给移动台。 移动台发送切换完成消息给服务基站。 新服务基站发送切换信息消息给m s c 。 m s c 发送切换信息应答消息确认上面的消息。 目标基站给移动台发送导频测量请求命令。 移动台发送导频率强度测量消息给目标基站。 现在移动台同时跟两个基站通信，处于软切换状态中。m s c 合并两个基站的信号，同 时发送信号给两个基站。 移动台处于软切换状态中时，其中一个基站的信号可能下降到规定的门限值以下，因 此移动台会要求去掉这个信号弱的基站。去掉软切换中服务基站的过程如下： 移动台判定软切换中某个服务基站的导频信号弱，不能继续作为服务基站。 移动台发送导频强度测量消息给基站，该消息要求从软切换当中去掉该基站。 服务基站发送切换命令消息给移动台。消息指示哪个基站将从软切换当中去除掉。 移动台发送切换完成消息给服务基站。 服务基站