CDMA2000无线网络规划与优化培训——切换分析.doc

切换分析1.切换分类21.1 CDMA中的空闲切换21.2 软切换21.3 更软切换31.4 CDMA-to-CDMA硬切换32.软切换中的主要概念42.1 导频集42.1.1 导频集分类：42.1.2 导频集的初始化52.1.3 导频集的更新（当处于通话状态）52.1.4 有效集合的维持62.1.5 候选集合维持62.2 切换参数62.2.1 T_ADD72.2.2 T_DROP和 T_TDROP72.2.3 T_COMP72.2.4 切换参数设置的推荐值82.3 导频搜索窗口82.3.1 SRCH_WIN_A82.3.2 SRCH_WIN_N92.3.3 SRCH_WIN_R92.3.4 设置值与实际窗口大小的对应关系92.3.5 搜索窗参数的典型设置值102.3.6 参数推荐值102.4 切换过程中的几类消息102.5 切换算法112.5.1 95软切换算法112.5.2 2000软切换算法133.切换失败分析143.1 切换许可问题143.2 资源分配问题153.3 切换信令问题163.3.1 强导频没有探测到163.3.2 反向链路衰落173.3.3 前向链路衰落171. 切换分类1.1 CDMA中的空闲切换在IS-95A中，接入过程中不允许有空闲切换，在IS-95B及CDMA2000中，接入过程可以有空闲切换。1.2 软切换软切换：移动台在从一个基站覆盖区域移向另一个基站时,开始与目标基站通信但不中断与当前提供服务的基站的通信.可以同时包括与三个基站保持通信,移动台合并从每个基站发送来的信号帧.1）同一BSC内不同BTS之间相同载频的切换；2）同一MSC内，不同BSC的之间相同载频的切换； SUC（即BSC）间通过ASM连接,从而实现跨SUC间的软切换，这类软切换需要借助GAN模块实现。3）利用了TAN实现MSC之间的切换（三星系统具有此功能）1.3 更软切换1.4 CDMA-to-CDMA硬切换 切换的两个基站工作在不同的频率。 切换的两个基站可以工作在相同的频率，但从属于不同的SUC。2. 软切换中的主要概念为了说明软切换的实现过程，首先分别说明一下导频集、搜索窗、切换门限的概念。2.1 导频集移动台是根据各个基站的导频信号强度来决定是否要求进行切换的。为了根据导频信号强度对各个基站进行有效的管理，在移动台导入了导频集的概念。MS中有四个存储器，用于存放短PN码的偏移序号，关机后清零，开机后从系统获取信息2.1.1 导频集分类：有效导频集：分配给移动台的与当前的前向业务信道相关的导频集合(最多6个导频)候选导频集：当前不在有效导频集里，由移动台接收到的有足够的强度显示与该导频相对应的基站的前向业务信道可以被成功解调的导频的集合(最多5个导频)相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某种算法可能进入候选导频集的导频集合(最多20个导频)剩余导频集：当前系统中，当前CDMA载频中的所有其它可能的导频导频集中的所有导频具有相同的频率，这些导频集可以在切换期间由基站更新。2.1.2 导频集的初始化2.1.3 导频集的更新（当处于通话状态）2.1.4 有效集合的维持2.1.5 候选集合维持2.2 切换参数 T_ADD导频切换加门限 T_DROP导频切换去门限 T_TDROP导频切换去定时器 T_COMP有效集和候选集比较门限 SOFT_SLOPE软切换斜率 ADD_INTERCEPT软切换加入截距 DROP_INTERCEPT软切换去掉截距 SRCH_WIN_A有效集和候选集搜索窗口 SRCH_WIN_N相邻集搜索窗口 SRCH_WIN_R剩余集搜索窗口2.2.1 T_ADDT_ADD 是导频切换加门限。如果一个相邻集或者剩余集的导频的强度达到了T_ADD，MS将该导频移入候选集，并发送PSMM。T_ADD必须足够小，才能保证很快加入一个有用的导频；但是T_ADD又必须足够大，才能防止无用的干扰导频的加入。 缺省值: -13 dB推荐值: -13dB2.2.2 T_DROP和 T_TDROPT_DROP和 T_TDROP一起控制切换去。 T_DROP必须足够小，才能阻止一个强导频不会过早的退出有效集；但是又必须足够大，才能让一个弱导频很快的退出有效集或者候选集。T_TDROP必须大于建立一次切换的时间，防止乒乓切换；但是又必须足够小才能让无用的弱导频很快的切换去。T_DROP:缺省值: -15dB推荐值: -15dBT_TDROP:缺省值: 3 sec推荐值: 3 sec2.2.3 T_COMPT_COMP是一个比较门限，用来决定一个导频是否进入有效集。其判断依据是：如果候选集的导频强度比有效集中最弱的导频还大 T_COMPT_COMP：缺省值：2.5dB 推荐值： 2.5dB 2.2.4 切换参数设置的推荐值2.3 导频搜索窗口搜索窗作用：确保MS能搜索到导频集中PN偏移的多径信号。当一个导频达到手机时，由于经过空中传播产生了延迟，手机可能无法识别该导频。因此，手机必须使用一个合理的延迟窗口来帮助它识别这个导频。手机用来识别导频的窗口宽度成为搜索窗口。 搜索窗口设置过大，将会影响手机搜索导频的时间；搜索窗口设置过小，手机将无法搜索到时延过长的有用导频。2.3.1 SRCH_WIN_ASRCH_WIN_A 用于手机搜索有效集和候选集导频的多径。SRCH_WIN_A 必须足够大，才能保证手机能识别出达到的导频多径分量。缺省值: SRCH_WIN_A=6 Window Size= 28 chips推荐值: SRCH_WIN_A= 6 Window Size= 28 chips2.3.2 SRCH_WIN_NSRCH_WIN_N 是手机搜索相邻集导频多径的窗口宽度。SRCH_WIN_N必须足够大，才能保证手机搜索到相邻集中较强的导频多径分量。SRCH_WIN_N 如果设置的过大，会降低手机搜索的速度并增加切换失败的风险。缺省值: SRCH_WIN_N=8 Window Size= 60 chips推荐值: SRCH_WIN_N= 8 Window Size= 60 chips2.3.3 SRCH_WIN_RSRCH_WIN_R 是手机搜索剩余集导频多径的窗口宽度。 SRCH_WIN_R 用于手机搜索一个不在相邻集内的、强度足够的导频多径分量。剩余集内的导频在手机搜索过程中的优先级是非常低的，因此在搜索过程中，剩余集的导频经常不会被搜索到。缺省值: SRCH_WIN_R=9 Window Size= 80 chips推荐值: SRCH_WIN_R= 9 Window Size= 80 chips2.3.4 设置值与实际窗口大小的对应关系2.3.5 搜索窗参数的典型设置值2.3.6 参数推荐值参数名取值范围推荐范围高通推荐值T_ADD（-0.5dB）031242828T_DROP（-0.5dB）031283232T_TDROP（s）015243T_COMP（0.5dB）015465SRCH_WIN_A015798SRCH_WIN_N01591110SRCH_WIN_R01591110SOFT_SLOPE06306318ADD_INTERCEPT（-0.5dB）0630636DROP_INTERCEPT（-0.5dB）063063262.4 切换过程中的几类消息 导频强度测量消息（PSMM） 切换指示消息 (HDM) 切换完成消息（HCM） 邻区列表更新消息（NLUM）2.5 切换算法2.5.1 95软切换算法1) MS检测到相邻集中的某个导频强度超过T_ADD，发送导频强度测量消息PSMM给BS，并且将该导频移到候选集中；2) BS发送（扩展）切换指示消息；3) MS将该导频转移到有效导引集中，并发送切换完成消息；4) 有效集中的某个导频强度低于T_DROP，MS启动切换去定时器（Handoff Drop Timer）；5) 切换去定时器超时，导频强度仍然低于T_DROP，MS发送PSMM；6) BS发送（扩展）切换指示消息；7) MS将该导频从有效导引集移到相邻集中，并发送切换完成消息。IS95-A的软切换算法简单有效，但也存在以下问题（参阅Doctor Wang的论述）： 不必要的PSMM发送：当MS正在监听一个或多个信号强度较强的导频时，又出现一个强度较弱的导频信号，尽管此导频信号对总的导频Ec/Io 贡献很小，但还是将触发PSMM 消息的发送。例如，MS已经在解调一个导频强度Ec/Io = -5 dB 的基站信号，此时即使再增加一个导频强度Ec/Io = -12 dB 的基站信号，对整个增益的贡献都很小。而且，PSMM及EHDM 都将损害到前反向链路话音质量，因为信令的发送会使得话音数据的速率降低。 资源浪费：如果强度弱的导频加入到有效导引集中，由于相应的业务信道不能帮助提高软切换中的话音质量，而导致信道单元等资源的浪费； 切换处理延迟：如果有效导引集中的导频达到了上限N6m (6)，或者达到了MS的Rake接收机所能处理的软/更软切换的上限，在候选集中的导频将不能被加入到有效导引集中去，新导频必须等到其强度大于有效导引集中某个导频信号强度的T_COMP0.5 dB，此时MS才会向基站发送PSMM。当前为移动台提供服务的基站才会通过EHDM将该导频替换到有效导引集中去。假设，有效集由一个“较强”的导频和(N6m 1)个“较弱”的导频(Pweak)构成，且0（Pnew Pweak）= T_COMP0.5 (dB)。此时，如果有效导频的强度由于阴影效应而迅速降低，而MS又需要原BS的“许可”才能将该新的导频加到有效集中，这种处理上的延迟使得新的导频不能及时加入有效集中去，最终导致掉话。因此需要有新的算法来将无助于话音质量的导频从有效集中剔除出去，从而使新的导频能迅速加入进来。软切换中的重要消息2.5.2 2000软切换算法1) 导频P2强度超过T_ADD，MS将其转移到候选集中；2) 导频P2超过 (SOFT_SLOPE/8)*10*Log(PS1) + ADD_INTERCEPT/2 ，MS发送PSMM；3) MS收到EHDM/GHDM/UHDM，将P2移到有效集中，并发送切换完成消息；4) 导频P1强度低于 (SOFT_SLOPE/8)*10*Log(PS2) + DROP_INTERCEPT/2 ，MS启动切换去定时器；5) 切换去定时器超时，MS发送PSMM；6) MS收到EHDM/GHDM/UHDM，将P1移到候选集中，并发送切换完成消息；7) 导频P1强度低于T_DROP，MS启动切换去定时器；8) 切换去定时器超时，MS将导频P1从候选集移到相邻集中。3. 切换失败分析3.1 切换许可问题3.2 资源分配问题资源耗尽的可能的原因： 呼叫阻塞门限 切换阻塞门限 T_DROP太低 T_TDROP太高 切换允许算法的有效性太差3.3 切换信令问题 3.3.1 强导频没有探测到1) 搜索窗问题 太窄的搜索窗口可能会导致探测不到强导频的到达多径。从基站到移动台有一定的距离，所以基站发出的信号到达移动台就会有时延。假如基站离移动台比较远，这个时延就会比较大，如果移动台的搜索窗口开得太窄的话，强导频的到达多径就可能落在搜索窗之外，这样移动台就探测不到强导频了。2) 软切换加入门限问题 如果软切换加入