TD-SCDMA网络中硬切换和接力切换的差异[1]

TD SCDMA 网络中硬切换和接力切换的差异 文摘文摘 文章就目前文章就目前 TD SCDMA 网络中采用的接力切换和硬切换两种切换方式进行了对比分析 从话音网络中采用的接力切换和硬切换两种切换方式进行了对比分析 从话音 业务和数据业务两个方面 对比不同组网的情况下两种切换的时延 对业务和数据业务两个方面 对比不同组网的情况下两种切换的时延 对 TD SCDMA 网络中的切换方式进网络中的切换方式进 行了分析和讨论 行了分析和讨论 关键词关键词 TD SCDMA 接力切换硬切换时延接力切换硬切换时延 作者介绍作者介绍 裘军毕业于内蒙古大学本科现就职北京日讯在线科技有限公司裘军毕业于内蒙古大学本科现就职北京日讯在线科技有限公司 在 TD SCDMA 网络中 硬切换和接力切换是网络允许的两种切换方式 其中接力切换是基于 TDD 系统 和上行同步技术提出的新的切换方式 其主要目的是为了提高切换成功率和缩短切换时间 下面我们就结 合实际测试数据对这两种切换做一个详细的对比分析 首先 我们介绍一下两种切换的概念 硬切换的提出是基于 CDMA 和 GSM 的两种不同切换所提出来的 我们知道 GSM 系统中的切换是 先断 后连 的切换方式 这种切换方式的好处是信道利用率相对较高 一个终端在切换中只占用一个信道 而 不会同时占用多个小区的信道 但是弊端也比较明显 就是很容易造成切换掉话 在某些设备商的网络中 切换掉话甚至占到了话务统计中掉话的 50 以上 而 CDMA 网络中应用的软切换 则是一个终端可以同时接收多个小区的信号 从而减少了切换掉话 但 是这种方式对无线资源的浪费较大 并且会增加系统负荷 而且当终端在不同频点间进行切换时 仍然只 能采用硬切换的方式 无法避免硬切换的缺陷 接力切换则避免了以上硬切换和软切换带来的缺陷 首先 由于采取了上行预同步的技术 由 UE 侧对目 标小区进行预同步 但是并不会占用目标小区的码道 只有当收到原服务小区下发的 DCCH Physical Channel Reconfiguration 信令时 才会先把上行链路接入到目标小区中 随后把下行链路也接入到目 标小区中 而在这一过程中 实际上经过了 UE 测量 RNC 判决 目标 NodeB 波束赋形 UE 与目标 NodeB 上行同步完成 UE 切换至目标 NodeB 原 NodeB 释放信道几个步骤 其中涉及到的关键技术包 括智能天线 上行同步 以及采用 TDD 的方式从而保证上下行链路的可互为估计性 基于这几种技术之 上的接力切换可以说是为 TD SCDMA 系统量身打造的切换方式 而接力切换也为 TD 系统带来了信道利 用率高 切换成功率高 切换掉话率低 切换算法简单 较轻的信令负荷等优点 但是在 TD SCDMA 网络中 也是支持硬切换的 那么 硬切换和接力切换在 TD 网络中究竟有何差异 其 Uu 接口的实现又有何不同 与 GSM 的硬切换又有什么区别 下面我们将通过实例来进行对比分析 由于目前 TD 网络正处于实验网期间 很多数据不便透露 因此我们对部分数据展示做了处理 数据的展 示是采用北京日讯在线科技有限公司的 NP3G 系列路测产品 TD 网络为 3G 网络 除了 CS 业务 PS 业务也是网络服务的重点业务 因此 我们将对比 TD 网络同频 异频组网下 CS 业务的硬切换和接力切换 然后对 TD 网络中同频异频组网下 PS 业务下的硬切换和接力 切换进行对比 图一 TD SCDMA 网络下的 CS 业务硬切换 异频 图一为 TD 网络中 CS 业务下的硬切换 同样我们通过筛选只显示了切换的关键信令 从图一可以看出 从 DCCH Physical Channel Reconfiguration 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete 大约需要 900ms 的时间 但是由于采用了事件触发测量报告的方式 即当出现满足切换算法 的小区后 由 UE 上报给 NodeB 由 RNC 判决切换 这样每次切换的第一条信令实际上是 DCCH Measurement Report 而切换完成的信令为 DCCH Measurement Control 这样在发起一次硬切换 中 实际的信令流程为图一左边红色方框内的信令 时间约为 2 2s 左右 图一右上方方框内的信令为 DCCH Physical Channel Reconfiguration 的详细解码部分 红色方框内为硬切换特有的 synchronisationParameterspresent 下的 FPACH Info prxUpPCHdes sync UL Procedure 解码 也是从 Uu 接口区分硬切换还是接力切换的标志 图二 TD SCDMA 网络下的 CS 业务硬切换 同频 图二为同频下 CS 业务的硬切换 可以看出 时间要比异频长一些 同样采取事件触发的测量报告模式 从 DCCH Physical Channel Reconfiguration 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete 大约需要 1 3s 的时间 而从 DCCH Measurement Report 至 DCCH Measurement Control 的时间则大约为 3s 说明同频下切换所需的时间较异频下更长一些 我们知道 切换的时间越 长 切换失败和掉话的可能性越高 因此从这个角度也可以看出异频组网相对同频组网的优势 图三 TD SCDMA 网络下的 CS 业务接力切换 异频 图三是异频下的 CS 业务的接力切换 可以看出 接力切换中在 DCCH Physical Channel Reconfiguration 的详细解码中没有 FPACH Info prxUpPCHdes sync UL Procedure 的解码 而从 DCCH Physical Channel Reconfiguration 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete 大约需要 300ms 的时间 而从 DCCH Measurement Report 至 DCCH Measurement Control 的时 间则大约为 1 7s 比同样业务的硬切换速度快了很多 图四 TD SCDMA 网络下的 CS 业务接力切换 同频 图四为同频下接力切换的展现 由于该数据为开启了周期性测量报告模式的数据 因此我们看到较多的上 行测量报告信令 DCCH Measurement Report 切换的时间我们仍从 DCCH Physical Channel Reconfiguration 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete 计算 大约需要 400ms 时 间 而从切换前最后一条 DCCH Measurement Report 至 DCCH Measurement Control 的时间则大 约为 2s 虽然考虑到周期性测量报告模式与事件出发测量报告模式有一定差异性 分析所使用的数据量 也并不是很多 但是通过对数据中平均每次切换所需的时间对比后发现 同频下接力切换时间比硬切换时 间要短 而异频下接力切换又比同频下接力切换时间要短 因此我们可以得出这样一个结论 在 CS 业务 中 异频组网开启接力切换模式的 TD 网络对于 UE 进行切换所需的时间是最短的 那么在 3G 的亮点业务也就是数据业务中 接力切换与硬切换相比又是什么情况呢 下面我们通过一些数 据来对比 图五 TD SCDMA 网络下的 PS128K 业务硬切换 异频 图五是异频下 128kPS 业务的硬切换 可以看出信令时间间隔分别为 300ms 左右和 2 6s 左右 比较 CS 业务下的时间整体时间略长 但是从 DCCH Physical Channel Reconfiguration 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete 的时间则较短 图六 TD SCDMA 网络下的 PS128K 业务硬切换 同频 图六是同频下 128kPS 业务的硬切换 可以看出信令间隔时间约为 1 3s 和 3s 基本和同频下 CS 业务的 硬切换时间相同 图七 TD SCDMA 网络下的 PS128K 业务接力切换 异频 图七是异频下 PS128k 的接力切换 信令时间间隔约为 500ms 和 1 8s 图八 TD SCDMA 网络下的 PS128K 业务接力切换 同频 图八是同频下 PS128k 的接力切换 可以看出信令间隔时间约为 1s 和 2s 下面我们把以上八种情况列在表格中以方便对比 DCCH Physical Channel DCCH Measurement Reconfiguration 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete Report 至 DCCH Measurement Control 异频0 9s2 2s 硬切换 同频1 3s3 0s 异频0 3s1 7s CS 接力切换 同频0 4s2 0s 异频0 3s2 6s 硬切换 同频1 3s3 0s 异频0 5s1 8s PS 接力切换 同频1 0s2 0s 从上面的表格中可以看出 PS 业务和 CS 业务的切换时间相差不大 这也和 TD 系统是一个码道受限系 统有关 说明在 PS 业务下和 CS 业务下网络覆盖情况均相差不大 也是 TD 和 WCDMA 相比的一个优势 另外接力切换的时间要明显比硬切换的时间短 异频切换的时间也短于同频切换时间 特别