TD-SCDMA网络中硬切换和接力切换的差异

TD SCDMA 网络中硬切换和接力切换的差异网络中硬切换和接力切换的差异 摘要 摘要 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行 了分析和讨论 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 NP3 G 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 R econfiguration 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 M easurement 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 Reconf iguration 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 R econfiguration Complete 大约需要 1 3s 的时间 而从 DCCH Measurement Report 至 DC CH 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 Reconfigurati on Complete 大约需要 300ms 的时间 而从 DCCH Measurement Report 至 DCCH Mea surement 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 DCC H 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 DC CH 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 Reconfiguratio n 到 DCCH Physical Channel Reconfiguration Complete 的时间则较短 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 图七是异频下 PS128k 的接力切换 信令时间间隔约为 500ms 和 1 8s 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 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 特别是 TD 系统支持在异频组网下的接力切换方式 这样 在系统容量增加