TD和GSM网络切换的可视化系统研究与实现

TD和GSM网络切换的可视化系统研究与实现目录TD和GSM网络切换的可视化系统研究与实现 I第1章 绪论 11.1 选题的研究背景、目的和意义 11.1.1 研究背景 11.2 国内外的发展现状 21.2.1 国内外的发展概况 21.2.2 国内研究状况 41.2.3 国外研究状况 71.3 本文的工作 91.4 本文的组织结构 9第2章 移动网络中的切换理论 112.1 切换的概念及意义 112.2 切换的准则 112.3 切换的分类 132.3.1 根据切换的过程同时涉及到的基站数量划分 132.3.2 根据切换过程的控制方式划分 142.3.3 依据切换发起的信道不同划分 152.3.4 根据多层网络中的网络层次划分 162.4 切换的过程 162.4.1 测量过程 172.4.2 触发过程 182.4.3 选择过程 192.4.4 执行过程 202.5 切换的总结 20第3章 23G网络互操作切换和算法的研究 213.1 2G/3G互操作理论 213.1.1 互操作介绍 213.2 系统间小区重选 223.3 23G互操作策略 243.3.1 发展初期 243.3.2 发展中后期 253.4 TD-SCDMA向GSM切换 253.4.1 TD到GSM重选流程 253.4.2 TD向GSM切换 263.4.3 TD向GSM切换算法 283.4.4 基于邻区优化的TD向GSM切换算法 323.5 GSM向TD-SCDMA切换 383.5.1 GSM到TD重选流程 383.5.2 GSM到TD切换流程和算法 403.6 23G网络切换算法的研究 413.6.1 基于距离的切换研究 41第4章 基于覆盖切换的23G切换算法的研究 424.1 覆盖切换概述 434.1.1 覆盖边界介绍 434.1.2 23G覆盖边界介绍 444.2 场景覆盖概述 454.2.1 场景的概念 454.2.2 覆盖的划分 464.3 23G覆盖切换算法 474.3.1 算法原理 474.3.2 场景切换算法的研究 53第5章 23G网络覆盖切换可视化仿真系统中的设计 595.1 可视化仿真系统系统分析与设计 595.1.1 系统功能需求网络覆盖分析 595.1.2 系统结构 615.2 系统的设计和编码 635.2.1 数据准备 635.2.2 数据清理 645.2.3 用例图 645.3 系统的可视化和仿真 675.4 本章小结 67第6章 总结与展望 686.1 本文工作总结 686.2 研究展望 69绪论选题的研究背景、目的和意义研究背景随着2009年1月7日工信部给中国移动、中国电信和中国联通颁发第三代移动通信(3G)牌照，标志着我国正式进入3G时代，其中中国移动基于TD-SCDMA技术的3G牌照特别引人瞩目。TD-SCDMA第三代移动通信标准是信息产业部电信科学技术研究院（现大唐电信集团）在国家主管部门的支持下，经过多年的研究，提出的具有一定特色的第三代移动通信系统标准，该标准成为国际标准。这是我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，在通信发展史上具有里程碑的意义，并将产生深远影响，是整个中国通信业的重大突破。极大地提升了我国在移动通信领域的技术水平，减少了与世界发达国家的差距，是整个中国通信业的重大突破。作为的国际主流标准之一，TD-SCDMA技术必将引导中国乃至全球及后技术的演进和发展。虽然作为第三代移动通信标准的TD-SCDMA技术己经成熟，TD-SCDMA系统正在我国逐步发展起来，其产业链日渐成熟。但是其在产业化的道路上依然坎坷，其中终端成为制约TD发展的一大瓶颈，在前期TD试商用过程中终端的问题严重影响了用户对3G的体验效果。中国移动通信公司是目前全球最大的GSM运营商之一，拥有快3亿用户的容量及覆盖全国的GSM/GPRS网络，特别是相关的基础配套资源，包括站址、局址、传输等，对于3G建设来讲，既是优势，也是限制，因此应当充分地发挥自身的优势，充分利用好这些资源，既要保持其网络覆盖及用户优势，又需要将3G引入所导致的不良影响降到最低，其网络的规划及建设模式必然和新兴的3G移动运营商有所不同。如何利用中国移动现有的2G网络为3G用户提供无缝的业务覆盖、如何解决好两网的互联互通/协调发展，为用户提供优秀的业务质量是3G网络建设的一个关键性问题。因此有必要对2G/3G之间可能的组网方式、对2G/3G网络共存涉及到的关键技术，如网络选择策略、小区选择和重选、切换策略等，进行一定的分析和验证，为将来3G网络的建设提供宝贵的经验。具体2G/3G无线组网可以从以下几个方:2G/3G基础设施的共用；2G/3G之间的相互干扰；2G/3G之间的互操作。一个拥有2G网络的运营商，在TD-SCDMA网络建设的初期，由于投资、网络发展和建设目标不同，将导致初期的3G网络不能做到连续覆盖或者在连续覆盖区域内做不到无缝覆盖，鉴于现在的GSM网络投资以及其完整性和覆盖方面的优势，TD的前期建设充分利用现网资源和用户资源，以节约投资、快速部署，实现网络以及用户体验的平滑过渡，以提高3G用户感受，因此2G与3G网络的互操作是2G运营商在3G网络运行初期必须面临的问题。3G网络智能切网的互操作主能够是解决2G和3G混合组网过程中碰到的网络驻留、小区选择、小区重选、切换，以及用户接入控制和转网策略等问题。与GSM的900、1800MHz双频间的互操作不同，作为无线网络的演进，TD和GSM系统间的互操作关注的是业务的连续性，体现3G的业务优势，同时在TD网络建设初期又要依赖GSM来作为覆盖的补充，所以互操作原则体现到具体的业务上，针对不同的业务可以采取不同的策略。国内外的发展现状国内研究状况移动终端在原始的小区与网络进行连接之后，有可能离开这个小区的服务区范围,为了保证移动用户通信的连续性或者基于网络负载和信道资源等原因，将用户从当前的通信链路到其他小区,系统的切换过程就是将用户终端的连接切换到其他小区，从而使得通信服务不中断。TD-SCDMA系统切换的主要功能是通过相应的测量报告以及有关准则来维持通信链路的连接。对于任何一个蜂窝通信系统而言，2G/3G网络切换的优化设计都十分重要。从网络使用效率最大化出发，当移动终端在不适合的服务小区进行通信时，不仅影响自身的通信质量，也将会增加全网络的负荷，甚至会干扰其他移动终端。移动设备应当使用网络中最优化的通信链路和对当切换概念提出之后，国内一些学者和电信领域研究人员对切换展开了大量研究，取得许多研究成果。主要的研究包括：提出改进的越区切换算法、越区切换算法的优化、越区切换策略和越区切换参数设置对系统的影响。越区切换分为硬切换和软切换，硬切换主要运用于GSM系统和系统间的切换，软切换主要运用于CDMA系统中，对软切换进行一些基本的研究，介绍了软切换的基本概念、实现过程及参数定义与测量，之后人们在无优先切换策略下对于软切换算法做了大量研究。对于系统间的切换算法研究的很少，主要是在系统间的互操作原理和策略上进行研究。詹义、李国庆詹义、李国庆〈〈2G/3G网络互操作原理与优化〉〉从理论角度对2G/3G网络互操作原理进行了研究，他们以GSM和WCDMA詹义、李国庆〈〈2G/3G网络互操作原理与优化〉〉张艳霞张艳霞：《3G与2G系统间的互操作策略》在互操作原理的基础上提出互操作策略，包括：网络选择策略、2G与3G间的漫游策略、2G/3G语音（CS）切换策略、2G/3G分组域切换策略和2G/3G并发业务切换策略等。互操作策略对网络建设初期和网络成熟期的2G/3G张艳霞：《3G与2G系统间的互操作策略》陶志强陶志强从应用层面研究了2G/3G的网络切换，他把网络切换分为移动用户空闲下的网络重选和连接状态下的网络切换两种情况，通过不同的网络重选方案和网络切换方案，提出三种2G/3G网络互操作方案。方案一：仅进行3G到2G的网络重选和切换3G和2G采用不同的网号，在3G网络中，设置2G网络为对等PLMN，为覆盖区边缘的3G小区配置2G的空闲和连接模式下邻区。（2）方案二：进行3G和2G之间的网络双向重选，仅进行3G到2G单向切换。（3）方案三：3G与2G网络完全双向重选和切换。第一种方案：无需升级2G网络即可完成，但是在用户返回3G覆盖区域时，重选3G网络的迟滞时间长，最短为6分钟；第三种案可以加强3G网络的有效覆盖，提高终端用户的业务网络质量，但是如果允许2G到3G的切换，会增大新建3G核心网的信令负荷，也有可能由于不必要的频繁切换影响业务的服务质量。陶志强金宏彬，周胜，李秋中金宏彬，周胜，李秋中在理论角度对2G/3G互操作原理进行了补充，把2G/3G互操作参数根据作用分类三类：第一类是小区选择和重选参数，包括：Qqualmin(3G小区的最低接入信号质量门限)、Qrxlevmin(3G的最低接入信号强度门限)、SsearchRAT(异系统小区搜索门限)、FDD_Qmin(3G小区重选电平门限)；第二类是异系统测量压缩模式参数；第三类是2G/3G系统间切换门限参数，包括异系统切换CS判决门限、异系统切换PS判决门限、3G服务小区3A事件门限、2G目标切换小区3A事件门限。这些互操作参数是切换测量过程和判决条件中重要指标之一，为切换的算法提出了重要的参数依据。金宏彬，周胜，李秋中顾雄，蔡丽金顾雄，蔡丽金在前人的基础上对异类系统切换策略进行了补充，并提出了互操作参数优化方法。他们提出空闲模式下的网络互操作者主要是双模用户终端UE如何进行PLMN定位和重定位、小区选择和重选、以及位置登记；连接状态主要是指双模UE的3G向2G单向的CS切换和双向的PS切换；支持3G网络优先原则；空闲模式下历史最多的网络优先原则；手机驻留在信号强度最大的小区的策略；UE总是选择登录在信号强度最强的小区等。雷亮雷亮从理论角度分别对互操作原理和策略原则进行总结和概括，主要包含：小区重选、位置区与PLMNID设定、系统间切换、系统间话务均衡与负荷和网络参数规划等。遵守的基本原则是影响最小原则，切换最少原则，质量最好原则，负荷分担原则等。顾雄，蔡丽金雷亮陈为平陈为平从实际应用层面提出2G/3G互操作主要应该解决混合组网过程式中碰到的网络驻留、小区选择、小区重选、切换以及用户接入控制和转网策略等问题；2G/3G互操作应该体现在其具体的业务上，针对不同的业务采取不同的策略。陈为平崔景龙崔景龙在应用层面针对阿联酋电信3G商用网提出2G/3G互操作解决方案，提出了一些面对商用化网络切换的互操作策略，如：小区重选策略，驻留技术选择策略，网络优先级策略和空闲状态迁移理论等。崔景龙李文宇，李波李文宇，李波在WCDMA和GSM/GPRS移动通信系统间的漫游和切换的应用中，针对系统间切换的机制，对3G电路域、2G/3G之间的切换、3G分组域和2G/GPRS之间的切换等技术作了详细的介绍。赵绍刚，张一凡赵绍刚，张一凡在WCDMA和GSM之间的切换应用中详细地讨论了WCDMA与GSM系统间切换所面临的问题及解决方案，分析了二者相互切换的具体过程，最后探讨了为了提高二者相互切换的性能，应如何进行系统间的优化。宋远峰，文武宋远峰，文武在GSM与WCDMA系统间的切换应用中，介绍了GSM系统与WCDMA系统间的切换原理，以及已经运用的GSM-WCDMA的切换方案。李文宇，李波赵绍刚，张一凡宋远峰，文武在实际的应用中，互操作理论和实际商用还有些差距，在实际网络切换中，更加关注23G网络实际覆盖情况，针对不同的覆盖场景对小区重选、小区选择时的参数进行设置，以及相关的参数协调。当前TD-SCDMA与GSM进行互操作正在测试商用当中，根据以往WCDMA和GSM切换的经验，在语音切换方面加入邻区配置的参数配置，寻找TD-SCDMA网络覆盖边缘区域，补充2G网络邻区，更好地做好小区重选。现有的研究主要集中在同种网络间切换算法。同种网络间切换算法包含：基于目标小区上行干扰的软切换算法、基于目标小区上行干扰的软切换算法、基于移动环境的切换控制算法、基于无线资源最优的平衡式切换控制算法和基于UE移动方向判决的软切换控制算法等。异种网络间的切换算法思想与同种网络间切换算法思想大致相同，主要是通过对一个或多个具体参数设置阈值来进行切换触发。最常见的参数就是接收信号强度（RSS）、载波干扰比（CIR）等参数，绝大多数现在的异系统切换算法都将RSS作为最基本的判断指标。如果移动终端在两个基站之间发生来回切换，可以在异系统切换算法中引入迟滞电平（hysteresis）、延迟时间（dwellingtimer）等参数。程远征（2008）程远征（2008）对基于位置的3G和WiFi网络切换算法做了更多具体的研究，提出一种算法能同时适用于同构网络和异构网络的切换方法,以终端位置、速度、方向角信息为主,接收信号强度RSS值为辅选择切换参数。根据网络特性,3G及WiF程远征（2008）i小区覆盖范围等区分切换模式,设置可变入界、出界距离,发起切换判决流程,有效的限制乒乓效应同时减少切换失败概率,并减少了判决时间及信令负载。胡中栋，黎平国，夏冬梅胡中栋，黎平国，夏冬梅：《胡中栋，黎平国，夏冬梅：《WCDMA和GSM/GPRS移动通信系统间的漫游和切换》刘敏，李忠诚，过晓冰，张德魁程远征〈〈〉〉在研究异构无线网络中垂直切换算法中，从节点运动模型出发，提出了一组适合垂直切换算法的仿真模型，基于所提出的仿真评价模型，对常用的迟滞电平算法和驻留定时器算法进行了性能分析，在些基础上，提出了一种自适应垂直切换算法。其基本思想是:通过分析移动节点的运动趋势,自适应地调整切换触发条件,从而在不增加乒乓效应的前提下程远征〈〈〉〉以上三种算法的缺点是只适用于低能量、低运算能力的移动设备，也没有提出如何获取移动设备的位置和速度，以及考虑环境的影响，如果由于慢衰落和快衰落会使接收的信号发生波动，也会产生不必要的切换，影响移动用户的体验效果。鲁蔚锋,吴蒙鲁蔚锋,吴蒙〈〈WCDMA和GSM之间的切换及优化〉〉在研究模糊多目标决策的两跳中继蜂窝网络切换算法鲁蔚锋,吴蒙〈〈WCDMA和GSM之间的切换及优化〉〉这些算法的主要问题是公式中的各个参数在实际过程中都是动态变化的，相关的算法都依赖自身的网络支持，没有考虑网络覆盖的实际情况，如果当异系统基站信号足够时，会发生不必要的切换；或者信号突然恶化，会对切换正确性产生误差。算法如果采用动态规化或者人工智能来进行切换判断，考虑到全网的覆盖，算法复杂程度高，神经网络需要很长时间的学习。国外研究状况在网络切换的理论研究上，国外的学者一直走在前列，对研究切换的传统算法和人工智能切换算法的同时，也对切换时服务质量的保证以及系统资源的利用率进行了大量的研究，提出了很多切换时资源分配的算法和方案。在大多数移动话音和数据业务中都使用从服务连接点和邻近连接点接收的信号强度RSS(receivedsignalstrength)作为切换算法的判定指标。在把信号强度作为切换判决条件的论文中分为三种：有门限的相对信号强度方法Ylianttila,M.;Makela,J.;Pahlavan,K:GeolocationInformationandIn-ter-technologyHandoff.IEEEInter-nationalConference2000.、在滞后的相对信号强度方法Cortes-Rodriguez,F.;Munoz-Rodriguez,D.;Soto,R:Positionlocationassistedmulti-valuedlogichandoffalgorithm.VehicularTech-nologyConference,1999.、有滞后和门限的相对信号强度方法Markopoulos,A.;Pissaris,P.;Kyriazakos,S.;Sykas,E:OptimizedhandoverprocedurebasedonmobileYlianttila,M.;Makela,J.;Pahlavan,K:GeolocationInformationandIn-ter-technologyHandoff.IEEEInter-nationalConference2000.Cortes-Rodriguez,F.;Munoz-Rodriguez,D.;Soto,R:Positionlocationassistedmulti-valuedlogichandoffalgorithm.VehicularTech-nologyConference,1999.Markopoulos,A.;Pissaris,P.;Kyriazakos,S.;Sykas,E:Optimizedhandoverprocedurebasedonmobilelocationincellularsystems.Personal,IndoorandMobileRadioCommunications,2003.Hsin-PiaoLin;Rong-TerngJuang;Ding-BingLin:Validationofanim-provedlocation-basedhandoveralgo-rithmusingGSMmeasurementdata.MobileComputing,IEEETransactions2005.Niri,S.G.;Tafazolli,R:Positionassisitedhandoveralgorithmmultilayercellarchitecture.VehicularTech-nologyConference,1999Markopoulos,A.;Kyriazakos,S.;Tsagkaris,K.;Sykas,E.D:Perfor-manceofcellularnetworksandmobilelocation-drivenhandoveralgorithms.VehicularTechnologyConference,2004.Hong和Rappaport在“TrafficmodelandperformanceanalysisforcellularmobileradiotelephoneSystemswithprioritizedandnonprioritizedhandoffprocedures”一文中，最早提出了优先级方案，基本思想是在每个小区中都预留一部分信道资源给切换连接，切换连接可以竞争所有的信道，降低阻塞率。S.L.Su对切换算法进行了一定的发展，在假设CDMA小区容量不变的情况下，提出了一个低速流在软切换过程中预留固定数量资源的方案，减少了软切换的失败。Y．B．Lin,S.Tekinay,Nidi等学者在排队方案上进行了分析，利用小区之间互有重叠的特点，允许切换呼叫等候一定的时间，直到可以分配资源，该方案对宽带实时业务的切换不能很好适应。NessB.Shroff在BurstyDataOverCDMA“提出基于邻近小区现有的连接，每个基站动态地调节预留容量。Jorguseski,L.Fledderus,E.Farserotu,在“Radioresourceallocationinthird-generationmobilecommunicationsystems.IEEECommun.Mag.2001基于每个小区的观察的历史估计了移动切换行为。这些信息很难预测，计算量大，难于实现。从国外的一些切换算法可见:通过引入更多的参数能作出更为智能的切换判断。基于带宽的垂直切换判定算法中，除了RSS外，将WLAN中的剩余带宽也作为一个切换判定指标。现在基于移动终端的位置的切换算法成为研究的热门,可使用多种方法估计移动终端与基站间的距离,一般假设距离信息的精度是一个静态随机变量，在传统的算法上，位置辅助的切换算法降低了平均切换次数,改善了切换性能。本文的工作本文来源于湖北移动网络优化中心的重点创新项目2G/3G网络优化分析系统（该系统已经在网优中心正式运行，已经取得了很好的经济效应和同行的好评），论文的主要思路是从2G/3G互操作原理出发，遵循互操作策略，在安照3GPP协议标准的同时，比较和借鉴传统算法，在切换算法引入了迟滞电平参数、小区重选时间参数、驻留时间参数，以及2G/3G相互异邻区配置，提出基于事件的TD_SCDMA/GSM系统间切换算法，并且利用2G/3G覆盖分析的结果，针对不同的覆盖场景设置不同的切换参数，避免因为环境影响和信号衰落产生的切换，以及乒乓切换。系统TD_SCDMA/GSM切换算法为基础，以路测数据为对象，在地图为载体，对系统进行可视化仿真，以检验网络切换的质量，及时发现切换参数存在的问题，实现2G/3G切换的准确性。综上所述，完成的主要工作有：分析了2G/3G网络互操作的工作原理和功能，提出了针对TD_SCDMA/GSM互操作的理论和切换流程，并对2G/3G互切换的流程作出详细论述。在传统的切换算法中，加入电平延迟、驻留时间延迟等等参数，和相对门限的平均化处理，提出一种基于事件的TD_SCDMA/GSM切换算法，本算法对传统的基于门限的切换算法进行了优化，从而解决了切换可以存在的乒乓效应，保证切换的稳定性。提出一种基于历史最优化小区的切换算法，此算法是基于事件的TD_SCDMA/GSM切换算法的进一步研究和完善，提出了切换成功率。以及对现有GPS定位的移动设备在传统的算法上加上位置辅助算法的补充。提出一种基于覆盖的TD_SCDMA/GSM切换算法，根据不同的覆盖场景，在不同的业务域，设置具体的门限参数，更好地进行切换，防止由于信号的衰落和环境的影响导致的切换失败，提高切换的正确性。并结合实例对基于覆盖的TD_SCDMA/GSM切换算法进行了可视化仿真和探讨。本文的组织结构本文内容安排如下：第一章：绪论。本章主要介绍了本文选题目的背景、目的和意义，介绍了国内外通信发展的现状和2G/3G互操作切换的研究现状，明确了本文研究的主要内容。第二章：知识准备。本章介绍通信系统的切换理论，简单阐述了如切换的概念和切换的过程，为后文对2G/3G系统间切换算法做铺垫。第三章：对2G/3G网络互操作理论和算法的研究作出了详细的介绍，阐述了2G/3G互操作、系统间小区重选、系统间切换策略和系统间相互切换的流程，最后根据系统间切换的流程提出了一种基于事件的TD_SCDMA/GSM切换算法和该算法的进一步优化。第四章：在前一章的基础上，提出基于场景理论和23G网络覆盖切换算法，并详细介绍了覆盖场景理论、场景覆盖的算法和2G/3G覆盖算法，对不同的场景进行CS和PS域切换算法的研究，以及不同场景下的算法参数设置。第五章：设计基于MapInfo实现2G/3G网络智能切换的可视化仿真系统，此系统在武汉移动2G/3G网络优化中的应用，根据路测数据，分析场景理论下的2G/3G网络切换和小区重选策略的正确性和可操作性，以及发现现有网络所存在的问题，更好地完善第六章：全文总结及进一步的展望。移动网络中的切换理论切换的概念及意义随着无线移动网络已成为移动通信网络的重要组成部分，严重的带宽限制使设计者将无线移动网络的服务区域分为能够重复使用无线频谱的蜂窝小区。通过降低蜂窝的大小，不仅可以更好的重复使用资源，而且提高了系统的容量，特别适用于有大业务量需求的区域。因此，为了满足对无线通信快速发展的需求，从根本上增加业务容量，蜂窝小区被设计得越来越小，正在向微蜂窝(micro)和微微蜂窝(pico)的方向发展，虽然分裂蜂窝小区可以获得更大的频率重用，但是越区切换更为频繁。在移动用户通话业务早期过程中，为了使呼叫建立在最好的小区中以及为了使呼叫不至于掉话，保证业务的连续性，就引入了切换的概念。切换是当用户在蜂窝小区的覆盖区域中移动时，正在进行的呼叫从一个小区转换到另一个小区的过程。当移动设备从一个小区移动到另一个小区时，呼叫需要从一个基站切换到另一个基站。现在移动用户的切换不仅是为了保证移动过程中通话的连续性，高速业务的持续性，也为了提高通信信道的使用度率，以及降低拥塞率和掉话率。切换的原因有以下四种情况:（1）移动用户从一个基站覆盖的小区移动到另一个基站覆盖的小区；（2）由于信道传输质量下降，使得移动台接收到的信号下降；（3）由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用；（4）基站为了容纳新的业务而对系统资源重新分配时。切换（handoff）也称自动链路转移（ALT），是改善和提高移动通信可靠性和安全性的关键技术。切换的成功率的高低现已成为国内三大运营商考核网络性能的一个重要指标，也是运营商提高市场占有率的关键因素。切换的准则切换准则是指何时何种条件下切换。目前蜂窝移动通信系统中，切换主要依据的准则如下：（1）导频信号的强度（Ec/Io）导频信号强度为接收到的导频能量与全部接收到的能量的比值(Ec只是手机接收到的导频功率的强度,Io是手机接收到的全部功率的总和,也包含导频功率的强度,参考计算公式是10logEc/Io，只能是负值)。导频信号是每个基站连续发射的未经调制的、直接序列扩频的信号，它主要用于使所有在基站覆盖区中工作的移动台进行同步。（2）载波与干扰比（CIR）接收信号载干比(CIR)。CIR是接收机接收到的载波信号功率和干扰信号功率的比值，它不仅反映通话质量，也指示当前信道的质量，是一种常用的判决标准，切换程序在测量的CIR低于关键门限时启动。在实际系统中会存在干扰，因此不能只依据导频信号强度。由于CIR也会受到无线信道衰落和阴影的影响而有所变动，因此，为了提供准确的切换指示，还需用到加权平均和滞后门限的方法。（3）UE和基站(BaseStation)之间的距离（S）一般而言，最常发生的切换情况是越区切换，是MS（mobilestation）已经超出了原小区的覆盖范围，或者是进入临近小区的覆盖范围时发生的切换，此时在切换程序中把两者的距离作为判决条件。在MS和BS的距离超出了规定门限值时，启动切换。由于无线信道的多变性以及移动用户所处环境的不同，在蜂窝系统中完全可能出现越区覆盖的现象，即从离用户近的基站接收到的信号质量比从离用户较远的基站接收到的信号质量要差。（4）网络准则系统服务质量的下降并不是发生越区切换的唯一原因。有时，系统为了容纳更多的用户或为了均衡不同小区间的业务量，将重新安排信道的分配。这时的切换是由系统引起的。在移动通信过程中，切换不仅要顺利完成，并且是尽可能少出现，对于用户也要透明。为了适应和满足要求，系统设计人员必须指定一个最恰当的启动切换的信号强度。如果将某信号强度指定为基站接收机中可接收的语音质量的最小可用信号(一般-90至-100dBm)，那么比此信号强度强一点的信号强度就可作为启动切换的门限。其差值=Pr(切换)-Pr(最小可用)，不能太低也不能太高。如果太高，就可能存在不需要的切换，增加系统的负担；如果太低可能因为信号太弱而掉话，在此之前又没有足够的预留时间来完成切换。在决定切换时，要保证检测到的信号电平值的下降是由于移动台正在离开当前服务的基站，而不是瞬间的下降。解决此问题的方法是基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。呼叫在一个小区内没有经过切换的通话时间，叫做驻留时间。某一特定用户的驻留时间受到一系列参数的影响，包括传播、干扰、用户与基站之间的距离，及其它的随时间而变的因素。切换的分类蜂窝移动通信系统的切换是一个复杂的过程，需要移动台、基站和移动交换中心三方面的彼此配合、互相协调来实现。不同的蜂窝移动通信系统往往采用不同的切换方案，切换方案也可以按照不同的形式进行分类。根据切换的过程同时涉及到的基站数量划分根据切换的过程同时涉及到的基站数量可以分为硬切换、软切换、接力切换：硬切换：是指不同系统间的小区或者是同一系统间的不同频点的小区之间发生的切换。移动设备在硬切换时必须改变收发的频率，也是说MS（MobileStation）先要断开与原服务小区的连接，然后再立即与新小区建立连接，将通信业务转移到新信道上来。第一代和第二代移动通信系统使用的主要是硬切换技术，硬切换可以在不同载波之间进行。由于信道的改变，切换过程中会发生时延，硬切换比较容易产生掉话。软切换：在3GPP中，软切换是指MS在和具有相同载频的新BS或者同一小区的另一扇区通信时发生的切换，以最大可能实现通信信道的转换。软切换只能在相同频率的信道间进行。它在两个基站覆盖区的交界处起到了业务信道的分集作用。软切换是在CDMA技术发展的基础上诞生的，CDMA系统是码分多址系统，在一个频点上支持多个下行扰码，即有多个同频小区。软切换是发生在相邻的同频小区之间，MS可以同时与多个小区连接，实现从一个小区到另一个小区的平滑过渡。软切换的优点很多，主要是减少了掉话率以及硬切换的“乒乓效应”，并可以使上行链路的总干扰减少，从而增加上行链路的容量。虽然软切换较硬切换相比有诸多优点，但它占用了额外的网络资源、操作复杂并且增加了下行链路的干扰。接力切换：TD_SCDMA提出的新概念，TD－SCDMA系统采用了智能天线以及使用两个基站对终端进行定位，具有对终端精确定位的功能，能够实现更有效的越区切换，即所谓的“接力切换”。接力切换介于传统硬切换与软切换之间，本质属于硬切换。在接力切换的过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接收同一个终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向基站控制器报告，完成向目标基站的切换，克服了“软切换”浪费信道资源的缺点。接力切换不仅具有上述的“软切换”功能，而且可以使用在不同载波频率的TD_SCDMA基站之间，甚至能够在TD_SCDMA系统与其它移动通信系统（如GSM、CDMAIS－95等）的基站之间，实现不丢失信息、不中断通信的理想的越区切换。在一般情况下，“接力切换”与“软切换”相比较，能够使系统容量增加一倍以上。根据切换过程的控制方式划分切换控制的任务是要实现终端或用户移动过程中、网络接入点变化时的通信会话连续性，即实现当前的接入点提供的通信接入由另一个新的接入点提供。切换控制包括以下几个功能:切换的准则、切换控制方式和切换相关的资源分配。切换准则是指何时何种条件下切换。切换控制方式是指在切换过程中，负责切换决策相关数据和信息的收集方及其收集方式、切换的发起方等控制相关因素。切换相关的资源分配的典型例子包括蜂窝网中的射频和信道分配，移动IP的转交地址分配及IP地址绑定等。切换可以由移动设备（UE）控制，也可以由网络控制，或者由二个实体一起控制。当由网络做控制时，可以由无线接入网(RadilAandomNet)来控制，也可由核心网(CenterNet)来控制。为了保持CN与无线不相关，应该由RAN做决定。对于移动通信网络，根据发起和执行切换可以划分为四种切换策略。四种策略分别是：网络控制的切换(NCHO)；网络辅助的切换(NAHO)；移动设备控制的切换(MCHO)；移动设备辅助的切换(MAHO)。（1）网络控制切换（NCHO）网络控制切换是通过通信端口监视信号强度和质量，网络周期地测量上行链路的功率，当信号电平降到一定的切换门限以下时，网络就安排切换到新的通信端口。这种方案主要用于AMPS、TACS和NMT等模拟移动通信系统。在这种方案中，移动台完全处于被动。基站监测移动台当前链路的质量（receivedsignalstrengthindication，RSSI），当发现RSSI低于门限时，便向移动交换中心发出切换请求，移动交换中心命令周围的基站对该移动台的RSSI进行测量，并将测量结果汇总到移动交换中心，由移动交换中心选择切换的目标基站。NCHO只允许进行小区间的切换，完成一次切换所需的时间为几秒钟。NCHO的主要缺点是：相邻小区基站不能经常进行移动台RSSI的测量，降低了测量精度；为了减轻网络的信令负担，测量结果的汇报不能连续发送，影响切换的性能。（2）网络辅助切换（NAHO）该方式由移动设备开始进行切换判决，此判决是基于上行链路和下行链路的信号测量，通过网络通知移动设备有关上行链路的信号测量，所以激活的移动设备在网络的辅助下进行切换判决。此方式增加了切换的可靠性，但是增加了解移动设备的复杂性和当前无线链路的信令负载。（3）移动台控制切换（MCHO）移动台控制切换是通过移动台持续监视通信端口的信号强度和质量，当满足切换条件时，移动台选择一个最好的切换侯选项并发起切换请求。在这种方案中，对切换过程的控制更为分散。移动台与基站均参与测量接收信号的强度（RSSI）和质量（BitErrorRate，BER）。此时，基站将测量结果发送到移动台。对不同基站RSSI和空闲信道C/I（C:载波功率，I:干扰总功率；C/I称为载干比）的测量在移动台处进行。对切换的最终判断是在移动台进行的。MCHO既允许小区间的切换，也允许小区内的切换。欧洲数字无绳电信系统(DECT)和个人接入通信系统(PALS)采用的就是这种控制方式。对DECT而言，完成一次切换所需要的时间大约为100毫秒。这种方式的优点是可以进行快速的切换，减小了切换时延、在两个不同的网络之间切换时初始化简单、更具有灵活性。缺点是增加了移动设备的复杂性，只基于下行链路条件的判决可能不是可靠的切换判决。（4）移动台辅助切换（MAHO）移动台辅助切换(MAHO)可以说是网络控制切换(NCHO)的一种演化，它要求移动台测量周围端口的信号强度并报告给旧端口，然后由网络来判断是否切换和切换到哪个端口这种方案的典型应用是在GSM数字移动通信系统中。在这种方案中，对切换过程的控制比较分散。移动台与基站均参与测量接收信号的强度（RSSI）和质量（BER）。对不同基站RSSI的测量在移动台处进行，并以每秒钟两次的速率，将测量结果发送给基站。对切换的最终判断在基站或移动交换中心进行。MAHO即允许小区间的切换，也允许小区内的切换。对GSM而言，完成一次切换所需的时间大约为一秒钟。它的优点是需要较低的信令负载并切换的时延较NCHO小，缺点是增加了移动台的复杂性。MAHO和MCHO的主要区别是：在MAHO中，切换命令是由基站发往移动台的；而在MCHO中，切换则是由移动台判定的。从系统角度出发，分散控制能够获得较佳的性能。因此，移动台参与及移动台控制的MAHO和MCHO的性能优于集中控制的NCHO的性能。依据切换发起的信道不同划分依据切换发起的信道不同，又可以分为下面两种情形：后向切换：在GSM系统中采用了这种方案。切换过程的发起是通过当前通信信道进行的，在得到控制中心对新的信道分配确认信息之前，不进行任何接入新信道的操作。这种方案的优点在于：移动台与当前基站的通信链路已建立，因而，有关切换信令的发送可以在当前信道上进行，不需要为此而建立新的通信链路。缺点是：若当前信道极度恶化，则无法保证以足够低的误码率来传递信令，情况严重时会造成通信的中断。前向切换：与后向切换相反，在前向切换中，切换过程的发起是通过选择目标基站的最佳信道进行的。通过在移动台与目标基站之间建立新的通信链路，来完成有关切换信令的传递。这种方案的优点是：在当前信道极度恶化的情况下，仍能够通过与目标基站建立新的通信链路，来保证信令信道和业务信道的畅通。显然，这一优点的重要前提是要求足够高的接入成功率。与此相对应的缺点是：由于系统同步、空闲信道可获得性等因素的影响，这种对目标基站的随机接入可能会被延迟，并且第一次接入即成功的概率不大。后向切换的可靠性是建立在当前信道具有较佳性能的基础之上的，因此，更适用于传统的宏蜂窝系统。然而，在实际移动通信环境中，当前信道的恶化往往非常迅速。特别是在微蜂窝系统中，地理情况比较复杂，有时移动台会失去与原基站之间的视距传播，造成短范围内快速的信号衰落。此时，移动台采用前向切换，与目标基站建立新的通信链路，具有比后向切换更高的可靠性。根据多层网络中的网络层次划分垂直切换与水平切换相对应，是切换技术中依据接入点改变前后所采用接入技术的异同进行的分类。在多层网络中垂直切换与水平切换：垂直切换：在不同网络之间的路径改变称为垂直切换。当垂直切换到较快的网络层时，如从微蜂窝到微微蜂窝，可以是无损的；当垂直切换到较慢的网络层时，有可能会出现数据的损失，新的网络层比当前网络层的速度要低，可能会使网络连接中断一段时间。根据垂直切换方向的不同，又可以分为向上切换和向下切换。从下层的、覆盖范围小的网络到上层的、覆盖范围大的网络的切换，称为向上切换；反之为向下切换。水平切换：在多层网络中，在相同网络内的路径改变称为水平切换。例如，WLAN中不同AP之间的切换，GSM中不同基站、交换系统及运营商间的切换；水平切换通常是当移动设备在两个或多个蜂窝覆盖区域之间进行移动时发生的。除非有特殊的环境，水平切换应该是数据无损的。传统蜂窝移动通信网络中的切换主要支持用户在网络内部移动时的会话移动性。而未来泛在、异构网络环境中，除了各个网络内部的切换以外，还应包括跨越网络边界、跨运营商以及跨终端漫游时的切换控制。因此切换具有了一些新的特征，同时出现多种不同的分类方法。按照涉及的网络范围，可以分为网内切换和网间切换；根据接入技术是否同类，可以分为水平切换(或称系统内切换)和垂直切换(或称系统间切换)。按照性能角度，可以分为快速切换、平滑切换和无缝切换。按照切换前后所涉及的无线频率，分为同频切换和异频切换。按照切换的必要性，可以分为强制切换和非强制切换。按照切换中是否允许用户控制，可以分为主动切换和被动切换。切换的过程切换的典型过程包括四个步骤阶段：测量控制->测量报告->切换判决->切换执行。具体的过程如2-1所示。RNC给UE发送切换命令无线测量控制阶段RNC给UE发送切换命令无线测量控制阶段否RNC通知UE进行系统间切换UE测量（系统内和系统间）信号功率和其它控制参数是切换条件RNC命令UE激活新的基站网络判决阶段系统执行阶段图2-1切换过程测量过程整个切换由MS、BTS、BSC和MSC共同完成。在切换的过程中，MS主要负责测量无线子系统的下行链路性能和周围小区中接收的信号强度；BTS主要负责监视每个被服务的移动台的上行接收电平((RxLev_DL)和质量(RxQual_DL)，以及监测其空闲话务信道的干扰电平。BSC对上报的测量报告进行处理，做出切换判决；MSC参与BSC间切换的目标小区确定。切换的过程中，UE会按照网侧的要求上报测量报告，测量报告对切换意义重大，测量报告上报要及时、准确测量才能更好的完成切换。测量报告是在专有模式即控制信道DCCH上，它系统实施切换和功率控制判决的依据，都是通过上行SACCH信道上报到网络侧，内容包含上行和下行链路，下行链路是移动台在专有模式下，定期地通过上行的SACCH信道向BTS上报，内容包括服务小区的接收电平、信号质量、TA(MS与BTS之间的距离)、功率控制、是否使用DTX(不连续发送)，以及邻小区有关接收性能的测量结果,同时移动台还要对系统所定义的切换邻小区进行预同步，获取BCCH频点和BSIC，并测量它们的接收电平，把接收电平最强的6个邻小区的信息上报。测量报告包含两个值，FULL(全局测量)和SUB(局部测量)，FULL是对100个TCH的突发脉冲进行平均(4个26复帧中的4个空闲帧除外)，SUB是对12个突发脉冲进行平均(4个SACCH突发脉冲，8个特定位置的TCH突发脉冲)，当不连续发射(DTX)功能打开时，需要选择SUB。测量报告的周期，测量报告在SACCH上行方向发送给BTS，当MS在SDCCH信道时，周期为470ms/次，当MS在TCH信道时，周期为480ms/次。SACCH信道是一个双向的信道，在上行方向，上报测量报告给BTS；在下行方向，它向移动台发送系统消息5和系统消息6,该系统消息中包含本小区和邻小区的BCCH载波频率及基站识别码等参数信息。触发过程基站将收集到的上下行测量报告进行汇总,封装在测量结果消息(MeasurementResult)中，通过Abis接口发送到BSC，BSC将基站对上行链路的测量报告，以及移动台关于下行链路的测量报告一起进行处理并进行切换判决。BSC将所获得的信号电平(RxLev)、信号质量(RxQual)、定时提前量(TA)的测量样本值根据相关的参数设定值(参加算术平均的样本值和参加加权平均的样本值)进行预处理，以及把处理后的电平均值参与功率估计的计算。在每个SACCH复帧内，BSS把每个预处理后的测量结果与相关门限作比较，来判决是否触发切换过程。l)质量切换如果满足RxQual_XX>IRxQualXXH(xx代表上下行），就可以执行质量切换。触发质量切换的参数有:IRxQualULH:上行链路差质量的门限；IRxQualDLH:下行链路差质量的门限。2)电平切换如果满足Rxlev_XX<IRxLev_XX_H，就可以执行电平切换，XX_TXPWR=Min(XX_TXPWR_MAX,P)，触发电平切换的参数包括:IRxLevULH:上行链路的上门限；IRxLevDLH:上行链路的下门限。XX:取值为UL(上行链路)或DL(下行链路)的变量；MS_TXPWR_MAX:

在服务小区内手机的最大允许发射功率移动；MS_TXPWR_MAX(n):

在邻区n内手机的最大允许发射功率；P[dBm]:

手机本身的最大功率(功率等级)；只有当手机或基站的发射功率达到被允许它们的最大值时，才能进行小区间的质量或电平切换。3)距离切换如果满足MS_BS_DIST>MS_RMange_Max，就可以执行距离切换，其中MS_Range_Max是移动台和基站之间允许最大距离的门限值。4)功率估计切换如果PBGT(n)>0，并且PBGT(n)>HOMargin(n)，则要触发功率估计切换。在这里PBGT(n)=RXLEV_NCELL(n)-(RXLEV_DL+bsTxPwrMax-bsCurrentTxPwrMax)+Min(MS_TXPWR_MAX,P)-Min(MS_TXPWR_MAX(n),P)>HO_MARGIN(n)其中，PBGT(n)是服务小区与某邻小区的电平差；RXLEV_DL:

服务小区下行链路接收电平的测量平均值；bsTxPwrMax：服务小区的最大下行功率；bsCurrentTxPwrMax：当前服务小区功率控制下实际下行功率；RXLEV_NCELL(n):

邻区n下行链路电平测量的平均值；

HO_MARGIN(n)：

越区切换余量;如果服务小区的路径损耗减去第n邻区的路径损耗大于这个门限，该邻区被认为是更合适的小区。选择过程在对信息进行了汇总和预处理之后，下一步就是依据判决标准开始进行判断。但切换判决标准仅决定是否发生切换，切换判决执行之前应该选择切换的目标小区，所以在进行判决之前应该对邻区及服务小区进行切换优先排序和惩罚处理。BSC或MSC按紧急性质量切换、紧急性电平切换、紧急性距离切换、业务切换和功率估计切换五种切换原因的优先顺序选择用于切换的小区。如果小区中的切换请求原因个数不只一个，则选择优先级别最高的作为切换原因。当涉及到MSC内BSC间切换或者MSC间切换时，切换的发生需要由原服务小区被管辖的MSC来决定。MSC根据目标小区指定法或者正常的测量比较后给出目标小区，指明切换原因，并将这些信息放在HANDOVERCOMMAND中发送给原服务小区所属的BSC。如果采用的是目标小区指定法，BSC或者MSC只需要将指定的目标小区其相应的参数从预存储邻小区表中取出等待切换允许时发送即可。若没有采用目标小区指定法时，BSC或者MSC需要根据两个相邻小区的测量结果排队后选择，排在第一位的将被作为目标小区。当目标小区的信道拥塞时，可选择候选列表中的第二位小区作为切换目标小区。如果没有找到可供切换的小区，且在BSC或MSC中支持呼叫排队，则让切换请求在目标小区等待排队，排队处理的切换请求要比一般的呼叫请求优先级高。如果不采用目标小区指定法，基站子系统需决定出预存储邻小区列表中的两个小区是否均适合作为切换小区(满足式(2.1)和式(2.2))，将合格的小区放入切换邻小区表中，并根据PBGT值的大小排列先后顺序作为候选邻区表。若采用了目标小区指定法，基站子系统只需检查指定的目标小区是否满足切换的要求，如果满足要求则将其放入切换列表中。BSc确定切换目标小区的算法建立在下列两个公式的基础上:RXLEV_NCELL(n)>RxLevMinCell(n)+MAX(O，Pa)(2.1)PBGT(n)>HOMarginXX(n)(2.2)执行过程在切换过程中，BSC将首先向目标小区发送信道激活信令（CHANNEL—ACTIVE），如果目标小区有空闲可用信道，则向手机发送切换命令（HANDOVERCOMMAND），手机接到信令后向目标小区上报切换接入（HANDOVERACCESS）。网络侧接收到信令以后，回复手机物理信息（PHYINFO），并向BSC发送切换检测信令（HANDOVER—DETECT）。手机完全接收物理消息后，会向网络发起正式的初始接入请求（FIRSTSABM），然后向网络侧发送切换完成信令（HANDOVERCOMPLETE）表示切换完成。切换执行过程的主要任务是分配、激活一个新信道，然后切换到这个信道上。在GSM中切换的执行过程可以分为BTS内切换(小区内和小区间)、BSC内切换、BSC间切换和MSC间切换。切换的总结切换作为无线链路的重要控制手段，能够保持MS在穿越不同的蜂窝小区时通话的连续性，减小掉话率，并能提供更好的通信质量。切换的成功率的高低也作为目前各大运营商考核网络性能的一个重要指标。在当前的移动通信技术中GSM、TS-SCDMA、WCDMA、WiMAX自身的切换都已经研究的非常透彻，但是为了解决未来无线通信网络中移动终端实现不同地理覆盖区域、不同接入网络间各种业务无缝切换和接入,需要研究新型的切换策略。由于3GPP组织并未对异构网络间的切换形成统一的规范和标准,所以目前有关无线异构网络间的切换仍处于研究和讨论阶段。23G网络互操作切换和算法的研究由于中国移动通信第二代系统以GSM为主，覆盖广泛，系统稳定，且现有GSM网络优势明显。移动在3G网络建设的初期可能只限于一些主要城区的连续覆盖。相对于现有的GSM网络的覆盖情况，还会有很多盲区，3G网络无法给用户提供一个网络的连续覆盖，TD-SCDMA网络建设势必要充分利用现有GSM网络和用户资源，实现网络及用户体验的平滑过渡，因此GSM网络与TD-SCDMA网络的融合是必然趋势，互操作是实现网络融合的关键。而从技术角度考虑，TD-SCDMA核心网可以在GSM网络基础上升级，因此必将会出现2G系统与3G系统同时并存的状况。这样支持TD-SCDMA和GSM的双模终端成为市场的首选，它可以将GSM网络与TD-SCDMA结合起来，既能为用户提供高质量多业务的三代服务，又可以弥补建网初期网络覆盖不全面的问题，是2G系统向3G系统平滑过渡的桥梁，将加速TD-SCDMA商用化的步伐。针对2G和3G的互操作问题，3GPP协议对系统间互操作在测量机制、测量要求、重选/切换流程等方面进行了相关规定，但具体的系统间切换算法与无线资源管理策略则未做相关定义，成为各个系统设备厂商重点解决的问题。本章就TD-SCDMA与GSM互操作的原则和策略进行了分析，对于系统间重选、切换的相关基本流程进行了描述,以及几个改进型的23G网络切换算法。2G/3G互操作理论互操作介绍互操作主要是解决不同的通信系统混合组网中的网络驻留、小区选择、小区重选、切换、用户接入控制和转网策略等问题。GSM/GPRS/TD-SCDMA之间的互操作主要包括GSM/GPRS和TD-SCDMA网络间的小区重选和切换。互操作是2G和3G融合组网的关键技术，在TD建网的初期，就要充分利用中国移动前期GSM的网络优势，可以站址资源共享，减少新增站点投资。实现共享的内容如：GSM、TD-SCDMA采用相同的PLMNID，可以规划为相同覆盖地区或不同覆盖地区。当两网在相同的位置区时，采用相同的PLMNID，BSC（基站控制器，BasicStationcontroller）、RNC(无线网络控制器,RadioNetworkController)共MSC（移动交换中心，MobileSwitchingCenter）以及共LAC（位置区码，locationareacode），即GSM、TD-SCDMA设备接入到同一交换机下（核心网设备，这是共LAC的前提），共LAC是小区重选不会引发位置更新。在实际中采用共MSC、LAC能提高互操作率，使之提高用户感知。3GPP协议标准中只制定了R99及之后版本的2G/3G之间的切换，如果GSM网络设备按照R99之前版本设计的，则需将网络设备升级到R99，才能支持现有的系统间切换。如果考虑GSM网络不升级，要实现TD-SCDMA与GSM的切换，解决的办法是在TD-SCDMA网络中的3GMSC增加将Iu接口RANAP的重定位信令消息映射成对应的BSSMAP的切换信令消息的功能，并具备兼容GSMMAPR98及之前版本的能力。现网的GSM设备必须对BSS和NSS（BaseStationSystem和NetSwitchingSystem）侧设备升级，使它们支持3GPP和R99协议，BSS设备能够支持关于3G临近小区的配置、支持异系统临近小区的配置、支持连接状态下新的系统信息Measurmentinformation的下发、支持异系统的相关切换算法、支持向异系统发出切换请求、支持异系统应答的系统间切换命令发送给UE等；NSS设备也应该支持异系统相邻小区的配置、异系统切换指令的处理等。注释：NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）；BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。BSS是移动通信的无线侧，NSS是移动通信的交换侧；RANAP：RadioAccessNetworkApplicationPart（无线接入网络应用部分）短消息由RNC通过RANAP协议透传到MSCServer（软交换实体），RANAP是Iu的信令协议，包含了所有为无线网络层规定的控制信息。RANAP的功能通过各种RANAP基本进程（EP）来实现；BSSMAP：BaseStationSystemManagementApplicationPart，基站子系统管理应用部分。系统间小区重选小区重选策略TD-SCDMA和GSM混合组网时，为充分发挥TD-SCDMA网络的优势，向用户提供高端业务，小区重选的原则是要保证TD-CSDMA用户优先驻留在TD-SCDMA网络，只有当用户离开TD-SCDMA网络覆盖区域和TD信号不好引起掉话时，进行TD-SCDMA网络到GSM网络的小区重选。对已经驻留到GSM小区的双模终端，一旦检测到有TD-SCDMA网络盖，就要发起从GSM网络到TD-SCDMA网络的小区重选。定义邻区表异系统邻区列表的设置一方面要避免邻区漏配而造成掉话，另一方面也要防止邻区配置过多而引起的切换时延过长。1.GSM的邻区表一个小区可以定义在2G网络上的32个GSM邻区列表；一个小区可以定义异系统（TD）的32个邻区列表。2.TD的邻区表一个小区可以定义同频的32个TD邻区列表；一个小区可以定义在两个异频上的32个TD邻区列表；一个小区可以定义异系统（GSM）的32个邻区列表。在配置邻区列表时，还要考虑3G小区与2G小区的覆盖情况，根据实际情况来进行相应的调整。TD-SCDMA网络切换到2G网络邻区配置有3种策略：1.TD-SCDMA覆盖边缘或不连续区域内的小区配置2G邻区；2.TD-SCDMA和2G重叠覆盖区域内的所有2G小区都配置TD-SCDMA邻区；3.配置GSM1800/900到TD-SCDMA小区单向邻区（TD-SCDMA的邻区中不配置GSM1800/900小区）。小区重选流程（1）小区选择PLMN（publiclandmobile-communicationnetwork,公众陆地移动通信网）选择和重选的目的是选择一个可用的（提供正常业务)、最好的PLMN。在UE中维护一个PLMN列表，该列表是按照优先级排列PLMN，找到最高级可用的PLMN。PLMN选择和重选有两种模式:自动和手动。自动选择/重选就是UE按照优先级顺序自动选择/重选一个PLMN，手动选择/重选就是由用户从可用网络列表中选择一个PLMN。默认采用自动模式。3G网络投入使用后，存在三种网络选择方式：优选3G网络、优选2G网络和无优先级，在这里优先选择3G网络。当PLMN选定之后，就要开始小区选择，目标是在这个PLMN中选取最好的小区。小区选择就是UE在选定的PLMN上进行小区初期搜索，当UE发现一个合适的小区时便进行登记注册，登记注册成功之后UE将驻留在那个小区。（2）小区重选如果UE在当前服务小区不能满足驻留条件，或系统广播消息通知当前小区被阻时，UE就要触发小区重选过程，即通过测量重新选择一个合适的小区进行驻留。UE的状态分为空闲状态和有业务连接状态，UE的RRC有五种状态:CELL-FACH、CELL-PCH、URA-PCH、CELL-DCH、IDLE。有业务UE应处于CELL_DCH或者CELL_FACH状态；如果UE上没有业务进行，但UE上将可能性比较大要有业务发生的，UE可以长时间处在CELL_PCH或者URA_PCH状态。如果没有过业务，UE有业务发生的概率比较小，则处在IDLE状态。通常所说的小区重选是指UE处于IDLE模式下的小区重选，当UE在连接状态时，此时的小区重选属于切换过程。（3）切换在移动通信系统中，当呼叫中的UE从一个小区移动到另一个小区，或由于无线传输、业务负荷量调整、激活操作维护、设备故障等原因，为了保证通信的连续性，系统要将该UE与旧的小区建立的联系转移到新的小区上。这就是常说的“切换”。切换均由网络侧控制。23G互操作策略基于TD网络和GSM网络的匹配性和侧重性，并且考虑到用户的发展和网络的演进，在遵循2G/3G互操作策略提出系统间的切换方案为：电路域系统间切换为3G网络到2G网络的单向切换；分组域系统间切换为3G与2G发展初期在发展初期的TD-SCDMA网络的实际特征:1.TD覆盖尚需改进,只覆盖大中型城市的城区和其它热点位置；2.TD网络性能不稳定,TD的网络有待进一步的优化；3.TD用户渗透率低，网络负荷偏低。考虑到现有TD和2G网络的一些实际情况，为了更好地实现这种系统间的互操作，应该遵循影响最小原则、质量最好原则、切换最少原则。减少已经成熟稳定的2G系统的影响，避免对2G系统（GSM）升级工作，尽可能保证3G用户能够享有更好、更优质的服务，利用2G网络拓展3G覆盖，保持3G用户的语音业务连续性，减少切换次数，降低系统处理负担，保持业务的稳定性。提出发展初期的系统间切换策略，分别针对语音（CS域）和业务（PS域）两种策略，详细情况如下：（1）CS域切换策略3G建网初期，可以利用2G网络拓展业务覆盖；建网后期，可以利用2G网络吸收容量，而要支持3G→2GCS切换无需现网做任何改动。因此，支持3G→2GCS切换代价小、收益高。如果要支持2G→3GCS切换，必须对2GBSS/MSC进行升级（现有的GSM网络设备大多数已升级到R99版本）。由于2G现网本身一般都能很好实现低速CS业务承载，因此基本不存在利用3G网络拓展2G网络覆盖的需求，而系统间切换相对较低的成功率也势必带来较差的QoS，比如呼叫质量和掉话率等。（2）PS域切换策略分组域切换通过小区重选方式实现。类似CS域，实现3G→2GPS域切换无需GSM网络做任何改动。3G建网初期，可以利用2G网络拓展业务覆盖，保证业务连续性；建网后期，利用2G网络吸收容量，实现负载均衡；由于PS切换采用不同于CS域切换的小区重选技术，支持2G→3GPS切换，只需2GBSS打补丁，对邻区信息和小区重选信息进行广播，3G终端从2G网络漫游到3G网络边缘的时候，依据小区重选规则以及相关小区的网络质量，主动发起小区重选、RA（RoutingArea路由区域）更新和业务在3G网络的重新发起过程。如果支持小区重选的2G到3G漫游的打补丁风险和困难可以克服，支持2G→3GPS切换也就不存在很大障碍。实现3G→2GPS域切换后，可以减轻2G网络PS业务的负荷压力，同时因为覆盖原因切换至2G的3G用户，可以尽快返回3G网络获得高QoS业务承载。发展中后期在发展中后期的TD-SCDMA网络的实际特征:1.TD网络覆盖基本完备,能够全国大部分的大中小城市；2.网络的性能已经相对稳定，基本的异网络干扰和同网基站的频率干扰优化完毕；3.TD用户快速增长，特别是TD数据业务负荷具备一定的规模；发展后斯的实际特征：1.已经具备同GSM相同的网络覆盖和网络性能；2.拥有大量稳定的TD用户群。根据发展中后期的网络特征，系统间互操作的策略如下：在TD-SCDMA网络的发展成熟期,可以考虑基于负荷的切换由TD-SCDMA到GSM的系统切换。仍然引导TD-SCDMA用户优先选择TD-SCDMA网络,此时如果TD-SCDMA网络容量的问题显现,首先考虑TD-SCDMA的网络扩容,同时从利用GSM网络方面考虑,可利用基于服务和负载的切换,平衡TD-SCDMA与GSM之间的通话业务。当TD-SCDMA网络发展完善,大量用户迁移到TD-SCDMA网络,GSM网络比较空闲,需要GSM协助承载TD-SCDMA的语音业务和低速数据业务,以业务切换和负载切换为主。同时TD网络也可以考虑和B3G的网络兼容发展。TD-SCDMA向GSM切换TD到GSM重选流程TD-CDMA向GSM切换的过程实质上是TD向GSM进行小区重选的过程。此时的2G和3G系统间分别配置相应的邻区和重选条件信息，并通过系统信息广播，由终端判决发起切换重选过程，而针对特别终端的重选由测量和判决重选指令实现。TD-SCDMA向GSM网络进行重选的基本原理：在小区重选之前，对TD-SCDMA对2G相邻小区的测量的触发条件：测量触发主要是由Ssearch_rat和SX共同决定，Ssearchrat是进行系统间测量的一个门限值，在系统信息（系统信息模块SIB3，在这里包含小区选择和重选的参数）中进行广播，SX是小区选择接收信号功率等级值，由下面的公式计算得来：SX=Qrxlevmeasurment–Qrxlevmin–PcompasationPcompasation=Max(UE_MAX_RACH–P_MAX,0)或者由公式决定是否开始对异系统邻区进行测量：RSCP（当前主服务小区PCCP）≤Qrxlevmin+Ssearch_rat；Qrxlevmeasurment是TD-SCDMA的TDD小区的P-CCPCH(PrimaryCommonControlPhysicalChannel,主公共控制物理信道)的RSCP（ReceivedSignalCodePower,接收信号码功率,\o"评分0"TD里的Ec/Io是指RSCP/RSSI）的平均值[dBm]；Qrxlevmin为TD-SCDMA的TDD小区要求的最小接收功率值[dBm]，在系统信息中广播；UE_MAX_RACH为UE进行上行接入时，在随机接入信道（RACH）所允许的最大发射功率，P_MAX为UE最大发射功率。如果服务小区没有设置Ssearch_rat参数，则始终进行跨系统的小区重选测量。显然通过控制Ssearch_rat可以控制何时进行异系统小区重选的测试。TD向GSM切换切换的典型过程包括四个步骤阶段：测量控制—>测量报告－>切换判决—>切换执行。在测量控制阶段，网络通过发送测量控制消息告诉UE进行测量的参数。在测量报告阶段，UE向网络发送测量报告消息。在切换判决阶段，网络根据测量报告做出是否进行切换的判断。在切换执行阶段，UE和网络走信令流程，并根据信令做出相应动作。在这一节详细介绍TD-SCDMA向GSM切换流程。测量事件系统间切换相关的测量事件一共有以下四类事件：如表3-1测量事件表系统间测量3A目前使用频率质量低于某一固定门限，另一其他系统载频高于某一固定门限，准备切换到其他系统3B另一系统载频的信号质量低于某一固定门限3C另一系统载频信号质量高于某一固定门限系统间测量3D其他系统载频的最佳小区信号质量发生改变，替换最佳小区,估计的载频质量发生改变对于切换测量的参数设置，和小区重选中的设置基本相同，包括对是否启动跨系统测量的控制，以及对邻小区的偏移量设置等。只是在连接模式下，参数是通过随路信令下发到终端，10同时终端也通过随路信令将测量报告发送给RNC，供其作为切换判决的依据。对TD向GSM的切换，当UE处于TD系统的边缘并触发系统间测量门限时，TDRNC通知双模UE开始异系统测量，UE进行测量并上报结果，RNC根据测量结果判决是否开始系统间切换信令流程。具体的切换流程可以参考规范23.009。系统间切换所需的测量事件应涉及：当前使用频率的估算质量低于某确定门限，且其他无线系统的估算质量高于某确定门限。基于以上对测量事件的需求，TD-SCDMA向GSM系统间切换的测量事件分为两种：2D+3C和3A,2D+3C事件是由2D和3C事件的组合：2D（当前使用频率的估算质量低于某确定门限）+3C（其他无线系统的估算质量高于某确定门限）；3A（当前使用频率的估算质量低于某确定门限，且其他无线系统的估算质量高于某确定门限）。切换判决在TD-SCDMA进行2G相邻小区的测量之后，开始小区重选，参考R规则如下：在这里选择3A事件作为TD向GSM系统间的测量事件，3A事件的判决条件如下:Qused≤Tused+H3a/2Mother-RAT+CIOother-RAT≥Tother_RAT+H3a/2②Qused,Mother-RAT分别是指TD-SCDMA和GSM系统载频质量测量值；Tused，Tother_RAT分别是指TD-SCDMA和GSM系统载频质量的门限值,含义为在CS域连接状态下，当TD小区的信号强度弱于Tused时且2G邻小区的信号强度高于TOtherRAT时，将执行TD到2G小区的切换。调整该值将影响3a测量事件触发的时机。可以区分CS域和PS域设置值；H3a是指本小区和服务小区的功率偏置,调整该值将影响3a测量事件触发的时机，该参数设置过大，将会导致UE无法及时切换，甚至发生掉话可能；反之会导致乒乓切换。CIOother-RAT是指小区个体偏移,利用本参数，运营商可以获取一个手段，调整UE选择的小区。在公式①和②同时满足的条件下；持续的时间至少高于“事件延迟时间（Ttime_to_trigger）”，UE才会上报3A测量事件，触发TD到GSM系统间的切换。TD向GSM切换算法基于3A事件的TD向GSM切换算法TD-SCDMA向GSM切换算法属于硬切换算法，算法采用基于3A事件和滞后门限算法。切换算法的执行过程可以分为是否进行切换和决定切换的目标小区。在前一节已经详细介绍了TD向GSM切换的重选流程和切换流程，具体的切换算法如下：Step1:TD-SCDMA对2G相邻小区进行测量；SX=Qrxlevmeasurment–Qrxlevmin–Pcompasation①SX>0andT(stay_dis)>1S②AndRSCP（当前主服务小区PCCP）≤Qrxlevmin+Sserch_rat③Step2:在TD-SCDMA进行2G相邻小区的测量之后，开始小区重选，在这里参考R规则排序，基于所有小区的RSCP（TD）和RSSI（GSM）的测量计算并排