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第1章 CDMA切换基本概念 (3)
1.1 切换基本原理 (3)
1.2 Cdma 1X切换的名词解释和主要参数解释 (4)
1.2.1 名词解释 (4)
1.2.2 主要参数解释 (5)
第2章切换过程 (7)
2.1 切换的简单流程图 (7)
2.2 切换测量 (8)
2.2.1 切换测量的方式 (8)
2.2.2 导频搜索 ............................................................. 错误!未定义书签。
2.2.3 PSMM消息 (9)
2.2.4 硬切换测量 (9)
2.3 切换信令流程 (10)
2.3.1 软切换流程 (10)
2.3.2 硬切换流程 (11)
2.3.3 数据业务状态的切换过程 (11)
2.4 切换失败的原因和切换失败的倒回 (12)
第3章切换规划 (13)
3.1 同频切换 (14)
3.1.1 软/更软切换 (14)
3.1.2 同频硬切换 (15)
3.2 异频切换 (16)
3.2.1 手机辅助硬切换 (16)
3.2.2 伪导频硬切换 (18)
3.2.3 Handdown硬切换 (19)
3.2.4 直接硬切换 (20)
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3.2.5 负荷均衡 (21)
3.3 应用例子 (21)
3.3.1 伪导频 (21)
3.3.2 直接硬切换 (22)
3.3.3 HANDDOWN切换 (23)
3.4 搜索窗 (23)
第4章切换参数设臵................................................................ 错误!未定义书签。第5章邻区规划....................................................................... 错误!未定义书签。
2013-04-09 华为机密,未经许可不得扩散第2页, 共25页
CDMA 1X 切换规划指导书
关键词:CDMA 1X 切换测量规划
摘要:简要介绍了cdma1X切换算法和基本流程,从网络规划的角度理解相应的切换参数配臵。
CDMA系统中切换不仅与网络质量(通话质量、掉话性能等)有密切
关系,与覆盖、容量、干扰也有复杂的关系。本文档是在网络规划的
角度描述和分析Cdma 1X的切换过程和与切换规划相关的问题;对
切换算法、流程的细节不作详细的描述,请参见协议和相应的技术手
册或者指导书。
第1章CDMA切换基本概念
1.1 切换基本原理
当移动台靠近原来服务小区的边缘,将要进入另一个服务小区时,原
基站与移动台之间的链路将逐渐由新基站与移动台之间的链路来取
代,这就是切换的含义。切换是移动性管理的内容,与业务资源管
理、功率控制、信道管理等共同构成 RRM子系统。在cdma 1X系统
中切换算法和参数的配臵对系统容量、负荷控制、通话质量等有着密
切的联系。
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手机的状态可以分成两个大类:空闲状态和通话状态。切换从广义上
讲是手机处于通话状态下从一个通信连接转移到另一个通信连接的过
程。在Cdma 1X中有空闲切换和通话切换二个概念,本文只讨论通
话状态的切换。
1.2 Cdma 1X切换的名词解释和主要参数解释
1.2.1 名词解释
软切换
同一频率的不同基站导频之间的切换。可以同时保持与多个基站的联
系,获得多径分集。
更软切换
同一频率的同一基站的不同扇区导频之间的切换,获得多种分集增
益。实际上是相同信道板上的导频之间的切换。软切换和更软切换的
区别在于:更软切换发生在同一BTS里,分集信号在BTS做最大增
益比合并。而软切换发生在两个BTS之间,分集信号在BSC做选择
合并。
硬切换
包括同频,异频两种情况,通常为不同频率、不同MSC、不同帧偏臵
时的基站之间发生的切换。
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导频集
是指当前手机的服务频率所对应的导频的集合,即它们具有相同的
CDMA频率,只是相位(PN偏臵)不同。导频集分为:激活集、候
选集、相邻导频集、剩余导频集。
激活集
Active Set 当前手机正在保持连接的业务信道所对应的导频的集合。
候选集
Candidate Set 导频信号强度足够,手机可以成功解调,随时可以接
入。
相邻集
Neighbor set 当前不在有效或候选集里,但可能会进入候选集的导频的集合。
剩余集为:所有其余导频的集合。
导频污染
覆盖范围内有效导频太多,可能是PSMM上报4个导频,强度>=
T_add或PSMM上报有5个导频,强度都>=T_Drop。
1.2.2 主要参数解释
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T_ADD:导频测量门限
当Ec/Io>T_ADD手机发送导频强度测量消息,将导频由相邻集加到候选集。
T_DROP:导频DROP门限
当导频的 Ec/Io 下降低于T_Drop 触发计数器TT_Drop.
如果导频 Ec/Io 超过T_Drop, 计数器中止;计数器满时导频从激活集或候选集中去除到相邻集。
TT_DROP:Active or Candidate Set drop timer
当导频集和候选集中导频降低时间超过了TT_DROP计数器,导频将被去除到相邻集;
如果候选集满了,但是有新的导频满足T_ADD要求需要增加,那么就去除一个最接近TT_DROP门限的导频。
在此过程中手机只向位于激活集中的导频小区发送功率强度测量消
息,在候选集中的导频直接被去除到相邻集中,不需要手机发送功率强度测量消息。
T_Comp: active vs.candidate Comparison threshold
当Ec/Io>T_add时将导频加入候选集,并且发送PSMM;如果
Ec/Io>Active Ec/Io+TComp,则手机发送附加的PSMM。
注:以上四个参数的单位均为0.5dB。
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第2章切换过程
2.1 切换的简单流程图
手机在通话中触发切换如下图简要描述:
1. 导频信号超过T_ADD,手机上报PSMM,将导频加入候选集
2. BS:扩展切换指示消息(Extended Handoff Direction Message)
3. MS:导频加入激活集,发送切换完成消息(Handoff Completion
Message)
4. MS:导频信号低于T_DROP,开始HO DROP计数
5. MS:计数器时间到,发送PSMM
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6. BS:发送Extend Handoff Direction Message
7. MS:将导频由激活集丢到相邻集,发送Completion Message.
在IS95A中使用的是静态的门限(T-ADD,T-DROP),在IS95B和
cdma2000中加入激活集要使用动态的门限,在不同的小区或不同的
噪声环境中,加入或删除Active Set中的小区导频的绝对门限是与当
前Active Set中最好和最弱导频的信号强度相关的。如果当时Active
Set里的导频信号强度都很强,其他导频要加入Active Set的要求也
相对提高,而如果Active Set里的导频信号强度都很弱,Active Set
里的导频要移出Active Set的要求也相对降低。
切换典型过程:测量控制—>测量报告->切换判决—>切换执行->新
的测量控制。
测量控制阶段,网络通过发送测量控制消息告诉手机进行测量的参
数;在测量报告阶段,手机给网络发送PSMM;在切换判决阶段,网
络根据测量报告做出切换的判断;在切换执行阶段,手机和网络走信
令流程,并根据信令做出响应动作。
2.2 切换测量
2.2.1 切换测量的方式
移动台在当前的CDMA 频率分配上搜索导频信号,以探测到有
CDMA 信道存在并测量它们的强度。当移动台发现一个导频信号具有
足够的强度(>T_Add),但并不与任何分配给它的前向业务信道相联2013-04-09 华为机密,未经许可不得扩散第8页, 共25页
系时(也可以说不在激活集或者候选集中),它就发送一条导频信号
强度测量消息(PSMM)至BTS
2.2.2 PSMM消息
导频强度测量消息,PSMM中报告的是满足条件的N个导频的相位、Ec/Io,以及每一个导频信号的切换去除定时器的状态。
2.2.3 硬切换测量
在硬切换时可以采用候选导频搜索控制消息进行单步搜索或者周期搜索,BSC可以根据实际的情况确定。因为异频搜索代价比较大,对语音质量有影响,所以能不搜索是最好的。一般估计在边缘要异频切的时候,周期性去搜索,否则单次单次的搜。
BS发给手机候选频率搜索控制消息后,手机开始搜索,有符合要求
的,则上报。
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2.3 切换信令流程
2.3.1 软切换流程
注意:手机有多个软切换分支时,也只有一个主控的业务呼叫连接2013-04-09 华为机密,未经许可不得扩散第10页, 共25页
2.3.2 硬切换流程
这里只描述了异频硬切换的一种过程,BSC之间的硬切换以及其他情况下的硬切换过程请参照协议IS20005。
2.3.3 数据业务状态的切换过程
对于数据业务呼叫的软切换触发于语音业务相同。
数据业务的用户一般情况是拥有一条DCCH(Dedicated Control
Channel)信道(或FCH(Fundamental Channel信道),1~2条补充信道2013-04-09 华为机密,未经许可不得扩散第11页, 共25页
(或1~6条补充码信道)。不管是拥有一个或多个信道,一个呼叫总
是作为一个连接体来进行软切换判决。在决定进行软切换后,对基本
信道(DCCH和FCH)的处理和对补充(码)信道的切换处理可以不
同。
考虑到补充信道的速率比较高,如果补充信道和基本信道一样维持同
样多的切换分支,会降低系统的前向容量。同时由于数据业务的补充
信道有一定的有效时间,不会经常保持,因此补充业务信道不建立软
切换分支。
对于数据业务,硬切换不支持Supplemental Channel,所需的业务协
商处理交给流程来做,先断掉Supplemental Channel,切换过去后再
分配。
2.4 切换失败的原因和切换失败的倒回
切换失败的原因主要有:
1. 目标小区导频覆盖和业务信道覆盖不一致,导致切换中业务信道
信号强度不够;
2. 目标小区信号质量不好;
3. 切换过程超时
4. 目标小区资源不可用
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5. 维护干预造成的失败
6. 制定小区不存在
7. 声码器速率不匹配.
8. 地面资源不可用.
9. 设备或接口故障
10. 恢复到原信道失败
11. 其他原因
12. 等等。
切换失败后恢复到切换尝试前的配臵状态,发送候选频率测量报告或导频强度测量消息,同时手机中将关闭切换尝试中的相关计数器。
反向补充信道上的发射可以不恢复。
第3章切换规划
切换规划的关键点是:选取合理的切换带位臵,尽量避免切换带在密集话务区;规划合理的切换带宽度,保证合理的软切换比例,一般软切换(不含更软切换)比例要控制在40%以内;对不同组网选取合适的切换策略以及确定合理的切换参数及邻区关系。
按源小区与目标小区的频点是否相同,切换算法分为同频切换、异频切换两大类。另还有负荷均衡属于负载控制触发的切换算法。
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3.1 同频切换
3.1.1 软/更软切换
本厂家内部相同频点间的切换,均为软/更切换切换。对于上行,软/
更软切换能提供分集增益,降低手机发射功率,改善反向覆盖,提高
反向容量。对于下行,过多的软/更软切换分支将占用过多的前向
WALSH码资源,功率资源,以及信道板CE。
主要参数:T_Add, T_Drop, 同频相邻关系、搜索窗
应用思路:
1 合理的小区布局及覆盖规划,合理设臵扇区载频的导频功率配比,
尽量避免导频污染、覆盖空洞。参见《cdma 1X网络规划参数配臵规
范指导书》功率分配部分。
2 T_Add, T_Drop,一般配臵T_Add = -14dB, T_Drop = -16dB,或者
T_Add = -13, T_Drop = -15dB。如果整网Ec/Io水平较高,可酌情提
高这组参数。或使用动态门限。
3 最大分支个数一般限制为3。在BSC的模块切换参数表中设臵。
4 本厂家内部,BSC间、BSC内模块间的软切换,信令流程较同模块
内软切换复杂。所以在规划时,应尽量按话务量的分布,进行各BSC
覆盖区域的划分,以及各模块覆盖区域的划分。尽量将各边界放到低
话务量区,减少跨BSC、以及BSC内跨模块的软切换。(这点对硬切
换同样适用)
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5 厂家之间的配合时,如对方能提供标准的A3/A7接口,则可以进行
BSC间软切换。
6 IS95手机相邻集最大20个PN,IS2000手机最大40个。所以在配
臵相邻导频时,需注意相邻导频的个数,把确实存在相邻关系的配进来,不相干的一定要去掉,以免占用了相邻集中免额,把真正的相邻导频挤在手机相邻集外面而形成干扰。以后版本,相邻集能分优先级配臵,更有利于保留真正有用的相邻导频。
3.1.2 同频硬切换
不同BSC间,没有软切换通路时,无法将两个BSC的扇区载频同时加到激活集中,所以提供同频硬切换算法,判断条件已经成熟的情况下,以硬切换的方式切到目标BSC的导频。
在同频硬切换前,没能加到软切换激活集中的同频导频,对于当前服务小区是干扰;在同频硬切换后,原服务小区被排除在激活集外,它的信号对于当前的解调,也是干扰。并且,同频硬切换也不同提供软切换能提供的分集增益。所以同频硬切换要慎用。
同频硬切换主要参数在同频硬切换参数表
(HHOSAMEFREQPARA)。主要参数:同频硬切换相对门限。大部分情况下,由相对门限来触发同频硬切换,即另一个导频的导频强度比原导频的强度高了该相对门限,进行同频硬切换。
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应用思路:
在BSC间没有软切换通路的情况下,两个BSC是同频的,则边界处
只能进行同频硬切换。由于同频硬切换性能较差,一般本厂家的BSC
间,尽量用软切换。不同厂家之间,可考虑在边界处采用异频的硬切
换代替同频硬切换。如果真正选用同频硬切换,需要注意如下几点:
1)小心规划切换带,尽量避开大话务量地区,将切换带放在话务量
稀少地区;
2)小心设臵同频硬切换的触发门限,采用相对门限,目标小区导频
强度高于原小区一个相对门限,即进行同频硬切换。
3.2 异频切换
华为提供多种硬切换算法:手机辅助硬切换、伪导频硬切换、
Handdown硬切换、直接硬切换等。实际应用时可根据实际需要选用
一种或多种方法。
3.2.1 手机辅助硬切换
IS95B、IS2000手机在通话过程中,可以由BSC控制它转到其他频
点搜索可用的异频相邻导频。根据手机上报的异频测量报告,BSC判
断在合适的时候进行一次硬切换。
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主要参数:
1)硬切换触发门限,目前共用软切换T_ADD,以后将另设参数配
臵。
2)候选频率的T_ADD,对目标小区导频强度的最低要求。
3)搜索有关参数:候选频率搜索控制参数,导频测量请求参数
4)相邻关系(异频相邻关系表)
应用思路:
1)硬切换是先断后连,而且一次切换过程所需的时间也比软切换
长,需要从各方面注意保证硬切换的成功率。
2)硬切换触发门限不能太低,软切换T_Add设成-14dB, -13dB就可以了,但硬切换的触发门限,一般原小区导频强度降到-9dB, -10dB 时,就应触发硬切换,而且要求此时目标小区的导频强度也至少达到-9dB,-10dB。
3)手机的异频搜索需要一定的时间,所以需控制手机进行提前搜
索。即在原小区导频强度在-6dB, -7dB左右时,即开始向手机发异频搜索请求。这样原小区导频强度降到硬切换触发门限的时候,BSC已经得到了有效的异频搜索报告,能够马上发出硬切换请求。
4)IS95B、IS2000手机能进行异频测量,如果小区内有IS95和
IS95A手机也需要做硬切换,需要考虑采用伪导频等不需要手机进行异频搜索的办法。
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3.2.2 伪导频硬切换
下图中,小区1有4个载频,都上业务;小区2有4个载频,其中
F3配臵为伪导频,只配了导频、同步、寻呼信道,不配业务信道,不上业务。当小区1 F3上的手机往小区2移动时,当它检测到小区2
F3导频的信号,并且强度满足参数规定的要求,触发往小区2真实载频的硬切换。整个伪导频硬切换过程中,不需要手机进行异频搜索。
主要参数:
1)伪导频硬切换开关(导频切换算法配臵表)
2)触发门限(伪导频硬切换参数表)
3)目标导频(伪导频硬切换目标表)
图3-1基于导频信标的硬切换算法
应用思路:
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伪导频硬切换成功率能够达到95%,它的主要问题是要对伪导频与它相应的真实导频的覆盖范围有清楚的认识。
在空闲状态下,伪导频与真实导频用一样的导频功率,则在相同地点手机接收的Ec/Io相当,但真实导频的Ec/Io分布会受负荷的影响,
负荷上去后,真实导频的Ec/Io将有下降。所以伪导频硬切换参数要
依据50%负荷的情况来设臵。
3.2.3 Handdown硬切换
Handdown硬切换是控制手机从扇区的一个载频,不经异频搜索切到另一个载频。它的触发条件包括原小区导频强度、RTD。
主要参数:
1)HANDDOWN硬切换开关(导频切换算法配臵表)
2)触发门限与目标导频(HANDDOWN硬切换参数表)
图3-2基于HANDDOWN的硬切换算法
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Handdown硬切换的问题也在于原导频与目标导频虽然属于同一个扇区,但由于不同频段干扰不同,或者两导频负荷不同,会导致他们的覆盖有很大的差异。因此,需要从触发条件的设定上,保证切换发生在可靠的区域,硬切换过去后,还在对应的导频良好覆盖范围内。
3.2.4 直接硬切换
直接硬切换算法是当原小区导频强度门限、RTD门限满足直接硬切换触发条件时,直接切到相邻的扇区载频。
主要参数:
1)直接硬切换开关(导频切换算法配臵表)
2)触发门限与目标导频(直接硬切换参数表)
图3-3基于直接硬切换算法
直接硬切换目标小区属于另一基站,在数据配臵中指定,而且是唯一的。需要网络设计者、规划者非常清楚,当条件满足时,一定是落在了目标小区的覆盖范围内。对于高速公路、地铁线等陕长覆盖的区
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