WCDMA系统的软切换
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第二章 WCDMA软切换算法的理论研究2.1切换技术简介切换的基本解释是:当用户在通话的时候,从某个基站移动到别的基站的时候,RNC会自动地将呼叫转移到新的基站的信道上。
切换处理在WCDMA无线系统是一项非常重要的技术任务,切换操作的主要目的,不仅要去识别一个新的基站,而且要求将信号转移到新基站的信道上。
由于WCDMA系统采用的复用方式是频率复用,而且采用的是分集接收技术,因此,其允许移动台同时和两个或者两个以上的小区基站进行通信,这大大的改善了切换的性能,实现无缝覆盖,提高服务质量。
通常情况下,切换流程可以分为三个过程:第一:无线测量;第二:网络判决;第三:系统执行。
在无线测量阶段,用户移动设备开始寻找小区基站以及邻近小区基站信号的强度等。
测量结果在满足预先设置条件的时候,将汇报给相应的单元,然后网络单元将进入对应的判决模块,在执行软切换算法模块的时候,将提供目前正在服务的用户业务并最终决定是否开始软切换步骤,移动台进入软切换状态,开始接收或发送与新基站的信号。
2.2 切换的基本分类2.2.1 硬切换硬切换,就是强制切换,其最大的特点是:“先断后连”。
在硬切换过程中,用户移动设备仅仅保持与一个基站链接,一旦切换操作被激活,其马上会切断原有的连接,然后再与新的基站建立连接。
从一个基站切换到另个基站的过程中,通信链路有短暂的中断。
这个中断的时间长短将影响用户的通话。
而且硬切换具有另一个缺陷,就是在区域边界出会频繁的出现反复切换的现象,这也是所谓的乒乓效应。
当信道衰落效应存在的时候,会更进一步加剧乒乓效应。
解决这个问题的办法是,通过滞后参数来延迟执行的时间,从而避免频繁切换的问题,但这将会要求小区边界有一个较高的发送功率,这就导致了给其他用户带了通话干扰。
从而导致系统的容量的下降,影响了小区内整体的通话质量。
图2.1就是硬切换的物理结构:图2.1 硬切换基本过程通常情况下,硬切换测量过程对移动台设备的要求比较高。
WCDMA软切换中的功率控制一、 WCDMA系统:WCDMA 主要由欧洲ETSI 和日本ARIB 提出,系统的核心网是基于GSM-MAP 的,同时可通过网络扩展方式提供在基于ANSI-41 的核心网上运行的能力。
WCDMA的全名是Wideband CDMA,即“宽带码分多址接入”,它的码片速率是3.84Mcps,而GSM系统目前只能传送9.6kbit/s,固定线路Modem 也只是56kbit/s 的速率,由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。
它的每个无线帧长度为10ms,分成16个时隙(time slot)每个时隙长度为0.625ms。
此外,在某些信道中,它还可有效支持电路交换业务(如PSTN、ISDN 网)、分组交换业务(如IP 网)和可变速率话音业务。
因此,灵活的无线协议可在一个载波内对同一用户同时支持话音、数据和多媒体业务,通过透明或非透明传输块来支持实时、非实时业务。
这样用户可以同时利用电路交换方式接听电话,然后以分组交换方式访问Internet,这样的技术可以提高移动电话的使用效率,使得我们可以超越在同一时间只能做语音或数据传输的服务的限制。
WCDMA 作为一种全新第三代移动通信系统方案,与窄带CDMA 相比具有更大的系统容量和更大的覆盖区域,可适应多种速率的传输,灵活的提供多种业务,并采用了包数据交换和快速业务接入,大大提高了频谱利用率。
二、 WCDMA中的切换技术:在移动通信网中,当移动台(MS) 从一个小区移动到另一个小区的时候,原基站的信道就被释放出来,同时请求新的服务信道,这个过程就是切换过程。
WCDMA系统支持多种类型的切换,主要类型有软切换、更软切换和硬切换。
在AMPS (Advanced mobilephone Standard) ,非宏蜂窝分集GSM,DECT 和D2AMPS(DigitalAMPS) 系统中使用的是硬切换技术。
硬切换中,在新的无线链路建立之前,旧的无线链路先被拆除,然后,移动台在任何给定时间内始终和某一BS 进行通信. 在切换过程中,移动网先为切换呼叫建立新的话音信道。
切换问题分析第一章切换问题定义总体描述一般定义话统定义路测定义总体描述当用户在移动的过程中越过小区覆盖范围,或位于小区的边界处的时候,为了保证通信的连续性和良好的通信质量,会进行切换。
切换包括软切换、更软切换、同频硬切换、异频硬切换和系统间切换等类型。
切换问题是影响网络性能的重要因素,比如切换失败可能导致掉话,切换频繁会浪费大量的网络资源,软切换比例过高会消耗过多的前向容量等等,可见,切换对于通信质量、系统容量等有很大的影响。
一般定义广义来讲,切换问题是指UE经过切换带而没有正常发起切换,或者发起切换但是切换失败等所有与切换相关的问题。
本文只关注切换成功率和软切换比例方面的问题。
从空口信令来看,切换失败是指RNC下发了切换命令(包括软切换的ACTIVE SET UPDATE、硬切换的PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION、系统间切换的HANDOVER FROM UTRAN),但是没有收到相应的切换完成消息(软切换的ACTIVE SETUPDATE COMPLETE、硬切换的PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE、系统间切换没有空口完成消息而是CN发给RNC的IuRelease Command)。
话统定义话统中切换成功率通用公式如下:由于软切换比例主要对系统容量产生影响,因此应从话务量出发定义软切换比例。
软切换比例公式定义如下:反映的是软切换对系统资源的实际消耗程度。
路测定义为路测工具也是采集UE侧的空口信令进行分析,因此,对于切换失败的问题定义与前面“一般定义”一节中描述基本一致。
路测工具中关于软切换比例的定义是测试中所有记录的点中处于软切换状态的点的比例,它的值可以近似地反映软切换区的面积与网络覆盖总面积之比。
它与话统中的软切换比例稍有不同:前者是基于覆盖区域定义的,后者则是基于系统资源定义的第二章切换问题分析流程及方法切换问题优化流程网络信息搜集和优化目标确定话统数据采集和切换问题收集定位问题——路测和信令分析参数调整调整验证切换问题优化流程网络信息搜集和优化目标确定需要搜集的网络信息包括:解整个网络的组网方式、结构,确定系统由哪些RNC、CN组成,以及哪些RNC之间有Iur连接而哪些没有,然后可以根据这些组网信息,结合基站的分布和载频的配置情况,分析出哪些地方是软切换,哪些地方应该存在异频硬切换,哪些地方应该是同频硬切换。
第三代移动通信系统WCDMA中的切换一、概述近些年,城市蜂窝无线移动通信发展非常迅速, 尤其从第一代的模拟电话网过渡到第二代的数字电话网后, 使用移动终端的用户更是逐年激增。
如今,在世界各地流行广泛的第二代移动通信GSM900/1800, 也在积极计划准备向全球统一通用的第三代移动通信IMT-2000(International Mobile Telecommunications)进化。
关于第三代移动通信网, 很多人认为移动通信不能停留在电话通信和仅仅连通传统公用交换电话网(PSTN)上, 应容许个人便携式膝上计算机在半移动期间(即步行休止时间)接入Internet, 并能进行数据通信或索取WWW信息, 同时还应允许便携式计算机适当配备简单的摄像和显示、话筒和喇叭以及手写板等必要的装置后, 能够实现无线多媒体通信。
IMT-2000的基本设想是把无线接入网功能与移动核心网功能分开。
无线接入网使一定地区范围内所有用户的移动终端能够经过其功能连通核心网, 并使用各种通信业务;而移动核心网则一方面由移动交换中心(MSC)在需要时连往市内公用通信网(PSTN/ISDN), 另一方面又可按移动用户的需要连往Internet或其它以IP为基础的分组网, 因而设置“通用分组无线业务(GPRS------General Packet Radio Services)”。
WCDMA是在1998年1月由ETSI制定的宽带无线接入技术。
WCDMA可以提供十分丰富的业务服务,用户除了享受传统的语音业务外,还可以在无线环境下接入互联网和享受多媒体业务,并在移动情况下通过该网络进行会议电视等业务。
在室内环境下,它提供的接入速率达2Mbit/s,在大范围内高速移动时支持的速率为384kbit/s。
同窄带的GSM系统(其带宽为200kHz)相比,WCDMA可用载频为5MHz,这就是它支持高速率的原因。
WCDMA系统协议主要由欧洲厂商提议制定,上层的协议和GSM十分相似,可以实现二代设备向三代设备演进时的平滑过渡。
WCDMA系统软切换综述10307056 许刚摘要本文主要讨论的是WCDMA系统得软切换。
第一部分给出了WCDMA系统得介绍;第二部分介绍了WCDMA系统的软切换策略;第三部分建立了切换的基本数学模型,并给出了体现切换性能的物理量的数学公式;在二三两个部分的基础上,第四部分对切换性能进行了仿真;最后还介绍了一种自适应算法来解决小区业务过载时的软切换的一些问题。
一 WCDMA 介绍WCDMA主要是由欧洲ETSI和日本ARIB提出,WCDMA系统的核心网是基于GSM-MAP的,同时可通过网络的扩展方式提供基于ANSI-41核心网的运营能力。
WCDMA系统支持宽带业务,可有效地支持电路交换业务(如PSTN,ISTN 网),分组交换业务(如IP网);灵活的无线协议可在一个载波内对同一个用户同时支持话音,数据和多媒体业务;通过透明和非透明传输块来支持实时或非实时的业务。
WCDMA系统采用DS-CDMA多址方式,码片速率为3.84Mchip/s,载波带宽为5MHZ。
系统不采用GPS精确定时,不同基站可选择同步或不同步两种方式,可以不受GPS系统限制。
反向信道上采用导频符号相干Rake接收方式,解决了CDMA中反向信道容量受限的问题。
WCDMA采用精确的功率控制,包括基于SIR的快速闭环,开环和外环三种功率控制方式。
WCDMA还可采用一些先进技术如多用户检测等来提高整个系统得性能。
二切换的含意与WCDMA软切换策略切换是蜂窝移动网络的特点之一,是保证服务质量的重要环节。
移动台的运动或附近环境的变化,导致了由衰落,障碍物和干扰引起的信号变化,这就是启动切换的主要原因。
切换是呼叫期间处理的最关键的过程,它被用于保证无线资源在相同小区内变换或在两个小区间变换或者在同一BSC内或不同BSC之间变换时的连续性。
在CDMA蜂窝系统中的信道切换可分为硬切换和软切换,本文主要讨论软切换。
硬切换是指在载波频率指配不同的基站覆盖小区之间的信道切换。
摘要在移动通信系统中的规划和设计中,无线资源的管理与控制居于中心地位,对系统的整体性能产生重要的影响。
而切换是无线资源管理功能中的重要一部分,直接影响着系统的容量和服务质量,同时也是蜂窝系统所独有的功能和关键特征。
用户终端在最初的小区与网络实现连接之后,由于各种原因有可能离开这个小区的服务范围,移动通信系统中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。
在WCDMA、CDMA2000系统中支持软切换、硬切换、更软切换;TD-SCDMA系统中支持硬切换、接力切换。
我们都知道CDMA系统的容量是软容量,任何能够减少发射功率的技术都可以带来容量的增加。
另外,CDMA系统的容量应从上行和下行分别考虑。
软切换对容量的影响从上行角度是起到增加系统容量的作用,因为不论是否采用软切换,相关的基站都在接收上行信号,只是如果采用软切换的话,这些信号将成为有用信号从而使手机可以降低发射功率并带来上行容量的增加。
但在下行软切换会使系统下行容量减少,因为原来只有一个基站在发射功率,现在是M个基站在发射功率,并且M个基站并不能实现各用1/M的功率来发射,所以在下行无线环境实际是增加了发射功率从而带来容量的下降。
【关键词】移动通信系统容量切换功率ABSTRACTIn the programming and the design of the mobile communication systems, the management and the control of the radio resource occupies the central status, it has an important influence to overall performance of the system. Handoff technology is an important part in the function of the radio resource management, it directly affects the capacity and the quality of service of the system, simultaneously it is also the particular function and the essential characteristic in a cellularsystem. After the user equipment connects with the network in initial cell, it may leave the range-serving of the cell because of each kind of reasons. The handoff process in mobile communication system means cut the connection of initial cell and connect with other cells, it can make communication without interrupting. In the system of WCDMA and CDMA2000, it support soft handoff, hard handoff, softer handoff. In the system of TD-SCDMA, it support hard handoff, relay handoff.We all know that the capacity of CDMA system is soft capacity, can reduce the emission power of any technology can bring the capacity increase. In addition, the CDMA system capacity should from upstream and downstream are considered. Soft handover on capacity effects from upward angle is to increase the system capacity, because whether or not using soft switching, related to the base station are receiving an upstream signal, but if the use of soft handoff, the signal will be useful signal so that the mobile phone can reduce the transmit power and bring the uplink capacity increase. But in the downlink soft handover downlink capacity will decrease, because only one base station in transmission power, is now in M base station transmit power, and M base station and can- not realize the use of 1/M power to launch, so in the wireless environment is actually increases the transmission power to bring capacity decline.【Key words】Mobile CommunicationSystems Capacity Handoff Power目录前言 (1)第一章移动通信系统概述 (2)第二章 WCDMA系统的基本介绍 (5)第一节 WCDMA系统的参数 (5)第二节 WCDMA系统的信道编码、功率控制及网络结构 (6)一、WCDMA系统的信道编码 (6)二、功率控制 (7)三、WCDMA系统网络结构 (8)第三节本章小结 (9)第三章软切换的原理及关键技术分析 (10)第一节软切换原理 (10)一、切换的定义 (10)二、切换的过程 (10)三、切换的分类 (11)第二节 WCDMA系统软切换过程分析 (13)一、同RNC内软切换 (14)二、不同RNC间的软切换 (15)三、Node B内的更软切换 (16)第三节本章小结 (16)第四章 WCDMA系统软容量分析 (18)第一节 WCDMA软容量和软覆盖 (18)一、WCDMA系统软容量的定义 (18)二、WCDMA系统软容量和软覆盖 (18)第二节以话音用户数表征的系统容量 (21)一、话音业务与AMR模式 (21)二、WCDMA系统的容量 (21)第三节以话音、数据用户数表征的系统容量 (23)第四节本章小结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)前言移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合了现代社会人们对通信技术的要求,成为80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。
WCDMA软切换原理及方法WCDMA系统中的软切换是指在一定时间内一个终端通过与多个小区建立无线链接和网络端发送接收数据,如图1所示。
当一个终端移动到小区1、小区2和小区3重叠覆盖的区域即图1红色区域时,所发送的上行信号被小区1、小区2、小区3同时接收处理,并将处理的结果转发到基站控制器,基站控制器进行比较选择这3个承载同样信息的信号中的最佳的一路信号作为下一步处理的输入信号。
在下行,小区1、小区2、小区3向这同一个终端发送承载相同信息的信号,终端同时接收这3个小区发来的信号,并在终端内部采用如最大比例联合方法等进行处理获取增益。
通过软切换,上行通信在空中接口能降低终端的发送功率减少干扰;在下行通信,通过多个基站向一个终端发送同样信号,能提高信号的传输质量和可靠性, 或均衡相邻小区之间的负荷或延伸小区的覆盖,但在下行由于小区1、小区2、小区3分别要向基站控制发送承载相同信息的信号,占用了较多的空中接口信道,减少了有效系统容量,同时产生了较多的干扰;另外上行和下行软切换都引起了在基站和基站控制器之间的通信占用了较多的信道。
随着WCDMA 网络无线业务需求的增多,无线网络要求更高的吞吐量,而WCDMA系统关键技术之一软切换却占用了系统的部分容量,引起系统的开销,导致总的有效吞吐量降低。
显然,为了提供更高的容量,在保持系统的性能的同时,需要降低软切换的比例。
软切换算法分析软切换分为初始化和执行两部分,初始化部分通过终端测量得到的小区导频信号强度信息,网络端最决定是否切换,根据所测量的导频信号强度将所测的不同小区的导频划分为:激活集、代表集/监视集。
在执行阶段终端根据网络端的切换命令执行软切换以保持一个激活集。
WCDMA系统中软切换算法如图2所示:如果代表集/监视集中的小区2的导频信号强度在触发时间?T1内大于激活集中的最强的导频小区1的导频信号强度与增加门限值Hystersis_add之和, 并且激活集没有满,这时小区2被加入到激活集中。
WCDMA系统的切换技术切换技术是WCDMA系统的重要组成部分,而软切换是该系统使用的最广泛的方法。
它在提高系统容量的同时,减少了切换过程的掉话率,消除了乒乓效应,拐角效应等。
可有效地保证系统的稳定性,可靠性和用户通话的连续性。
正确认识和理解切换技术,对日常网络的优化起到了非常重要的作用。
1 切换的定义切换是指移动台在通话的过程中,从一个基站或信道转移到另一个基站或信道的过程。
通过切换,可以有效地保证通信的连续性和通话质量。
2 切换分类在WCDMA系统中,按照切换方式划分,切换主要可以分为以下三种类型:硬切换,软切换,更软切换。
硬切换指不同的基站覆盖小区之间的信道切换。
移动用户在与新的基站建立连接前必须断掉与原有基站的连接。
软切换是指移动用户从一个小区移动到另一个小区时,可以同时与两个或多个小区建立连接,进行通信。
在切换过程中,终端在与新的基站建立连接前不必断掉与原有基站的连接,没有通信中断的现象。
这种切换发生在载波频率相同的基站覆盖小区之间的信道切换。
对于更软切换,指在同一小区的不同扇区之间发生的切换。
3 切换过程切换过程一般大致分为以下几个步骤:测量控制,测量报告,切换判决,切换执行;首先,终端通过接收网络发送的测量控制信息,获取需要进行测量的参数;然后,终端发送测量报告信息给网络;接着,网络做出切换的判断;在执行阶段,终端根据信令流程做出响应。
4 软切换的特征4.1 上下行链路在上行链路方向,每个UE利用其独特的物理信道,例如一个与独特的扰码序列相结合的信道(或扩频)码。
只要BS知道相关连接参数,比如UE采用的码子,该信号能被多个BS接收到。
进入SHO后,这些用户指定的信息和其他参数就被发送到新的BS上。
在软切换中,信号由不同BS接收并处理。
被检测出的比特序列被传送到当前SRNC 中,然后由SRNC从所有相关BS中有选择的结合接收数据包。
由于信号能被多个BS接收、合成,UE的发射功率可以被降低,进而减少干扰。
长春理工大学本科毕业设计摘要在CDMA系统中,作为无线通信的一项至关重要的技术,软切换得到了越来越多的关注。
在什么条件下执行软切换、采取哪一种软切换策略、软切换的性能如何等等问题构成了软切换控制的核心问题。
WCDMA 系统是当今第三代移动通信系统的主流标准之一,研究在该系统中的软切换问题具有重大的现实意义。
本文首先介绍了第三代移动通信技术以及切换技术的一些前提背景知识;然后介绍了WCDMA系统的构成。
接下去讨论了WCDMA系统的无线资源管理技术和切换技术,通过对几种切换类型的对比,得出软切换的优势所在。
紧接着着重介绍了WCDMA的软切换三个过程,测量、判决和执行阶段。
在此前提下,提出了几种不同的算法和不同的仿真模型,以及对系统性能指标的衡量。
然后论述了几个重要的参数对系统性能的不同影响,并给出了了最佳值,以进一步优化其网络系统。
最后对课题进行了总结,并展望了未来的软切换研究工作。
关键词:WCDMA 软切换算法仿真参数长春理工大学本科毕业设计ABSTRACTAs one of the crucial technologies for seamless communication in CDMA system, soft handover has been absorbed more and more investigations. When to carry on soft handover, which soft handover algorithm to be chosen and what the performances of soft handover are the kernel questions of the soft handover. WCDMA is one of the mainstream standards of the 3G cellular communication systems, the research and development of soft handover algorithm in WCDMA system is an important issue.First,this paper introduces the premise background knowledge of the third generation mobile communication technology and switching technology,then the composition of the WCDMA system is introduced,next it discusses the radio resource management technology and switching technology of the WCDMA system. According to the comparison of Switch several types ,we can see the advantages of soft switching.Then this paper emphatically introduces the three prosses of WCDMA Soft switch,Measurement, judgment and implementation phases.In this context,it gives several different algorithms and different simulation models, as well as a measure of system performance indicators.And then the different effects of several important parameters on system performance are introduced. In order to further optimize their network systems,the best value is given.Finally ,some problems and suggestions are proposed.KEYWORDS: WCDMA;Soft Switch;Algorithm;Simulation;Parameter目录摘要 (I)ABSTRACT................................................................................................................................... I I 目录 .............................................................................................................................................. I II 第一章绪论 . (1)1.1 第三代移动通信系统简介 (1)1.2 WCDMA的系统概述 (2)1.3课题的研究意义 (4)1.4论文结构 (4)第二章无线资源管理与切换技术 (5)2.1无线资源管理 (5)2.2切换简介 (6)2.3切换的分类 (7)2.3.1硬切换 (7)2.3.2软切换 (8)2.4软/硬切换的比较 (9)第三章WCDMA的软切换研究 (10)3.1WCDMA系统中软切换过程 (10)3.2 仿真模型介绍 (11)3.2.1 无线信道传播模型 (11)3.2.2 业务类型模型 (14)3.3WCDMA系统软切换算法 (14)3.4 WCDMA的软切换算法仿真模型 (16)3.4.2无线信道传输模型 (17)3.4.4移动模型 (18)3.5软切换仿真性能的衡量 (18)3.6 仿真结论 (18)第四章软切换参数影响和优化 (19)4.1参数切换门限和参数Time_to_trigger (19)4.1.1切换门限 (20)4.1.2 参数Time_to_trigger (20)4.1.3切换门限和参数Time_to_trigger (20)4.2 最大激活集数N的设置 (20)4.3权重系数W的设置 (21)4.4 WCDMA软切换的系统优化 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1 第三代移动通信系统简介从第一代模拟技术到第二代GSM和CDMA,再到今天被各国广泛关注的3G (第三代移动通信),全球移动通信发展一直牵动着世界电信业的神经中枢。
软切换是同频小区之间的切换,在以下情况下会采用硬切换:1、异频切换,比如但载波小区和多载波小区交接地。
2、不同MSC下的小区之间。
3、不同厂家的设备之间。
4、不同BSC下的小区之间可能是硬切换,早期的BSC不支持跨BSC的软切换。
软切换可以1.降低手机的发射功率,提高待机时间。
2.降低干扰,提高系统容量和性能,尤其是上行方向。
3.软切换是先连再断,硬切换是先断再连。
理论上(实际也是)在保证移动无缝连接上比硬切换好。
4.。
在CDMA/WCDMA里,软切换是几乎不得不使用的一项技术。
体制决定的。
软切换是CDMA特有的切换方式.WCDMA共有3种切换方式:--Hard handover. 如GSM--Soft handover--Softer handover(在同一个NodeB,但是不同Secteur之间切换).对于下行链路: 2个NodeB使用不同的channelization codes同时和一个UE传送同样的信息. 这样,对于UE来说就能获得3db的增益.对于上行链路,一个UE同时和2个NodeB传输一个的信息,RNC终端选择一个信号较好的NodeB.这样做,UE不需要增大发射功率,从而减少WCDMA特有的远近效应的问题.确实,使用软交换会占用更多的空中资源,但是对于一个NodeB来说,20%-40%的用户同时使用软交换仍然是可以接受的.感谢各位的解释。
我再琢磨琢磨!!!不过好像还有点疑问,假设一个独立基站可以承载70个用户同时通话,采用软切换后大约有20%-30%的信道和功率要被软切换占用,虽然对这些切换终端的上行和下行都有所增益,但的确影响了系统的实际承载能力!!这些增益值得么????三楼说软切换是CDMA不得已采用的技术到底应该怎么理解?谢谢!!!!答:对于楼主体的问题,1.使用软切换耗费了大量的系统容量。
其实,软切换并不是耗费了系统容量,而用该说是利用了系统容量。
其实一个WCDMA基站要想有良好的通信质量,特别是被用作数据传输时,系统容量的最优设置就是50个左右,再多的话,干扰太大,对边缘区域的UE更是如此。
WCDMA系统的软切换WCDMA系统的软切换本⽂对WCDMA系统中软切换过程及WCDMA各相关事件算法进⾏了介绍,并结合信息产业部WCDMA测试内容进⾏分析对实际商⽤⽹中WCDMA系统相关软切换参数的设定提出设计值。
⽬前商⽤的CDMA系统⽀持多种类型的切换,主要类型有硬切换、软切换和更软切换。
WCDMA系统中沿⽤了⼤部分原IS-95和CDMA2000中的软切换技术。
软切换是⼀种常态,WCDMA系统中UE⼏乎⼀直处在软切换状态下,这样可以保证⽤户通话的连续性和稳定性,⽽硬切换过程则不会经常发⽣,硬切换将影响⽤户通话的主观感受,并容易造成掉话,⽹络设计时应尽量避免硬切换的发⽣。
WCDMA软切换的过程信息产业部有关部分2004年联合设备⼚商和规划设计单位对3G⽆线⽹络性能进⾏了测试。
WCDMA 部分共对软切换进⾏9项测试:包括语⾳(AMR)、可视电话(CS64)、数据业务(PS64)三类业务的更软切换、软切换及跨RNC的软切换的成功率。
并对触发事件类型1a、1b、1c进⾏了测试。
因为建⽹初期,⽤户数量不会快速增长,容量不是主要问题,因此对频率间硬切换及系统间切换未进⾏测试。
测试过程中采⽤前端⼿机进⾏不同业务的拨叫,记录UE状态是否发⽣掉话,后台记录相关信令⽤来判断切换成功的次数。
当RNC判决进⾏软切换,并向UE发送“Active Set Update”消息后,作为⼀次软切换。
当UE成功地更新激活集后,向系统发送“Active Set Update Complete”消息,宣布新加⼊了⽆线链路,作为切换event 1a成功的标志。
当Node B向系统发送“Radio Link Deletion”消息,宣布⽆线链路已经从UE的激活集中删除,作为切换event 1b成功的标志。
根据以上信令消息对WCDMA 的软切换过程和成功率进⾏判断。
测试过程中因为UE与系统切换频繁,信令数量⼤,分析时应注意信令的发送时间,以避免混淆不同次切换的消息。
WCDMA软切换对覆盖和容量的影响及其参数分析的开题报告一、选题背景及研究意义随着无线通信技术的发展和普及,用户数量不断增加,频带资源变得越来越紧张,如何提高网络的容量和覆盖范围成为了无线通信领域的重要问题。
而软切换技术正是为此而生,通过有效地利用网络资源,提高网络容量和覆盖范围。
其中WCDMA软切换技术(Soft Handover)由于其高效率和良好的用户体验受到了广泛的关注和应用。
本文旨在研究WCDMA软切换对覆盖和容量的影响,并对其参数进行分析,探讨如何优化软切换的参数,以充分发挥软切换的作用,提高网络的容量和覆盖范围,为无线通信的发展做出贡献。
二、研究内容及方法1、 WCDMA软切换简介。
介绍WCDMA软切换的基本原理、类型、优缺点和应用场景等。
2、WCDMA软切换对覆盖的影响。
探究软切换对覆盖范围的影响,包括减小了覆盖范围的“盲点”、“突变点”等问题,提高了用户接收信号的稳定性和可靠性,从而提升了网络的覆盖范围。
3、WCDMA软切换对容量的影响。
分析软切换对网络容量的影响,包括信令传输量的增加、小区间切换的增加等,带来了一定的网络负荷,并对信令的时延和数据传输的速率产生了影响。
4、软切换参数分析。
结合实际的网络环境和需求,分析软切换的参数选择,包括连接成功阈值、时间补偿等参数的设置和优化方法等。
5、基于仿真的实验分析。
通过建立仿真实验平台,对不同参数的软切换进行实验,比较其效果,评价软切换的优化效果。
三、预期结果及意义本文将提出一套有效的WCDMA软切换参数方案,在优化软切换参数的基础上,提高覆盖范围和网络容量,进一步提高通信网络的质量和可靠性,为用户提供更好的通信体验。
同时,本文将对无线通信领域的技术发展和应用提供一定的参考,对于进一步促进我国无线通信技术的发展和创新具有一定的指导作用。
WCDMA系统的软切换
本文对WCDMA系统中软切换过程及WCDMA各相关事件算法进行了介绍,并结合信息产业部WCDMA测试内容进行分析对实际商用网中WCDMA系统相关软切换参数的设定提出设计值。
目前商用的CDMA系统支持多种类型的切换,主要类型有硬切换、软切换和更软切换。
WCDMA系统中沿用了大部分原IS-95和CDMA2000中的软切换技术。
软切换是一种常态,WCDMA系统中UE几乎一直处在软切换状态下,这样可以保证用户通话的连续性和稳定性,而硬切换过程则不会经常发生,硬切换将影响用户通话的主观感受,并容易造成掉话,网络设计时应尽量避免硬切换的发生。
WCDMA软切换的过程
信息产业部有关部分2004年联合设备厂商和规划设计单位对3G无线网络性能进行了测试。
WCDMA 部分共对软切换进行9项测试:包括语音(AMR)、可视电话(CS64)、数据业务(PS64)三类业务的更软切换、软切换及跨RNC的软切换的成功率。
并对触发事件类型1a、1b、1c进行了测试。
因为建网初期,用户数量不会快速增长,容量不是主要问题,因此对频率间硬切换及系统间切换未进行测试。
测试过程中采用前端手机进行不同业务的拨叫,记录UE状态是否发生掉话,后台记录相关信令用来判断切换成功的次数。
当RNC判决进行软切换,并向UE发送“Active Set Update”消息后,作为一次软切换。
当UE成功地更新激活集后,向系统发送“Active Set Update Complete”消息,宣布新加入了无线链路,作为切换event 1a成功的标志。
当Node B向系统发送“Radio Link Deletion”消息,宣布无线链路已经从UE的激活集中删除,作为切换event 1b成功的标志。
根据以上信令消息对WCDMA的软切换过程和成功率进行判断。
测试过程中因为UE与系统切换频繁,信令数量大,分析时应注意信令的发送时间,以避免混淆不同次切换的消息。
通常认为2ms内到达UE的切换消息,为RNC下发给不同Node B的同一消息。
对于RNC 下发的消息可从信令中的Message Authentication Message进行区分。
WCDMA系统软切换算法
1. 软切换算法
WCDMA系统软切换算法可以分为两部分:UE测量报告的配置和RNC更新UE的激活集。
UE测量报告的配置记录在系统消息块11(SIB11)中,它是RRC的专用控制消息。
SIB11中记录最多八个小区,一个为主用小区,其余七个为相邻小区,实际上,系统只考虑前三个小区的测量配置。
RNC对UE内的测量报告或者频段内的测量报告进行判断,以决定UE是否对激活集进行更新。
软切换算法就是基于以下的测量消息:
● 频段内测量消息
频段内测量消息由小区广播的系统消息(SIB11)进行配置。
SIB11中包括RACH报告,它记录了被测
小区的CPICH强度(Ec/No),以及cell_FACH和cell_DCH的状态。
cell_DCH对软切换的触发事件进行报告,比如Event 1a、1b、1c。
● UE内部测量报告
UE内部测量报告由RRC专用控制消息配置,UE内部测量包括接收到不同小区的导频强度以及收发数据的时间差(Rx-Tx time difference)。
WCDMA系统对软切换状态下的事件进行了定义:
事件(event)1a: 1个 P-CPICH 进入了测量范围(reporting range),切入新的测量小区。
事件(event)1b: 1个P-CPICH 离开了测量范围(reporting range),原测量小区切出。
事件(event)1c: 1个非激活集的P-CPICH好于激活集中的某个P-CPICH,原小区被新加入小区替换。
2. event 1a/1b/1c计算公式
WCDMA系统软切换根据触发事件决定UE激活集内导频的更新和替换。
以下将根据不同触发事件的判决条件,对小区切换算法进行分析。
event 1a/1b/1c涉及的主要参数如下:
R(Reporting range):报告范围,即切换门限,可以用来调节软切换的UE在小区中的比例和切换范围的大小,软切换比例通常控制在20%~30%,以减少基站的下行发射功率,节约系统资源。
应当指出的是20%~30%的软切换比例只是实验室的计算结果,在WCDMA网中,特别是在城区内,基站数量密集,为保证用户的语音和数据通信,软切换比例将提高,预计将达到40%~50%。
R的取值范围在0~14.5dB,步长0.5dB,缺省值为3dB。
H(Hysteresis):滞后值,可以用来避免由于频繁切换造成的乒乓效应,同时可避免过多的信令开销。
H的取值范围在0~7.5dB,步长0.5dB。
缺省值为0(event 1a),1.5dB(event 1b,1c)。
原IS-95系统为避免乒乓效应,采用的是时间滞后的办法,在WCDMA系统中也仍然保留了时间滞后参数Time to Trigger,它和Hysteresis的作用相近,可以克服因快速衰落造成的导频快速变化,保证激活集内导频的稳定。
W:是一个系数,可以用来把激活集中其他导频的影响考虑到切换门限中,通常把激活集中最好的导频作为导频准入门限的参照值。
W的取值范围在0~100%,步长10%,缺省值为100%。
event 1a/1b/1c具体算法为:
event 1a
其中:Mnew为进入测量范围的小区测量值
Mi为激活集中第i个小区的测量值
NA为当前激活集中小区的数目
Mbest为激活集中最高测量值
W1a为SIB11中event 1a参数(可设置)
R1a为event 1a的报告范围(可设置)
H1a为event 1a的滞后参数(可设置)
event 1a是对激活集以外的某个强导频进行测量,如果满足准入条件,就将该导频加入激活集中。
而准入门限的确定就是由以上公式决定。
基本原理是UE激活集内的所有导频依照不同的权重进行计算,得到准入门限的参考值:
为保证切入导频的稳定性,又加入了两个参数H和R。
参考值减去报告范围值R和滞后值H即可确定导频的准入门限,如果新的导频高于此基准值,将被加入到激活集中。
event 1b
其中:Mnew为正在离开报告范围的小区的测量值
Mi为激活集中第i个小区的测量值
NA为当前激活集中小区的数目
Mbest为激活集中最高测量值
W1b为SIB11中event 1b参数(可设置)
R1b为event 1b的报告范围(可设置)
H1b为event 1b的滞后参数(可设置)
与event 1a类似,event 1b根据以上判决门限,对比导频平均值低的激活集导频,从激活集中删除。
event 1c
10·LogMnew≥10·LogMi+H1c
其中:Mnew为进入测量范围的小区测量值
Mi为激活集中第i个小区的测量值
H1c为event 1c的滞后参数(可设置)
event 1c执行替换激活集中导频的操作,新加入导频Mnew与原有Mi小区进行比较,如果高于Mi小区导频强度H1c时,UE的激活集更新,删除原Mi小区导频由Mnew小区替换。
event 1a/1b/1c的算法对系统定义了不同参数,参数值的确定是建设网络的重要指标,特别是在密集市区内,基站相对集中,既要保证小区的连续覆盖,使UE保证软切换的连续性,同时又要避免系统发生过多的软切换,从而造成不必要的资源浪费。
因此,有必要改进切换过程和调整切换参数,使系统在增强CDMA 功能的同时保持呼叫的完整性。