WCDMA切換原理講稿：（陳靜2005-11-7）基本概念部分切換是移動通信系統(tǒng)中移動性管理算法中的重要部分，華為目前的移動性管理算法，包含了：切換直接重試小區(qū)選擇和重選本課中，我們重點介紹切換的原理，包括軟切換、硬切換和系統(tǒng)間切換，直接重試作為切換算法的一部分，本課中也做了一點介紹，但是不是本課程的重點內容。小區(qū)選擇和重選將在系統(tǒng)間互操作的課程中介紹。對于切換原理，我們重點需要掌握的內容包括：基本概念判決算法切換相關的信令流程切換參數(shù)設置對于這些內容，我們將不局限于膠片介紹的內容，在講述過程中，將主要根據(jù)信令跟蹤文件的內容來介紹，一方面可以將理論的東西與實際相結合，另一方面讓大家對于切換的信令分析更加熟悉。首先，我們來看一下與切換相關的基本概念：（提示，基本概念部分基本可以按照膠片內容講解）無線鏈路和無線鏈路集的概念要講清除：無線鏈路是Utran和單個用戶之間的邏輯連接。無線鏈路集是針對單個用戶來定義的，屬于同一個NodeB的多個無線鏈路屬于同一個無線鏈路集。切換三步曲：測量——判決——執(zhí)行測量作為切換三步曲中的重要環(huán)節(jié)，測量部分非常重要，涉及到一系列的測量控制參數(shù)和數(shù)據(jù)配置。同GSM系統(tǒng)中的測量不同（測量參數(shù)通過系統(tǒng)消息下發(fā)，UE主動測量，按照協(xié)議要求上報測量結果），WCDMA中的測量由RNC進行控制，包括測量時機、測量量、上報量、上報方式等。RNC通過測量控制measurementcontrol消息把這些要求通知給UE，然后UE根據(jù)要求進行測量并上報。WCDMA系統(tǒng)的中目前常見的有4中類型的測量控制：同頻測量控制異頻測量控制異系統(tǒng)測量控制基于業(yè)務量的測量控制對于測量：UE主要有6中常見測量：同頻測量：1a，1b，1c，1d，1e，1f異頻測量：2b，2c，2d，2f異系統(tǒng)測量：3a，3c業(yè)務量測量：4a，4b下行碼發(fā)射功率測量:Ea，EbUe內部測量：6g，6f本課程中我們只介紹與切換相關的測量控制和測量報告。下面我們通過實際的消息來了解一下如下幾個方面的內容：測量控制下發(fā)的時機測量控制中包含的內容對應的測量報告包含的內容講課過程中請使用如下的092版本的RNC單用戶跟蹤：同頻測量控制：一般來說，同頻測量控制在RRC過程中就已經下發(fā)，而我們的單用戶跟蹤是在RRC連接后獲得該用戶的用戶ID后才有消息的（對應于commonid），因此在一個呼叫的開始位置我們看不到同頻測量控制。在一個完整的呼叫中，我們只有在最好小區(qū)更新后，更新測量控制的時候，我們才能夠看到同頻測量控制，見上述文件的第426條RRC_MEAS_CTRL。這是一個同頻測量控制，命令的類型為modify。（命令類型有三種：setup，modify，delete）同頻測量控制包含3部分內容：同頻小區(qū)列表的信息，來自RNC的同頻鄰近小區(qū)配置；同頻測量量，報告準則，這兩部分的內容來自RNC數(shù)據(jù)配置的同頻切換參數(shù)配置。首先看一下同頻小區(qū)信息中包含了哪些內容：這里只給出了兩個鄰區(qū)的信息作為示例，實際上這個列表要包含RNC配置的所有同頻鄰近小區(qū)的信息。從上圖可以看到，對于每個同頻鄰近小區(qū)，測量控制給出了小區(qū)的CIOcellindividualoffset，主擾碼Primaryscramblingcode。小區(qū)獨立偏移量CIO是進行R排序時使用的，對于多個信號強度相等的鄰區(qū)，CIO越大的小區(qū)，將排在隊列的越前面，就越有機會成為切換的目標候選小區(qū)。主擾碼用于唯一標識一個同頻鄰近小區(qū)。在同頻測量量字段中給出了層三濾波系數(shù)filterCoefficient和UE測量量。在UE測量中，共有兩次濾波，第一次濾波在UE的物理層進行，主要是慮除快衰落的影響，這次濾波完全由UE實現(xiàn)，RNC沒有任何參數(shù)可以控制；第二次濾波是在UE的層三處理的，在UE的物理層把測量結果上報給自己的層三后，層三將執(zhí)行第二次濾波，這次濾波將受到層三濾波系數(shù)的影響。Fn＝（1－a）Fn－1＋a×MnMn是最近一次從物理層上報的測量量，F(xiàn)n－1是前一次UE上報給高層的結果，F(xiàn)n為下一次即將上報的結果。a＝（1/2）^k/2。K為層三濾波系數(shù)。同頻測量量這里設置的是EcNo。對于同頻，測量量可以是路徑損耗，可以是RSCP，也可以是EcNo。一般建議采用EcNo。對于異頻，只有兩個測量量：RSCP或者EcNo。對于異系統(tǒng)，三個測量兩：RSSI,BSICidentification和BSICreconfirmation。報告準則：報告準則中把同頻事件相關的控制參數(shù)都通過測量控制消息下發(fā)給了UE，見上圖。需要重點解釋的幾個字段：TriggeringCondition：這個字段給出對應事件的觸發(fā)的范圍，比如1a事件，只有檢視集中的小區(qū)才能上報1a。只有激活集中的小區(qū)才能上報1b。1c和1d事件的報告準則中RNC1.2版本沒有該字段，默認為檢視集和激活集的并集。在RNC1.5中1c和1d有這個字段。ReportingRange：在1a和1b事件中給出了事件的相對門限，以0.5dB為步長。W：權重系數(shù)，用于考慮激活集中所有小區(qū)的綜合質量，當設置為0時，表示只考慮激活集中的最好小區(qū)的質量。ReportDeactivateThreshold：指示當激活集中的小區(qū)小于等于該參數(shù)設置的小區(qū)個數(shù)時允許上報1a事件。也就是當激活集滿時不允許上報1a事件。ReportingAmount：當事件報告次數(shù)超過此門限設置值后進行周期性上報ReportingInterval：事件周期性上報時的報告間隔（上述兩個參數(shù)是1a和1c事件必須的參數(shù)，換言之，也就是只有1a和1c事件是事件轉周期的，其他事件沒有要求）Hysteresis:事件遲滯，避免事件乒乓TimetoTrigger：目的也是為了避免乒乓。只有當目標小區(qū)在timetotrigger的時間范圍內持續(xù)滿足條件后才能夠上報對應的事件。ReportingCellStatus：包含在測量報告中的其他測量結果的上報范圍。對于各種事件的作用，我們在《基本切換》一章中再進行詳細的講解。異頻測量控制：異頻測量控制下發(fā)時間：一個呼叫的初始階段中的RAB指配完成階段或者最好小區(qū)更新后。見信令跟蹤文件的427條，這是最好小區(qū)更新后的更新的異頻測量控制。信令跟蹤文件611條為一個呼叫RAB指配完成后的異頻測量控制。異頻測量控制包含5個部分的內容：interFreqCellInfoList:異頻小區(qū)信息列表InterFreqMeasQuantity:異頻測量量InterFreqReportingQuantity:異頻報告量ReportCriteria:報告準則MeasurementReportingMode：測量報告模式異頻小區(qū)信息列表：對于沒有異頻的網(wǎng)絡，該列表為空異頻測量量：包含層三濾波系數(shù)和異頻測量量。對于異頻測量，測量量可以采用RSCP和EcNo，一般建議采用RSCP。異頻報告量：在本測量控制中，隨同異頻測量報告，不上報任何測量結果報告準則：給出了2d和2f事件的觸發(fā)條件。UsedFreqThreshold：使用頻率低于（2d）或者高于（2f）某一個絕對門限UsedFreqW:使用頻率綜合質量權重系數(shù)Hyteresis:遲滯Timetotrigger：觸發(fā)時延測量報告模式：測量報告采用RLC確認方式進行上報，RNC收到該測量報告后，必須在RLC層進行確認，通知UE是否收到該測量報告。測量報告上報方式：采用事件上報，不采用周期性上報方式。異系統(tǒng)測量控制：異系統(tǒng)測量控制的內容和異頻測量控制基本相同，異系統(tǒng)的測量控制一般在壓縮模式啟動后下發(fā)。從信令流程看在RNC下發(fā)物理信道重配置消息并且收到來自Ue的物理信道重配置完成后下發(fā)測量控制。消息見文件中第1449和3417條信令。異頻小區(qū)列表：包含了所有（900M和1800M）異頻鄰近小區(qū)的基本信息，包括：GSM小區(qū)的小區(qū)獨立偏移量CIO，BSIC碼和頻段指示，以及BCCH載波頻點號。同時RNC內部自動按照頻點從低到高的順序給所有的異頻鄰近小區(qū)進行了排序，異頻測量控制中按照頻點從低到高的順序給出所有鄰區(qū)，并給每個鄰區(qū)一個對應的索引號：interRATcellID。這個索引號將被UE的測量報告引用。異系統(tǒng)測量量：測量量為GSMCarrierRSSI，同時在測量量中給出了層三濾波系數(shù)和BSICverification的要求。BSICverification是通過異系統(tǒng)切換參數(shù)進行控制，如果為required，那么UE的測量報告中將只上報BSIC確認了的鄰近小區(qū)信息，異系統(tǒng)切換也只能向確認了BSIC碼的GSM小區(qū)切換。如果測量控制中要求對BSIC碼進行確認，那么在實際測量中，還必須對確認了BSIC碼的小區(qū)進行BSIC的重確認。應此對于異系統(tǒng)測量，有三個測量任務：RSSI,BSICverification和BSICreconfirmation。由于每個壓縮模式樣式序列只能處理一個測量任務，因此對于異系統(tǒng)測量，需要有三條壓縮模式樣式序列。對于壓縮模式的相關內容，我們在后面的章節(jié)再進行詳細講述。異系統(tǒng)報告量：報告量中給出了測量報告中要求上報的測量量，對于異系統(tǒng)測量，要求上報GSM載波的RSSI測量值。報告方式：采用周期性方式上報GSM小區(qū)的RSSI基于業(yè)務量的測量:這不是本堂課涉及的內容，不在此處詳細講解。測量報告：前面的章節(jié)中，我們講到了與切換相關的3中測量控制同頻測量控制，異頻測量控制和異系統(tǒng)測量控制，現(xiàn)在我們來看看三種測量控制對應的測量報告。測量報告是UE通過RRC消息measurementreport上報給RNC，從單用戶跟蹤消息中，我們可以看空中接口上有RRC_MEAS_REPORT.同頻測量報告：同頻測量報告包含兩個部分的內容：cellmeasuredresults和eventresults。其中cellmeasuredresults是Op項（可選），eventresults是Mp項（必選）。因此測量報告中可能包含了一些小區(qū)的測量結果和事件結果，事件包括1a，1b，1c，1d，1e和1f，在關于某事件的測量報告中，可能包含了多個小區(qū)。也有可能只有事件結果，沒有小區(qū)的測量結果。下面的示例是一個比較完整的測量報告，它包含了兩個小區(qū)的EcNo的測量結果和1個1a事件。參加前面附件給出的信令跟蹤文件的第1412條信令。CPICHEcNo報告結果和實際測量結果之間的映射關系參見協(xié)議25.133table9.9。用一個公式來總結就是：實際測量結果＝(-24+上報結果×0.5)dB。在本例中，擾碼174的Ec/No是-7dB，擾碼175的Ec/No是-22dB。在事件結果中，上報了事件的ID和對應的小區(qū)擾碼。需要提請注意的是：事件結果中，可能包含了不止一個小區(qū)，同時按照華為RNC的實現(xiàn)，各種事件的上報沒有先后關系，只要滿足了對應事件的條件，就會上報對應的事件。比如1d事件可能先于1a事件上報。異頻測量報告：異頻測量報告對于無異頻的網(wǎng)絡，目前只有2d和2f事件的測量報告。見前面信令跟蹤文件的第1443條。這是1個2d事件的測量報告，內容非常簡單。通過異頻2d事件報告，RNC啟動壓縮模式，進行異頻或者異系統(tǒng)的測量。異系統(tǒng)測量報告：異系統(tǒng)測量報告主要是用于上報GSM鄰區(qū)測量結果，參見信令跟蹤文件的第1457條。在異系統(tǒng)測量報告中上報了BSIC確認了的GSM小區(qū)的RSSI以及BSIC的確認狀態(tài)。GsmCarrierRSSI：取值0～63，映射到-110dBm～-46dBm。示例中BSIC碼為14的小區(qū)RSSI為－90dBm。如前面異系統(tǒng)測量控制中所介紹的，對于GSM小區(qū)，可以通過BSICverification的設置對上報的GSM小區(qū)進行控制?；厩袚Q在本章中，我們將主要介紹幾種基本切換類型的判決算法，信令流程和常見參數(shù)。基本切換算法包含了：軟切換同頻硬切換異頻硬切換異系統(tǒng)硬切換HSDPA切換直接重試和盲切換（HSDPA切換和直接重試，盲切換可以根據(jù)課時情況斟酌決定是否需要講解）軟切換：軟切換概述：特征切換后與多個小區(qū)建立無線鏈路——活動集一個RLS內的多個小區(qū)，可實現(xiàn)更軟切換。軟切換，上行選擇合并，下行最大比合并更軟切換，上下行最大比合并優(yōu)點軟切換增益：體現(xiàn)在多小區(qū)（Multi-Cell）增益:軟切換多條無關分支的存在降低了陰影衰落余量需求宏分集（MacroDiversityCombining）增益:軟切換對鏈路解調性能的提高帶來對抗快衰落帶來的增益:負載分擔：上行多個小區(qū)接收，減少UE發(fā)射功率。下行多小區(qū)發(fā)射，降低每個小區(qū)的發(fā)射功率要求。減少乒乓切換導致的掉話缺點下行資源占用較多，尤其是高速率BE業(yè)務占用的碼資源下行功率通常為負增益當功率不平衡時，反而產生副作用軟切換測量事件：1A，相對門限增加事件，表示一個小區(qū)的質量已經接近最好小區(qū)或者活動集質量。當UE的活動集滿后，1A事件停止報告。1B，相對門限刪除事件，表示一個小區(qū)的質量比最好小區(qū)或活動集質量差得較多，1C，替換事件，表示一個小區(qū)已經比活動集的小區(qū)好；1D，最好小區(qū)變化事件1E，測量值高于一個絕對門限事件1F，測量值低于絕對門限事件切換判決算法：目前有算法1和算法2，算法1是寬松模式的切換算法，算法2是采用相對門限的切換算法。這兩種算法的區(qū)別是算法1同時采用1a和1e事件作為軟切換分支加入的條件，采用1b和1f作為分支刪除的條件。其余按照膠片p38講解。軟切換信令流程：P40，P41。對于無線鏈路增加和無線鏈路刪除，從信令過程可以看出，無線鏈路增加是先在NodeB中增加鏈路，然后在通知Ue增加鏈路，刪除過程相反，首先刪除UE中的鏈路，然后再刪除NodeB中對應的鏈路。注意：對于1d事件，如果目標小區(qū)已經在激活集中，則RNC收到測量報告后，直接更新最好小區(qū)，隨后更新測量控制，不再下發(fā)激活集更新的信令。軟切換參數(shù)：可以結合前面介紹的測量控制來講，也可以直接按照膠片講。同頻硬切換：概述：同頻硬切換是硬切換的一種，主要發(fā)生在：跨RNC切換且無Iur接口或者Iur接口擁塞高速背景類型的業(yè)務，為了避免高速背景業(yè)務在跨小區(qū)移動時占用過多的資源，可以設置這種類型的業(yè)務在跨小區(qū)移動時不使用軟切換。同頻硬切換具有硬切換的特點：鏈路先斷開，然后在新小區(qū)接入。切換前后只與一個小區(qū)保持連接。同頻硬切換可以提高資源利用率，但是由于同頻干擾，切換成功率不高。切換判決：采用1d事件作為判決條件信令流程：見膠片P48頁，通過物理信道重配置來執(zhí)行信道的切換。重要參數(shù)：1d事件相關參數(shù)和Be業(yè)務軟切換門限速率BEBITRATETHDBEBITRATETHD：當BE業(yè)務的速率大于該門限設置的速率時，該業(yè)務進行同頻硬切換異頻硬切換：概述：P52兩個概念：定時重建的硬切換和同步硬切換同步硬切換使用相同的CFN，一般發(fā)生在同一個NodeB的不同小區(qū)間定時重建通過激活時間通知UE和NodeB在什么時間激活無線鏈路，然后雙方自行進行同步。測量量：P53異頻硬切換的測量量通過配置小區(qū)屬性來決定，如果小區(qū)屬性為邊緣小區(qū)，則測量量為RSCP，如果為中心小區(qū)則測量量為Ec/No。一般建議采用周期性的方式對異頻測量結果進行上報，如果信令出現(xiàn)擁塞，可以改用事件方式進行上報。信令流程和參數(shù)：按照膠片講解P54toP59。異系統(tǒng)切換對于系統(tǒng)間的切換，壓縮模式是進行測量所必須的（除雙接收機的UE外）。異系統(tǒng)測量采用2d事件啟動壓縮模式，采用2f事件停止壓縮模式如前面所說，在進行異系統(tǒng)測量時，如果BSICverification是必須，那么BSIC的reconfirmation也是必須的，那么異系統(tǒng)測量需要測量3個量：GSMCarrierRSSI，BSICIdentification，BSICReconfirmation。同異頻切換類似，異系統(tǒng)切換一般也是建議采用周期性方式上報測量結果，由RNC對測量結果進行處理和執(zhí)行切換判決。膠片P65頁介紹一下。系統(tǒng)間的切換流程：P66，在流程中順便介紹一下RNC話統(tǒng)中關于系統(tǒng)間切換的兩個指標：異系統(tǒng)切換準備成功率和異系統(tǒng)切換執(zhí)行成功率的定義。系統(tǒng)間切換參數(shù)：P67，P68對于系統(tǒng)間的切換，不能不提到壓縮模式和壓縮模式相關的參數(shù)。一般情況下，壓縮模式參數(shù)采用默認參數(shù)即可，不建議大家做修改。由于很多人可能都對壓縮模式有一些神秘感，這里我們做一個詳細的講解，講完后大家將發(fā)現(xiàn)：哦，原來壓縮模式也就這么簡單。概述：目的：P79實現(xiàn)方式：P80，打孔方式協(xié)議已經取消壓縮模式樣式序列：打開前面附件的信令跟蹤文件，找到第1443條信令：從本條信令開始，是一個完整的系統(tǒng)間切換的流程，1443：上報了2d測量報告1444，1445，NodeB完成了壓縮模式啟動的準備1446，1448，Ue啟動了壓縮模式1447，RNC通知Ue啟動壓縮模式后，通知NodeB激活壓縮模式1449，RNC下發(fā)了異系統(tǒng)測量控制1457，