WCDMA無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)

1、wcdma無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)課程目標(biāo)：l 掌握3g移動(dòng)通信的基本概念l 掌握3g的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程l 掌握wcdma的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及各網(wǎng)元功能l 掌握無(wú)線通信原理l 掌握wcdma的關(guān)鍵技術(shù)第1章 wcdma關(guān)鍵技術(shù)目 錄第1章 wcdma關(guān)鍵技術(shù)11.1 wcdma系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)11.2 功率控制31.2.1 開(kāi)環(huán)功率控制31.2.2 閉環(huán)功率控制41.2.3 hsdpa相關(guān)的功率控制71.3 rake接收91.4 多用戶檢測(cè)121.5 智能天線141.6 分集技術(shù)16第2章 wcdma無(wú)線資源管理192.1 切換192.1.1 切換概述192.1.2 切換算法252.1.3 基于負(fù)荷控制原因觸發(fā)的切

2、換252.1.4 基于覆蓋原因觸發(fā)的切換262.1.5 基于負(fù)荷均衡原因觸發(fā)的切換292.1.6 基于移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度的切換312.2 碼資源管理322.2.1 上行擾碼322.2.2 上行信道化碼352.2.3 下行擾碼362.2.4 下行信道化碼372.3 接納控制412.4 負(fù)荷控制473第2章 wcdma無(wú)線資源管理第1章 wcdma關(guān)鍵技術(shù)& 知識(shí)點(diǎn)l wcdma關(guān)鍵技術(shù)，如功率控制、rake接收、多用戶檢測(cè)等作為第三代移動(dòng)通信的wcdma的設(shè)計(jì)目標(biāo)是不僅能夠提供比第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量和更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好的實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游和為用戶提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)

3、和移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。與第二代移動(dòng)通信相比，wcdma系統(tǒng)應(yīng)用了許多關(guān)鍵技術(shù)，如功率控制、rake接收、多用戶檢測(cè)、智能天線。以下分別進(jìn)行介紹。1.1 wcdma系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)wcdma由于技術(shù)的先進(jìn)性，所以與以前的gsm等移動(dòng)通信方式相比，具有以下的技術(shù)特點(diǎn)。更大的系統(tǒng)容量wcdma由于自身的帶寬較寬，抗衰落性能好，上下行鏈路實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)，大幅度提高鏈路容量。wcdma系統(tǒng)采用快速功率技術(shù)，使發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率總是處于最小的水平，從而減少了多址干擾。這些技術(shù)都提高了系統(tǒng)容量。系統(tǒng)容量大，單用戶設(shè)備成本降低，建設(shè)wcdma 網(wǎng)絡(luò)的投資要比2g低。更多的業(yè)務(wù)種類(lèi)wcdma系統(tǒng)可以提供和開(kāi)展的業(yè)務(wù)種類(lèi)非

4、常豐富，分為兩大類(lèi)：cs域業(yè)務(wù)和ps域業(yè)務(wù)。其中，cs域業(yè)務(wù)主要包括：基本電信業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、特服、緊急呼叫）、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)、電路型承載業(yè)務(wù)、電路型多媒體業(yè)務(wù)、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。ps域業(yè)務(wù)主要包括：ps域的短消息業(yè)務(wù)、移動(dòng)qicq、移動(dòng)游戲、移動(dòng)沖浪、視頻點(diǎn)播、手機(jī)收發(fā)e-mail、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)等。更高的數(shù)據(jù)速率具有支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，特別是支持internet業(yè)務(wù)。現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要以提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，一般能提供100200kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，gsm演進(jìn)到最高階段能提供384kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。而第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)能力將比第二代有明顯的改進(jìn)，支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，并且

5、可根據(jù)需要提供寬帶。第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)滿足以下三種要求。即：快速移動(dòng)環(huán)境：最高速率達(dá)144kbit/s室外到室內(nèi)或步行環(huán)境：最高速率達(dá)384kbit/s室內(nèi)環(huán)境：最高速率達(dá)2mbit/s更好的無(wú)線傳輸無(wú)線信道是一種較惡劣的通信介質(zhì)。由于它的特性難以預(yù)測(cè)，因此一般根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)表征無(wú)線信道的模型。通常認(rèn)為其具有萊斯或瑞利特性，其中瑞利衰落信道是最?lèi)毫拥囊苿?dòng)無(wú)線信道。要在衰落信道中實(shí)現(xiàn)良好的性能，采用分集技術(shù)非常關(guān)鍵。在wcdma中，仿真結(jié)果表明，衰落信道情況下，發(fā)射分集可以改善性能12db，因此通過(guò)采用發(fā)射分集技術(shù)，可以更有效地保證無(wú)線傳輸?shù)馁|(zhì)量。在無(wú)線傳輸中，頻率選

6、擇性衰落和多徑是一種普遍現(xiàn)象。wcdma是寬帶信號(hào)，信號(hào)帶寬是5mhz。寬帶信號(hào)可以更好地抗頻率選擇性衰落，保證傳輸性能。另外，如果發(fā)射信號(hào)帶寬比信道的相干帶寬更寬，那么接收機(jī)就能分離多徑分量。由于wcdma的帶寬更寬，因此它具有更好的多徑接收處理能力。更高的語(yǔ)音質(zhì)量采用amr語(yǔ)音編碼技術(shù)，語(yǔ)音傳輸速率最高達(dá)到12.2kbit/s（r99）。wcdma的帶寬達(dá)到5mhz，使得其具有更大的擴(kuò)頻因子，從而帶來(lái)更大的處理增益。同時(shí)寬帶使其具有更強(qiáng)的多徑分辨能力，改善rake接收機(jī)性能。另外，wcdma采用發(fā)射分集技術(shù)，有效改善下行鏈路的接收性能。并通過(guò)交織和卷積編碼技術(shù)來(lái)有效保證傳輸誤碼率。通過(guò)采用

7、這些技術(shù)，使得wcdma網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量接近固定網(wǎng)的語(yǔ)音質(zhì)量。更低的傳送功率采用cdma技術(shù)，通過(guò)擴(kuò)頻將窄帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為寬帶信號(hào)后再進(jìn)行發(fā)射。由于wcdma的帶寬達(dá)到5mhz，使得其擴(kuò)頻因子可以更高帶來(lái)更大的接收機(jī)處理增益，使得wcdma系統(tǒng)具有更高的接收靈敏度，終端需要的發(fā)射功率可以很低。另外，通過(guò)采用快速功率控制技術(shù)，可以降低發(fā)射功率，軟切換提高提高業(yè)務(wù)信道接收增益，也可以降低終端發(fā)射功率的要求。一般地，wcdma終端的發(fā)射功率在室內(nèi)為20mw，室外300mw，電磁輻射少，對(duì)人身體影響很小，是一種綠色手機(jī)。同時(shí)，由于發(fā)射功率低，使得其待機(jī)時(shí)間很長(zhǎng)。1.2 功率控制功率控制是wcdma系統(tǒng)中的一個(gè)

8、重要方面，假設(shè)一個(gè)小區(qū)的用戶都以相同的功率發(fā)射，則靠近基站的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)強(qiáng)，遠(yuǎn)離基站的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)弱，這樣就會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)信號(hào)掩蓋弱信號(hào)，這就是所謂的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。由于wcdma是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，所有用戶使用同一個(gè)頻率，遠(yuǎn)近效應(yīng)更加嚴(yán)重。同時(shí)對(duì)于wcdma系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，基站的下行是屬于功率受限的。為了在發(fā)射功率小的情況下確保滿足要求的通話質(zhì)量，這就要求基站和移動(dòng)臺(tái)都能夠根據(jù)通信距離的不同、鏈路質(zhì)量的好壞，實(shí)時(shí)地調(diào)整發(fā)射機(jī)所需的功率，這就是“功率控制”。從不同的角度考慮有不同的功率控制方法。比如若從通信的上向、下向鏈路角度來(lái)考慮，一般可以分為上行鏈路功率控制和下行鏈路功率控制。下行鏈路功率

9、控制目的是節(jié)約基站的功率資源，而上行鏈路功率控制目的是克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，上行鏈路功率控制算法最具代表性。從功率控制環(huán)路的類(lèi)型來(lái)劃分，功率控制可分為開(kāi)環(huán)功控、閉環(huán)功控（外環(huán)功控和內(nèi)環(huán)功控）、功率平衡。在wcdma系統(tǒng)中功率控制主要包括以下幾個(gè)部分：l開(kāi)環(huán)功率控制l閉環(huán)功率控制l功率平衡l壓縮模式下的功率控制1.2.1 開(kāi)環(huán)功率控制當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫時(shí)，需要進(jìn)行開(kāi)環(huán)功率控制，從廣播信道得到導(dǎo)頻信道的發(fā)射功率，再測(cè)量自己收到的功率，相減后得到下行路損值。根據(jù)互易原理，由下行路損值近似估計(jì)上行的路損值，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。計(jì)算發(fā)射功率時(shí)，需要考慮業(yè)務(wù)的信噪比要求（業(yè)務(wù)質(zhì)量要求）、擴(kuò)頻增益和上行路損值。由于

10、上下行頻率相差190 mhz，比相關(guān)帶寬（200 khz左右）大得多，因此，開(kāi)環(huán)估計(jì)是近似的。1.2.2 閉環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制僅僅在起呼的時(shí)候需要，在建立鏈路后，則需要在專(zhuān)用信道進(jìn)行精確的閉環(huán)功率控制，尤其在上行鏈路（多對(duì)一模式）中，使相同業(yè)務(wù)到達(dá)基站的接收功率完全相同，無(wú)論移動(dòng)臺(tái)離基站的距離遠(yuǎn)近。這就是克服遠(yuǎn)近效應(yīng)的過(guò)程。閉環(huán)功控還分內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。1內(nèi)環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制是快速閉環(huán)功率控制，最快速度可達(dá)1500次/秒，在基站與移動(dòng)臺(tái)之間的物理層進(jìn)行，當(dāng)物理層測(cè)量接收的信噪比低于目標(biāo)值時(shí)，就發(fā)出增加功率的命令；當(dāng)物理層測(cè)量接收的信噪比高于目標(biāo)值時(shí)，就發(fā)出降低功率的命令；當(dāng)信

11、噪比與目標(biāo)值相差不多時(shí)，就發(fā)出不調(diào)整功率的命令；一個(gè)時(shí)隙（0.67 ms）給出一次功率控制命令，功率控制命令分3個(gè)狀態(tài)：增加功率、降低功率、保持功率。一次增減功率的步長(zhǎng)一般為1 db。2外環(huán)功率控制外環(huán)功率控制是慢速閉環(huán)功率控制，一般在一個(gè)tti（10 ms、20 ms、40 ms、80 ms）的量級(jí)。外環(huán)功率控制是在物理層之上的功率控制，通過(guò)crc檢驗(yàn)是否出錯(cuò)，統(tǒng)計(jì)接收的數(shù)據(jù)誤塊率bler（對(duì)應(yīng)誤碼率ber），改變內(nèi)環(huán)功率控制的信噪比目標(biāo)值，使接收信號(hào)質(zhì)量滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求。3內(nèi)、外環(huán)功率控制的關(guān)系外環(huán)功率控制是慢變化的粗調(diào)節(jié)（rnc到node b）；內(nèi)環(huán)功率控制是快變化的細(xì)調(diào)節(jié)（node

12、b到ue）。為什么需要分內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制呢？原因是信噪比測(cè)量中，很難精確測(cè)量信噪比的絕對(duì)值。且信噪比與誤碼率（誤塊率）的關(guān)系隨環(huán)境的變化而變化，是非線性的。比如，在一種多徑的傳播環(huán)境時(shí)，要求百分之一的誤塊率，信噪比是5db，在另外一種多徑環(huán)境下，同樣要求百分之一的誤塊率，可能需要5.5db的信噪比。而業(yè)務(wù)質(zhì)量是主要由誤塊率確定的，是直接的關(guān)系，與信噪比是間接的關(guān)系。1.2.2.1 下行功率平衡在軟切換或宏分集的情況，一個(gè)ue可以和激活集中的所有小區(qū)進(jìn)行通信。在進(jìn)行下行內(nèi)環(huán)功控時(shí)ue給激活集中的小區(qū)發(fā)送同樣的tpc命令，但由于每條無(wú)線鏈路的傳播路徑不同，可能導(dǎo)致tpc命令傳送中出現(xiàn)誤碼

13、，使有的小區(qū)收到錯(cuò)誤的tpc命令，這樣就導(dǎo)致有的小區(qū)增加下行發(fā)射功率，而有的小區(qū)減少下行發(fā)射功率，從而出現(xiàn)了功率漂移。解決功率漂移的方法有：l增加dpcch的發(fā)射功率。l采用下行功率平衡。下行功率平衡的實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)專(zhuān)用測(cè)量報(bào)告得到各條鏈路上的專(zhuān)用tcp值，根據(jù)上報(bào)值計(jì)算得到所需要的dl reference power。然后通過(guò)信令“dl power control request”消息發(fā)送給node b。node b利用這個(gè)值，通過(guò)內(nèi)環(huán)功控算法完成鏈路平衡的效果。下行功率平衡的相關(guān)測(cè)量是專(zhuān)用tcp（發(fā)射碼功率）的測(cè)量：l測(cè)量上報(bào)方式：周期上報(bào)l測(cè)量相關(guān)：和業(yè)務(wù)相關(guān)1.2.2.2 壓縮模式功率

14、控制方法由于頻間、系統(tǒng)間切換時(shí)需要進(jìn)行測(cè)量，3gpp協(xié)議采用壓縮模式以產(chǎn)生傳輸間隔用于測(cè)量任務(wù)。3gpp r6最新協(xié)議規(guī)定有兩種壓縮方法：l擴(kuò)頻因子減半。l高層指定。擴(kuò)頻因子減半的方法，是通過(guò)把一個(gè)tti內(nèi)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特在除去傳輸間隔的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送出去（數(shù)據(jù)比特沒(méi)有丟失，是一種無(wú)損壓縮方法），也就是相當(dāng)于發(fā)送數(shù)據(jù)的速率提高了。要達(dá)到這樣的目的，就必須重新選擇適合于此種壓縮模式方法的時(shí)隙格式，時(shí)隙格式的改變使得導(dǎo)頻比特個(gè)數(shù)也發(fā)生了改變，因此功率控制必須考慮導(dǎo)頻比特的變化所帶來(lái)的影響。正是由于壓縮模式的一些特殊實(shí)現(xiàn)機(jī)制，使得壓縮模式的功率控制方法與正常模式的功率控制方法有很大的區(qū)別。而壓縮模式下采

15、用與正常模式不同的功率控制方法，其目的就是為了在傳輸間隔之后能盡快使sir逼近目標(biāo)sir.。壓縮模式功控包括外環(huán)、閉環(huán)以及控制部分和數(shù)據(jù)部分功率偏差的確定：1上行外環(huán)功率控制上行閉環(huán)功控過(guò)程中，node b測(cè)量dpcch信道上的sir，然后與目標(biāo)sir比較。為了體現(xiàn)dpcch信道上壓縮模式下傳輸間隔的存在對(duì)服務(wù)質(zhì)量的影響，需對(duì)目標(biāo)sir進(jìn)行調(diào)整，使得dpcch上的發(fā)射功率增加。由于正常模式的外環(huán)功率控制（目標(biāo)sir的調(diào)整）是放在rnc中的，而對(duì)于壓縮模式則不能及時(shí)的傳送目標(biāo)信干比的變化，因此壓縮模式下目標(biāo)sir的調(diào)整是在node b中進(jìn)行的。同時(shí)rnc繼續(xù)做正常模式下的外環(huán)功率控制，只是它所調(diào)

16、整的只是式（1-1）中的sirtarget。3gpp 25.214協(xié)議中規(guī)定從正常模式轉(zhuǎn)到壓縮模式進(jìn)行通信，其目標(biāo)信干比調(diào)整為：sircm_target = sirtarget+dsirpilot +dsir1_coding + dsir2_coding （1-1）其中：- sirtarget是正常模式下的目標(biāo)信干比。- dsir1_coding ，dsir2_coding是根據(jù)高層信令配置的參數(shù)。- dsirpilot= 10log10 (npilot,n/npilot,curr_frame)，npilot,curr_frame是當(dāng)前每個(gè)上行幀的導(dǎo)頻比特?cái)?shù)，npilot,n是正常模式下的上行

17、幀的導(dǎo)頻比特?cái)?shù)。2下行外環(huán)功率控制由于下行方向控制面數(shù)據(jù)和用戶面數(shù)據(jù)是時(shí)分復(fù)用在同一條物理信道上，因此對(duì)于下行閉環(huán)是測(cè)量dpch信道上的sir，而且sirtarget是直接與傳輸信道的blertarget對(duì)應(yīng)的，因此壓縮模式下sirtarget無(wú)需進(jìn)行調(diào)整，ue的rrc層繼續(xù)執(zhí)行正常模式下的外環(huán)功率控制方法。對(duì)于壓縮模式所產(chǎn)生的傳輸間隔所帶來(lái)的影響直接體現(xiàn)在閉環(huán)功控中。3上行內(nèi)環(huán)功率控制在壓縮模式下，內(nèi)環(huán)功控的原理與正常模式的相同，服務(wù)小區(qū)（激活集中的小區(qū)）估計(jì)接收到的上行dpch的信干比sirest，除下行發(fā)射間隙外，每個(gè)時(shí)隙根據(jù)以下規(guī)則產(chǎn)生并發(fā)送一個(gè)tpc命令：如果sirest >

18、sircm_target ，則tpc命令為“0”，如果 sirest < sircm_target ，則tpc命令為“1”，sircm_target為采用壓縮模式期間的sir目標(biāo)值。由于在下行壓縮幀中傳輸間隔的時(shí)隙內(nèi)不發(fā)送tpc命令，這時(shí)ue會(huì)在相應(yīng)的接收時(shí)隙將tpc_cmd置為0。由于壓縮模式下壓縮幀傳輸間隔的存在，使得其所用的時(shí)隙格式與正常模式的時(shí)隙格式是不相同的，因此壓縮模式和非壓縮模式下上行dpcch每個(gè)時(shí)隙的導(dǎo)頻個(gè)數(shù)可能不同，為了補(bǔ)償導(dǎo)頻符號(hào)總能量的變化，需要改變上行dpcch的發(fā)射功率。因此，在每個(gè)時(shí)隙的開(kāi)始，ue要計(jì)算功率調(diào)整量pilot。計(jì)算方法可參見(jiàn)協(xié)議ts25.214

19、。4下行內(nèi)環(huán)功率控制壓縮模式下ue內(nèi)環(huán)功率控制的動(dòng)作與正常模式相同。只是在壓縮幀的傳輸間隔，下行dpdch和dpcch都停止發(fā)送。具體見(jiàn)協(xié)議ts25.214規(guī)定。5下行控制部分和數(shù)據(jù)部分的功率偏差下行壓縮模式中，由于dpdch發(fā)射功率的調(diào)整比例與dpcch的調(diào)整比例是相同的，因此無(wú)需再改變po1、po2、po3的值，即下行控制部分和數(shù)據(jù)部分的功率偏差與正常模式相同。1.2.3 hsdpa相關(guān)的功率控制根據(jù)協(xié)議規(guī)定，rnc給node b分配hsdpa功率的方法有兩種：lrnc分配hsdpa的總功率，并通過(guò)physical shared channel reconfiguration reques

20、t消息通知node b；lrnc不分配hsdpa的總功率給node b，而是由node b實(shí)時(shí)地把dpch所剩下的功率資源分配到hs-pdsch+hs-scch上。基于上述的分配方式，可以給出下面三種hsdpa總功率的分配方法：1rnc固定分配方法：預(yù)先統(tǒng)計(jì)相應(yīng)地區(qū)的平均數(shù)據(jù)吞吐量，并預(yù)估需要配置hs-pdsch信道數(shù)目和相應(yīng)的功率資源（碼資源和功率資源要匹配），然后在omc配置hsdpa所占用功率的百分比。2rnc動(dòng)態(tài)分配方法：初始hs-pdsch and hs-scch total power由rnc依據(jù)omc分配，但是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，則根據(jù)實(shí)際情況對(duì)hs-pdsch and hs-sc

21、ch total power進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。3node b動(dòng)態(tài)使用方法：rnc不給node b配置hs-pdsch and hs-scch total power，由node b依據(jù)dpch所占用的功率情況給hsdpa分配合適的功率。對(duì)于方法2需要具體給出算法，下面簡(jiǎn)單描述rnc動(dòng)態(tài)功率分配算法：1基本原理rnc動(dòng)態(tài)分配方法，是指由后臺(tái)依據(jù)該小區(qū)所配置的hs-pdschhs-scch物理信道數(shù)目配置初始的hs-pdsch and hs-scch total power，但系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中前臺(tái)算法將依據(jù)下述的觸發(fā)條件和原理動(dòng)態(tài)調(diào)整hs-pdsch and hs-scch total power：l隨

22、著系統(tǒng)all non-hsdpa code power和使用hs-dsch用戶所占有的功率資源比例動(dòng)態(tài)調(diào)整hs-pdsch and hs-scch total power。l在hsdpa資源擁塞或者dpch資源擁塞時(shí)依據(jù)前臺(tái)算法動(dòng)態(tài)調(diào)整hs-pdsch and hs-scch total power以滿足需求。l負(fù)荷控制模塊在負(fù)荷過(guò)載情況下觸發(fā)減小hs-pdsch and hs-scch total power。基于上述情況，可觸發(fā)對(duì)hsdpa的功率動(dòng)態(tài)調(diào)整。2rnc動(dòng)態(tài)分配算法相關(guān)的測(cè)量在進(jìn)行hsdpa動(dòng)態(tài)功率控制時(shí)，主要用到以下測(cè)量值：lhs-dsch required power：對(duì)每個(gè)

23、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行報(bào)告，是一個(gè)優(yōu)先級(jí)所對(duì)應(yīng)的所有hs-dsch連接為了滿足保證速率所需要的最小發(fā)射功率，是一個(gè)優(yōu)先級(jí)的有保證速率的用戶發(fā)射功率測(cè)量量的總和（可用于接納和負(fù)荷控制）。lhs-dsch required power per ue weight：指示一個(gè)優(yōu)先級(jí)下的每個(gè)有保證速率的ue的發(fā)射功率在hs-dsch required power中所占的的比重（可用于負(fù)荷控制）。lhs-dsch provided bit rate：報(bào)告每個(gè)優(yōu)先級(jí)的用戶s在每個(gè)測(cè)量周期內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)總bit數(shù)（可用于負(fù)荷控制）。ltransmitted carrier power of all codes not us

24、ed for hs-pdsch or hs-scch transmission：指示除了hs-pdsch和hs-scch信道之外的物理信道所占用的發(fā)射功率。3hsdpa物理信道功率控制方法hsdpa物理信道功率控制參數(shù)包括：（1）各個(gè)物理信道功率控制參數(shù)配置：初始值的配置。（2）各個(gè)物理信道功率控制參數(shù)更新：lhs-pdsch measuement power offset的更新：ue服務(wù)小區(qū)的改變觸發(fā)hs-pdsch measuement power offset的更新。lhs-scch power offset的更新：a dpch上所承載的業(yè)務(wù)發(fā)生變化觸發(fā)hs-scch power off

25、set的更新；b active set size的改變觸發(fā)hs-scch power offset的更新。lhs-dpcch的功率偏差的動(dòng)態(tài)更新：node b依據(jù)無(wú)線信道質(zhì)量動(dòng)態(tài)調(diào)整和上行hs-dpcch相關(guān)的功率控制參數(shù)：cqi power offset、ack power offset、nack power offset（cqi feedback cycle k、cqi repetition factor、ack-nack repetition factor），并通過(guò)“radio link parameter update indication”消息通知rnc，然后由rnc通知ue。1.3

26、 rake接收在cdma系統(tǒng)中，信道帶寬遠(yuǎn)大于信道的平坦衰落寬度。采用傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)需要用均衡器來(lái)消除符號(hào)間的干擾，而在采用cdma技術(shù)的系統(tǒng)中，在無(wú)線信道傳輸中出現(xiàn)的時(shí)延擴(kuò)展，可以被認(rèn)為是信號(hào)的再次傳輸，如果這些多徑信號(hào)相互間的時(shí)延超過(guò)了一個(gè)碼片的寬度，那么，他們將被cdma接收機(jī)看作是非相關(guān)的噪聲，而不再需要均衡了。擴(kuò)頻信號(hào)非常適應(yīng)多徑信道傳輸。在多徑信道中，傳輸信號(hào)被障礙物如建筑物和山等反射，接收機(jī)就會(huì)接收到多個(gè)不同時(shí)延的碼片信號(hào)。如果碼片信號(hào)之間的時(shí)延超過(guò)一個(gè)碼片，接收機(jī)就可以分別對(duì)它們進(jìn)行解調(diào)。實(shí)際上，從每一個(gè)多徑信號(hào)的角度看，其他多徑信號(hào)都是干擾，并被處理增益抑制，但是，對(duì)于rak

27、e接收機(jī)則可以對(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行分別處理合成而獲得。因此，cdma的信號(hào)很容易實(shí)現(xiàn)多路分集。從頻率范圍看，傳輸信號(hào)的帶寬大于信號(hào)相關(guān)帶寬，并且信號(hào)頻率是可選擇的（例如，僅僅信號(hào)的一部分受到衰落的影響）。圖1.31 多徑傳播導(dǎo)致的多經(jīng)延遲由于在多徑信號(hào)中含有可以利用的信息，所以cdma接收機(jī)可以通過(guò)合并多徑信號(hào)來(lái)改善接收信號(hào)的信噪比。rake接收機(jī)就是通過(guò)多個(gè)相關(guān)檢測(cè)器接收多徑信號(hào)中各路信號(hào)，并把它們合并在一起。rake接收機(jī)包含多個(gè)相關(guān)器，每個(gè)相關(guān)器接收一個(gè)多路信號(hào)，在相關(guān)器進(jìn)行去擴(kuò)展，信號(hào)進(jìn)行合成。在擴(kuò)頻和調(diào)制后，信號(hào)被發(fā)送，每個(gè)信道具有不同的時(shí)延和衰落因子，每個(gè)對(duì)應(yīng)不同的傳播環(huán)境。經(jīng)過(guò)多徑信道

28、傳輸，rake接收機(jī)利用相關(guān)器檢測(cè)出多徑信號(hào)中最強(qiáng)的m個(gè)支路信號(hào)，然后對(duì)每個(gè)rake支路的輸出進(jìn)行加權(quán)合并，以提供優(yōu)于單路信號(hào)的接收信噪比，然后再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行判決。圖 1.32 rake接收機(jī)的工作原理假設(shè)rake 接收機(jī)有m 個(gè)支路其輸出分別為z1、 z2、. zm，對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子分別為a1、a2 、. am，加權(quán)因子可以根據(jù)各支路的輸出功率或信噪比決定。各支路加權(quán)后信號(hào)的合并可以根據(jù)實(shí)際情況采取不同的方法進(jìn)行合并。在接收端，將m條相互獨(dú)立的支路進(jìn)行合并后，可以得到分集增益。對(duì)于具體的合并技術(shù)來(lái)說(shuō)，通常有三類(lèi)，即選擇性（selection diversity）、最大比合并（maximal

29、ratio combining）和等增益合并（equal gain combining）。選擇性合并所有的接收信號(hào)送入選擇邏輯，選擇邏輯從所有接收信號(hào)中選擇具有最高基帶信噪比的基帶信號(hào)作為輸出。最大比合并這種方法是對(duì)m路信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，再進(jìn)行同相合并。最大比合并的輸出信噪比等于各路信噪比之和。所以，即使各路信號(hào)都很差，以至于沒(méi)有一路信號(hào)可以被單獨(dú)解調(diào)時(shí)，最大比方法仍能合成出一個(gè)達(dá)到解調(diào)所需信噪比要求的信號(hào)，在所有已知的線性分集合并方法中，這種方法的抗衰落性是最佳的。等增益合并在某些情況下，在最大比合并的需要產(chǎn)生可變的加權(quán)因子并不方便，因而，出現(xiàn)了等增益合并方法。這種方法也是把各支路信號(hào)進(jìn)行同相后

30、再相加，只不過(guò)加權(quán)時(shí)各路的加權(quán)因子相同。這樣，接收機(jī)仍然可以利用同時(shí)接收到的各路信號(hào)，并且，接收機(jī)從大量不能夠正確解調(diào)的信號(hào)中合成一個(gè)可以正確解調(diào)信號(hào)的概率仍很大，其性能只比最大比合并略差，但比選擇性分集好不少。圖 1.33 rake接收機(jī)框圖帶ddl的相關(guān)器是一個(gè)遲早門(mén)的鎖相環(huán)。它由兩個(gè)相關(guān)器（早和晚）組成，和解調(diào)相關(guān)分別相差正負(fù)1/2（或1/4）個(gè)碼片。遲早門(mén)的相關(guān)結(jié)果相減可以用于調(diào)整碼相位，延遲環(huán)路的性能取決與環(huán)路帶寬。延遲估計(jì)的作用是通過(guò)匹配濾波器獲取不同時(shí)間延遲位置上的信號(hào)能量分布，識(shí)別具有較大能量的多徑位置，并將它們的時(shí)間量分配到rake接收機(jī)的不同接收徑上。由于信道中快速衰落和噪

31、聲的影響，實(shí)際接收的各徑的相位與原來(lái)發(fā)射信號(hào)的相位由很大的變化，因此在合并以前要按照信道估計(jì)的結(jié)果進(jìn)行相位的旋轉(zhuǎn)，實(shí)際的cdma系統(tǒng)中的信道估計(jì)是根據(jù)發(fā)射信號(hào)中攜帶的導(dǎo)頻符號(hào)完成的。rake接收就是完成多徑分離合并功能。與is-95 a的不同之處是，wcdma具有高3倍的多徑分辨能力。另外在wcdma系統(tǒng)中，可以利用用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信息，在反向鏈路進(jìn)行相干合并，wcdma理論分析顯示，若在反向鏈路采用8個(gè)徑的rake接收，75%以上的信號(hào)能量將被利用。rake接收對(duì)于多址干擾的抑制能力取決于不同用戶特征碼之間的互相關(guān)性。1.4 多用戶檢測(cè)多用戶檢測(cè)技術(shù)（mud）是通過(guò)去除小區(qū)內(nèi)干擾來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)性能

32、，增加系統(tǒng)容量。多用戶檢測(cè)技術(shù)還能有效緩解直擴(kuò)cdma系統(tǒng)中的遠(yuǎn)/近效應(yīng)。由于信道的非正交性和不同用戶的擴(kuò)頻碼字的非正交性，導(dǎo)致用戶間存在相互干擾，多用戶檢測(cè)的作用就是去除多用戶之間的相互干擾。一般而言，對(duì)于上行的多用戶檢測(cè)，只能去除小區(qū)內(nèi)各用戶之間的干擾，而小區(qū)間的干擾由于缺乏必要的信息（比如相鄰小區(qū)的用戶情況），是難以消除的。對(duì)于下行的多用戶檢測(cè)，只能去除公共信道（比如導(dǎo)頻、廣播信道等）的干擾。以?xún)捎脩舻那闆r為例，在信道和擴(kuò)頻碼字完全正交的情況下，兩個(gè)bpsk用戶s1和s2的星座圖是左邊的情況。而經(jīng)過(guò)非正交信道和非正交的擴(kuò)頻碼字后的星座圖是右邊的情況。此時(shí)多用戶檢測(cè)的作用就是去除兩個(gè)用戶信

33、號(hào)間的相互干擾，他們分別向坐標(biāo)線s1和s2投影，得到去除第二用戶干擾后的信號(hào)向量。此時(shí)，通過(guò)多用戶檢測(cè)算法，判決的分界線也重新定義了。在這種新的分界線上，顯然可以到達(dá)更好的判決效果。圖 1.41 多用戶檢測(cè)的效果按照上面的解釋?zhuān)嘤脩魴z測(cè)的系統(tǒng)模型可以用圖 1.42來(lái)表示：每個(gè)用戶發(fā)射數(shù)據(jù)比特b1，b2，bn，通過(guò)擴(kuò)頻碼字進(jìn)行頻率擴(kuò)展，在空中經(jīng)過(guò)非正交的衰落信道，并加入噪聲n(t)，接收端接收的用戶信號(hào)與同步的擴(kuò)頻碼字相關(guān)，相關(guān)由乘法器和積分清洗器組成，解擴(kuò)后的結(jié)果通過(guò)多用戶檢測(cè)的算法去除用戶之間的干擾，得到用戶的信號(hào)估計(jì)值，。從上圖可以看到，多用戶檢測(cè)的性能取決于相關(guān)器的同步擴(kuò)頻碼字跟蹤、各

34、個(gè)用戶信號(hào)的檢測(cè)性能，相對(duì)能量的大小，信道估計(jì)的準(zhǔn)確性等傳統(tǒng)接收機(jī)的性能。圖 1.42 多用戶檢測(cè)的系統(tǒng)模型從上行多用戶檢測(cè)來(lái)看，由于只能去除小區(qū)內(nèi)干擾，假定小區(qū)間干擾的能占據(jù)了小區(qū)內(nèi)干擾能量的f倍，那么去除小區(qū)內(nèi)用戶干擾，容量的增加是（1+f）/f。按照傳播功率隨距離4次冪線性衰減，小區(qū)間的干擾是小區(qū)內(nèi)干擾的55%。因此在理想情況下，多用戶檢測(cè)提高減少干擾2.8倍。但是實(shí)際情況下，多用戶檢測(cè)的有效性還不到100%，多用戶檢測(cè)的有效性取決于檢測(cè)方法，和一些傳統(tǒng)接收機(jī)估計(jì)精度，同時(shí)還受到小區(qū)內(nèi)用戶業(yè)務(wù)模型的影響。例如，在小區(qū)內(nèi)如果有一些高速數(shù)據(jù)用戶，那么采用干擾消除的多用戶檢測(cè)方法去掉這些高速數(shù)

35、據(jù)用戶對(duì)其他用戶的較大的干擾功率，顯然能夠比較有效的提高系統(tǒng)的容量。多用戶檢測(cè)的想法最早在1979年由schneider提出，1983年kohno et.al.發(fā)表了基于干擾消除算法的接收器的研究成果。1984年verdu提出和分析了最優(yōu)多用戶檢測(cè)器和最大序列檢測(cè)器，但由于其實(shí)際實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。大家轉(zhuǎn)而研究次優(yōu)的多用戶檢測(cè)器。比較典型的多用戶檢測(cè)算法有線性解相關(guān)算法和干擾抵消算法。線性解相關(guān)算法通過(guò)估計(jì)用戶之間的相關(guān)矩陣同時(shí)檢測(cè)多個(gè)用戶的信息，干擾抵消算法則先將干擾信號(hào)扣除掉，再進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。多用戶檢測(cè)可以提高系統(tǒng)的容量，克服遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響。但關(guān)于多用戶檢測(cè)需要考慮：（1） 多用戶檢測(cè)算法運(yùn)算復(fù)

36、雜，實(shí)現(xiàn)比較困難。（2） 多用戶檢測(cè)僅可用于改善上行鏈路的性能，只適合在基站使用。（3） 多用戶檢測(cè)無(wú)法克服小區(qū)外干擾。（4） 適用于wcdma的多用戶檢測(cè)算法較少。就wcdma上行多用戶檢測(cè)而言，目前最有可能實(shí)用化的技術(shù)就是并行的干擾消除，因?yàn)樗枰馁Y源相對(duì)比較少，僅僅是傳統(tǒng)接收機(jī)的3-5倍。而數(shù)據(jù)通路的延遲也相對(duì)比較小。wcdma下行的多用戶檢測(cè)技術(shù)則主要集中在消除下行公共導(dǎo)頻、共享信道和廣播信道的干擾，以及消除同頻相鄰基站的公共信道的干擾方面。今后多用戶檢測(cè)努力的方向是降低復(fù)雜度和針對(duì)wcdma系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.5 智能天線智能天線技術(shù)的基本原理是使用自適應(yīng)天線陣列系統(tǒng)，優(yōu)化空中無(wú)線接

37、口的容量，從而擴(kuò)大基站覆蓋范圍，提高信號(hào)質(zhì)量。傳統(tǒng)的基站以全向方式發(fā)射信號(hào)（這里的“全向”指向所有用戶發(fā)射信號(hào)），這樣原始射頻信號(hào)的能量只有很少一部分能夠到達(dá)所要尋找的用戶，信號(hào)的大部分能量都浪費(fèi)了。更糟糕的是，這些能量會(huì)對(duì)其他用戶形成干擾，減弱其他用戶的信號(hào)質(zhì)量。當(dāng)用戶數(shù)量增加，用戶間的干擾也會(huì)增加，信干比不斷劣化。在這種情況下，單純提高信號(hào)的發(fā)射功率會(huì)得到事與愿違的結(jié)果，因?yàn)榘l(fā)射功率增高的同時(shí)相應(yīng)的干擾也增加了。那么，是否能夠?qū)l(fā)射功率的能量盡可能地集中發(fā)射到所要尋找的用戶呢？自適應(yīng)天線陣列系統(tǒng)就是一個(gè)選擇。通常自適應(yīng)天線陣列系統(tǒng)包含48個(gè)天線，利用無(wú)線資源管理算法控制發(fā)射射頻信號(hào)能量，動(dòng)

38、態(tài)地集中發(fā)射給所要尋找的用戶，同時(shí)避免射頻信號(hào)干擾網(wǎng)絡(luò)中的其他用戶，這樣就大大提高了信干比。傳統(tǒng)天線的方向圖如圖1.51所示，給某個(gè)用戶的信號(hào)在小區(qū)內(nèi)全向發(fā)射，能量大部分都浪費(fèi)了，而且對(duì)其他用戶產(chǎn)生了干擾。圖1.51 傳統(tǒng)天線方向圖智能天線沒(méi)有固定的方向圖，給某個(gè)用戶的信號(hào)能量基本都集中發(fā)送給了這個(gè)用戶，如圖1.52所示。這樣大大節(jié)約了能量而且大大減少了對(duì)其他用戶的干擾。圖1.52 智能天線方向圖從目前商用化的情況看，智能天線可分為兩類(lèi)即外掛式和內(nèi)嵌式。前者如metawave的方法，后者如arraycomm的方法，在開(kāi)發(fā)全新的wcdma基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，需要采用內(nèi)嵌式的方法，以便充分利用智能天線帶來(lái)

39、的全部?jī)?yōu)越性，包括： 1增大通信距離，提供更大范圍的覆蓋，可以實(shí)現(xiàn)特殊需求的覆蓋。2增加系統(tǒng)通信容量。3與其它技術(shù)結(jié)合，提供無(wú)線電定位，提供新的電信業(yè)務(wù)。4改善通信質(zhì)量，降低誤碼率。1.6 分集技術(shù)無(wú)線信道是隨機(jī)時(shí)變信道，其中的衰落特性會(huì)降低通信系統(tǒng)的性能。為了對(duì)抗衰落，可以采用多種措施，比如信道編解碼技術(shù)，抗衰落接收技術(shù)或者擴(kuò)頻技術(shù)。分集接收技術(shù)被認(rèn)為是明顯有效而且經(jīng)濟(jì)的抗衰落技術(shù)。我們知道，無(wú)線信道中接收的信號(hào)是到達(dá)接收機(jī)的多徑分量的合成。如果在接收端同時(shí)獲得幾個(gè)不同路徑的信號(hào)，將這些信號(hào)適當(dāng)合并成總的接收信號(hào)，就能夠大大減少衰落的影響。這就是分集的基本思路。分集的字面含義就是分散得到幾個(gè)

40、合成信號(hào)并集中（合并）這些信號(hào)。只要幾個(gè)信號(hào)之間是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，那么經(jīng)適當(dāng)合并后就能是系統(tǒng)性能大為改善?；ハ嗒?dú)立或者基本獨(dú)立的一些接收信號(hào)，一般可以利用不同路徑或者不同頻率、不同角度、不同極化等接收手段來(lái)獲取：1. 空間分集：在接收或者發(fā)射端架設(shè)幾副天線，各天線的位置間要求有足夠的間距（一般在10個(gè)信號(hào)波長(zhǎng)以上），以保證各天線上發(fā)射或者獲得的信號(hào)基本相互獨(dú)立。如圖所示就是一個(gè)雙天線發(fā)射分集的提高接收信號(hào)質(zhì)量的例子，通過(guò)雙天線發(fā)射分集，增加了接收機(jī)獲得的獨(dú)立接收路徑，取得了合并增益：2. 頻率分集：用多個(gè)不同的載頻傳送同樣的信息，如果各載頻的頻差間隔比較遠(yuǎn)，其頻差超過(guò)信道相關(guān)帶寬，則各載頻傳輸?shù)男?/p>

41、號(hào)也相互不相關(guān)。3. 角度分集：利用天線波束指向不同使信號(hào)不相關(guān)的原理構(gòu)成的一種分集方法。例如，在微波面天線上設(shè)置若干個(gè)照射器，產(chǎn)生相關(guān)性很小的幾個(gè)波束。4. 極化分集：分別接收水平極化和垂直極化波形成的分集方法。圖 1.61 正交發(fā)射分集的原理圖 1.61所示為正交發(fā)射分集的原理，圖中兩個(gè)天線的發(fā)射數(shù)據(jù)是不同的，天線1發(fā)射的偶數(shù)位置上的數(shù)據(jù)，天線2發(fā)射的是奇數(shù)位置上的數(shù)據(jù)，利用兩個(gè)天線上發(fā)射數(shù)據(jù)的不相關(guān)性，通過(guò)不同天線路徑到達(dá)接收機(jī)天線的數(shù)據(jù)具備了相應(yīng)的分集作用，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡墓β?。同時(shí)由于發(fā)射天線上單天線發(fā)射數(shù)據(jù)的比特率降低，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃栽黾?。因此發(fā)射天線分集可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

42、傳輸速率。其他的分集方法還有時(shí)間分集，是利用不同時(shí)間上傳播的信號(hào)的不相關(guān)性進(jìn)行合并。分集方法相互是不排斥的，實(shí)際使用中可以組合。圖 1.62 不同合并方式的增益比較分集信號(hào)的合并可以采用不同的方法：1最佳選?。簭膸讉€(gè)分散信號(hào)中選取信噪比最好的一個(gè)作為接收信號(hào)。2等增益相加：將幾個(gè)分散信號(hào)以相同的支路增益進(jìn)行直接相加，相加后的信號(hào)作為接收信號(hào)。3最大比值相加：控制各合并支路增益，使它們分別與本支路的信噪比成正比，然后再相加獲得接收信號(hào)。上面方法的對(duì)合并后的信噪比（r）的改善（分集增益）各不相同，但總的說(shuō)來(lái)，分集接收方法對(duì)無(wú)線信道接收效果的改善非常明顯的。圖 1.62中給出了不同合并方法的接收效果

43、改善情況，可以看出當(dāng)分集數(shù)k較大時(shí)，選擇合并的改善效果比較差，而等增益合并和最大比值合并的效果相差不大，僅僅在1db左右。發(fā)射分集技術(shù)是在接收分集技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的。它使用多個(gè)獨(dú)立的天線或相關(guān)天線陣列，通過(guò)非相關(guān)衰減信道發(fā)射相同的信息以實(shí)現(xiàn)空間分集增益，這種增益主要通過(guò)在位置或極化方向上分離天線而獲得。在wcdma系統(tǒng)中，利用雙極化天線可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射極化分集。49第2章 wcdma無(wú)線資源管理& 知識(shí)點(diǎn)l切換技術(shù)l碼資源管理l接納控制l負(fù)荷控制2.1 切換2.1.1 切換概述蜂窩結(jié)構(gòu)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域時(shí)，為保持移動(dòng)用電話不中斷通信需要進(jìn)行的無(wú)線資源再分配

44、稱(chēng)為切換。根據(jù)切換發(fā)生時(shí)移動(dòng)臺(tái)與源基站和目標(biāo)基站連接的不同，切換可分為以下主要類(lèi)型：硬切換、軟切換和更軟切換。硬切換是當(dāng)呼叫從一個(gè)小區(qū)交換到另一個(gè)小區(qū)或者從一個(gè)載波交換到另一個(gè)載波時(shí)發(fā)生，它是一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)業(yè)務(wù)信道可用時(shí)發(fā)生的切換。硬切換采取的是連接之前先斷開(kāi)的方式。在與新的業(yè)務(wù)信道建立連接之前先斷開(kāi)與舊的業(yè)務(wù)信道的連接。切換過(guò)程中，移動(dòng)用戶僅與新舊基站其中一個(gè)連通，從一個(gè)基站切換到另一個(gè)基站過(guò)程中，通信鏈路有短暫的中斷時(shí)間。軟切換則在載波頻率相同的基站覆蓋小區(qū)之間的信道切換。切換過(guò)程中，移動(dòng)用戶可能同時(shí)與兩個(gè)基站進(jìn)行通信，從一個(gè)基站到另一個(gè)基站的切換過(guò)程中，沒(méi)有通信中斷的現(xiàn)象。軟切換是一種

45、狀態(tài)，由多個(gè)基站同時(shí)支持一個(gè)呼叫。更軟切換是在同一小區(qū)的扇區(qū)間發(fā)生的軟切換。硬切換事件必然是短暫的；相反，移動(dòng)臺(tái)經(jīng)常在相當(dāng)長(zhǎng)的呼叫時(shí)間內(nèi)處于軟切換狀態(tài)。在所有接入技術(shù)中都有硬切換（例如amps、tacs、gsm和cdma），而軟切換是cdma所特有的。與gsm的硬切換相比，軟切換是cdma系統(tǒng)的技術(shù)特色，提高了切換的成功率。但在實(shí)際的cdma網(wǎng)絡(luò)中，硬切換也是不可避免的。只要將硬切換保持一定的比例，并將其分布在話務(wù)量小的區(qū)域，并不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響。2.1.1.1 軟切換1基本原理軟切換是指在載波頻率相同的小區(qū)之間的一種切換。當(dāng)ue開(kāi)始與一個(gè)新的小區(qū)建立聯(lián)系時(shí)并不中斷與原小區(qū)的聯(lián)系。在軟

46、切換狀態(tài)下，ue與多于一個(gè)小區(qū)建立無(wú)線鏈路。2基本概念（1）激活集（active set）：是指與ue存在連接關(guān)系的小區(qū)集合，用戶信息從這些小區(qū)發(fā)射。（2）監(jiān)測(cè)集（monitor set）：不在激活集中，但是根據(jù)utran分配的相鄰節(jié)點(diǎn)列表而被ue監(jiān)測(cè)的小區(qū)集合。（3）檢測(cè)集（detected set）：既不在激活集中，也不在監(jiān)測(cè)集中的小區(qū)集合。3軟切換的分類(lèi)軟切換分為以下三種：（1）同一node b下的不同扇區(qū)間的軟切換，通常稱(chēng)為更軟切換。（2）同一rnc下不同node b之間的切換。（3）同一msc下不同rnc之間的切換。4軟切換判決事件（1）event1a：有小區(qū)進(jìn)入報(bào)告范圍。（2）ev

47、ent1b：有小區(qū)離開(kāi)報(bào)告范圍。（3）event1c：有小區(qū)的信號(hào)優(yōu)于激活集最差小區(qū)。（4）event1d：最優(yōu)小區(qū)改變。（5）event1e：有小區(qū)的信號(hào)好于某一絕對(duì)門(mén)限值。（6）event1f：有小區(qū)的信號(hào)差于某一絕對(duì)門(mén)限值。事件報(bào)告的方式有兩種：事件觸發(fā)與周期性觸發(fā)。5軟切換過(guò)程軟切換過(guò)程總體來(lái)講，共有三步：（1）測(cè)量rnc向ue發(fā)送測(cè)量控制消息，其中包括測(cè)量結(jié)果上報(bào)方式、測(cè)量對(duì)象、測(cè)量物理量、上報(bào)物理量和一些控制參數(shù)。ue按照要求測(cè)量，并上報(bào)測(cè)量結(jié)果。一般測(cè)量的量為公共導(dǎo)頻的ec/no。（2）判決rnc根據(jù)測(cè)量的結(jié)果對(duì)不同的小區(qū)分別進(jìn)行存儲(chǔ)，按照事件判決方法進(jìn)行初始判決，對(duì)于事件的處理

48、如下：當(dāng)有1a事件上報(bào)時(shí)，在目標(biāo)小區(qū)能夠接納的情況下，發(fā)送激活集更新命令，將其加入激活集小區(qū)。當(dāng)有1b事件上報(bào)時(shí)，發(fā)送激活集更新命令，將觸發(fā)1b的小區(qū)刪除出激活集。當(dāng)有1c事件上報(bào)時(shí)，在目標(biāo)小區(qū)能夠接納的情況下，向ue發(fā)送激活集更新命令，將發(fā)生激活集小區(qū)的替代。當(dāng)有1d事件上報(bào)時(shí)，如果該小區(qū)不在激活集小區(qū)中，則將目標(biāo)小區(qū)在能夠接納的情況下，發(fā)送激活集更新命令，將其加入至激活集小區(qū)。（3）執(zhí)行rnc向ue發(fā)送激活集更新的命令，ue進(jìn)行切換。2.1.1.2 硬切換1基本原理硬切換是指ue與原小區(qū)的無(wú)線鏈路斷開(kāi)后，才與新小區(qū)建立聯(lián)系。在硬切換的過(guò)程中任何時(shí)刻都只有一條無(wú)線鏈路。2分類(lèi)硬切換可以分為以

49、下四種：（1）同頻的硬切換。（2）頻間的硬切換。（3）系統(tǒng)間的硬切換（指與gsm、gprs間的切換）。（4）模式間的硬切換（指與tdd模式間的切換）。3硬切換判決事件（1）event2a：最佳載頻發(fā)生變化（即有非當(dāng)前載頻信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前載頻的信號(hào)質(zhì)量）。（2）event2b：當(dāng)前使用載頻的信號(hào)質(zhì)量低于一門(mén)限值，并且有一個(gè)未使用頻率的估計(jì)質(zhì)量高于一門(mén)限值。（3）event2c：某個(gè)未使用載頻信號(hào)質(zhì)量高于某一門(mén)限值。（4）event2d：當(dāng)前載頻的信號(hào)質(zhì)量低于某個(gè)門(mén)限值。（5）event2e：某個(gè)非當(dāng)前載頻的信號(hào)質(zhì)量低于某個(gè)門(mén)限值。（6）event2f：當(dāng)前載頻的信號(hào)質(zhì)量評(píng)估高于某個(gè)門(mén)限值。4硬切

50、換過(guò)程基本上也是分為測(cè)量、判決、執(zhí)行三個(gè)步驟。判決依據(jù)的事件如下：當(dāng)有2a事件上報(bào)時(shí)，則將在虛擬激活集小區(qū)都能夠接納的情況下，發(fā)送重配置命令，將改變ue的使用頻點(diǎn)，并重新發(fā)送測(cè)量控制命令。當(dāng)有2d事件上報(bào)時(shí)，則將打開(kāi)壓縮模式進(jìn)行頻間事件2a和2f的測(cè)量。當(dāng)有2f事件上報(bào)時(shí)，則將關(guān)閉壓縮模式停止進(jìn)行事件2a的測(cè)量，改為對(duì)事件2d的測(cè)量。當(dāng)有3a或3c事件上報(bào)時(shí)，則將ue切至異系統(tǒng)小區(qū)。當(dāng)進(jìn)行頻間和系統(tǒng)間測(cè)量時(shí)，一般采用壓縮模式，在發(fā)送、接收過(guò)程中會(huì)有短暫幾個(gè)毫秒的間斷，用來(lái)進(jìn)行對(duì)其他頻率的測(cè)量；這樣做并不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，而是將數(shù)據(jù)在時(shí)域上壓縮。2.1.1.3 與切換相關(guān)的事件總結(jié)3gpp ts 25

51、.331中定義的與切換相關(guān)的事件如下：l頻內(nèi)軟切換相關(guān)事件：1a1f測(cè)量量一般為導(dǎo)頻信道的ec/n0，用于反映某小區(qū)質(zhì)量的好壞。3gpp定義了一系列的頻內(nèi)測(cè)量事件，在滿足定義的條件時(shí)ue會(huì)上報(bào)對(duì)應(yīng)的事件：事件解釋1a事件目標(biāo)小區(qū)質(zhì)量變好，進(jìn)入相對(duì)激活集質(zhì)量的一個(gè)報(bào)告范圍。1b事件目標(biāo)小區(qū)質(zhì)量變差，離開(kāi)相對(duì)激活集質(zhì)量的一個(gè)報(bào)告范圍。1c事件一個(gè)非激活集小區(qū)質(zhì)量好于某個(gè)激活集小區(qū)質(zhì)量。1d事件最好小區(qū)發(fā)生變化。1e事件目標(biāo)小區(qū)質(zhì)量變好，高于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。1f事件目標(biāo)小區(qū)質(zhì)量變好，低于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。l頻間硬切換相關(guān)事件：2a2f測(cè)量量一般用ec/n0，通過(guò)對(duì)不同頻點(diǎn)小區(qū)的測(cè)量而最后反映出載頻質(zhì)量的好

52、壞。在滿足定義的條件時(shí)ue會(huì)上報(bào)對(duì)應(yīng)的事件：事件解釋2a事件最好頻點(diǎn)發(fā)生改變。2b事件當(dāng)前工作載頻低于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限且非工作載頻高于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。2c事件非工作載頻質(zhì)量高于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。2d事件工作載頻質(zhì)量低于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。2e事件非工作載頻質(zhì)量低于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。2f事件工作載頻質(zhì)量高于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。l系統(tǒng)間切換相關(guān)事件：3a3d對(duì)于gsm系統(tǒng)，測(cè)量量為rssi。在滿足定義的條件時(shí)ue會(huì)上報(bào)對(duì)應(yīng)的事件：事件解釋3a事件utran工作載頻的質(zhì)量低于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限且其他無(wú)線系統(tǒng)的質(zhì)量高于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。3b事件其他無(wú)線系統(tǒng)的質(zhì)量低于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。3c事件其他無(wú)線系統(tǒng)的質(zhì)量高于一個(gè)絕對(duì)門(mén)限。3d事件其他系

53、統(tǒng)的最好小區(qū)發(fā)生改變。2.1.1.4 切換舉例以軟切換為例。如圖2.11所示：1一開(kāi)始的時(shí)候，只有cell 1在ue的激活集中，而cell 2和cell 3的導(dǎo)頻在ue的監(jiān)測(cè)集中。激活集cell 12隨著ue位置的改變（靠近c(diǎn)ell 2和cell 3），cell 2導(dǎo)頻的ec/i0逐漸增強(qiáng)，超過(guò)了設(shè)置的“reporting range”門(mén)限。為了避免信號(hào)的突變引起過(guò)多的切換過(guò)程，所以u(píng)e等待一定的時(shí)間t，如果t時(shí)間后cell 2導(dǎo)頻的ec/i0仍超過(guò)了設(shè)置的“reporting range”門(mén)限，則向rnc報(bào)告event 1a（一個(gè)主導(dǎo)頻進(jìn)入報(bào)告范圍）事件。rnc可以將cell 2加入到ue的

54、激活集中。激活集cell 1，cell 23隨著ue位置的改變，cell 3導(dǎo)頻的ec/i0已經(jīng)超過(guò)了cell 1的ec/i0，但由于ue的激活集為2，而cell 2導(dǎo)頻的ec/i0此時(shí)又優(yōu)于cell 1，所以，ue向rnc報(bào)告event 1c事件（一個(gè)非激活集中的主導(dǎo)頻信號(hào)優(yōu)于激活集中的導(dǎo)頻信號(hào)）。rnc可以根據(jù)判決算法將cell 3替換掉激活集中的cell 1。激活集cell 2，cell 34隨著ue位置的改變，cell 3導(dǎo)頻的ec/i0此時(shí)比激活集中的最優(yōu)小區(qū)cell 2導(dǎo)頻要差，且到達(dá)了報(bào)告范圍，ue向rnc報(bào)告event 1b事件（一個(gè)主導(dǎo)頻離開(kāi)報(bào)告范圍）。rnc可以根據(jù)判決算法

55、刪除ue與cell 3之間的無(wú)線鏈路。激活集cell 2圖2.11 軟切換舉例2.1.2 切換算法切換算法本質(zhì)上是一個(gè)多輸入多輸出的系統(tǒng)，如圖2.12所示。依據(jù)不同的觸發(fā)原因，經(jīng)過(guò)判決后產(chǎn)生不同的行為。后面章節(jié)則按照不同的觸發(fā)原因?qū)η袚Q算法進(jìn)行說(shuō)明。圖2.12 切換判決算法判決路徑從圖2.12可以看出，切換判決算法內(nèi)部分支較多，同時(shí)多輸入可能會(huì)導(dǎo)致切換判決的并行處理，增加了判決的復(fù)雜性，所以必須采用某種措施對(duì)算法進(jìn)行簡(jiǎn)化。從算法的輸入分析，負(fù)荷控制觸發(fā)的切換主要是保證系統(tǒng)的安全，其優(yōu)先級(jí)應(yīng)該最高；覆蓋/質(zhì)量原因?qū)е碌那袚Q是為了保證用戶的服務(wù)質(zhì)量，優(yōu)先級(jí)次之；負(fù)荷均衡以及移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度觸發(fā)的切換

56、目的都是為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)先級(jí)分別為再次之和最低。如果規(guī)定高優(yōu)先級(jí)切換進(jìn)行過(guò)程中屏蔽低優(yōu)先級(jí)切換，而低優(yōu)先級(jí)切換進(jìn)行過(guò)程中可由高優(yōu)先級(jí)切換中止并搶占，就可以將并發(fā)的切換判決串行化，大大降低了切換判決算法的復(fù)雜性。u 說(shuō)明切換進(jìn)行過(guò)程指等待測(cè)量報(bào)告的過(guò)程，即除測(cè)量報(bào)告外其他切換條件都已滿足，只需要得到滿足切換條件的測(cè)量值及可切換。2.1.3 基于負(fù)荷控制原因觸發(fā)的切換根據(jù)node b的公共測(cè)量報(bào)告，如果上報(bào)的rtwp或tcp超過(guò)了預(yù)設(shè)的上行或下行門(mén)限，則負(fù)荷控制模塊會(huì)啟動(dòng)，將一部分用戶切到同頻、異頻或異系統(tǒng)鄰區(qū)以降低系統(tǒng)的負(fù)荷，保證系統(tǒng)的安全。2.1.3.1 軟切換當(dāng)某小區(qū)的負(fù)荷超過(guò)了負(fù)荷控制門(mén)限，則觸發(fā)基于負(fù)荷控制的切換。系統(tǒng)首先選擇在該小區(qū)中處于宏分集狀態(tài)的用戶，按照用戶和業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)從低到高排序，從這個(gè)隊(duì)列中選擇級(jí)別最低的用戶，分批次強(qiáng)制切換掉其在本小區(qū)中的無(wú)線鏈路。切換判決算法的輸出是一個(gè)軟切換-鏈路刪除的操作，該判決是系統(tǒng)過(guò)載后的第一反應(yīng)，優(yōu)先級(jí)最高。2.1.3.2 頻間盲切換如果經(jīng)過(guò)如2.1.3.1節(jié)描述的軟切換處理后小區(qū)仍然過(guò)載，且本小區(qū)有一個(gè)同覆蓋的異頻鄰區(qū)，則系統(tǒng)分批次強(qiáng)制將本小區(qū)中的用戶切換到同覆蓋的異頻鄰區(qū)中。異頻盲切換的優(yōu)先級(jí)低于軟切換的考慮是這樣