TD和GSM網(wǎng)絡(luò)切換的可視化系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

TD和GSM網(wǎng)絡(luò)切換的可視化系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)目錄TD和GSM網(wǎng)絡(luò)切換的可視化系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn) I第1章 緒論 11.1 選題的研究背景、目的和意義 11.1.1 研究背景 11.2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 21.2.1 國內(nèi)外的發(fā)展概況 21.2.2 國內(nèi)研究狀況 41.2.3 國外研究狀況 71.3 本文的工作 91.4 本文的組織結(jié)構(gòu) 9第2章 移動網(wǎng)絡(luò)中的切換理論 112.1 切換的概念及意義 112.2 切換的準(zhǔn)則 112.3 切換的分類 132.3.1 根據(jù)切換的過程同時涉及到的基站數(shù)量劃分 132.3.2 根據(jù)切換過程的控制方式劃分 142.3.3 依據(jù)切換發(fā)起的信道不同劃分 152.3.4 根據(jù)多層網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)層次劃分 162.4 切換的過程 162.4.1 測量過程 172.4.2 觸發(fā)過程 182.4.3 選擇過程 192.4.4 執(zhí)行過程 202.5 切換的總結(jié) 20第3章 23G網(wǎng)絡(luò)互操作切換和算法的研究 213.1 2G/3G互操作理論 213.1.1 互操作介紹 213.2 系統(tǒng)間小區(qū)重選 223.3 23G互操作策略 243.3.1 發(fā)展初期 243.3.2 發(fā)展中后期 253.4 TD-SCDMA向GSM切換 253.4.1 TD到GSM重選流程 253.4.2 TD向GSM切換 263.4.3 TD向GSM切換算法 283.4.4 基于鄰區(qū)優(yōu)化的TD向GSM切換算法 323.5 GSM向TD-SCDMA切換 383.5.1 GSM到TD重選流程 383.5.2 GSM到TD切換流程和算法 403.6 23G網(wǎng)絡(luò)切換算法的研究 413.6.1 基于距離的切換研究 41第4章 基于覆蓋切換的23G切換算法的研究 424.1 覆蓋切換概述 434.1.1 覆蓋邊界介紹 434.1.2 23G覆蓋邊界介紹 444.2 場景覆蓋概述 454.2.1 場景的概念 454.2.2 覆蓋的劃分 464.3 23G覆蓋切換算法 474.3.1 算法原理 474.3.2 場景切換算法的研究 53第5章 23G網(wǎng)絡(luò)覆蓋切換可視化仿真系統(tǒng)中的設(shè)計 595.1 可視化仿真系統(tǒng)系統(tǒng)分析與設(shè)計 595.1.1 系統(tǒng)功能需求網(wǎng)絡(luò)覆蓋分析 595.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 615.2 系統(tǒng)的設(shè)計和編碼 635.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 635.2.2 數(shù)據(jù)清理 645.2.3 用例圖 645.3 系統(tǒng)的可視化和仿真 675.4 本章小結(jié) 67第6章 總結(jié)與展望 686.1 本文工作總結(jié) 686.2 研究展望 69緒論選題的研究背景、目的和意義研究背景隨著2009年1月7日工信部給中國移動、中國電信和中國聯(lián)通頒發(fā)第三代移動通信(3G)牌照，標(biāo)志著我國正式進(jìn)入3G時代，其中中國移動基于TD-SCDMA技術(shù)的3G牌照特別引人矚目。TD-SCDMA第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)是信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院（現(xiàn)大唐電信集團(tuán)）在國家主管部門的支持下，經(jīng)過多年的研究，提出的具有一定特色的第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)成為國際標(biāo)準(zhǔn)。這是我國通信史上第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)，在通信發(fā)展史上具有里程碑的意義，并將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，是整個中國通信業(yè)的重大突破。極大地提升了我國在移動通信領(lǐng)域的技術(shù)水平，減少了與世界發(fā)達(dá)國家的差距，是整個中國通信業(yè)的重大突破。作為的國際主流標(biāo)準(zhǔn)之一，TD-SCDMA技術(shù)必將引導(dǎo)中國乃至全球及后技術(shù)的演進(jìn)和發(fā)展。雖然作為第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)的TD-SCDMA技術(shù)己經(jīng)成熟，TD-SCDMA系統(tǒng)正在我國逐步發(fā)展起來，其產(chǎn)業(yè)鏈日漸成熟。但是其在產(chǎn)業(yè)化的道路上依然坎坷，其中終端成為制約TD發(fā)展的一大瓶頸，在前期TD試商用過程中終端的問題嚴(yán)重影響了用戶對3G的體驗(yàn)效果。中國移動通信公司是目前全球最大的GSM運(yùn)營商之一，擁有快3億用戶的容量及覆蓋全國的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，特別是相關(guān)的基礎(chǔ)配套資源，包括站址、局址、傳輸?shù)龋瑢τ?G建設(shè)來講，既是優(yōu)勢，也是限制，因此應(yīng)當(dāng)充分地發(fā)揮自身的優(yōu)勢，充分利用好這些資源，既要保持其網(wǎng)絡(luò)覆蓋及用戶優(yōu)勢，又需要將3G引入所導(dǎo)致的不良影響降到最低，其網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及建設(shè)模式必然和新興的3G移動運(yùn)營商有所不同。如何利用中國移動現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡(luò)為3G用戶提供無縫的業(yè)務(wù)覆蓋、如何解決好兩網(wǎng)的互聯(lián)互通/協(xié)調(diào)發(fā)展，為用戶提供優(yōu)秀的業(yè)務(wù)質(zhì)量是3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個關(guān)鍵性問題。因此有必要對2G/3G之間可能的組網(wǎng)方式、對2G/3G網(wǎng)絡(luò)共存涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)選擇策略、小區(qū)選擇和重選、切換策略等，進(jìn)行一定的分析和驗(yàn)證，為將來3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。具體2G/3G無線組網(wǎng)可以從以下幾個方:2G/3G基礎(chǔ)設(shè)施的共用；2G/3G之間的相互干擾；2G/3G之間的互操作。一個擁有2G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，由于投資、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和建設(shè)目標(biāo)不同，將導(dǎo)致初期的3G網(wǎng)絡(luò)不能做到連續(xù)覆蓋或者在連續(xù)覆蓋區(qū)域內(nèi)做不到無縫覆蓋，鑒于現(xiàn)在的GSM網(wǎng)絡(luò)投資以及其完整性和覆蓋方面的優(yōu)勢，TD的前期建設(shè)充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源和用戶資源，以節(jié)約投資、快速部署，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以及用戶體驗(yàn)的平滑過渡，以提高3G用戶感受，因此2G與3G網(wǎng)絡(luò)的互操作是2G運(yùn)營商在3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行初期必須面臨的問題。3G網(wǎng)絡(luò)智能切網(wǎng)的互操作主能夠是解決2G和3G混合組網(wǎng)過程中碰到的網(wǎng)絡(luò)駐留、小區(qū)選擇、小區(qū)重選、切換，以及用戶接入控制和轉(zhuǎn)網(wǎng)策略等問題。與GSM的900、1800MHz雙頻間的互操作不同，作為無線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，TD和GSM系統(tǒng)間的互操作關(guān)注的是業(yè)務(wù)的連續(xù)性，體現(xiàn)3G的業(yè)務(wù)優(yōu)勢，同時在TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期又要依賴GSM來作為覆蓋的補(bǔ)充，所以互操作原則體現(xiàn)到具體的業(yè)務(wù)上，針對不同的業(yè)務(wù)可以采取不同的策略。國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)研究狀況移動終端在原始的小區(qū)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接之后，有可能離開這個小區(qū)的服務(wù)區(qū)范圍,為了保證移動用戶通信的連續(xù)性或者基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和信道資源等原因，將用戶從當(dāng)前的通信鏈路到其他小區(qū),系統(tǒng)的切換過程就是將用戶終端的連接切換到其他小區(qū)，從而使得通信服務(wù)不中斷。TD-SCDMA系統(tǒng)切換的主要功能是通過相應(yīng)的測量報告以及有關(guān)準(zhǔn)則來維持通信鏈路的連接。對于任何一個蜂窩通信系統(tǒng)而言，2G/3G網(wǎng)絡(luò)切換的優(yōu)化設(shè)計都十分重要。從網(wǎng)絡(luò)使用效率最大化出發(fā)，當(dāng)移動終端在不適合的服務(wù)小區(qū)進(jìn)行通信時，不僅影響自身的通信質(zhì)量，也將會增加全網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，甚至?xí)蓴_其他移動終端。移動設(shè)備應(yīng)當(dāng)使用網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)化的通信鏈路和對當(dāng)切換概念提出之后，國內(nèi)一些學(xué)者和電信領(lǐng)域研究人員對切換展開了大量研究，取得許多研究成果。主要的研究包括：提出改進(jìn)的越區(qū)切換算法、越區(qū)切換算法的優(yōu)化、越區(qū)切換策略和越區(qū)切換參數(shù)設(shè)置對系統(tǒng)的影響。越區(qū)切換分為硬切換和軟切換，硬切換主要運(yùn)用于GSM系統(tǒng)和系統(tǒng)間的切換，軟切換主要運(yùn)用于CDMA系統(tǒng)中，對軟切換進(jìn)行一些基本的研究，介紹了軟切換的基本概念、實(shí)現(xiàn)過程及參數(shù)定義與測量，之后人們在無優(yōu)先切換策略下對于軟切換算法做了大量研究。對于系統(tǒng)間的切換算法研究的很少，主要是在系統(tǒng)間的互操作原理和策略上進(jìn)行研究。詹義、李國慶詹義、李國慶〈〈2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作原理與優(yōu)化〉〉從理論角度對2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作原理進(jìn)行了研究，他們以GSM和WCDMA詹義、李國慶〈〈2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作原理與優(yōu)化〉〉張艷霞張艷霞：《3G與2G系統(tǒng)間的互操作策略》在互操作原理的基礎(chǔ)上提出互操作策略，包括：網(wǎng)絡(luò)選擇策略、2G與3G間的漫游策略、2G/3G語音（CS）切換策略、2G/3G分組域切換策略和2G/3G并發(fā)業(yè)務(wù)切換策略等?；ゲ僮鞑呗詫W(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期和網(wǎng)絡(luò)成熟期的2G/3G張艷霞：《3G與2G系統(tǒng)間的互操作策略》陶志強(qiáng)陶志強(qiáng)從應(yīng)用層面研究了2G/3G的網(wǎng)絡(luò)切換，他把網(wǎng)絡(luò)切換分為移動用戶空閑下的網(wǎng)絡(luò)重選和連接狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)切換兩種情況，通過不同的網(wǎng)絡(luò)重選方案和網(wǎng)絡(luò)切換方案，提出三種2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作方案。方案一：僅進(jìn)行3G到2G的網(wǎng)絡(luò)重選和切換3G和2G采用不同的網(wǎng)號，在3G網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)置2G網(wǎng)絡(luò)為對等PLMN，為覆蓋區(qū)邊緣的3G小區(qū)配置2G的空閑和連接模式下鄰區(qū)。（2）方案二：進(jìn)行3G和2G之間的網(wǎng)絡(luò)雙向重選，僅進(jìn)行3G到2G單向切換。（3）方案三：3G與2G網(wǎng)絡(luò)完全雙向重選和切換。第一種方案：無需升級2G網(wǎng)絡(luò)即可完成，但是在用戶返回3G覆蓋區(qū)域時，重選3G網(wǎng)絡(luò)的遲滯時間長，最短為6分鐘；第三種案可以加強(qiáng)3G網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋，提高終端用戶的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，但是如果允許2G到3G的切換，會增大新建3G核心網(wǎng)的信令負(fù)荷，也有可能由于不必要的頻繁切換影響業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。陶志強(qiáng)金宏彬，周勝，李秋中金宏彬，周勝，李秋中在理論角度對2G/3G互操作原理進(jìn)行了補(bǔ)充，把2G/3G互操作參數(shù)根據(jù)作用分類三類：第一類是小區(qū)選擇和重選參數(shù)，包括：Qqualmin(3G小區(qū)的最低接入信號質(zhì)量門限)、Qrxlevmin(3G的最低接入信號強(qiáng)度門限)、SsearchRAT(異系統(tǒng)小區(qū)搜索門限)、FDD_Qmin(3G小區(qū)重選電平門限)；第二類是異系統(tǒng)測量壓縮模式參數(shù)；第三類是2G/3G系統(tǒng)間切換門限參數(shù)，包括異系統(tǒng)切換CS判決門限、異系統(tǒng)切換PS判決門限、3G服務(wù)小區(qū)3A事件門限、2G目標(biāo)切換小區(qū)3A事件門限。這些互操作參數(shù)是切換測量過程和判決條件中重要指標(biāo)之一，為切換的算法提出了重要的參數(shù)依據(jù)。金宏彬，周勝，李秋中顧雄，蔡麗金顧雄，蔡麗金在前人的基礎(chǔ)上對異類系統(tǒng)切換策略進(jìn)行了補(bǔ)充，并提出了互操作參數(shù)優(yōu)化方法。他們提出空閑模式下的網(wǎng)絡(luò)互操作者主要是雙模用戶終端UE如何進(jìn)行PLMN定位和重定位、小區(qū)選擇和重選、以及位置登記；連接狀態(tài)主要是指雙模UE的3G向2G單向的CS切換和雙向的PS切換；支持3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先原則；空閑模式下歷史最多的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先原則；手機(jī)駐留在信號強(qiáng)度最大的小區(qū)的策略；UE總是選擇登錄在信號強(qiáng)度最強(qiáng)的小區(qū)等。雷亮雷亮從理論角度分別對互操作原理和策略原則進(jìn)行總結(jié)和概括，主要包含：小區(qū)重選、位置區(qū)與PLMNID設(shè)定、系統(tǒng)間切換、系統(tǒng)間話務(wù)均衡與負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)規(guī)劃等。遵守的基本原則是影響最小原則，切換最少原則，質(zhì)量最好原則，負(fù)荷分擔(dān)原則等。顧雄，蔡麗金雷亮陳為平陳為平從實(shí)際應(yīng)用層面提出2G/3G互操作主要應(yīng)該解決混合組網(wǎng)過程式中碰到的網(wǎng)絡(luò)駐留、小區(qū)選擇、小區(qū)重選、切換以及用戶接入控制和轉(zhuǎn)網(wǎng)策略等問題；2G/3G互操作應(yīng)該體現(xiàn)在其具體的業(yè)務(wù)上，針對不同的業(yè)務(wù)采取不同的策略。陳為平崔景龍崔景龍在應(yīng)用層面針對阿聯(lián)酋電信3G商用網(wǎng)提出2G/3G互操作解決方案，提出了一些面對商用化網(wǎng)絡(luò)切換的互操作策略，如：小區(qū)重選策略，駐留技術(shù)選擇策略，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級策略和空閑狀態(tài)遷移理論等。崔景龍李文宇，李波李文宇，李波在WCDMA和GSM/GPRS移動通信系統(tǒng)間的漫游和切換的應(yīng)用中，針對系統(tǒng)間切換的機(jī)制，對3G電路域、2G/3G之間的切換、3G分組域和2G/GPRS之間的切換等技術(shù)作了詳細(xì)的介紹。趙紹剛，張一凡趙紹剛，張一凡在WCDMA和GSM之間的切換應(yīng)用中詳細(xì)地討論了WCDMA與GSM系統(tǒng)間切換所面臨的問題及解決方案，分析了二者相互切換的具體過程，最后探討了為了提高二者相互切換的性能，應(yīng)如何進(jìn)行系統(tǒng)間的優(yōu)化。宋遠(yuǎn)峰，文武宋遠(yuǎn)峰，文武在GSM與WCDMA系統(tǒng)間的切換應(yīng)用中，介紹了GSM系統(tǒng)與WCDMA系統(tǒng)間的切換原理，以及已經(jīng)運(yùn)用的GSM-WCDMA的切換方案。李文宇，李波趙紹剛，張一凡宋遠(yuǎn)峰，文武在實(shí)際的應(yīng)用中，互操作理論和實(shí)際商用還有些差距，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)切換中，更加關(guān)注23G網(wǎng)絡(luò)實(shí)際覆蓋情況，針對不同的覆蓋場景對小區(qū)重選、小區(qū)選擇時的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以及相關(guān)的參數(shù)協(xié)調(diào)。當(dāng)前TD-SCDMA與GSM進(jìn)行互操作正在測試商用當(dāng)中，根據(jù)以往WCDMA和GSM切換的經(jīng)驗(yàn)，在語音切換方面加入鄰區(qū)配置的參數(shù)配置，尋找TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋邊緣區(qū)域，補(bǔ)充2G網(wǎng)絡(luò)鄰區(qū)，更好地做好小區(qū)重選。現(xiàn)有的研究主要集中在同種網(wǎng)絡(luò)間切換算法。同種網(wǎng)絡(luò)間切換算法包含：基于目標(biāo)小區(qū)上行干擾的軟切換算法、基于目標(biāo)小區(qū)上行干擾的軟切換算法、基于移動環(huán)境的切換控制算法、基于無線資源最優(yōu)的平衡式切換控制算法和基于UE移動方向判決的軟切換控制算法等。異種網(wǎng)絡(luò)間的切換算法思想與同種網(wǎng)絡(luò)間切換算法思想大致相同，主要是通過對一個或多個具體參數(shù)設(shè)置閾值來進(jìn)行切換觸發(fā)。最常見的參數(shù)就是接收信號強(qiáng)度（RSS）、載波干擾比（CIR）等參數(shù)，絕大多數(shù)現(xiàn)在的異系統(tǒng)切換算法都將RSS作為最基本的判斷指標(biāo)。如果移動終端在兩個基站之間發(fā)生來回切換，可以在異系統(tǒng)切換算法中引入遲滯電平（hysteresis）、延遲時間（dwellingtimer）等參數(shù)。程遠(yuǎn)征（2008）程遠(yuǎn)征（2008）對基于位置的3G和WiFi網(wǎng)絡(luò)切換算法做了更多具體的研究，提出一種算法能同時適用于同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的切換方法,以終端位置、速度、方向角信息為主,接收信號強(qiáng)度RSS值為輔選擇切換參數(shù)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特性,3G及WiF程遠(yuǎn)征（2008）i小區(qū)覆蓋范圍等區(qū)分切換模式,設(shè)置可變?nèi)虢纭⒊鼋缇嚯x,發(fā)起切換判決流程,有效的限制乒乓效應(yīng)同時減少切換失敗概率,并減少了判決時間及信令負(fù)載。胡中棟，黎平國，夏冬梅胡中棟，黎平國，夏冬梅：《胡中棟，黎平國，夏冬梅：《WCDMA和GSM/GPRS移動通信系統(tǒng)間的漫游和切換》劉敏，李忠誠，過曉冰，張德魁程遠(yuǎn)征〈〈〉〉在研究異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中垂直切換算法中，從節(jié)點(diǎn)運(yùn)動模型出發(fā)，提出了一組適合垂直切換算法的仿真模型，基于所提出的仿真評價模型，對常用的遲滯電平算法和駐留定時器算法進(jìn)行了性能分析，在些基礎(chǔ)上，提出了一種自適應(yīng)垂直切換算法。其基本思想是:通過分析移動節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動趨勢,自適應(yīng)地調(diào)整切換觸發(fā)條件,從而在不增加乒乓效應(yīng)的前提下程遠(yuǎn)征〈〈〉〉以上三種算法的缺點(diǎn)是只適用于低能量、低運(yùn)算能力的移動設(shè)備，也沒有提出如何獲取移動設(shè)備的位置和速度，以及考慮環(huán)境的影響，如果由于慢衰落和快衰落會使接收的信號發(fā)生波動，也會產(chǎn)生不必要的切換，影響移動用戶的體驗(yàn)效果。魯蔚鋒,吳蒙魯蔚鋒,吳蒙〈〈WCDMA和GSM之間的切換及優(yōu)化〉〉在研究模糊多目標(biāo)決策的兩跳中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)切換算法魯蔚鋒,吳蒙〈〈WCDMA和GSM之間的切換及優(yōu)化〉〉這些算法的主要問題是公式中的各個參數(shù)在實(shí)際過程中都是動態(tài)變化的，相關(guān)的算法都依賴自身的網(wǎng)絡(luò)支持，沒有考慮網(wǎng)絡(luò)覆蓋的實(shí)際情況，如果當(dāng)異系統(tǒng)基站信號足夠時，會發(fā)生不必要的切換；或者信號突然惡化，會對切換正確性產(chǎn)生誤差。算法如果采用動態(tài)規(guī)化或者人工智能來進(jìn)行切換判斷，考慮到全網(wǎng)的覆蓋，算法復(fù)雜程度高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要很長時間的學(xué)習(xí)。國外研究狀況在網(wǎng)絡(luò)切換的理論研究上，國外的學(xué)者一直走在前列，對研究切換的傳統(tǒng)算法和人工智能切換算法的同時，也對切換時服務(wù)質(zhì)量的保證以及系統(tǒng)資源的利用率進(jìn)行了大量的研究，提出了很多切換時資源分配的算法和方案。在大多數(shù)移動話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中都使用從服務(wù)連接點(diǎn)和鄰近連接點(diǎn)接收的信號強(qiáng)度RSS(receivedsignalstrength)作為切換算法的判定指標(biāo)。在把信號強(qiáng)度作為切換判決條件的論文中分為三種：有門限的相對信號強(qiáng)度方法Ylianttila,M.;Makela,J.;Pahlavan,K:GeolocationInformationandIn-ter-technologyHandoff.IEEEInter-nationalConference2000.、在滯后的相對信號強(qiáng)度方法Cortes-Rodriguez,F.;Munoz-Rodriguez,D.;Soto,R:Positionlocationassistedmulti-valuedlogichandoffalgorithm.VehicularTech-nologyConference,1999.、有滯后和門限的相對信號強(qiáng)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，最早提出了優(yōu)先級方案，基本思想是在每個小區(qū)中都預(yù)留一部分信道資源給切換連接，切換連接可以競爭所有的信道，降低阻塞率。S.L.Su對切換算法進(jìn)行了一定的發(fā)展，在假設(shè)CDMA小區(qū)容量不變的情況下，提出了一個低速流在軟切換過程中預(yù)留固定數(shù)量資源的方案，減少了軟切換的失敗。Y．B．Lin,S.Tekinay,Nidi等學(xué)者在排隊(duì)方案上進(jìn)行了分析，利用小區(qū)之間互有重疊的特點(diǎn)，允許切換呼叫等候一定的時間，直到可以分配資源，該方案對寬帶實(shí)時業(yè)務(wù)的切換不能很好適應(yīng)。NessB.Shroff在BurstyDataOverCDMA“提出基于鄰近小區(qū)現(xiàn)有的連接，每個基站動態(tài)地調(diào)節(jié)預(yù)留容量。Jorguseski,L.Fledderus,E.Farserotu,在“Radioresourceallocationinthird-generationmobilecommunicationsystems.IEEECommun.Mag.2001基于每個小區(qū)的觀察的歷史估計了移動切換行為。這些信息很難預(yù)測，計算量大，難于實(shí)現(xiàn)。從國外的一些切換算法可見:通過引入更多的參數(shù)能作出更為智能的切換判斷?；趲挼拇怪鼻袚Q判定算法中，除了RSS外，將WLAN中的剩余帶寬也作為一個切換判定指標(biāo)。現(xiàn)在基于移動終端的位置的切換算法成為研究的熱門,可使用多種方法估計移動終端與基站間的距離,一般假設(shè)距離信息的精度是一個靜態(tài)隨機(jī)變量，在傳統(tǒng)的算法上，位置輔助的切換算法降低了平均切換次數(shù),改善了切換性能。本文的工作本文來源于湖北移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心的重點(diǎn)創(chuàng)新項(xiàng)目2G/3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析系統(tǒng)（該系統(tǒng)已經(jīng)在網(wǎng)優(yōu)中心正式運(yùn)行，已經(jīng)取得了很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和同行的好評），論文的主要思路是從2G/3G互操作原理出發(fā)，遵循互操作策略，在安照3GPP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的同時，比較和借鑒傳統(tǒng)算法，在切換算法引入了遲滯電平參數(shù)、小區(qū)重選時間參數(shù)、駐留時間參數(shù)，以及2G/3G相互異鄰區(qū)配置，提出基于事件的TD_SCDMA/GSM系統(tǒng)間切換算法，并且利用2G/3G覆蓋分析的結(jié)果，針對不同的覆蓋場景設(shè)置不同的切換參數(shù)，避免因?yàn)榄h(huán)境影響和信號衰落產(chǎn)生的切換，以及乒乓切換。系統(tǒng)TD_SCDMA/GSM切換算法為基礎(chǔ)，以路測數(shù)據(jù)為對象，在地圖為載體，對系統(tǒng)進(jìn)行可視化仿真，以檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)切換的質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)切換參數(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)2G/3G切換的準(zhǔn)確性。綜上所述，完成的主要工作有：分析了2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作的工作原理和功能，提出了針對TD_SCDMA/GSM互操作的理論和切換流程，并對2G/3G互切換的流程作出詳細(xì)論述。在傳統(tǒng)的切換算法中，加入電平延遲、駐留時間延遲等等參數(shù)，和相對門限的平均化處理，提出一種基于事件的TD_SCDMA/GSM切換算法，本算法對傳統(tǒng)的基于門限的切換算法進(jìn)行了優(yōu)化，從而解決了切換可以存在的乒乓效應(yīng)，保證切換的穩(wěn)定性。提出一種基于歷史最優(yōu)化小區(qū)的切換算法，此算法是基于事件的TD_SCDMA/GSM切換算法的進(jìn)一步研究和完善，提出了切換成功率。以及對現(xiàn)有GPS定位的移動設(shè)備在傳統(tǒng)的算法上加上位置輔助算法的補(bǔ)充。提出一種基于覆蓋的TD_SCDMA/GSM切換算法，根據(jù)不同的覆蓋場景，在不同的業(yè)務(wù)域，設(shè)置具體的門限參數(shù)，更好地進(jìn)行切換，防止由于信號的衰落和環(huán)境的影響導(dǎo)致的切換失敗，提高切換的正確性。并結(jié)合實(shí)例對基于覆蓋的TD_SCDMA/GSM切換算法進(jìn)行了可視化仿真和探討。本文的組織結(jié)構(gòu)本文內(nèi)容安排如下：第一章：緒論。本章主要介紹了本文選題目的背景、目的和意義，介紹了國內(nèi)外通信發(fā)展的現(xiàn)狀和2G/3G互操作切換的研究現(xiàn)狀，明確了本文研究的主要內(nèi)容。第二章：知識準(zhǔn)備。本章介紹通信系統(tǒng)的切換理論，簡單闡述了如切換的概念和切換的過程，為后文對2G/3G系統(tǒng)間切換算法做鋪墊。第三章：對2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作理論和算法的研究作出了詳細(xì)的介紹，闡述了2G/3G互操作、系統(tǒng)間小區(qū)重選、系統(tǒng)間切換策略和系統(tǒng)間相互切換的流程，最后根據(jù)系統(tǒng)間切換的流程提出了一種基于事件的TD_SCDMA/GSM切換算法和該算法的進(jìn)一步優(yōu)化。第四章：在前一章的基礎(chǔ)上，提出基于場景理論和23G網(wǎng)絡(luò)覆蓋切換算法，并詳細(xì)介紹了覆蓋場景理論、場景覆蓋的算法和2G/3G覆蓋算法，對不同的場景進(jìn)行CS和PS域切換算法的研究，以及不同場景下的算法參數(shù)設(shè)置。第五章：設(shè)計基于MapInfo實(shí)現(xiàn)2G/3G網(wǎng)絡(luò)智能切換的可視化仿真系統(tǒng)，此系統(tǒng)在武漢移動2G/3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用，根據(jù)路測數(shù)據(jù)，分析場景理論下的2G/3G網(wǎng)絡(luò)切換和小區(qū)重選策略的正確性和可操作性，以及發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)所存在的問題，更好地完善第六章：全文總結(jié)及進(jìn)一步的展望。移動網(wǎng)絡(luò)中的切換理論切換的概念及意義隨著無線移動網(wǎng)絡(luò)已成為移動通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，嚴(yán)重的帶寬限制使設(shè)計者將無線移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)域分為能夠重復(fù)使用無線頻譜的蜂窩小區(qū)。通過降低蜂窩的大小，不僅可以更好的重復(fù)使用資源，而且提高了系統(tǒng)的容量，特別適用于有大業(yè)務(wù)量需求的區(qū)域。因此，為了滿足對無線通信快速發(fā)展的需求，從根本上增加業(yè)務(wù)容量，蜂窩小區(qū)被設(shè)計得越來越小，正在向微蜂窩(micro)和微微蜂窩(pico)的方向發(fā)展，雖然分裂蜂窩小區(qū)可以獲得更大的頻率重用，但是越區(qū)切換更為頻繁。在移動用戶通話業(yè)務(wù)早期過程中，為了使呼叫建立在最好的小區(qū)中以及為了使呼叫不至于掉話，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，就引入了切換的概念。切換是當(dāng)用戶在蜂窩小區(qū)的覆蓋區(qū)域中移動時，正在進(jìn)行的呼叫從一個小區(qū)轉(zhuǎn)換到另一個小區(qū)的過程。當(dāng)移動設(shè)備從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，呼叫需要從一個基站切換到另一個基站?，F(xiàn)在移動用戶的切換不僅是為了保證移動過程中通話的連續(xù)性，高速業(yè)務(wù)的持續(xù)性，也為了提高通信信道的使用度率，以及降低擁塞率和掉話率。切換的原因有以下四種情況:（1）移動用戶從一個基站覆蓋的小區(qū)移動到另一個基站覆蓋的小區(qū)；（2）由于信道傳輸質(zhì)量下降，使得移動臺接收到的信號下降；（3）由于某小區(qū)業(yè)務(wù)信道容量全被占用或幾乎全被占用；（4）基站為了容納新的業(yè)務(wù)而對系統(tǒng)資源重新分配時。切換（handoff）也稱自動鏈路轉(zhuǎn)移（ALT），是改善和提高移動通信可靠性和安全性的關(guān)鍵技術(shù)。切換的成功率的高低現(xiàn)已成為國內(nèi)三大運(yùn)營商考核網(wǎng)絡(luò)性能的一個重要指標(biāo)，也是運(yùn)營商提高市場占有率的關(guān)鍵因素。切換的準(zhǔn)則切換準(zhǔn)則是指何時何種條件下切換。目前蜂窩移動通信系統(tǒng)中，切換主要依據(jù)的準(zhǔn)則如下：（1）導(dǎo)頻信號的強(qiáng)度（Ec/Io）導(dǎo)頻信號強(qiáng)度為接收到的導(dǎo)頻能量與全部接收到的能量的比值(Ec只是手機(jī)接收到的導(dǎo)頻功率的強(qiáng)度,Io是手機(jī)接收到的全部功率的總和,也包含導(dǎo)頻功率的強(qiáng)度,參考計算公式是10logEc/Io，只能是負(fù)值)。導(dǎo)頻信號是每個基站連續(xù)發(fā)射的未經(jīng)調(diào)制的、直接序列擴(kuò)頻的信號，它主要用于使所有在基站覆蓋區(qū)中工作的移動臺進(jìn)行同步。（2）載波與干擾比（CIR）接收信號載干比(CIR)。CIR是接收機(jī)接收到的載波信號功率和干擾信號功率的比值，它不僅反映通話質(zhì)量，也指示當(dāng)前信道的質(zhì)量，是一種常用的判決標(biāo)準(zhǔn)，切換程序在測量的CIR低于關(guān)鍵門限時啟動。在實(shí)際系統(tǒng)中會存在干擾，因此不能只依據(jù)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度。由于CIR也會受到無線信道衰落和陰影的影響而有所變動，因此，為了提供準(zhǔn)確的切換指示，還需用到加權(quán)平均和滯后門限的方法。（3）UE和基站(BaseStation)之間的距離（S）一般而言，最常發(fā)生的切換情況是越區(qū)切換，是MS（mobilestation）已經(jīng)超出了原小區(qū)的覆蓋范圍，或者是進(jìn)入臨近小區(qū)的覆蓋范圍時發(fā)生的切換，此時在切換程序中把兩者的距離作為判決條件。在MS和BS的距離超出了規(guī)定門限值時，啟動切換。由于無線信道的多變性以及移動用戶所處環(huán)境的不同，在蜂窩系統(tǒng)中完全可能出現(xiàn)越區(qū)覆蓋的現(xiàn)象，即從離用戶近的基站接收到的信號質(zhì)量比從離用戶較遠(yuǎn)的基站接收到的信號質(zhì)量要差。（4）網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)則系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的下降并不是發(fā)生越區(qū)切換的唯一原因。有時，系統(tǒng)為了容納更多的用戶或?yàn)榱司獠煌^(qū)間的業(yè)務(wù)量，將重新安排信道的分配。這時的切換是由系統(tǒng)引起的。在移動通信過程中，切換不僅要順利完成，并且是盡可能少出現(xiàn)，對于用戶也要透明。為了適應(yīng)和滿足要求，系統(tǒng)設(shè)計人員必須指定一個最恰當(dāng)?shù)膯忧袚Q的信號強(qiáng)度。如果將某信號強(qiáng)度指定為基站接收機(jī)中可接收的語音質(zhì)量的最小可用信號(一般-90至-100dBm)，那么比此信號強(qiáng)度強(qiáng)一點(diǎn)的信號強(qiáng)度就可作為啟動切換的門限。其差值=Pr(切換)-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換，增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；如果太低可能因?yàn)樾盘柼醵粼?，在此之前又沒有足夠的預(yù)留時間來完成切換。在決定切換時，要保證檢測到的信號電平值的下降是由于移動臺正在離開當(dāng)前服務(wù)的基站，而不是瞬間的下降。解決此問題的方法是基站在準(zhǔn)備切換之前先對信號監(jiān)視一段時間。呼叫在一個小區(qū)內(nèi)沒有經(jīng)過切換的通話時間，叫做駐留時間。某一特定用戶的駐留時間受到一系列參數(shù)的影響，包括傳播、干擾、用戶與基站之間的距離，及其它的隨時間而變的因素。切換的分類蜂窩移動通信系統(tǒng)的切換是一個復(fù)雜的過程，需要移動臺、基站和移動交換中心三方面的彼此配合、互相協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)。不同的蜂窩移動通信系統(tǒng)往往采用不同的切換方案，切換方案也可以按照不同的形式進(jìn)行分類。根據(jù)切換的過程同時涉及到的基站數(shù)量劃分根據(jù)切換的過程同時涉及到的基站數(shù)量可以分為硬切換、軟切換、接力切換：硬切換：是指不同系統(tǒng)間的小區(qū)或者是同一系統(tǒng)間的不同頻點(diǎn)的小區(qū)之間發(fā)生的切換。移動設(shè)備在硬切換時必須改變收發(fā)的頻率，也是說MS（MobileStation）先要斷開與原服務(wù)小區(qū)的連接，然后再立即與新小區(qū)建立連接，將通信業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到新信道上來。第一代和第二代移動通信系統(tǒng)使用的主要是硬切換技術(shù)，硬切換可以在不同載波之間進(jìn)行。由于信道的改變，切換過程中會發(fā)生時延，硬切換比較容易產(chǎn)生掉話。軟切換：在3GPP中，軟切換是指MS在和具有相同載頻的新BS或者同一小區(qū)的另一扇區(qū)通信時發(fā)生的切換，以最大可能實(shí)現(xiàn)通信信道的轉(zhuǎn)換。軟切換只能在相同頻率的信道間進(jìn)行。它在兩個基站覆蓋區(qū)的交界處起到了業(yè)務(wù)信道的分集作用。軟切換是在CDMA技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的，CDMA系統(tǒng)是碼分多址系統(tǒng)，在一個頻點(diǎn)上支持多個下行擾碼，即有多個同頻小區(qū)。軟切換是發(fā)生在相鄰的同頻小區(qū)之間，MS可以同時與多個小區(qū)連接，實(shí)現(xiàn)從一個小區(qū)到另一個小區(qū)的平滑過渡。軟切換的優(yōu)點(diǎn)很多，主要是減少了掉話率以及硬切換的“乒乓效應(yīng)”，并可以使上行鏈路的總干擾減少，從而增加上行鏈路的容量。雖然軟切換較硬切換相比有諸多優(yōu)點(diǎn)，但它占用了額外的網(wǎng)絡(luò)資源、操作復(fù)雜并且增加了下行鏈路的干擾。接力切換：TD_SCDMA提出的新概念，TD－SCDMA系統(tǒng)采用了智能天線以及使用兩個基站對終端進(jìn)行定位，具有對終端精確定位的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)更有效的越區(qū)切換，即所謂的“接力切換”。接力切換介于傳統(tǒng)硬切換與軟切換之間，本質(zhì)屬于硬切換。在接力切換的過程中，同頻小區(qū)之間的兩個小區(qū)的基站都將接收同一個終端的信號，并對其定位，將確定可能切換區(qū)域的定位結(jié)果向基站控制器報告，完成向目標(biāo)基站的切換，克服了“軟切換”浪費(fèi)信道資源的缺點(diǎn)。接力切換不僅具有上述的“軟切換”功能，而且可以使用在不同載波頻率的TD_SCDMA基站之間，甚至能夠在TD_SCDMA系統(tǒng)與其它移動通信系統(tǒng)（如GSM、CDMAIS－95等）的基站之間，實(shí)現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。在一般情況下，“接力切換”與“軟切換”相比較，能夠使系統(tǒng)容量增加一倍以上。根據(jù)切換過程的控制方式劃分切換控制的任務(wù)是要實(shí)現(xiàn)終端或用戶移動過程中、網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)變化時的通信會話連續(xù)性，即實(shí)現(xiàn)當(dāng)前的接入點(diǎn)提供的通信接入由另一個新的接入點(diǎn)提供。切換控制包括以下幾個功能:切換的準(zhǔn)則、切換控制方式和切換相關(guān)的資源分配。切換準(zhǔn)則是指何時何種條件下切換。切換控制方式是指在切換過程中，負(fù)責(zé)切換決策相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的收集方及其收集方式、切換的發(fā)起方等控制相關(guān)因素。切換相關(guān)的資源分配的典型例子包括蜂窩網(wǎng)中的射頻和信道分配，移動IP的轉(zhuǎn)交地址分配及IP地址綁定等。切換可以由移動設(shè)備（UE）控制，也可以由網(wǎng)絡(luò)控制，或者由二個實(shí)體一起控制。當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)做控制時，可以由無線接入網(wǎng)(RadilAandomNet)來控制，也可由核心網(wǎng)(CenterNet)來控制。為了保持CN與無線不相關(guān)，應(yīng)該由RAN做決定。對于移動通信網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)發(fā)起和執(zhí)行切換可以劃分為四種切換策略。四種策略分別是：網(wǎng)絡(luò)控制的切換(NCHO)；網(wǎng)絡(luò)輔助的切換(NAHO)；移動設(shè)備控制的切換(MCHO)；移動設(shè)備輔助的切換(MAHO)。（1）網(wǎng)絡(luò)控制切換（NCHO）網(wǎng)絡(luò)控制切換是通過通信端口監(jiān)視信號強(qiáng)度和質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)周期地測量上行鏈路的功率，當(dāng)信號電平降到一定的切換門限以下時，網(wǎng)絡(luò)就安排切換到新的通信端口。這種方案主要用于AMPS、TACS和NMT等模擬移動通信系統(tǒng)。在這種方案中，移動臺完全處于被動?；颈O(jiān)測移動臺當(dāng)前鏈路的質(zhì)量（receivedsignalstrengthindication，RSSI），當(dāng)發(fā)現(xiàn)RSSI低于門限時，便向移動交換中心發(fā)出切換請求，移動交換中心命令周圍的基站對該移動臺的RSSI進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果匯總到移動交換中心，由移動交換中心選擇切換的目標(biāo)基站。NCHO只允許進(jìn)行小區(qū)間的切換，完成一次切換所需的時間為幾秒鐘。NCHO的主要缺點(diǎn)是：相鄰小區(qū)基站不能經(jīng)常進(jìn)行移動臺RSSI的測量，降低了測量精度；為了減輕網(wǎng)絡(luò)的信令負(fù)擔(dān)，測量結(jié)果的匯報不能連續(xù)發(fā)送，影響切換的性能。（2）網(wǎng)絡(luò)輔助切換（NAHO）該方式由移動設(shè)備開始進(jìn)行切換判決，此判決是基于上行鏈路和下行鏈路的信號測量，通過網(wǎng)絡(luò)通知移動設(shè)備有關(guān)上行鏈路的信號測量，所以激活的移動設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)的輔助下進(jìn)行切換判決。此方式增加了切換的可靠性，但是增加了解移動設(shè)備的復(fù)雜性和當(dāng)前無線鏈路的信令負(fù)載。（3）移動臺控制切換（MCHO）移動臺控制切換是通過移動臺持續(xù)監(jiān)視通信端口的信號強(qiáng)度和質(zhì)量，當(dāng)滿足切換條件時，移動臺選擇一個最好的切換侯選項(xiàng)并發(fā)起切換請求。在這種方案中，對切換過程的控制更為分散。移動臺與基站均參與測量接收信號的強(qiáng)度（RSSI）和質(zhì)量（BitErrorRate，BER）。此時，基站將測量結(jié)果發(fā)送到移動臺。對不同基站RSSI和空閑信道C/I（C:載波功率，I:干擾總功率；C/I稱為載干比）的測量在移動臺處進(jìn)行。對切換的最終判斷是在移動臺進(jìn)行的。MCHO既允許小區(qū)間的切換，也允許小區(qū)內(nèi)的切換。歐洲數(shù)字無繩電信系統(tǒng)(DECT)和個人接入通信系統(tǒng)(PALS)采用的就是這種控制方式。對DECT而言，完成一次切換所需要的時間大約為100毫秒。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行快速的切換，減小了切換時延、在兩個不同的網(wǎng)絡(luò)之間切換時初始化簡單、更具有靈活性。缺點(diǎn)是增加了移動設(shè)備的復(fù)雜性，只基于下行鏈路條件的判決可能不是可靠的切換判決。（4）移動臺輔助切換（MAHO）移動臺輔助切換(MAHO)可以說是網(wǎng)絡(luò)控制切換(NCHO)的一種演化，它要求移動臺測量周圍端口的信號強(qiáng)度并報告給舊端口，然后由網(wǎng)絡(luò)來判斷是否切換和切換到哪個端口這種方案的典型應(yīng)用是在GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)中。在這種方案中，對切換過程的控制比較分散。移動臺與基站均參與測量接收信號的強(qiáng)度（RSSI）和質(zhì)量（BER）。對不同基站RSSI的測量在移動臺處進(jìn)行，并以每秒鐘兩次的速率，將測量結(jié)果發(fā)送給基站。對切換的最終判斷在基站或移動交換中心進(jìn)行。MAHO即允許小區(qū)間的切換，也允許小區(qū)內(nèi)的切換。對GSM而言，完成一次切換所需的時間大約為一秒鐘。它的優(yōu)點(diǎn)是需要較低的信令負(fù)載并切換的時延較NCHO小，缺點(diǎn)是增加了移動臺的復(fù)雜性。MAHO和MCHO的主要區(qū)別是：在MAHO中，切換命令是由基站發(fā)往移動臺的；而在MCHO中，切換則是由移動臺判定的。從系統(tǒng)角度出發(fā)，分散控制能夠獲得較佳的性能。因此，移動臺參與及移動臺控制的MAHO和MCHO的性能優(yōu)于集中控制的NCHO的性能。依據(jù)切換發(fā)起的信道不同劃分依據(jù)切換發(fā)起的信道不同，又可以分為下面兩種情形：后向切換：在GSM系統(tǒng)中采用了這種方案。切換過程的發(fā)起是通過當(dāng)前通信信道進(jìn)行的，在得到控制中心對新的信道分配確認(rèn)信息之前，不進(jìn)行任何接入新信道的操作。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于：移動臺與當(dāng)前基站的通信鏈路已建立，因而，有關(guān)切換信令的發(fā)送可以在當(dāng)前信道上進(jìn)行，不需要為此而建立新的通信鏈路。缺點(diǎn)是：若當(dāng)前信道極度惡化，則無法保證以足夠低的誤碼率來傳遞信令，情況嚴(yán)重時會造成通信的中斷。前向切換：與后向切換相反，在前向切換中，切換過程的發(fā)起是通過選擇目標(biāo)基站的最佳信道進(jìn)行的。通過在移動臺與目標(biāo)基站之間建立新的通信鏈路，來完成有關(guān)切換信令的傳遞。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：在當(dāng)前信道極度惡化的情況下，仍能夠通過與目標(biāo)基站建立新的通信鏈路，來保證信令信道和業(yè)務(wù)信道的暢通。顯然，這一優(yōu)點(diǎn)的重要前提是要求足夠高的接入成功率。與此相對應(yīng)的缺點(diǎn)是：由于系統(tǒng)同步、空閑信道可獲得性等因素的影響，這種對目標(biāo)基站的隨機(jī)接入可能會被延遲，并且第一次接入即成功的概率不大。后向切換的可靠性是建立在當(dāng)前信道具有較佳性能的基礎(chǔ)之上的，因此，更適用于傳統(tǒng)的宏蜂窩系統(tǒng)。然而，在實(shí)際移動通信環(huán)境中，當(dāng)前信道的惡化往往非常迅速。特別是在微蜂窩系統(tǒng)中，地理情況比較復(fù)雜，有時移動臺會失去與原基站之間的視距傳播，造成短范圍內(nèi)快速的信號衰落。此時，移動臺采用前向切換，與目標(biāo)基站建立新的通信鏈路，具有比后向切換更高的可靠性。根據(jù)多層網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)層次劃分垂直切換與水平切換相對應(yīng)，是切換技術(shù)中依據(jù)接入點(diǎn)改變前后所采用接入技術(shù)的異同進(jìn)行的分類。在多層網(wǎng)絡(luò)中垂直切換與水平切換：垂直切換：在不同網(wǎng)絡(luò)之間的路徑改變稱為垂直切換。當(dāng)垂直切換到較快的網(wǎng)絡(luò)層時，如從微蜂窩到微微蜂窩，可以是無損的；當(dāng)垂直切換到較慢的網(wǎng)絡(luò)層時，有可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的損失，新的網(wǎng)絡(luò)層比當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)層的速度要低，可能會使網(wǎng)絡(luò)連接中斷一段時間。根據(jù)垂直切換方向的不同，又可以分為向上切換和向下切換。從下層的、覆蓋范圍小的網(wǎng)絡(luò)到上層的、覆蓋范圍大的網(wǎng)絡(luò)的切換，稱為向上切換；反之為向下切換。水平切換：在多層網(wǎng)絡(luò)中，在相同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路徑改變稱為水平切換。例如，WLAN中不同AP之間的切換，GSM中不同基站、交換系統(tǒng)及運(yùn)營商間的切換；水平切換通常是當(dāng)移動設(shè)備在兩個或多個蜂窩覆蓋區(qū)域之間進(jìn)行移動時發(fā)生的。除非有特殊的環(huán)境，水平切換應(yīng)該是數(shù)據(jù)無損的。傳統(tǒng)蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中的切換主要支持用戶在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部移動時的會話移動性。而未來泛在、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，除了各個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的切換以外，還應(yīng)包括跨越網(wǎng)絡(luò)邊界、跨運(yùn)營商以及跨終端漫游時的切換控制。因此切換具有了一些新的特征，同時出現(xiàn)多種不同的分類方法。按照涉及的網(wǎng)絡(luò)范圍，可以分為網(wǎng)內(nèi)切換和網(wǎng)間切換；根據(jù)接入技術(shù)是否同類，可以分為水平切換(或稱系統(tǒng)內(nèi)切換)和垂直切換(或稱系統(tǒng)間切換)。按照性能角度，可以分為快速切換、平滑切換和無縫切換。按照切換前后所涉及的無線頻率，分為同頻切換和異頻切換。按照切換的必要性，可以分為強(qiáng)制切換和非強(qiáng)制切換。按照切換中是否允許用戶控制，可以分為主動切換和被動切換。切換的過程切換的典型過程包括四個步驟階段：測量控制->測量報告->切換判決->切換執(zhí)行。具體的過程如2-1所示。RNC給UE發(fā)送切換命令無線測量控制階段RNC給UE發(fā)送切換命令無線測量控制階段否RNC通知UE進(jìn)行系統(tǒng)間切換UE測量（系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間）信號功率和其它控制參數(shù)是切換條件RNC命令UE激活新的基站網(wǎng)絡(luò)判決階段系統(tǒng)執(zhí)行階段圖2-1切換過程測量過程整個切換由MS、BTS、BSC和MSC共同完成。在切換的過程中，MS主要負(fù)責(zé)測量無線子系統(tǒng)的下行鏈路性能和周圍小區(qū)中接收的信號強(qiáng)度；BTS主要負(fù)責(zé)監(jiān)視每個被服務(wù)的移動臺的上行接收電平((RxLev_DL)和質(zhì)量(RxQual_DL)，以及監(jiān)測其空閑話務(wù)信道的干擾電平。BSC對上報的測量報告進(jìn)行處理，做出切換判決；MSC參與BSC間切換的目標(biāo)小區(qū)確定。切換的過程中，UE會按照網(wǎng)側(cè)的要求上報測量報告，測量報告對切換意義重大，測量報告上報要及時、準(zhǔn)確測量才能更好的完成切換。測量報告是在專有模式即控制信道DCCH上，它系統(tǒng)實(shí)施切換和功率控制判決的依據(jù)，都是通過上行SACCH信道上報到網(wǎng)絡(luò)側(cè)，內(nèi)容包含上行和下行鏈路，下行鏈路是移動臺在專有模式下，定期地通過上行的SACCH信道向BTS上報，內(nèi)容包括服務(wù)小區(qū)的接收電平、信號質(zhì)量、TA(MS與BTS之間的距離)、功率控制、是否使用DTX(不連續(xù)發(fā)送)，以及鄰小區(qū)有關(guān)接收性能的測量結(jié)果,同時移動臺還要對系統(tǒng)所定義的切換鄰小區(qū)進(jìn)行預(yù)同步，獲取BCCH頻點(diǎn)和BSIC，并測量它們的接收電平，把接收電平最強(qiáng)的6個鄰小區(qū)的信息上報。測量報告包含兩個值，F(xiàn)ULL(全局測量)和SUB(局部測量)，F(xiàn)ULL是對100個TCH的突發(fā)脈沖進(jìn)行平均(4個26復(fù)幀中的4個空閑幀除外)，SUB是對12個突發(fā)脈沖進(jìn)行平均(4個SACCH突發(fā)脈沖，8個特定位置的TCH突發(fā)脈沖)，當(dāng)不連續(xù)發(fā)射(DTX)功能打開時，需要選擇SUB。測量報告的周期，測量報告在SACCH上行方向發(fā)送給BTS，當(dāng)MS在SDCCH信道時，周期為470ms/次，當(dāng)MS在TCH信道時，周期為480ms/次。SACCH信道是一個雙向的信道，在上行方向，上報測量報告給BTS；在下行方向，它向移動臺發(fā)送系統(tǒng)消息5和系統(tǒng)消息6,該系統(tǒng)消息中包含本小區(qū)和鄰小區(qū)的BCCH載波頻率及基站識別碼等參數(shù)信息。觸發(fā)過程基站將收集到的上下行測量報告進(jìn)行匯總,封裝在測量結(jié)果消息(MeasurementResult)中，通過Abis接口發(fā)送到BSC，BSC將基站對上行鏈路的測量報告，以及移動臺關(guān)于下行鏈路的測量報告一起進(jìn)行處理并進(jìn)行切換判決。BSC將所獲得的信號電平(RxLev)、信號質(zhì)量(RxQual)、定時提前量(TA)的測量樣本值根據(jù)相關(guān)的參數(shù)設(shè)定值(參加算術(shù)平均的樣本值和參加加權(quán)平均的樣本值)進(jìn)行預(yù)處理，以及把處理后的電平均值參與功率估計的計算。在每個SACCH復(fù)幀內(nèi)，BSS把每個預(yù)處理后的測量結(jié)果與相關(guān)門限作比較，來判決是否觸發(fā)切換過程。l)質(zhì)量切換如果滿足RxQual_XX>IRxQualXXH(xx代表上下行），就可以執(zhí)行質(zhì)量切換。觸發(fā)質(zhì)量切換的參數(shù)有:IRxQualULH:上行鏈路差質(zhì)量的門限；IRxQualDLH:下行鏈路差質(zhì)量的門限。2)電平切換如果滿足Rxlev_XX<IRxLev_XX_H，就可以執(zhí)行電平切換，XX_TXPWR=Min(XX_TXPWR_MAX,P)，觸發(fā)電平切換的參數(shù)包括:IRxLevULH:上行鏈路的上門限；IRxLevDLH:上行鏈路的下門限。XX:取值為UL(上行鏈路)或DL(下行鏈路)的變量；MS_TXPWR_MAX:

在服務(wù)小區(qū)內(nèi)手機(jī)的最大允許發(fā)射功率移動；MS_TXPWR_MAX(n):

在鄰區(qū)n內(nèi)手機(jī)的最大允許發(fā)射功率；P[dBm]:

手機(jī)本身的最大功率(功率等級)；只有當(dāng)手機(jī)或基站的發(fā)射功率達(dá)到被允許它們的最大值時，才能進(jìn)行小區(qū)間的質(zhì)量或電平切換。3)距離切換如果滿足MS_BS_DIST>MS_RMange_Max，就可以執(zhí)行距離切換，其中MS_Range_Max是移動臺和基站之間允許最大距離的門限值。4)功率估計切換如果PBGT(n)>0，并且PBGT(n)>HOMargin(n)，則要觸發(fā)功率估計切換。在這里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)是服務(wù)小區(qū)與某鄰小區(qū)的電平差；RXLEV_DL:

服務(wù)小區(qū)下行鏈路接收電平的測量平均值；bsTxPwrMax：服務(wù)小區(qū)的最大下行功率；bsCurrentTxPwrMax：當(dāng)前服務(wù)小區(qū)功率控制下實(shí)際下行功率；RXLEV_NCELL(n):

鄰區(qū)n下行鏈路電平測量的平均值；

HO_MARGIN(n)：

越區(qū)切換余量;如果服務(wù)小區(qū)的路徑損耗減去第n鄰區(qū)的路徑損耗大于這個門限，該鄰區(qū)被認(rèn)為是更合適的小區(qū)。選擇過程在對信息進(jìn)行了匯總和預(yù)處理之后，下一步就是依據(jù)判決標(biāo)準(zhǔn)開始進(jìn)行判斷。但切換判決標(biāo)準(zhǔn)僅決定是否發(fā)生切換，切換判決執(zhí)行之前應(yīng)該選擇切換的目標(biāo)小區(qū)，所以在進(jìn)行判決之前應(yīng)該對鄰區(qū)及服務(wù)小區(qū)進(jìn)行切換優(yōu)先排序和懲罰處理。BSC或MSC按緊急性質(zhì)量切換、緊急性電平切換、緊急性距離切換、業(yè)務(wù)切換和功率估計切換五種切換原因的優(yōu)先順序選擇用于切換的小區(qū)。如果小區(qū)中的切換請求原因個數(shù)不只一個，則選擇優(yōu)先級別最高的作為切換原因。當(dāng)涉及到MSC內(nèi)BSC間切換或者M(jìn)SC間切換時，切換的發(fā)生需要由原服務(wù)小區(qū)被管轄的MSC來決定。MSC根據(jù)目標(biāo)小區(qū)指定法或者正常的測量比較后給出目標(biāo)小區(qū)，指明切換原因，并將這些信息放在HANDOVERCOMMAND中發(fā)送給原服務(wù)小區(qū)所屬的BSC。如果采用的是目標(biāo)小區(qū)指定法，BSC或者M(jìn)SC只需要將指定的目標(biāo)小區(qū)其相應(yīng)的參數(shù)從預(yù)存儲鄰小區(qū)表中取出等待切換允許時發(fā)送即可。若沒有采用目標(biāo)小區(qū)指定法時，BSC或者M(jìn)SC需要根據(jù)兩個相鄰小區(qū)的測量結(jié)果排隊(duì)后選擇，排在第一位的將被作為目標(biāo)小區(qū)。當(dāng)目標(biāo)小區(qū)的信道擁塞時，可選擇候選列表中的第二位小區(qū)作為切換目標(biāo)小區(qū)。如果沒有找到可供切換的小區(qū)，且在BSC或MSC中支持呼叫排隊(duì)，則讓切換請求在目標(biāo)小區(qū)等待排隊(duì)，排隊(duì)處理的切換請求要比一般的呼叫請求優(yōu)先級高。如果不采用目標(biāo)小區(qū)指定法，基站子系統(tǒng)需決定出預(yù)存儲鄰小區(qū)列表中的兩個小區(qū)是否均適合作為切換小區(qū)(滿足式(2.1)和式(2.2))，將合格的小區(qū)放入切換鄰小區(qū)表中，并根據(jù)PBGT值的大小排列先后順序作為候選鄰區(qū)表。若采用了目標(biāo)小區(qū)指定法，基站子系統(tǒng)只需檢查指定的目標(biāo)小區(qū)是否滿足切換的要求，如果滿足要求則將其放入切換列表中。BSc確定切換目標(biāo)小區(qū)的算法建立在下列兩個公式的基礎(chǔ)上:RXLEV_NCELL(n)>RxLevMinCell(n)+MAX(O，Pa)(2.1)PBGT(n)>HOMarginXX(n)(2.2)執(zhí)行過程在切換過程中，BSC將首先向目標(biāo)小區(qū)發(fā)送信道激活信令（CHANNEL—ACTIVE），如果目標(biāo)小區(qū)有空閑可用信道，則向手機(jī)發(fā)送切換命令（HANDOVERCOMMAND），手機(jī)接到信令后向目標(biāo)小區(qū)上報切換接入（HANDOVERACCESS）。網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收到信令以后，回復(fù)手機(jī)物理信息（PHYINFO），并向BSC發(fā)送切換檢測信令（HANDOVER—DETECT）。手機(jī)完全接收物理消息后，會向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起正式的初始接入請求（FIRSTSABM），然后向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送切換完成信令（HANDOVERCOMPLETE）表示切換完成。切換執(zhí)行過程的主要任務(wù)是分配、激活一個新信道，然后切換到這個信道上。在GSM中切換的執(zhí)行過程可以分為BTS內(nèi)切換(小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間)、BSC內(nèi)切換、BSC間切換和MSC間切換。切換的總結(jié)切換作為無線鏈路的重要控制手段，能夠保持MS在穿越不同的蜂窩小區(qū)時通話的連續(xù)性，減小掉話率，并能提供更好的通信質(zhì)量。切換的成功率的高低也作為目前各大運(yùn)營商考核網(wǎng)絡(luò)性能的一個重要指標(biāo)。在當(dāng)前的移動通信技術(shù)中GSM、TS-SCDMA、WCDMA、WiMAX自身的切換都已經(jīng)研究的非常透徹，但是為了解決未來無線通信網(wǎng)絡(luò)中移動終端實(shí)現(xiàn)不同地理覆蓋區(qū)域、不同接入網(wǎng)絡(luò)間各種業(yè)務(wù)無縫切換和接入,需要研究新型的切換策略。由于3GPP組織并未對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的切換形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),所以目前有關(guān)無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的切換仍處于研究和討論階段。23G網(wǎng)絡(luò)互操作切換和算法的研究由于中國移動通信第二代系統(tǒng)以GSM為主，覆蓋廣泛，系統(tǒng)穩(wěn)定，且現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢明顯。移動在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期可能只限于一些主要城區(qū)的連續(xù)覆蓋。相對于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，還會有很多盲區(qū)，3G網(wǎng)絡(luò)無法給用戶提供一個網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)勢必要充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)和用戶資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及用戶體驗(yàn)的平滑過渡，因此GSM網(wǎng)絡(luò)與TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的融合是必然趨勢，互操作是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵。而從技術(shù)角度考慮，TD-SCDMA核心網(wǎng)可以在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上升級，因此必將會出現(xiàn)2G系統(tǒng)與3G系統(tǒng)同時并存的狀況。這樣支持TD-SCDMA和GSM的雙模終端成為市場的首選，它可以將GSM網(wǎng)絡(luò)與TD-SCDMA結(jié)合起來，既能為用戶提供高質(zhì)量多業(yè)務(wù)的三代服務(wù)，又可以彌補(bǔ)建網(wǎng)初期網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全面的問題，是2G系統(tǒng)向3G系統(tǒng)平滑過渡的橋梁，將加速TD-SCDMA商用化的步伐。針對2G和3G的互操作問題，3GPP協(xié)議對系統(tǒng)間互操作在測量機(jī)制、測量要求、重選/切換流程等方面進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定，但具體的系統(tǒng)間切換算法與無線資源管理策略則未做相關(guān)定義，成為各個系統(tǒng)設(shè)備廠商重點(diǎn)解決的問題。本章就TD-SCDMA與GSM互操作的原則和策略進(jìn)行了分析，對于系統(tǒng)間重選、切換的相關(guān)基本流程進(jìn)行了描述,以及幾個改進(jìn)型的23G網(wǎng)絡(luò)切換算法。2G/3G互操作理論互操作介紹互操作主要是解決不同的通信系統(tǒng)混合組網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)駐留、小區(qū)選擇、小區(qū)重選、切換、用戶接入控制和轉(zhuǎn)網(wǎng)策略等問題。GSM/GPRS/TD-SCDMA之間的互操作主要包括GSM/GPRS和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)間的小區(qū)重選和切換。互操作是2G和3G融合組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，在TD建網(wǎng)的初期，就要充分利用中國移動前期GSM的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，可以站址資源共享，減少新增站點(diǎn)投資。實(shí)現(xiàn)共享的內(nèi)容如：GSM、TD-SCDMA采用相同的PLMNID，可以規(guī)劃為相同覆蓋地區(qū)或不同覆蓋地區(qū)。當(dāng)兩網(wǎng)在相同的位置區(qū)時，采用相同的PLMNID，BSC（基站控制器，BasicStationcontroller）、RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器,RadioNetworkController)共MSC（移動交換中心，MobileSwitchingCenter）以及共LAC（位置區(qū)碼，locationareacode），即GSM、TD-SCDMA設(shè)備接入到同一交換機(jī)下（核心網(wǎng)設(shè)備，這是共LAC的前提），共LAC是小區(qū)重選不會引發(fā)位置更新。在實(shí)際中采用共MSC、LAC能提高互操作率，使之提高用戶感知。3GPP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中只制定了R99及之后版本的2G/3G之間的切換，如果GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按照R99之前版本設(shè)計的，則需將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級到R99，才能支持現(xiàn)有的系統(tǒng)間切換。如果考慮GSM網(wǎng)絡(luò)不升級，要實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA與GSM的切換，解決的辦法是在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的3GMSC增加將Iu接口RANAP的重定位信令消息映射成對應(yīng)的BSSMAP的切換信令消息的功能，并具備兼容GSMMAPR98及之前版本的能力。現(xiàn)網(wǎng)的GSM設(shè)備必須對BSS和NSS（BaseStationSystem和NetSwitchingSystem）側(cè)設(shè)備升級，使它們支持3GPP和R99協(xié)議，BSS設(shè)備能夠支持關(guān)于3G臨近小區(qū)的配置、支持異系統(tǒng)臨近小區(qū)的配置、支持連接狀態(tài)下新的系統(tǒng)信息Measurmentinformation的下發(fā)、支持異系統(tǒng)的相關(guān)切換算法、支持向異系統(tǒng)發(fā)出切換請求、支持異系統(tǒng)應(yīng)答的系統(tǒng)間切換命令發(fā)送給UE等；NSS設(shè)備也應(yīng)該支持異系統(tǒng)相鄰小區(qū)的配置、異系統(tǒng)切換指令的處理等。注釋：NSS系統(tǒng)，它包括有移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）和移動設(shè)備識別寄存器（EIR）；BSS系統(tǒng)，它包括有基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺（BTS）。BSS是移動通信的無線側(cè)，NSS是移動通信的交換側(cè)；RANAP：RadioAccessNetworkApplicationPart（無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用部分）短消息由RNC通過RANAP協(xié)議透傳到MSCServer（軟交換實(shí)體），RANAP是Iu的信令協(xié)議，包含了所有為無線網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定的控制信息。RANAP的功能通過各種RANAP基本進(jìn)程（EP）來實(shí)現(xiàn)；BSSMAP：BaseStationSystemManagementApplicationPart，基站子系統(tǒng)管理應(yīng)用部分。系統(tǒng)間小區(qū)重選小區(qū)重選策略TD-SCDMA和GSM混合組網(wǎng)時，為充分發(fā)揮TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，向用戶提供高端業(yè)務(wù)，小區(qū)重選的原則是要保證TD-CSDMA用戶優(yōu)先駐留在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，只有當(dāng)用戶離開TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域和TD信號不好引起掉話時，進(jìn)行TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)到GSM網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重選。對已經(jīng)駐留到GSM小區(qū)的雙模終端，一旦檢測到有TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)蓋，就要發(fā)起從GSM網(wǎng)絡(luò)到TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重選。定義鄰區(qū)表異系統(tǒng)鄰區(qū)列表的設(shè)置一方面要避免鄰區(qū)漏配而造成掉話，另一方面也要防止鄰區(qū)配置過多而引起的切換時延過長。1.GSM的鄰區(qū)表一個小區(qū)可以定義在2G網(wǎng)絡(luò)上的32個GSM鄰區(qū)列表；一個小區(qū)可以定義異系統(tǒng)（TD）的32個鄰區(qū)列表。2.TD的鄰區(qū)表一個小區(qū)可以定義同頻的32個TD鄰區(qū)列表；一個小區(qū)可以定義在兩個異頻上的32個TD鄰區(qū)列表；一個小區(qū)可以定義異系統(tǒng)（GSM）的32個鄰區(qū)列表。在配置鄰區(qū)列表時，還要考慮3G小區(qū)與2G小區(qū)的覆蓋情況，根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)切換到2G網(wǎng)絡(luò)鄰區(qū)配置有3種策略：1.TD-SCDMA覆蓋邊緣或不連續(xù)區(qū)域內(nèi)的小區(qū)配置2G鄰區(qū)；2.TD-SCDMA和2G重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有2G小區(qū)都配置TD-SCDMA鄰區(qū)；3.配置GSM1800/900到TD-SCDMA小區(qū)單向鄰區(qū)（TD-SCDMA的鄰區(qū)中不配置GSM1800/900小區(qū)）。小區(qū)重選流程（1）小區(qū)選擇PLMN（publiclandmobile-communicationnetwork,公眾陸地移動通信網(wǎng)）選擇和重選的目的是選擇一個可用的（提供正常業(yè)務(wù))、最好的PLMN。在UE中維護(hù)一個PLMN列表，該列表是按照優(yōu)先級排列PLMN，找到最高級可用的PLMN。PLMN選擇和重選有兩種模式:自動和手動。自動選擇/重選就是UE按照優(yōu)先級順序自動選擇/重選一個PLMN，手動選擇/重選就是由用戶從可用網(wǎng)絡(luò)列表中選擇一個PLMN。默認(rèn)采用自動模式。3G網(wǎng)絡(luò)投入使用后，存在三種網(wǎng)絡(luò)選擇方式：優(yōu)選3G網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)選2G網(wǎng)絡(luò)和無優(yōu)先級，在這里優(yōu)先選擇3G網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)PLMN選定之后，就要開始小區(qū)選擇，目標(biāo)是在這個PLMN中選取最好的小區(qū)。小區(qū)選擇就是UE在選定的PLMN上進(jìn)行小區(qū)初期搜索，當(dāng)UE發(fā)現(xiàn)一個合適的小區(qū)時便進(jìn)行登記注冊，登記注冊成功之后UE將駐留在那個小區(qū)。（2）小區(qū)重選如果UE在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)不能滿足駐留條件，或系統(tǒng)廣播消息通知當(dāng)前小區(qū)被阻時，UE就要觸發(fā)小區(qū)重選過程，即通過測量重新選擇一個合適的小區(qū)進(jìn)行駐留。UE的狀態(tài)分為空閑狀態(tài)和有業(yè)務(wù)連接狀態(tài)，UE的RRC有五種狀態(tài):CELL-FACH、CELL-PCH、URA-PCH、CELL-DCH、IDLE。有業(yè)務(wù)UE應(yīng)處于CELL_DCH或者CELL_FACH狀態(tài)；如果UE上沒有業(yè)務(wù)進(jìn)行，但UE上將可能性比較大要有業(yè)務(wù)發(fā)生的，UE可以長時間處在CELL_PCH或者URA_PCH狀態(tài)。如果沒有過業(yè)務(wù)，UE有業(yè)務(wù)發(fā)生的概率比較小，則處在IDLE狀態(tài)。通常所說的小區(qū)重選是指UE處于IDLE模式下的小區(qū)重選，當(dāng)UE在連接狀態(tài)時，此時的小區(qū)重選屬于切換過程。（3）切換在移動通信系統(tǒng)中，當(dāng)呼叫中的UE從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)，或由于無線傳輸、業(yè)務(wù)負(fù)荷量調(diào)整、激活操作維護(hù)、設(shè)備故障等原因，為了保證通信的連續(xù)性，系統(tǒng)要將該UE與舊的小區(qū)建立的聯(lián)系轉(zhuǎn)移到新的小區(qū)上。這就是常說的“切換”。切換均由網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制。23G互操作策略基于TD網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)的匹配性和側(cè)重性，并且考慮到用戶的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，在遵循2G/3G互操作策略提出系統(tǒng)間的切換方案為：電路域系統(tǒng)間切換為3G網(wǎng)絡(luò)到2G網(wǎng)絡(luò)的單向切換；分組域系統(tǒng)間切換為3G與2G發(fā)展初期在發(fā)展初期的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際特征:1.TD覆蓋尚需改進(jìn),只覆蓋大中型城市的城區(qū)和其它熱點(diǎn)位置；2.TD網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定,TD的網(wǎng)絡(luò)有待進(jìn)一步的優(yōu)化；3.TD用戶滲透率低，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷偏低?？紤]到現(xiàn)有TD和2G網(wǎng)絡(luò)的一些實(shí)際情況，為了更好地實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)間的互操作，應(yīng)該遵循影響最小原則、質(zhì)量最好原則、切換最少原則。減少已經(jīng)成熟穩(wěn)定的2G系統(tǒng)的影響，避免對2G系統(tǒng)（GSM）升級工作，盡可能保證3G用戶能夠享有更好、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，利用2G網(wǎng)絡(luò)拓展3G覆蓋，保持3G用戶的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性，減少切換次數(shù)，降低系統(tǒng)處理負(fù)擔(dān)，保持業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。提出發(fā)展初期的系統(tǒng)間切換策略，分別針對語音（CS域）和業(yè)務(wù)（PS域）兩種策略，詳細(xì)情況如下：（1）CS域切換策略3G建網(wǎng)初期，可以利用2G網(wǎng)絡(luò)拓展業(yè)務(wù)覆蓋；建網(wǎng)后期，可以利用2G網(wǎng)絡(luò)吸收容量，而要支持3G→2GCS切換無需現(xiàn)網(wǎng)做任何改動。因此，支持3G→2GCS切換代價小、收益高。如果要支持2G→3GCS切換，必須對2GBSS/MSC進(jìn)行升級（現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大多數(shù)已升級到R99版本）。由于2G現(xiàn)網(wǎng)本身一般都能很好實(shí)現(xiàn)低速CS業(yè)務(wù)承載，因此基本不存在利用3G網(wǎng)絡(luò)拓展2G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的需求，而系統(tǒng)間切換相對較低的成功率也勢必帶來較差的QoS，比如呼叫質(zhì)量和掉話率等。（2）PS域切換策略分組域切換通過小區(qū)重選方式實(shí)現(xiàn)。類似CS域，實(shí)現(xiàn)3G→2GPS域切換無需GSM網(wǎng)絡(luò)做任何改動。3G建網(wǎng)初期，可以利用2G網(wǎng)絡(luò)拓展業(yè)務(wù)覆蓋，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性；建網(wǎng)后期，利用2G網(wǎng)絡(luò)吸收容量，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；由于PS切換采用不同于CS域切換的小區(qū)重選技術(shù)，支持2G→3GPS切換，只需2GBSS打補(bǔ)丁，對鄰區(qū)信息和小區(qū)重選信息進(jìn)行廣播，3G終端從2G網(wǎng)絡(luò)漫游到3G網(wǎng)絡(luò)邊緣的時候，依據(jù)小區(qū)重選規(guī)則以及相關(guān)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，主動發(fā)起小區(qū)重選、RA（RoutingArea路由區(qū)域）更新和業(yè)務(wù)在3G網(wǎng)絡(luò)的重新發(fā)起過程。如果支持小區(qū)重選的2G到3G漫游的打補(bǔ)丁風(fēng)險和困難可以克服，支持2G→3GPS切換也就不存在很大障礙。實(shí)現(xiàn)3G→2GPS域切換后，可以減輕2G網(wǎng)絡(luò)PS業(yè)務(wù)的負(fù)荷壓力，同時因?yàn)楦采w原因切換至2G的3G用戶，可以盡快返回3G網(wǎng)絡(luò)獲得高QoS業(yè)務(wù)承載。發(fā)展中后期在發(fā)展中后期的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際特征:1.TD網(wǎng)絡(luò)覆蓋基本完備,能夠全國大部分的大中小城市；2.網(wǎng)絡(luò)的性能已經(jīng)相對穩(wěn)定，基本的異網(wǎng)絡(luò)干擾和同網(wǎng)基站的頻率干擾優(yōu)化完畢；3.TD用戶快速增長，特別是TD數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷具備一定的規(guī)模；發(fā)展后斯的實(shí)際特征：1.已經(jīng)具備同GSM相同的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)性能；2.擁有大量穩(wěn)定的TD用戶群。根據(jù)發(fā)展中后期的網(wǎng)絡(luò)特征，系統(tǒng)間互操作的策略如下：在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展成熟期,可以考慮基于負(fù)荷的切換由TD-SCDMA到GSM的系統(tǒng)切換。仍然引導(dǎo)TD-SCDMA用戶優(yōu)先選擇TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò),此時如果TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)容量的問題顯現(xiàn),首先考慮TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,同時從利用GSM網(wǎng)絡(luò)方面考慮,可利用基于服務(wù)和負(fù)載的切換,平衡TD-SCDMA與GSM之間的通話業(yè)務(wù)。當(dāng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)展完善,大量用戶遷移到TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò),GSM網(wǎng)絡(luò)比較空閑,需要GSM協(xié)助承載TD-SCDMA的語音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),以業(yè)務(wù)切換和負(fù)載切換為主。同時TD網(wǎng)絡(luò)也可以考慮和B3G的網(wǎng)絡(luò)兼容發(fā)展。TD-SCDMA向GSM切換TD到GSM重選流程TD-CDMA向GSM切換的過程實(shí)質(zhì)上是TD向GSM進(jìn)行小區(qū)重選的過程。此時的2G和3G系統(tǒng)間分別配置相應(yīng)的鄰區(qū)和重選條件信息，并通過系統(tǒng)信息廣播，由終端判決發(fā)起切換重選過程，而針對特別終端的重選由測量和判決重選指令實(shí)現(xiàn)。TD-SCDMA向GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重選的基本原理：在小區(qū)重選之前，對TD-SCDMA對2G相鄰小區(qū)的測量的觸發(fā)條件：測量觸發(fā)主要是由Ssearch_rat和SX共同決定，Ssearchrat是進(jìn)行系統(tǒng)間測量的一個門限值，在系統(tǒng)信息（系統(tǒng)信息模塊SIB3，在這里包含小區(qū)選擇和重選的參數(shù)）中進(jìn)行廣播，SX是小區(qū)選擇接收信號功率等級值，由下面的公式計算得來：SX=Qrxlevmeasurment–Qrxlevmin–PcompasationPcompasation=Max(UE_MAX_RACH–P_MAX,0)或者由公式?jīng)Q定是否開始對異系統(tǒng)鄰區(qū)進(jìn)行測量：RSCP（當(dāng)前主服務(wù)小區(qū)PCCP）≤Qrxlevmin+Ssearch_rat；Qrxlevmeasurment是TD-SCDMA的TDD小區(qū)的P-CCPCH(PrimaryCommonControlPhysicalChannel,主公共控制物理信道)的RSCP（ReceivedSignalCodePower,接收信號碼功率,\o"評分0"TD里的Ec/Io是指RSCP/RSSI）的平均值[dBm]；Qrxlevmin為TD-SCDMA的TDD小區(qū)要求的最小接收功率值[dBm]，在系統(tǒng)信息中廣播；UE_MAX_RACH為UE進(jìn)行上行接入時，在隨機(jī)接入信道（RACH）所允許的最大發(fā)射功率，P_MAX為UE最大發(fā)射功率。如果服務(wù)小區(qū)沒有設(shè)置Ssearch_rat參數(shù)，則始終進(jìn)行跨系統(tǒng)的小區(qū)重選測量。顯然通過控制Ssearch_rat可以控制何時進(jìn)行異系統(tǒng)小區(qū)重選的測試。TD向GSM切換切換的典型過程包括四個步驟階段：測量控制—>測量報告－>切換判決—>切換執(zhí)行。在測量控制階段，網(wǎng)絡(luò)通過發(fā)送測量控制消息告訴UE進(jìn)行測量的參數(shù)。在測量報告階段，UE向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送測量報告消息。在切換判決階段，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測量報告做出是否進(jìn)行切換的判斷。在切換執(zhí)行階段，UE和網(wǎng)絡(luò)走信令流程，并根據(jù)信令做出相應(yīng)動作。在這一節(jié)詳細(xì)介紹TD-SCDMA向GSM切換流程。測量事件系統(tǒng)間切換相關(guān)的測量事件一共有以下四類事件：如表3-1測量事件表系統(tǒng)間測量3A目前使用頻率質(zhì)量低于某一固定門限，另一其他系統(tǒng)載頻高于某一固定門限，準(zhǔn)備切換到其他系統(tǒng)3B另一系統(tǒng)載頻的信號質(zhì)量低于某一固定門限3C另一系統(tǒng)載頻信號質(zhì)量高于某一固定門限系統(tǒng)間測量3D其他系統(tǒng)載頻的最佳小區(qū)信號質(zhì)量發(fā)生改變，替換最佳小區(qū),估計的載頻質(zhì)量發(fā)生改變對于切換測量的參數(shù)設(shè)置，和小區(qū)重選中的設(shè)置基本相同，包括對是否啟動跨系統(tǒng)測量的控制，以及對鄰小區(qū)的偏移量設(shè)置等。只是在連接模式下，參數(shù)是通過隨路信令下發(fā)到終端，10同時終端也通過隨路信令將測量報告發(fā)送給RNC，供其作為切換判決的依據(jù)。對TD向GSM的切換，當(dāng)UE處于TD系統(tǒng)的邊緣并觸發(fā)系統(tǒng)間測量門限時，TDRNC通知雙模UE開始異系統(tǒng)測量，UE進(jìn)行測量并上報結(jié)果，RNC根據(jù)測量結(jié)果判決是否開始系統(tǒng)間切換信令流程。具體的切換流程可以參考規(guī)范23.009。系統(tǒng)間切換所需的測量事件應(yīng)涉及：當(dāng)前使用頻率的估算質(zhì)量低于某確定門限，且其他無線系統(tǒng)的估算質(zhì)量高于某確定門限?；谝陨蠈y量事件的需求，TD-SCDMA向GSM系統(tǒng)間切換的測量事件分為兩種：2D+3C和3A,2D+3C事件是由2D和3C事件的組合：2D（當(dāng)前使用頻率的估算質(zhì)量低于某確定門限）+3C（其他無線系統(tǒng)的估算質(zhì)量高于某確定門限）；3A（當(dāng)前使用頻率的估算質(zhì)量低于某確定門限，且其他無線系統(tǒng)的估算質(zhì)量高于某確定門限）。切換判決在TD-SCDMA進(jìn)行2G相鄰小區(qū)的測量之后，開始小區(qū)重選，參考R規(guī)則如下：在這里選擇3A事件作為TD向GSM系統(tǒng)間的測量事件，3A事件的判決條件如下:Qused≤Tused+H3a/2Mother-RAT+CIOother-RAT≥Tother_RAT+H3a/2②Qused,Mother-RAT分別是指TD-SCDMA和GSM系統(tǒng)載頻質(zhì)量測量值；Tused，Tother_RAT分別是指TD-SCDMA和GSM系統(tǒng)載頻質(zhì)量的門限值,含義為在CS域連接狀態(tài)下，當(dāng)TD小區(qū)的信號強(qiáng)度弱于Tused時且2G鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度高于TOtherRAT時，將執(zhí)行TD到2G小區(qū)的切換。調(diào)整該值將影響3a測量事件觸發(fā)的時機(jī)?？梢詤^(qū)分CS域和PS域設(shè)置值；H3a是指本小區(qū)和服務(wù)小區(qū)的功率偏置,調(diào)整該值將影響3a測量事件觸發(fā)的時機(jī)，該參數(shù)設(shè)置過大，將會導(dǎo)致UE無法及時切換，甚至發(fā)生掉話可能；反之會導(dǎo)致乒乓切換。CIOother-RAT是指小區(qū)個體偏移,利用本參數(shù)，運(yùn)營商可以獲取一個手段，調(diào)整UE選擇的小區(qū)。在公式①和②同時滿足的條件下；持續(xù)的時間至少高于“事件延遲時間（Ttime_to_trigger）”，UE才會上報3A測量事件，觸發(fā)TD到GSM系統(tǒng)間的切換。TD向GSM切換算法基于3A事件的TD向GSM切換算法TD-SCDMA向GSM切換算法屬于硬切換算法，算法采用基于3A事件和滯后門限算法。切換算法的執(zhí)行過程可以分為是否進(jìn)行切換和決定切換的目標(biāo)小區(qū)。在前一節(jié)已經(jīng)詳細(xì)介紹了TD向GSM切換的重選流程和切換流程，具體的切換算法如下：Step1:TD-SCDMA對2G相鄰小區(qū)進(jìn)行測量；SX=Qrxlevmeasurment–Qrxlevmin–Pcompasation①SX>0andT(stay_dis)>1S②AndRSCP（當(dāng)前主服務(wù)小區(qū)PCCP）≤Qrxlevmin+Sserch_rat③Step2:在TD-SCDMA進(jìn)行2G相鄰小區(qū)的測量之后，開始小區(qū)重選，在這里參考R規(guī)則排序，基于所有小區(qū)的RSCP（TD）和RSSI（GSM）的測量計算并排