WCDMA异频切换_20130614

异 频 切 换
1 引言
WCDMA 系统支持多载波的网络部署，采用多载波提高网络容量是 WCDMA 系统的重要手段， 当单载波无法满足一些高话务地区的容量要求时，就需要通过增加载波的方式来提高网络容量，现阶 段一般为 2～3 个（FDD）(如图 1)，对于多载波网络，载波之间的切换成为异频切换。虽然通过异频 硬切换可以达到载频间的负载平衡、 各载频间的无缝接续、 对于分层小区可以实现不同速度合理配置， 但是在进行异频切换时，由于采用了压缩模式，它占用了无线资源，同时采用了定时重建的切换方式 增加了切换时间和掉话风险，因此异频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，频繁切换会浪费大量的网络资源，异频切换比例过高会消耗过多的前向容量等等。
1) 事件 2A：最好频率发生变化 如果 non-used frequency 的质量估计值要好于 used frequency 里最好小区的质量估计值，而且 满足磁滞值条件和触发时间（time to trigger）条件，就会触发事件 2A。 事件 2B： used frequency 的质量估计值低于某一门限，而且 non-used frequency 的质 量估计值高于某一门限 如果 used frequency 的质量估计值低于在测量控制消息中下发的 IE“Threshold used frequency” 确定的门限值，而且 non-used frequency 的质量估计值高于在测量控制消息中下发的 IE“Threshold non-used frequency”确定的门限值，而且满足磁滞值条件和触发时间条件，就会触发事件 2B。它是 作为覆盖切换触发条件。 2) 使用的载频信号(used frequency)低于一个确定的门限的判决公式为：
3
异频切换流程
异频切换在切换过程中，一般使用了物理信道重配置（Physical Channel Reconfiguration），但是 也可能使用无线承载建立 （Radio bearer establishment） 、 无线承载配置 （ Radio bearer reconfiguration） 、 无线承载释放（Radio bearer Release）和传输信道重配置（transport Channel Reconfiguration）等过程， 与其他切换一样，异频切换进行切换判决之前，UE也要对异频相邻小区进行测量即就是异频测量， 但是由于WCDMA系统针对用户的信号是连续发射的，而由于成本、质量等因素的考虑，WCDMA系 统的商用终端一般只设计有一套收发信机，所以在同一时间内只能对一个载波开展测量，为此，UE 进行异频切换的需要压缩模式辅助测量，定时重建的方式。 下面例举的异频切换流程是基于Iur接口、同时UE处于CELL_DCH状态、RNC内NodeB异频切换 信令流程示意图：
6) 事件 2F： used frequency 的质量估计值高于某一门限 2F 事件可用来关闭压缩模式，停止异频测量。此门限由 UTRAN 下发的测量控制消息中的 IE “Threshold used frequency”指定，其判决公式为：
QUsed≥TUsed 2f +H2f/2
其中： QUsed 是正在使用的载频的信号质量（used frequency）评估质量 TNon used 2f 是正在使用的载频信号触发 2F 事件的绝对门限 H2f 是 2F 事件的磁滞参数
QUsed≤TUsed 2d -H2d/2
其中： Qused 是正在使用的载频的信号质量（used frequency） Tused 2d 是用于正在使用的载频用于判决 Even 2D 的绝对门限； H2d 是 2D 事件的磁滞参数 5) 事件 2E： non-used frequency 的质量估计值低于于某一门限 此门限由 UTRAN 下发的测量控制消息中的 IE “Threshold non-used frequency”指定， 未被使用的载频信号(non-used frequency)低于于一个确定的门限的其判决公式为：
QNon used≥TNon used 2c + H2c/2
其中： QNon used 是未使用的载频的信号质量（non-used frequency）比绝对门限好的评估质量 TNon used 2c 是频间测量控制消息中给定的未使用的载频用于判决 Even 2C 的绝对门限；
H2c 是 2C 事件的磁滞参数 4) 事件 2D： used frequency 的质量估计值低于某一门限 2D 事件可用来启动压缩模式，进行异频测量。此门限由 UTRAN 下发的测量控制消息中的 IE “Threshold used frequency”指定，其判决公式为：
下图主要描述了的 2D 事件的滞后机制和触发时延机制
图 2 2D事件举例 当 CPICH A （F1） 的质量估计值低于在测量控制消息中下发的 “IETused 2d “Threshold used frequency” 确定的门限值 Tused 2d， 而且满足磁滞值条件(Hys/2)和触发时间(time to trigger)条件， 就会触发事件 2D。
序号 参数 ID 参数意义 缺省配置 参数调整影响
1
InterFreqReportMode
异频测量报告方 式
Periodical_reporting
在目前仍然选用传统的周期报告方式
2
InterFreqMeasQuantity
异频测量量
BOTH 该参数越大， 对信号平滑作用越强， 抗快衰落能力越强， 但对信号变化的跟踪能力越弱，切换不及时导致掉话； 该值设置过小，会增加不必要的硬切换以及乒乓切换。
3
InterFreqFilterCoef
异频测量滤波系 数
D3
4
WeightForUsedFreq
频率加权因子
0
该参数越大，相同条件下计算得到的当前频率质量估值 越高，越不容易发生异频切换；反之参数值越小，当前 频率质量估值越低，越容易触发异频切换。一般情况下， 该参数取值为 0 或者 1，不会通过调整该参数的方式来 影响切换的难易程度。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
图 3 RNC内NodeB异频切换信令流程图 SRNC 向 UE 发了 2D、2F 测量控制消息 UE 向 SRNC 上报测量报告 SRNC 向目标小区所在的 Node B 发送消息 Radio Link Setup Request 要求其建立一条无 线链路 目标小区所在的 Node B 向 SRNC 应答消息 Radio Link Setup Response 表明无线链路建 立成功 SRNC 采用 ALCAP 协议建立 SRNC 和目标 Node B 的 IUB 接口传输承载并且进行 FP 同 步 SRNC 发物理信道重配置 （硬切换指示） 消息(Physical Channel Reconfiguration (DL-DCCH) 在 UE 从原小区切换到目标小区后原小区 Node B 会检测到无线链路失去联系 , 于是向 SRNC 发消息 Radio Link Failure Indication 指示无线链路失败 UE 向 SRNC 发送物理信道重配置完成消息（Physical Channel Reconfiguration Complete (UL-DCCH)） SRNC 向原小区所在的 Node B 发送消息 Radio Link Deletion Request 删除原小区的无线 链路 RNC 传输信道重配置（Transport Channel Reconfiguration (DL-DCCH)）
QNon used≥TNon used 2b + H2b/2
其中： QNon used 是未使用的载频的信号质量（non-used frequency）比绝对门限好的评估质量 TNon used 2b 是频间测量控制消息中给定的未使用的载频用于判决 Even 2B 的绝对门限； H2b 是 2B 事件的磁滞参数 3) 事件 2C： non-used frequency 的质量估计值高于某一门限 此门限由 UTRAN 下发的测量控制消息中的 IE“Threshold non-used frequency”指定，它是用于 速度估计层间切换触发条件。其 未被使用的载频信号(non-used frequency)高于于一个确定的门限的判决公式为：
NA j Qcarrier j 10 LogM carrier j W j 10 Log Mi i 1
式中，
j
(1 W j ) 10 LogM Best j H ,
Qcarrierj 是对频率 j 的质量估计值的对数形式 Mcarrier j 是是对频率 j 的质量估计值 Mi j 是对 active set 内频率为 j 的小区 i 的测量结果， NA j 是 active set 内频率为 j 的小区数
图 1 网络分层结构图
2
异频切换算法
异频切换典型过程为：测量控制—>测量报告－>切换判决—>切换执行－>新的测量控制。切换 算法根据切换判决所需要的测量值、切换控制方法、切换类型选择等来决定UE如何进行切换测量以 及报告规则，再根据上报的测量结果进行切换判决，引导切换执行。切换算法很大程度上体现在测量 控制参数配置中，下文将论述切换算法。 异频测量事件用2X来标识。事件2A、2B、2C、2D、2E中用到的频率质量估计定义如下：
QUsed≤TUsed 2b -H2b/2
其中： QUsed 是正在使用的载频（used frequency）的信号质量 TUsed 2b 是频间测量控制消息中给定的正在使用的载频用于判决 Even 2B 的绝对门限 H2b 是 2B 事件的磁滞参数 未被使用的载频信号(non-used frequency)高于于一个确定的门限的判决公式为：
6