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1、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
2、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 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, w
3、hich 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 importa
4、nt 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 WCD
5、MA 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 differe
6、nt 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 propo
7、sed.KEYWORDS: WCDMA； Soft Switch； Algorithm； Simulation； Parameter 目录摘要IABSTRACTII目录III第一章 绪论11.1 第三代移动通信系统简介11.2 WCDMA的系统概述21.3课题的研究意义41.4论文结构4第二章 无线资源管理与切换技术52.1无线资源管理52.2切换简介62.3切换的分类72.3.1硬切换72.3.2软切换82.4软/硬切换的比较9第三章WCDMA的软切换研究103.1WCDMA系统中软切换过程103.2 仿真模型介绍113.2.1 无线信道传播模型113.2.2 业务类型模型143.3WCDM
8、A系统软切换算法143.4 WCDMA的软切换算法仿真模型163.4.2无线信道传输模型173.4.4移动模型183.5软切换仿真性能的衡量183.6 仿真结论18第四章 软切换参数影响和优化194.1参数切换门限和参数Time_to_trigger194.1.1切换门限204.1.2 参数 Time_to_trigger204.1.3切换门限和参数Time_to_trigger204.2 最大激活集数N的设置204.3权重系数W的设置214.4 WCDMA软切换的系统优化22结论23致谢24参考文献2536 科00业 设品术讨容 子切低， 年0信谈切络 0第 ，资刊期约推机版 联中，讯刊 :
9、 ，信广响影链行 切 陆 00版电北资张 000 ， ” - .,0 ” 0 -0 年0版电)版(信动 0 业机北.工原 等三年 ，信与安术换软 统信代第李 0炼喃， . . / 熊， . : 期期 ， 育企现术的 年0 版出机)第原接的系代:统与 强，著托，霍0 ： . ： . ( 0， 开统中 康国 0，与学大南】硕：术换统系 0社出电北交通 0，电邮北，晓文册优设 ， 0社出械：优理技切 坤凯， 社业电北 ，东.软 , 0 ( ，移 系置 与切 ，出华北. 信移 .00社学邮： 统通移三.风，王文考培栽四校谢感助的我了计文此老来四同谢次其作工学今极并样学我是究科严的外业师郎。的悉给程整指
10、期查中，定论论题料阅段阶设毕我多里师老和郎的感 尾接已毕作工的致 正评读望足存论论程的题有和者由。参定有规线用实系 ，理定打化换是特换切 析为说上率的和务好有，系步进件意化系值数合，同能系数的了、等 速更激 集激） 率标能统衡后最型型移、道线模小型仿同析分）换切 法限动法门、限静，种不切系 了术术控接控控切率包术源线 述下如究行面）和的（法换和和的第（性统软就论能系着影换，关 于数，方源的种一切中系 结 率率低从源互令以数乓话话率换比切下下问需换 复更优和的算软得的数不站同由切的种某和的中设换软中系动，大重性量系于优优切软 响大坏能统设参换程可时切统 - 取典。大则，的，高例望，控换对是 所对
11、率对数活平的数着，看从影能统 大就难活激或，越频，越频最越 重响频集离和对和频集有应参这设设重 值典集大最改乎几获数激均因什经 耗的无统弥的务时，大幅增活平缓加对时加从而增带切现不，率 佳到 性系化从 看可响的系集大反，于数激最切影统 活最 图 销开统会并扰的移加增这高量信收移越区连以 。数基连台与中过软的 最设 活大好更切使值中一在而对率路行减有开降能链高于销软，之 值数限者 _ 以切降的 参切大换切为例目能软改来参过以化优进围范路链减，发需终益分路上降销切软率低终利它问致会开大，上而加同负荷传口 性可件统加样增也要硬，就也切，区切容系会的销由时应乒切频导么系滞于接过 参门 限切荷负增，易容
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19、中出很都多切，断先程软由应乓产操软频致，换是由区缘区当程执软，-下行行以作频间站，的 切软区同的同具一生换种况特换是切：量质提保能射要需，分时切外；话掉切出会繁多换不行先过换由”乓“作切频能可换切由动边在当类硬”断“言的间原与不，站基与台当中切这：型型两和软细区一实据换象现中有，频改不程切基一基一通站多或时能移中换。切间小盖同频在移换切 等换间 与 切的同、切区或商不括切接道业与断接立务新，的断之的换硬切 型型 （更 切、 （为可本，不接站站与移时分换应相与换不件等服提和覆控的不富较换中 在操切执变小接，小个至个户用信移蜂系 耗消户移少通站的信率最动使切，此常切之盖区同的成小系网。重说来通窝理
20、繁越理换越速移小围区中系动窝进换觉用进自短间行平，的通影的链中程意示切-图 程过关的变，生置，期台动， 换所续务业保站新站前链的之台动，动统制，连信了）示-时区的一另移区站一当移中在，系简切现够才相部要分系和接括算度据制速的系属控载纳的向属控制控，管线无户有内到影也生发变状系算源线向而生户对也的，化的个某管源接面不的果生原：在本的两理资线系二；管资连是，两分算资题配资况存务多解的新虑需还线位导中在业组的大增不务媒随同；能入下提量务盖的一，况源限在，调理进资中统动移源线课泛围个究的 于题大一用数户益日资限利高。系源都信无代为以看度论但码间可率是，是资无统无 化大吐吞系的量务率速不质保完度分载制；
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25、行决量程切软 了介接。势切，比换几通术切技资无系 了下成统 介；景提一术切技动代介义实的有题的系究一之主系移第当 问的切成构何性换略策软取、执件在。的了换，的关一通线作 摘 摘作通，。件、略构的 第主究题的义切术； 了无资几，势接软程段种同以。要参并以统并软工软 数 . . : 0 _ .系 意 构 章与 _ . 简_ 硬 换 软 . 切_ 绍_ . . 系切_ 的换 传 移 切量 仿 数 数和 限 .限 _ 的 _ 系 切系_ 结 _ 章绪简术 各三通通的。步走曲研和二用 将 统为称国 系项，的全通主 宽多是为 为接北，的三，步”工移和三 中得动 着三有网进看适这络进，低服 概二系进 本 构
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31、年低切 品036 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。3G从概念的提出，到今天逐步入实用化，期间走过了漫长曲折的道路。第三代移动通信技术的研究、发展和国际范围内的标准化早在第二代系统商用之时便已经开始。1996年ITU（国际电联）正式将1985年提出的FPLMT5（未来公共陆地移动通信系统）更名为ITM-2000，简称3G,从此3G成为国际电联ITU以及全球对第三代移动通信系统的总称。这项工作的目的在于鼓励合作，使各种相互竞争的技术能在一个全球兼容的无
32、线通信系统上实现融合1。3G网络存在三大主流标准：一是WCDMA标准，也称为“宽带码分多址接入”，支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商；二是CDMA2000标准，也称为“多载波码分多址接入”，由美国高通北美公司为主导提出，韩国现在称为该标准的主导者；三是TD-SCDMA标准，中文含义为“时分同步码分多址接入”。2009年1月7日，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放三张第三代移动通信（3G）牌照。其中，中国联通获得WCDMA牌照，中国移动获得TD-SCDMA牌照，中国电信获得CDMA2000牌照，标志着我国正式进入第三代移动通信时代。中国拥有世界上最大的GSM网络，从国际上GSM
33、发展演进方向来看，WCDMA是最适合GSM网络演进的标准，这一技术能够实现网络的平滑演进，获得最大的规模效益，最终使广大的消费者以最低的成本享受3G服务2。1.2 WCDMA的系统概述 WCDMA 是以第二代移动通信系统 GSM 为基础进行演进的，所以 WCDMA 网络系统基本保持着和 GSM 相似的网络拓补结构，是由无线接入网（UTRAN：Universal Terrestrial Radio Access），Iu 接口（Interface Unit，连接 RAN 与 CN 之间的标准接口）和核心网(CN：Core Network)三部分组成，见图 1-1，图中 Node B 相当于 GSM
34、 中的基站，UE（User Equipment）表示移动台，GSN（Gigabyte System Network）是千兆字节系统网络，HLR（Home Location Register）表示归属位置寄存器，MSC（Mobile Switching Center）为移动交换中心【34。（一）无线接入网（UTRAN）UTRAN 包含一个或多个无线网络子系统（RNS：Radio Network Subsystem）。每个RNS 都是 UTRAN 内的一个子网，它包含一个无线网络控制器（RNC：Radio Network Controller）、一个或者多个 Node B。RNC 通过 Iur（I
35、nterface Unit RNC）接口彼此互联，而 RNC 和 Node B 通过 Iub（Interface Unit RNC and Node B）接口相连。RNC 是负责控制 UTRAN 无线资源的网络元素，它与 CN（Core Network）相连。RNC 包含支持不同 Node B 之间宏分集的合并、拆分功能，对需要和移动台有信令连接的切换作出决定。RNS 负责管理自身蜂窝所需的资源。对于用户设备和 UTRAN 间的每个连接，都有一个 RNS 是服务 RNS。Node B 的主要功能是进行空中接口 L1 层处理（信道编码和交织、速率匹配、扩频等）；它也执行了一些基本的无线资源管理操
36、作，比如内环功率控制。在逻辑上，它对应于 GSM 的基站。（二）Iu 接口Iu 接口将 UTRAN 连接至 CN，它是一个开放接口，并且将系统分成专用于无线通信的 UTRAN 和负责处理交换、寻找路由和业务控制的 CN 两部分。Iu 接口有两种类型，他们分别是用于将 UTRAN 连接至电路交换（CS）CN 的 IuCS 接口和连接至分组交换（PS）CN 的 IuPS 接口。（三）核心网（CN） WCDMA 核心网技术标准是在现有 GSM/GPRS 基础上发展起来的，依然沿用了目前 GSM/GPRS 系统的网络结构，对 GSM 有良好的继承性。WCDMA 核心网将 GSM网络中语音和分组数据业务
37、的网络处理节点（MSC/GSN）集成为支持语音数据一体化的网络节点，具备如下特性：A支持电路/分组交换业务、实时/非实时及自适应流量控制业务；B支持各种 QoS 需求和业务描述；C支持用户获得各种通信业务，包括许多未定义的多媒体和高速率业务。（四）WCDMA 的空中接口WCDMA 的空中接口Uu 接口，支持和 WCDMA 移动无线终端 UE 进行通信，其特点如下：A最高可达 2Mbit/s 的比特速率；B根据不同的带宽需求支持可变比特速率；C支持不同服务质量需求的业务，例如：语音、视频和分组数据业务复用到一条单一的连接中；D满足从对时延敏感的实时业务到比较灵活的尽力而为型的分组数据的时延要求；
38、E支持 10的误帧率到10-6的误比特率的质量要求；F与第二代系统的共存以及支持为覆盖范围和负荷均衡而要在两种系统之间进行切换的功能；G支持上、下行链路业务量不对称的服务如浏览网页造成的下行链路负荷远大于上行链路负荷；F高频谱利用率；G支持 FDD（Frequency Division Duplex）、TDD（Time Division Duplex）两种模式的共存。 图1-1 WCDMA的系统结构图1.3课题的研究意义 WCDMA技术继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点，标准化进展顺利。WCDMA支持高数据传输（慢速移动时为384kbit/s，室内走动时为2Mbit/s）和可变速传输。在移动通信系统中，无线资源管理起着非常重要的作用，它主要负责对系统可以使用的所有无线资源进行分配和管理，其核心问题是在保证网络服务质量的前提下，提高频谱利用率。在第三代移动通信系统中，无线资源管理的内容更加丰富，切换作为其中的重要组成部分，必须与其他接纳控制、功率控制、负载控制和动态信道分配等RRM算法协调，对网络做到整体优化。WCDMA系统支持多种切换技术，其中软切换是CDMA系统特有的，移动