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1、移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化通信工程系通信工程系通信工程系通信工程系移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化子学习情境子学习情境1：解读：解读3G关键技术关键技术TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制目录目录移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化时分双工(TDD):上行频带和下行频带相同D U D D D DDD频分双工(FDD):上行频带和下行频带分离DD D D DDDUU上行D下行未使用TDD技术技术n易于使用非对称频段易于使用非对称频段,无需具有特无需具有特定双工间隔的成对频段定双工间隔的成对频段n适应用
2、户业务需求，灵活配置时适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率隙，优化频谱效率n上行和下行使用同个载频，故无上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的线传播是对称的,有利于智能天线有利于智能天线技术的实现技术的实现 n无需笨重的射频双工器，小巧的无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本基站，降低成本TDD技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化目录目录TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化Talk自适应阵列基站自适应阵列基站Talk普通基站普通基站智能天线的作用智能天线的作用n使用智能天线：能量仅指向小区内处于激活状
3、态的移动终端正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态n不使用智能天线：能量分布于整个小区内所有小区内的移动终端均相互干扰，此干扰是CDMA容量限制的主要原因干扰干扰智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线智能天线智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线基本原理智能天线基本原理n智能天线是一个天线阵列：它由智能天线是一个天线阵列：它由多个天线单元组成，不同天线单多个天线单元组成，不同天线单元对信号施以不同的权值，然后元对信号施以不同的权值，然后相加，产生一个输出信号。相加，产生一个输出信号。n原理：使一组天线和对应的收发原理：使一组天线和对应的收发信机
4、按照一定的方式排列和激励，信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。向性的辐射方向图。空分多址大大空分多址大大增加系统容量增加系统容量智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化上行上行DOA估计估计上行上行DOA估计估计d:平行上行信号路程差；L:天线阵元间的距离；:来波信号方位角；cosd/L=arccos(d/L)智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线技术实现智能天线技术实现n上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异（DOA估计）
5、，选择恰当的合并权值（赋形权值计算），形成正估计），选择恰当的合并权值（赋形权值计算），形成正确的天线接收模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干确的天线接收模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。扰信号。n上行方向，目的是将上行方向，目的是将8路信号变成一路信号，一个用户对于八根路信号变成一路信号，一个用户对于八根天线所接收到的信号相位不同，即不同的相位角。将接收到的信天线所接收到的信号相位不同，即不同的相位角。将接收到的信号正弦波相位依次前移，通过提供自适应权值进行同向合并。数号正弦波相位依次前移，通过提供自适应权值进行同向合并。数字信号处理器是用于信道估计，给自适应算法提
6、供依据。字信号处理器是用于信道估计，给自适应算法提供依据。智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线的实现智能天线的实现n下行波束赋形：在下行波束赋形：在TDD方式工用的系统中，由于其上下行电波传方式工用的系统中，由于其上下行电波传播条件相同，则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形，播条件相同，则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形，形成正确的天线发射模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣形成正确的天线发射模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干扰信号。对准干扰信号。n对于下行来说，是根据上行的信道估计参数，将基带发射信号变对于下行来说，是根据上行的信道估计参数，
7、将基带发射信号变成成8路信号到路信号到8个阵元上，完成波束定向赋形过程。个阵元上，完成波束定向赋形过程。智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线算法智能天线算法n智能天线下行赋形算法准则：智能天线下行赋形算法准则：最大接收功率最大接收功率DOA搜索法搜索法最大接收功率特征值分解最大接收功率特征值分解最大信干比特征值分解最大信干比特征值分解n中兴智能天线增强算法：中兴智能天线增强算法：阵元失效补偿：阵元失效时的应对阵元失效补偿：阵元失效时的应对措施措施增强性赋形方案：增强多径时的赋增强性赋形方案：增强多径时的赋形性能形性能智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智
8、能天线性能分析智能天线性能分析n阵元个数会影响对干扰的抑制能力，影响容量和覆盖阵元个数会影响对干扰的抑制能力，影响容量和覆盖n8阵元阵列比单天线性能有阵元阵列比单天线性能有9dB的增益的增益 智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化TD-SCDMA系统更适合采用智能天线系统更适合采用智能天线nTDD的工作模式，上行下行的无线传播是对称的，上行的信道估的工作模式，上行下行的无线传播是对称的，上行的信道估计参数可直接应用于下行，相比计参数可直接应用于下行，相比FDD 要准确。要准确。n子帧时间较短（子帧时间较短（5ms），便于支持智能天线下的高速移动），便于支持智能天线下的高速移动n单
9、时隙用户有限（目前最多单时隙用户有限（目前最多8个），计算量小，便于实时自适应个），计算量小，便于实时自适应权值的生成权值的生成TD-SCDMA系统是一个以智能天线为核心的第三代移动通信系统系统是一个以智能天线为核心的第三代移动通信系统智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线对智能天线对TD-SCDMA系统性能改进分析系统性能改进分析n提高了基站接收机的灵敏度提高了基站接收机的灵敏度n提高了基站发射机的等效发射提高了基站发射机的等效发射功率功率n降低了系统的干扰降低了系统的干扰n降低了系统的误码率降低了系统的误码率n增加了增加了CDMA系统的容量系统的容量n改进了小区的覆盖
10、改进了小区的覆盖n降低了无线基站的成本降低了无线基站的成本 普通天线智能天线智能天线技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化目录目录TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化抗干扰技术分类抗干扰技术分类抗干扰技术抗干扰技术单用户检测单用户检测多用户检测多用户检测技术实现简单导致信噪比恶化，系统性能和容量不理想充分利用MAI中的先验信息而将所有用户信号的分离看作一个统一的过程的信号分离方法联合检测联合检测充分利用充分利用MAI，一步之内，一步之内将所有用户的信号都分将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离离开来的一种信号分离技术
11、技术联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化联合检测概念联合检测概念n首先估计所有用户的信道冲激响应，然后利用已知的所有用户的扩频码、首先估计所有用户的信道冲激响应，然后利用已知的所有用户的扩频码、扰码和信道估计，对所有用户的信号同时检测扰码和信道估计，对所有用户的信号同时检测，消除符号间干扰，消除符号间干扰（ISI）和用户间干扰（）和用户间干扰（MAI），从而达到提高用户信号质量的目的。），从而达到提高用户信号质量的目的。联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化d是发射的数据符号序列，e是接收的数据序列，n是噪声e=Adn联合检测原理联合检测原理n联合检测的目的就是根
12、据上式中的联合检测的目的就是根据上式中的A和和e估计用户发送的估计用户发送的d联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化DataMidambleGPDataDataMidambleGPData关键是突发序列中的训练序列关键是突发序列中的训练序列e=Ad e=Ad n n A是系统矩阵，由扩频码c和信道脉冲响应h决定 扩频码c已知 信道脉冲响应h利用突发结构中的训练序列 midamble求解出：emid=Gh+nmid ,其中：G由Midamble码构造的矩阵 emid 接收机接收到总信号中的Midamble部分 nmid 噪声联合检测在联合检测在TD-SCDMA系统中的实现系统中的实
13、现emid=Gh+nmid联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化联合检测原理联合检测原理-算法算法n线性联合检测算法线性联合检测算法解相关匹配滤波器法（解相关匹配滤波器法（DFM）迫零线性块均衡法（迫零线性块均衡法（ZF-BLE）：已实现）：已实现 最小均方误差线性块均衡法（最小均方误差线性块均衡法（MMSE-BLE）：已实现）：已实现多小区联合检测多小区联合检测:消除邻小区强干扰消除邻小区强干扰n非线性联合检测算法非线性联合检测算法最小均方误差判决反馈块均衡法（最小均方误差判决反馈块均衡法（MMSE-BDFE）迫零判决反馈块均衡法（迫零判决反馈块均衡法（ZF-BDFE）联合检测
14、技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化TD-SCDMA系统适合采用联合检测技术系统适合采用联合检测技术联合检测在TD-SCDMA系统实现的优势联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化联合检测对联合检测对TD-SCDMA系统性能改进系统性能改进n提高系统容量提高系统容量n增大覆盖范围增大覆盖范围n减小呼吸效应减小呼吸效应n缓解功率控制精度需求缓解功率控制精度需求n削弱远近效应削弱远近效应频率频率MAI检测到信号检测到信号能量能量Frequency允许的信号波动允许的信号波动能量能量联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化智能天线智能天线+联合检测联合检测联合检测技术
15、移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化与与RAKE接收技术的比较接收技术的比较nRAKE接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它用户的干n扰，然而由于多径和扩频码之间的非正交性，本小区其它用户扰，然而由于多径和扩频码之间的非正交性，本小区其它用户n之间没有完全消除，留有残余干扰，作为噪声处理，随着用户之间没有完全消除，留有残余干扰，作为噪声处理，随着用户n数增加，残余干扰累加得越大。数增加，残余干扰累加得越大。n联合检测将参与干扰作为可知信号，从用户信号中消除，因此联合检测将参与干扰作为可知信号，从用户信号中消除，因此n随着用户增加，干扰不会累
16、加，信号质量更好。这带来的另一随着用户增加，干扰不会累加，信号质量更好。这带来的另一n个好处是：个好处是：TD-SCDMA 系统系统 呼吸效应不明显。呼吸效应不明显。联合检测技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化目录目录TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化信道分配技术信道分配技术n信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的
17、可使用信道。信道分配过程一般包括呼叫接设备提供尽可能多的可使用信道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在入控制、信道分配、信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在这三个步骤中有所区别。这三个步骤中有所区别。n信道分配方案可分为以下三种：信道分配方案可分为以下三种：固定信道分配（固定信道分配（FCA）动态信道分配（动态信道分配（DCA）混合信道分配（混合信道分配（HCA）动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化DCA的应用的应用nDCA是是TD-SCDMA系统中系统中RRM算法的核心内容之一算法的核心内容之一 nTD-SCDMA系统中一条信
18、道是由系统中一条信道是由 频率频率/时隙时隙/扩频码扩频码 的的组合唯一确定组合唯一确定 nDCA主要研究的是信道的分配和重分配的原则主要研究的是信道的分配和重分配的原则 nDCA通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高系统容量系统容量 动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化DCA的分类的分类n慢速慢速DCA：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点n快速快速DCA：根据对专用业务信道或共享业务信道通信质量监测
19、的结果，根据对专用业务信道或共享业务信道通信质量监测的结果，自适应地对资源单元（自适应地对资源单元（RU，即码道或时隙）进行调配和切换，即码道或时隙）进行调配和切换，以保证业务质量。快速以保证业务质量。快速DCA分为以下几类：分为以下几类：频域频域DCA 时域时域DCA 码域码域DCA 空域空域DCA 动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化慢速慢速DCAn慢速慢速DCA：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点：根据小区业务情况，确定上下行时隙转换点动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化快速快速DCAn快速快速DCA的作用的作用 呼叫到达时，为业务分配合适的无线资源呼
20、叫到达时，为业务分配合适的无线资源 呼叫接入后，系统根据承载的业务要求、干扰受限呼叫接入后，系统根据承载的业务要求、干扰受限条件及终端移动要求，由条件及终端移动要求，由RNC进行频率、时隙和码进行频率、时隙和码道的动态调整及信道间的切换道的动态调整及信道间的切换 动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化ProcessOrchestration与5MHz的带宽相比，TD-SCDMA的1.6MHz带宽使其具有3倍以上的无线信道数频域频域DCA可使用的无线信道数BusinessLogic将受干扰最小的时隙动态地分配给处于激活状态的用户时域时域DCA同一载频6个业务时隙MessageBro
21、kering&Transformation实现多用户在相同载频并行传输，有效提升频谱利用率码域码域DCA同一时隙16个码道ApplicationConnectivity通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦（降低多址干扰）空域空域DCA空间波束定向赋形快速快速DCA动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化频域频域DCAn在在N频点频点小小z区区中为用户选择最佳的接入频点，提高系统的呼通中为用户选择最佳的接入频点，提高系统的呼通率，降低系统的干扰。主要包括频率资源的分配与调整两部分率，降低系统的干扰。主要包括频率资源的分配与调整两部分n频点选择触发原因频点选择触发原因用户接入或
22、切换至用户接入或切换至N频点小区；频点小区；用户由于业务发生重配置用户由于业务发生重配置,原频点资源发生拥塞，迁移至其他频点；原频点资源发生拥塞，迁移至其他频点；N频点小区中某频点过载，部分业务迁移至小区内其他频点；频点小区中某频点过载，部分业务迁移至小区内其他频点；跨时隙承载业务质量发生恶化时，且未满足切换条件，迁移至其他跨时隙承载业务质量发生恶化时，且未满足切换条件，迁移至其他频点频点动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化频域频域DCAn频点选择的原则频点选择的原则根据各频点剩余码道资源情况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点剩余码道资源情况，确定接入频点的优先级顺序根据各频
23、点负荷状况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点负荷状况，确定接入频点的优先级顺序根据各频点内码道碎片程度和呼叫用户的业务量确定接入频根据各频点内码道碎片程度和呼叫用户的业务量确定接入频点的优先级点的优先级异频切换优先原则，切换用户优先选择异频接入异频切换优先原则，切换用户优先选择异频接入动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化时域时域DCAn主要研究的是如何对时隙资源进行分配与调整，达到主要研究的是如何对时隙资源进行分配与调整，达到提高系统呼通率，降低干扰的目的。提高系统呼通率，降低干扰的目的。n包括时隙资源的分配与再调整两部分。包括时隙资源的分配与再调整两部分。动态信道分配移动通
24、信系统网络优化移动通信系统网络优化时域时域DCAn时隙选择的原则时隙选择的原则 时隙的上下行的负荷情况时隙的上下行的负荷情况Node B测得的上行时隙的干扰和测得的上行时隙的干扰和UE测得的下行时隙测得的下行时隙干扰干扰各时隙剩余各时隙剩余RU资源情况资源情况用户的方向角信息用户的方向角信息 动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化时域时域DCAn时隙动态调整的触发原因时隙动态调整的触发原因 无线链路质量恶化，功控失效，且未没有合适的切无线链路质量恶化，功控失效，且未没有合适的切换小区换小区时隙间负载严重不均衡时隙间负载严重不均衡高速业务接入时，需要将某一时隙的资源调整至另高速业务
25、接入时，需要将某一时隙的资源调整至另一时隙一时隙 动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化时域时域DCA动态调整前时隙间业务分布状况动态调整前时隙间业务分布状况经过动态信道调整使不同时隙间的用户达到了均衡经过动态信道调整使不同时隙间的用户达到了均衡8个用户个用户 4个用户个用户 1个用户个用户5个用户个用户 4个用户个用户 4个用户个用户经过动态信道调整，使各时隙的负载保持均衡有经过动态信道调整，使各时隙的负载保持均衡有效降低了负荷较高时隙的各用户的干扰。效降低了负荷较高时隙的各用户的干扰。动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化信道化码的特点信道化码的特点n1.分配码
26、的前提：分配码的前提：要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；n2.分配码的结果：分配码的结果：会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩频码；频码；动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化信道化码分配策略信道化码分配策略n1、码表利用率高、码表利用率高分配掉的码字所阻塞掉的码字越少，说明码表利用率越高分配掉的码字所阻塞掉的码字越少，说明码表利用率越高n2、码表复杂度低、码表复杂度低尽量用短码分配尽量用短码分配动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化
27、C16,0C16,1C16,4C16,5C16,6C16,7C16,8C16,9C16,10 C16,11 C16,12C16,14 C16,15C8,0C8,2C8,3C8,4C8,5C8,7C4,0C4,1C4,2C4,3C2,0C2,1C1,0信道化码分配筛选分配法信道化码分配筛选分配法n黑色的码道表示已经被其它用户作占用，而灰色的码道是黑色码黑色的码道表示已经被其它用户作占用，而灰色的码道是黑色码道道n占用后根据码道使用原则被表示为公共占用或已占用状态，占用后根据码道使用原则被表示为公共占用或已占用状态，n而图中白色的码道才可以进行分配。而图中白色的码道才可以进行分配。C16,2C16
28、,3C8,1C8,6C16,13C16,12动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化此时有此时有64K的用户的用户申请接入申请接入4个个12.2K的语音用户的语音用户剩余剩余8个分离的码道个分离的码道可以进行接纳可以进行接纳调整语音用户占用码道调整语音用户占用码道减少了碎片减少了碎片用户用户1用户用户2用户用户3用户用户4用户用户4用户用户3用户用户2用户用户1码域码域DCA-码资源调整码资源调整码资源调整触发时机-高优先级业务因码道碎片而被阻塞时触发调整-周期性检测码表的离散程度，当离散程度较高时及触发动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化空域空域DCAn运用智能天
29、线技术将空间彼此隔开的用户放入同一时隙；而落入运用智能天线技术将空间彼此隔开的用户放入同一时隙；而落入同一波束区域内的用户放入不同的时隙，以减小干扰同一波束区域内的用户放入不同的时隙，以减小干扰n使智能天线使智能天线 能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端；能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端；处于不同波束的用户之间干扰较小处于不同波束的用户之间干扰较小UE4UE2UE3UE1n通过对用户来波方向角的测量，UE1、UE2分配在不同时隙/频率nUE3、UE4分配在相同时隙/频率动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化DCA小结小结nDCA充分体现了充分体现了TD-SCDMA系统频分
30、、时分、码分、空分系统频分、时分、码分、空分的特点的特点nDCA从频域，时域，码域，空域这四维空间将用户彼此从频域，时域，码域，空域这四维空间将用户彼此分隔，有效地降低了小区内用户间的干扰，小区与小区分隔，有效地降低了小区内用户间的干扰，小区与小区之间的干扰，提高整个系统的容量之间的干扰，提高整个系统的容量n由于由于DCA技术的存在使得技术的存在使得TD系统具备更高的频谱利用率系统具备更高的频谱利用率动态信道分配移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化目录目录TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化切换是指当移动台处于移动状态中
31、通讯从一个基站或信道转移到另一个基站或信道的过程 上、下行链路质量，上、下行链路信号的测量，距离或业务的变化，更优的蜂窝出现，操作和管理的干涉，业务流量情况等切换原因切换概念在蜂窝结构的无线移动通信系统中，当移动台从一个小区移动到另一个小区时，为保持移动用电话不中断通信需要进行的信道切换称为切换切换无线测量、网络判决和系统执行切换步骤接力切换技术切换切换移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化硬切换硬切换n硬切换：硬切换：n 在早期的频分多址在早期的频分多址（FDMA）和时分多址）和时分多址（TDMA）移动通信系统中）移动通信系统中采用这种越区切换方法。当采用这种越区切换方法。当用户终端从一个
32、小区或扇区用户终端从一个小区或扇区切换到另一个小区或扇区时，切换到另一个小区或扇区时，先中断与原基站的通信，然先中断与原基站的通信，然后再改变载波频率与新的基后再改变载波频率与新的基站建立通信。站建立通信。接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化软切换软切换n而在软切换过程中，而在软切换过程中，UE先建立与先建立与Node B2的信令和业务连接之后，的信令和业务连接之后，再断开与再断开与Node B1的信令和业务连接，即的信令和业务连接，即UE在某一时刻与在某一时刻与2个基站个基站同时保持联系。同时保持联系。接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化软切换软切换n优点：优
33、点：软切换过程不丢失信息，不中断通信，由于减少了同频干扰，软切换过程不丢失信息，不中断通信，由于减少了同频干扰，增加系统容量。增加系统容量。解决了终端在相同频率的小区或扇区间切换的问题解决了终端在相同频率的小区或扇区间切换的问题,减少了干减少了干扰。扰。n缺点：缺点：软切换的基础是宏分集，因此软切换实现的增加系统容量被软切换的基础是宏分集，因此软切换实现的增加系统容量被它本身所占用的系统容量所抵消。它本身所占用的系统容量所抵消。接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化接力切换概念接力切换概念n接力切换接力切换(Baton Handover)是是TD-SCDMA移动通信系统的移动通信
34、系统的核心技术之一。核心技术之一。n其设计思想是利用智能天线获取其设计思想是利用智能天线获取UE的位置距离信息，的位置距离信息，同时使用上行预同步技术，在切换测量期间，使用上同时使用上行预同步技术，在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的。成功率、降低切换掉话率的目的。接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化UE收到切换命令前的场景：上下行均与源小区连接UE收到切换命令后执行接力切换的场景：
35、利用开环预计同步和功率控制，首先只将上行链转移到目标小区，而下行链路仍与源小区通信UE执行接力切换完毕后的场景：经过N个TTI后，下行链路转移到目标小区，完成接力切换接力切换技术接力切换工作流程接力切换工作流程移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化接力切换工作流程接力切换工作流程-预同步预同步n预同步中移动台只是通过接收到的预同步中移动台只是通过接收到的PCCPCH信息估算信息估算UE在源小区和目标小区上行定时偏差在源小区和目标小区上行定时偏差服务小区服务小区预同步小区预同步小区DPCHPCCPCH接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化接力切换优点接力切换优点n接力切换优点接力
36、切换优点：与通常的硬切换相比，接力切换除了要进行硬切换所进行的与通常的硬切换相比，接力切换除了要进行硬切换所进行的测量外，还要对符合切换条件的相邻小区的同步时间参数进测量外，还要对符合切换条件的相邻小区的同步时间参数进行测量、计算和保持。接力切换使用上行预同步技术，在切行测量、计算和保持。接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。上行预同步数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。上行预同步的技术在移动台在与原小区通信保持不变的情况下与目标小的技术在移动台在与
37、原小区通信保持不变的情况下与目标小区建立起开环同步关系，提前获取切换后的上行信道发送时区建立起开环同步关系，提前获取切换后的上行信道发送时间，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换间，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的。接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种掉话率的目的。接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法。新的切换方法。接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化接力切换优点接力切换优点n与软切换相比，都具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较与软切换相比，都具有较高的切换成功率、较低的掉话率以及较小的上行干扰等优点。不同之处在于接力
38、切换不需要同时有多个小的上行干扰等优点。不同之处在于接力切换不需要同时有多个基站为一个移动台提供服务，因而克服了软切换需要占用的信道基站为一个移动台提供服务，因而克服了软切换需要占用的信道资源多、信令复杂、增加下行链路干扰等缺点。资源多、信令复杂、增加下行链路干扰等缺点。n与硬切换相比，两者具有较高的资源利用率，简单的算法、以及与硬切换相比，两者具有较高的资源利用率，简单的算法、以及较轻的信令负荷等优点。不同之处在于接力切换断开原基站和与较轻的信令负荷等优点。不同之处在于接力切换断开原基站和与目标基站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服了传统硬切目标基站建立通信链路几乎是同时进行的，因而克服
39、了传统硬切换掉话率高、切换成功率低的缺点。换掉话率高、切换成功率低的缺点。接力切换技术移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化目录目录TDD技术智能天线技术联合检测技术动态信道分配接力切换技术功率控制移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化功率控制作用功率控制作用n功率控制技术是功率控制技术是CDMA系统的基础，没有功率控制就没有系统的基础，没有功率控制就没有CDMA系统。系统。n功率控制可以补偿衰落，接收功率不够时要求发射方增大发功率控制可以补偿衰落，接收功率不够时要求发射方增大发射功率射功率n功率控制可以克服远近效应，对上行功控而言，功率控制的功率控制可以克服远近效应，对上行功控而言，功率
40、控制的目标即为所有的信号到达基站的功率够用即可目标即为所有的信号到达基站的功率够用即可n由于移动信道是一个衰落信道，快速闭环功控可以随着信号由于移动信道是一个衰落信道，快速闭环功控可以随着信号的起伏进行快速改变发射功率，使接收电平由起伏变得平坦的起伏进行快速改变发射功率，使接收电平由起伏变得平坦功率控制移动通信系统网络优化移动通信系统网络优化闭环闭环测量信噪比和目标信躁比比较，并向移动台发送指令调整它的发射功率内环控制外环控制测量误帧率（误块率），调整目标信噪比若测定SIR目标SIR，降低移动台发射功率,若测定SIRIu释放释放-RRC连接释放。连接释放。释放请求分为两种类型：UE发起的释放和
41、CN发起的释放。基本信令流程UE发起释放的流程图 基本信令流程Iu释放信令流程 基本信令流程Iu释放信令流程v1.CN通过给通过给RNC发送发送RANAP消息消息IuReleaseCommand消息发起专用信道的释放过程。主要参数：释放原消息发起专用信道的释放过程。主要参数：释放原因，比如因，比如SuccessfulRelocation,NormalRelease,ReleaseduetoUTRANGeneratedReason,RelocationCancelled,NoRemainingRAB。v2.RNC在收到在收到IuReleaseCommand消息后，释放到消息后，释放到IU口的信令
42、连接，并且通过口的信令连接，并且通过ALCAP协议释放协议释放Iu承载，但不会等承载，但不会等UTRAN将所有的资源和信令释放后，就直接给将所有的资源和信令释放后，就直接给CN回送回送RANAP消息消息IuReleaseComplete消息。主要参数：消息。主要参数：DatavolumeReport(ifdatavolumereportingtoPSisrequired).v3.CN与与RNC通过通过ALCAP协议释放协议释放Iu承载。承载。基本信令流程RRC连接释放过程 v4.RRC释放就是释放释放就是释放UE和和UTRAN之间的之间的信令链路及所有的无线承载信令链路及所有的无线承载基本信令
43、流程RRC连接释放过程v5.RNC向向UE发送发送RRC消息消息RRCConnectionRelease来释来释放该放该RRC连接。主要参数：释放原因。连接。主要参数：释放原因。v6.UE向向RNC回送回送RRC消息消息RRCConnectionReleaseComplete，以此确认，以此确认RRC连接的释放。此消息为非确认模式的，连接的释放。此消息为非确认模式的，因此会收到多条。因此会收到多条。v7.RNC向向NodeB发送发送NBAP消息消息RadioLinkDeletion，删，删除除NodeB中的无线链路资源。中的无线链路资源。v8.NodeB资源释放完成后，向资源释放完成后，向RN
44、C回送回送NBAP消息消息RadioLinkDeletionResponse。v9.RNC通过通过ALCAP协议释放与协议释放与NodeB之间之间Iub口用户面传输口用户面传输承载，至此呼叫释放流程结束。承载，至此呼叫释放流程结束。基本信令流程完整的释放信令流程 v主动挂机释放主动挂机释放v主被叫正常释放信令流程主被叫正常释放信令流程基本信令流程基本信令流程v呼叫流程呼叫流程v驻留流程驻留流程v切换流程切换流程v信令在网络中的应用信令在网络中的应用基本信令流程驻留流程vUE开机后或在漫游中，它的首要任务就是找开机后或在漫游中，它的首要任务就是找到网络并和网络取得联系，以获得网络的服到网络并和网
45、络取得联系，以获得网络的服务。因此空闲模式下务。因此空闲模式下UE的行为对于的行为对于UE是至关是至关重要的。重要的。UE在空闲模式下的行为可以分为在空闲模式下的行为可以分为PLMN选择选择/重选，小区的选择重选，小区的选择/重选和位置重选和位置更新三种更新三种基本信令流程PLMN选择/重选vPLMN选择选择/重选：重选：当UE开机后，首先应该选择一个PLMN，一般来说，这个PLMN是用户和运营商签约时确定的，由运营商指定。当选中了一个PLMN后，就开始选择属于这个PLMN的小区，找到一个这样的符合驻留条件的小区后，UE就驻留在这个小区，并继续监测小区的系统消息广播中的该小区的邻小区，从中选择
46、一个信号最好的小区，驻留下来。接着UE会发起位置登记过程（LocationUpdate或者Attach），用以通知网络侧自己的状态，成功后UE就成功的驻留在这个小区中了。驻留的作用有4个：使UE可以接收PLMN广播的系统信息；可以在小区内发起随机接入过程；可以接收网络的寻呼；可以接收小区广播业务。基本信令流程小区选择/重选v小区选择小区选择/重选：重选：当PLMN选定之后，就要进行小区选择，目的是选择属于这个PLMN中信号最好的小区。首先，如果UE存有这个PLMN的一些相关信息，比如频率，扰码等，UE就会首先使用这些信息进行小区重搜。这样就可以较快的找到网络，因为大多数情况下，UE都是在同一个
47、地点关机和开机，比如晚上关机，早晨开机等等。这些信息保存在SIM卡中。随着UE的移动，当前小区和临近小区的信号强度都在不断变化。UE就要选择一个最合适的小区，这就是小区重选过程。这个最合适的小区不一定是当前信号最好的小区，举例来说，如果一个UE处在一个小区的边缘，又在这两个小区间来回走，恰好这两个小区又是属于不同的位置区LA或路由区RA。这样UE就要不停的发起位置更新，既浪费了网络资源，又浪费了UE的能量。因此在小区中选择哪个小区是有规则的.基本信令流程位置更新v位置更新：位置更新：当UE重选小区，选择了另外一个小区后，通过读取该小区的系统信息广播，如果UE发现这个小区属于另外一个位置区LA或
48、路由区RA，UE就要发起位置更新过程，以通知网络最新的UE的位置信息。如果LocationUpdate或者Attach不成功，UE就要进行PLMN重选。基本信令流程位置更新信令流程v包括：包括：RRC连接建立连接建立-位置更新（包含鉴权位置更新（包含鉴权过程和安全模式）过程和安全模式）-TMSI重分配重分配-Iu释释放放-RRC连接释放连接释放基本信令流程路由区更新信令流程 v包括：包括：RRC连接建立连接建立-路由区更新（包含鉴权过程和安全模式）路由区更新（包含鉴权过程和安全模式）-Iu释放释放-RRC连接释放。连接释放。基本信令流程基本信令流程v呼叫流程呼叫流程v驻留流程驻留流程v切换流程
49、切换流程v信令在网络中的应用信令在网络中的应用基本信令流程切换流程vUE移动过程中，服务小区信号越来越差，邻移动过程中，服务小区信号越来越差，邻小区信号越来越强，当满足切换条件时，将小区信号越来越强，当满足切换条件时，将触发切换流程。触发切换流程。v切换流程通常包括以下几个步骤：测量报告切换流程通常包括以下几个步骤：测量报告-测量终止测量终止-资源重配置资源重配置-测量打开。测量打开。基本信令流程上报测量报告v1正常通话中，正常通话中，NodeB周期性的向周期性的向RNC上上报专用测量报告，报专用测量报告，DedicatedMeasurementReport主要主要上报闭环功控的上报闭环功控的
50、SIR值。值。v2.目前触发切换的测量报告采用事件上报方目前触发切换的测量报告采用事件上报方式，在前一次的测量控制中，已由式，在前一次的测量控制中，已由RNC下发下发告诉告诉UE，当满足阈值门限时，当满足阈值门限时，UE将向将向RNC上报上报measurementReport基本信令流程下发测量控制 v3.与此同时，与此同时，RNC向向NodeB发送发送measurementControl，告诉，告诉UE停止测停止测量。同时量。同时RNC通知通知NodeB终止专用测量。终止专用测量。基本信令流程资源重配置v4RNC向目标小区的向目标小区的NodeB发送发送RadioLinkSetupReque