電子發燒友App
一、引言
由于現代的移動通信系統采用蜂窩結構，用戶在跨越空間劃分的小區時，必然要進行越區切換，而對于第三代移動通信系統而言，智能天線技術的引入由于增加了空間這一維度的資源，將會對傳統的硬切換技術的測量準則、切換觸發、切換執行等過程產生巨大的影響。由于智能天線具有的指向性特點及其帶來的系統增益，僅僅考慮對導頻信道強度測量來觸發切換的傳統策略，已經明顯無法適應引入智能天線的第三代移動通信系統。本文針對使用智能天線的TD-SCDMA系統，提出了一種修正的基于導頻信道測量強度和基于通信業務質量相結合的切換觸發策略。
二、智能天線下切換算法的設計
?移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。在實際的切換實現過程中，需要如一定的時間延遲△T和信號強度冗余來補償因為傳播條件的復雜性、信息處理速度和能力的限制、命令傳遞的時間延遲等原因造成的誤差，減少不必要的切換，避免“乒乓效應”的出現。同時，針對TDD系統對干擾敏感的問題，只有當相鄰小區基站信號強度優于本小區信號強度一定程度（即差值大于信號強度冗余）并且本小區信號強度小于某一特定門限之下時才啟動切換過程。在有的文獻中，明確的給出了基于上述思想的切換策略，因此傳統的切換觸發策略可簡略的用公式表示為：mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。;
5u;D%E1v*E%z%^6z0vmscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。由于智能天線的引入，切換觸發的準則需要進行重新考慮。目前UE大都測量各個基站的PCCPCH信號強度，而PCCPCH信道在引入智能天線的系統中仍采用全方向的方式發射，即不使用智能天線（如圖1所示）。在此情況下，切換測量忽略了業務信道上由于應用智能天線而帶來的對專用信道信號的增益，而以盡量維持當前業務連接，盡可能減少切換發生的原則下，適當的增加hoMarginLev(n)/Qual(n)的取值大小，充分利用智能天線所帶來的增益和益處將是一個明智的選擇。經過修正后，符合的準則如下：
傳統的切換觸發策略主要考慮信號強度，但在TD-SCDMA中導頻信道與業務信道處于不同時隙，而且業務信道采用了智能天線技術，因此，僅僅測量PCCPCH的信號強度已不能適應智能天線條件下對切換性能的要求。為了獲得切換更高的準確性和系統的更好性能，我們必須引入新的觸發切換請求的判斷依據與原有切換觸發策略相結合。于是我們在公式（3），（4）的基礎上還提出了下面的要求：
.i2})d0~0j4t2{MSCBSC 移動通信論壇在具體實現上，我們采用了基于幀錯誤率的業務質量指示依據來體現用戶通信質量，因為從業務角度而言，針對TDD特點，對每一個幀統計錯誤率足以反映當前服務質量的優劣。而出于消除不穩定性和突發的考慮，我們使用平均誤幀率作為當前業務質量的判斷依據，因此在切換請求發起時增加一個判斷條件：當前業務平均誤幀率是否大于門限值，若大于則通信質量不能滿足業務要求，需要發起切換。即滿足：
移動通信論壇三、切換算法仿真實現
國內領先的通信技術論壇切換流程如圖2所示，在UE與基站進行通信的過程中，UE需要對當前服務基站及相鄰小區基站導頻信道信號強度進行測量。測量方式由RNC的測量控制信息進行制定。同時UE需要實時的測量自身業務的質量特性，統計誤幀率情況，進而計算獲得平均誤幀率。
移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網絡優化,通信工程,出差住宿,通信企業黑名單用戶的業務類型為12.2kb/s的電路交換域語音業務，移動速度為36km/h，并且規定若用戶連續接收200幀錯誤的數據則認為用戶掉話。
移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。2.性能指標定義和說明針對本文中提出的切換出發策略，所需要關注的性能指標設計如下：
切換請求次數。發起的總的同頻切換請求次數（Event 1A的總次數）。
●切換掉話次數。在切換過程中，因為切換操作失敗，時延因素或者長時間切換請求得不到滿足，切換機制釋放與當前用戶的通信以免影響整個系統的穩定而產生的用戶掉話次數。mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信
●下行GoS。即業務等級。由（7）給出
Ngood，Nbad，Ndrop，Nblock分別為滿意的，不滿意的，掉話和阻塞的呼叫數；為體現掉話對滿意度影響的因子，目前取值為2。因為對于通信用戶來說，掉話遠比接入請求被拒絕更令人無法接收，所以掉話次數對于用戶滿意度的負面影響應加權考慮。
仿真結果與分析移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網絡優化,通信工程,出差住宿,通信企業黑名單 h.Z-I1T2C!L,A
（1）驗證引入hoMargin_SA的有效性在使用智能天線的前提假設下，場景中使用PCCPCH電平測量值的冗余度hoMarginLev為3dB，切換的PCCPCH電平門限hoThresholdsLevDL為113dB。hoMargin_SA取3dB，仿真時間取5分鐘。 |??國內領先的通信技術論壇5f%K+f.G#^'@,~
本場景中，切換請求次數在引入和不引入hoMargin_SA下的對比如圖4所示。圖4分別為不引入和引入hoMargin_SA下切換請求的總次數，即Event 1A的總事件數。可以看出，由于沒有加入hoMargin_SA，切換請求次數明顯大于加入hoMargin_SA后的統計值。由此，hoMargin_SA的加入對于減少不必要的切換發生，具有比較顯著的作用。
本場景中，系統下行GoS在引入和不引入hoMargin_SA下的對比如圖5所示。圖5分別為不引入和引入hoMargin_SA下，系統下行GoS的性能曲線。出于性能結果準確性的考慮，數據統計從30秒開始。可以看到在智能天線下，hoMargin_SA的加入是必要的。它減少了不必要的切換，避免了因此出現的通信質量下降和過多掉話，從而提高了系統GoS性能。移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網絡優化,通信工程,出差住宿,通信企業黑名單
（2）兩種切換策略的性能比較
?移動通信論壇仿真場景中使用傳統切換策略和修正的基于導頻信道測量強度和基于通信業務質量相結合的切換觸發策略兩種不同的切換請求發起算法，仿真假設和參數除引入hoMargin_SA取3dB外，與（1）中相同。
本場景中不同切換請求發起算法下切換請求次數的比較如圖6所示。圖6分別為基于傳統切換策略和新的切換觸發策略下切換發起次數（Event 1A）的對比。可以看到使用新算法時，Event 1A數量顯著減少，通信系統的信令負荷也將隨之下降。通過隨后的下行GoS的比較能更清楚地看到：新算法減少了不必要的切換，切換的準確性和有效性得到了明顯提高。
本場景中不同切換請求發起算法下行GoS的比較如圖7所示。圖7分別為應用基于傳統切換策略和新的切換觸發策略時下行GoS的對比。出于性能結果準確性的考慮，數據統計從30秒開始。當系統趨于穩定（仿真時間兩分鐘后）時，新算法由于其更佳的準確性和有效性，減少了不必要的切換發起，在切換執行過程中，切換掉話數大大減少，更好的保證了通信在滿足質量要求下的正常進行，其GoS較前者有大約10個百分點的提升。
本文中提出了一種在TD-SCDMA系統下修正的基于導頻信道測量強度和基于通信業務質量相結合的切換觸發策略。通過建立動態仿真模型，獲得切換相關的性能統計量，對比所提出算法的優勢。mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。因加入智能天線而引入的接收信號電平的切換儲備值hoMargin_SA的合理使用，對于減少不必要切換，減少切換掉話次數，提高業務等級GoS有一定的作用。
?國內領先的通信技術論壇新的切換觸發策略，避免了不必要的切換，提高了切換的準確性和有效性，減小了系統系統信令負荷，減少了因切換失敗而掉話的數量，使業務等級GoS得到改善。
由于現代的移動通信系統采用蜂窩結構，用戶在跨越空間劃分的小區時，必然要進行越區切換，而對于第三代移動通信系統而言，智能天線技術的引入由于增加了空間這一維度的資源，將會對傳統的硬切換技術的測量準則、切換觸發、切換執行等過程產生巨大的影響。由于智能天線具有的指向性特點及其帶來的系統增益，僅僅考慮對導頻信道強度測量來觸發切換的傳統策略，已經明顯無法適應引入智能天線的第三代移動通信系統。本文針對使用智能天線的TD-SCDMA系統，提出了一種修正的基于導頻信道測量強度和基于通信業務質量相結合的切換觸發策略。
二、智能天線下切換算法的設計
?移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。在實際的切換實現過程中，需要如一定的時間延遲△T和信號強度冗余來補償因為傳播條件的復雜性、信息處理速度和能力的限制、命令傳遞的時間延遲等原因造成的誤差，減少不必要的切換，避免“乒乓效應”的出現。同時，針對TDD系統對干擾敏感的問題，只有當相鄰小區基站信號強度優于本小區信號強度一定程度（即差值大于信號強度冗余）并且本小區信號強度小于某一特定門限之下時才啟動切換過程。在有的文獻中，明確的給出了基于上述思想的切換策略，因此傳統的切換觸發策略可簡略的用公式表示為：mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。;
5u;D%E1v*E%z%^6z0vmscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。由于智能天線的引入，切換觸發的準則需要進行重新考慮。目前UE大都測量各個基站的PCCPCH信號強度，而PCCPCH信道在引入智能天線的系統中仍采用全方向的方式發射，即不使用智能天線（如圖1所示）。在此情況下，切換測量忽略了業務信道上由于應用智能天線而帶來的對專用信道信號的增益，而以盡量維持當前業務連接，盡可能減少切換發生的原則下，適當的增加hoMarginLev(n)/Qual(n)的取值大小，充分利用智能天線所帶來的增益和益處將是一個明智的選擇。經過修正后，符合的準則如下：
傳統的切換觸發策略主要考慮信號強度，但在TD-SCDMA中導頻信道與業務信道處于不同時隙，而且業務信道采用了智能天線技術，因此，僅僅測量PCCPCH的信號強度已不能適應智能天線條件下對切換性能的要求。為了獲得切換更高的準確性和系統的更好性能，我們必須引入新的觸發切換請求的判斷依據與原有切換觸發策略相結合。于是我們在公式（3），（4）的基礎上還提出了下面的要求：
.i2})d0~0j4t2{MSCBSC 移動通信論壇在具體實現上，我們采用了基于幀錯誤率的業務質量指示依據來體現用戶通信質量，因為從業務角度而言，針對TDD特點，對每一個幀統計錯誤率足以反映當前服務質量的優劣。而出于消除不穩定性和突發的考慮，我們使用平均誤幀率作為當前業務質量的判斷依據，因此在切換請求發起時增加一個判斷條件：當前業務平均誤幀率是否大于門限值，若大于則通信質量不能滿足業務要求，需要發起切換。即滿足：
移動通信論壇三、切換算法仿真實現
國內領先的通信技術論壇切換流程如圖2所示，在UE與基站進行通信的過程中，UE需要對當前服務基站及相鄰小區基站導頻信道信號強度進行測量。測量方式由RNC的測量控制信息進行制定。同時UE需要實時的測量自身業務的質量特性，統計誤幀率情況，進而計算獲得平均誤幀率。
? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ?圖2切換流程圖
在收到UE發來的切換請求后，會對切換請求進行判決，若判決允許切換，RNC則會向UE發送物理信道重配置消息命令，指示UE執行切換操作。隨后，UE根據物理信道重配置命令中的配置參數和信息進行切換操作，待切換過程完成后，UE恢復正常通信，將重新開始進行切換所需測量值的統計，周而復始的重復上面的操作流程，直至UE通信結束。
四、切換仿真和性能分析
1.仿真環境模型
為了驗證切換算法的性能，使用OPENT仿真工具搭建了適用于TD-SCDMA的動態系統級仿真平臺。仿真平臺中模擬了3種節點：RNC，NodeB和UE，分別對應無線網絡控制器，基站和移動臺。其中傳播模型，移動性模型和業務模型的定義均遵照參考文獻中的規定。具體的網絡模型設計為典型的六邊型宏蜂窩小區結構，共布設了16個基站，每個基站均位于小區的中心，小區半徑為577米，每個小區的覆蓋相同如圖3所示。用戶的位置服從均勻分布。在仿真中考慮了智能天線的引入并模擬了智能天線的功能。計算接收信號強度時考慮了快衰和慢衰的影響。
移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網絡優化,通信工程,出差住宿,通信企業黑名單用戶的業務類型為12.2kb/s的電路交換域語音業務，移動速度為36km/h，并且規定若用戶連續接收200幀錯誤的數據則認為用戶掉話。
移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。2.性能指標定義和說明針對本文中提出的切換出發策略，所需要關注的性能指標設計如下：
切換請求次數。發起的總的同頻切換請求次數（Event 1A的總次數）。
●切換掉話次數。在切換過程中，因為切換操作失敗，時延因素或者長時間切換請求得不到滿足，切換機制釋放與當前用戶的通信以免影響整個系統的穩定而產生的用戶掉話次數。mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信
●下行GoS。即業務等級。由（7）給出
Ngood，Nbad，Ndrop，Nblock分別為滿意的，不滿意的，掉話和阻塞的呼叫數；為體現掉話對滿意度影響的因子，目前取值為2。因為對于通信用戶來說，掉話遠比接入請求被拒絕更令人無法接收，所以掉話次數對于用戶滿意度的負面影響應加權考慮。
仿真結果與分析移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網絡優化,通信工程,出差住宿,通信企業黑名單 h.Z-I1T2C!L,A
（1）驗證引入hoMargin_SA的有效性在使用智能天線的前提假設下，場景中使用PCCPCH電平測量值的冗余度hoMarginLev為3dB，切換的PCCPCH電平門限hoThresholdsLevDL為113dB。hoMargin_SA取3dB，仿真時間取5分鐘。 |??國內領先的通信技術論壇5f%K+f.G#^'@,~
本場景中，切換請求次數在引入和不引入hoMargin_SA下的對比如圖4所示。圖4分別為不引入和引入hoMargin_SA下切換請求的總次數，即Event 1A的總事件數。可以看出，由于沒有加入hoMargin_SA，切換請求次數明顯大于加入hoMargin_SA后的統計值。由此，hoMargin_SA的加入對于減少不必要的切換發生，具有比較顯著的作用。
本場景中，系統下行GoS在引入和不引入hoMargin_SA下的對比如圖5所示。圖5分別為不引入和引入hoMargin_SA下，系統下行GoS的性能曲線。出于性能結果準確性的考慮，數據統計從30秒開始。可以看到在智能天線下，hoMargin_SA的加入是必要的。它減少了不必要的切換，避免了因此出現的通信質量下降和過多掉話，從而提高了系統GoS性能。移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網絡優化,通信工程,出差住宿,通信企業黑名單
（2）兩種切換策略的性能比較
?移動通信論壇仿真場景中使用傳統切換策略和修正的基于導頻信道測量強度和基于通信業務質量相結合的切換觸發策略兩種不同的切換請求發起算法，仿真假設和參數除引入hoMargin_SA取3dB外，與（1）中相同。
本場景中不同切換請求發起算法下切換請求次數的比較如圖6所示。圖6分別為基于傳統切換策略和新的切換觸發策略下切換發起次數（Event 1A）的對比。可以看到使用新算法時，Event 1A數量顯著減少，通信系統的信令負荷也將隨之下降。通過隨后的下行GoS的比較能更清楚地看到：新算法減少了不必要的切換，切換的準確性和有效性得到了明顯提高。
本場景中不同切換請求發起算法下行GoS的比較如圖7所示。圖7分別為應用基于傳統切換策略和新的切換觸發策略時下行GoS的對比。出于性能結果準確性的考慮，數據統計從30秒開始。當系統趨于穩定（仿真時間兩分鐘后）時，新算法由于其更佳的準確性和有效性，減少了不必要的切換發起，在切換執行過程中，切換掉話數大大減少，更好的保證了通信在滿足質量要求下的正常進行，其GoS較前者有大約10個百分點的提升。
本文中提出了一種在TD-SCDMA系統下修正的基于導頻信道測量強度和基于通信業務質量相結合的切換觸發策略。通過建立動態仿真模型，獲得切換相關的性能統計量，對比所提出算法的優勢。mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內領先專注于通信技術和通信人生活的社區。因加入智能天線而引入的接收信號電平的切換儲備值hoMargin_SA的合理使用，對于減少不必要切換，減少切換掉話次數，提高業務等級GoS有一定的作用。
?國內領先的通信技術論壇新的切換觸發策略，避免了不必要的切換，提高了切換的準確性和有效性，減小了系統系統信令負荷，減少了因切換失敗而掉話的數量，使業務等級GoS得到改善。
工商網監
評論