2006-11-8 09:10
junfengyang
小区切换与功率控制讲义
小区切换与功率控制讲义
2.1 切换概述 e| MS3~7~C
在GSM这样的蜂窝小区系统中，充分采用了频率复用的概念，使一个区域是由多个小区来共同完成覆盖的。这样就出现了一个越区自动切换的概念，一个简单的例子，当一个移动用户正在通话的时候，从某小区的覆盖范围移动到另一个小区的覆盖范围时，为使通话不被中断需要自动切换信道。这个过程应在用户察觉不到的情况下进行，也不需要用户介入。如何成功并快捷地完成越区切换，这是蜂窝小区系统设计的重要方面之一。|0I+K$]9Q#c0j
2.1.1 切换分类y ^*e]pkic
按照切换涉及的前后两个小区的归属可以分为：
（1）小区内切换：切换的前后两个小区是同一个小区。这种切换可以由小区所属的BSC独立控制完成；'LC4WS_
（2）BSC内小区间切换：切换的前后两个小区是一个BSC控制下的不同小区。这种切换不需要MSC的干涉，可以由BSC独立控制完成； g6B;o%{ggu(L
（3）MSC内BSC间切换：切换的前后两个小区分属两个BSC控制，但这两个BSC却受控于一个MSC。这种切换的完成需要这个MSC以及两个BSC的共同参与控制；H"}m nah o9Aper
（4）MSC间的切换：切换的前后两个小区分属两个MSC控制范围。这种切换的完成需要多个MSC以及两个小区所属的BSC的共同参与控制；
按照切换过程中MS如何与目标小区建立联系可以分为： ?1Uc D"Z)i k8Y
（1）同步切换：MS在目标小区和源小区使用相同的时间提前量，这种切换方式速度快，一般发生在小区内切换和同一站点的两个扇区之间的切换；
（2）不同步切换：MS不知道在目标小区应该使用的时间提前量，这种切换方式速度慢，当两个小区中的任何一个没有与BSC同步时，就应该使用不同步切换；
（3）伪同步切换：MS可以算出在目标小区应该使用的时间提前量，这种切换方式速度快，当两个小区都与BSC同步时，可以使用伪同步切换；
（4）预同步切换：源小区知道MS在目标小区应该使用的时间提前量，并通知MS，这种切换方式速度快。 v |P$y,Z"__
2.1.2 切换条件,QN Usu"YK&c&K8{ c
一般造成切换的条件有以下几种：
（1）信号强度太弱；`0RV)sl [ IY
（2）信号质量太差；;Ymo:v1q"\;H
（3）信号干扰太大：这种切换发生主要原因是干扰，即移动用户正在使用的信道受到突然的干扰，于是被切换到同一个小区的另一个信道来避开干扰。
（4）移动用户离基站太远；
（5）存在一个更合适的小区：这是从整个系统角度来考虑的，若能够为移动用户找到一个更加合适的小区并切换过去，就能降低整个系统的干扰情况。'N}7E v.g!x m5h
以上只是最基本的切换算法要处理的切换条件，随着下面所列的各种新技术的不断提出，切换算法要考虑的因素也越来越多。s)_v^,I
9l h~ w)Xy
2.1.2.1 同心圆（Concentric Cell）技术
所谓同心圆就是将普通的小区分为两个区域：外层及内层，外层的覆盖范围是传统的蜂窝小区，外层的频点一般采用4x3复用方式，而内层的覆盖范围主要集中在基站附近，内层的频点采用更紧密的复用方式，如2x3或1x3。外层和内层是共站址的，而且共用一套天线系统，共用同一个BCCH信道，但公共控制信道必须属于外层。X9`+g.b#E-h
同心圆技术还分多种，常见的有普通同心圆和智能双层（Intelligent Underlay Overlay），它们的主要区别在于内层的发射功率和内外层间的切换算法。普通同心圆内层的发射功率一般要低于外层功率，内外层间的切换一般是基于功率和距离的，智能双层的内层发射功率最大可以与外层相同，其切换算法是基于C/I比的。
2.1.2.2 微蜂窝 j cf$e:XtQ l Z
微蜂窝的天线一般安装在屋顶之下，因此无线传播一般为视线传播，受周围建筑物环境影响很大，其覆盖范围有限，传输功率较低，但体积小，安装方便，主要用于宏蜂窝很难覆盖的地铁、地下室，以及高话务量的商业区、购物中心等等。_X5`@j R.A+K/s
微蜂窝一般与宏蜂窝构成多层网。即宏蜂窝进行大面积的连续覆盖，作为多层网的顶层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，形成多层网的底层。微蜂窝主要服务于低速运动的移动用户，对于高速移动的用户，应由宏蜂窝来提供服务，以避免过于频繁的切换或来不及切换而造成掉话。要实现这一点，系统应具有基于移动速度的切换算法，这种切换算法的好坏直接影响了微蜂窝提供容量的能力及网络的服务质量。
2.1.2.3 双频网
近来，1800MHz频段的GSM也逐渐开始在国内使用，以解决繁忙地区900M资源非常紧张的问题。于是在一个区域里就可以同时存在900M和1800M两个覆盖层面，这两个层面可以是互不干涉的两个网，也可以共同组成一个双频网。而在一个双频网里，就需要考虑900M和1800M之间的切换问题，特别是在现阶段，900M层面的业务量比较大，因此就需要尽可能将双频手机用户引向1800M层面，平衡两个层面的业务水平。在切换上，就是要优先将用户切换到1800M层面的小区当中。事实上，还存在一种更加复杂的情况--双频小区，即一个小区中既有900M的频点，也有1800M的频点。一个双频小区的两种频段的频点的无线特性是不一样的，因此，切换算法就要为双频小区内的不同频段的信道间的切换专门考虑。s3f_ Q qJ
3Q0t@ O6w&s ^
2.2 ZXG10-BSC支持的切换种类
由于ZXG10-BSC软件设计的先进性，因此能够实现各种有效的切换，既提高了切换的速度，降低了切换的失败率，也能够结合各种新技术，提高网络的容量和服务质量。
2.2.1 按照切换分类
按照切换涉及的前后两个小区的归属，ZXG10-BSC支持所有的切换类型：
（1）小区内切换：ZXG10-BSC可以独立控制完成；3C-x0dO"o
（2）BSC内小区间切换：ZXG10-BSC可以独立控制完成；(n#i t |\[5hf#iJ
（3）MSC内BSC间切换：ZXG10-BSC可以配合MSC共同完成；
（4）MSC间的切换：ZXG10-BSC可以配合MSC共同完成。
按照切换过程中MS如何与目标小区建立联系，ZXG10-BSC支持以下三种切换类型：
（1）同步切换；M vBmVT;m/W1m
（2）不同步切换；
（3）伪同步切换。
对于预同步切换，由于没有合适的情况与之对应，ZXG10-BSC暂时不支持。5yfP$jo2x,}h I
3g3N;v1o_Z^0t%@
2.2.2 按照切换过程 F,k:Pz9`*Y'r l
在切换的过程中，也有相当多的讲究，ZXG10-BSC的切换控制支持以下的特征：
（1）切换过程中的排队过程：在切换处理过程中，为了增加切换的成功率，可以在暂时没有无线资源的情况下，暂时将申请者排队等待某资源的释放；
（2）切换过程中的强拆过程：在切换处理过程中，当情况紧急时，而目标小区又没有无线资源可用，为了保证高级用户的持续通话，可以将某些低优先级的用户强行拆除或强行切换出去，以释放出相应的无线资源；z(Q im&yD"?f
（3）MSC业务量切换：ZXG10-BSC可以配合MSC完成业务量切换的任务，将某个繁忙小区的业务量转到周围业务量较低的小区；
（4）BSC业务量切换：为了进一步减轻MSC负荷，ZXG10-BSC可以独立完成业务量切换的功能，使在保证网络服务质量的前提下，将业务量尽可能平均。
2.2.3 ZXG10-BSC切换特殊功能h%D0E0Y f3G
随着各种新技术的出现，ZXG10-BSC的切换也增加了相应的功能：
（1）同心圆切换：提高网络容量的方法之一就是使用特殊的网络规划方法，同心圆技术就是最常使用的方式之一，同心圆的技术有很多种，其目的都是努力提高网络的容量，ZXG10-BSC采用了一种比较高效的基于载干比的同心圆技术，基于这种技术设计了专门的切换策略，能够提高网络容量30%以上。
（2）微蜂窝切换：提高网络容量的另一个方法是微蜂窝技术，这也是解决网络覆盖的有效手段，对于切换的考虑就是对MS速度的检测，对于高速的MS微蜂窝最好不要为之服务。ZXG10-BSC现在可以通过软件检测MS的相对基站的移动速度，在此基础上完成基于速度的微蜂窝切换；8uW]1fp B
（3）双频切换：提高网络容量的另一个方法增加1800M的层面，组成双频网，这能够彻底解决900M的频点不足的现状。由于现阶段，1800M层的容量得不到充分的应用，因此在切换的方面主要考虑的是如何尽可能让1800的小区吸收话务量。ZXG10-BSC可以同时管理900M和1800M的小区，现在除了可以通过普通的小区配置参数来提高1800的小区的吸引力之外，还可以为900到1800的切换设置特殊的优先级。对于双频小区，鉴于现阶段实用的可能性太小，ZXG10-BSC暂时还不支持。
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2.3 切换的流程#O i(^6]/C;j
切换的完成主要依赖两方面，一个是MS和BTS的测量报告，另一个是各种各样的切换控制参数。以下主要描述了基本的切换控制流程，不包括同心圆、微蜂窝和双频切换的内容。
2.3.1 切换控制流程
整个切换控制流程分：N"Q YU)}!T gc!g
（1）测量报告的保存；+v(T xT Fa
（2）平均值的计算；la(MVK?C
（3）阈值的比较；}e g.v8y\&Dl
（4）候选小区的选择。:hb Bti Vo j0Z
2.3.1.1 测量报告的保存
这一部分主要完成以下几部分的工作：E/p8H/X)N:z7L y
（1）保存上行测量数据；
（2）保存下行测量数据；4zw i^X]3zbd
（3）保存时间提前量；
（4）保存邻近小区的测量数据；"AU \`}"G)t0b
（5）保存干扰小区的测量数据。pW(OM1YF6A f
2.3.1.2 平均值的计算 w^7n%av@:lA\
这一部分主要完成以下几部分的工作：r h%R:j U C O
（1）计算上行测量数据的平均值；
（2）计算下行测量数据的平均值；
（3）计算时间提前量的平均值；XO] I5Q1?)K
（4）计算邻近小区的测量数据的平均值；V!Xs M-N+Nu| G"n3q
（5）邻近小区的PBGT值的计算。
注：其中，邻近小区的PBGT值代表了邻近小区的信号强度比本小区的信号强度的优越程度。
在计算平均值的过程中，就要用到切换控制中的一些参数，比如进行平均计算的样例数（窗口大小），DRX方式和非DTX方式的测量数据采用的不同权值以及可以忽略的测量报告中的零的个数等等。
2.3.1.3 阈值的比较7g/zo#E?1pC2\k-z;R
与切换控制的平均值比较有关的参数有：
（1）（UpLevTh，N，P）：上行方向上的强度门限；3R|#_;lp.U*N
（2）（UpQualTh，N，P）：上行方向上的质量门限；
（3）（DwLevTh，N，P）：下行方向上的强度门限；#`x-Y#@ k$A6_L!j
（4）（DwQualTh，N，P）：下行方向上的质量门限；,Zh5{;a \ t)F5~.X P(}7T+w)~
（5）（UpIntfTh，N，P）：上行方向上的干扰（强度）门限；/x R M.Q y#G Y]J r
（6）（DwIntfTh，N，P）：下行方向上的干扰（强度）门限；
（7）（MsDistTh，N，P）：距离门限（单位同时间提前量）；Rf]~(f
（8）HoMargin（n）：邻近小区的HoMargin值。
切换门限根据不同的切换条件有多个，大部分切换门限包含三个参数，一个是门限值本身，一个N值和一个P值。具体含义可以简单理解为最近的N个平均值中若有P个超过了门限值，则应该进行相应的切换。
阈值比较过程简单地描述如下：-EB4R\M8f"C
在最近的N个上行强度平均值中至少有P个低于门限UpLevTh，则发生切换；
在最近的N个下行强度平均值中至少有P个低于门限DwLevTh，则发生切换；3a:z"q3?fn%k
在最近的N个上行质量平均值中至少有P个高于门限UpQualTh，则发生切换；
在最近的N个下行质量平均值中至少有P个高于门限DwQualTh，则发生切换； aO"XU3hV1B9`+U.s gA
在满足条件3的同时，最近的N个上行强度平均值中至少有P个高于门限UpIntfTh，则发生切换；%v9M n^s
在满足条件4的同时，最近的N个下行强度平均值中至少有P个高于门限DwIntfTh，则发生切换； g%HE![ E lL
在最近的N个时间提前量平均值中至少有P个大于门限MsDistTh，则发生切换；
某个邻近小区最新的的PBGT值大于其对应的HoMargin，则发生切换，目标小区列表中包含此邻近小区。^0Q.j#|u q7\3^ VN*~
2.3.1.4 候选小区的选择
凡是小区间切换，就得计算切换的目标邻近小区表，即选择满足以下条件的邻近小区。这些小区按照式（2）的计算值排序，值越大，排得越前面：
RXLEV_NCELL(n)>RXLEV_MIN(n)+MAX(0,Pa) (1)5m1h ?du6^4JW-t
其中，Pa=MS_TXPWR_MAX(n)-P;X MG/x%u]l;^
prioty=PBGT(n)-HO_MARGIN(n)>0 (2)
其中，公式（1）说明了MS接收到的邻近小区n信号强度是否足够大。公式（2）表明MS接收到的邻近小区n信号强度与本小区的信号强度相比是否足够大。g x_ {&FP i/AJ {5G
2.3.2 切换的信令流程
切换的信令流程比较复杂，我们讨论一个比较复杂的切换信令流程，即跨MSC的切换，为了简化说明的过程，我们主要讨论正常的流程，即不讨论异常情况的处理，也不详细说明MSC之间的信令。参考图见下。
VE(]4W2f;F4HU0M7mR
图2.3.1切换信令流程示意图&N uU#x Im4~
注：以下称源小区为旧小区，目标小区成为新小区，类似的，有旧BSC、BTS、MSC和新BSC、BTS、MSC之说。
（1）在旧BSC根据上面提到的切换控制流程决定了需要进行一次小区间切换，并且候选小区列表中的第一个小区不在旧BSC的管辖之下，于是BSC向所属的旧MSC发送一条切换要求消息，在消息中将候选小区列表以及呼叫的有关属性通知旧MSC；
（2）旧MSC发现候选小区列表中的第一个小区不在它的管辖之下，而在另一个MSC中，于是旧MSC通过一条MAP/E的消息将切换要求通知新MSC，消息中继续传递候选小区列表以及呼叫的有关属性；
（3）新MSC收到消息后，将发送一条切换请求消息发送给新小区所属的新BSC，消息中继续传递候选小区列表以及呼叫的有关属性；
（4）新BSC产生一个切换参考数，然后利用已知的呼叫的有关属性在新小区（BTS）中激活一条无线信道，同时将切换参考数通知新BTS，然后向新MSC发送一条切换请求应答消息，内含一条切换命令消息（内含切换参考数和新信道的描述）；
（5）新MSC通过一条MAP/E消息将切换命令消息传递给旧MSC；se z*w1[` k
（6）旧MSC将切换命令消息发给旧BSC；_;x d OC*f8b
（7）旧BSC通过旧BTS将一条类似的切换命令消息发给MS；
（8）MS利用收到的新信道的描述，开始试图接入新BTS，接入尝试中包含了切换参考数，以免新BTS认错MS；.OoIbB
（9）MS在与新BTS建立联系之后，会通过新BTS想新BSC发送一条切换完成消息；
（10）新BSC收到切换完成消息之后，将这一情况以一条类似的切换完成消息通知新MSC； T k c?(qJx7? @
（11）新MSC在将这一情况以一条MAP/E消息通知旧MSC；
（12）旧MSC收到这一通知之后，知道MS已经成功切换到新的小区之中了，这时新MSC就可以旧信道的释放过程。
$~,R:K WO
2.4 切换的控制参数
从上面提到的切换控制流程中，我们可以找到很多与切换有关的控制参数，当然这只是其中最基本的一部分，让我们来大致看看这些与切换相关的控制参数，对于同心圆、微蜂窝和双频切换的控制参数不在此详细讨论。)kz szH4pX
2.4.1 平均窗口
在GSM系统中，BSC要根据测量数据来作出切换决策，为了避免复杂的无线传输所造成的突变的测量值带来的不利影响，BSC在做切换决策时使用的不再是原始的测量数据，而是的测量数据的一系列平均值，这样就减小了突变的测量值的影响。根据不同的切换条件，我们可以为不同的测量数据指定不同的平均窗口值：
（1）切换上行强度平均窗口：计算上行信号强度的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；0}{h#s~ t"]O
（2）切换上行质量平均窗口：计算上行信号质量的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；&e7m p!f*J TJ
（3）切换下行强度平均窗口：计算下行信号强度的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；
（4）切换下行质量平均窗口：计算下行信号质量的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；,Gcx/Ad,QA$A;MJ
（5）距离平均窗口：就是计算MS离BTS距离（实际就是时间提前量TA）的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；
（6）邻近小区平均窗口：计算邻近小区信号强度的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数。
2.4.2 非DTX权值
根据GSM规范，非连续发送（DTX）方式是指用户在通话过程中，话音间歇期间系统不传送信号的过程。在使用了DTX方式之后，上报给BSC的测量数据就分为两种，一种是在非DTX方式下，测量周期中所有slot的测量结果的一个平均值，另一种是DTX方式下，测量周期中的部分特定的slot的测量结果的一个平均值，BSC要根据当时的实际情况选择一种测量数据用于平均值的计算。但是，第一种测量数据由于是在所有slot上的测量结果的平均值，因此准确性比较好，而第二种测量数据由于是在部分slot上的测量结果的平均值，因此准确性比较差。所以，在BSC进行测量值的平均计算时，要对两种测量数据采用不同的加权值。根据不同的切换条件，我们可以为不同的测量数据指定不同的权值：fy3\-wF
（1）上行强度权值：决定了在为切换进行上行信号强度的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1；
（2）上行质量权值：决定了在为切换进行上行信号质量的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1；
（3）下行强度权值：决定了在为切换进行下行信号强度的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1；MeA1Z%P0B/MIr0f
（4）下行质量权值：决定了在为切换进行下行信号质量的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1。
2.4.3 允许的零
根据GSM规范，MS每次只能上报六个最强的邻近小区的测量数据，因此，BSC记录的邻近小区的测量结果很可能不会是连续的，中间漏掉的我们将该邻区的测量数据记为0（即小于-110dBm）。为了避免0对求平均值的不利影响，我们假设偶尔的0是允许的，不用到平均值的计算过程中去，但过多的0的出现，说明该邻区的信号实在不太好。参数允许的零ZeroAllowed就是用于决定在一次平均值的计算中，多少个0的出现是可以认为是正常的，即可以被平均过程所忽略。具体地说，若某次计算平均值时，样例值中有超过ZeroAllowed个0值，则认为这些样例值的可信度较低，测量平均值 = 上报值总和 / NCellWindow；若某次上报的值中0值不超过ZeroAllowed个，则认为这些样例值的可信度较高，测量平均值=上报值总和 /（NCellWindow - 0值个数）
2.4.4 切换门限
换原因是MS超出小区的服务范围；切换门限根据不同的切换条件有多个，大部分切换门限包含三个参数，一个是门限值本身，一个N值和一个P值。具体含义可以简单理解为最近的N个平均值中若有P个超过了门限值，则应该进行相应的切换。\#O*W K0I+uU0g
（1）上行强度切换门限：上行接收强度是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个上行信号强度平均值中有P个小于相关的门限值，则应该切换，切换原因是上行信号强度太弱； d n uhzL Q!i
（2）上行接收质量切换门限：上行接收质量是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个上行信号质量平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是上行信号质量太差；
（3）下行接收强度切换门限：下行接收强度是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个下行信号强度平均值中有P个小于相关的门限值，则应该切换，切换原因是下行信号强度太弱；
（4）下行接收质量切换门限：下行接收质量是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个下行信号质量平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是下行信号质量太差；aN6FZ(u%h ?n
（5）上行干扰切换门限：上行干扰是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果在满足上行质量的切换条件的同时，最近的N个上行信号强度平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是上行（同频）干扰太强； TM @V%re
（6）下行干扰切换门限：下行干扰是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果在满足下行质量的切换条件的同时，最近的N个下行信号强度平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是下行同频干扰太强；f eQ5rD#k {U
（7）距离切换门限：MS离BTS的距离也是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个时间提前量（距离）平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切5Gi/q J'M,f)t,I R
（8）PGBT切换门限：某个邻区的PBGT值也是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果某个邻区的PBGT值大于该邻区的相关的门限值，则应该切换，切换原因是找到一个更加合适的小区。
2.4.5 切换最小间隔 B1I-Yd$T3F#A] i0_
为了防止一个刚切换进小区的MS立刻又发生向其他小区的切换（这种情况往往发生在两个小区的边界处），系统可以通过参数切换最小间隔来限制小区间的频繁切换，以免影响用户的通信质量和系统的性能。这个参数定义了一个时长，只有当时间离MS的上一次小区间切换大于此值，才允许进行下一次小区间的切换。注意，此参数只影响小区间的切换过程，对普通的小区内切换和小区内的同心圆切换都没有任何影响，#z^:N~"N$Bxm G?6z
2.4.6 真实时基差
此参数代表了可以作为本小区的切换目标小区的各邻近小区和本小区的真实时基差。根据GSM规范，在伪同步切换时，BSC要向MS提供前后两个小区的真实时基差。此参数在开始时并不知道是多少，在经过一次成功的切换（不同步切换）之后，BSC能够从MS反馈的信息中算出某个邻区和本小区的真实时基差。注意：当前后两个小区中至少有一个所属的SITE使用的同步时钟源不是BSC到SITE的2M线上的8K时钟时，这两个小区不存在真实时基差。
小区切换与功率控制讲义
2.1 切换概述 e| MS3~7~C
在GSM这样的蜂窝小区系统中，充分采用了频率复用的概念，使一个区域是由多个小区来共同完成覆盖的。这样就出现了一个越区自动切换的概念，一个简单的例子，当一个移动用户正在通话的时候，从某小区的覆盖范围移动到另一个小区的覆盖范围时，为使通话不被中断需要自动切换信道。这个过程应在用户察觉不到的情况下进行，也不需要用户介入。如何成功并快捷地完成越区切换，这是蜂窝小区系统设计的重要方面之一。|0I+K$]9Q#c0j
2.1.1 切换分类y ^*e]pkic
按照切换涉及的前后两个小区的归属可以分为：
（1）小区内切换：切换的前后两个小区是同一个小区。这种切换可以由小区所属的BSC独立控制完成；'LC4WS_
（2）BSC内小区间切换：切换的前后两个小区是一个BSC控制下的不同小区。这种切换不需要MSC的干涉，可以由BSC独立控制完成； g6B;o%{ggu(L
（3）MSC内BSC间切换：切换的前后两个小区分属两个BSC控制，但这两个BSC却受控于一个MSC。这种切换的完成需要这个MSC以及两个BSC的共同参与控制；H"}m nah o9Aper
（4）MSC间的切换：切换的前后两个小区分属两个MSC控制范围。这种切换的完成需要多个MSC以及两个小区所属的BSC的共同参与控制；
按照切换过程中MS如何与目标小区建立联系可以分为： ?1Uc D"Z)i k8Y
（1）同步切换：MS在目标小区和源小区使用相同的时间提前量，这种切换方式速度快，一般发生在小区内切换和同一站点的两个扇区之间的切换；
（2）不同步切换：MS不知道在目标小区应该使用的时间提前量，这种切换方式速度慢，当两个小区中的任何一个没有与BSC同步时，就应该使用不同步切换；
（3）伪同步切换：MS可以算出在目标小区应该使用的时间提前量，这种切换方式速度快，当两个小区都与BSC同步时，可以使用伪同步切换；
（4）预同步切换：源小区知道MS在目标小区应该使用的时间提前量，并通知MS，这种切换方式速度快。 v |P$y,Z"__
2.1.2 切换条件,QN Usu"YK&c&K8{ c
一般造成切换的条件有以下几种：
（1）信号强度太弱；`0RV)sl [ IY
（2）信号质量太差；;Ymo:v1q"\;H
（3）信号干扰太大：这种切换发生主要原因是干扰，即移动用户正在使用的信道受到突然的干扰，于是被切换到同一个小区的另一个信道来避开干扰。
（4）移动用户离基站太远；
（5）存在一个更合适的小区：这是从整个系统角度来考虑的，若能够为移动用户找到一个更加合适的小区并切换过去，就能降低整个系统的干扰情况。'N}7E v.g!x m5h
以上只是最基本的切换算法要处理的切换条件，随着下面所列的各种新技术的不断提出，切换算法要考虑的因素也越来越多。s)_v^,I
9l h~ w)Xy
2.1.2.1 同心圆（Concentric Cell）技术
所谓同心圆就是将普通的小区分为两个区域：外层及内层，外层的覆盖范围是传统的蜂窝小区，外层的频点一般采用4x3复用方式，而内层的覆盖范围主要集中在基站附近，内层的频点采用更紧密的复用方式，如2x3或1x3。外层和内层是共站址的，而且共用一套天线系统，共用同一个BCCH信道，但公共控制信道必须属于外层。X9`+g.b#E-h
同心圆技术还分多种，常见的有普通同心圆和智能双层（Intelligent Underlay Overlay），它们的主要区别在于内层的发射功率和内外层间的切换算法。普通同心圆内层的发射功率一般要低于外层功率，内外层间的切换一般是基于功率和距离的，智能双层的内层发射功率最大可以与外层相同，其切换算法是基于C/I比的。
2.1.2.2 微蜂窝 j cf$e:XtQ l Z
微蜂窝的天线一般安装在屋顶之下，因此无线传播一般为视线传播，受周围建筑物环境影响很大，其覆盖范围有限，传输功率较低，但体积小，安装方便，主要用于宏蜂窝很难覆盖的地铁、地下室，以及高话务量的商业区、购物中心等等。_X5`@j R.A+K/s
微蜂窝一般与宏蜂窝构成多层网。即宏蜂窝进行大面积的连续覆盖，作为多层网的顶层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，形成多层网的底层。微蜂窝主要服务于低速运动的移动用户，对于高速移动的用户，应由宏蜂窝来提供服务，以避免过于频繁的切换或来不及切换而造成掉话。要实现这一点，系统应具有基于移动速度的切换算法，这种切换算法的好坏直接影响了微蜂窝提供容量的能力及网络的服务质量。
2.1.2.3 双频网
近来，1800MHz频段的GSM也逐渐开始在国内使用，以解决繁忙地区900M资源非常紧张的问题。于是在一个区域里就可以同时存在900M和1800M两个覆盖层面，这两个层面可以是互不干涉的两个网，也可以共同组成一个双频网。而在一个双频网里，就需要考虑900M和1800M之间的切换问题，特别是在现阶段，900M层面的业务量比较大，因此就需要尽可能将双频手机用户引向1800M层面，平衡两个层面的业务水平。在切换上，就是要优先将用户切换到1800M层面的小区当中。事实上，还存在一种更加复杂的情况--双频小区，即一个小区中既有900M的频点，也有1800M的频点。一个双频小区的两种频段的频点的无线特性是不一样的，因此，切换算法就要为双频小区内的不同频段的信道间的切换专门考虑。s3f_ Q qJ
3Q0t@ O6w&s ^
2.2 ZXG10-BSC支持的切换种类
由于ZXG10-BSC软件设计的先进性，因此能够实现各种有效的切换，既提高了切换的速度，降低了切换的失败率，也能够结合各种新技术，提高网络的容量和服务质量。
2.2.1 按照切换分类
按照切换涉及的前后两个小区的归属，ZXG10-BSC支持所有的切换类型：
（1）小区内切换：ZXG10-BSC可以独立控制完成；3C-x0dO"o
（2）BSC内小区间切换：ZXG10-BSC可以独立控制完成；(n#i t |\[5hf#iJ
（3）MSC内BSC间切换：ZXG10-BSC可以配合MSC共同完成；
（4）MSC间的切换：ZXG10-BSC可以配合MSC共同完成。
按照切换过程中MS如何与目标小区建立联系，ZXG10-BSC支持以下三种切换类型：
（1）同步切换；M vBmVT;m/W1m
（2）不同步切换；
（3）伪同步切换。
对于预同步切换，由于没有合适的情况与之对应，ZXG10-BSC暂时不支持。5yfP$jo2x,}h I
3g3N;v1o_Z^0t%@
2.2.2 按照切换过程 F,k:Pz9`*Y'r l
在切换的过程中，也有相当多的讲究，ZXG10-BSC的切换控制支持以下的特征：
（1）切换过程中的排队过程：在切换处理过程中，为了增加切换的成功率，可以在暂时没有无线资源的情况下，暂时将申请者排队等待某资源的释放；
（2）切换过程中的强拆过程：在切换处理过程中，当情况紧急时，而目标小区又没有无线资源可用，为了保证高级用户的持续通话，可以将某些低优先级的用户强行拆除或强行切换出去，以释放出相应的无线资源；z(Q im&yD"?f
（3）MSC业务量切换：ZXG10-BSC可以配合MSC完成业务量切换的任务，将某个繁忙小区的业务量转到周围业务量较低的小区；
（4）BSC业务量切换：为了进一步减轻MSC负荷，ZXG10-BSC可以独立完成业务量切换的功能，使在保证网络服务质量的前提下，将业务量尽可能平均。
2.2.3 ZXG10-BSC切换特殊功能h%D0E0Y f3G
随着各种新技术的出现，ZXG10-BSC的切换也增加了相应的功能：
（1）同心圆切换：提高网络容量的方法之一就是使用特殊的网络规划方法，同心圆技术就是最常使用的方式之一，同心圆的技术有很多种，其目的都是努力提高网络的容量，ZXG10-BSC采用了一种比较高效的基于载干比的同心圆技术，基于这种技术设计了专门的切换策略，能够提高网络容量30%以上。
（2）微蜂窝切换：提高网络容量的另一个方法是微蜂窝技术，这也是解决网络覆盖的有效手段，对于切换的考虑就是对MS速度的检测，对于高速的MS微蜂窝最好不要为之服务。ZXG10-BSC现在可以通过软件检测MS的相对基站的移动速度，在此基础上完成基于速度的微蜂窝切换；8uW]1fp B
（3）双频切换：提高网络容量的另一个方法增加1800M的层面，组成双频网，这能够彻底解决900M的频点不足的现状。由于现阶段，1800M层的容量得不到充分的应用，因此在切换的方面主要考虑的是如何尽可能让1800的小区吸收话务量。ZXG10-BSC可以同时管理900M和1800M的小区，现在除了可以通过普通的小区配置参数来提高1800的小区的吸引力之外，还可以为900到1800的切换设置特殊的优先级。对于双频小区，鉴于现阶段实用的可能性太小，ZXG10-BSC暂时还不支持。
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2.3 切换的流程#O i(^6]/C;j
切换的完成主要依赖两方面，一个是MS和BTS的测量报告，另一个是各种各样的切换控制参数。以下主要描述了基本的切换控制流程，不包括同心圆、微蜂窝和双频切换的内容。
2.3.1 切换控制流程
整个切换控制流程分：N"Q YU)}!T gc!g
（1）测量报告的保存；+v(T xT Fa
（2）平均值的计算；la(MVK?C
（3）阈值的比较；}e g.v8y\&Dl
（4）候选小区的选择。:hb Bti Vo j0Z
2.3.1.1 测量报告的保存
这一部分主要完成以下几部分的工作：E/p8H/X)N:z7L y
（1）保存上行测量数据；
（2）保存下行测量数据；4zw i^X]3zbd
（3）保存时间提前量；
（4）保存邻近小区的测量数据；"AU \`}"G)t0b
（5）保存干扰小区的测量数据。pW(OM1YF6A f
2.3.1.2 平均值的计算 w^7n%av@:lA\
这一部分主要完成以下几部分的工作：r h%R:j U C O
（1）计算上行测量数据的平均值；
（2）计算下行测量数据的平均值；
（3）计算时间提前量的平均值；XO] I5Q1?)K
（4）计算邻近小区的测量数据的平均值；V!Xs M-N+Nu| G"n3q
（5）邻近小区的PBGT值的计算。
注：其中，邻近小区的PBGT值代表了邻近小区的信号强度比本小区的信号强度的优越程度。
在计算平均值的过程中，就要用到切换控制中的一些参数，比如进行平均计算的样例数（窗口大小），DRX方式和非DTX方式的测量数据采用的不同权值以及可以忽略的测量报告中的零的个数等等。
2.3.1.3 阈值的比较7g/zo#E?1pC2\k-z;R
与切换控制的平均值比较有关的参数有：
（1）（UpLevTh，N，P）：上行方向上的强度门限；3R|#_;lp.U*N
（2）（UpQualTh，N，P）：上行方向上的质量门限；
（3）（DwLevTh，N，P）：下行方向上的强度门限；#`x-Y#@ k$A6_L!j
（4）（DwQualTh，N，P）：下行方向上的质量门限；,Zh5{;a \ t)F5~.X P(}7T+w)~
（5）（UpIntfTh，N，P）：上行方向上的干扰（强度）门限；/x R M.Q y#G Y]J r
（6）（DwIntfTh，N，P）：下行方向上的干扰（强度）门限；
（7）（MsDistTh，N，P）：距离门限（单位同时间提前量）；Rf]~(f
（8）HoMargin（n）：邻近小区的HoMargin值。
切换门限根据不同的切换条件有多个，大部分切换门限包含三个参数，一个是门限值本身，一个N值和一个P值。具体含义可以简单理解为最近的N个平均值中若有P个超过了门限值，则应该进行相应的切换。
阈值比较过程简单地描述如下：-EB4R\M8f"C
在最近的N个上行强度平均值中至少有P个低于门限UpLevTh，则发生切换；
在最近的N个下行强度平均值中至少有P个低于门限DwLevTh，则发生切换；3a:z"q3?fn%k
在最近的N个上行质量平均值中至少有P个高于门限UpQualTh，则发生切换；
在最近的N个下行质量平均值中至少有P个高于门限DwQualTh，则发生切换； aO"XU3hV1B9`+U.s gA
在满足条件3的同时，最近的N个上行强度平均值中至少有P个高于门限UpIntfTh，则发生切换；%v9M n^s
在满足条件4的同时，最近的N个下行强度平均值中至少有P个高于门限DwIntfTh，则发生切换； g%HE![ E lL
在最近的N个时间提前量平均值中至少有P个大于门限MsDistTh，则发生切换；
某个邻近小区最新的的PBGT值大于其对应的HoMargin，则发生切换，目标小区列表中包含此邻近小区。^0Q.j#|u q7\3^ VN*~
2.3.1.4 候选小区的选择
凡是小区间切换，就得计算切换的目标邻近小区表，即选择满足以下条件的邻近小区。这些小区按照式（2）的计算值排序，值越大，排得越前面：
RXLEV_NCELL(n)>RXLEV_MIN(n)+MAX(0,Pa) (1)5m1h ?du6^4JW-t
其中，Pa=MS_TXPWR_MAX(n)-P;X MG/x%u]l;^
prioty=PBGT(n)-HO_MARGIN(n)>0 (2)
其中，公式（1）说明了MS接收到的邻近小区n信号强度是否足够大。公式（2）表明MS接收到的邻近小区n信号强度与本小区的信号强度相比是否足够大。g x_ {&FP i/AJ {5G
2.3.2 切换的信令流程
切换的信令流程比较复杂，我们讨论一个比较复杂的切换信令流程，即跨MSC的切换，为了简化说明的过程，我们主要讨论正常的流程，即不讨论异常情况的处理，也不详细说明MSC之间的信令。参考图见下。
VE(]4W2f;F4HU0M7mR
图2.3.1切换信令流程示意图&N uU#x Im4~
注：以下称源小区为旧小区，目标小区成为新小区，类似的，有旧BSC、BTS、MSC和新BSC、BTS、MSC之说。
（1）在旧BSC根据上面提到的切换控制流程决定了需要进行一次小区间切换，并且候选小区列表中的第一个小区不在旧BSC的管辖之下，于是BSC向所属的旧MSC发送一条切换要求消息，在消息中将候选小区列表以及呼叫的有关属性通知旧MSC；
（2）旧MSC发现候选小区列表中的第一个小区不在它的管辖之下，而在另一个MSC中，于是旧MSC通过一条MAP/E的消息将切换要求通知新MSC，消息中继续传递候选小区列表以及呼叫的有关属性；
（3）新MSC收到消息后，将发送一条切换请求消息发送给新小区所属的新BSC，消息中继续传递候选小区列表以及呼叫的有关属性；
（4）新BSC产生一个切换参考数，然后利用已知的呼叫的有关属性在新小区（BTS）中激活一条无线信道，同时将切换参考数通知新BTS，然后向新MSC发送一条切换请求应答消息，内含一条切换命令消息（内含切换参考数和新信道的描述）；
（5）新MSC通过一条MAP/E消息将切换命令消息传递给旧MSC；se z*w1[` k
（6）旧MSC将切换命令消息发给旧BSC；_;x d OC*f8b
（7）旧BSC通过旧BTS将一条类似的切换命令消息发给MS；
（8）MS利用收到的新信道的描述，开始试图接入新BTS，接入尝试中包含了切换参考数，以免新BTS认错MS；.OoIbB
（9）MS在与新BTS建立联系之后，会通过新BTS想新BSC发送一条切换完成消息；
（10）新BSC收到切换完成消息之后，将这一情况以一条类似的切换完成消息通知新MSC； T k c?(qJx7? @
（11）新MSC在将这一情况以一条MAP/E消息通知旧MSC；
（12）旧MSC收到这一通知之后，知道MS已经成功切换到新的小区之中了，这时新MSC就可以旧信道的释放过程。
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2.4 切换的控制参数
从上面提到的切换控制流程中，我们可以找到很多与切换有关的控制参数，当然这只是其中最基本的一部分，让我们来大致看看这些与切换相关的控制参数，对于同心圆、微蜂窝和双频切换的控制参数不在此详细讨论。)kz szH4pX
2.4.1 平均窗口
在GSM系统中，BSC要根据测量数据来作出切换决策，为了避免复杂的无线传输所造成的突变的测量值带来的不利影响，BSC在做切换决策时使用的不再是原始的测量数据，而是的测量数据的一系列平均值，这样就减小了突变的测量值的影响。根据不同的切换条件，我们可以为不同的测量数据指定不同的平均窗口值：
（1）切换上行强度平均窗口：计算上行信号强度的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；0}{h#s~ t"]O
（2）切换上行质量平均窗口：计算上行信号质量的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；&e7m p!f*J TJ
（3）切换下行强度平均窗口：计算下行信号强度的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；
（4）切换下行质量平均窗口：计算下行信号质量的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；,Gcx/Ad,QA$A;MJ
（5）距离平均窗口：就是计算MS离BTS距离（实际就是时间提前量TA）的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数；
（6）邻近小区平均窗口：计算邻近小区信号强度的平均值所用的窗口大小，即平均计算所用到的样例数。
2.4.2 非DTX权值
根据GSM规范，非连续发送（DTX）方式是指用户在通话过程中，话音间歇期间系统不传送信号的过程。在使用了DTX方式之后，上报给BSC的测量数据就分为两种，一种是在非DTX方式下，测量周期中所有slot的测量结果的一个平均值，另一种是DTX方式下，测量周期中的部分特定的slot的测量结果的一个平均值，BSC要根据当时的实际情况选择一种测量数据用于平均值的计算。但是，第一种测量数据由于是在所有slot上的测量结果的平均值，因此准确性比较好，而第二种测量数据由于是在部分slot上的测量结果的平均值，因此准确性比较差。所以，在BSC进行测量值的平均计算时，要对两种测量数据采用不同的加权值。根据不同的切换条件，我们可以为不同的测量数据指定不同的权值：fy3\-wF
（1）上行强度权值：决定了在为切换进行上行信号强度的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1；
（2）上行质量权值：决定了在为切换进行上行信号质量的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1；
（3）下行强度权值：决定了在为切换进行下行信号强度的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1；MeA1Z%P0B/MIr0f
（4）下行质量权值：决定了在为切换进行下行信号质量的平均计算中，对非DTX（所有slot）的测量数据使用的权值，对于DTX（部分slot）的测量数据使用的权值默认为1。
2.4.3 允许的零
根据GSM规范，MS每次只能上报六个最强的邻近小区的测量数据，因此，BSC记录的邻近小区的测量结果很可能不会是连续的，中间漏掉的我们将该邻区的测量数据记为0（即小于-110dBm）。为了避免0对求平均值的不利影响，我们假设偶尔的0是允许的，不用到平均值的计算过程中去，但过多的0的出现，说明该邻区的信号实在不太好。参数允许的零ZeroAllowed就是用于决定在一次平均值的计算中，多少个0的出现是可以认为是正常的，即可以被平均过程所忽略。具体地说，若某次计算平均值时，样例值中有超过ZeroAllowed个0值，则认为这些样例值的可信度较低，测量平均值 = 上报值总和 / NCellWindow；若某次上报的值中0值不超过ZeroAllowed个，则认为这些样例值的可信度较高，测量平均值=上报值总和 /（NCellWindow - 0值个数）
2.4.4 切换门限
换原因是MS超出小区的服务范围；切换门限根据不同的切换条件有多个，大部分切换门限包含三个参数，一个是门限值本身，一个N值和一个P值。具体含义可以简单理解为最近的N个平均值中若有P个超过了门限值，则应该进行相应的切换。\#O*W K0I+uU0g
（1）上行强度切换门限：上行接收强度是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个上行信号强度平均值中有P个小于相关的门限值，则应该切换，切换原因是上行信号强度太弱； d n uhzL Q!i
（2）上行接收质量切换门限：上行接收质量是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个上行信号质量平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是上行信号质量太差；
（3）下行接收强度切换门限：下行接收强度是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个下行信号强度平均值中有P个小于相关的门限值，则应该切换，切换原因是下行信号强度太弱；
（4）下行接收质量切换门限：下行接收质量是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个下行信号质量平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是下行信号质量太差；aN6FZ(u%h ?n
（5）上行干扰切换门限：上行干扰是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果在满足上行质量的切换条件的同时，最近的N个上行信号强度平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是上行（同频）干扰太强； TM @V%re
（6）下行干扰切换门限：下行干扰是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果在满足下行质量的切换条件的同时，最近的N个下行信号强度平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切换原因是下行同频干扰太强；f eQ5rD#k {U
（7）距离切换门限：MS离BTS的距离也是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果最近的N个时间提前量（距离）平均值中有P个大于相关的门限值，则应该切换，切5Gi/q J'M,f)t,I R
（8）PGBT切换门限：某个邻区的PBGT值也是能够引起切换的原因之一，判决过程是这样：如果某个邻区的PBGT值大于该邻区的相关的门限值，则应该切换，切换原因是找到一个更加合适的小区。
2.4.5 切换最小间隔 B1I-Yd$T3F#A] i0_
为了防止一个刚切换进小区的MS立刻又发生向其他小区的切换（这种情况往往发生在两个小区的边界处），系统可以通过参数切换最小间隔来限制小区间的频繁切换，以免影响用户的通信质量和系统的性能。这个参数定义了一个时长，只有当时间离MS的上一次小区间切换大于此值，才允许进行下一次小区间的切换。注意，此参数只影响小区间的切换过程，对普通的小区内切换和小区内的同心圆切换都没有任何影响，#z^:N~"N$Bxm G?6z
2.4.6 真实时基差
此参数代表了可以作为本小区的切换目标小区的各邻近小区和本小区的真实时基差。根据GSM规范，在伪同步切换时，BSC要向MS提供前后两个小区的真实时基差。此参数在开始时并不知道是多少，在经过一次成功的切换（不同步切换）之后，BSC能够从MS反馈的信息中算出某个邻区和本小区的真实时基差。注意：当前后两个小区中至少有一个所属的SITE使用的同步时钟源不是BSC到SITE的2M线上的8K时钟时，这两个小区不存在真实时基差。
2006-12-4 18:44
KINGNIGHT
谢谢了！！！！！！
2006-12-4 23:08
sunyp1978
学习学习，谢谢分享！！！！！
2007-2-6 14:25
yidiyu520
谢谢啦0H?/C#{~?5v2uw~*E
还很不错的资料
还很不错的资料
2007-9-15 17:34
lasayouzi
谢谢了，真的很不错
2009-10-17 02:04
hebeilining
我的母校——河北科技大学
我的母校——河北科技大学
我的母校——河北科技大学
2009-10-17 07:31
cot840529
为什么只照喷泉？:lol :lol :lol
2009-10-17 07:39
exloding99
大学的很多东西总是很美好~~~
2009-10-17 07:54
xiaozi1223
很美好很美好很美好很美好很美好很美好
2009-10-17 09:40
小小员工
哇，这也是我的母校啊
2009-10-17 09:56
jiangzhongding
来点其他，让我们多欣赏一下。
2009-10-18 08:15
wanghuizhan89
我也是河北科技的，通信工程的，你呢
2009-10-18 08:49
彭永青
这个据说是在保定啊，有机会去看看
2009-10-18 11:35
yueyeyuxue
怀念大学的生活啊 :time:
2009-11-25 20:04
bupter007
如今这好人已经不多了
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