接力切换技术原理

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1、1接力切换技术原理2接力切换技术原理 切换Handover是移动通信系统区别于固定通信系统的最 显著标志之一 切换可以按照实现方式和控制方式分为若干种类 最常用到的就是所谓的 硬切换 软切换 TD-SCDMA系统中所采用的切换技术严格的讲是和上面 两种切换方式有所不同 这里这种介绍TD-SCDMA系统采用的接力切换技术的基 本原理3接力切换技术原理 硬切换的基本概念 Hard Handover: 所谓Hard Handover是指UE在连接到新的信道之 前,无论任何原因,都必须先断开与原有信道的联接. 因而使通信有短暂的中断 早期的ANALOG和GSM所采用的切换,WCDMA不 同载频之间的切

2、换. (不同载频,不同系统,不同信号 格式之间), 2G到3G, 3G到2G, FDD到TDD以及不 同载频之间的CDMA(CDMA2000,WCDMA,TD- SCDMA)切换, 均为Hard Handover4接力切换技术原理 硬切换的基本概念 Hard Handover: 1.先断开2.再连接 X5接力切换技术原理 硬切换的基本概念 Hard Handover: 硬切换的最根本的物理限制条件就是目标信道和源信 道之间物理结构的不同和限制 例如: 模拟系统和GSM系统的目标信道和源信道需要工作在 不同的频率上,而手机只能同一时间工作在一个频率上 硬切换具有实现简单,控制简单,占用资源少的的

3、特点, 但切换过程中会出现短暂中断,同时切换的可靠性稍差6接力切换技术原理 软切换的基本概念 Soft Handover: 所谓Soft Handover是指UE在连接到新的信道之前,无 论任何原因,都始终保持与原有信道的联接. 因而使通 信无任何中断. (Handover发生在不同的Node-B之间, 但必须是相同载频) Softer Handover: 所谓Softer Handover是指切换发生在同一个Node-B 的不同的扇区之间. 基本概念与Soft Handover相同 7接力切换技术原理 软切换的基本概念1.保持原有通信2.加入新的连接UE同时与两个扇区保持连接8接力切换技术原

4、理 软切换的基本概念 严格意义上讲,只有基于CDMA技术的移动通信系统具 备软切换的能力 由于CDMA系统的相邻扇区工作在相同的频率,不同扇 区的不同信道仅仅是所采用和分配的码不相同,因此采 用Rake接收机的CDMA手机都具备完成软切换的能力 .特别重要的一点是CDMA手机的上行信道是不以扇区 的变化而变化的 (你可以解释为什么吗?) CDMA2000和UMTS系统实现软切换的原理是一样的 完成软切换的核心设备是Rake Receiver9接力切换技术原理 软切换的基本概念 Rake Receiver是实 现Soft Handover的 关键设备 通常要求Rake Receiver有多路接

5、收(Finger),用于对 不同路径的信号做 解调,每一个Finger 可以接收一个扇区 或一路多径信号. 1个搜索(Searcher),对不同路径信号做搜索10接力切换技术原理 软切换的基本概念 UE的Rake Receiver中的每一个 Finger负责接收一路信号. UE的Rake Receiver中的Searcher 负责搜索多径信号和Neighbor.Node-BNode-BSofter HOSoft HO11接力切换技术原理 软切换的基本概念 软切换可以保持源信道和目标信道同时工作的能力,具 有切换可靠的显著特点 软切换还可以有效的降低手机和系统的发射功率,改善 背景噪声,提高系统

6、容量 软切换相应的会占用比较多的硬件和信道资源,特别是 在多路软切换的情况下,对硬件容量要求比较高12接力切换技术原理 软切换的基本概念 TD-SCDMA系统虽然也属于CDMA系统,但由于其物 理信道的特殊结构,决定了TD-SCDMA不可能采用软 切换技术 请你根据前面讲述的TD-SCDMA物理信道的结构,解 释上述观点是否正确? 答案:13接力切换技术原理3. 接力切换的基本概念 接力切换(Baton Handover)是TD-SCDMA移动通信系统 的核心技术之一 接力切换的基本原理: 1). 利用智能天线和上行同步等技术,源扇区Source Cell对UE 的距离和方位进行判断, 确定U

7、E 是否移 动到了可进行切换的区域,并确定目标扇区Target Cell 2). 满足切换条件时,UE根据系统参数的要求,对目标 扇区信号做测量,并上报测量报告.UE的测量报告 可以是周期的,也可以由特定条件来触发,也可以由 RNC指定.系统根据UE的测量报告,确定最终的目 标扇区Target Cell14接力切换技术原理 接力切换的基本概念1). 源扇区Source Cell对UE 的距离和方位进行判断, 确 定UE 是否移动到了可进行切换的区域Source CellTarget Cell15接力切换技术原理 接力切换的基本概念2). UE对Target Cell做测量,并完成时间偏差和功率

8、偏差 的计算,也称为预同步Source CellTarget Cell16接力切换技术原理3. 接力切换的基本概念 接力切换的基本原理: 3). 系统通知目标扇区Target Cell完成信道分配,当 Target Cell做好切换的准备后,通过RNC将相关信 息通知Source Cell,再由Source Cell通知UE做切 换 4). UE接收切换指令后,利用前面对Target Cell测量 时获得的时间提前量偏差(TSource-TTarget),功率偏差 (PSource-PTarget),自行计算并向Target Cell 发射上行 信号,此时的下行信号仍然保持在Source Ce

9、ll (*需要强调的是,此时上行信号是直接发送数据信 号,而不是上行同步码,因此不需要等待FPACH的 回答信息)17接力切换技术原理 接力切换的基本概念4). UE向Target Cell 发射上行信号,此时的下行信号仍然 保持在Source Cell (不需要FPACH)Source CellTarget Cell18接力切换技术原理3. 接力切换的基本概念 接力切换的基本原理: 5). 当接收到Target Cell的下行信号以后,UE在 Target Cell发送切换完成信息.系统收到后关闭 Source Cell资源,完成切换 从接力切换的过程可以看到,由于向目标扇区是直 接发送业务

10、数据,因此通信中断时间很短,这是接力 切换最主要的优点 但由于上行信号的时间提前量和功率等参数都由 UE自行计算,精度难免初夏误差,从而可能降低切 换成功的可靠性19接力切换技术原理3. 接力切换的基本概念 接力切换的基本原理: 5). 当接收到Target Cell的下行信号以后,UE在 Target Cell发送切换完成信息.系统收到后关闭 Source Cell资源,完成切换Source CellTarget CellX 20接力切换技术原理 接力切换的基本概念 这里仅限于基本概念理解,不涉及具体实现和控制过程 ,如与实际有矛盾,以实际为准正常通信状态开始接力切换完成切换21接力切换技术

11、原理3. 接力切换的基本概念 *TD硬切换的基本原理: 所有TD硬切换的过程和前面接力切换的过程基本 都是一致的 最主要的区别在于UE向目标扇区发送初始信号的 过程和UE初始打电话的过程一样,需要发送上行同 步码,然后等待目标扇区的FPACH的回答信息 优点是接入到DPCH信道的时间提前量和功率大小 很准确 缺点是需要等待FPACH的回答,从而使通信中断的 时间相对较长22接力切换技术原理3. 接力切换的基本概念 从前面的接力切换过程可以看到,接力切换结合了硬切 换Hard Handover节省资源和和软切换Soft Handover 可靠性的的部分特点, 从而达到降低资源占用,减少切 换时间

12、,提高切换成功率,降低切换掉话率的目的(相对 而言)23接力切换技术原理3. 接力切换的基本概念 需要明确的是,由于TD-SCDMA在物理层结构的特点, 决定了TD-SCDMA不可以采用软切换技术,这里一些 基本的的原因有: TD-SCDMA的UE在发射上行信号时,对不同的扇 区必须采用不同的Midamble,UE不具备同时向不 同的扇区发送不同的Midamble的物理能力 同理, UE对不同的扇区不能同时发送不同的扰码 UE不能同时对不同的扇区做到上行同步 24接力切换技术原理 接力切换的基本概念 接力切换小结 接力切换的采用,可以有效的降低TD-SCDMA手机 的硬件复杂程度 提高了相对于硬切换而言的切换成功率 提高了相对于软切换而言的设备和资源利用率 TD-SCDMA系统不可以使用软切换 不能主观的下结论评价软切换好还是接力切换好, 客观的了解其特点最重要.我们这里介绍的是接力 切换的特点,以利于在实际工作中的扬长避短