CDMA1X切换规划指导书0915B1011切换测量.docx
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CDMA1X切换规划指导书0915B1011切换测量
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1.0
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CDMA1X切换规划指导书
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华为技术有限公司
版权所有XX
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描述
作者
2001/05/11
1.00
初稿完成
李晨菲
2001/08/16
1.00
修改切换分类内容
李忠东
2005/02/23
1.00
修改切换主要参数解释内容
贾玲伊
目录
第1章CDMA切换基本概念5
1.1切换基本原理5
1.2Cdma1X切换的名词解释和主要参数解释5
1.2.1名词解释5
1.2.2主要参数解释6
第2章切换过程8
2.1切换的简单流程图8
2.2切换测量9
2.2.1切换测量的方式9
2.2.2导频搜索9
2.2.3PSMM消息10
2.2.4硬切换测量10
2.3切换信令流程11
2.3.1软切换流程11
2.3.2硬切换流程12
2.3.3数据业务状态的切换过程12
2.4切换失败的原因和切换失败的倒回13
第3章切换规划14
3.1同频切换14
3.1.1软/更软切换14
3.1.2同频硬切换15
3.2异频切换16
3.2.1手机辅助硬切换16
3.2.2伪导频硬切换17
3.2.3Handdown硬切换17
3.2.4直接硬切换18
3.2.5负荷均衡19
3.3应用例子19
3.3.1伪导频19
3.3.2直接硬切换19
3.3.3HANDDOWN切换20
3.4搜索窗20
第4章切换参数设置22
第5章邻区规划23
CDMA1X切换规划指导书
关键词：
CDMA1X切换测量规划
摘要：
简要介绍了cdma1X切换算法和基本流程，从网络规划的角度理解相应的切换参数配置。
缩略语清单：
对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全名和中文解释。
参考资料清单：
请在表格中罗列本文档所引用的有关参考文献名称、作者、标题、编号、发布日期和出版单位等基本信息。
参考资料清单
名称
作者
编号
发布日期
查阅地点或渠道
出版单位（若不为本公司发布的文献，请填写此列）
CDMA2000BSC切换判决需求规格说明书1
陈发平
CDMA2000BSC数据配置（ALG0227）
吴勇等
is20005
CDMA2000BSC切换算法1.1培训胶片
吴勇
CDMA系统中切换不仅与网络质量（通话质量、掉话性能等）有密切关系，与覆盖、容量、干扰也有复杂的关系。
本文档是在网络规划的角度描述和分析Cdma1X的切换过程和与切换规划相关的问题；对切换算法、流程的细节不作详细的描述，请参见协议和相应的技术手册或者指导书。
第1章CDMA切换基本概念
1.1切换基本原理
当移动台靠近原来服务小区的边缘，将要进入另一个服务小区时，原基站与移动台之间的链路将逐渐由新基站与移动台之间的链路来取代，这就是切换的含义。
切换是移动性管理的内容，与业务资源管理、功率控制、信道管理等共同构成RRM子系统。
在cdma1X系统中切换算法和参数的配置对系统容量、负荷控制、通话质量等有着密切的联系。
手机的状态可以分成两个大类：
空闲状态和通话状态。
切换从广义上讲是手机处于通话状态下从一个通信连接转移到另一个通信连接的过程。
在Cdma1X中有空闲切换和通话切换二个概念，本文只讨论通话状态的切换。
1.2Cdma1X切换的名词解释和主要参数解释
1.2.1名词解释
软切换
同一频率的不同基站导频之间的切换。
可以同时保持与多个基站的联系，获得多径分集。
更软切换
同一频率的同一基站的不同扇区导频之间的切换，获得多种分集增益。
实际上是相同信道板上的导频之间的切换。
软切换和更软切换的区别在于：
更软切换发生在同一BTS里，分集信号在BTS做最大增益比合并。
而软切换发生在两个BTS之间，分集信号在BSC做选择合并。
硬切换
包括同频，异频两种情况，通常为不同频率、不同MSC、不同帧偏置时的基站之间发生的切换。
导频集
是指当前手机的服务频率所对应的导频的集合，即它们具有相同的CDMA频率，只是相位（PN偏置）不同。
导频集分为：
激活集、候选集、相邻导频集、剩余导频集。
激活集
ActiveSet当前手机正在保持连接的业务信道所对应的导频的集合。
候选集
CandidateSet导频信号强度足够，手机可以成功解调，随时可以接入。
相邻集
Neighborset当前不在有效或候选集里，但可能会进入候选集的导频的集合。
剩余集为：
所有其余导频的集合。
导频污染
覆盖范围内有效导频太多，可能是PSMM上报4个导频，强度>=T_add或PSMM上报有5个导频，强度都>=T_Drop。
1.2.2主要参数解释
T_ADD：
导频测量门限
当Ec/Io>T_ADD手机发送导频强度测量消息，将导频由相邻集加到候选集。
T_DROP：
导频DROP门限
当导频的Ec/Io下降低于T_Drop触发计数器TT_Drop.
如果导频Ec/Io超过T_Drop,计数器中止；计数器满时导频从激活集或候选集中去除到相邻集。
TT_DROP:
ActiveorCandidateSetdroptimer
当导频集和候选集中导频降低时间超过了TT_DROP计数器，导频将被去除到相邻集；
如果候选集满了，但是有新的导频满足T_ADD要求需要增加，那么就去除一个最接近TT_DROP门限的导频。
在此过程中手机只向位于激活集中的导频小区发送功率强度测量消息，在候选集中的导频直接被去除到相邻集中，不需要手机发送功率强度测量消息。
T_Comp:
activevs.candidateComparisonthreshold
当Ec/Io>T_add时将导频加入候选集，并且发送PSMM；如果Ec/Io>ActiveEc/Io＋TComp，则手机发送附加的PSMM。
注：
以上四个参数的单位均为0.5dB。
第2章切换过程
2.1切换的简单流程图
手机在通话中触发切换如下图简要描述：
1.导频信号超过T_ADD，手机上报PSMM，将导频加入候选集
2.BS:
扩展切换指示消息（ExtendedHandoffDirectionMessage）
3.MS：
导频加入激活集，发送切换完成消息（HandoffCompletionMessage）
4.MS:
导频信号低于T_DROP，开始HODROP计数
5.MS:
计数器时间到，发送PSMM
6.BS:
发送ExtendHandoffDirectionMessage
7.MS:
将导频由激活集丢到相邻集，发送CompletionMessage.
在IS95A中使用的是静态的门限（T-ADD，T-DROP），在IS95B和cdma2000中加入激活集要使用动态的门限，在不同的小区或不同的噪声环境中，加入或删除ActiveSet中的小区导频的绝对门限是与当前ActiveSet中最好和最弱导频的信号强度相关的。
如果当时ActiveSet里的导频信号强度都很强，其他导频要加入ActiveSet的要求也相对提高，而如果ActiveSet里的导频信号强度都很弱，ActiveSet里的导频要移出ActiveSet的要求也相对降低。
切换典型过程：
测量控制—>测量报告－>切换判决—>切换执行－>新的测量控制。
测量控制阶段，网络通过发送测量控制消息告诉手机进行测量的参数；在测量报告阶段，手机给网络发送PSMM；在切换判决阶段，网络根据测量报告做出切换的判断；在切换执行阶段，手机和网络走信令流程，并根据信令做出响应动作。
2.2切换测量
2.2.1切换测量的方式
移动台在当前的CDMA频率分配上搜索导频信号，以探测到有CDMA信道存在并测量它们的强度。
当移动台发现一个导频信号具有足够的强度（>T_Add），但并不与任何分配给它的前向业务信道相联系时（也可以说不在激活集或者候选集中），它就发送一条导频信号强度测量消息（PSMM）至BTS。
2.2.2导频搜索
基站设置了搜索窗口（PN偏置范围），在窗口里移动台搜索集合中可用的导引信号多径分量。
对于在激活集和候选集中导频信号，每个导频信号的搜索窗口尺寸规定与SRCH_WIN_ASr相对应的PN数（对应表请参考IS20005），移动台将把激活集和候选集中每个导频信号的搜索窗口中心定位在最早到达的可用多径成份的导频信号附近。
在相邻集中，搜索尺寸和搜索方式由参数SRCH_WIN_NGHBR_INCLS、SRCH_WIN_NGHBRS、SRCH_OFFSET_INCLS、SRCH_OFFSET_NGHBRS共同确定，详细见协议IS20005和关于搜索窗的其他文档。
1.如果SRCH_OFFSET_INCLS等于0，相邻集里的每一导频信号的搜索窗口尺寸将是0个PN码片数，移动台应将相邻集里的每个导频信号的搜索窗口的中心，定位在使用移动台的时间基准定义时间的导频信号PN序列偏置值加对应搜索窗口偏置处。
2.如果SEARCH_PRIORITY_INCLS等于1，移动台应该使用为对应导频信号的SEARCH_PRIORITYS计划它的相邻搜索。
3.若对应导频NGHBR_REC的ADD_PILOT_REC_INCL域等于1，移动台将使用包含在NGHBR_PILOT_REC域中的信息搜索相邻集导频信号。
剩余集里的每一导频信号的搜索窗口尺寸也对应于SRCH_WIN_RS的PN码片数，移动台将剩余集里的导频信号的搜索窗口的中心，定位在用移动台的时间基准定义时间的导引信号PN序列偏置值处。
移动台应仅仅搜索那些导引信号PN序列偏置等于PILOT_INCS的整数倍的剩余集导频信号。
2.2.3PSMM消息
导频强度测量消息，PSMM中报告的是满足条件的N个导频的相位、Ec/Io，以及每一个导频信号的切换去除定时器的状态。
2.2.4硬切换测量
在硬切换时可以采用候选导频搜索控制消息进行单步搜索或者周期搜索，BSC可以根据实际的情况确定。
因为异频搜索代价比较大，对语音质量有影响，所以能不搜索是最好的。
一般估计在边缘要异频切的时候，周期性去搜索，否则单次单次的搜。
BS发给手机候选频率搜索控制消息后，手机开始搜索，有符合要求的，则上报。
2.3切换信令流程
2.3.1软切换流程
注意：
手机有多个软切换分支时，也只有一个主控的业务呼叫连接
2.3.2硬切换流程
这里只描述了异频硬切换的一种过程，BSC之间的硬切换以及其他情况下的硬切换过程请参照协议IS20005。
2.3.3数据业务状态的切换过程
对于数据业务呼叫的软切换触发于语音业务相同。
数据业务的用户一般情况是拥有一条DCCH（DedicatedControlChannel）信道（或FCH（FundamentalChannel信道），1~2条补充信道（或1~6条补充码信道）。
不管是拥有一个或多个信道，一个呼叫总是作为一个连接体来进行软切换判决。
在决定进行软切换后，对基本信道（DCCH和FCH）的处理和对补充（码）信道的切换处理可以不同。
考虑到补充信道的速率比较高，如果补充信道和基本信道一样维持同样多的切换分支，会降低系统的前向容量。
同时由于数据业务的补充信道有一定的有效时间，不会经常保持，因此补充业务信道不建立软切换分支。
对于数据业务，硬切换不支持SupplementalChannel，所需的业务协商处理交给流程来做，先断掉SupplementalChannel，切换过去后再分配。
2.4切换失败的原因和切换失败的倒回
切换失败的原因主要有：
1.目标小区导频覆盖和业务信道覆盖不一致，导致切换中业务信道信号强度不够；
2.目标小区信号质量不好；
3.切换过程超时
4.目标小区资源不可用
5.维护干预造成的失败
6.制定小区不存在
7.声码器速率不匹配
8.地面资源不可用
9.设备或接口故障
10.恢复到原信道失败
11.其他原因
12.等等。
切换失败后恢复到切换尝试前的配置状态，发送候选频率测量报告或导频强度测量消息，同时手机中将关闭切换尝试中的相关计数器。
反向补充信道上的发射可以不恢复。
第3章切换规划
切换规划的关键点是：
选取合理的切换带位置，尽量避免切换带在密集话务区；规划合理的切换带宽度，保证合理的软切换比例，一般软切换（不含更软切换）比例要控制在40％以内；对不同组网选取合适的切换策略以及确定合理的切换参数及邻区关系。
按源小区与目标小区的频点是否相同，切换算法分为同频切换、异频切换两大类。
另还有负荷均衡属于负载控制触发的切换算法。
3.1同频切换
3.1.1软/更软切换
本厂家内部相同频点间的切换，均为软/更切换切换。
对于上行，软/更软切换能提供分集增益，降低手机发射功率，改善反向覆盖，提高反向容量。
对于下行，过多的软/更软切换分支将占用过多的前向WALSH码资源，功率资源，以及信道板CE。
主要参数：
T_Add,T_Drop,同频相邻关系、搜索窗
应用思路：
1合理的小区布局及覆盖规划，合理设置扇区载频的导频功率配比，尽量避免导频污染、覆盖空洞。
参见《cdma1X网络规划参数配置规范指导书》功率分配部分。
2T_Add,T_Drop，一般配置T_Add=-14dB,T_Drop=-16dB，或者T_Add=-13,T_Drop=-15dB。
如果整网Ec/Io水平较高，可酌情提高这组参数。
或使用动态门限。
3最大分支个数一般限制为3。
在BSC的模块切换参数表中设置。
4本厂家内部，BSC间、BSC内模块间的软切换，信令流程较同模块内软切换复杂。
所以在规划时，应尽量按话务量的分布，进行各BSC覆盖区域的划分，以及各模块覆盖区域的划分。
尽量将各边界放到低话务量区，减少跨BSC、以及BSC内跨模块的软切换。
（这点对硬切换同样适用）
5厂家之间的配合时，如对方能提供标准的A3/A7接口，则可以进行BSC间软切换。
6IS95手机相邻集最大20个PN，IS2000手机最大40个。
所以在配置相邻导频时，需注意相邻导频的个数，把确实存在相邻关系的配进来，不相干的一定要去掉，以免占用了相邻集中免额，把真正的相邻导频挤在手机相邻集外面而形成干扰。
以后版本，相邻集能分优先级配置，更有利于保留真正有用的相邻导频。
3.1.2同频硬切换
不同BSC间，没有软切换通路时，无法将两个BSC的扇区载频同时加到激活集中，所以提供同频硬切换算法，判断条件已经成熟的情况下，以硬切换的方式切到目标BSC的导频。
在同频硬切换前，没能加到软切换激活集中的同频导频，对于当前服务小区是干扰；在同频硬切换后，原服务小区被排除在激活集外，它的信号对于当前的解调，也是干扰。
并且，同频硬切换也不同提供软切换能提供的分集增益。
所以同频硬切换要慎用。
同频硬切换主要参数在同频硬切换参数表（HHOSAMEFREQPARA）。
主要参数：
同频硬切换相对门限。
大部分情况下，由相对门限来触发同频硬切换，即另一个导频的导频强度比原导频的强度高了该相对门限，进行同频硬切换。
应用思路：
在BSC间没有软切换通路的情况下，两个BSC是同频的，则边界处只能进行同频硬切换。
由于同频硬切换性能较差，一般本厂家的BSC间，尽量用软切换。
不同厂家之间，可考虑在边界处采用异频的硬切换代替同频硬切换。
如果真正选用同频硬切换，需要注意如下几点：
1）小心规划切换带，尽量避开大话务量地区，将切换带放在话务量稀少地区；
2）小心设置同频硬切换的触发门限，采用相对门限，目标小区导频强度高于原小区一个相对门限，即进行同频硬切换。
3.2异频切换
华为提供多种硬切换算法：
手机辅助硬切换、伪导频硬切换、Handdown硬切换、直接硬切换等。
实际应用时可根据实际需要选用一种或多种方法。
3.2.1手机辅助硬切换
IS95B、IS2000手机在通话过程中，可以由BSC控制它转到其他频点搜索可用的异频相邻导频。
根据手机上报的异频测量报告，BSC判断在合适的时候进行一次硬切换。
主要参数：
1）硬切换触发门限，目前共用软切换T_ADD，以后将另设参数配置。
2）候选频率的T_ADD，对目标小区导频强度的最低要求。
3）搜索有关参数：
候选频率搜索控制参数，导频测量请求参数
4）相邻关系（异频相邻关系表）
应用思路：
1）硬切换是先断后连，而且一次切换过程所需的时间也比软切换长，需要从各方面注意保证硬切换的成功率。
2）硬切换触发门限不能太低，软切换T_Add设成-14dB,-13dB就可以了，但硬切换的触发门限，一般原小区导频强度降到-9dB,-10dB时，就应触发硬切换，而且要求此时目标小区的导频强度也至少达到-9dB,-10dB。
3）手机的异频搜索需要一定的时间，所以需控制手机进行提前搜索。
即在原小区导频强度在-6dB,-7dB左右时，即开始向手机发异频搜索请求。
这样原小区导频强度降到硬切换触发门限的时候，BSC已经得到了有效的异频搜索报告，能够马上发出硬切换请求。
4）IS95B、IS2000手机能进行异频测量，如果小区内有IS95和IS95A手机也需要做硬切换，需要考虑采用伪导频等不需要手机进行异频搜索的办法。
3.2.2伪导频硬切换
下图中，小区1有4个载频，都上业务；小区2有4个载频，其中F3配置为伪导频，只配了导频、同步、寻呼信道，不配业务信道，不上业务。
当小区1F3上的手机往小区2移动时，当它检测到小区2F3导频的信号，并且强度满足参数规定的要求，触发往小区2真实载频的硬切换。
整个伪导频硬切换过程中，不需要手机进行异频搜索。
主要参数：
1）伪导频硬切换开关（导频切换算法配置表）
2）触发门限（伪导频硬切换参数表）
3）目标导频（伪导频硬切换目标表）
图3-1基于导频信标的硬切换算法
应用思路：
伪导频硬切换成功率能够达到95%，它的主要问题是要对伪导频与它相应的真实导频的覆盖范围有清楚的认识。
在空闲状态下，伪导频与真实导频用一样的导频功率，则在相同地点手机接收的Ec/Io相当，但真实导频的Ec/Io分布会受负荷的影响，负荷上去后，真实导频的Ec/Io将有下降。
所以伪导频硬切换参数要依据50%负荷的情况来设置。
3.2.3Handdown硬切换
Handdown硬切换是控制手机从扇区的一个载频，不经异频搜索切到另一个载频。
它的触发条件包括原小区导频强度、RTD。
主要参数：
1）HANDDOWN硬切换开关（导频切换算法配置表）
2）触发门限与目标导频（HANDDOWN硬切换参数表）
图3-1基于HANDDOWN的硬切换算法
Handdown硬切换的问题也在于原导频与目标导频虽然属于同一个扇区，但由于不同频段干扰不同，或者两导频负荷不同，会导致他们的覆盖有很大的差异。
因此，需要从触发条件的设定上，保证切换发生在可靠的区域，硬切换过去后，还在对应的导频良好覆盖范围内。
3.2.4直接硬切换
直接硬切换算法是当原小区导频强度门限、RTD门限满足直接硬切换触发条件时，直接切到相邻的扇区载频。
主要参数：
1）直接硬切换开关（导频切换算法配置表）
2）触发门限与目标导频（直接硬切换参数表）
图3-1基于直接硬切换算法
直接硬切换目标小区属于另一基站，在数据配置中指定，而且是唯一的。
需要网络设计者、规划者非常清楚，当条件满足时，一定是落在了目标小区的覆盖范围内。
对于高速公路、地铁线等陕长覆盖的区域，应用直接硬切换有把握一些。
所以直接硬切换应用在这类特殊覆盖区比较好。
3.2.5负荷均衡
当扇区中有多个载频时，如果某一个负荷过重，而另一个负荷较轻，负荷均衡算法自动将部分话务切换到较轻的导频。
3.3应用例子
上面是各单个硬切换算法的介绍，下面举例补充说明硬切换算法的应用。
下面是分别采用伪导频、直接硬切换、HANDDOWN的边界方案。
3.3.1伪导频
两个均采用基本频点283频点的BSC，属于不同厂家，不能用BSC间软切换，采用过渡异频载频的方法，实现BSC间切换，过渡异频载频的频点假定为201。
如下图所示，手机穿越边界经过两次伪导频硬切换。
硬件上增加三个载频。
图3-1伪导频硬切换方法实现同频BSC间切换
3.3.2直接硬切换
两个均采用基本频点283频点的BSC，属于不同厂家，不能用BSC间软切换，采用过渡异频载频的方法，实现BSC间切换，过渡异频载频的频点假定为201。
如下图所示，手机穿越边界经过两次直接硬切换。
硬件上增加一个异频载频。
图3-1直接硬切换方法实现同频BSC间切换
3.3.3HANDDOWN切换
两个属于不同厂家的BSC，频点分别为283，201。
采用HANDDOWN硬切换，实现BSC间切换。
如下图所示
图3-1HANDDOWN硬切换方法实现异频BSC间切换
3.4搜索窗
搜索窗的策略是指要使最好的信号落在搜索窗内：
搜索窗太窄，丢失重要的导频信号,形成干扰；搜索窗太宽，搜索效率低，降低了通话质量。
手机有三种搜索窗，分别用于搜索活动集（含候选集）、相邻集和剩余集；三种窗的设置策略不一样。
活动集（含候选集）窗口推荐4-7（14-40码片），取决于传播环境的时延扩展，典型的市区时延扩展为7ms，郊区为2ms，大蜂窝的大于小蜂窝。
相邻集窗口推荐7-13（40-226码片），取决于传播环境的时延扩展和相对手机参考导频小区距离差；剩余集窗口推荐7-13，优化结束后为0（4个码片）。
每码片时间为813.8ns，传播距离244米。
第4章切换参数设置
关于详细的数据配置，请参考《CDMA1XBSS网络规划数据配置规范指导书》，这里不再赘述。
第5章邻区规划
在CDMA系统中，在邻区列表中定义有可能成为切换候选目标的小区，邻区的规划与在GSM中有和大的不同，合理的邻区列表帮助手机及时搜索相应的导频集，获得软切换增益。
对每一个导频而言，目前系统支持邻区长度为40个（2000手机），20个（95手机）。
当有2个或3个软切换分支的时候，构成合成的邻区列表，根据最新的激活集，合并邻区列表，去掉重复的，并且裁剪到仍然只有20个邻区。
这是动态的邻区列表。
在cdma系统中可能邻区设置的基本原则是可能的邻区都要尽量的设，因为如果手机在小区的边缘所有不能够加入软切换分支的导频信号都将成为干扰。
所以在cdma系统中一个重要的任务是规划小区的服务范围，防止有过多的邻区或在边缘有过多的强信号。
1.漏作邻区将导致导频干扰，抬FER
2.邻区过多会降低系统处理能力；数据配置中静态的邻区最多为20个
3.在切换过程中动态的邻区表也只能合并为20个邻区，所以重要的邻区要在配置的
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