WCDMA無(wú)線資源管理

1、目 錄5.1 基于干擾的無(wú)線資源管理25.2 功率控制35.2.1 開(kāi)環(huán)功率控制41. 上行開(kāi)環(huán)功率控制42. 下行開(kāi)環(huán)功率控制65.2.2 內(nèi)環(huán)功率控制71. 內(nèi)環(huán)功率控制過(guò)程72. 快速功率控制的增益93. 功率控制與分集104. 軟切換中的功率控制135.2.3 外環(huán)功率控制161. 外環(huán)功率控制的增益172. 接收質(zhì)量的估計(jì)183. 外環(huán)功控調(diào)整步長(zhǎng)184. 高質(zhì)量業(yè)務(wù)195. 受限的功控變化范圍196. 多業(yè)務(wù)207. 下行鏈路外環(huán)功控215.3 切換225.3.1 頻率內(nèi)切換221. wcdma切換算法222. 切換測(cè)量233. 軟切換的增益254. 軟切換概率275.3.2 wc

2、dma和gsm系統(tǒng)間的切換271. 壓縮模式275.3.3 wcdma內(nèi)的頻率間切換285.3.4 切換總結(jié)285.4 負(fù)載監(jiān)測(cè)295.4.1 算法概述295.4.2 上行鏈路負(fù)載291. 基于寬帶接收功率電平的負(fù)載估計(jì)292. 基于吞吐量負(fù)載估計(jì)303. 上行鏈路負(fù)載估計(jì)方法的比較315.4.3 下行鏈路負(fù)載311. 基于功率的負(fù)載估計(jì)322. 基于吞吐量的負(fù)載估計(jì)325.5 準(zhǔn)入控制335.5.1 算法概述335.5.2 準(zhǔn)入控制策略335.6 負(fù)載平衡345.6.1 異頻負(fù)載平衡（負(fù)載切換）365.6.2 同頻負(fù)載平衡（小區(qū)呼吸）365.7 潛在用戶控制（puc）365.8 信道資源管理

3、375.8.1 總體概述375.8.2 信道資源配置過(guò)程概述375.8.3 基本信道配置385.8.4 動(dòng)態(tài)信道配置（dccc）395.8.5 小區(qū)碼資源管理415.8.6 小區(qū)信道資源分配435.9 小區(qū)選擇和重選435.9.1 ue空閑模式435.9.2 小區(qū)選擇441. 小區(qū)選擇過(guò)程442. s準(zhǔn)測(cè)463. 小區(qū)選擇的準(zhǔn)測(cè)465.9.3 小區(qū)重選47參考文獻(xiàn)50第五章 無(wú)線資源管理5.1 基于干擾的無(wú)線資源管理無(wú)線資源管理（rrm，radio resource management）負(fù)責(zé)空中接口資源的利用，從確保系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量（qos）、獲得規(guī)劃的覆蓋區(qū)域以及提高容量的角度來(lái)看它是必不可

4、少的一環(huán)。無(wú)線資源管理主要包括功率控制、切換、準(zhǔn)入控制、負(fù)載控制和小區(qū)選擇與重選等內(nèi)容。為確?？罩薪涌诘母蓴_維持在最低水平上，并提供要求的服務(wù)質(zhì)量（qos），功率控制是必須的。wcdma的功率控制在5.2節(jié)中予以敘述。在小區(qū)系統(tǒng)中，當(dāng)對(duì)用戶從一個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域進(jìn)入到另一個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域的移動(dòng)性進(jìn)行處理時(shí)，需要用到切換的功能。切換將在5.3節(jié)敘述。在第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，為保證服務(wù)質(zhì)量以及在不同比特速率、業(yè)務(wù)和質(zhì)量要求的混合情況下將系統(tǒng)的吞吐量最大化，還要求有準(zhǔn)入控制、負(fù)載控制和分組調(diào)度算法。準(zhǔn)入控制在5.5節(jié)敘述，負(fù)載控制在5.6敘述。小區(qū)選擇與重選作為移動(dòng)終端側(cè)重要的無(wú)線資源管理功能，在本章的最

5、后作了詳細(xì)的介紹。無(wú)線資源管理算法可以基于網(wǎng)絡(luò)中硬件總量或基于空中接口的干擾水平。在空中接口過(guò)載之前由于硬件的原因而導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限，這種情形定義為硬阻塞；估計(jì)的空中接口資源負(fù)載超過(guò)規(guī)劃的容量，這種情形定義為軟阻塞?；谲涀枞臒o(wú)線資源管理比基于硬阻塞的無(wú)線資源管理會(huì)獲得更大的容量。若是采用基于軟阻塞的無(wú)線資源管理策略，則需要測(cè)量空中接口的負(fù)載。5.4敘述了空中接口負(fù)載的測(cè)量手段。is-95網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線資源管理策略是基于可用信道單元（硬阻塞），但是該方法不能用在第三代標(biāo)準(zhǔn)wcdma的空中接口中，因?yàn)閣cdma需同時(shí)支持多種傳輸比特速率。圖5-1-1說(shuō)明了無(wú)線資源管理算法在wcdma網(wǎng)絡(luò)中的典型

6、位置。圖5-1-1 無(wú)線資源管理算法在wcdma網(wǎng)絡(luò)中的典型位置5.2 功率控制在1.1.5節(jié)已經(jīng)對(duì)功率控制進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，本章將涉及wcdma功率控制中的幾個(gè)主要方面，其中一些問(wèn)題在諸如gsm、is-95這些已有的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)中并沒(méi)有出現(xiàn)，而是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中新出現(xiàn)的，一定要引起特別的注意。本章節(jié)中，首先分上下行具體論述了開(kāi)環(huán)功率控制的控制過(guò)程及算法；接著主要利用仿真結(jié)果說(shuō)明了快速功率控制和外環(huán)功率控制的必要性。5.2.1節(jié)描述了開(kāi)環(huán)功率控制，開(kāi)環(huán)功率控制在下行路徑損耗計(jì)算的基礎(chǔ)上提供了上下行的初始功率發(fā)射值。5.2.2節(jié)詳細(xì)描述了快速功率控制的兩個(gè)具體方面：快速功率控制與分集的關(guān)

7、系、軟切換中的快速功率控制。5.2.3節(jié)描述了外環(huán)功率控制。外環(huán)功率控制設(shè)置快速功率控制的目標(biāo)值以提供所要求的服務(wù)質(zhì)量。為了調(diào)整快速功率控制的目標(biāo)值，它需要對(duì)接收質(zhì)量進(jìn)行估計(jì)，這種服務(wù)質(zhì)量估計(jì)及外環(huán)功率控制算法將分別予以介紹。第三代網(wǎng)絡(luò)要求支持高質(zhì)量業(yè)務(wù)和一個(gè)連接上幾個(gè)業(yè)務(wù)的復(fù)用，這些要求對(duì)外環(huán)功率控制也有影響。最后討論了上下行鏈路外環(huán)功率控制算法之間的不同。5.2.1 開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制的目的是提供初始發(fā)射功率的粗略估計(jì)。由于wcdma系統(tǒng)的上下行同處鄰近的2ghz頻帶，上下行鏈路的路徑損耗存在著較大的相似性。據(jù)此，在ue接入網(wǎng)絡(luò)和基站建立鏈路連接時(shí)，它根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)路徑損耗和干擾水平

8、進(jìn)行估計(jì)，從而計(jì)算初始發(fā)射功率。utra fdd使用開(kāi)環(huán)功率控制，它只用于rach、cpch和dpch中初始化傳輸之前。開(kāi)環(huán)功率控制不是很精確，這是因?yàn)殡y以在終端設(shè)備中精確測(cè)量大的功率變化。由于傳播信號(hào)分量特性的變化以及環(huán)境條件（主要是溫度）的影響，將實(shí)際接收的絕對(duì)功率映射到發(fā)送的絕對(duì)功率也會(huì)出現(xiàn)大的偏差。同時(shí)，發(fā)送和接收處于不同的頻段也會(huì)對(duì)精度造成影響。而終端自身的精度是造成偏差的主要原因。正常條件下，開(kāi)環(huán)功率控制精度的要求規(guī)定在9db的范圍內(nèi)。1. 上行開(kāi)環(huán)功率控制上行開(kāi)環(huán)功率控制功能由utran和移動(dòng)終端共同完成。在上行開(kāi)環(huán)功控中，移動(dòng)終端首先接收網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的小區(qū)系統(tǒng)廣播消息，讀取有關(guān)控

9、制參數(shù)，同時(shí)對(duì)接收的導(dǎo)頻的cpich_rscp(接收信號(hào)碼片功率)值進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)開(kāi)環(huán)功控算法，對(duì)第一prach前導(dǎo)及上行dpcch信道的初始發(fā)射功率進(jìn)行設(shè)置。開(kāi)環(huán)功率控制在內(nèi)環(huán)功率控制啟動(dòng)前進(jìn)行。上行開(kāi)環(huán)功率控制示意圖如下圖5-2-1所示：圖5-2-1 上行開(kāi)環(huán)功率控制示意圖在隨機(jī)接入過(guò)程中，第一prach前導(dǎo)初始發(fā)射功率根據(jù)如下算法公式進(jìn)行設(shè)置：式中： ：表示主公共導(dǎo)頻發(fā)射功率，此值在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)設(shè)定； ：主公共導(dǎo)頻接收信號(hào)碼片功率，是ue的測(cè)量值； ：表示上行要求的載干比（在3gpp中定義為常量值），此值在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)設(shè)定； ：接收總干擾，此值在基站側(cè)測(cè)量，并通過(guò)廣播信道bch在小區(qū)中廣

10、播。在ue中，第一pcpch接入前導(dǎo)的初始發(fā)射功率依照與上式相同的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)置。在建立dpcch信道時(shí)，ue根據(jù)下式進(jìn)行dpcch信道初始化功率計(jì)算。此初始化功率將作為啟動(dòng)上行內(nèi)環(huán)功率控制的初始參考值。式中：主公共導(dǎo)頻接收信號(hào)碼片功率，在ue中的測(cè)量值；：dpcch信道發(fā)射功率偏置，在rnc中由準(zhǔn)入控制算法（ac）計(jì)算獲得。例如在rrc連接建立時(shí)或者在無(wú)線承載及物理信道重配置時(shí)由準(zhǔn)入控制算法進(jìn)行計(jì)算獲得該dpcch信道發(fā)射功率偏置。根據(jù)下式進(jìn)行設(shè)置，并且由rnc下發(fā)給ue。式中：是sir初始目標(biāo)值，由準(zhǔn)入控制算法為專用連接提供；：dpdch的擴(kuò)頻增益。2. 下行開(kāi)環(huán)功率控制在下行中，開(kāi)環(huán)功

11、控根據(jù)ue的上報(bào)的測(cè)量報(bào)告對(duì)下行物理信道進(jìn)行功率初始化。下行開(kāi)環(huán)功率控制功能同樣由utran和移動(dòng)終端共同完成，如下圖5-2-2所示：圖5-2-2 下行開(kāi)環(huán)功率控制示意圖在業(yè)務(wù)承載初始化時(shí)，dpdch信道的初始發(fā)射功率根據(jù)下式進(jìn)行設(shè)置：式中：r：比特速率；：下行專用業(yè)務(wù)解調(diào)門限，此值在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)設(shè)置；w：碼片速率；：cpich接收信干比，是ue的測(cè)量值并上報(bào)給rnc；：下行正交化因子；：載波功率，此值在基站中測(cè)量并上報(bào)給rnc。5.2.2 內(nèi)環(huán)功率控制在wcdma中，上下行鏈路均支持1.5khz速率的內(nèi)環(huán)功率控制。gsm僅采用慢速（將近2hz的速率）功率控制。is-95僅在上行鏈路支持800h

12、z速率的快速功率控制。1. 內(nèi)環(huán)功率控制過(guò)程內(nèi)環(huán)功率控制，也稱快速閉環(huán)功率控制，快速閉環(huán)功率控制用來(lái)克服遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題?？焖匍]環(huán)功率控制的目標(biāo)是使接收信號(hào)的sir達(dá)到預(yù)先設(shè)定的門限值。在wcdma中，上行鏈路和下行鏈路的閉環(huán)功率控制都是由接收方估計(jì)接收到的dpch的sir，與預(yù)先設(shè)置的門限相比較。如果估計(jì)值大于門限就發(fā)出tpc命令“0”（降低功率）；如果小于門限就發(fā)出tpc命令“1”（升高功率）。接收到tpc命令的一方根據(jù)一定的算法決定發(fā)射功率的升高或降低。上行快速閉環(huán)功率控制過(guò)程如下圖5-2-3所示：圖5-2-3 上行快速閉環(huán)功率控制過(guò)程上行快速閉環(huán)功率控制過(guò)程說(shuō)明：1）基站測(cè)量上行dpch的

13、接收sir與通信質(zhì)量所需要的目標(biāo)sir進(jìn)行比較，若sir大于目標(biāo)sir，設(shè)置tpc0，否則設(shè)置tpc=1；2）基站在下行dpcch信道上將tpc信息傳送給手機(jī)；3）手機(jī)根據(jù)接收的tpc信息調(diào)整上行發(fā)射功率。下行快速閉環(huán)功率控制過(guò)程如下圖5-2-4所示：圖5-2-4 下行快速閉環(huán)功率控制過(guò)程下行快速閉環(huán)功率控制過(guò)程說(shuō)明：1）手機(jī)測(cè)量下行dpch的接收sir與通信質(zhì)量所需要的目標(biāo)sir進(jìn)行比較，若sir大于目標(biāo)sir，設(shè)置tpc0，否則設(shè)置tpc=1；2）手機(jī)在上行dpcch信道上將tpc信息傳送給基站；3）基站根據(jù)接收的tpc信息調(diào)整下行發(fā)射功率。快速功率控制按照每個(gè)時(shí)隙發(fā)送一個(gè)命令進(jìn)行操作，因

14、此命令的頻率是1500hz。功率調(diào)整的基本步長(zhǎng)為1db。此外，可以使用該步長(zhǎng)的倍數(shù)作為調(diào)整步長(zhǎng)，也可以使用該基本步長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)更小的步長(zhǎng)。例如，通過(guò)每?jī)蓵r(shí)隙使用1db的步長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)時(shí)隙0.5db的步長(zhǎng)的調(diào)整。由于在較大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)很難確保所能達(dá)到的精度，故“真正”低于1db的步長(zhǎng)由于相當(dāng)復(fù)雜而難以實(shí)現(xiàn)。規(guī)范中規(guī)定了1db功率控制步長(zhǎng)的相對(duì)精度為0.5db，其他“真正”的步長(zhǎng)規(guī)定為2db。快速功率控制的操作有兩個(gè)特例：軟切換情況下的操作和處于連接中壓縮模式并且有切換測(cè)量情況下的操作。軟切換下的快速功率控制需要特別地考慮，因?yàn)閹讉€(gè)基站同時(shí)向單個(gè)終端發(fā)送命令；而采用壓縮模式時(shí)，命令流的中斷操作命令被周期

15、性地提供給終端。軟切換時(shí)終端要解決的主要問(wèn)題是如何處理來(lái)自幾個(gè)源的多個(gè)功率控制命令。為了解決這一切問(wèn)題，終端要對(duì)多個(gè)命令進(jìn)行合并，并同時(shí)考慮每個(gè)命令值來(lái)決定增加或減少功率。壓縮模式時(shí)，快速功率控制在一個(gè)壓縮幀之后的短周期內(nèi)使用一個(gè)較大的步長(zhǎng)，這樣在控制流的中斷之后，功率電平可以更迅速地收斂到更正確的值；是否需要使用該方法主要取決于外部環(huán)境，而與低檔的終端或非常短的傳輸間隔長(zhǎng)度關(guān)系不大。閉環(huán)功率控制的目標(biāo)sir由外環(huán)功率控制設(shè)定。1.2.8介紹了外環(huán)功率控制，5.2.3將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)地介紹。在終端側(cè)，（快速）功率控制對(duì)終端應(yīng)進(jìn)行的處理做了嚴(yán)格規(guī)定。在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)對(duì)于下列有較大的自由度，如基站在接收到

16、功控命令之后怎樣進(jìn)行操作，以及基站告訴終端增加或減少功率應(yīng)基于什么樣的準(zhǔn)則等等。2. 快速功率控制的增益本節(jié)提供了一個(gè)從快速功率控制獲得好處的例子。仿真條件為8kbps的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，且bler1，交織長(zhǎng)度為10ms，對(duì)功控步長(zhǎng)為1db的有快速功率控制和無(wú)快速控制兩種情況進(jìn)行了仿真。慢速功率控制假設(shè)平均功率維持在要求的級(jí)別，并且慢速功率控制可對(duì)路徑損耗和陰影效應(yīng)進(jìn)行理想補(bǔ)償，而快速功率控制也可對(duì)快衰落提供補(bǔ)償。假設(shè)基站采用兩支路接收分集。itu車載a信道是wcdma可分辨的五抽頭信道，itu步行a信道是兩徑信道且第二抽頭信號(hào)非常弱。有快速功率控制和無(wú)快速快速功率控制所需要的eb/no值列在表5-2

17、-1中，所要求的平均發(fā)送功率列在表5-2-2中。表5-2-1 有快速功率控制和無(wú)快速功率控制所要求的eb/no慢速功率控制/db1.5khz的快速功率控制/db從快速功率控制獲得的增益/dbitu步行a信道3km/h11.35.55.8itu車載a信道3km/h8.56.71.8itu車載a信道50km/h6.87.3-0.5表5-2-2 有快速功和無(wú)快速功率控制所要求的相對(duì)發(fā)射功率eb/no慢速功率控制/db1.5khz的快速功率控制/db從快速功率控制獲得的增益/dbitu步行a信道3km/h11.37.73.6itu車載a信道3km/h8.57.51.0itu車載a信道50km/h6.8

18、7.6-0.8從表5-2-1和表5-2-2可見(jiàn)，快速功率控制可以獲得明顯的增益。從快速功率控制獲得的增益情況如下：1）低移動(dòng)速度比高移動(dòng)速度獲得的增益大。2）要求的eb/no獲得的增益比發(fā)送功率獲得的增益大。3） 在僅有少量多徑分集可以利用的情況下，比如itu定義的步行a信道下，獲得的增益也較大?？焖俟β士刂婆c分集的關(guān)系在5.2.2.3中討論。表5-2-1和表5-2-2中在50km/h獲得負(fù)增益意味著理想慢速功率控制將會(huì)比實(shí)際的快速功率控制擁有更好的性能。負(fù)增益是由于sir的非精確估計(jì)、功控信令錯(cuò)誤以及功控環(huán)路中的延時(shí)造成的。值得注意的是，表5-2-1中從快速功率控制獲得的增益可用來(lái)估計(jì)鏈路預(yù)

19、算中所要求的快衰落儲(chǔ)備。為了維護(hù)適當(dāng)?shù)拈]環(huán)快速功控，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)送功率留有快衰落儲(chǔ)備。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)以最大恒定功率工作時(shí)（即沒(méi)有快速功控增益），便可獲得小區(qū)的最大覆蓋范圍。3. 功率控制與分集本節(jié)將分析分集與快速功率控制的重要性。移動(dòng)臺(tái)低速移動(dòng)時(shí)，快速功率控制可以對(duì)信道衰落的影響予以補(bǔ)償，并將接收功率電平維持在穩(wěn)定地水平上。接收功率誤升高主要原因是信干比（sir）的非精確估計(jì)、錯(cuò)誤的信令和功率控制環(huán)路的延時(shí)。對(duì)衰落的補(bǔ)償會(huì)導(dǎo)致發(fā)送功率峰值的出現(xiàn)。圖5-2-5和圖5-2-6分別顯示了移動(dòng)臺(tái)速度為3km/h時(shí)發(fā)送功率、接收功率隨時(shí)間而變化的函數(shù)。這些仿真結(jié)果包括了實(shí)際的sir估計(jì)和功率控制信令，功率控制步

20、長(zhǎng)為1.0db。5-2-5中假設(shè)采用很少的分集，而圖5-2-6中則假設(shè)采用較多的分集。圖5-2-5中發(fā)送功率的變化比圖5-2-6中的大，這是由于分集數(shù)量不同造成的。分集可由諸如多徑分集、接收天線分集、發(fā)天線分集或宏分集獲得。圖5-2-6 在兩徑（平均抽頭功率0db，10db）瑞利衰落信道下的車速3km/h發(fā)送和接收功率。圖5-2-7 在三徑（相等的抽頭功率）瑞利衰落信道下的車速3km/h發(fā)送和接收功率當(dāng)分集數(shù)較少時(shí)，發(fā)送功率的變化較大，而且平均發(fā)送功率也較高。當(dāng)具有快速功率控制的衰落信道與非衰落信道接收功率電平相同時(shí)，我們定義功率增加量為衰落信道的平均發(fā)送功率與非衰落信道的平均發(fā)送功率的比值。

21、功率增加量如圖所示。圖5-2-8 具有快速功率控制的衰落信道中的功率增加量。圖示出兩徑信道中使用和不使用接收分集兩種情況下，功率增加量的理論計(jì)算值隨兩條分量平均功率差值的變化曲線。第二條路徑的功率越強(qiáng)，即可利用的多徑分集越多，則功率增量越小，天線分集也減少了功率增加量。如果兩條路徑有相同的平均功率，則無(wú)天線分集時(shí)的功率增加量是3db。在單徑信道有天線分集時(shí)我們也可獲得同樣的功率增加量。圖5-2-9 在兩徑瑞利衰落信道下，作為多徑分量間平均功率差值的函數(shù)的理論功率增加值在實(shí)際中功率控制并不是理想的，因此我們通過(guò)鏈路仿真來(lái)獲得實(shí)際的功率增加量。表5-2-3列出了上行鏈路功率增加量的鏈路級(jí)仿真結(jié)果。

22、仿真環(huán)境是移動(dòng)臺(tái)有不同的移動(dòng)速度、兩徑的itu步行a信道且信道平均多徑分量功率分別為0.0db和12.5db。仿真中接收與發(fā)送功率都逐時(shí)隙進(jìn)行采集。根據(jù)圖5-2-8，在這種itu步行a信道多經(jīng)環(huán)境下，有天線分集時(shí)功率增加量的理論值為2.3db。我們注意到在表中，移動(dòng)臺(tái)時(shí)速為3公里和10公里時(shí)，仿真的功率增加量分別為2.1db和2.0db，非常接近2.3db這一理論值。表5-2-3 功率增加量的仿真結(jié)果（假如有天線分集，在itu步行a多經(jīng)信道環(huán)境下）移動(dòng)臺(tái)速度/(km/h)平均功率增加量/db32.1102.0201.6500.81400.2當(dāng)移動(dòng)臺(tái)高速（100km/h）移動(dòng)時(shí)，由于快速功率控制

23、無(wú)法對(duì)衰落進(jìn)行補(bǔ)償，因此僅有少許功率增加量。在移動(dòng)臺(tái)高速移動(dòng)情況下快速功率控制跟蹤不上快衰落，為達(dá)到所要求的質(zhì)量，必定需要更高的接收功率電平，如表所示。在高速移動(dòng)情況下，分集技術(shù)有助于將接收功率電平保持為常數(shù)，從而較低的接收功率電平也足夠提供相同的服務(wù)質(zhì)量。為什么功率增加量對(duì)wcdma系統(tǒng)性能如此重要？在下行鏈路，由于發(fā)送功率決定了發(fā)射的干擾，故空中接口的容量直接決定于所要求的發(fā)送功率。所以，為了最大化下行鏈路的容量，一條鏈路所需的發(fā)送功率應(yīng)該最小化。在下行鏈路，移動(dòng)臺(tái)接收到的功率電平并不影響容量。在上行鏈路，發(fā)送功率決定了對(duì)相鄰小區(qū)的干擾數(shù)量，接收功率決定了對(duì)同一小區(qū)中對(duì)其他用戶的干擾數(shù)量。

24、例如，如果在一個(gè)區(qū)域僅有一個(gè)wcdma小區(qū)，通過(guò)將所需接收功率最小化，該小區(qū)的上行鏈路的容量將獲得最大化,并且功率增加量不會(huì)影響上行鏈路的容量。實(shí)際上，我們對(duì)這樣的小區(qū)網(wǎng)絡(luò)感興趣，在該網(wǎng)絡(luò)中上行鏈路分集方案的設(shè)計(jì)必須將發(fā)送接收功率加以考慮。網(wǎng)絡(luò)中相鄰小區(qū)的隔離度越低，則越要強(qiáng)調(diào)合適的發(fā)送功率。接收與發(fā)送功率對(duì)網(wǎng)絡(luò)干擾電平的影響可參見(jiàn)圖5-2-9。圖5-2-10 接收與發(fā)送功率對(duì)干擾電平的影響4. 軟切換中的功率控制與單一鏈路情形不同的是，軟切換中的快速功率控制有兩個(gè)主要問(wèn)題：一個(gè)是下行鏈路基站功率中功率漂移，另一個(gè)是移動(dòng)臺(tái)中上行鏈路功控指令的可靠檢測(cè)，這兩方面如圖5-2-10所示，本節(jié)對(duì)此有更

25、詳細(xì)的介紹，并且還提供了一個(gè)改善功控信令質(zhì)量的解決方案。圖5-2-11 軟切換中的快速功控下行鏈路功率漂移移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一條指令控制下行鏈路的發(fā)送功率，該指令被激活集中的所有基站接收?；靖髯元?dú)立地對(duì)指令進(jìn)行檢測(cè)，這是由于功控指令不能與rnc相結(jié)合，否則會(huì)引起非常大的延時(shí)與網(wǎng)絡(luò)信令的大量增加。由于信令在空中接口中的錯(cuò)誤，基站可能以不同方法檢測(cè)該功控指令。有可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情形：一個(gè)基站降低對(duì)某一移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率而同時(shí)另一個(gè)基站卻提高對(duì)該移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。這就導(dǎo)致下行鏈路功率開(kāi)始分別漂移的情況，我們將這種情況稱為功率漂移。功率漂移是不能接受的，因?yàn)樗蟠蠼档土讼滦墟溌奋浨袚Q的性能。它可以通過(guò)rnc來(lái)

26、進(jìn)行控制。最簡(jiǎn)單的方法是對(duì)下行鏈路功率控制動(dòng)態(tài)范圍設(shè)置相對(duì)嚴(yán)格的界限。這些界限應(yīng)用在移動(dòng)臺(tái)具體的發(fā)送功率中。自然地，允許的功控動(dòng)態(tài)范圍越小則最大功率漂移也越小，另一方面，如表5-2-2所示，大的功率控制動(dòng)態(tài)范圍可改善功控的性能。降低功率漂移的另一方法如下：rnc可從基站接收到關(guān)于軟切換連接的發(fā)射功率電平的信息，這些功率電平在許多功控指令，比如在500ms或相當(dāng)于750條功控指令上進(jìn)行平均?；谏鲜鰷y(cè)量，rnc就可將下行鏈路發(fā)射功率的參考值發(fā)給基站，軟切換基站在它們的下行鏈路功率控制中采用該參考值以減少該連接的功率漂移。該方法的思想就是周期性地對(duì)參考功率執(zhí)行一個(gè)小的糾正，糾正大小是和實(shí)際發(fā)射功率

27、與參考功率之間的差異成比例的，該方法將減少功率漂移的總量，僅當(dāng)在下行鏈路有快速功率控制時(shí)才會(huì)發(fā)生功率漂移。在is-95的下行鏈路中只有慢速功率控制，因此不需要控制下行鏈路功率漂移的方法。上行功控指令的可靠性激活集中的所有基站均獨(dú)立給移動(dòng)臺(tái)發(fā)功控指令以控制上行鏈路的發(fā)射功率，如果激活集中的一個(gè)基站能正確接收上行鏈路的信號(hào)，則該方法已足夠。因此，如果其中一個(gè)基站發(fā)送降低功率的指令則移動(dòng)臺(tái)會(huì)降低他的發(fā)射功率。軟切換過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)比特的接收可采用最大比特合并的方法，這是因?yàn)橥粩?shù)據(jù)從所有的軟切換基站發(fā)出。但是該方法不能用于功控比特，因?yàn)閺拿恳粋€(gè)基站發(fā)來(lái)的功控比特所含的信息是不同的，因此功控比特的

28、可靠性比不上數(shù)據(jù)比特的可靠性，于是移動(dòng)臺(tái)采用一個(gè)閾值來(lái)檢查功控指令的可靠性。非常不可靠的功控指令應(yīng)被丟棄，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被干擾所破壞。功控信令質(zhì)量的改善當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于軟切換時(shí)，通過(guò)下行鏈路中為專用物理控制信道（dpcch）設(shè)置比專用物理數(shù)據(jù)信道（dpdch）高的功率可以改善功控信令的質(zhì)量。這個(gè)dpcch與dpdch之間的功率偏移對(duì)于不同的dpcch域功控比特、導(dǎo)頻比特和tfci會(huì)有所不同。功控偏移量如圖5-2-11所示。圖5-2-12 為改善下行鏈路信令質(zhì)量的功率偏移一次話音連接過(guò)程中，采用下行功率偏移后移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的減少量示于圖5-2-12中。橫軸表示從移動(dòng)臺(tái)到兩個(gè)軟切換基站衰減的差值，0db

29、表示對(duì)兩個(gè)軟切換基站的衰減是相同。在本例中，高出3db的功率用于導(dǎo)頻和功控信令。采用功率偏移后，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的減少量為0.40.6db，之所以獲得該減少量是由于功控信令的質(zhì)量得到改善的緣故。圖5-2-13 采用功率偏移后上行鏈路發(fā)射功率的增益5.2.3 外環(huán)功率控制外環(huán)功率控制需要通過(guò)為快速功率控制設(shè)定目標(biāo)值來(lái)保證所需電平的通信質(zhì)量。外環(huán)功控的目的是提供所需質(zhì)量：既不太差，也不太好。太高的質(zhì)量將浪費(fèi)容量。由于上行鏈路和下行鏈路均存在快速功率控制，因此上下行鏈路兩者都需要外環(huán)功率控制。在隨后的章節(jié)中將對(duì)這種控制環(huán)路的一些方面以及在上下行鏈路中的應(yīng)用予以描述。在is-95中，由于下行鏈路沒(méi)有快速

30、功率控制，因此外環(huán)功率控制僅用在上行鏈路中。上行鏈路外環(huán)功率控制的概貌如圖5-2-13所示。上行鏈路質(zhì)量的觀測(cè)是在rnc進(jìn)行宏分集合并之后，然后就將sir目標(biāo)值發(fā)給基站?？焖俟β士刂频念l率是1.5khz，外環(huán)功率控制的頻率典型值為10100hz。圖5-2-14提供了一個(gè)外環(huán)功率控制的一般算法。圖5-2-14 在rnc中上行鏈路外環(huán)功率控制圖5-2-15 外環(huán)功率控制的一般算法常規(guī)的外環(huán)功率控制算法采用與內(nèi)環(huán)功率控制相似的方式，如下：如果ferestfertarget，則提高sirtarget一個(gè)事先確定的步長(zhǎng)；如果ferestfertarget，則降低sirtarget一個(gè)事先確定的步長(zhǎng)。1.

31、 外環(huán)功率控制的增益本節(jié)我們分析當(dāng)移動(dòng)速度或多徑傳播環(huán)境變化時(shí)，sir目標(biāo)值需要調(diào)整多少。在本章中sir目標(biāo)值和eb/no目標(biāo)值這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)可互換。在amr語(yǔ)音業(yè)務(wù)、bler=1%并具有外環(huán)功率控制條件下的仿真結(jié)果見(jiàn)表5-2-4，我們采用了三種不同的多徑環(huán)境：對(duì)應(yīng)于強(qiáng)的直達(dá)路徑分量的靜態(tài)信道；itu步行a衰落信道；具有相等的多徑分量平均功率的三徑衰落信道。此處我們假設(shè)沒(méi)有天線分集。表5-2-4 不同環(huán)境下的平均eb/no目標(biāo)值多移動(dòng)速度平均eb/no目標(biāo)值/db非衰落5.3itu步行a3km/h5.9itu步行a20km/h6.8itu步行a50km/h6.8itu步行a120km/h7.1等功

32、率3徑3km/h6.0等功率3徑20km/h6.4等功率3徑50km/h6.4等功率3徑120km/h6.9在靜態(tài)信道中所需要的平均eb/no目標(biāo)值最低，在itu步行a衰落信道且高速移動(dòng)時(shí)需要的平均eb/no目標(biāo)值最高。此結(jié)果表明接收的功率的變化越大，若要提供相同的質(zhì)量則所需的eb/no目標(biāo)值越高。我們選擇一個(gè)針對(duì)靜態(tài)信道的5.3db的eb/no目標(biāo)值作為固定值，則對(duì)于衰落信道來(lái)說(shuō)會(huì)導(dǎo)致連接期間過(guò)高的誤幀率并且會(huì)降低話音質(zhì)量；如果我們選擇7.1db為固定的eb/no目標(biāo)值，通信質(zhì)量將得到充分滿足，但在大多數(shù)情況下并不需要如此高的功率。我們可得到結(jié)論，那就是通過(guò)外環(huán)功控來(lái)調(diào)整快速閉環(huán)功率控制的目

33、標(biāo)值顯然是有必要的。外環(huán)功控對(duì)目標(biāo)值的調(diào)整應(yīng)該多快呢？有這樣一個(gè)例子：在微小區(qū)環(huán)境下，移動(dòng)臺(tái)首先進(jìn)入與基站存在直達(dá)路徑傳播的區(qū)域，此時(shí)平均eb/no值為5.3db即可提供要求的質(zhì)量；如果移動(dòng)臺(tái)繞過(guò)拐角，則直達(dá)傳輸徑消失，此時(shí)多徑情形變?yōu)閕tu步行a信道情形，若移動(dòng)臺(tái)以20km/h的速度移動(dòng)，則eb/no值需迅速?gòu)?.3db提高到6.8db。2. 接收質(zhì)量的估計(jì)本節(jié)介紹一些測(cè)量接收質(zhì)量的不同方法。一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的方法是利用錯(cuò)誤檢測(cè)，如利用循環(huán)冗余檢測(cè)（crc）的結(jié)果來(lái)檢測(cè)是否有錯(cuò)誤。利用循環(huán)冗余檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)幀錯(cuò)誤的檢測(cè)非?？煽坎⑶液?jiǎn)單。利用基于crc的方法非常適合這樣一些業(yè)務(wù)：允許錯(cuò)誤以相當(dāng)

34、高的頻率發(fā)生，至少每隔幾秒中出現(xiàn)一次。例如非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在重傳之前塊錯(cuò)誤率（bler）可達(dá)1020%；又例如話音業(yè)務(wù)在提供所需質(zhì)量情況下其典型的bler=1%時(shí)。利用自適應(yīng)多速率（amr）聲碼器且交織深度為20ms、bler=1%時(shí)，相應(yīng)平均每2s有一個(gè)錯(cuò)誤。接收質(zhì)量也可以通過(guò)基于幀可靠性軟信息來(lái)進(jìn)行估計(jì)。這些信息可以是，例如：信道譯碼之前估計(jì)的誤比特率（ber），稱為原ber或物理信道ber；來(lái)自有卷積碼的維特比譯碼器的軟信息；來(lái)自turbo譯碼器的軟信息，例如中間迭代譯碼后的ber或bler；接收到的eb/no。這些量的問(wèn)題是它們可能給接收質(zhì)量一個(gè)錯(cuò)誤的估計(jì)?？紤]到原ber的用途，為了

35、獲得譯碼后要求的最終bler，要求的原ber不是一個(gè)常量而依賴于多徑環(huán)境、移動(dòng)速度和接收器算法。軟信息對(duì)于高質(zhì)量業(yè)務(wù)是必須的，參見(jiàn)5.2.3.4。在iub接口上原ber被當(dāng)作軟信息使用。圖5-2-15介紹了接收質(zhì)量的估計(jì)。圖5-2-17 rnc外環(huán)功控中的質(zhì)量估計(jì)3. 外環(huán)功控調(diào)整步長(zhǎng)外環(huán)功控調(diào)整步長(zhǎng)這個(gè)參數(shù)既決定了該算法的收斂到期望目標(biāo)值的速度，也定義了該算法的開(kāi)銷。其原理就是步長(zhǎng)越大則收斂得越快，同時(shí)開(kāi)銷也越高。圖5-2-16給出了反映該算法特點(diǎn)得一個(gè)例子。其fer目標(biāo)值為1，步長(zhǎng)為0.5db。圖5-2-18 在itu步行a信道、amr聲碼批器、bler值為1、步長(zhǎng)0.5db、速度為3km

36、/h時(shí)的eb/no值。4. 高質(zhì)量業(yè)務(wù)第三代網(wǎng)絡(luò)要求支持非常低的bler(最佳導(dǎo)頻_ec/io報(bào)告范圍滯后事件1a，且激活集未滿，該小區(qū)被加入激活集，此事件稱為事件1a或無(wú)線鏈路加入。如果在t期間內(nèi)，導(dǎo)頻_ec/io先前最差的導(dǎo)頻_ec/io滯后事件1c，激活集中最弱的小區(qū)被最強(qiáng)的候選小區(qū)（即監(jiān)測(cè)集中最強(qiáng)的小區(qū)）替換。此事件被稱為事件1c或無(wú)線鏈路加入和刪除的組合。圖520中假設(shè)激活集最多為兩個(gè)小區(qū)。其中:報(bào)告范圍是軟切換的閾值；滯后事件1a是加入磁滯；滯后事件1b是刪除磁滯；滯后事件1c是替換磁滯；t是觸發(fā)時(shí)間；最佳導(dǎo)頻_ec/io是激活集中小區(qū)測(cè)量的最強(qiáng)值；先前最差的導(dǎo)頻_ec/io是激活

37、集中小區(qū)測(cè)量的最強(qiáng)值；最佳候選導(dǎo)頻_ec/io是監(jiān)測(cè)集中小區(qū)測(cè)量的最強(qiáng)值；導(dǎo)頻_ec/io是測(cè)量與過(guò)濾的量。wcdma切換測(cè)量在激活集采用導(dǎo)頻ec/io來(lái)更新移動(dòng)臺(tái)算法前，運(yùn)用了一些過(guò)濾。測(cè)量在第1層和第3層進(jìn)行過(guò)濾，第3層的過(guò)濾可由網(wǎng)路控制。下一小節(jié)討論了導(dǎo)頻ec/io的測(cè)量。從移動(dòng)臺(tái)到rnc的切換測(cè)量報(bào)告可配置為周期性報(bào)告方式，或配置為事件觸發(fā)式報(bào)告，像gsm那樣。根據(jù)理論分析可知事件觸發(fā)式報(bào)告以更少的信令負(fù)荷提供與周期性報(bào)告一樣的性能。2. 切換測(cè)量切換測(cè)量的準(zhǔn)確性，即導(dǎo)頻ec/io的測(cè)量準(zhǔn)確性對(duì)于切換性能是很重要的。過(guò)濾長(zhǎng)度對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的影響示于圖5-3-2和圖5-3-3，其中圖5-3

38、-2是3km/h的仿真結(jié)果，圖5-3-3是50km/h的仿真結(jié)果，移動(dòng)臺(tái)在兩圖中移動(dòng)的距離相同，本例中不考慮路徑損耗、陰影衰落和干擾，僅顯示了快衰落的影響。切換測(cè)量的目標(biāo)是獲得一個(gè)平均化快衰落影響的測(cè)量結(jié)果。此處測(cè)量的例子是每10ms幀取一個(gè)樣本，正確的測(cè)量值是0db，與該值不同的那些值是有未完全平均化的快衰落所致。此處假設(shè)的多經(jīng)環(huán)境是單徑瑞利衰落信道，這是最差情況的假設(shè)。如果多經(jīng)分集可以利用并且移動(dòng)臺(tái)能夠利用多個(gè)指峰進(jìn)行測(cè)量，則快衰落導(dǎo)致的不準(zhǔn)確性比這種單徑信道要小。圖5-3-2 在單徑瑞利衰落信道下，速度為3km/h時(shí)，切換測(cè)量的準(zhǔn)確性圖5-3-3 在單徑瑞利衰落信道下，速度為50ms/h

39、時(shí)，切換測(cè)量的準(zhǔn)確性當(dāng)移動(dòng)速度為3km/h時(shí)，正如圖5-3-2最上端所示，100ms的過(guò)慮長(zhǎng)度導(dǎo)致非常大的測(cè)量錯(cuò)誤，這是因?yàn)榭焖ヂ洳荒茉谌绱硕痰臅r(shí)間內(nèi)過(guò)濾掉。由于測(cè)量錯(cuò)誤，發(fā)生了沒(méi)必要的切換，導(dǎo)致切換信令增加和激活集更新周期變短。將過(guò)濾長(zhǎng)度提高到1s，則測(cè)量準(zhǔn)確性可得到明顯改善，在低速移動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)的過(guò)濾周期是有利的。當(dāng)移動(dòng)速度為50km/s時(shí)，100ms的過(guò)濾周期表現(xiàn)出了相當(dāng)好的性能，若提高過(guò)濾周期，性能僅能得到很小的改善。長(zhǎng)過(guò)濾周期的缺點(diǎn)是延時(shí)并導(dǎo)致了切換。在高速移動(dòng)時(shí)，快速切換是重要的，特別是在宏小區(qū)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)繞過(guò)墻角時(shí)，到基站的路徑損耗變化很快。當(dāng)快速移動(dòng)、高比特速率連接情況下延時(shí)切換

40、的影響示于圖5-3-4。當(dāng)基站bs2不在移動(dòng)臺(tái)激活集中的時(shí)候，它不能控制上行鏈路的發(fā)射功率，且噪聲惡化量的峰值可能有基站bs2而導(dǎo)致。僅在下述情況下才會(huì)發(fā)生這樣的問(wèn)題：在切換時(shí)由于測(cè)量的長(zhǎng)時(shí)間平均或由于切換信令中的延時(shí)而存在長(zhǎng)的延時(shí)；移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度很快；正在進(jìn)行高比特速率的連接。因此，在切換測(cè)量中不能使用太長(zhǎng)的過(guò)濾周期，最優(yōu)的過(guò)濾周期是測(cè)量準(zhǔn)確性和切換延時(shí)之間的折衷。3gpp中切換測(cè)量的周期是200ms，另外第3層的過(guò)濾周期最高是200ms。圖5-3-4 由于延時(shí)切換，基站接收中噪聲惡化量的峰值3. 軟切換的增益本節(jié)介紹一些從仿真中獲取的軟切換增益的例子，這些是結(jié)合抵抗快衰落的宏分集增益與理

41、想硬切換比較的結(jié)果，硬切換時(shí)移動(dòng)臺(tái)將被連接到路徑損耗最小的基站。軟切換增益改善了wcdma網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量。圖5-3-5和圖5-3-6顯示了仿真結(jié)果，仿真條件是itu步行a信道，速度為3km/h，軟切換激活集中含有兩個(gè)基站。與到bs2基站相比，移動(dòng)臺(tái)到bs1基站相對(duì)路徑損耗是0，3，6和10db，當(dāng)?shù)絻蓚€(gè)基站的路徑損耗相同，即相對(duì)路徑損耗差值為0db時(shí)，可達(dá)到最高增益。圖5-3-5顯示的是有基站接收天線分集時(shí)在上行鏈路發(fā)射功率獲得的軟切換增益，圖5-3-6顯示的是沒(méi)有收或發(fā)天線分集時(shí)下行鏈路發(fā)射功率獲得的相應(yīng)增益。這些增益是相對(duì)于移動(dòng)臺(tái)僅與最好的基站相連接的單鏈路情況相比得到的。應(yīng)當(dāng)注意，it

42、u步行a信道環(huán)境有少量多徑分集，因而軟切換增益相對(duì)更高一些；多徑分集增多時(shí)，切換增益就會(huì)降低。圖5-3-5 上行鏈路發(fā)射功率軟切換增益（正值增益，負(fù)值損耗）圖5-3-6 下行鏈路發(fā)射功率軟切換增益（正值增益，負(fù)值損耗）在圖5-3-5中，如果到兩個(gè)軟切換基站的路徑損耗是一樣的，則由于軟切換導(dǎo)致的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率最大減少量為1.8db。如果路徑損耗相差很大，則軟切換會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的升高，這種升高是由于通過(guò)下行鏈路傳輸?shù)纳闲墟溌饭刂噶畹男帕铄e(cuò)誤而導(dǎo)致的。但是典型的，如果基站的路徑損耗比最近的基站路徑損耗大36db，則該基站不會(huì)在移動(dòng)臺(tái)的激活集中。在下行鏈路最大軟切換增益是2.3db(圖5-3-

43、6)，比上行鏈路高一些（圖5-3-5），原因是我們假設(shè)下行鏈路無(wú)天線分集，因而在下行鏈路更需要軟切換中的宏分集。對(duì)于下行鏈路，如果本例中路徑損耗差值大于45db，則軟切換會(huì)導(dǎo)致所需下行鏈路發(fā)射功率提高，在這種情況下，移動(dòng)臺(tái)不能有效接收來(lái)自更遠(yuǎn)處基站的信號(hào)，也就無(wú)法提供額外的分集增益。這些軟切換增益僅是示例值，增益依賴于多徑環(huán)境、移動(dòng)臺(tái)速度、接收機(jī)算法和基站天線配置。本節(jié)顯示的增益是從容量的觀點(diǎn)來(lái)看的，而對(duì)于覆蓋軟切換增益不作討論。這兩方面的不同是在最大化覆蓋范圍時(shí)移動(dòng)以恒定的最大功率發(fā)送，而本節(jié)中有快速功控的假設(shè)。4. 軟切換概率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要負(fù)責(zé)適當(dāng)?shù)那袚Q參數(shù)設(shè)置和站點(diǎn)規(guī)劃，這樣軟切換的概率

44、才不會(huì)超過(guò)期望值。典型地，軟切換概率要求維護(hù)在30%40以下，主要是因?yàn)檫^(guò)多地軟切換概率會(huì)降低下行鏈路的容量，如圖5-3-6所示。在下行鏈路，每一個(gè)軟切換會(huì)提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射干擾，當(dāng)增加的干擾超過(guò)分集增益時(shí)，軟切換無(wú)法給系統(tǒng)性能提供任何增益。同時(shí)在下行鏈路，軟切換連接比單一鏈路連接使用更多的正交碼字。在上下行鏈路，軟切換都需要基站中的基帶資源、iub接口的傳輸容量，以及rnc資源。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的任務(wù)就是保持軟切換的開(kāi)銷低于要求的閾值，并且上下行鏈路提供足夠的分集。5.3.2 wcdma和gsm系統(tǒng)間的切換wcdma和gsm標(biāo)準(zhǔn)支持wcdma與gsm之間兩個(gè)方向的切換。這些切換被使用是為了覆

45、蓋和負(fù)載平衡的原因。在wcdma配置的初期，有必要能切換到gsm系統(tǒng)以提供連續(xù)的覆蓋，從gsm切換到wcdma可用來(lái)減少gsm小區(qū)的負(fù)載。當(dāng)wcdma網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量提高時(shí)，由于負(fù)載的原因而進(jìn)行雙向切換是很重要的。系統(tǒng)間的切換是由源rnc/bsc觸發(fā)的，從接收系統(tǒng)的角度來(lái)看，系統(tǒng)間切換與rnc間切換或bsc間切換相似。切換算法和觸發(fā)機(jī)制沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。而且切換過(guò)程是標(biāo)準(zhǔn)化的，參見(jiàn)2.2.8.3節(jié)的介紹。1. 壓縮模式wcdma采用連續(xù)的發(fā)送與接收方式，并且如果wcdma信號(hào)沒(méi)有間隙產(chǎn)生則移動(dòng)臺(tái)不能夠用一個(gè)接收機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)間的測(cè)量。因此頻率間和系統(tǒng)間的測(cè)量均需要壓縮模式。第二章描述了壓縮模式的過(guò)程。在壓縮

46、模式間隙期間快速功控不能使用，部分交織增益將會(huì)損失；因此在壓縮幀期間需要更高的eb/no值，從而導(dǎo)致容量的降低。一個(gè)對(duì)容量影響計(jì)算的例子示于表5-3-1中，此處假設(shè)在壓縮幀期間所需的eb/no值要高2.0db，進(jìn)一步的假設(shè)是每個(gè)第三幀被壓縮，并且有10的用戶同時(shí)使用壓縮模式。這種情況下，小區(qū)的干擾電平提高了1.9%，換言之，如果我們想保持干擾電平為常數(shù)，則小區(qū)容量降低1.9%。表5-3-1 壓縮模式對(duì)容量的影響假設(shè)平均升高的干擾電平在壓縮模式期間要求的eb/no值要高2.0db每個(gè)第三幀被壓縮10的用戶同時(shí)在壓縮模式2.0db在壓縮幀期間多58的干擾58/3從該連接多出19%干擾19/10在小

47、區(qū)內(nèi)多出1.9%干擾表5-3-1清楚地表明，在全部時(shí)間內(nèi)讓所有用戶處于壓縮模式則會(huì)浪費(fèi)容量，本例中降低了19的容量。因此，壓縮模式僅在需要執(zhí)行系統(tǒng)間切換或頻率間切換時(shí)激活。典型的系統(tǒng)間切換過(guò)程如下：系統(tǒng)間切換觸發(fā)器在rnc實(shí)現(xiàn)，例如移動(dòng)臺(tái)跑出wcdma覆蓋范圍；rnc命令移動(dòng)臺(tái)用壓縮模式開(kāi)始系統(tǒng)間的測(cè)量；rnc根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量選擇目標(biāo)gsm小區(qū)；rnc給移動(dòng)臺(tái)發(fā)切換命令。壓縮模式也影響實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)上行鏈路覆蓋范圍，這些實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在壓縮模式期間不能降低比特率，一個(gè)對(duì)覆蓋范圍影響的例子示于表5-3-2表中，此處覆蓋減少了2.4db。因此，由于覆蓋原因，系統(tǒng)間切換過(guò)程在小區(qū)邊緣應(yīng)該足夠早地發(fā)起，以避免壓縮

48、模式期間任何質(zhì)量地降低。表5-3-2 壓縮模式對(duì)覆蓋的影響假設(shè)平均升高的干擾電平在壓縮模式期間要求的eb/no值要高2.0db在15時(shí)隙幀里采用7時(shí)隙間隙每第二幀被壓縮，交織深度為20ms2.0db 10log10（15/(15-7)）=2.7db(2.0db+2.7db)/2=減少覆蓋2.4db從gsm到wcdma系統(tǒng)間的切換由gsm的bsc發(fā)起。由于gsm采用非連續(xù)發(fā)射與接收方式，因此從gsm獲得wcdma的測(cè)量值不需要壓縮模式。5.3.3 wcdma內(nèi)的頻率間切換大多數(shù)umts運(yùn)營(yíng)商由23個(gè)可用的fdd載波，運(yùn)營(yíng)商可使用一個(gè)頻率開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，第二和第三頻率需要用來(lái)對(duì)付隨后容量的增加。幾個(gè)頻率

49、可以通過(guò)兩種不同的方法使用。對(duì)于高容量的站點(diǎn)，在同一個(gè)站點(diǎn)可使用幾個(gè)頻率，或者宏小區(qū)層與微小區(qū)層使用不同的頻率。在wcdma載波間的頻率間切換需要支持這些方案。與系統(tǒng)間切換一樣，頻率間切換也需要同樣方式的壓縮模式測(cè)量。5.3.4 切換總結(jié)表5-3-3總結(jié)了wcdma的切換類型，最典型的wcdma切換是由于用戶的移動(dòng)性所需要頻率內(nèi)切換。頻率內(nèi)切換被圖5-3-1所示的那些參數(shù)所控制，從移動(dòng)臺(tái)到rnc頻率內(nèi)切換報(bào)告的典型方式是事件觸發(fā)方式，根據(jù)切換報(bào)告rnc命令進(jìn)行切換。假設(shè)進(jìn)行頻率內(nèi)切換，移動(dòng)臺(tái)應(yīng)當(dāng)連接到最好的基站以避免遠(yuǎn)近問(wèn)題，并且rnc沒(méi)有選擇目標(biāo)小區(qū)的自由。表5-3-3 wcdma切換類型切

50、換類型切換測(cè)量從移動(dòng)臺(tái)到rnc典型的切換測(cè)量報(bào)告切換原因wcdma頻率內(nèi)利用匹配濾波器進(jìn)行全時(shí)段測(cè)量事件觸發(fā)報(bào)告正常移動(dòng)wcdma到gsm系統(tǒng)間僅當(dāng)需要時(shí)才開(kāi)始測(cè)量，使用壓縮模式在壓縮模式期間周期性地報(bào)告覆蓋、負(fù)載、業(yè)務(wù)wcdma頻率間僅當(dāng)需要時(shí)才開(kāi)始測(cè)量，使用壓縮模式在壓縮模式期間周期性地報(bào)告覆蓋、負(fù)載為了降低壓縮模式使用的頻率，典型情況下，僅當(dāng)需要進(jìn)行系統(tǒng)間和頻率間切換時(shí)發(fā)起系統(tǒng)間和頻率間測(cè)量。頻率間切換需要用來(lái)在wcdma載頻和小區(qū)層間平衡負(fù)載，或由于覆蓋的原因要從微小區(qū)頻率切換到宏小區(qū)頻率。為了延伸wcdma的覆蓋范圍、平衡系統(tǒng)間的負(fù)載、指導(dǎo)業(yè)務(wù)到最合適的系統(tǒng)，需要到gsm的系統(tǒng)間切換。5.4 負(fù)載監(jiān)測(cè)5.4.1 算法概述無(wú)線資源管理是基于空中接口干擾電平的管理，則需要進(jìn)行空中接口負(fù)載的測(cè)量，負(fù)載監(jiān)測(cè)算法為其他無(wú)線資源管理算法提供空中接口的負(fù)載情況。負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)的主要方式是控制node b測(cè)量負(fù)載，上報(bào)負(fù)載，并記錄負(fù)載值。負(fù)責(zé)的測(cè)量包括上下行兩部分,本小節(jié)主要討論負(fù)載測(cè)量的幾種方法，關(guān)于測(cè)量的過(guò)程請(qǐng)讀者參見(jiàn)第二章2.1.9節(jié)的測(cè)量過(guò)程。5.4.2 上行鏈路負(fù)載本節(jié)介紹兩種上行鏈路負(fù)載的測(cè)量方法：基于寬帶接收功率電平的負(fù)載統(tǒng)計(jì)和基于吞吐量的負(fù)載估計(jì)