WCDMA系統(tǒng)的軟切換算法技術(shù)研究參考模板

1、 摘要在CDMA系統(tǒng)中，作為無(wú)線通信的一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)，軟切換得到了越來越多的關(guān)注。在什么條件下執(zhí)行軟切換、采取哪一種軟切換策略、軟切換的性能如何等等問題構(gòu)成了軟切換控制的核心問題。WCDMA 系統(tǒng)是當(dāng)今第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主流標(biāo)準(zhǔn)之一，研究在該系統(tǒng)中的軟切換問題具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹了第三代移動(dòng)通信技術(shù)以及切換技術(shù)的一些前提背景知識(shí)；然后介紹了WCDMA系統(tǒng)的構(gòu)成。接下去討論了WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理技術(shù)和切換技術(shù)，通過對(duì)幾種切換類型的對(duì)比，得出軟切換的優(yōu)勢(shì)所在。緊接著著重介紹了WCDMA的軟切換三個(gè)過程，測(cè)量、判決和執(zhí)行階段。在此前提下，提出了幾種不同的算法和不同的仿真模型

2、，以及對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的衡量。然后論述了幾個(gè)重要的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的不同影響，并給出了了最佳值，以進(jìn)一步優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。最后對(duì)課題進(jìn)行了總結(jié)，并展望了未來的軟切換研究工作。關(guān)鍵詞：WCDMA 軟切換 算法 仿真 參數(shù) / 38 ABSTRACTAs one of the crucial technologies for seamless communication in CDMA system, soft handover has been absorbed more and more investigations. When to carry on soft handover, which so

3、ft handover algorithm to be chosen and what the performances of soft handover are the kernel questions of the soft handover. WCDMA is one of the mainstream standards of the 3G cellular communication systems, the research and development of soft handover algorithm in WCDMA system is an important issu

4、e.First，this paper introduces the premise background knowledge of the third generation mobile communication technology and switching technology，then the composition of the WCDMA system is introduced，next it discusses the radio resource management technology and switching technology of the WCDMA syst

5、em. According to the comparison of Switch several types ，we can see the advantages of soft switching.Then this paper emphatically introduces the three prosses of WCDMA Soft switch，Measurement, judgment and implementation phases.In this context,it gives several different algorithms and different simu

6、lation models, as well as a measure of system performance indicators.And then the different effects of several important parameters on system performance are introduced. In order to further optimize their network systems，the best value is given.Finally ，some problems and suggestions are proposed.KEY

7、WORDS: WCDMA； Soft Switch； Algorithm； Simulation； Parameter 目錄摘要IABSTRACTII目錄III第一章 緒論11.1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介11.2 WCDMA的系統(tǒng)概述21.3課題的研究意義41.4論文結(jié)構(gòu)4第二章 無(wú)線資源管理與切換技術(shù)52.1無(wú)線資源管理52.2切換簡(jiǎn)介62.3切換的分類72.3.1硬切換72.3.2軟切換82.4軟/硬切換的比較9第三章WCDMA的軟切換研究103.1WCDMA系統(tǒng)中軟切換過程103.2 仿真模型介紹113.2.1 無(wú)線信道傳播模型113.2.2 業(yè)務(wù)類型模型143.3WCDMA系統(tǒng)軟切換算

8、法143.4 WCDMA的軟切換算法仿真模型163.4.2無(wú)線信道傳輸模型173.4.4移動(dòng)模型183.5軟切換仿真性能的衡量183.6 仿真結(jié)論18第四章 軟切換參數(shù)影響和優(yōu)化194.1參數(shù)切換門限和參數(shù)Time_to_trigger194.1.1切換門限204.1.2 參數(shù) Time_to_trigger204.1.3切換門限和參數(shù)Time_to_trigger204.2 最大激活集數(shù)N的設(shè)置204.3權(quán)重系數(shù)W的設(shè)置214.4 WCDMA軟切換的系統(tǒng)優(yōu)化22結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25 第一章 緒論1.1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介從第一代模擬技術(shù)到第二代GSM和CDMA，再到今天被各國(guó)廣泛

9、關(guān)注的3G（第三代移動(dòng)通信），全球移動(dòng)通信發(fā)展一直牽動(dòng)著世界電信業(yè)的神經(jīng)中樞。3G從概念的提出，到今天逐步入實(shí)用化，期間走過了漫長(zhǎng)曲折的道路。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的研究、發(fā)展和國(guó)際范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化早在第二代系統(tǒng)商用之時(shí)便已經(jīng)開始。1996年ITU（國(guó)際電聯(lián)）正式將1985年提出的FPLMT5（未來公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)）更名為ITM-2000，簡(jiǎn)稱3G,從此3G成為國(guó)際電聯(lián)ITU以及全球?qū)Φ谌苿?dòng)通信系統(tǒng)的總稱。這項(xiàng)工作的目的在于鼓勵(lì)合作，使各種相互競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)能在一個(gè)全球兼容的無(wú)線通信系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)融合1。3G網(wǎng)絡(luò)存在三大主流標(biāo)準(zhǔn)：一是WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，也稱為“寬帶碼分多址接入”，支持者主要是以GSM系

10、統(tǒng)為主的歐洲廠商；二是CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)，也稱為“多載波碼分多址接入”，由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，韓國(guó)現(xiàn)在稱為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者；三是TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，中文含義為“時(shí)分同步碼分多址接入”。2009年1月7日，工業(yè)和信息化部為中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通發(fā)放三張第三代移動(dòng)通信（3G）牌照。其中，中國(guó)聯(lián)通獲得WCDMA牌照，中國(guó)移動(dòng)獲得TD-SCDMA牌照，中國(guó)電信獲得CDMA2000牌照，標(biāo)志著我國(guó)正式進(jìn)入第三代移動(dòng)通信時(shí)代。中國(guó)擁有世界上最大的GSM網(wǎng)絡(luò)，從國(guó)際上GSM發(fā)展演進(jìn)方向來看，WCDMA是最適合GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，這一技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)，獲得最大的規(guī)模效益，最終使廣大

11、的消費(fèi)者以最低的成本享受3G服務(wù)2。1.2 WCDMA的系統(tǒng)概述 WCDMA 是以第二代移動(dòng)通信系統(tǒng) GSM 為基礎(chǔ)進(jìn)行演進(jìn)的，所以 WCDMA 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本保持著和 GSM 相似的網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，是由無(wú)線接入網(wǎng)（UTRAN：Universal Terrestrial Radio Access），Iu 接口（Interface Unit，連接 RAN 與 CN 之間的標(biāo)準(zhǔn)接口）和核心網(wǎng)(CN：Core Network)三部分組成，見圖 1-1，圖中 Node B 相當(dāng)于 GSM 中的基站，UE（User Equipment）表示移動(dòng)臺(tái)，GSN（Gigabyte System Network）是千

12、兆字節(jié)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，HLR（Home Location Register）表示歸屬位置寄存器，MSC（Mobile Switching Center）為移動(dòng)交換中心【34。（一）無(wú)線接入網(wǎng)（UTRAN）UTRAN 包含一個(gè)或多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（RNS：Radio Network Subsystem）。每個(gè)RNS 都是 UTRAN 內(nèi)的一個(gè)子網(wǎng)，它包含一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC：Radio Network Controller）、一個(gè)或者多個(gè) Node B。RNC 通過 Iur（Interface Unit RNC）接口彼此互聯(lián)，而 RNC 和 Node B 通過 Iub（Interface Uni

13、t RNC and Node B）接口相連。RNC 是負(fù)責(zé)控制 UTRAN 無(wú)線資源的網(wǎng)絡(luò)元素，它與 CN（Core Network）相連。RNC 包含支持不同 Node B 之間宏分集的合并、拆分功能，對(duì)需要和移動(dòng)臺(tái)有信令連接的切換作出決定。RNS 負(fù)責(zé)管理自身蜂窩所需的資源。對(duì)于用戶設(shè)備和 UTRAN 間的每個(gè)連接，都有一個(gè) RNS 是服務(wù) RNS。Node B 的主要功能是進(jìn)行空中接口 L1 層處理（信道編碼和交織、速率匹配、擴(kuò)頻等）；它也執(zhí)行了一些基本的無(wú)線資源管理操作，比如內(nèi)環(huán)功率控制。在邏輯上，它對(duì)應(yīng)于 GSM 的基站。（二）Iu 接口Iu 接口將 UTRAN 連接至 CN，它是一

14、個(gè)開放接口，并且將系統(tǒng)分成專用于無(wú)線通信的 UTRAN 和負(fù)責(zé)處理交換、尋找路由和業(yè)務(wù)控制的 CN 兩部分。Iu 接口有兩種類型，他們分別是用于將 UTRAN 連接至電路交換（CS）CN 的 IuCS 接口和連接至分組交換（PS）CN 的 IuPS 接口。（三）核心網(wǎng)（CN） WCDMA 核心網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是在現(xiàn)有 GSM/GPRS 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，依然沿用了目前 GSM/GPRS 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì) GSM 有良好的繼承性。WCDMA 核心網(wǎng)將 GSM網(wǎng)絡(luò)中語(yǔ)音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)處理節(jié)點(diǎn)（MSC/GSN）集成為支持語(yǔ)音數(shù)據(jù)一體化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具備如下特性：A支持電路/分組交換業(yè)務(wù)、實(shí)時(shí)/非實(shí)時(shí)

15、及自適應(yīng)流量控制業(yè)務(wù)；B支持各種 QoS 需求和業(yè)務(wù)描述；C支持用戶獲得各種通信業(yè)務(wù)，包括許多未定義的多媒體和高速率業(yè)務(wù)。（四）WCDMA 的空中接口WCDMA 的空中接口Uu 接口，支持和 WCDMA 移動(dòng)無(wú)線終端 UE 進(jìn)行通信，其特點(diǎn)如下：A最高可達(dá) 2Mbit/s 的比特速率；B根據(jù)不同的帶寬需求支持可變比特速率；C支持不同服務(wù)質(zhì)量需求的業(yè)務(wù)，例如：語(yǔ)音、視頻和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)復(fù)用到一條單一的連接中；D滿足從對(duì)時(shí)延敏感的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)到比較靈活的盡力而為型的分組數(shù)據(jù)的時(shí)延要求；E支持 10的誤幀率到10-6的誤比特率的質(zhì)量要求；F與第二代系統(tǒng)的共存以及支持為覆蓋范圍和負(fù)荷均衡而要在兩種系統(tǒng)之間進(jìn)

16、行切換的功能；G支持上、下行鏈路業(yè)務(wù)量不對(duì)稱的服務(wù)如瀏覽網(wǎng)頁(yè)造成的下行鏈路負(fù)荷遠(yuǎn)大于上行鏈路負(fù)荷；F高頻譜利用率；G支持 FDD（Frequency Division Duplex）、TDD（Time Division Duplex）兩種模式的共存。 圖1-1 WCDMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.3課題的研究意義 WCDMA技術(shù)繼承了第二代移動(dòng)通信體制GSM標(biāo)準(zhǔn)化程度高和開放性好的特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展順利。WCDMA支持高數(shù)據(jù)傳輸（慢速移動(dòng)時(shí)為384kbit/s，室內(nèi)走動(dòng)時(shí)為2Mbit/s）和可變速傳輸。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，無(wú)線資源管理起著非常重要的作用，它主要負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)可以使用的所有無(wú)線資源進(jìn)行分配和管理，

17、其核心問題是在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高頻譜利用率。在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，無(wú)線資源管理的內(nèi)容更加豐富，切換作為其中的重要組成部分，必須與其他接納控制、功率控制、負(fù)載控制和動(dòng)態(tài)信道分配等RRM算法協(xié)調(diào)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)做到整體優(yōu)化。WCDMA系統(tǒng)支持多種切換技術(shù)，其中軟切換是CDMA系統(tǒng)特有的，移動(dòng)臺(tái)與基站（小區(qū)）間的新連接在建立之前保持原有的舊連接，這種切換方式大大降低了由于硬切換時(shí)間間隙引起的掉話概率。1.4論文結(jié)構(gòu)本論文共分為5章：第一章，緒論，介紹課題的背景包括第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展，WCDMA系統(tǒng)的簡(jiǎn)介，以及該課題的研究意義。第二章，介紹無(wú)線資源管理技術(shù)和切換技術(shù)。著重介紹了無(wú)線資源管理

18、技術(shù)的算法組成和切換的概念以及分類，最后比較了軟/硬切換的優(yōu)缺點(diǎn)。第3章 ，介紹WCDMA的軟切換過程。著重介紹了WCDMA軟切換的三個(gè)過程，仿真模型，以及典型的軟切換算法和性能指標(biāo)。第4章 ，介紹軟切換參數(shù)影響和優(yōu)化。主要以參數(shù)切換門限和參數(shù)Time_to_trigger 、最大激活集數(shù)N的設(shè)置、權(quán)重系數(shù)W的設(shè)置為重點(diǎn)，提出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的問題，進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率和服務(wù)質(zhì)量。第5章 ，對(duì)課題進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。 第二章 無(wú)線資源管理與切換技術(shù)2.1無(wú)線資源管理第三代移動(dòng)通信的無(wú)線資源管理技術(shù)是提高系統(tǒng)容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的根本技術(shù)，如圖2-1所示，WCDMA系統(tǒng)中的無(wú)線資源管理技術(shù)包

19、括：功率控制，切換控制，負(fù)載控制和接納控制等技術(shù)。 圖2-1 WCDMA系統(tǒng)中的無(wú)線資源管理功能構(gòu)成和其典型分布 功率控制技術(shù)是高容量CDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的保障，一個(gè)典型的例子就是移動(dòng)臺(tái)到基站的鏈路上出現(xiàn)的遠(yuǎn)近效應(yīng)。在蜂窩系統(tǒng)中離基站近的移動(dòng)臺(tái)的路徑損耗比遠(yuǎn)方移動(dòng)臺(tái)的路徑損耗低。如果所有移動(dòng)臺(tái)都使用相同的發(fā)射功率，處于近處的移動(dòng)臺(tái)必然要干擾遠(yuǎn)方的移動(dòng)臺(tái)的接入。再有，CDMA系統(tǒng)中的用戶共用相同的頻帶，且各用戶的擴(kuò)頻碼之間存在著非理想的相關(guān)特性，用戶發(fā)射功率的大小將直接影響系統(tǒng)的總?cè)萘俊＿@就需要通過功率控制來解決這樣的問題。 功率控制確保了用戶間的干擾維持在最低水平上，同時(shí)提供用戶所要求的 QoS；

20、切換控制處理用戶跨小區(qū)移動(dòng)的情況；接納控制、負(fù)載控制和分組調(diào)度等完成保證服務(wù)質(zhì)量和不同比特速率、業(yè)務(wù)、質(zhì)量要求的情況下將系統(tǒng)的吞吐能力最大化。 對(duì)無(wú)線系統(tǒng)而言，無(wú)線資源可以是頻率，可以是功率，還可以是時(shí)間、碼字，但是無(wú)論從哪個(gè)角度來看，以移動(dòng)通信為代表的無(wú)線通信系統(tǒng)都是資源受限的系統(tǒng)。如何高效地利用有限的無(wú)線資源滿足日益增長(zhǎng)的用戶數(shù)量和用戶需求是一個(gè)大問題。對(duì)于 WCDMA 系統(tǒng)的研究是一個(gè)復(fù)雜且范圍廣泛的課題，無(wú)線資源管理是對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的空中接口資源進(jìn)行合理規(guī)劃和調(diào)度，以希望在有限的無(wú)線資源情況下，在保證一定的規(guī)劃覆蓋和服務(wù)質(zhì)量要求的前提下，接入盡可能多的用戶；同時(shí)，隨著多媒體業(yè)務(wù)需求的不

21、斷增長(zhǎng)，大量高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將在通信中占據(jù)主導(dǎo)地位，無(wú)線資源管理還需要考慮這些新情況的出現(xiàn)，解決多種業(yè)務(wù)類型并存情況下的資源分配問題。管理無(wú)線資源的算法可以分成兩大類，一是面向連接的無(wú)線資源管理算法；二是面向系統(tǒng)的無(wú)線資源管理算法。兩類算法的根本區(qū)別在于：觸發(fā)原因和產(chǎn)生結(jié)果面向的對(duì)象不同。面向連接的無(wú)線資源管理算法由某個(gè)用戶的狀態(tài)變化觸發(fā)，產(chǎn)生的結(jié)果也只是對(duì)該用戶產(chǎn)生影響；而面向系統(tǒng)的無(wú)線資源管理算法由系統(tǒng)的狀態(tài)變換觸發(fā)，產(chǎn)生的結(jié)果也可能影響到系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶。 在無(wú)線資源管理算法中，功率控制、切換控制屬于面向連接的，接納控制、負(fù)載控制等屬于面向系統(tǒng)的，而速率控制、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)度等算法則包括面

22、向連接和面向系統(tǒng)的兩部分，需要兩部分相互配合才能夠?qū)崿F(xiàn)。2.2切換簡(jiǎn)介在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，對(duì)于正在通信中的移動(dòng)臺(tái)，當(dāng)它從一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域移動(dòng)到另外一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域時(shí)（如圖2-2所示），為了保證通信的連續(xù)性，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)切換過程，將移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到新的基站，以保證用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)傳輸。所謂切換（Handover，HO），通常指移動(dòng)臺(tái)在通信期間，由于位置發(fā)生改變，而改變與網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系的過程。 圖 2-2越區(qū)切換示意圖切換過程中，通信鏈路的轉(zhuǎn)移不能影響通話的進(jìn)行，必須平滑進(jìn)行，時(shí)間要求短，完全自動(dòng)進(jìn)行，用戶感覺不到切換的進(jìn)行。在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，小區(qū)覆蓋范圍越小，

23、用戶的移動(dòng)速度越快，則切換的處理越頻繁。切換處理對(duì)于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)來說是非常重要的。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由多個(gè)小區(qū)構(gòu)成的，在不同的小區(qū)覆蓋區(qū)域之間的切換經(jīng)常發(fā)生。此外，進(jìn)行切換可以使移動(dòng)臺(tái)以最小的功率和信號(hào)最強(qiáng)的基站進(jìn)行通信，減少了移動(dòng)用戶的功率消耗。WCDMA 系統(tǒng)是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，當(dāng)用戶從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)至另一個(gè)小區(qū)時(shí)，與其連接的小區(qū)將發(fā)生變換，執(zhí)行切換操作。同時(shí)在 WCDMA 系統(tǒng)中，切換類型較為豐富，根據(jù)不同的負(fù)載控制，覆蓋率要求和提供的服務(wù)質(zhì)量等條件，有不同的切換方案與之相對(duì)應(yīng)。2.3切換的分類根據(jù)切換發(fā)生時(shí)移動(dòng)臺(tái)與源基站和目標(biāo)基站連接方式的不同，切換基本可以分為硬切換（Hard Hando

24、ver）、軟切換（Soft Handover）、更軟切換（Softer Handover）等類型。2.3.1硬切換 硬切換采取的是連接之前先斷開的方式，在與新的業(yè)務(wù)信道建立連接之前先斷開與舊的業(yè)務(wù)信道的連接。硬切換包括：在不同運(yùn)營(yíng)商的基站或扇區(qū)之間的切換、不同載波之間的切換、WCDMA與GSM之間的切換等。2.3.2軟切換 軟切換指移動(dòng)臺(tái)在載波頻率相同的基站覆蓋小區(qū)之間的信道切換。在軟切換過程中，移動(dòng)用戶可能同時(shí)與兩個(gè)或多個(gè)基站進(jìn)行通信，從一個(gè)基站到另一個(gè)基站的軟切換過程中，不需要改變收發(fā)頻率，沒有通信暫時(shí)中斷的現(xiàn)象。軟切換根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)上的一些區(qū)別又細(xì)分成軟切換和更軟切換兩種類型。軟切換：在這

25、種切換過程中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開始與一個(gè)新的基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原來基站之間的通信，簡(jiǎn)言即“先連后斷”。同硬切換類似，當(dāng)用戶在小區(qū)邊緣地區(qū)活動(dòng)時(shí)，由于是切換區(qū)域，也可能導(dǎo)致頻繁的軟切換操作，產(chǎn)生“乒乓效應(yīng)”，但由于軟切換過程是先連后斷進(jìn)行，不管切換有多么頻繁，都很少會(huì)出現(xiàn)硬切換中頻繁掉話的現(xiàn)象；另外，在軟切換時(shí)采用分集接收，所以不需要提高發(fā)射功率就能保證或提升通話質(zhì)量。更軟切換：更軟切換是軟切換的一種特殊情況。這種切換形式發(fā)生在同一基站的具有相同頻率的不同扇區(qū)之間。更軟切換是 CDMA 的特色，在基站的扇區(qū)之間同頻工作時(shí)可以方便地進(jìn)行。 如下圖2-3所示，軟切換執(zhí)行過程中，當(dāng)用戶在小區(qū)邊緣地區(qū)活

26、動(dòng)時(shí)，由于是切換區(qū)域，也可能導(dǎo)致頻繁的軟切換操作，產(chǎn)生“乒乓效應(yīng)”，但由于軟切換過程是先連后斷進(jìn)行，不管切換有多么頻繁，都很少會(huì)出現(xiàn)硬切換中頻繁掉話的現(xiàn)象；另外，在軟切換時(shí)采用分集接收，所以不需要提高發(fā)射功率就能保證或提升通話質(zhì)量。 圖2-3 軟切換執(zhí)行過程示意圖 如圖2-4所示，軟切換和更軟切換的區(qū)別在于：更軟切換發(fā)生在同一個(gè) Node-B 范圍內(nèi)，分集信號(hào)在 Node-B 中做最大增益合并；而軟切換發(fā)生在兩個(gè) Node-B 之間，分集信號(hào)在 RNC 中進(jìn)行合并處理。 圖2-4 軟切換和更軟切換2.4軟/硬切換的比較硬切換采取的是連接之前先斷開的方式，它是時(shí)間離散的事件，通常當(dāng)呼叫從一個(gè)小區(qū)

27、交換到另一個(gè)小區(qū)或者從一個(gè)載波交換到另一個(gè)載波時(shí)發(fā)生，它是一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)業(yè)務(wù)信道可用時(shí)發(fā)生的切換。軟切換是一種狀態(tài)，它是CDMA最值得討論的特性，由多個(gè)基站同時(shí)支持一個(gè)呼叫，軟切換不同于傳統(tǒng)的硬切換。硬切換與軟切換的主要區(qū)別為：1） 硬切換是UE的無(wú)線鏈路先被去掉后被加上，軟切換是無(wú)線鏈路先被加上后再被去掉甚至只加上不去掉。硬切換過程中會(huì)先去掉原先所有無(wú)線鏈路，軟切換過程中原有無(wú)線鏈路保持。2） 硬切換通過物理信道重配/傳輸信道重配/無(wú)線承載重配等消息完成，軟切換通過激活集更新消息完成。3） 硬切換的成功率較低，對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量有較大影響；軟切換成功率高，對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量影響很小。 第三章WCDMA的軟

28、切換研究3.1WCDMA系統(tǒng)中軟切換過程通常，WCDMA 系統(tǒng)中的軟切換過程劃分為以下三個(gè)步驟：無(wú)線測(cè)量（包括測(cè)量濾波算法觸發(fā)測(cè)量報(bào)告）、網(wǎng)絡(luò)判決（軟切換算法）、系統(tǒng)執(zhí)行。無(wú)線測(cè)量由 UE 和 Node-B 完成的；網(wǎng)絡(luò)判決在 RNC中進(jìn)行；系統(tǒng)執(zhí)行在 UE、Node-B 和 RNC 共同協(xié)作下完成。軟切換執(zhí)行的階段示意圖如圖3-1所示： 圖3-1 軟切換執(zhí)行步驟 在切換測(cè)量階段，移動(dòng)臺(tái)要測(cè)量下行鏈路的信號(hào)質(zhì)量、該移動(dòng)臺(tái)所屬的小區(qū)及臨近小區(qū)的信號(hào)能量；基站需要測(cè)量上行鏈路的信號(hào)質(zhì)量。測(cè)量結(jié)果被送到相關(guān)的 RRC 層。 在切換判決階段，也稱為評(píng)估階段。測(cè)量結(jié)果與預(yù)定義的門限值進(jìn)行比較，以決定是否

29、執(zhí)行切換，同時(shí)要進(jìn)行接納控制，防止新的小區(qū)由于新用戶的加入而降低已有用戶的通信質(zhì)量。 在執(zhí)行階段，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入軟切換狀態(tài)，RNC 根據(jù)測(cè)量結(jié)果判決切換的目標(biāo)小區(qū)，并信令通知移動(dòng)臺(tái)完成切換，一個(gè)新基站或小區(qū)被加入、釋放或者替換。 3.2 仿真模型介紹 在無(wú)線通信系統(tǒng)的仿真工作中，設(shè)定的系統(tǒng)環(huán)境和條件對(duì)于仿真的結(jié)果有很大的影響，在進(jìn)行軟切換算法仿真前，有必要對(duì)于仿真的無(wú)線信道傳播模型、接入業(yè)務(wù)模型等前提條件做一些討論。3.2.1 無(wú)線信道傳播模型 無(wú)線傳播的開放性、地理環(huán)境的復(fù)雜性和通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，共同構(gòu)成了移動(dòng)通信的主要特點(diǎn)，在傳播過程中會(huì)產(chǎn)生三類不同的損耗和三種效應(yīng)。（1） 三種損耗 路徑

30、傳播損耗：指電磁波在宏觀大范圍（即公里級(jí)）空間傳播所產(chǎn)生的損耗，它反映了傳播在空間距離的接收信號(hào)電平的變化趨勢(shì)。 大尺度衰落損耗（陰影衰落）：是由于在電波傳播路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗；反映了中等范圍內(nèi)數(shù)百波長(zhǎng)量級(jí)接收電平的均值變化而產(chǎn)生的損耗，一般遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，變化率比較慢。 小尺度衰落損耗：主要是由于多徑傳播而產(chǎn)生的衰落，反映微觀小范圍內(nèi)數(shù)十波長(zhǎng)量級(jí)接收電平的均值變化而產(chǎn)生的損耗，一般遵從瑞利分布或萊斯分布，其變化率比慢衰耗快，所以稱為小尺度衰落。它又可以細(xì)分為：空間選擇性衰落、頻率選擇性衰落、時(shí)間選擇性衰落；選擇性是指在不同的空間、頻率、時(shí)間，其衰落特

31、性是不一樣的。（2） 三種效應(yīng) 陰影效應(yīng)：由于大型建筑物和其他物體的阻擋，在電報(bào)傳播的接收區(qū)域中產(chǎn)生傳播半盲區(qū)，類似于太陽(yáng)光受阻擋后產(chǎn)生的陰影。 遠(yuǎn)近效應(yīng)：由于接收用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，移動(dòng)用戶與基站間的距離也是在隨機(jī)變化的，若各移動(dòng)用戶發(fā)射功率一樣，那么到達(dá)基站時(shí)的信號(hào)強(qiáng)弱將不同，離基站近者信號(hào)強(qiáng)，離基站遠(yuǎn)者信號(hào)弱。通信系統(tǒng)的非線性將進(jìn)一步加重信號(hào)強(qiáng)弱的不平衡性，出現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng)，弱者更弱甚至以強(qiáng)壓弱的現(xiàn)象，并使弱者即離基站較遠(yuǎn)的用戶產(chǎn)生通信中斷的現(xiàn)象，此類現(xiàn)象稱為“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。 多普勒效應(yīng)：是由于接收用戶處于高速移動(dòng)中，如車載通信時(shí)傳播頻率的擴(kuò)散而引起的，其擴(kuò)散程度和用戶運(yùn)動(dòng)速度成正比。這一現(xiàn)象只

32、發(fā)生在高速（70km/hr）車載通信時(shí)，對(duì)于通常慢速移動(dòng)的步行和準(zhǔn)靜態(tài)的室內(nèi)通信不予考慮。下面是電波傳播損耗模型的基本表達(dá)式： （3.1） 其中： 為某時(shí)刻基站和用戶之間的距離矢量。 表示由于電波傳播的彌散特性造成的路徑傳播損耗，n 的典型值為 35，反映了公里量級(jí)的空間距離內(nèi)，接收電平均值的變化趨勢(shì)。表示陰影效應(yīng)，由位于電波傳播路徑上的障礙物的阻擋而產(chǎn)生的損耗，反映了數(shù)百波長(zhǎng)內(nèi)接收電平均值的變化趨勢(shì)，為大尺度衰落。最后一項(xiàng)，反映了數(shù)十波長(zhǎng)內(nèi)，接收信號(hào)電平的均值變化趨勢(shì)，為小尺度衰落。 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（European Telecommunication Standards Institu

33、te：ETSI）規(guī)定了 UTRA系統(tǒng)中不同移動(dòng)測(cè)試環(huán)境下的參考傳播模型，這也是本章進(jìn)行仿真工作所使用的無(wú)線信道傳播模型。在介紹這些模型之前，先引入四個(gè)路徑損耗計(jì)算公式和一個(gè)自相關(guān)函數(shù)計(jì)算公式。 （3.2） 式中：L路徑損耗（dB）； R發(fā)射天線和接收天線的距離（m）； n路徑中的樓層數(shù)目； （3.3） 式中：L路徑損耗（dB）； R基站和移動(dòng)臺(tái)之間的距離（km）； f載波頻率（MHz），在 UMTS 中 f 的值為 2000MHz； （3.4） 式中：L路徑損耗（dB）； 參照平均屋脊水平高度測(cè)得的基站天線高度（m），其有效范圍 050； R基站和移動(dòng)臺(tái)之間的距離（km）； f載波頻率（MHz

34、）； （3.5） 式中：L路徑損耗（dB）； R基站和移動(dòng)臺(tái)之間的距離（m）； 自相關(guān)函數(shù)： （3.6） 式中：R陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)化自相關(guān)函數(shù)（無(wú)量綱）； 移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)距離（m）； 陰影衰落的去相關(guān)距離（m），它的取值依賴于環(huán)境； ETSI 【18】規(guī)定的參考傳播模型具體內(nèi)容為： 室內(nèi)辦公室環(huán)境（Indoor Office）：基站和用戶皆位于室內(nèi)的情形。小區(qū)面積小，發(fā)射功率低，路徑損耗多由墻、地板以及金屬結(jié)構(gòu)造成是這類環(huán)境的特征。路徑損耗遵從式(3.2)；陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)偏差為 12dB，去相關(guān)距離為 5m；快衰落特性服從萊斯分布或瑞利分布。 室外到室內(nèi)和徒步環(huán)境（Outdoor to indoo

35、r and pedestrian）：基站位于室外且天線位置較低，用戶位于室內(nèi)或室外的情形。小區(qū)面積小和發(fā)射功率低是這類環(huán)境的特征。路徑損耗遵從式(3.3)（僅適用于非視距傳播的情況）；陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：室外 10dB、室內(nèi) 12dB，去相關(guān)距離為 5m；建筑物穿透損耗平均值為 12dB，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為 8dB；瑞利和/或萊斯衰落率根據(jù)步速而定，但同時(shí)也偶爾出現(xiàn)由移動(dòng)車輛的反射造成的更快速的衰落。 車載環(huán)境（Vehicular）：較大的小區(qū)面積和較高的發(fā)射功率是這類環(huán)境的特點(diǎn)，路徑損耗遵從式(3.4)（僅適用于非視距傳播的情況）；陰影衰落的的標(biāo)準(zhǔn)偏差為10dB；快衰落分布一般為行駛車輛導(dǎo)致的瑞

36、利分布，瑞利衰落率根據(jù)車速而定，固定終端采用較低的衰落率是比較合適的。如果取f=2000MHz， =15m則式(3.4)可簡(jiǎn)化為(3.5)。 混合小區(qū)環(huán)境（Mixed）：實(shí)際情況網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境往往比較復(fù)雜，在一個(gè)地理區(qū)域中，可能既存在宏小區(qū)中的車載環(huán)境，也存在微小區(qū)下的室外到室內(nèi)和徒步環(huán)境，這時(shí)就要考慮使用混合小區(qū)環(huán)境，區(qū)別處理高速用戶和低速用戶的情況。3.2.2 業(yè)務(wù)類型模型 1. 語(yǔ)音業(yè)務(wù)2.視頻業(yè)務(wù)3.互動(dòng)業(yè)務(wù)3.3WCDMA系統(tǒng)軟切換算法 軟切換算法的研究主要集中在軟切換執(zhí)行的判決階段，合理確定執(zhí)行軟切換執(zhí)行的條件是個(gè)關(guān)鍵。實(shí)際使用中的軟切換算法主要是基于不同的軟切換門限策略。軟切換算法

37、是和一組判決控制門限相聯(lián)系的，它們分別是加入門限 Th_ADD、刪除門限 Th_DROP 以及刪除滯后時(shí)間門限 T_tDROP。歸納軟切換執(zhí)行判決條件就是：如果接收到的新基站信號(hào)強(qiáng)度大于 Th_ADD，則將新基站加入激活集；當(dāng)激活集中的基站信號(hào)強(qiáng)度小于 Th_DROP，且持續(xù)了 T_tDROP 時(shí)間以上，則將此基站從激活集中刪除。參與條件判決的是移動(dòng)臺(tái)上報(bào)的測(cè)量信號(hào)值，測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度可以用下式來表示，其中 N 為接收到的新基站數(shù)目： （3.7） 在 WCDMA 系統(tǒng)中，測(cè)量信號(hào)量一般選取 CPICH 信道的 RSCP 值（接收信號(hào)碼功率）或 CPICH 信道信噪比 EC/I0（碼元能量和噪聲頻譜

38、密度之比）。 測(cè)量過程瞬時(shí)接收到第 i 基站導(dǎo)頻信道的 RSCP 可以用下式來表示： （3.8） 測(cè)量過程瞬時(shí)接收到第 i 基站導(dǎo)頻信道的 EC/I0可以用（3.9）來表示 （3.9） 其中：RSSI表示信道帶寬內(nèi)的總寬帶接收功率 (3.10) (3.11) 公式中參數(shù)說明如下： Pp、Pt導(dǎo)頻信道和業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率大小 WWCDMA 系統(tǒng)切普速率，為 3.84McpsIsc、Ioc分別指代來自第 i 基站的干擾和其余基站的干擾Li、i路徑衰落和第 i 基站的陰影效應(yīng)Ni第 i 小區(qū)中的用戶數(shù)目正交系數(shù)。由于導(dǎo)頻信道和業(yè)務(wù)信道間的非理想正交性會(huì)帶來小區(qū)內(nèi)干擾n熱噪聲根據(jù)不同的門限確定策略，得

39、到不同的軟切換算法：靜態(tài)門限算法：算法中門限 Th_ADD 和 Th_DROP 都預(yù)先設(shè)定為固定值，在軟切換執(zhí)行前后不會(huì)改變。動(dòng)態(tài)加入門限算法：門限設(shè)定為 Th_ ADD=maxPMAX,Th_DROP，而 Th_DROP 預(yù)先設(shè)定為固定值。只有當(dāng)新接收基站的信號(hào)強(qiáng)度大于PMAX（PMAX表示為測(cè)定時(shí)刻激活集中最強(qiáng)基站信號(hào)），才將其加入到激活集中，這樣可以保證用戶總是和信號(hào)最強(qiáng)的基站保持著聯(lián)系。Th_ADD 門限的下限設(shè)定為 Th_DROP 可以保證門限 Th_ADD 總是大于 Th_DROP。動(dòng)態(tài)門限算法（UTRA 軟切換算法）：Th_ADD、Th_DROP 均為動(dòng)態(tài)變化值： Th_ADD

40、= Best_Ss + Hyst_ADD Hyst_ADD = -As_Th + As_Th_Hyst （3.12） Th_DROP = Best_Ss + Hyst_DROP Hyst_DROP = -As_Th As_Th_Hyst （3.13） Th_REP = Worst_Old_Ss + Hyst_REP Hyst_REP=-As_Rep_Hyst （3.14） Hyst_ADD 的典型參數(shù)值為 13dB，Hyst_DROP 的典型參數(shù)值為 25dB.在軟切換執(zhí)行的過程，激活集中 Best_Ss、Worst_Old_Ss 會(huì)持續(xù)的進(jìn)行改變，算法判決門限也隨之動(dòng)態(tài)的進(jìn)行調(diào)整。3.4 W

41、CDMA的軟切換算法仿真模型 3.4.1小區(qū)模型 小區(qū)布局結(jié)構(gòu)如圖 3-2 所示，所有的小區(qū)均為正六邊形，每 19 個(gè)小區(qū)由一個(gè)中心小區(qū)、第一環(huán)小區(qū)和第二環(huán)小區(qū)組成（第一環(huán)有 6 個(gè)小區(qū)，第二環(huán)有 12 個(gè)小區(qū)）。設(shè)小區(qū)半徑為 R，基站位于小區(qū)的中央，每小區(qū)負(fù)荷均勻分布。設(shè)小區(qū)1內(nèi)某一移動(dòng)臺(tái)MS，與BS 1間距離為r1，與 間距離為，與B,BS 2間連線的的夾角為。 則當(dāng)2 i 7時(shí)，有，其中D=R 當(dāng) i=8，10，12，18 時(shí)，其中D=2R 當(dāng) i=9，11，13，19 時(shí)，其中D=3R 圖3-2小區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖3.4.2無(wú)線信道傳輸模型假定快衰落可以通過 RAKE 接收得到有效抑制，則傳

42、輸損耗由路徑損耗和陰影衰落組成。定義無(wú)線信道的傳播損耗模型為： （3.15）其中， 為路徑損耗指數(shù)，典型取值為 4；表示陰影衰落，是服從均值為 0，方差為 的高斯分布，與距離無(wú)關(guān)， 典型取值為 8dB-10dB。 當(dāng)損耗單位為 dB 時(shí)，傳播模型可以表示為： （3.16） 其中，第 i（i=1，2，）個(gè)基站的陰影衰落 可以表示為： 其中 其中對(duì)所有 i（1-19），j（1-19）， （3.17） （3.18） （3.19） 因此對(duì)于基站 i 和 j 的損耗的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)方差為： （3.20）3.4.3業(yè)務(wù)模型 設(shè)新呼叫到達(dá)過程是一個(gè)服從均值為 6 的泊松過程，其概率密度函數(shù) 其中 = 6， i =0

43、,1，2，. （3.21）并且新呼叫在小區(qū)內(nèi)均勻到達(dá)，其持續(xù)時(shí)間服從均值為 120s 的指數(shù)分布。 其概率密度函數(shù)為： （3.22） 其中 t 0， = ， 則每個(gè)用戶的業(yè)務(wù)量可以表示為：Tuser =200mErLang 其中 AHT（Average Hold Time）表示“平均占用時(shí)間”。3.4.4移動(dòng)模型 設(shè)移動(dòng)用戶初始的運(yùn)動(dòng)速度 v 是一個(gè)隨機(jī)變量，并且0 v 16 m /s，它服從均值為 6，方差為 10 的高斯分布。假定移動(dòng)用戶每 30s 改變一次運(yùn)動(dòng)速度，并且新的速度與原來的運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)。新的運(yùn)動(dòng)速度如下所示： （3.23） 其中， 為前一狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)速度，服從均值為1的瑞利分布

44、，0 < < 1，越大，前后狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)越大，當(dāng)= 1時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度不變，而 = 0時(shí)，新的運(yùn)動(dòng)速度與原運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。 當(dāng)用戶發(fā)起一個(gè)呼叫時(shí)，其初始的運(yùn)動(dòng)方向也是一個(gè)隨機(jī)變量，在0,2內(nèi)均勻分布，并且每隔 30s 以 0.2 的概率改變一次運(yùn)動(dòng)方向，每次改變的運(yùn)動(dòng)方向都與前次的運(yùn)動(dòng)方向相關(guān)，并且服從以原方向值為均值，方差為的高斯分布。3.5軟切換仿真性能的衡量 使用下面的指標(biāo)來衡量軟切換算法的性能： 中斷概率（PO）：正在通信中的用戶其接收信號(hào) RSCP 值低于業(yè)務(wù)質(zhì)量要求門限值的概率。在仿真過程中這樣處理，當(dāng)系統(tǒng)中某用戶其總接收導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度比在小區(qū)邊沿區(qū)域平均接收信號(hào)強(qiáng)度低

45、6dBm 時(shí)即認(rèn)為出現(xiàn)中斷現(xiàn)象；然后，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)統(tǒng)計(jì) 使用內(nèi)兩層小區(qū)的 PO 平均值作為整個(gè)系統(tǒng)中斷概率 平均激活集數(shù)目（MASN）：一定時(shí)間中，一個(gè)用戶激活集的平均數(shù)目，對(duì)應(yīng)用戶移動(dòng)過程中系統(tǒng)的平均專用信道開銷。這個(gè)指標(biāo)可以反映出軟切換算法在執(zhí)行的過程中占用系統(tǒng)資源的情況。激活集更新速率（ASUR）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)一個(gè)用戶平均改變激活集的次數(shù)。激活集更新速率對(duì)應(yīng)用戶移動(dòng)過程中系統(tǒng)的瞬時(shí)信令開銷；速率越高，說明相互間信令通信越頻繁，系統(tǒng)信令負(fù)載也就越高。在仿真中，統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)對(duì)激活集的操作次數(shù)，包括激活集加入、刪除等操作。3.6 仿真結(jié)論 1) 相同的仿真條件下，靜態(tài)門限算法下的平均激活集數(shù)量

46、和中斷概率比其余算法的都要高；動(dòng)態(tài)門限算法下的平均激活集數(shù)量和中斷概率是三種算法中最低的，但該算法的激活集更新速率相對(duì)于其他算法要高許多，這意味著其信令交互負(fù)載比其他算法要大。動(dòng)態(tài)加入門限算法的各項(xiàng)性能在各算法中居中。 2) 在實(shí)際的應(yīng)用中，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行情況合理的調(diào)整軟切換控制算法：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)負(fù)載較高時(shí)，選取 MASN 指標(biāo)低的算法，以留出空余信道提供給新接入用戶使用；而在業(yè)務(wù)負(fù)載低的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，相對(duì)高的 MASN 指標(biāo)是可以接受的，此時(shí)可以考慮提高服務(wù)質(zhì)量，PO 指標(biāo)低的算法是選擇的對(duì)象，如動(dòng)態(tài)門限的軟切換算法；而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中信令負(fù)載成為性能的瓶頸時(shí)，ASUR 指標(biāo)則成為算法選擇的標(biāo)

47、準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)選擇 ASUR 低的算法，如動(dòng)態(tài)加入門限算法，以降低信令負(fù)載的強(qiáng)度。 第四章 軟切換參數(shù)影響和優(yōu)化4.1參數(shù)切換門限和參數(shù)Time_to_trigger UE用參數(shù)切換門限Report range 1A來確定是否觸發(fā)事件1A的報(bào)告。這個(gè)門限是相對(duì)于激活集中最佳小區(qū)的CPICH/值。當(dāng)最佳小區(qū)與被監(jiān)視的小區(qū)的CPICH/差值小于這個(gè)門限時(shí)，并持續(xù)地待在該范圍內(nèi)的時(shí)間必須大于Time_to_trigger（1A），UE才會(huì)向RNC發(fā)送測(cè)量報(bào)告，要求將該小區(qū)加入激活集中（Event1A）。所以，切換門限和參數(shù)Time_to_trigger在軟切換中是聯(lián)合應(yīng)用的。 UE用參數(shù)切換門限Repor

48、t range 1B來確定是否觸發(fā)事件1B的報(bào)告。這個(gè)門限是相對(duì)于激活集中最佳小區(qū)的CPICH/值。當(dāng)激活集中的最佳小區(qū)與最差小區(qū)的CPICH/差值大于這個(gè)門限時(shí)，并持續(xù)地待在該范圍內(nèi)的時(shí)間必須大于Time_to_trigger（1B），UE才會(huì)向RNC發(fā)送測(cè)量報(bào)告，要求將該小區(qū)移出激活集中（Event1B）。4.1.1切換門限 切換門限如果設(shè)置的越大，軟切換區(qū)域、開銷以及軟切換因子（正常軟切換比例在30%40%）將相對(duì)的增加，新小區(qū)較容易加入激活集，這樣在下行鏈路上會(huì)消耗更多的發(fā)射功率，使得下行容量減少，對(duì)于PS業(yè)務(wù)來講，其吞吐量減少。但是，在上行鏈路方面，軟切換提供更多的分集增益，這有助于

49、降低UE的發(fā)射功率，提高通信質(zhì)量。反之，如果切換門限設(shè)置過低，則新小區(qū)難以加入激活集，小區(qū)之間的干擾增加，發(fā)生軟切換的概率將減少，使軟切換開銷減少，上行宏分集增益減少，處于下行最大發(fā)射功率的UE數(shù)較多，上行吞吐量也將相應(yīng)降低。4.1.2 參數(shù) Time_to_trigger 如果參數(shù)Time_to_trigger設(shè)置太長(zhǎng)，將造成軟切換的延誤。如果參數(shù)Time_to_trigger設(shè)置太短，則會(huì)導(dǎo)致切換很容易發(fā)生，過多增加信令負(fù)荷。4.1.3切換門限和參數(shù)Time_to_trigger 當(dāng)切換門限參數(shù)Report range1A和Report range1B設(shè)置的過于接近，小于一個(gè)滯后系數(shù)時(shí)，那

50、么會(huì)導(dǎo)致頻繁的切換（乒乓效應(yīng)）。同時(shí)，由于信令開銷的增加也會(huì)影響系統(tǒng)容量。軟切換區(qū)域越大，軟切換的開銷也就越大，對(duì)系統(tǒng)硬件的要求也相應(yīng)增加，這樣增加了系統(tǒng)發(fā)生硬件阻塞的可能性，Iub口上的傳輸負(fù)荷和信令負(fù)荷同時(shí)也增加了。而對(duì)上行來說，增大軟切換開銷不會(huì)導(dǎo)致什么問題，它反而有利于終端降低發(fā)射功率。降低軟切換開銷可能會(huì)降低上行鏈路的宏分集增益，因此終端需要增加發(fā)射功率，會(huì)減小上行鏈路的覆蓋范圍。 在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)這些參數(shù)來達(dá)到改善軟切換性能的目的。例如，為了增加軟切換，可以增大切換門限參數(shù)Report range 1A的值，降低軟切換可以增加Time_to_trigger1A或者降低

51、門限參數(shù)的值。 總而言之，增加軟切換開銷有利于提高上行鏈路性能，而降低軟切換開銷有助于減少下行鏈路的功率開銷。對(duì)系統(tǒng)而言，存在一個(gè)折中的最佳值，使得軟切換效果更好。4.2 最大激活集數(shù)N的設(shè)置激活集最大數(shù)目N指的是在軟切換過程中允許與移動(dòng)臺(tái)建立連接的最大基站數(shù)目。N越大，UE可以連接的小區(qū)數(shù)越多，移動(dòng)臺(tái)收到的信號(hào)能量就越高，但這也勢(shì)必會(huì)增加對(duì)其他移動(dòng)臺(tái)的干擾增加，并且也會(huì)增加系統(tǒng)的開銷。 圖 4-1 最大激活集數(shù)N對(duì)系統(tǒng)的影響 軟切換要求最大激活集數(shù)N大于等于2，上圖反應(yīng)了最大激活集數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響。從圖中可以看出，當(dāng)N從2變化到7時(shí)，系統(tǒng)性能在3時(shí)達(dá)到最佳。當(dāng)N等于2時(shí)， 相對(duì)捕獲率太低，不能充分體現(xiàn)軟切換帶來的增益，而當(dāng)N從3增加到4時(shí)，相對(duì)捕獲率增加緩慢，而平均激活集數(shù)增長(zhǎng)幅度相對(duì)較大，所以此時(shí)服務(wù)質(zhì)量的提高不能彌補(bǔ)系統(tǒng)無(wú)線資