2切换与功控4.docx

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2切换与功控4

基站系统无线网络参数

索引

1概要2

2越区切换3

2.1综述3

2.2越区切换过程的步骤3

2.3越区切换的类型4

2.4越区切换原因4

2.5越区切换的决定5

2.6目标小区列表的生成7

2.7练习:

越区切换9

3降低干扰的方式（IRF）13

3.1动态功率控制13

3.1.1综述13

3.1.2功率控制的决定过程14

3.1.3练习：

功率控制18

3.2跳频19

3.2.1综述19

3.2.2基带跳频19

3.2.3综合跳频20

3.3DTX（断续发射）20

1概要

目标

∙了解各种网络结构的概念

∙参数调整

∙解释无线链路的控制算法

∙了解各个网络参数间的相互影响

∙解释参数调整对无线网络性能的影响

内容

∙越区切换机制

∙降低干扰机制（动态功率控制，跳频，断续发射）

∙多层网络结构（微小区，双频网）

∙路测

2越区切换

2.1综述

在蜂窝移动通信中最重要的算法就是越区切换算法。

它的主要目标：

∙当服务小区改变（位置移动）时维持通话接续

∙在干扰严重的情况下进行信道切换

∙小区边界及无线网络结构的设计

2.2越区切换的步骤

越区切换过程可以分成一系列子过程。

下表列出了这些子过程以及执行该过程的网络设备。

子过程

执行设备

1.

测量

–“当前服务小区”的连接质量

–“相邻小区”的接收电平

MS,BTS

MS

2.

测量值预处理

BTS

3.

邻区记录

BTS

4.

越区切换决定

BTS

5.

目标小区列表的生成

BTS

6.

目标小区选择

–BSS内的切换

–BSS间的切换

BSC

MSC

7.

新信道的选择

BSC

8.

越区切换执行

MS,BTS,BSC,MSC

2.3越区切换的类型

如下图2.1所示，越区切换的类型可以根据区域改变方式的不同（蜂窝内、BSS区域内或MSC区域内）来进行定义。

某种类型的切换是否被允许由相应的参数设置决定。

图2.1越区切换类型

注释:

IntracellHandover:

小区内切换

Intra-BSSHandover:

BSS内切换

Intra-MSC:

MSC内切换

Inter-MSC:

MSC间切换

类型2,3,4也被称为小区间的切换

2.4越区切换原因

越区切换有以下四个原因：

∙质量太差<->误码率太高

∙接收电平太低

∙MS-BS距离太远

∙存在更合适的小区（功率余量切换:

与接收电平有关）

2.5越区切换的决定（算法必考）

越区切换类型

缩写

决定标准

质量引起的小区间切换

IRQUAL

1.RXQUAL_XX>L_RXQUAL_XX_H

2.RXLEV_XX

3.XX_TXPWR=Min（XX_TXPWR_MAX,P）

接收电平引起的切换

LEV

1.RXLEV_XX

2.XX_TXPWR=Min（XX_TXPWR_MAX,P）

距离引起的切换

DIST

1.MS_BS_DIST>MS_RANGE_MAX

功率余量引起的切换

PBGT

1.RXLEV_NCELL（n）>RXLEV_MIN（n）

+Max（0,MS_TXPWR_MAX（n）-P）

2.PBGT（n）>HO_MARGIN（n）

质量引起的小区内切换

IAQUAL

1.RXQUAL_XX>L_RXQUAL_XX_H

2.RXLEV_XX>L_RXLEV_XX_IH

注释:

∙XX:

取值为UL（上行链路）或DL（下行链路）的变量

∙MS_TXPWR_MAX:

在服务小区内手机的最大允许发射功率

∙MS_TXPWR_MAX（n）:

在邻区n内手机的最大允许发射功率

∙P[dBm]:

手机本身的最大功率（功率等级）

只有当手机或基站的发射功率达到被允许它们的最大值时，才能进行小区间的质量或电平切换

功率余量切换:

PBGT（n）=RXLEV_NCELL（n）-（RXLEV_DL+PWR_C_D）+Min（MS_TXPWR_MAX,P）

-Min（MS_TXPWR_MAX（n）,P）

>HO_MARGIN（n）

RXLEV_DL:

服务小区下行链路接收电平的测量平均值

PWR_C_D:

BS_TXPWR_MAX[dBm]-BS_TXPWR[dBm]

服务小区的最大下行功率BS_TXPWR_MAX和功率控制下实际下行功率

BS_TXPWR的平均差值。

RXLEV_NCELL（n）:

邻区n下行链路电平测量的平均值

HO_MARGIN（n）:

越区切换余量;如果服务小区的路径损耗减去第n邻区的路径损耗大于

这个门限，该邻区被认为是更合适的小区。

越区切换决定参数

参数名称

数据库名称/项目

范围

含义

L_RXQUAL_DL_H

L_RXQUAL_UL_H

HOLTQUDL

HOLTQUUL

/HAND

0...7

上行/下行质量门限。

如果RXQUAL高于此门限，接收电平却很低而且发射功率已经达到了最大值，就进行小区间的质量切换。

L_RXLEV_DL_H

L_RXLEV_UL_H

HOLOWTDL

HOLOWTUL

/HAND

0...63

上行/下行电平门限。

如果RXLEV

低于此门限，而且发射功率已经达到了最大值，就进行小区间的电平切换。

MS_RANGE_MAX

MSRNGMAX

/HAND

0...35Km

如果测量得到时间提前量（TimingAdvance）大于这个门限，就进行距离切换。

L_RXLEV_DL_IH

L_RXLEV_UL_IH

HOTDLINT

HOTULINT

/HAND

0...63

如果质量低于门限值，但此时接收电平却很高，高于L_RXLEV_XX_IH，就进行小区内的质量切换。

MS_TXPWR_MAX

MSTXPWMX

/BTSB

2...15GSM

0...15DCS

*2dB

服务小区内手机允许的最大发射功率

2=39dBm,15=13dBm（GSM）

0=30dBm,15=0dBm（DCS）

MS_TXPWR_MAX（n）

MTXPWAX

/ADJC

2...15GSM

0...15DCS

*2dB

第n邻区内手机允许的最大发射功率n

2=39dBm,15=13dBm（GSM）

0=30dBm,15=0dBm（DCS）

RXLEV_MIN（n）

RXLEVMIN

/ADJC

0...63

第n邻区接收电平必须高于此门限

-才能作以此小区为目标的功率余量切换

-才能在紧急切换时把此小区放入目标小区列表

HO_MARGIN（n）

HOMARGIN

/ADJC

0...48

-24...+24dB

只有当服务小区的路径损耗减去邻区的路径损耗大于此余量才能进行功率余量切换。

越区切换算法总流程

下面这张流程图使用了上表中的缩写，而且假设所有类型和原因的切换都能进行。

图2.1越区切换算法总流程（假设所有切换都被允许）

2.6目标小区列表的生成

一旦作出了切换的决定，就产生一个目标小区列表。

目标小区列表能容纳小区数量的最大值由参

数N_CELL（参数N_CELL包含在数据库HAND分项中,取值范围:

0...15）.

目标小区列表中候选小区的排序标准:

PRIO_NCELL（n）=PBGT（n）-HO_MARGIN（n）

PBGT（n）:

功率余量的平均值

邻区进入目标小区列表的条件:

∙对于质量，电平和距离的小区间切换:

RXLEV_NCELL（n）>RXLEV_MIN（n）+MAX（0,MS_TXPWR_MAX（n）-P）

∙对于功率余量切换:

RXLEV_NCELL（n）>RXLEV_MIN（n）+MAX（0,MS_TXPWR_MAX（n）-P）

&PBGT（n）-HO_MARGIN（n）>0

越区切换的主要参数及其设置

*平均窗口尺寸的步长是1个SACCH复祯（1个SACCH复祯＝480ms）

参数名称

数据库分项

设置

简要解释

HOAVELEV

Handover

5-1

电平切换平均窗口的尺寸和权值

HOAVQUAL

Handover

5-2

质量切换平均窗口的尺寸和权值

HOAVDIST

Handover

8

距离切换平均窗口的尺寸和权值

HOAVPWRB

Handover

8

功率余量切换平均窗口的尺寸和权值

HOLOWTDL

Handover

10

下行链路电平切换的门限

HOTDLINT

Handover

35

下行链路小区内切换的电平门限

HOLOWTUL

Handover

6

上行链路电平切换的门限

HOTULINT

Handover

31

上行链路小区内切换的电平门限

HOLTQUDL

Handover

5

下行链路质量切换的门限

HOLTQUUL

Handover

5

上行链路质量切换的门限

MSRNGMAX

Handover

35（km）

距离切换门限

RXLEVMIN

Adjacent

12

邻区进入目标小区的电平最小值

HOMARGIN

Adjacent

30（6db）

功率余量切换的切换余量

也用来对邻区进行排序

RXLEVAMI

BTSbasic

5

最小可接收电平值

RACHBT

BTSbasic

105

随机接入信道的“过滤”门限

用来将Handoveaccess消息区别于噪声

有关切换参数设置的注释:

∙平均窗口尺寸的设置要对切换决定的迅速性和可靠性进行折衷。

∙为了作出迅速的切换决定，紧急切换（质量切换、电平切换、距离切换）的决定时间应该足够短。

（2或3秒）

∙为了保证切换决定的正确性，功率余量切换的决定时间应该足够长。

（3或4秒）

∙使用跳频的小区应该禁止小区内切换，因为在跳频情况下无法通过小区内切换来降低干扰。

∙所有类型的切换是否允许和具体操作都应由BSC来控制。

虽然也可以由MSC控制越区切换，但不应选择这么做。

因为这会增加MSC的负荷而且会延长切换的执行时间。

∙为了处理数据库方便，我们应该尽可能使每个地方的设置一致。

∙为避免许多不必要的来回反复的功率余量切换（由接收电平的长径衰减造成），必需引入一个保护延迟：

HO_MARGIN（cell1->cell2）+HO_MARGIN（cell2->cell1）=powerbudgethysteresis>0

RXLEVMIN>HOLOWTDL和HOLOWTUL

HOLOWTDL和HOLOWTUL>RXLEVAMI

（避免乒乓切换和不必要的切换）

RXLEVMIN>=RACHBT

（使BTS对handoveraccess消息敏感。

用具体的dbm表示可以为：

RXLEVMIN=12=-98dbm>=RACHBT=105=-105dbm）

这里：

我们做一个练习来更清楚地说明问题：

2.7练习:

越区切换（重要）

考虑一部功率等级为P＝33dBm，处于连接模式的手机。

当前服务小区中设置参数如下：

（以下只考虑下行）

L_RXQUAL_DL_H=5

L_RXLEV_DL_H=10

L_RXLEV_DL_IH=35

MS_TXPWR_MAX=33

有关相邻小区的参数为：

参数名

邻区1

邻区2

邻区3

RXLEVMIN

12

16

30

HOMARGIN

30（6dB）

32（8dB）

34（10dB）

MTXPWAX

5（33dBm）

5

5

当前服务小区下行方向上的平均测量值为：

平均测量值

例1

例2

例3

例4

RXLEV_DL

30

36

9

24

PWR_C_D

0

0

0

4

RXQUAL_DL

6

6

2

3

每个相邻小区的下行接收电平的平均测量值RXLEV_NCELL列于下表：

RXLEV_NCELL

邻区1

邻区2

邻区3

Example1

28

34

25

Example2

28

34

25

Example3

14

15

34

Example4

34

39

37

假设：

在每个例子中，手机都工作在最大功率：

33dBm

请指出在每个例子中，是否有作越区切换的需要。

如果有，请决定将会进行哪种类型的切换

（跨小区质量、电平、功率余量切换（IntercellQuality,Level,BetterCell）还是小区内质量切换（intracellQuality）?

）

同时，请指出包含于HOconditionindication消息（从BTS发往BSC）中的目标小区列表（targetcelllist）中，存在哪些邻区，它们的排序是怎样的。

解决方案：

我们可以看到：

例1、例2、例3中的PWR_C_D为0，这表明BTS已经达到了最大发射功率。

而在例4中，PWR_C_D为4，表明BTS没有达到最大发射功率。

例1:

越区切换决定:

RXQUAL（服务小区）=6>L_RXQUAL_DL_H=5

RXLEV_DL（服务小区）=30

所以，有作跨小区紧急质量切换的需要（intercellemergencyHOduetoquality）.

目标小区列表生成（targetcelllistgeneration）

在紧急切换中，进入目标小区列表的条件为：

Rxlev_dl（neighbor）>Rxlevmin（neighbor）+Max（0,MS_TXPWR_MAX（neighbor）-P）

这里，我们有：

Max（0,MS_TXPWR_MAX（neighbor）-P）=Max（0,33-33）=0对所有邻区都如此。

故而，我们来检查上述条件：

28=RXLEV_NCELL（邻区1）>RXLEVMIN+0=12

34=RXLEV_NCELL（邻区2）>RXLEVMIN+0=16

25=RXLEV_NCELL（邻区3）

邻区3不允许被插入目标小区列表。

目标小区列表排序：

按照PBGT-HOMARGIN的值来排序（该值越大表示优先级越高）

PBGT（n）=RXLEV_NCELL（n）-（RXLEV_DL+PWR_C_D）

+Min（MS_TXPWR_MAX,P）-Min（MS_TXPWR_MAX（n）,P）

因为根据已知：

Min（MS_TXPWR_MAX,P）–Min（MS_TXPWR_MAX（n）,P）

=Min（33,33）-Min（33,33）=0对所有邻区都为如此.故对PBGT的计算为:

PBGT（邻区1）=28-（30+0）+0=-2dB

PBGT（邻区2）=34-（30+0）+0=-4dB

PRIO（邻区1）=PBGT（邻区1）–HOMARGIN（服务小区邻区1）=-2–6=-8dB

PRIO（邻区2）=PBGT（邻区1）–HOMARGIN（服务小区邻区2）=-4–8=-12dB

目标小区列表的排序情况为：

1）邻区1

2）邻区2

结论：

由于手机和基站的发射功率在此刻都已达到最大，一个以邻区1为目标的跨小区质量紧急切换将会进行。

（Intercellhandoverduetoquality）

例2:

所有的条件都和例1中一样，除了一点：

RXLEV_DL（服务小区）=36

高于作小区内切换的门限值:

L_RXLEV_DL_IH=35

故，一个由质量（quality）引起的小区内切换将被触发。

（Intracellhandoverduetoquality）

例3:

越区切换决定:

RXQUAL_DL（服务小区）=2

但是,RXLEV_DL（服务小区）=9

目标小区列表的生成：

每个邻区的下行平均接收电平RXLEV_NCELL为：

14=RXLEV_NCELL（邻区1）>RXLEVMIN+0=12

15=RXLEV_NCELL（邻区2）

34=RXLEV_NCELL（邻区3）>RXLEVMIN+0=30

邻区2不满足插入目标小区列表的条件，不予考虑。

目标小区列表的排序：

PBGT（邻区1）=14-（9+0）-33–33=5dB

PBGT（邻区3）=34-（9+0）-33–33=25dB

PRIO（邻区1）=PBGT（邻区1）–HOMARGIN（邻区1）=5–6=-1dB

PRIO（邻区3）=PBGT（邻区3）–HOMARGIN（邻区3）=25–10=15dB

排序情况为：

1）邻区3

2）邻区1

结论：

由于手机和基站的发射功率在此刻都已达到最大，一个以邻区3为目标的跨小区电平紧急切换将会进行。

（Intercellhandoverduetolevel）

例4:

越区切换决定:

这里,RXQUAL_DL（服务小区）=3

同样,RXLEV_DL（服务小区）=24>L_RXLEV_DL_H=10接收电平不会触发切换

但是，存在一些相邻小区具有较高的接收电平:

PBGT（邻区1）=34–（24+4）=6=HOMARGIN（服务小区邻区1）

PBGT（邻区2）=39–（24+4）=11>8=HOMARGIN（服务小区邻区2）

PBGT（邻区3）=37–（24+4）=9<10=HOMARGIN（服务小区邻区3）

（这里,PWR_C_D=4意味着基站发射功率没有达到最大）

只有邻区2满足PBGT>HOMARGIN（服务小区邻区2）

同时,39=RXLEV_NCELL（邻区2）>RXLEVMIN+0=16

所以，邻区2将被插入功率余量切换的目标小区列表中，相应的以邻区2为目标的功率余量切换将被触发。

3降低干扰的方式（IRF）

3.1动态功率控制

3.1.1综述

功率控制的目标是使MS和BTS的发射功率与具体的接收条件相配合。

例如在同样能获得要求的上行链路质量的情况下，离基站近的MS1所使用的发射功率可以比位于小区边缘的MS2所使用的发射功率低。

图3.1

功率控制有以下两点好处：

∙减少平均的功率消耗（特别是对MS）

∙减少同频或邻频造成的干扰

功率控制在上行和下行链路上独立运用，在每个逻辑信道上也是独立运用的（BCCH载频的所有下行信道上不允许进行功率控制）

进行功率控制所必需的测量：

1.质量测量

2.信号电平测量

（下行链路由MS进行测量，但所有功率控制决定都由BTS作出）

3.1.2功率控制的决定过程

进行功率控制需要将RXLEV_UL/DL和RXQUAL_UL/DL的平均值与一些预设的门限值进行比较。

下图是以RXLEV_RXQUAL为判断条件的功率控制流程图

图3.2功率控制的决定过程

图3.3功率控制区域

当发出改变发射功率的要求后，功率控制决定过程被挂起，直到收到一个应答证明MS/BTS的发射功率已经调整到要求值。

即：

CONF_TXPWR=REQ_TXPWR.

如果在若干个SACCH复祯（由参数P_CONFIRM给定）之内没有收到这样一个应答，功率控制决定过程将立即恢复，并以最近一次应答中确认的值为准。

如果收到了应答，则在一定数量的SACCH复祯（由参数P_CON_INTERVAL给定）之内功率控制决定过程被挂起。

这样做是为了在引起另一个功率控制决定之前能够观察本次功率控制决定的效果；这样能使功率控制过程进行得比较稳定。

为此，建议设置

P_CON_INTERVAL>A_QUAL_PC（PAVRQUAL）（两者均以SACCH复祯为单位）

具体过程与时间的关系如下图所示。

情况1:

对功率控制请求有应答

情况2:

对功率控制请求无应答

图3.4功率控制执行过程的时间函数

为了避免由电平引起的功率控制来回反复地进行，应该遵守以下的不等式：

POW_RED_STEP_SIZE

XX=UL,DL

在设置功率控制门限时必须遵守如下组合条件：

U_RXQUAL_XX_P

L_RXLEV_XX_P

而且功率控制门限必须与越区切换门限相匹配：

U_RXQUAL_XX_P

L_RXLEV_XX_H

功率控制的主要参数及其设置

参数名

设置

解释

EMSPWRC

TRUE

是否允许进行上行功率控制的标志

EBSPWRC

TRUE

是否允许进行下行功率控制的标志

PAVRQUAL

4-1

对RXQUAL值进行平均的窗口尺寸，在做功率

控制决定时使用。

当使用DTX时才有效。

PAVRLEV

4-1

对RXLEV值进行平均的窗口尺寸，在做功率

控制决定时使用。

当使用DTX时才有效。

EBSPWCCR

TRUE

在允许BS功率控制和跳频情况下的功率控制校正允许

LOWTLEVD

35

下行链路增加功率的RXLEV门限

LOWTLEVU

31

上行链路增加功率的RXLEV门限

UPTLEVD

50

下行链路降低