第一分册各厂家硬切换原理.docx
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第一分册各厂家硬切换原理
中国电信CDMA网络边界互联方案
(第一分册:
各厂家硬切换原理)
版本号:
1.0
中国电信集团公司无线网络优化中心
2009年1月
发布
编写说明:
为规范CDMA网络边界互联,集团公司制定了《中国电信CDMA网络边界互联方案》,对各种场景下的边界互联方法等进行了规定。
编制历史:
版本
更新日期
修改
更新说明
文档
状态
罗萍
1、
1、
1、
1、
1.华为3
1.1.硬切换原理3
1.1.1.同频硬切换3
1.1.2.HTC4
1.2.无线信令流程5
1.2.1.无线侧同频硬切换信令流程5
1.2.2.无线侧HTC信令流程5
1.3.核心网侧信令流程5
1.3.1.局间切换流程概述5
1.3.2.局间前向切换:
TDM承载方式7
1.3.3.局间前向切换:
IP承载方式9
1.3.4.局间后向切换流程10
2.中兴13
2.1.同频硬切换示意图13
2.2.同频硬切换原理13
2.2.1.局间前向切换13
2.2.2.局间后向切换15
2.2.3.局间第三方切换16
1.华为
1.1.硬切换原理
1.1.1.同频硬切换
概述:
在BSC内部的两个同频小区之间,一般都可以进行软切换。
但是在两个不同的BSC之间,如果没有A3/A7接口,不能进行软切换时,这时可配置为进行同频硬切换,以硬切换的方式切到目标BSC的导频。
当一次软切换的目标激活集全为外BSC的导频时,通过进行同频硬切换将呼叫迁移至外BSC,可节约A3/A7资源,减轻信令负担。
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,原来的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。
所以需要合理的规划切换带,尽量将切换带规划在话务量较低的地方。
同频硬切换通过PSMM/PPSMM触发,因此对于各种协议版本手机皆适用
目标激活集:
如果BSC间硬切换宏分集开关设置为开,将PSMM中所有无A3/A7通路的载频,作为同频硬切换目标激活集;否则只是选取PSMM中无A3/A7且导频强度最好的载频作为硬切换目标激活集。
触发条件:
设软切换目标激活集的强度为:
ShoTargEcIo;
设同频硬切换目标激活集的强度为:
HhoTargEcIo;
当BSC收到PSMM/PPSMM时,分别计算以上两强度;
它们满足下面任意一项条件,即触发同频硬切换:
(ShoTargEcIo<=TADDHHOSF)&&(HhoTargEcIo>=THHOSFABSTHRS)或者(HhoTargEcIo-ShoTargEcIo)>=THHOSFRELTHRS
补充说明:
进当某呼叫同时满足以下条件时,系统才真正使用同频硬切换
(1)该呼叫的激活集中至少存在一个本BSC的载频,而且该载频的同频硬切换算法开关被设置为开;
(2)该呼叫的同频邻区中配置有需要进行同频硬切换的外部载频;
(3)该呼叫的业务类型支持硬切换功能(比如:
短消息业务和Markov呼叫在协议中不支持硬切换功能)
1.1.2.HTC
概述:
为了解决同频干扰导致的硬切换成功率低的问题,华为公司开发了专利-HTC硬切换方案。
该方案适用于运营商有多余频点的情况。
该功能从V3R1C02版本开始支持。
如上图所示,利用华为基站的多载频特性,在边界区域增加一个HTC载频F2。
因为该载频没有同频干扰,因此F2可以在边界区域覆盖一个足够宽的过渡带。
用不易乒乓切换的硬切换方式替代同频硬切换,从而保证切换成功率,规避同频硬切换存在的同频干扰和易掉话的问题。
对于空闲态,HTC载频不配置寻呼信道,同步信道消息中填写基本载频的频点。
在接入,不进行基本载波向HTC载频的硬指配。
异厂商配置华为的载频(基本载频或者HTC载频)为其硬切换目标,当其触发向华为的硬切换时,华为系统会在HTC载频上分配资源(在V3R1C02B017SPC003版本中,实现对HTC载频增加HTC标志的功能,即使从异厂商发起切换要求增加基本载频,只要该扇区配置了HTC载频且其正常开工、满足准入条件,我司也是分配HTC载频的信道)。
为了防止HTC载频上负荷过高导致覆盖受影响,产品增强了Handdown硬切换算法以便于用户在靠近基站处切换回基本载波,在HTC载频的覆盖边缘可以选择即有切换算法切换到基本载频上。
当用户从华为往异厂商移动时,可以通过Handdown算法硬切换到HTC载频上,如果用户继续移动,可以考虑通过即有切换算法切换到异厂商。
为进一步提高性能,建议避免HTC载波与基本载波使用邻频。
目标激活集:
如果BSC间硬切换宏分集开关设置为开:
首先选择硬切换的目标频点,再将属于该目标频点的直接硬切换目标载频加入到硬切换目标激活集中。
如果BSC间硬切换宏分集开关设置为关:
只是将符合条件的第一个目标载频放入到目标激活集中。
触发条件:
从基本载频Handdown到HTC载频和从HTC载频硬切换到异厂商的配置参见具体硬切换算法部分的相关描述,该处只描述从HTC载频在近处Handdown到基本载频的配置:
设软切换目标激活集(源载频)的导频强度为:
ShoTargEcIo;设当前激活集最大的前向RTD为:
AsMaxRtd;当BSC收到PSMM/PPSMM时,根据下面的判断条件进行硬切换:
(ShoTargEcIo>NEARABSTHRS)&&(AsMaxRtd 1.2.软切换原理 1.3. 无线信令流程 1.3.1.同频硬切换信令流程 1.3.2.HTC信令流程 HTC的信令流程与同频硬切换信令流程相同,区别在于切换指示消息中带的频点小区是HTC载频小区,手机切换到HTC小区上,HTC小区也接到通知,准备好了相应的资源。 1.4.核心网侧信令流程 1.4.1.局间切换流程概述 当切换源小区和目的小区处于不同MSCe时,发生MSCe间切换,MSCe间切换又称为局间切换。 局间切换分为前向切换,后向切换和第三方切换。 ∙AMSCe: 在一次移动台的呼叫中,为始呼移动台或终呼移动台第一次分配业务信道的MSCe称为AnchorMSCe,简称AMSCe。 在一次呼叫中不论发生多少次切换,AMSCe总是固定不变的。 ∙SMSCe: 在一次呼叫中,移动台可以从一个MSCe切换到另一个MSCe(非AMSCe),切换完成后移动台当前业务信道归属的MSCe称为ServingMSCe,简称SMSCe。 在一次呼叫的多次切换中,SMSCe会随局间切换的发生而改变。 ∙TMSCe: 移动台切换到SMSCe后可能再次发生局间切换,由当前SMSCe切换到一个新的MSCe,切换完成后原SMSCe成为TandemMSCe,简称TMSCe,当前所在的MSCe成为新的SMSCe。 在一次呼叫的多次切换中,TMSCe会随切换的发生而改变,并可能存在多个TMSCe。 AMSCe、SMSCe、TMSCe之间的关系如图1所示。 图1AMSCe、SMSCe、TMSCe之间的关系 1.4.2.局间前向切换: TDM承载方式 1.在移动用户发起的一次业务接入过程或者一次正在进行的通话期间,随着用户的移动,其位置从AMSCe的一个小区变更到SMSCe的一个小区时,MS报告探测到有更强的信号,BSC-O向AMSCe发HandoffRequired消息。 2.AMSCe发AddRequest消息到MGW-O(源侧MGW),请求建立到MGW-T(目标侧MGW)的MAP电路承载。 3.电路承载建立完成后,MGW-O向AMSCe发AddReply消息。 4.AMSCe向SMSCe发送FACDIR2消息,指示SMSCe启动前向切换程序。 5.SMSCe收到FACDIR2后,先发一条AddRequest消息到MGW-T,请求建立到MGW-O的MAP电路承载。 6.电路承载建立完成后,MGW-T向SMSCe发AddReply消息。 7.然后SMSCe再发一条AddRequest消息到MGW-T,请求建立到BSC-T的A接口电路承载。 8.电路承载建立完成后,MGW-T向SMSCe发AddReply消息。 9.物理承载建立完成后,SMSCe向BSC-T发出切换请求消息HandoffRequest。 10.BSC-T向SMSCe发送切换请求证实消息HandoffRequestAcknowledge。 11.SMSCe发送facdir2告知AMSCe业务信道可用,可以开始切换。 12.收到facdir2消息后,AMSCe向BSC-O发送切换命令消息HandoffCommand。 13.BSC-O向AMSCe发送切换执行消息HandoffCommenced,通知AMSCe此时MS已经开始尝试转移到BSC-T的信道上去。 14.当MS完成接入操作之后,BSC-T向SMSCe发切换完成消息HandoffComplete。 此后,MS就会利用BSC-T提供的信道进行业务接续或通话。 15.SMSCe发送MSONCH消息通知AMSCe切换成功。 16.AMSCe收到切换成功消息后,向MGW-O发起修改承载消息ModifyRequest,在上下文中改变端点间的拓扑关系。 17.修改承载完成后,MGW-O向AMSCe回送ModifyReply消息。 18.AMSCe向BSC-O发送清除命令消息ClearCommand。 19.BSC-O收到清除命令之后就释放相关的资源,释放完成后用清除完成消息ClearComplete通知AMSCe。 20.AMSCe向MGW-O发送SubtractRequest消息,请求释放到BSC-O侧的承载。 21.承载释放完成后,MGW-O向AMSCe回送SubtractReply消息,至此切换完成。 1.4.3.局间前向切换: IP承载方式 1.在移动用户发起的一次业务接入过程或者一次正在进行的通话期间,随着用户的移动,其位置从AMSCe的一个小区变更到SMSCe的一个小区时,MS报告探测到有更强的信号,BSC-O推荐若干个目的BSC的小区,向AMSCe发送携带有目的小区编码的切换申请消息HandoffRequired。 2.AMSCe进行相应的查表操作,发现切换目标为SMSCe下属的BSC,发AddRequest消息到MGW-O,请求MGW-O分配一个将与MGW-T相连的RTP类型的端点T1。 3.MGW-O返回AddReply消息携带端点T1的SDP信息。 4.AMSCe向目的侧SMSCe发送FACDIR2消息,指示目的侧SMSCe启动前向切换程序。 5.同时,AMSCe向SMSCe发送INVITE消息,消息包含端点T1的IP地址和AMSCe提出的语音编解码格式参数Codecs。 FACDIR2消息与INVITE消息通过vCIC参数关联。 6.收到FACDIR2和INVITE消息后,SMSCe向BSC-T发送切换请求消息HandoffRequest。 7.BSC-T返回HandoffRequestAcknowledge消息,以及BSC-T侧的端点T2的IP地址和codec能力。 8.SMSCe先发一条AddRequest消息到MGW-T,请求一个到MGW-O的端点T3。 9.MGW-T返回AddReply消息,消息中携带端点T3的SDP信息。 10.然后SMSCe再发一条AddRequest消息到MGW-T,请求一个到BSC-T的端点T4。 T3和T4在同一个Context(C1)中。 11.MGW-T返回AddReply消息携带端点T4的SDP信息。 12.SMSCe向AMSCe发送facdir2消息告知业务信道可用,可以开始切换。 13.接着,SMSCe向AMSCe发送200OK(INVITE)消息,携带端点T2的IP地址和codec能力。 14.AMSCe收到200OK消息后,向MGW-O发送ModifyRequest消息,指示MGW-O更新承载数据,用于关联端点T1和端点T2。 15.更新承载后,MGW-O向AMSCe返回ModifyReply消息。 16.AMSCe向SMSCe发送ACK消息,响应前面SMSCe发送的200OK消息。 17.AMSCe收到facdir2消息即向BSC-O发送切换请求消息HandoffCommand。 18.BSC-O向AMSCe发送切换执行消息HandoffCommenced,通知AMSCe此时MS已经开始尝试转移到BSC-T的信道上去。 19.当MS成功的与SMSCe建立了业务信道,BSC-T向SMSCe发送HandoffComplete消息。 此后,MS就会利用BSC-T提供的信道进行业务接续或通话。 20.SMSCe发送MSONCH消息通知AMSCe切换成功。 21.AMSCe收到切换成功消息后,向MGW-O发SubtractRequest消息,请求释放到BSC-O侧的承载。 22.承载释放完成后,MGW-O向AMSCe回送SubtractReply消息。 23.AMSCe向BSC-O发送清除命令消息ClearCommand。 BSC-O收到清除命令之后就释放相关的资源,释放完成后用清除完成消息ClearComplete通知AMSCe,至此切换完成。 1.4.4.局间后向切换流程 后向切换指移动台由SMSCe到其前一个MSCe(AMSCe/TMSCe)的切换。 移动台由SMSCe切回到AMSCe的后向切换流程如所示。 其中,关于承载建立、修改、释放的流程没有在图中画出。 A接口消息流程和局内切换没有区别,后向切换多了四条局间消息。 1.在移动用户发起的一次业务接入过程或者一次正在进行的通话期间,随着用户的移动,其位置从SMSCe的一个小区变更到AMSCe的一个小区时,MS报告探测到有更强的信号,BSC-O推荐若干个目的BSC的小区,向SMSCe发送携带有目的小区编码的切换申请消息HandoffRequired。 2.当SMSCe确定应当切换到相邻的AMSCe,它发送后向切换消息HANDBACK2给AMSCe,命令AMSCe开始后向切换程序。 3.如果目标小区有空闲业务信道,AMSCe通知MGW建立承载,承载建立成功后,AMSCe向BSC-T发送HandoffRequest消息。 4.BSC-T向AMSCe回送切换请求证实消息HandoffRequestAcknowledge。 5.AMSCe向SMSCe发送后向切换消息返回结果handback2,开始后向切换程序。 6.SMSCe收到handback2后,向BSC-O发送切换命令HandoffCommand。 7.BSC-O向SMSCe发送切换执行消息HandoffCommenced,通知SMSCe此时MS已经开始尝试转移到BSC-T的信道上去。 8.当MS成功的与AMSCe建立了业务信道,BSC-T向AMSCe发送HandoffComplete消息。 此后,MS就会利用BSC-T提供的信道进行业务接续或通话。 9.当AMSCe收到切换完成消息后,通知MGW更新承载,改变上下文中的端点之间的流向,释放本侧承载;然后,发送设备释放消息FACREL给SMSCe,指明切换成功。 10.SMSCe收到AMSCe发来的FACREL消息后,向BSC-O发送清除命令消息ClearCommand。 11.BSC-O收到清除命令之后就释放相关的资源,释放完成后用清除完成消息ClearComplete通知AMSC。 SMSCe发送设备释放消息facrel给AMSCe。 AMSCe释放MSCe间中继电路,切换过程结束。 2.中兴 基站指示移动台在不同集合的基站间(例如属于不同的MSC的基站),不同频率分配或不同的帧偏置之间转换的切换。 本文主要说明同频换频切换的原理。 2.1.同频硬切换示意图 图11 同频硬切换示意图 2.2.同频硬切换原理 2.2.1.局间前向切换 前向切换是指移动台在振铃态、等待振铃态或者通话态,从服务ZTEMSC覆盖的区域移动到目标MSC(邻近MSC)的覆盖区域,基站在进行信号收集、处理、判断后,决定向其它异厂商目标MSC发起前向切换。 服务ZTEMSC收到目标MSC的MSONCH消息后,前向切换成功。 服务MSC可能也是主控MSC,也可能是中间MSC。 局间前向切换流程如下: 1.MS处在振铃、应答或通话状态下,基于MS的或BS本身的信号质量报告,BS决定要MS切换到更好的小区时,BS向MSC发送切换请求消息(HandoffRequired)。 2.MSC通过数据库查询目标小区位置,确定其在有直连中继的邻接MSC控制范围内,将发送设备指令消息(FACDIR2)给目标MSC,命令目标MSC开始前向切换程序。 3.目标MSC收到设备指令消息(FACDIR2),通过数据库查询目标小区位置,确定其在本MSC控制范围内,将向目标BS发送切换请求消息(HandoffRequest)。 4.目标BS收到切换请求消息后,给MS预留切换请求消息中要求的业务信道,并且把地面电路与空中信道相连接,然后给MSC发送切换请求证实消息(HandoffRequestAcknowledge)。 5.如果在预定的目标小区里有空闲业务信道,目标MSC将计费ID参数中的段计数器加1,在以后的呼叫处理过程中使用新的计费ID。 发送设备指令消息返回结果(facdir2)给主控MSC,开始前向切换程序。 6.接收到facdir2后,主控MSC向原BS发送切换命令消息(HandoffCommand),把切换请求证实消息中的空中接口信息在切换命令中带给MS。 7.原BS给MSC发送切换开始消息(HandoffCommenced)表示MS收到切换指令并开始切换。 8.目标BS发送切换完成消息给MSC(HandoffComplete)指示MS已成功的接入。 9.目标MSC完成业务信道和MSC间中继电路的连接,发送移动台进入信道消息(MSONCH)给主控MSC,通知它目标MSC成功地完成了前向切换程序。 10.MSC给原BS发送清除命令(ClearCommand)指示BS清除地面电路和空中资源。 11.原BS清除空中资源和地面资源后,给MSC发清除完成消息。 2.2.2.局间后向切换 局间后向切换是指移动台在前向切换成功以后,继续通话,在这个过程中,移动台又从服务MSC的覆盖范围返回到先前发起前向切换的MSC的覆盖范围,由于是企图沿路返回,所以向目标的MSC发起后向切换,后向切换成功后,目标MSC主动发起释放请求,释放掉原来与服务MSC的话路连接,新的目标MSC变成了服务MSC。 局间后向切换流程如下: 1.MS处在振铃、应答或通话状态下,基于MS的或BS本身的信号质量报告,BS决定要MS切换到更好的小区时,BS向MSC发送切换请求消息(HandoffRequired)。 2.MSC通过数据库查询目标小区位置,确定其在前方局MSC(目标MSC)控制范围内,将向目标MSC发起后向切换请求消息(HANDBACK2)。 3.目标MSC收到后向切换消息(HANDBACK2),通过数据库查询目标小区位置,确定其在本MSC控制范围内,将向目标BS发送切换请求消息(HandoffRequest)。 4.目标BS收到切换请求消息后,给MS预留切换请求消息中要求的业务信道,并且把地面电路与空中信道相连接,然后给MSC发送切换请求证实消息(HandoffRequestAcknowledge)。 5.如果在预定目标小区有空闲业务信道,目标MSC将计费ID参数中的段计数器加1,在以后的呼叫处理过程中使用新的计费ID。 然后发送后向切换消息返回结果(handback2),开始后向切换程序。 6.收到handback2后,服务MSC向原BS发送切换命令消息(HandoffCommand),把切换请求证实消息中的空中接口信息在切换命令中带给MS。 7.原BS给MSC发送切换开始消息(HandoffCommenced)表示MS收到切换指令并开始切换。 8.目标BS发送切换完成消息(HandoffComplete)给MSC指示MS已成功接入。 9.目标MSC发送设备释放消息(FACREL)给服务MSC,指明“切换成功”。 10.服务MSC发送设备释放消息(facrel)给目标MSC并释放MSC间中继电路。 11.服务MSC给原BS发送清除命令(ClearCommand)指示BS清除地面电路和空中资源。 12.原BS清除空中资源和地面资源后,给MSC发清除完成消息。 2.2.3.局间第三方切换 局间第三方切换是一种带路由优化的切换,它是指当移动台已经完成了前向切换,处于正常的通话过程,同时移动台又移动到一个新的目标MSC的覆盖范围,需要发起新的切换。 这时为了实现路由的优化,向先前发起前向切换的MSC(一般为主控MSC,也有可能为中间MSC)发起第三方切换。 此时,如果主控MSC能按照后向切换处理的,按照后向切换处理,否则试图发起前向切换,成功的话释放掉与服务MSC之间的话路中继,不成功的话,返回失败消息,由服务MSC重新试图发起新的前向切换,这时的前向切换如果不成功,继续保持在原信道上。 3.北电 3.1.切换类型概述 1.载波间的硬切换 指不同载波间的切换,一般发生在多载波边界区,北电支持RTD(北电领先的技术,极大的节约了对Beacon设备投资),SQRTD(北电特有技术,考虑链路质量的增强型RTD切换,需要购买使用)和Beacon三种方式触发,目前都是RTD。 2.同厂家不同MSC/BSC间的硬切换 指同厂家不同MSC/BSC间的切换,一般发生在MSC/BSC边界区,北电支持RTD(SQRTD)和Beacon两种方式触发,北电特有的MPHHO(多导频硬切换)能极大的提高切换成功率,目前多用Beacon方式(不需要Beacon发生器设备,只需要逻辑上的定义)。 需要交换间有直连电路。 3.不同厂家间的硬切换 指不同厂家MSC间的切换,一般发生在MSC边界区,北电支持RTD(北电领先的技术)和Beacon(不需要Beacon发生器设备,只需要逻辑上的定义)方式触发,目前都有使用。 需要交换间有直连电路。 需要注意各厂家CellID的定义在自己交换上有一个格式转换的问题。 数年前北电就和朗讯已经成功的实现了硬切换,目前和华为也。 4.3G基站到2G基站的硬切换 值从1X基站到95基站的切换,北电完全支持。 目前没有这样的情况,也应当配置足够的XCEM板块以避免其发生。 3.2.北电硬切换的信令流程 3.3.硬切换的触发机制概述 北电CDMA系统所支持的硬切换的触发机制根据不同的情况分为: RTD触发、PilotBeacon触发和G3G2Hardhandoffenabled等三种方式。 但对于不同设备厂家间的硬切换的触发机制主要有RTD触发和PilotBeacon触发两种方式。 3.3.1.
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