


压缩模式在WCDMA向GSM切换时的应用在WCDMA网络建网初期,考虑到WCDMA网络的建设成本和业务持续性,运营商必须依托既有GSM网络因此,实现WCDMA和GSM在电路域的切换和分组域的重选是非常有必要的一、系统间的切换过程一般我们通过使用WCDMA/GSM双模终端来实现WCDMA和GSM两网的切换和重选从GSM网络向WCDMA切换时,双模终端在GSM的空闲时隙完毕对WCDMA网络的测量和搜索;而在 WCDMA向GSM切换时,由于WCDMA为码分系统,在进行电路域业务时独占收发信机,UE不能调谐到GSM的频率对GSM系统进行测量和搜索分组域业务对时延和业务持续性的规定较低,因此采用重选的方式,即UE在连接状态下先断开与源服务网络的连接,进入空闲模式,再搜索目的网络并重新建立连接电路域业务对时延和业务的持续性有严格规定,不能采用断开连接的方式进行切换图1给出了在WCDMA和GSM系统间切换的过程在系统切换前,一方面需要进行系统间测量,具体的测量算法由RNC(无线网络控制器)制造商基于传播质量(BER)和所需的发射功率指定测量一旦触发,UE测量临区列表中GSM频率的信号功率RNC接受到测量报告后,命令UE对最适合的候选GSM基站的BSIC(基站辨认码)解码。
RNC根据接受到的BSIC信息向UE发送切换指令图1 WCDMA和GSM系统间切换过程在WCDMA向GSM切换时,由于WCDMA为码分系统,它在进行电路域业务时独占收发信机,UE不能调谐到GSM的频率对GSM系统进行测量和搜索WCDMA引入了压缩模式,压缩模式用于解决在连接状态下跨频率或跨系统的测量,从而可以较好地解决在WCDMA连接状态下对GSM系统的测量压缩模式的实现可以通过3种措施:减少来自高层的数据速率;通过变化扩频因子来提高数据速率;通过物理层复用过程中的打孔来减少符号速率对于话音和实时的流媒体业务,高层无法减少速率,因此第一种措施不适合于上述业务由于打孔操作存在某些实际的限制,因此第三种措施只限于相称短的传播间隔长度实际压缩模式重要通过第二种措施实现二、触发参数测量WCDMA中压缩模式由2d事件触发,RNC中的测量触发器触发测量事件时,在BCCH信道下发送TUsed2d和H2d两个参数TUsed2d 定义为2d事件的绝对门限,H2d定义为2d事件的迟滞参量,图2给出了2d事件的触发场景图中QUsed为测量的目前使用频率的质量当 QUsed≥TUsed2d-H2d/2时,UE向RNC上报2d事件,RNC发送信令在UE中启动压缩模式测量。
当QUsed<TUsed 2d-H2d/2时,RNC发送信令在UE中关闭压缩模式测量图2 WCDMA到GSM的触发场景绝对门限TUsed2d对于2d事件的触发起重要作用,系统通过该门限控制处在压缩模式测量状态下的UE的数量如果TUsed2d设立得过小,压缩模式在WCDMA网络覆盖边沿进行,UE接近满功率发射,掉话和切换失败的概率增长如果TUsed2d设立得过大,社区中大量UE在WCDMA信号良好时就启动压缩模式,这时UE的功率提高会导致系统干扰的增长,从而影响系统容量H2d用于控制压缩模式启动或关闭的频度,当H2d增大时,UE由2d 事件的启动向关闭转换或由2d事件的关闭向启动转换的条件更加难以满足,这将减少压缩模式启动和关闭的频度反之,如果H2d减小,压缩模式启动和关闭的频度就会增长三、压缩模式测量RNC中的测量触发器在触发系统间切换测量事件时,会同步通过BCCH(广播控制信道)下发用于有关测量的压缩模式参数在测量控制条件满足时,UE启动压缩模式对GSM邻社区进行测量UE执行测量,定期向UTRAN报告BSIC(基本辨认码)和监测集中GSM社区的信号强度测量波及到GSMBCCH功率测量、GSMSCH(同步信道)或FCCH(频率校准信道)捕获初始化、当UTRA服务社区和目的GSM社区的定期信息可捕获/跟踪GSMSCH或FCCH及BSIC再确认等环节。
压缩模式中有TGL、TGD、TGP和PD四个参数,图3给出了压缩模式各参数的示意图,表1给出了压缩模式各参数的参数阐明图3 压缩模式参数示意图图4 传播间隙的位置WCDMA的帧长为10ms,分为15个时隙TGL可觉得3、4、5、7、10或14个时隙TGL可以选择在一种帧中(单帧)或者在两个帧中(双帧),选择单帧或双帧的原则是每个帧中至少有8个时隙在发射,也就是说在一种帧中传播间隙必须不不小于7时隙1)单帧方式长度为3、4、5、和7的TGL可以选择单帧的压缩方式,而对于长度为10或14的TGL,由于传播间隙不小于7时隙,必须选择双帧方式2)双帧方式长度为3、4、5、7、10和14的TGL可以用双帧的方式四、压缩模式对WCDMA系统的影响为了完毕从WCDMA到GSM的切换,需要搜索解调目的GSM社区FCCH和SCH信道,这个工作也是在压缩模式下WCDMA帧中的传播间隙中完毕在搜索GSM社区的FCCH和SCH时,业务信道容量的损失是不可避免的,引入压缩模式的一种目的是把这种容量损失降到最低因此,压缩帧模式的定义必须考虑使用尽量少的时隙来进行GSM社区的测量在压缩模式中,另一种目的就是将对GSM社区的搜索时间最小化,尽快完毕切换。
当源服务社区的信号迅速削弱时必须立即执行切换以维持连接,这时最小化搜索时间尤为重要压缩模式对系统性能的影响重要体目前如下几种方面1)有关仿真表白,TGL越大,平均搜索时间和最大搜索时间就越小,压缩模式的效率越高2)压缩模式的传播间隙不支持迅速功率控制,且会损失部分交错增益,因此规定更高的Eb/No才干达到BER规定有关仿真表白,Eb/No的提高在1~3dB间,一般随着压缩因子的增长而单调增长3)在较短的时间内发送相似数量的数据,这规定系统提高发射功率设某压缩帧中的传播间隙为γ,提高量可通过下面的公式计算:这里分析引入压缩模式对WCDMA链路性能、系统容量和反向链路覆盖几种方面的影响为了定量分析的需要,在分析对系统容量和反向链路的影响时我们采用表2给出的压缩模式参数这里选择压缩模式参数配备中的一组为例分析压缩模式分别对系统容量和覆盖的影响TGL为14时隙时,需要采用双帧(7,7)压缩模式实现,如图5所示图5 TGL为14时隙的压缩模式实现(1)链路性能影响如果终端不在社区的边界,可以用迅速功率控制补偿瞬时的性能损失,因此链路性能不会明显恶化如果系统功控余量为4dB左右,压缩模式和非压缩模式在上行链路的性能差别不大,而当功控余量为0dB时(此值相应于终端在社区边界处在最大功率发射状态,无法进行迅速功率控制),链路性能与正常的传播状态相比将会有明显恶化,其具体值依赖于压缩帧TGL的长度。
事实上,0dB的功控余量很少浮现,由于典型规划时社区的覆盖范畴会浮现重叠,系统中的软切换将会减少移动台所需的发射功率,从而为系统提供足够的功控余量0dB功控余量的状况一般只有在终端离开覆盖区才会浮现因此,压缩模式对单个链路的性能影响是可以控制的2)压缩模式对容量的影响假设系统中所有UE在每帧中都采用压缩模式,通过下面给出的公式可以得到系统干扰提高量,其中压缩因子为47%,Eb/No的提高取2.2dB计算得到干扰电平提高66%,按照例中给出的参数,每3帧中有2帧处在压缩模式,根据记录原理,干扰提高量的均值为44%压缩模式只在异频或系统间切换时才合用假设社区内10%的UE同步进入压缩模式,干扰提高4.4%,可知系统的干扰电平提高为0.19dB,这相称于系统工作点提高了 0.19dB,仍然可以保持系统负荷处在线性区域可见引入压缩模式对容量的影响不大3)压缩模式对覆盖的影响重要考虑两方面的影响:通过公式1计算可得发射功率的提高为2.7dB;Eb/No的提高取2.2dB这样压缩模式对系统覆盖的影响为4.9dB压缩模式重要用于解决WCDMA向GSM切换和频间切换时实时业务的持续性问题,重要有语音及视频电话等业务,这里只考虑前者。
由于GSM只能支持语音业务,如果正在进行视频电话,在向GSM切换时,应先执行视频回落操作,再进行WCDMA向GSM语音业务的切换UE采用AMR,当AMR语音业务采用20ms的交错时,可以获得更高的交错增益而通过AMR将速率从12.2kbit/s减小到4.75kbit/s获得的覆盖增益为2.3dB,这样压缩模式对覆盖性能的影响可以通过交错增益和降速率带来的增益来弥补五、总结在进行WCDMA和GSM测量时,需要对触发测量的绝对门限TUsed2d和相对门限H2d两个参数进行不断优化,获得容量和切换性能之间的平衡压缩模式中TGL的长度会影响系统容量和覆盖,有关仿真表白压缩模式的TGL越长,完毕GSM搜索和测量所需的时间越短,对GSM网络的搜索效率也更高,但同步给WCDMA系统带来的容量和覆盖的影响也越大因此,需要在TGL和搜索时间之间进行平衡,以保证系统性能和搜索时间在TGL长度相似时,采用双帧压缩模式可以减少一种帧中传播间隙的时隙数,由公式1可知,减少一帧中的传播间隙时隙数可以减小发射功率提高量因此,在压缩模式测量中应尽量采用双帧压缩模式,这样可以减少压缩帧的干扰提高和功率提高,提高压缩模式性能。