WCDMA的切换参数对系统设计的影响研究

0 引言

WCDMA|0">WCDMA作为3G|0">3G标准之一，将提供比GSM系统和窄带CDMA系统更高的带宽、更大的系统容量和更多的业务种类，可以满足用户随时随地的宽带数据需求。

WCDMA系统中仍沿用了IS-95|0">IS-95和CDMA2000|0">CDMA2000中的大部分软切换技术。由于码道资源的增加和系统时间精度的提高，WCDMA系统软切换的速度和稳定性也随之提高，同时还可以支持多种数据业务下的软切换和更软切换。此外，WCDMA系统带宽的增加，带来比IS-95系统更高的扩频增益，使软切换过程对物理信道的信干比（SIR）的要求降低，从而提高了系统容量。

1 WCDMA的切换分类

1.1切换方式

按照切换的方式，WCDMA系统的切换主要分为硬切换、软切换和更软切换。

硬切换是指移动台在切换过程中，采取"先断开再连接"的方式，即先断开与原小区的联系，再在一定时间内与新小区取得联系，这样会出现瞬时信号中断现象。据测量统计表明，无线信道上90%的掉话都是发生在切换过程中。在频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）的移动通信系统中，所进行的切换都是硬切换；在WCDMA系统中，硬切换主要发生在不同频率的载波之间和不同的系统之间。

软切换是CDMA系统所特有的，采用的是"先连接再断开"的方式，移动台在中断与原小区的联系之前，先用相同频率建立与新小区的联系，即移动台在切换过程中通过分集技术与原小区和新小区同时保持无线链路，再在一定条件下丢弃一方，从而保证了通信的连续性，降低掉话率。

更软切换是指同一小区的不同扇区之间的切换，不占系统资源。

1.2切换模式

按照切换的模式，WCDMA系统的切换可以分为频率内切换、频率间切换、不同制式间切换和不同系统间切换。

频率内切换是指不同的无线蜂窝小区处于同一频率，比如WCDMA系统中同一载波下的不同NodeB之间或者同一NodeB的不同扇区之间的切换，它们的切换发生在同一载波内，是时间连续的事件，称为软切换/更软切换，统称为软切换。

频率间切换发生在同一系统中的不同载波间，比如WCDMA系统中不同载波间的切换，属于硬切换，是时间离散的事件。

不同制式间切换指的是频分双工（FDD）系统和时分双工（TDD）系统间的切换，也属于硬切换的范畴，如我国将使用的TD-SCDMA系统与WCDMA系统间的切换，这是由于TD-SCDMA系统可以作为WCDMA系统的有效补充。

不同系统间的切换指的是不同技术体制支持的无线通信系统间的切换，也属于硬切换，如WCDMA系统与GSM系统之间的切换。

2 WCDMA系统的硬切换

在WCDMA系统的硬切换中，最常见的是不同频率间的硬切换和不同系统间的硬切换。硬切换可能引起实时无线业务的短暂中断，而对非实时无线业务来说损耗不大，以下分别讨论这两类硬切换。

2.1不同频率间的硬切换

对于WCDMA系统，网络中存在以下3种不同频率的使用情况：

a）由于通话密度高，热点地区有多个载波，周围地区为单载波。

b）由于频率或运营商的原因，不同的区域使用了不同的载波。

c）微小区与宏小区层叠覆盖时，微小区使用不同的频率。

在具体的实现中，通常按照硬切换双方小区的关系将不同频率间的硬切换分为3种：

a）同一小区不同频率间的硬切换。

b）同一无线网络控制器（RNC）下不同小区、不同频率间的硬切换。

c）不同RNC下不同小区、不同频率间的硬切换。

WCDMA系统引入了基于压缩模式测量的硬切换算法。所谓压缩模式就是在连续发射模式中挤出一定的时间空隙用以测量，这时的传输已不再是连续发射模式。对实时业务来说，产生这种时间空隙通常使用的是降低扩频因子的方式。

硬切换的具体工作流程如下：

a）RNC命令用户设备（UE）用压缩模式开始频率间切换测量。

b）UE发现主同步信道（P-SCH）峰值。UE用匹配滤波器接收的峰值越多，WCDMA小区识别所花时间将越长，这是因为小区识别所花的时间主要取决于多径数目、检测范围内的小区数、已发现的小区数和邻近集的长度。3GPP规范TS25.133中要求在公共导频信道（CPICH）的导频强度（Ec/Io）>-20 dB的条件下，UE进行小区识别的耗费时间为5 s之内。

c）UE通过辅助同步信道（S-SCH）和CPICH识别了小区，并将测量结果报告给RNC。

d）RNC给UE发送切换命令。

e）UE收到命令后切换到目标频率上。

2.2不同系统间的硬切换

为了平衡WCDMA系统和GSM系统的覆盖或负载，WCDMA和GSM规范支持二者之间的相互切换。在WCDMA系统部署初期，为提供连续的覆盖，需要支持到GSM系统的硬切换；为了降低GSM小区的负载，也需要支持从GSM系统到WCDMA系统的硬切换。随着WCDMA网络业