压缩模式在WCDMA向GSM切换时的应用

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1、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

2、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 ＷCDＭ

3、Ａ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

4、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

5、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

6、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

7、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WＣ

8、ＤＭＡ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

9、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

10、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，

11、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

12、.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2０

13、ms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。