TD-SCDMA系统切换算法研究与仿真

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1、TD-SCDMA系统切换算法研究与仿真(2007-12-1115:07:01)摘要第三代移动通信系统TD-SCDMA引入了智能天线技术，这对切换技术提出了新的挑战，由于智能天线具有的指向性特点及其带来的系统增益，以及TDD通信系统时隙化的特征，仅仅考虑对导频信道强度测量来触发切换的传统策略，已明显无法适应TD-SCDMA系统。本文提出了一种新的切换触发策略，并根据此算法进行了动态系统仿真，结果表明新算法明显提高了系统的切换性能。一、引言由于现代的移动通信系统采用蜂窝结构，用户在跨越空间划分的小区时，必然要进行越区切换，而对于第三代移动通信系统而言，智能天线技术的

2、引入由于增加了空间这一维度的资源，将会对传统的硬切换技术的测量准则、切换触发、切换执行等过程产生巨大的影响。由于智能天线具有的指向性特点及其带来的系统增益，仅仅考虑对导频信道强度测量来触发切换的传统策略，已经明显无法适应引入智能天线的第三代移动通信系统。本文针对使用智能天线的TD-SCDMA系统，提出了一种修正的基于导频信道测量强度和基于通信业务质量相结合的切换触发策略。二、智能天线下切换算法的设计在实际的切换实现过程中，需要如一定的时间延迟△T和信号强度冗余来补偿因为传播条件的复杂性、信息处理速度和能力的限制、命令传递的时间延迟等原因造成的误差，减少不必要的切

3、换，避免“乒乓效应”的出现。同时，针对TDD系统对干扰敏感的问题，只有当相邻小区基站信号强度优于本小区信号强度一定程度（即差值大于信号强度冗余）并且本小区信号强度小于某一特定门限之下时才启动切换过程。在有的文献中，明确的给出了基于上述思想的切换策略，因此传统的切换触发策略可简略的用公式表示为：式中，RXLev-DLmonintor为UE接收到的监测集中基站信号强度的测量值，以dB表示；RXLev_DL是UE接收到的当前服务基站的信号强度的测量值，以dB表示；hoMarginLev代表接收电平的切换储备，以dB表示；hoThresholdsLevDL为服务基站的信

4、号强度门限，以dB表示。上述算法中，hoThresholdsLevDL，hoMarginLev，时间延迟△T都是需仔细选择的参数。hoThresho1dsLevDL是由当前UE所处的传播模型、与服务基站之间距离等因素决定的，而hoMarginLev选择太小，会增大不必要切换发生的概率，而过大则会使正常和必要的切换受阻。对于时间延迟△T的选择，则主要考虑避免乒乓效应，取值过小效果不明显，而若取值过大则可能导致UE的掉话。由于智能天线的引入，切换触发的准则需要进行重新考虑。目前UE大都测量各个基站的PCCPCH信号强度，而PCCPCH信道在引入智能天线的系统中仍采用

5、全方向的方式发射，即不使用智能天线（如图1所示）。在此情况下，切换测量忽略了业务信道上由于应用智能天线而带来的对专用信道信号的增益，而以尽量维持当前业务连接，尽可能减少切换发生的原则下，适当的增加hoMarginLev(n)/Qual(n)的取值大小，充分利用智能天线所带来的增益和益处将是一个明智的选择。经过修正后，符合的准则如下：                   图1PCCPCH有效覆盖及智能天线有效覆盖示意图式中引入新的修正项hoMargin_SA，代表因为加入智能天线而带来的接收信号电平的切换储备的附加值，以dB表示。关于hoMargin_SA的选择，

6、其取值大小不能过于接近智能天线所带来的增益，以免当前服务基站信号过弱，从而由于通信过程中信号强度的突发变化对通信带来不稳定性甚至造成掉话，同时考虑到UE不应距离服务基站过远，致使其发射功率增大过多，对其他用户造成较强干扰。传统的切换触发策略主要考虑信号强度，但在TD-SCDMA中导频信道与业务信道处于不同时隙，而且业务信道采用了智能天线技术，因此，仅仅测量PCCPCH的信号强度已不能适应智能天线条件下对切换性能的要求。为了获得切换更高的准确性和系统的更好性能，我们必须引入新的触发切换请求的判断依据与原有切换触发策略相结合。于是我们在公式（3），（4）的基础上还提

7、出了下面的要求：式中，QualityTrafficThreshold_DL/UL是UE的业务信道质量门限，它对应于业务通信质量优劣的表征值。在具体实现上，我们采用了基于帧错误率的业务质量指示依据来体现用户通信质量，因为从业务角度而言，针对TDD特点，对每一个帧统计错误率足以反映当前服务质量的优劣。而出于消除不稳定性和突发的考虑，我们使用平均误帧率作为当前业务质量的判断依据，因此在切换请求发起时增加一个判断条件：当前业务平均误帧率是否大于门限值，若大于则通信质量不能满足业务要求，需要发起切换。即满足：综上，公式（3），（4），（6）概括了本文提出的修正的基于导频信

8、道测量强度和基于通信业务