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1.與軟切換相比，接力切換不需要同時(shí)占用多個(gè)小區(qū)資源，可以提高小區(qū)容量
2.與硬切換相比，接力切換有較高的切換成功率，成功率接近軟切換，由于不需要同時(shí)使用多個(gè)小區(qū)資源，因此又提高資源利用率。
3.硬切換和軟切換都是不知道UE位置的情況下，由UE測(cè)量所有臨小區(qū)，然后RNC進(jìn)行切換判決。而軟切換時(shí)網(wǎng)絡(luò)知道UE的位置，當(dāng)UE到達(dá)切換位置時(shí)，RNC主動(dòng)下發(fā)切換命令
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摘要：TD-SCDMA能成為移動(dòng)通信三大主流標(biāo)準(zhǔn)之一是由于其本身的技術(shù)先進(jìn)性并得到中國(guó)政府、運(yùn)營(yíng)商和產(chǎn)業(yè)界的支持和矚目；而接力切換就是TD-SCDMA的其中一項(xiàng)新技術(shù)。基于接力切換的概念，闡述接力切換關(guān)鍵技術(shù)的原理及特點(diǎn)。首先，從接力切換技術(shù)的概述、基礎(chǔ)、切換過(guò)程及特點(diǎn)等方面進(jìn)行介紹，著重說(shuō)明接力切換在各個(gè)方面上均優(yōu)于其它切換方式，同時(shí)體現(xiàn)出接力切換技術(shù)的先進(jìn)性和實(shí)用性。最后，預(yù)示著接力切換技術(shù)的發(fā)展前景和應(yīng)用將非常廣泛。
關(guān)鍵詞：接力切換 軟切換 硬切換 智能天線
上行同步
引 言
切換過(guò)程是無(wú)線資源管理功能中的重要一部分。用戶(hù)終端在最初的小區(qū)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接之后，由于各種原因有可能離開(kāi)這個(gè)小區(qū)的服務(wù)范圍而切換到另外一個(gè)小區(qū)。傳統(tǒng)的軟切換和硬切換都是在不知道UE準(zhǔn)確位置的情況下進(jìn)行的，存在掉話率較高、切換成功率較低的特點(diǎn)。而接力切換技術(shù)正好是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。接力切換：當(dāng)用戶(hù)終端從一個(gè)小區(qū)或扇區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)或扇區(qū)時(shí)，利用智能天線和上行同步等技術(shù)對(duì)UE的方位和距離進(jìn)行定位，根據(jù)UE方位和距離信息作為切換的輔助信息，如果UE進(jìn)入切換區(qū)，則RNC通知另一基站做好切換的準(zhǔn)備，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。
1. 接力切換技術(shù)的概述:
接力切換(Baton Handover)是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。其設(shè)計(jì)思想是利用智能天線和上行同步等技術(shù)，在對(duì)UE的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)UE方位和距離信息作為輔助信息來(lái)判斷目前UE是否移動(dòng)到了可進(jìn)行切換的相鄰基站的臨近區(qū)域。如果UE進(jìn)入切換區(qū)，則RNC通知該基站做好切換的準(zhǔn)備，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。這個(gè)過(guò)程就象是田徑比賽中的接力賽跑傳遞接力棒一樣，因而我們形象地稱(chēng)之為接力切換。接力切換通過(guò)與智能天線和上行同步等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，巧妙地將軟切換的高成功率和硬切換的高信道利用率綜合起來(lái)，是一種具有較好系統(tǒng)性能優(yōu)化的切換方法。
2.接力切換的技術(shù)基礎(chǔ):
實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)確獲得UE的位置信息，包括UE的信號(hào)到達(dá)方向DOA，和UE與基站之間的距離。在TD-SCDMA 系統(tǒng)中，由于采用了智能天線和上行同步技術(shù)，因此，系統(tǒng)可以較為容易獲得UE的位置信息。具體過(guò)程是：
（1）利用智能天線和基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以使天線陣根據(jù)每個(gè)UE的DOA為其進(jìn)行自適應(yīng)的波束賦形。對(duì)每個(gè)UE來(lái)講，好象始終都有一個(gè)高增益的天線在自動(dòng)地跟蹤它�；靖鶕�(jù)智能天線的計(jì)算結(jié)果就能夠確定UE 的DOA，從而獲得UE的方向信息；
（2）在TD-SCDMA系統(tǒng)中，有一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于上行同步的時(shí)隙UpPTS。利用上行同步技術(shù)，系統(tǒng)可以獲得UE信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間偏移，進(jìn)而可以計(jì)算得到UE與基站之間的距離。
（3）在（1）和（2）之后，系統(tǒng)就可準(zhǔn)確獲得了UE
的位置信息。
因此，上行同步、智能天線和數(shù)字信號(hào)處理等先進(jìn)技術(shù)，是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接力切換的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。
3.接力切換的過(guò)程描述:
接力切換分三個(gè)過(guò)程，即測(cè)量過(guò)程、判決過(guò)程和執(zhí)行過(guò)程。
（1）接力切換中的測(cè)量過(guò)程
在UE和基站通信過(guò)程中，UE需要對(duì)本小區(qū)基站和相鄰小區(qū)基站的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。UE的測(cè)量可以是周期性地進(jìn)行，也可以由事件觸發(fā)進(jìn)行測(cè)量，還可以是由RNC指定所執(zhí)行的測(cè)量。由于接力切換在與目標(biāo)基站建立通信的同時(shí)要斷開(kāi)與原基站的連接，因此，接力切換的判決相對(duì)于軟切換來(lái)說(shuō)要求較嚴(yán)格。也就是說(shuō)，在滿足正常通信質(zhì)量的情況下，要盡可能降低系統(tǒng)的切換率。因此，基于這一考慮，接力切換的測(cè)量與其它兩種切換的測(cè)量應(yīng)該有所不同，如測(cè)量的范圍和對(duì)象較少，進(jìn)行切換申請(qǐng)的目標(biāo)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度滯后較大等。
首先，接力切換主要是根據(jù)當(dāng)前小區(qū)能否滿足移動(dòng)臺(tái)的通信要求。因此，對(duì)當(dāng)前小區(qū)的內(nèi)部測(cè)量和質(zhì)量測(cè)量特別重要，而對(duì)鄰小區(qū)的測(cè)量結(jié)果報(bào)告相對(duì)稍低一些。UE測(cè)量報(bào)告的門(mén)限值設(shè)置基本上是以滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量為基準(zhǔn)，并有一定的滯后。當(dāng)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度在一段時(shí)間T1內(nèi)持續(xù)低于某一個(gè)門(mén)限值T_DROP時(shí)，UE向RNC發(fā)送由接收信號(hào)強(qiáng)度下降事件觸發(fā)的測(cè)量報(bào)告，從而可啟動(dòng)系統(tǒng)的接力切換測(cè)量過(guò)程。因?yàn)?span lang="EN-US">TD-SCDMA采用TDD方式，上下行工作頻率相同，其環(huán)境參數(shù)可互為估計(jì)，這是優(yōu)于FDD的一大特點(diǎn)，在接力切換測(cè)量中可以得到充分利用。如果NodeB的測(cè)量處于基準(zhǔn)值，則可發(fā)送報(bào)告請(qǐng)求切換，這樣可以防止UE的測(cè)量報(bào)告處理不當(dāng)或延遲較大而造成掉話。
接力切換測(cè)量開(kāi)始后，當(dāng)前服務(wù)小區(qū)不斷地檢測(cè)UE的位置信息，并將它發(fā)送到RNC。RNC可以根據(jù)這些測(cè)量信息分析判斷UE可能進(jìn)入哪些相鄰小區(qū)，即確定哪些相鄰小區(qū)最有可能成為UE切換的目標(biāo)小區(qū)，并作為切換候選小區(qū)。在確定了候選小區(qū)后，RNC通知UE對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)量，把測(cè)量結(jié)果報(bào)告給RNC。RNC根據(jù)確定的切換算法判斷是否進(jìn)行切換。如果判決應(yīng)該進(jìn)行切換，則RNC可根據(jù)UE對(duì)候選小區(qū)的測(cè)量結(jié)果確定切換的目標(biāo)小區(qū)，然后系統(tǒng)向UE發(fā)送切換指令，開(kāi)始實(shí)行切換過(guò)程。
（2）接力切換的判決過(guò)程
接力切換的判決過(guò)程是根據(jù)各種測(cè)量信息和并綜合系統(tǒng)信息，依據(jù)一定的準(zhǔn)則和算法，來(lái)判決UE是否應(yīng)當(dāng)切換和如何進(jìn)行切換的。UE或Node
B測(cè)量報(bào)告觸發(fā)一個(gè)測(cè)量報(bào)告到RNC，切換模塊對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。首先處理當(dāng)前小區(qū)的測(cè)量結(jié)果，如果其服務(wù)質(zhì)量還足夠好，則判決不對(duì)其它監(jiān)測(cè)小區(qū)的測(cè)量報(bào)告進(jìn)行處理。如果服務(wù)質(zhì)量介于業(yè)務(wù)需求門(mén)限和質(zhì)量好門(mén)限之間，則激活切換算法對(duì)所有的測(cè)量報(bào)告進(jìn)行整體評(píng)估。如果評(píng)估結(jié)果表明，監(jiān)測(cè)小區(qū)中存在比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)信號(hào)更好的小區(qū)，則判決進(jìn)行切換；如果當(dāng)前小區(qū)的服務(wù)質(zhì)量已低于業(yè)務(wù)需求門(mén)限，則立即對(duì)監(jiān)測(cè)小區(qū)進(jìn)行評(píng)估，選擇最強(qiáng)的小區(qū)進(jìn)行切換。一旦判決切換，則RNC立即執(zhí)行接納控制算法，判斷目標(biāo)基站是否可以接受該切換申請(qǐng)。如果允許接入，則RNC通知目標(biāo)小區(qū)對(duì)UE進(jìn)行掃描，確定信號(hào)最強(qiáng)的方向，做好建立信道的準(zhǔn)備并反饋給RNC。RNC還要通過(guò)原基站通知UE無(wú)線資源重配置的信息，并通知UE 向目標(biāo)基站發(fā)SYNC-UL,取得上行同步的相關(guān)信息。之后，RNC發(fā)信令給原基站拆除信道，同時(shí)與目標(biāo)小區(qū)建立通信。
（3）接力切換中的執(zhí)行過(guò)程
接力切換的執(zhí)行過(guò)程，就是當(dāng)系統(tǒng)收到UE發(fā)出的切換申請(qǐng)，并且通過(guò)算法模塊的分析判決已經(jīng)同意UE可以進(jìn)行切換的時(shí)候（滿足切換條件），執(zhí)行將通信鏈路由當(dāng)前服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)的過(guò)程。由于當(dāng)前服務(wù)小區(qū)已經(jīng)檢測(cè)到了UE的位置信息，因此，當(dāng)前服務(wù)小區(qū)可以將UE的位置信息及其它相關(guān)信息傳送到RNC。RNC再將這些信息傳送給目標(biāo)小區(qū)，目標(biāo)小區(qū)根據(jù)得到的信息對(duì)UE進(jìn)行精確的定位和波束賦形。UE在與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)保持業(yè)務(wù)信道連接的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的廣播信道或前向接入信道通知UE目標(biāo)小區(qū)的相關(guān)系統(tǒng)信息（同步信息、目標(biāo)小區(qū)使用的擾碼、傳輸時(shí)間和幀偏移等等），這樣就可以使UE在接入目標(biāo)小區(qū)時(shí)，能夠縮短上行同步的過(guò)程（這也意味著切換所需要的執(zhí)行時(shí)間較短）。當(dāng)UE的切換準(zhǔn)備就緒時(shí)，由RNC通過(guò)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)向UE發(fā)送切換命令。UE在收到切換命令之后開(kāi)始執(zhí)行切換過(guò)程，即釋放與原小區(qū)的鏈路連接。UE根據(jù)已得到的目標(biāo)小區(qū)的相應(yīng)信息，接入目標(biāo)小區(qū)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)側(cè)則釋放原有鏈路。
4.接力切換的特點(diǎn):
接力切換是介于硬切換和軟切換之間的一種新的切換方法。與軟切換相比，兩者都具有較高的切換成功率、較低的掉話率以及較小的上行干擾等優(yōu)點(diǎn)。它們的不同之處在于接力切換并不需要同時(shí)有多個(gè)基站為一個(gè)移動(dòng)臺(tái)提供服務(wù)，因而克服了軟切換需要占用的信道資源較多，信令復(fù)雜導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷加重，以及增加下行鏈路干擾等缺點(diǎn)。與硬切換相比，兩者都具有較高的資源利用率，較為簡(jiǎn)單的算法，以及系統(tǒng)相對(duì)較輕的信令負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。不同之處在于接力切換斷開(kāi)原基站和與目標(biāo)基站建立通信鏈路幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，因而克服了傳統(tǒng)硬切換掉話率較高、切換成功率較低的缺點(diǎn)。接力切換的突出優(yōu)點(diǎn)是切換高成功率和信道高利用率。
從測(cè)量過(guò)程來(lái)看，傳統(tǒng)的軟切換和硬切換都是在不知道UE準(zhǔn)確位置的情況下進(jìn)行的，因此需要對(duì)所有鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)給定的切換算法和準(zhǔn)則進(jìn)行切換判決和目標(biāo)小區(qū)的選擇。而接力切換是在精確知道UE的位置下進(jìn)行切換測(cè)量的。因此，一般情況下它沒(méi)有必要對(duì)所有鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，而只需對(duì)與UE移動(dòng)方向一致的靠近UE一側(cè)少數(shù)幾個(gè)小區(qū)進(jìn)行測(cè)量。然后根據(jù)給定的切換算法和準(zhǔn)則進(jìn)行切換判決和目標(biāo)小區(qū)的選擇，就可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的越區(qū)切這樣，UE所需要的切換測(cè)量時(shí)間減少，測(cè)量工作量減少，切換時(shí)延也就相應(yīng)的減少，所以切換掉話率隨之下降。另外，由于需要監(jiān)測(cè)的相鄰小區(qū)數(shù)目減少，因而也相應(yīng)地減少了UE、NODEB和RNC之間的信令交互，縮短了UE測(cè)量的時(shí)間，減輕了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，進(jìn)而使系統(tǒng)性能得到優(yōu)化。
結(jié) 語(yǔ)
中國(guó)政府已決定并全力支持TD-SCDMA作為中國(guó)3G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面商用。今年4月份中國(guó)電信已在全國(guó)8個(gè)重要城市進(jìn)行了第一次3G標(biāo)準(zhǔn)商用測(cè)試，7月份將進(jìn)行第二次商用測(cè)試。從目前的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果看來(lái)，總體效果比較理想。同時(shí)目前WiMAX與TD-SCDMA聯(lián)合組網(wǎng)中接力切換的研究�？上攵恿η袚Q技術(shù)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。
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1、接力切換前有預(yù)同步過(guò)程，通過(guò)預(yù)同步可以知道服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū)的同步時(shí)間差；
2、接力切換不存在上下行同時(shí)占用兩個(gè)或多個(gè)小區(qū)的情況，在切換過(guò)程中一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)上行和下行分別位于兩個(gè)小區(qū)，從而系統(tǒng)資源使用效率高；
3、不需要在新小區(qū)中發(fā)起隨機(jī)接入，可以直接傳輸業(yè)務(wù)；
4、由于不存在上下行同時(shí)從原小區(qū)轉(zhuǎn)到目標(biāo)小區(qū)的過(guò)程，所以切換成功率較高
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