【正文】 般90至100dBm)，那么比此信號(hào)強(qiáng)度強(qiáng)一點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度就可作為啟動(dòng)切換的門(mén)限。切換的成功率的高低現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商考核網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，也是運(yùn)營(yíng)商提高市場(chǎng)占有率的關(guān)鍵因素。本章主要介紹了本文選題目的背景、目的和意義，介紹了國(guó)內(nèi)外通信發(fā)展的現(xiàn)狀和2G/3G互操作切換的研究現(xiàn)狀，明確了本文研究的主要內(nèi)容。Y．B．Lin,Nidi等學(xué)者在排隊(duì)方案上進(jìn)行了分析，利用小區(qū)之間互有重疊的特點(diǎn)，允許切換呼叫等候一定的時(shí)間，直到可以分配資源，該方案對(duì)寬帶實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的切換不能很好適應(yīng)。在把信號(hào)強(qiáng)度作為切換判決條件的論文中分為三種：有門(mén)限的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度方法 Ylianttila,M.。異種網(wǎng)絡(luò)間的切換算法思想與同種網(wǎng)絡(luò)間切換算法思想大致相同，主要是通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè)具體參數(shù)設(shè)置閾值來(lái)進(jìn)行切換觸發(fā)。第一種方案：無(wú)需升級(jí)2G網(wǎng)絡(luò)即可完成，但是在用戶返回3G覆蓋區(qū)域時(shí)，重選3G網(wǎng)絡(luò)的遲滯時(shí)間長(zhǎng)，最短為6分鐘；第三種案可以加強(qiáng)3G網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋，提高終端用戶的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，但是如果允許2G到3G的切換，會(huì)增大新建3G核心網(wǎng)的信令負(fù)荷，也有可能由于不必要的頻繁切換影響業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研究狀況移動(dòng)終端在原始的小區(qū)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接之后，有可能離開(kāi)這個(gè)小區(qū)的服務(wù)區(qū)范圍, 為了保證移動(dòng)用戶通信的連續(xù)性或者基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和信道資源等原因，將用戶從當(dāng)前的通信鏈路到其他小區(qū),系統(tǒng)的切換過(guò)程就是將用戶終端的連接切換到其他小區(qū)，從而使得通信服務(wù)不中斷。TDSCDMA第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)是信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院（現(xiàn)大唐電信集團(tuán)）在國(guó)家主管部門(mén)的支持下，經(jīng)過(guò)多年的研究，提出的具有一定特色的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。從網(wǎng)絡(luò)使用效率最大化出發(fā)，當(dāng)移動(dòng)終端在不適合的服務(wù)小區(qū)進(jìn)行通信時(shí)，不僅影響自身的通信質(zhì)量，也將會(huì)增加全網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，甚至?xí)蓴_其他移動(dòng)終端。顧雄，蔡麗金顧雄，蔡麗金在前人的基礎(chǔ)上對(duì)異類系統(tǒng)切換策略進(jìn)行了補(bǔ)充，并提出了互操作參數(shù)優(yōu)化方法。程遠(yuǎn)征（2008）程遠(yuǎn)征（2008）對(duì)基于位置的3G和WiFi網(wǎng)絡(luò)切換算法做了更多具體的研究，提出一種算法能同時(shí)適用于同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的切換方法,以終端位置、速度、方向角信息為主,接收信號(hào)強(qiáng)度R S S值為輔選擇切換參數(shù)。MunozRodriguez,D.。這些信息很難預(yù)測(cè)，計(jì)算量大，難于實(shí)現(xiàn)。第三章：對(duì)2G/3G網(wǎng)絡(luò)互操作理論和算法的研究作出了詳細(xì)的介紹，闡述了2G/3G互操作、系統(tǒng)間小區(qū)重選、系統(tǒng)間切換策略和系統(tǒng)間相互切換的流程，最后根據(jù)系統(tǒng)間切換的流程提出了一種基于事件的TD_SCDMA/GSM切換算法和該算法的進(jìn)一步優(yōu)化。導(dǎo)頻信號(hào)是每個(gè)基站連續(xù)發(fā)射的未經(jīng)調(diào)制的、直接序列擴(kuò)頻的信號(hào)，它主要用于使所有在基站覆蓋區(qū)中工作的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行同步。在決定切換時(shí)，要保證檢測(cè)到的信號(hào)電平值的下降是由于移動(dòng)臺(tái)正在離開(kāi)當(dāng)前服務(wù)的基站，而不是瞬間的下降。雖然軟切換較硬切換相比有諸多優(yōu)點(diǎn)，但它占用了額外的網(wǎng)絡(luò)資源、操作復(fù)雜并且增加了下行鏈路的干擾。（1）網(wǎng)絡(luò)控制切換（NCHO）網(wǎng)絡(luò)控制切換是通過(guò)通信端口監(jiān)視信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)周期地測(cè)量上行鏈路的功率，當(dāng)信號(hào)電平降到一定的切換門(mén)限以下時(shí)，網(wǎng)絡(luò)就安排切換到新的通信端口。對(duì)DECT而言，完成一次切換所需要的時(shí)間大約為100毫秒。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于：移動(dòng)臺(tái)與當(dāng)前基站的通信鏈路已建立，因而，有關(guān)切換信令的發(fā)送可以在當(dāng)前信道上進(jìn)行，不需要為此而建立新的通信鏈路。水平切換：在多層網(wǎng)絡(luò)中，在相同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路徑改變稱為水平切換。切換的過(guò)程中，UE會(huì)按照網(wǎng)側(cè)的要求上報(bào)測(cè)量報(bào)告，測(cè)量報(bào)告對(duì)切換意義重大，測(cè)量報(bào)告上報(bào)要及時(shí)、準(zhǔn)確測(cè)量才能更好的完成切換。4)功率估計(jì)切換如果PBGT(n) 0，并且PBGT(n) HOMargin(n)，則要觸發(fā)功率估計(jì)切換。如果沒(méi)有找到可供切換的小區(qū)，且在BSC或MSC中支持呼叫排隊(duì)，則讓切換請(qǐng)求在目標(biāo)小區(qū)等待排隊(duì)，排隊(duì)處理的切換請(qǐng)求要比一般的呼叫請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)高。這樣支持TDSCDMA和GSM的雙模終端成為市場(chǎng)的首選，它可以將GSM網(wǎng)絡(luò)與TDSCDMA結(jié)合起來(lái)，既能為用戶提供高質(zhì)量多業(yè)務(wù)的三代服務(wù)，又可以彌補(bǔ)建網(wǎng)初期網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全面的問(wèn)題，是2G系統(tǒng)向3G系統(tǒng)平滑過(guò)渡的橋梁，將加速TDSCDMA商用化的步伐。對(duì)已經(jīng)駐留到GSM小區(qū)的雙模終端，一旦檢測(cè)到有TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)蓋，就要發(fā)起從GSM網(wǎng)絡(luò)到TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重選。有業(yè)務(wù)UE應(yīng)處于CELL_DCH或者CELL_FACH狀態(tài)；如果UE上沒(méi)有業(yè)務(wù)進(jìn)行，但UE上將可能性比較大要有業(yè)務(wù)發(fā)生的， UE可以長(zhǎng)時(shí)間處在CELL_PCH或者URA_PCH狀態(tài)。3G建網(wǎng)初期，可以利用2G網(wǎng)絡(luò)拓展業(yè)務(wù)覆蓋，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性；建網(wǎng)后期，利用2G網(wǎng)絡(luò)吸收容量，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；由于PS切換采用不同于CS域切換的小區(qū)重選技術(shù)，支持2G→3G PS切換，只需2G BSS打補(bǔ)丁，對(duì)鄰區(qū)信息和小區(qū)重選信息進(jìn)行廣播，3G終端從2G網(wǎng)絡(luò)漫游到3G網(wǎng)絡(luò)邊緣的時(shí)候，依據(jù)小區(qū)重選規(guī)則以及相關(guān)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，主動(dòng)發(fā)起小區(qū)重選、RA（Routing Area路由區(qū)域）更新和業(yè)務(wù)在3G網(wǎng)絡(luò)的重新發(fā)起過(guò)程。在切換判決階段，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測(cè)量報(bào)告做出是否進(jìn)行切換的判斷。CS域切換算法采用TD向GSM切換的算法，而PS域切換的算法采用TD向GSM系統(tǒng)間小區(qū)重選流程，在面向連接的算法開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇。CS業(yè)務(wù)的切換準(zhǔn)備時(shí)間的最小取值為：320ms＋480ms＋320ms＋1080ms＝2200ms。Trelocation是CS域業(yè)務(wù)切換的關(guān)鍵過(guò)程，該過(guò)程主要在核心網(wǎng)和接入網(wǎng)進(jìn)行消息交互，因此所需時(shí)間比較固定，在RNC側(cè)觀察值大約1080ms左右（統(tǒng)計(jì)多次CS域2/3G切換從發(fā)出RELOCATION_REQUIRED信令消息到收到RELOCATION_COMMAND信令消息之間的時(shí)間差，并計(jì)算平均統(tǒng)計(jì)值）。在公式①和②同時(shí)滿足的條件下；持續(xù)的時(shí)間至少高于“事件延遲時(shí)間（Ttime_to_trigger）”，UE才會(huì)上報(bào)3A測(cè)量事件，觸發(fā)TD到GSM系統(tǒng)間的切換。顯然通過(guò)控制Ssearch_rat可以控制何時(shí)進(jìn)行異系統(tǒng)小區(qū)重選的測(cè)試。如果要支持2G→3G CS切換，必須對(duì)2GBSS/MSC進(jìn)行升級(jí)（現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大多數(shù)已升級(jí)到R99版本）。當(dāng)PLMN選定之后，就要開(kāi)始小區(qū)選擇，目標(biāo)是在這個(gè)PLMN中選取最好的小區(qū)。注釋：NSS系統(tǒng)，它包括有移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）和移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）；BSS系統(tǒng)，它包括有基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS） 。第3章 23G網(wǎng)絡(luò)互操作切換和算法的研究由于中國(guó)移動(dòng)通信第二代系統(tǒng)以GSM為主，覆蓋廣泛，系統(tǒng)穩(wěn)定，且現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)明顯。MSC根據(jù)目標(biāo)小區(qū)指定法或者正常的測(cè)量比較后給出目標(biāo)小區(qū)，指明切換原因，并將這些信息放在HANDOVERCOMMAND中發(fā)送給原服務(wù)小區(qū)所屬的BSC。在服務(wù)小區(qū)內(nèi)手機(jī)的最大允許發(fā)射功率移動(dòng)； MS_TXPWR_MAX(n):具體的過(guò)程如21所示。在多層網(wǎng)絡(luò)中垂直切換與水平切換：垂直切換：在不同網(wǎng)絡(luò)之間的路徑改變稱為垂直切換。從系統(tǒng)角度出發(fā)，分散控制能夠獲得較佳的性能。對(duì)不同基站RSSI和空閑信道C/I（C:載波功率，I:干擾總功率；C/I稱為載干比）的測(cè)量在移動(dòng)臺(tái)處進(jìn)行。當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)做控制時(shí)，可以由無(wú)線接入網(wǎng)(Radil Aandom Net )來(lái)控制，也可由核心網(wǎng)(Center Net)來(lái)控制。它在兩個(gè)基站覆蓋區(qū)的交界處起到了業(yè)務(wù)信道的分集作用。為了適應(yīng)和滿足要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須指定一個(gè)最恰當(dāng)?shù)膯?dòng)切換的信號(hào)強(qiáng)度。切換（handoff）也稱自動(dòng)鏈路轉(zhuǎn)移（ALT），是改善和提高移動(dòng)通信可靠性和安全性的關(guān)鍵技術(shù)。 本文的組織結(jié)構(gòu)本文內(nèi)容安排如下：第一章：緒論。，在假設(shè)CDMA小區(qū)容量不變的情況下，提出了一個(gè)低速流在軟切換過(guò)程中預(yù)留固定數(shù)量資源的方案，減少了軟切換的失敗。在大多數(shù)移動(dòng)話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中都使用從服務(wù)連接點(diǎn)和鄰近連接點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度RSS(received signal strength)作為切換算法的判定指標(biāo)。同種網(wǎng)絡(luò)間切換算法包含：基于目標(biāo)小區(qū)上行干擾的軟切換算法、基于目標(biāo)小區(qū)上行干擾的軟切換算法、基于移動(dòng)環(huán)境的切換控制算法、基于無(wú)線資源最優(yōu)的平衡式切換控制算法和基于UE移動(dòng)方向判決的軟切換控制算法等。（3）方案三：3G與2G網(wǎng)絡(luò)完全雙向重選和切換。與GSM的900、1800MHz雙頻間的互操作不同，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，TD和GSM系統(tǒng)間的互操作關(guān)注的是業(yè)務(wù)的連續(xù)性，體現(xiàn)3G的業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期又要依賴GSM來(lái)作為覆蓋的補(bǔ)充，所以互操作原則體現(xiàn)到具體的業(yè)務(wù)上，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)可以采取不同的策略。這是我國(guó)通信史上第一個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)，在通信發(fā)展史上具有里程碑的意義，并將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，是整個(gè)中國(guó)通信業(yè)的重大突破。移動(dòng)設(shè)備應(yīng)當(dāng)使用網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)化的通信鏈路和對(duì)應(yīng)的基站建立連接。他們提出空閑模式下的網(wǎng)絡(luò)互操作者主要是雙模用戶終端UE如何進(jìn)行PLMN定位和重定位、小區(qū)選擇和重選、以及位置登記；連接狀態(tài)主要是指雙模UE的3G向2G單向的CS切換和雙向的PS切換；支持3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先原則；空閑模式下歷史最多的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先原則；手機(jī)駐留在信號(hào)強(qiáng)度最大的小區(qū)的策略；UE總是選擇登錄在信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的小區(qū)等。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特性,3 G及W i F i小區(qū)覆蓋范圍等區(qū)分切換模式,設(shè)置可變?nèi)虢?、出界距離,發(fā)起切換判決流程,有效的限制乒乓效應(yīng)同時(shí)減少切換失敗概率,并減少了判決時(shí)間及信令負(fù)載。Soto,R:Position location assisted multivalued logic handoff Technology Conference,1999.、有滯后和門(mén)限的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度方法 Markopoulos,A.。從國(guó)外的一些切換算法可見(jiàn):通過(guò)引入更多的參數(shù)能作出更為智能的切換判斷。第四章：在前一章的基礎(chǔ)上，提出基于場(chǎng)景理論和23G網(wǎng)絡(luò)覆蓋切換算法，并詳細(xì)介紹了覆蓋場(chǎng)景理論、場(chǎng)景覆蓋的算法和2G/3G覆蓋算法，對(duì)不同的場(chǎng)景進(jìn)行CS和PS域切換算法的研究，以及不同場(chǎng)景下的算法參數(shù)設(shè)置。（2）載波與干擾比（CIR）接收信號(hào)載干比(CIR)。解決此問(wèn)題的方法是基站在準(zhǔn)備切換之前先對(duì)信號(hào)監(jiān)視一段時(shí)間。接力切換：TD_SCDMA提出的新概念，TD－SCDMA系統(tǒng)采用了智能天線以及使用兩個(gè)基站對(duì)終端進(jìn)行定位，具有對(duì)終端精確定位的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)更有效的越區(qū)切換，即所謂的“接力切換”。這種方案主要用于AMPS、TACS和NMT等模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行快速的切換，減小了切換時(shí)延、在兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)之間切換時(shí)初始化簡(jiǎn)單、更具有靈活性。缺點(diǎn)是：若當(dāng)前信道極度惡化，則無(wú)法保證以足夠低的誤碼率來(lái)傳遞信令，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成通信的中斷。例如，WLAN中不同AP之間的切換，GSM中不同基站、交換系統(tǒng)及運(yùn)營(yíng)商間的切換；水平切換通常是當(dāng)移動(dòng)設(shè)備在兩個(gè)或多個(gè)蜂窩覆蓋區(qū)域之間進(jìn)行移動(dòng)時(shí)發(fā)生的。測(cè)量報(bào)告是在專有模式即控制信道DCCH上，它系統(tǒng)實(shí)施切換和功率控制判決的依據(jù)，都是通過(guò)上行SACCH信道上報(bào)到網(wǎng)絡(luò)側(cè)，內(nèi)容包含上行和下行鏈路，下行鏈路是移動(dòng)臺(tái)在專有模式下，定期地通過(guò)上行的SACCH信道向BTS上報(bào)，內(nèi)容包括服務(wù)小區(qū)的接收電平、信號(hào)質(zhì)量、TA(MS與BTS之間的距離)、功率控制、是否使用DTX(不連續(xù)發(fā)送)，以及鄰小區(qū)有關(guān)接收性能的測(cè)量結(jié)果,同時(shí)移動(dòng)臺(tái)還要對(duì)系統(tǒng)所定義的切換鄰小區(qū)進(jìn)行預(yù)同步，獲取BCCH頻點(diǎn)和BSIC，并測(cè)量它們的接收電平，把接收電平最強(qiáng)的6個(gè)鄰小區(qū)的信息上報(bào)。在這里PBGT(n) = RXLEV_NCELL(n) (RXLEV_DL + bsTxPwrMax bsCurrentTxPwrMax) + Min( MS_TXPWR_MAX, P) Min(MS_TXPWR_MAX(n), P ) HO_MARGIN(n)其中，PBGT(n)是服務(wù)小區(qū)與某鄰小區(qū)的電平差；RXLEV_DL:如果不采用目標(biāo)小區(qū)指定法，基站子系統(tǒng)需決定出預(yù)存儲(chǔ)鄰小區(qū)列表中的兩個(gè)小區(qū)是否均適合作為切換小區(qū)(滿足式 ()和式 ())，將合格的小區(qū)放入切換鄰小區(qū)表中，并根據(jù)PBGT值的大小排列先后順序作為候選鄰區(qū)表。針對(duì)2G和3G的互操作問(wèn)題，3GPP協(xié)議對(duì)系統(tǒng)間互操作在測(cè)量機(jī)制、測(cè)量要求、重選/切換流程等方面進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定，但具體的系統(tǒng)間切換算法與無(wú)線資源管理策略則未做相關(guān)定義，成為各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備廠商重點(diǎn)解決的問(wèn)題。定義鄰區(qū)表異系統(tǒng)鄰區(qū)列表的設(shè)置一方面要避免鄰區(qū)漏配而造成掉話，另一方面也要防止鄰區(qū)配置過(guò)多而引起的切換時(shí)延過(guò)長(zhǎng)。如果沒(méi)有過(guò)業(yè)務(wù)，UE有業(yè)務(wù)發(fā)生的概率比較小，則處在IDLE狀態(tài)。如果支持小區(qū)重選的2G到3G漫游的打補(bǔ)丁風(fēng)險(xiǎn)和困難可以克服，支持2G→3G PS切換也就不存在很大障礙。在切換執(zhí)行階段，UE 和網(wǎng)絡(luò)走信令流程，并根據(jù)信令做出相應(yīng)動(dòng)作。TDSCDMA向GSM小區(qū)重選項(xiàng)的算法流程如圖31所示：R準(zhǔn)則排序，基于TD小區(qū)的PCCPCH RSCPRs = PCCPCH RSCP + Qhyst1Rn = PCCPCH RSCP (n) – Qoffset1,ntruefalseUE啟動(dòng)GSM小區(qū)測(cè)量，如果PCCPCH RSCP QrelevMin + Ssearch_ratR準(zhǔn)則排序，基于所有小區(qū)的PCCPCH RSCP(TD)和RSSI（GSM）Rs = PCCPCH RSCP + Qhyst1Rn = Rxlev(n) Qoffset1,n小區(qū)重選到GSM小區(qū)重選到R值最高的TD的小區(qū)Rn(GSM) Rs (TD)和Rxlev(GSM) QrvlevMin在Treselection時(shí)間內(nèi) 基于2D+3C事件的TD向GSM切換算法本算法是基于門(mén)限的切換算法，也屬于硬切換算法，算法的流程與基于3A事件的TD向GSM切換算法流程類似。PS業(yè)務(wù)的切換準(zhǔn)備時(shí)間的最小取值為：320ms＋480ms＋320ms＝1120ms。經(jīng)過(guò)在RNC側(cè)觀察（通過(guò)觀