【文章內(nèi)容簡介】 WCDMA 的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展如圖 12 所示： 圖 12 WCDMA 的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展 第二章 WCDMA 中的軟切換 切換的定義和意義 手機(jī)（ UE）在開機(jī)后有五中狀態(tài)，再加上關(guān)機(jī)狀態(tài)就有六種模式了，當(dāng) UE 處于 CELL_DCH 時(shí)，小區(qū)的表更才叫切換，由 RNC 發(fā)起，切換就是將用戶的連接的連接從一個(gè)無線鏈路轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無線鏈路。切換的目的是處理由于移動(dòng)而造成的越區(qū)、負(fù)載調(diào)整或其它原因使得需要引起無線鏈路改變。 切換的分類 切換分成軟切換、硬切換和接力切換。軟切換是先連接后斷開；硬切換是先斷開后連接；接力切換介于兩者之間。 軟切換進(jìn)一步可分成更軟切換和一般軟切換。 硬切換進(jìn)一步可分成同頻硬切換、異頻硬切換和系統(tǒng)間切換。 硬切換 硬切換是當(dāng)無線鏈路發(fā)生變化時(shí)， UE釋放原來的無線鏈路，再建立新的無線鏈路。硬切換是采用先斷后連的方法，這樣就會(huì)造成通信的短時(shí)中斷。 硬切換又分成同頻硬切換、異頻硬切換和系統(tǒng)間切換。 硬切換是在不同頻率的基站或覆蓋小區(qū)之間的切換。這樣切換的過程是移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）先暫時(shí)斷開通話，在與原基站聯(lián)系的信道 上，傳送切換的信令，移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)向新的頻率調(diào)譜，與新的基站接上聯(lián)系，建立新的信道，從而完成切換的過程。簡單來說就是“先斷開、后切換”，切換的過程中約有 1/5 秒的時(shí)間的短暫中斷，這是硬切換的特點(diǎn)。在 FDMA 和 TDMA 系統(tǒng)中，所有的切換都是硬切換。當(dāng)切換發(fā)生時(shí)，手機(jī)總是先釋放原基站的信道，然后才能獲得新基站分配的信道，是一個(gè)“釋放 建立”的過程，切換過程發(fā)生在兩個(gè)基站過度區(qū)域或扇區(qū)之間，兩個(gè)基站或扇區(qū)是一種競爭的關(guān)系。如果在一定區(qū)域里兩基站信號(hào)強(qiáng)度劇烈變化，手機(jī)就會(huì)在兩個(gè)基站間來回切換，產(chǎn)生所謂的“兵乓效應(yīng)”。 這樣一方面給交換系統(tǒng)增加了負(fù)擔(dān)。另一方面也增加掉話的可能性。 現(xiàn)在我們廣泛使用的“全球通（ GSM）”系統(tǒng)就是采用這種硬切換的方式。因?yàn)樵竞鸵苿?dòng)到的新基站的電波頻率不同，移動(dòng)臺(tái)在與原基站的聯(lián)系信道切換后。往往不能馬上建立新基站的新信道，這時(shí)就出現(xiàn)一個(gè)短暫的通話中斷時(shí)間。在“全球通”系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)間大約是 200 毫秒，它對(duì)通話質(zhì)量有點(diǎn)影響。 接力切換 接力切換是 TDSCDMA 獨(dú)有的一項(xiàng)技術(shù)，它利用精確的定位技術(shù)，在對(duì)移動(dòng)臺(tái)的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)方位和距離作為輔助信息，來判斷移動(dòng)臺(tái)是 否移動(dòng)到了可進(jìn)行切換的相鄰基站臨近區(qū)域。如果移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入這個(gè)切換區(qū)，則 RNC 通知該基站做好切換的準(zhǔn)備，從而實(shí)現(xiàn)快速、可靠和高效切換。這樣既節(jié)省信道資源、簡化信令、減少系統(tǒng)負(fù)荷、也適應(yīng)不同效率小區(qū)之間的切換。 實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)備獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息，包括移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)到達(dá)方向（ DOA）以及移動(dòng)臺(tái)與基站的距離。在 TDSCDMA 系統(tǒng)中，由于采用了智能天線和上行同步技術(shù)，系統(tǒng)較容易獲得移動(dòng)臺(tái)的 DOA，從而獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息。具體過程是： （ 1） 利用智能天線和基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以使天線根據(jù)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的 DOA 為其進(jìn)行自適應(yīng)的波形賦行。對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)來講，仿佛始終都有一個(gè)高增益的天線在自動(dòng)跟蹤它，基站根據(jù)智能天線的計(jì)算結(jié)果就能確定移動(dòng)臺(tái)的DOA，從而獲得移動(dòng)臺(tái)的方向信息。 （ 2） 利用上行同步技術(shù)，系統(tǒng)可以獲得移動(dòng)臺(tái)信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間偏移，進(jìn)行計(jì)算得到移動(dòng)臺(tái)與基站之間的距離。 （ 3） 經(jīng)過前兩步之后，系統(tǒng)就可準(zhǔn)確獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息。 因此，上行同步、智能天線和數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，是 TDSCDMA 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)。 接力切換執(zhí)行過程： （ 1） 移動(dòng)臺(tái)與 nodeB1 進(jìn)行正常通信。 （ 2） 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要切換并且網(wǎng) 絡(luò)通過對(duì)移動(dòng)臺(tái)對(duì)候選小區(qū)的測(cè)量找到了切換目標(biāo)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送切換命令，移動(dòng)臺(tái)就與目標(biāo)小區(qū)建立上行同步。然后移動(dòng)臺(tái)在與 nodeB1 保持信令和業(yè)務(wù)連接的同時(shí)，與 nodeB1 建立信令連接。 （ 3） 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)與 nodeB2 信令建立之后，移動(dòng)臺(tái)就刪除與 nodeB1 的業(yè)務(wù)連接。 （ 4） 移動(dòng)臺(tái)嘗試建立與 nodeB2 的業(yè)務(wù)連接，這時(shí)移動(dòng)臺(tái)與 nideB1 之間的業(yè)務(wù)和信令連接全部斷開了，而只與 nodeB2 保持了信令和業(yè)務(wù)的連接，切換完成。 軟切換 軟切換是當(dāng)無線鏈路發(fā)生增加或者釋放時(shí)， UE同 UTRAN 始終至少保持一條無線鏈路。 軟切換的優(yōu)點(diǎn)在于： 軟切換過程中通信不中斷，能夠提高切換成功率； 軟切換實(shí)現(xiàn)了選擇合并，提供分集增益，可以加強(qiáng)覆蓋，提高了無線鏈路的性能； 軟切換具有切換性能好、切換失敗不容易掉話的優(yōu)點(diǎn)，有助于提高處于小區(qū)邊沿 UE 通話的質(zhì)量。 但是軟切換只能發(fā)生在切換目標(biāo)小區(qū)和原小區(qū)使用同一頻點(diǎn)的情況，而且處于軟切換狀態(tài)的 UE 和兩個(gè)（幾個(gè)）小區(qū)同時(shí)保持通信，占用過多的系統(tǒng)前向無線資源。 軟切換是同頻之間的切換，軟切換的目標(biāo)小區(qū)與原小區(qū)必須是下列兩種情況之一： 1） 屬于同 RNC； 2） 不同 RNC 但 RNC 之間存在 Iur 接口。 軟切換 分為更軟切換和一般切換，更軟切換和一般切換的區(qū)別在于：前者在NodeB 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)合并，而后者是在 RNC 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)合并。 更管切換 更軟切換是發(fā)生在一個(gè)基站（ Node B）內(nèi)的同一個(gè)頻率內(nèi)的不同小區(qū)間的切換，其合并在 Node B 內(nèi)完成，更軟切換是軟切換的一種特例。更軟切換在上行（下行本來是就最大比合并）實(shí)現(xiàn)了最大比合并（ RAKE 合并），相對(duì)于軟切換具有更大的合并增益和更好的鏈路質(zhì)量，并且更軟切換無須占用額外的 Iub/Iur口傳輸資源。 更軟切換發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致以下情形發(fā)生： UE 改變所在的小區(qū)，但目標(biāo)小區(qū)和原小區(qū)屬于 同一基站； 改變物理信道的分配，如信道碼、擾碼分配等參數(shù)的更改； 無線鏈路合并在 Node B 內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 一般軟切換 1）軟切換發(fā)生在同一 Node B 內(nèi)不同小區(qū)的同頻切換，由于 Node B 實(shí)現(xiàn)以及信令原因，此時(shí)不發(fā)生更軟切換（ Node B 內(nèi)合并），而且發(fā)生軟切換（ RNC內(nèi)合并）。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖同更軟切換是一樣，而實(shí)現(xiàn)機(jī)制是不一樣的。 一般軟切換發(fā)生在 Node B 內(nèi)不同小區(qū)間的同頻切換，這種情況發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致以下情形發(fā)生： UE 改變所在的小區(qū)，但目標(biāo)小區(qū)和原小區(qū)屬于同一基站； 改變物理信道、傳統(tǒng)信道的分配，如 信道碼、擾碼分配等參數(shù)的更改； 無線鏈路合并在 RNC 內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 2） 一般軟切換發(fā)生在同一 RNC 內(nèi)不同 Node B 間的同頻切換，這種情況會(huì)導(dǎo)致以下情形發(fā)生： UE 改變所在的小區(qū)，但目標(biāo)小區(qū)和原小區(qū)屬于不同基站同一個(gè) RNC； 改變物理信道、傳統(tǒng)信道的分配，如信道碼、擾碼分配等參數(shù)的更改； 無線鏈路合并在 RNC 內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 3） 一般軟切換發(fā)生在不同 RNS 內(nèi)不同 Node B 間的同頻切換，這種情況出現(xiàn)以下情形： UE 改變所在的小區(qū)，但目標(biāo)小區(qū)和原小區(qū)屬于不同基站不同 RNC； 改變物理信道、傳統(tǒng)信道的分配，如信道碼、擾碼分配等參數(shù)的 更改； 無線鏈路合并在 RNC 內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 第 3 章 WCDMA 系統(tǒng)的特點(diǎn)、原理及關(guān)鍵技術(shù) WCDMA 系統(tǒng)的特點(diǎn) WCDMA 是寬帶碼分多址（ Wide Code Division Multiple Access）的英文縮寫，是在擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的種新型的無線通信技術(shù)。 WCDMA 無線系統(tǒng)主要具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn) : (1)頻點(diǎn)更寬 WCDMA 采用了 5 MHz 的頻點(diǎn)帶寬，是 cdma20xx 頻點(diǎn)帶寬的 4 倍，因此可以采用高達(dá) Mcps 的碼率，是 cdma20xx 碼率 8 Mcps 的 3 倍以上。這樣WCDMA 就可以提供數(shù)倍于 cdma20xx 的上、下行業(yè)務(wù)速率，這對(duì)提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)非常有幫助。 (2)復(fù)用更充分 復(fù)用更充分來源于以下兩個(gè)方面的要求： 其一 WCDMA 是 3G技術(shù)，因此需要支持多媒體業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)種類自然很多。例如，常用的業(yè)務(wù)就有語音業(yè)務(wù)（ ）、視頻電話業(yè)務(wù)（ CS64）、分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（ PS64/PS128）和高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（ HSPA）等。另外，每個(gè)用戶還可以同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)業(yè)務(wù)，例如，語音業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的組合，需要支持并發(fā)的業(yè)務(wù)。 其二是由 頻點(diǎn)更寬 帶來的。由于 WCDMA 頻點(diǎn)帶寬很大， 充分利用這些帶寬就很關(guān)鍵，需要盡量減少浪費(fèi)。 (3)話音質(zhì)量高 WCDMA 系 統(tǒng) 采 用 了 AMR 語 音 編 碼 技 術(shù) ， 有 八 種 語 音 編 碼 速 率()，可以根據(jù)小區(qū)負(fù)荷自適應(yīng)調(diào)節(jié)編碼速率。有很好的背景噪聲抑制功能。 WCDMA 系統(tǒng)使用 RAKE 分集接收技術(shù)以克服衰落、提高