RG000006 CDMA 1X handoff algorithm

CDMA 系统中切换不仅与网络质量
（通话质量、掉话性能等）有密切关
系，与覆盖、容量、干扰也有复杂的
关系。本文档介绍了 CDMA1X 系统
切换的分类、切换算法以及切换的信
令流程。详细细节请参见相关协议和
相应的技术手册或者指导书。

参考资料参考资料
 《 CDMA1X 切换介绍》
 《 CDMA1X 切换规划指导书 V1.0 》
 《 CDMA 系统工程手册》人民邮电出版社
 《 CDMA1X R02B03 版本硬切换指导书》
 《 CDMA1X BSS 网络规划参数配置指导书》

目标目标
学习完此课程，您将会：
 了解切换的作用和分类
 掌握切换的基本概念－接入切换、导频集
、搜索窗、切换参数、切换过程
 同频切换、异频切换
 切换流程
 切换数据配置

第第 11 章章 CDMA1XCDMA1X 切换的基本概念切换的基本概念
第 2 章 CDMA1X 切换算法简介
第 3 章 CDMA1X 切换信令流程
第 4 章 CDMA1X 切换参数

第第 11 章章 CDMA1XCDMA1X 切换的基本概念切换的基本概念
第 1 节切换的含义和目的
第 2 节切换的分类
第 3 节与切换有关的基本概念

CDMA1XCDMA1X 切换的基本概念切换的基本概念
 当移动台从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范
围，通过切换保持移动台与基站的通信。在 cdma2000 中有
通话切换和空闲切换两个概念。
 通话切换，移动台支持以下三种切换过程：
 软切换
 更软切换
 硬切换
 空闲状态下切换和接入切换
切换的含义切换的含义

 切换的目的：保证移动用户通话的连续性。恰
当的切换算法有利于降低系统掉话率，增加网
络容量。
 接入期间采用切换主要是为了减少主被叫接入
失败，提高接入信道工作的可靠性。
切换的目的切换的目的

 空闲切换
 接入态切换和空闲切换
 硬切换
 先断再接
 软切换
 先接再断，分支来自不同的基站
 更软切换
 先接再断，分支来自相同基站的不同扇区
切换的分类切换的分类
CDMACDMA 系统中，软切换和更软切换都是同频切换系统中，软切换和更软切换都是同频切换

软切换软切换
 软切换由移动台驱动
 移动台不停地搜索可用的导频信号
 移动告诉系统当前能够解调的导频信号
 系统分配扇区资源（最大 6 个分支）
 移动台依次分配 Finger （ Rake 接收机）
 BSC 将来自不同 BTS 的数据帧进行选择合并

更软切换更软切换
 更软切换：与手机同时连接的分支来自同一个基站的不同扇区
 手机并不能区分软切换和更软切换，但更软切换，数据帧的合并是
在 BTS 的一个 CE 中（ Channel Element ），采用最大增益比合并
。
 2-way softer handoff 换需要 1 个 CE ，两个 Walsh 码； 2-way soft
handoff 需要两个 CE ，两个 Walsh 码。 3-way soft-softer handoff ，软
切换、更软切换同时发生。

 不同系统间的切换（ inter-system ）
 不同运营商间的切换（ inter-vendor)
 BSC 间如果没有 A3/A7 接口， BSC 间硬切换
（同频）（ inter-BSC ）
 不同频率之间的切换（ inter-frequency ）
硬切换硬切换

 导频信道： CDMA 系统用于引导接
入和切换的信道，手机在网络中不
间断地测量周围小区的导频信号。
 导频集：导频（不同 PN 偏置）的
集合，它们具有相同的 CDMA 频率
。
切换相关的基本概念切换相关的基本概念

 Pilot Sets include Active, Candidates, Neighbors and Remaining Set.
导频集导频集

 移动台搜索导频时使用 3 种不同的搜索窗口参数（包含在 SPM
中）
 SRCH_WIN_A ，用于搜索激活集和候选集中的导频
 SRCH_WIN_N ，用于搜索相邻集中的导频
 SRCH_WIN_R ，用于搜索剩余集中的导频
 基站对各种导频集合分别设置了相应的搜索窗口 (PN 偏置范围 ) ，
在各个窗口里移动台搜索对应导频集中导频的所有可用多径分量。
搜索窗搜索窗

 System Time: 系统的参考时间，与 GPS 系统
同步，所有的基站使用相同的系统时间。
 Time Reference: 手机的参考时间，与最早达到
的可用多径同步。手机的使用的参考时间，是系
统时间的基础上，偏移了传播延时。
 Pilot Arrival ：导频信号相对于手机时间参考的
达到时间。
 Pilot PN Phase: 经过计算之后的 PN 相位，包
含了 PN 序列偏移和 Pilot Arrival Time ，以 chip
为单位。
其他概念其他概念

问题问题
 假设一个 CDMA 网络的传播环境是：信号到移动台的直接传
播距离为 1km ，而多径信号的传播距离为
5km 。 SRCH_WIN_N 的尺寸应该是多大？

第 1 章 CDMA1X 切换的基本概念
第第 22 章章 CDMA1XCDMA1X 切换算法简介切换算法简介
第 4 章 CDMA1X 切换参数设置

第第 22 章章 CDMA1XCDMA1X 切换算法简介切换算法简介
第 1 节软切换 / 更软切换
第 2 节同频硬切换
第 3 节接入切换
第 4 节异频硬切换

CDMA1XCDMA1X 切换算法简介切换算法简介
软切换软切换 // 更软切换更软切换
相集邻候集选激活集相集邻
T_ADD
T_DROP
时间
1
2 3
4
5
6
7
强度导频静限态门

软切换软切换 // 更软切换更软切换限动态门

同频硬切换同频硬切换
 同频 BSC 之间无 A3/A7 接口，无法实现软切换
 切换前，目标小区信号是干扰
 切换后，源小区信号是干扰
 无法提供分集增益，要慎用

注意：
 软切换是同频之间的切换
 同频之间的切换不都是软切换
如果目标小区与原小区同频，但是：
 属于不同 BSC
 BSC 间没有软切换通路
 目标小区不能提供帧偏置
都要进行硬切换。
软切换软切换 VsVs 同频切换同频切换

T1 Time
BTS2-PN2
channel2
BTS1-PN1
channel1
Access
Entry HO
T2
Page
Response
3
Layer 2
Ack.
4
2
Page
Response

1
Page
Message
Extended Channel
Assignment
Message
5
在手机向原基站回寻呼响应之前，监听到其对应的
寻呼信道丢失，从而在新基站上发寻呼响应消息。
接入态切换－接入进入切换接入态切换－接入进入切换

Original
Message
1 2
Layer 2
Ack.

T1 Time
BTS2-PN2
channel2
BTS1-PN1
channel1
Access
Probe HO
T2
Layer 2
Ack.
43
Original
Message
Extended Channel
Assignment
Message
5
在手机等待原基站对始呼消息的响应期间，监听到其对
应的寻呼信道丢失，从而在新基站上重新发起始呼。
接入态切换－接入试探切换接入态切换－接入试探切换

Original
Message
1
Time
BTS2-PN2
channel2
BTS1-PN1
channel1
T1
Access HO
T2
2
Layer 2
Ack.
3

Extended Channel
Assignment
Message
Extended Channel
Assignment
Message
3
在手机等待原基站指配业务信道期间，监听到对应的寻呼
信道丢失，转向新基站的寻呼信道等待业务信道的指配。
接入态切换－接入切换接入态切换－接入切换

MAHHO 主要包括两个过程：
 在候选频率上搜索到合适的导频，将结果报给基站
 切换到一个新的频率上
•候选频率搜索请求消息 (Candidate Frequency Search Request Message)
•候选频率搜索响应消息 (Candidate Frequency Search Response Message)
•候选频率搜索控制消息 (Candidate Frequency Search Control Message)
•候选频率搜索报告消息 (Candidate Frequency Search Report Message)
•通用切换指示消息 (Universal Handoff Direction Message)
手机辅助硬切换手机辅助硬切换 (MAHHO)(MAHHO)

 触发： PSMM 消息会将测量到的
与激活集具有同频相邻关系的伪导
频的强度进行上报。
 获得硬切换目标：将 PSMM 中所
有伪导频对应的真实导频（同一频
点）做为硬切换宏分集的目标。
 判决：软切换目标激活集导频的
综合强度低于伪导频 T_ADD ，且伪
导频硬切换目标的强度高于伪导频
绝对门限；或者伪导频硬切换目标的
强度与软切换目标激活集导频强度差值
高于伪导频相对门限，触发硬切换
。
伪导频硬切换伪导频硬切换

HANDD
OWN 硬
切换
软切换
 在同一个扇区下配有两个载频，则其中一个可作另一个的
HANDDOWN 目标。
 HANDDOWN 硬切换利用了同扇区内硬切换成功率高的特点
，首先进行扇区内的硬切换，目的是在扇区内的另一频点上同
其它具有相同频点的扇区间进行软切换。
Hand DownHand Down 硬切换硬切换

判决：
DirectHhoTadd ：软切换目标激
活集的强度需要低于该参数。
DirectHhoRtd ：当前激活集导频
的最小 RTD 需要大于此参数。
RTD （ round trip delay ，环路时延 )
前向信号到达手机：延时 Tsys+T1
基站收到反向信号：总的延时 T1+T2
=>RTD
点：粹件方法，不增加成本。优纯软
缺点：由于多径效，利用应 RTD 估计
的距离可能不准；如果有多个相小确邻
区，而且用移的方向不定，户动确时难
以定合适的目小区。确标
Tsys
传播时延 T1
传播时延 T2
直接硬切换直接硬切换

问题问题
 激活集是怎么维护的？
 候选集是怎么维护的？
 相邻集是怎么维护的？
 手机停止异频搜索需要得什么消息？

解答解答
剩余集
相邻集
候选集激活集
收到 HDM 消息中不包含该导频且
其对应的 T_TDROP 计时器未超
时
收到 HDM 消
息中不包含该
导频且其对应
的 T_TDROP
计时器已经超
时
收到 HDM 消息中包含该导频
导频对应
的
T_TDROP
计时器已
经超时或
者候选集
已满
收到
HDM 消
息中包含
该导频
导频强度
超过
T_ADD
对应的计数器的计数值超过
NGHBR_MAX_AGE ，或者出现相
邻集满
收到的
HDM 消息
中包含该
导频
收到邻区列表更新消息
NLUM 中包含该导频
导频强度
超过
T_ADD

第第 33 章章 CDMA1XCDMA1X 切换信令流程切换信令流程
第 4 章 CDMA1X 切换参数设置

CDMA1XCDMA1X 切换信令流程切换信令流程

主要切换消息主要切换消息

硬切换流程硬切换流程

问题问题
 一次软切换，空口上跑了哪几条消息？

第第 44 章章 CDMA1XCDMA1X 切换参数设置切换参数设置

CDMA1XCDMA1X 切换参数设置切换参数设置
 在数据配置管理中切换涉及以下的一些配置表：
 模块切换参数表：以模块为单位配置的切换参数，包括
最大分支个数与一组定时器长度
 导频切换算法配置表：切换算法开关
 导频切换参数表： T_ADD 等普通切换参数配置
 各类切换算法参数：同频硬切换参数表、伪导频硬切换
参数表、 HANDDOWN 硬切换参数表、直接硬切换参
数表，伪导频硬切换目标表
具体请参见《 CDMA1X BSS 网络规划参数配置指导书》
第四章“切换参数”部分。
软软 // 硬切换参数硬切换参数

CDMA1XCDMA1X 切换参数设置切换参数设置
 T_ADD 、 T_DROP 、 T_TDROP 、 T_COMP
 T_ADD ，导频良好可用门限，建议值为 -28(-14dB)
 T_DROP ，导频最低可用门限，建议值为 -32 （ -16dB ）
 T_TDROP, 切换去掉定时器，建议值为 3 （ 4s ）
 T_COMP ，导频比较差值门限，建议值为 5 （ 2.5dB ）
具体请参见《 CDMA1X BSS 网络规划参数配置指导书》第四章
“切换参数”部分。
软切换参数软切换参数

问题问题
 通过调整 T_ADD ，可以较为灵敏的控制软切换比
例。合理设置参数 T_ADD （导频良好可用门限）
需要考虑哪些方面？

切换参数调整示例（汕头）切换参数调整示例（汕头）
切换参数优化前优化后
T_ADD（dB） -14 -12.5
T_DROP（dB） -16 -14.5
T_TDROP（s） 9 4
SOFT_SLOPE 0 2
切换比例 50%-52% 39%-41%
掉话率 0．6% 0．8%

切换参数优化示例（益阳）切换参数优化示例（益阳）
优化前
优化后

总结总结
 切换的基本概念
 切换的分类
 切换算法介绍
 切换的信令流程
 切换参数的设置
总结总结

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