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TD-SCDMA系统中的接力切换技术与优势
作者：赵瑾波 周德锁 来源：大唐移动通信设备有限公司 更新时间：
2006-6-29
一、概述
目前移动通信系统的切换主要有硬切换和软切换两种方式，而这两种切换方式都存在一些缺点，如硬切换的掉话率较高，软切换的资源利用率较低等。TD-SCDMA系统使用了智能天线、联合检测等空时处理技术以及上行同步和特殊的帧结构设计后，系统的切换控制方法和过程得到改进，进而系统的切换性能将得到提高。TD-SCDMA系统中的接力切换就是综合利用了该系统各种技术特点和优势而发明的一种不同于传统切换方式的全新切换技术。 二、TD-SCDMA系统接力切换技术
接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。
接力切换充分利用系统特殊的帧结构设计和TD-SCDMA系统上行同步的特征，通过开环同步保持实现上行预同步过程，这样就可以使UE在接入目标小区时，能够非常快速地完成上行同步的过程（这也意味着切换所需要的执行时间较短）。上行预同步技术就是在移动台在与原小区通信保持不变的情况下与目标小区建立起开环同步关系，提前获取切换后的上行信道发送时间和功率，从而达到减少切换时间、提高切换成功率、降低切换掉话率的目的。 三、接力切换过程
接力切换有三个基本过程，即测量过程、判决过程和执行过程。 （一）接力切换的测量过程
接力切换与硬切换的测量过程和要求是相同的，即需要终端进行信号强度、质量和符合切换条件的相邻小区的同步时间参数进行测量、计算和保存，因此接力切换并不需要额外增加新的测量参数，不会给终端设备带来更多的负担。 UE需要计算和保存的参数为：
本小区与邻近小区引导信道的功率差△P；
来自各邻近小区基站的信号与来自本小区基站信号的时延差△t；
这就是接力切换的上行预同步及保持过程。可见，上行预同步及保持过程并不是一个单独的时间过程，也不需要特别的控制或信令过程，而是在测量过程中同时进行的。
测量过程中一旦发现本小区和邻小区的导频强度、信号质量等满足一定条件，则通过测量上报触发切换判决过程。UE的测量上报可以是周期性地进行，也可以由事件触发进行测量
（二）接力切换的判决过程
接力切换的判决过程由RNC完成。RNC收到UE的测量结果报告后，按照一定的判决准则（例如基于接收信号强度的判决准则）形成目标小区列表，然后通过接纳判决算法等流程确定要切换的目标小区，最后发出切换命令(例如物理信道重配置命令)。
接力切换的判决过程与传统的切换判决准则基本相同。判决准则可以利用现有切换技术中的各种准则，同时可以结合TD-SCDMA系统特有的智能天线定位技术对目标小区列表进行优化，从而提高切换的成功率。 （三）接力切换的执行过程
UE要切换的目标小区确定后，RNC在发出切换命令之前，还应当对目标小区发送无线链路建立请求。当RNC收到目标小区的无线链路建立完成消息之后，将向原小区和目标小区同时发送业务数据承载，同时RNC向UE发送切换命令。此命令应附上的在目标小区建立通信需要的各项基本数据，具体包括： 小区ID；? 载波频率；?
标称每码道的发射功率及此业务所需的接收电平；? 接收和发射的Midamble及偏移。?
UE接收到接力切换命令后，继续在原小区的下行链路接收业务数据和信令，同时，利用事先获取的本小区和邻小区之间的功率差值△P和时间差值△t，通过开环同步和开环功率控制，在目标小区发射上行的承载业务和信令。此分别收发的过程持续一段时间后，将接收来自目标小区的下行数据，实现闭环功率和同
步控制，中断和原小区的通信，完成切换过程。
在切换命令发出后，如RNC收到来自UE的切换成功消息，则删除原小区的通信链路；如果RNC收到来自UE的切换失败消息，则删除目标小区新建的通信链路。如果由于特殊原因（比如终端突然掉电或进入深衰落地区），网络端没有收到终端的任何信息，则RNC将主动回收为该终端配置的所有信道资源。 四、接力切换的特点
为了便于理解接力切换的特点，图2、图3和图4是分别给出了硬切换、软切换和接力切换的切换过程示意图。
“BS A”表示原基站，“BS B”表示目标基站。绿色链路表示UE要接收数据的下行链路，红色链路表示UE要发送数据的上行链路。
硬切换是典型的“先断后通”模式，终端先断开与原基站的所有通信链路，再与目标基站建立连接，切换过程如图2（a、b）所示。在硬切换过程中存在终端与网络中断通信的时间，因此丢包是不可避免的，也会影响用户的通信质量和业务体验。
软切换与硬切换相反，是典型的“先通后断”模式，即终端先与目标基站建立连接，并保持相当长的一段时间，再断开与原基站的通信链路，切换过程如图3（a、b、c）所示。在软切换过程中不存在终端与网络中断通信的时间，因此不会产生丢包，而且同时和多个基站保持通信还有可能带来一些分集增益；但是一个用户重复占用多条通信信道也造成了无线资源的浪费，必然会影响运营商和终端产商的收益。而且终端配置多个接收装置，也会带来终端成本的提高。
接力切换与上述两种切换方式都不相同，切换过程如图4（a、b、c）所示。它利用开环预同步和功率控制，在切换过程中首先将上行链转移到目标小区，而下行链路仍与原小区保持通信，经过短暂时间的分别收发过程后，再将下行链路转移到目标小区，完成接力切换。