WCDMA网络切换专题优化毕业设计.doc 40页

'WCDMA网络切换专题优化毕业设计目录1绪论11.1课题背景及意义11.2研究的主要内容11.3论文的组织结构12切换概述及切换问题的定义22.1切换的基本含义22.2切换的目的22.3切换的分类22.4切换问题的定义53WCDMA切换三步曲及切换流程73.1切换三步曲73.2切换信令流程74WCDMA切换问题分析流程及方法154.1路测数据分析流程154.2话统数据分析流程174.3跟踪数据分析流程194.4调整方法205典型切换问题分类分析225.1软切换问题分析225.2硬切换问题分析266在泉州拉网测试中切换优化实例30结论36参考文献37致谢3837 37 WCDMA网络切换专题优化1绪论1.1课题背景及意义随着移动通信技术和网络的发展，移动通信系统已经历了第一代模拟通信系统和第二代数字通信系统（GSM、CDMA），目前正朝第三代移动通信系统发展。2009年,国家工业和信息化部正式发放了3G牌照,中国电信获得CDMA2000牌照，中国移动获得TD-SCDMA牌照，中国联通则获得WCDMA牌照。WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSMMAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统[1]。移动通信系统切换，是指当用户在蜂窝的覆盖区域中移动时，为了保证一定的通信质量，将正在进行的呼叫从一个蜂窝转移到另一个蜂窝的过程，即对正在进行的通话业务所占用的信道（包括通信频率、占用时隙、使用的扩频码或它们的组合）自动进行转换的过程[2]。切换是非常重要的移动性管理功能，它是蜂窝移动通信系统所独有的一个关键特征，特别是对于支持全球漫游与全球覆盖的第三代移动通信系统服务质量至关重要。切换失败即切换呼叫未能获得所需要的无线资源，将导致通话业务的突然中断。显然，强迫中断正在进行的呼叫要比阻塞新的呼叫更令移动用户反感，因此切换性能对于评估无线资源管理机制优劣以及整个移动通信系统的性能具有非常重大的意义，由此可见切换问题的优化是十分重要的。1.2研究的主要内容切换是保证用户在移动通信系统中具有移动性的必不可少的方法。自从移动通信领域中引入的蜂窝概念，切换技术才开始出现并成为了移动通信系统中的重要技术之一。切换是蜂窝系统所独有的功能，也是移动通信系统的一个关键特征，它直接影响整个系统的性能[3]。切换问题的出现可能造成掉话、无线资源的浪费等，因此本课题研究的主要内容是对WCDMA网络中切换问题及解决方法的分析。1.3论文的组织结构本论文的主要内容包括：WCDMA的切换概述及切换问题的定义；WCDMA切换三步曲及切换流程的分析；WCDMA切换问题分析流程；WCDMA典型切换失败案例分析；对实际工程项目中遇到的切换问题的解决与结果验证。37 WCDMA网络切换专题优化2切换概述及切换问题的定义2.1切换的基本含义当一个移动台正在通话的时候，从一个基站移动到另一个基站，无线网络控制器(RNC)自动地将呼叫转移到新基站的信道上，这个过程叫做切换[4]。更进一步概括，切换的基本含义就是在通话过程中，移动台慢慢走出原先的服务小区，将要进入另一个服务小区时，原小区与移动台之间的链路将由新小区与移动台之间的链路来取代。2.2切换的目的切换的基本目的是在UE即将离开当前使用小区的信号覆盖时为其提供连续的无中断的通信服务。除了这最基本的目的外，切换的目的还包含以下三点：（1）保持需要的业务的质量。（2）尽可能减少整个系统的干扰，使用户与信号质量最好的基站相连。（3）在用户密集，话务量大的地方实现分层小区之间的负载均衡。2.3切换的分类切换的种类划分按照UE与网络之间连接建立释放的情况主要可以分为软切换（包含更软切换）和硬切换两大类[6]。对于硬切换和软切换两者之间的区别简单地说就是：软切换是先与新的链路连接然后才与旧的链路断开；硬切换是先断开旧的链路然后与新的链路连接。2.3.1硬切换硬切换技术在TDMA和FDMA系统中广泛使用。硬切换的特点是先断后连。硬切换是指在不同的基站覆盖小区之间的信道切换，在切换过程中只有一个业务信道是处于激活状态。移动台先中断与原基站的无线链路，再与新的基站建立新的无线链路。但是如果新的链路不能很顺利建立的话，往往会产生通信中断。而且如果移动台在两个小区边界来回移动时，有可能造成新基站与原基站来回切换的“乒乓效应”[7]。硬切换又分成异频硬切换、同频硬切换和系统间切换。2.3.1.1异频硬切换当单载波无法满足一些高话务地区的容量要求时，就需要通过增加载波的方式来提高网络容量，现阶段一般为2～3个（FDD）(如图2-1)，对于多载波网络，载波之间的切换就是异频硬切换[8]37 WCDMA网络切换专题优化。引起异频硬切换的主要原因是覆盖问题和负载均衡的需要。而通过频间硬切换可以实现载频间负载平衡及各载频间的无缝接续。例如，由于网络中宏蜂窝小区与微蜂窝小区的覆盖范围不同，UE在离开微蜂窝的覆盖范围到底宏蜂窝的覆盖范围内时，就需要完成这种异频硬切换[9]。图2-1网络分层结构图异频硬切换根据NodeB所处的范围不同可分为以下三种：（1）发生在同一NodeB内不同小区间的异频切换。（2）发生在同一RNC内不同NodeB间的异频切换。（3）发生在不同RNS间有Iur接口的异频切换。在切换过程中使用Iur接口而不改变SRNC，如果改变SRNC，那么在切换过程中将伴随SRNC迁移过程发生。2.3.1.2同频硬切换进行同频硬切换的主要原因可以概括为以下三点：（1）没有Iur接口的跨RNC同频小区切换。（2）有Iur接口，但是Iur接口资源紧张。（3）PS业务的同频切换。目前一般进行同频硬切换是因为高速PS业务的切换。（1）对于跨RNC没有Iur接口及Iur接口资源紧张的同频硬切换，UE会断开原来的链路，在新的小区建立无线链路，然后通过新的SRNC完成新的链路建立。（2）对发生在超过速率门限的高速PSBestEffort业务的同频切换中，采用软切换的话会占用过多的前向容量，明显不合适。UE会断开原来的链路，在同一SRNC内相邻的同频小区建立无线链路。37 WCDMA网络切换专题优化2.3.1.3系统间硬切换对于系统间硬切换，本文主要讨论的是WCDMA同GSM之间的硬切换。系统间的切换可以解决不同系统的过渡问题，能最大限度提高老设备的利用率（2G-3G）。在WCDMA向GSM的系统间硬切换时，UE通过断开原来的链路，在GSM系统中建立一条无线链路。而在由GSM向WCDMA的系统间硬切换，有两种情况[10]。（1）UE断开在2G中的链路，在WCDMA系统中建立一条无线链路。（2）UE断开在2G中的链路，在WCDMA系统中建立两条无线链路。2.3.2软切换软切换是只能运用于具有相同频率的CDMA信道之间的切换。软切换是指UE同时与两个（或多个）NodeB相连的情况。相比于硬切换，软切换的优点在于：在软切换过程中没有无线链路的切断过程，能够提高切换成功率，从而降低掉话率[11]；软切换实现了多路信号的合并或帧选择，这比单独使用一条无线链路获得更好的信号质量；但是，当UE处于软切换状态时，UE会至少和两个小区同时保持通信，这样就需要占用更多的网络系统资源。软切换只能发生在切换目标小区和源小区使用同一频点的情况，所以软切换的目标小区与原小区必须是下列两种情况之一[10]：（1）属于同一RNC；（2）不同RNC但RNC之间存在Iur接口。软切换还可以进一步细分为更软切换和一般软切换。2.3.2.1更软切换更软切换是指UE同时与一个基站（NodeB）内两个（或两个以上）小区相连的情况[12]。在更软切换情况下，UE改变所在的小区，但目标小区和源小区属于同一基站。对下行链路方向上来自不同小区的信号通过各自小区使用的下行主扰码区分开来，UE通过RAKE接收机处理。在上行链路方向上，来自UE的无线信号在基站中进行最大比合并。这样无论上行方向还是下行方向，在RNC和NodeB之间的Iub接口上只传输一份无线链路数据。2.3.2.2一般软切换（1）在当前小区的信号质量变差或者负载较重时，由于NodeB实现以及信令原因，对于发生在同一NodeB内不同小区间的同频切换也可能是不发生更软切换（在NodeB内合并），而是发生软切换（在RNC内合并）[13]。当这种一般软切换情况发生时，UE的目标小区和源小区是属于同一基站；RNC会下发新的无线链路使用的扰码、信道码、物理信道的帧配置或其它对物理信道、传输信道的更改信息；在RNC37 WCDMA网络切换专题优化内实现无线链路的合并。（2）当SRNC发现另外一个小区的信号比当前服务小区的信号质量好或者当前小区的负载较重时，发生在同一RNC内不同NodeB间的同频切换是也一般软切换[14]。当这种一般软切换情况发生时，UE的目标小区和源小区属于同一个RNC内的不同基站；RNC会下发新的无线链路使用的扰码、信道码、物理信道的帧配置或其它对物理信道、传输信道的更改信息；在RNC内实现无线链路的合并。（3）一般软切换还有可能是发生在不同RNS内不同NodeB间的同频切换[10]。此时，UE的目标小区和源小区属于不同RNC内的不同基站。RNC会下发新的无线链路使用的扰码、信道码、物理信道的帧配置或其它对物理信道、传输信道的更改信息；在RNC内实现无线链路的合并。一般软切换和更软切换的区别在于：（1）更软切换在NodeB对上行信号进行最大比合并，一般软切换在RNC对上行信号进行选择合并。由于最大比合并的增益比选择合并大，更软切换性能比软切换好；（2）由于更软切换合并在NodeB进行，也不会占用Iub接口的传输资源[15]。2.4切换问题的定义切换是移动通信系统最主要的特征，是保证移动用户能够正常通信的非常重要的技术。但是切换在提高小区边界呼叫质量的同时，也会占用系统的资源，增加网络的负载。如果切换处理得不好或者切换比例不当的话，很可能造成小区的过载或移动台的“掉话”，使网络服务质量大大下降。切换问题中本文的关注重点是切换成功率和软切换比例方面的问题。2.4.1切换问题在路测中的定义路测工具是采集UE侧的Uu口的信令进行分析。切换失败的问题定义为RNC下发了切换命令（包括软切换的激活集更新、硬切换的物理信道重配置、系统间切换的来自UTRAN切换命令），但是没有收到UE上发的相应切换完成消息（软切换的激活集更新完成、硬切换的物理信道重配置完成、系统间切换没有空口完成消息而是CN发给RNC的Iu口释放命令）。对于软切换比例的定义是：在路测中所有记录的点与处于软切换状态的点的比例，该值可以近似地反映软切换区的面积与网络覆盖总面积之比[16]。2.4.2切换问题在话务统计中的定义在话统中切换成功率的公式如公式（2-1）所示：（2-1）在软切换时，软切换总次数是统计RNC下发的激活集更新命令这一消息的个数得到，软切换成功次数则是统计收到的激活集更新完成消息的个数得到。37 WCDMA网络切换专题优化对于硬切换和系统间切换成功率的统计方法也类似。软切换比例能够反映出系统用于切换的资源开销情况，是面向小区的。软切换的存在带来了宏分集增益，但是也造成系统更多的资源开销，降低了系统容量，因此需要将软切换控制在一定比例上[17]。由于软切换主要是对系统容量产生了负面影响，因此应从话务量出发定义软切换比例[17]。软切换比例的公式如公式（2-2）所示：（2-2）话统中的软切换与路测中的软切换比例稍有不同，路测中的软切换比例是基于覆盖区域定义的，话统中的软切换比例是基于系统资源定义的[16]。3WCDMA切换三步曲及切换流程3.1切换三步曲切换的流程如图3-1所示：测量对象以CPICH的Ec/Io为例：37 WCDMA网络切换专题优化测量UE测量服务小区和邻区的CPICHEc/No，并根据情况产生切换事件N判决满足切换条件？Y执行执行切换，更新参数图3-1切换三步曲首先RNC会向UE下发测量控制信息，该控制信息中会包含需要测量的对象、邻区列表、报告方式、事件参数等。当满足测量报告条件时，UE通过事件方式将测量报告发给RNC。RNC接到UE上发的测量报告后，结合NodeB侧的测量数据，根据网络无线资源管理的策略来决定是否分配相应资源给UE，以及如何切换。最后就是切换执行阶段，这一阶段可能会添加或减少无线链路。在这一过程中可能用到接入网的内部接口协议，如RRC、NBAP、RNSAP。3.2切换信令流程3.2.1软切换信令流程分析软切换信令流程时，本文在此主要是分成三个流程。它们分别是无线链路增加信令流程、无线链路删除信令流程、无线链路增加和删除组合信令流程。下面在分析这三个流程时都是以跨RNC口的信令为例，而对于RNC内部的软切换流程只要去掉相应流程中SRNC到DRNC的流程环节[13]。3.2.1.1无线链路增加信令流程分析首先UE同SRNC之间至少已经有一条无线链路，然后UE通过新的RNC下的NodeB与SRNC37 WCDMA网络切换专题优化建立一条新的链路与SRNC建立一条新的链路。软切换无线链路增加的信令流程如图3-2所示。图3-2无线链路增加流程示意图信令流程步骤：（1）SRNC收到UE上发的测量报告后，决定建立一条新的无线链路。SRNC通过RNSAP协议向DRNC发送“RLSetupRequest”消息，请求DRNC准备相应的无线资源。该消息包含的参数有：频率、小区ID、上行扰码、TFS、TFCS。（2）DRNC根据无线资源状况决定是否分配相应无线资源。资源允许，DRNC通过NBAP协议向它下属NodeB发送无线链路建立请求“RLSetupRequest”。NodeB配置完相应层1层2参数后，开始启动上行接收。“RLSetupRequest”消息包含的参数同步骤1里的一样。（3）若无线链路建立成功，NodeB将保存RLSETUPREQUEST消息中的“ConfigurationGenerationID”的值，并向DRNC发送无线链路建立响应消息RLSETUPRESPONSE。37 WCDMA网络切换专题优化若无线链路建立失败，NodeB向DRNC发送无线链路建立失败消息RLSETUPFAILURE，消息中携带失败原因值。（4）DRNC通过RNSAP协议发送无线链路建立响应“RLSetupResponse”给SRNC。（5）SRNC通过ALCAP协议建立Iur口和Iub口的数据传输承载。（6）NodeB和SRNC通过DCH-FP帧发送“DLSync”和“ULSync”完成数据传输承载的同步。NodeB开始进行下行发送。（7）SRNC通过专用控制信道向UE发送激活集更新消息“ActiveSetUpdate”，消息中指示增加（RadioLinkAddition）或删除（RadioLinkDeletion）无线链路。（8）若UE增加或删除无线链路成功，则在DCCH上使用确认模式RLC向SRNC发送活动集更新完成消息ACTIVESETUPDATECOMPLETE。如果活动集更新消息中包含UE不支持的配置或者“RadioLinkRemovalInformation”中的无线链路不在活动集中，则UE向SRNC发送活动集更新失败消息ACTIVESETUPDATEFAILURE。3.2.1.2无线链路删除信令流程分析首先在UE和SRNC之间至少已经有一条无线链路的存在，然后通过SRNC下发删除UE和DRNC下的NodeB的旧链路。软切换无线链路删除的信令流程如图3-3所示。37 WCDMA网络切换专题优化图3-3无线链路删除的流程示意图信令流程步骤：（1）SRNC收到UE上发的测量报告后，决定删除一条无线链路。SRNC通过专用控制信道向UE发送激活集更新消息“ActiveSetUpdate”，该消息包含了无线链路删除内容。（2）UE删除与旧NodeB之间建立的层1层2相关配置，然后通过RRC协议给SRNC发送“ActiveSetUpdateComplete”——激活集更新完成消息。（3）SRNC通过RNSAP协议将“RadioLinkDeletionRequest”——无线链路删除请求发给DRNC。（4）DRNC通过NBAP协议向向NodeB发送“RadioLinkDeletionRequest”——无线链路删除请求。NodeB收到该请求后就停止接收和发送。（5）NodeB删除与UE间的相关无线资源后，通过NBAP协议向DRNC发送“RadioLinkDeletionResponse”——无线链路删除响应。（6）DRNC通过RNSAP协议向SRNC发送“RadioLinkDeletionResponse”——无线链路删除响应。（7）SRNC通过ALCAP协议释放Iur口和Iub口的数据承载。3.2.1.3无线链路增加和删除组合信令流程分析首先在UE和SRNC之间至少已经有一条无线链路的存在，然后UE通过新的RNC下的NodeB与SRNC建立一条新的链路，接着通过SRNC下发删除UE与SRNC属下的旧NodeB的旧链路。软切换无线链路增加和删除组合的信令流程如图3-4所示。37 WCDMA网络切换专题优化图3-4无线链路增加和删除组合流程示意图信令流程步骤：（1）SRNC收到UE上发的测量报告后，决定建立一条新的无线链路。SRNC通过RNSAP协议向DRNC发送“RLSetupRequest”消息，请求DRNC准备相应的无线资源。该消息包含的参数有：频率、小区ID、上行扰码、TFS、TFCS。（2）DRNC根据无线资源状况决定是否分配相应无线资源。资源允许，DRNC通过NBAP37 WCDMA网络切换专题优化协议向它下属NodeB发送无线链路建立请求“RLSetupRequest”。NodeB配置完相应层1层2参数后，开始启动上行接收。“RLSetupRequest”消息包含的参数同步骤1里的一样。（3）若无线链路建立成功，NodeB将保存RLSETUPREQUEST消息中的“ConfigurationGenerationID”的值，并向DRNC发送无线链路建立响应消息RLSETUPRESPONSE。若无线链路建立失败，NodeB向DRNC发送无线链路建立失败消息RLSETUPFAILURE，消息中携带失败原因值。（4）DRNC通过RNSAP协议发送无线链路建立响应“RLSetupResponse”给SRNC。（5）SRNC通过ALCAP协议建立Iur口和Iub口的数据传输承载。（6）NodeB和SRNC通过DCH-FP帧发送“DLSync”和“ULSync”完成数据传输承载的同步。NodeB开始进行下行发送。（7）SRNC通过专用控制信道向UE发送激活集更新消息“ActiveSetUpdate”，该消息包含无线链路增加和删除内容。（8）UE根据激活集更新命令配置相应参数后，去活要删除链路的下行接收，激活要增加链路的下行接收，通过RRC协议向SRNC发送激活集更新完成“ActiveSetUpdateComplete”。（9）SRNC向旧的NodeB发送“RLDeletionRequest”——无线链路删除请求。NodeB收到该请求后就停止接收和发送。（10）NodeB删除与UE间的相关无线资源后，通过NBAP协议向SRNC发送“RLDeletionResponse”——无线链路删除响应。（11）SRNC通过ALCAP协议释放Iur口和Iub口的数据承载。3.2.2硬切换信令流程这里介绍的一般硬切换流程是基于Iur接口，同时UE处于CELL_DCH状态。一般硬切换的信令流程如图3-5所示：37 WCDMA网络切换专题优化图3-5一般硬切换的流程示意图信令流程步骤：（1）SRNC向目标RNC发送无线链路建立请求消息“RLSetupRequest”。参数：目标RNC标识符、S-RNTI、小区ID、TFS、TFCS。37 WCDMA网络切换专题优化（2）目标RNC为RRC连接和无线链路分配RNTI和无线资源，并通过NBAP协议发送“无线链路建立请求（RLSetupRequest）”给目标NodeB。参数：小区ID、TFS、TFCS、频率、上行扰码、功率控制信息等。（3）目标NodeB分配无线链路资源，启动物理层接收，并通过NBAP协议发送“无线链路建立响应（RLSetupResponse）”给目标RNC。参数：信令终止、用于Iub数据传输承载的传输层寻址信息。（4）目标RNC用ALCAP协议启动Iub数据传输承载的建立。该请求包含AAL2捆绑ID用于绑定Iub数据传输承载和传输信道DCH，同时该请求由NodeB确认。（5）当目标RNC完成准备过程，目标RNC发送“无线链路建立响应”给SRNC。（6）SRNC用ALCAP协议启动Iur数据传输承载的建立。该请求包含AAL2捆绑ID用于绑定Iur数据传输承载和传输信道DCH，同时该请求由目标RNC确认。（7）SRNC向UE发送RRC消息“物理信道重配置（PhysicalChannelReconfiguration）”。（8）当UE从旧的链路切换到新的链路时，源NodeB检测到旧链路同步失败，发送NBAP消息“无线链路失败指示（RLFailureIndication）”给源RNC。（9）源RNC发RNSAP消息“无线链路失败指示（RLFailureIndication）”给SRNC。（10）当与目标RNC的RRC连接建立并分配相应的无线资源后，UE发送RRC消息“物理信道重配置完成（PhysicalChannelReconfigurationComplete）”给SRNC。（11）SRNC给源RNC发送RNSAP信令“无线链路删除请求（RLDeletionRequest）”给源RNC，要求源RNC释放相应的旧链路所用资源。（12）源RNC给源NodeB发送NBAP消息“无线链路删除请求”。参数：小区ID，传输层寻址信息。（13）源NodeB释放旧链路无线资源，并向源RNC发送NBAP信令“无线链路删除响应（RLDeletionResponse）”。（14）源RNC用ALCAP协议启动释放Iur数据传输承载。（15）当源RNC完成释放Iur数据传输承载，发送RNSAP消息“无线链路删除响应”给SRNC。（16）SRNC用ALCAP协议启动Iur数据传输承载的释放。该请求包含AAL2捆绑ID用于绑定Iur数据传输承载和传输信道DCH，同时该释放请求由目标RNC确认。37 WCDMA网络切换专题优化4WCDMA切换问题分析流程及方法4.1路测数据分析流程DT测试即路测，在行驶中的测试车上借助专门的采集设备对移动台的通信状态、收发信令和各项性能参数进行记录的一种测试方法。借助路测后台分析软件对路测数据进行分析处理，可以得出一些统计结果，例如覆盖质量统计、软切换比例等。路测可以分为全面路测和局部路测。全面的路测可以对整体覆盖情况、有无漏配的邻区，有无越区覆盖等做总体反映；局部的路测用于发现了切换问题后来定位问题[16]。路测数据分析流程如图4-1所示：37 WCDMA网络切换专题优化路测数据采集是否漏配邻区或存在干扰？YN记录切换问题发生位置和时间分析问题区域Scanner信号RSCP变化分析跟踪信令，结合信号的变化是否切换参数设置不当？定位问题并给出解决问题的调整方案Y是否覆盖问题导致？分析前后Ec/Io和BLER变化情况NYN图4-1路测数据分析流程（1）通过DT测试采集数据，记录下切换问题发生的地点、发生时间等信息。（2）分析问题区域的Scanner扫到的最好小区的RSCP，若Scanner最好小区的RSCP很差，则此小区是弱覆盖区，用增强覆盖的方面来考虑解决问题。（3）37 WCDMA网络切换专题优化若Scanner扫到最好小区的RSCP很好，则不是覆盖问题，可能是邻区漏配、导频污染等其它原因导致。导频污染的话可以从Scanner最好小区波动看出；而邻区漏配则可以通过比较UE激活集、监测集信号和Scanner最好小区信号变化找出。（漏配邻区的扰码可以在Scanner中看到，但是此时该扰码既不在UE激活集中，也不在UE监测集中测量出来。（4）若都不是以上原因导致切换问题，接下去进行信令流程的分析，看切换问题发生在流程的哪一步。也可对切换参数进行分析，找出切换算法参数方面的设置问题。（5）对以上找出的问题原因进行有针对性的参数调整。4.2话统数据分析流程话统数据是指在OMC设备采集全网的话务统计数据。切换话统数据可以面向RNC和面向小区来进行统计。面向RNC的话统数据可以反映整个网络的切换性能，而面向小区的话统数据可以帮助我们定位问题小区[16]。话务统计数据分析流程如图4-2所示：采集忙时话统数据能否根据话统原因值定位问题？Y根据原因进行有针对性的优化调整需要跟踪或路测定位问题YRNC话统是否存在集中原因的切换问题？分析各小区数据，找出主要切换问题小区及邻小区相关信息。NN整网以及各小区切换指标是否达标？问题解决YN图4-2话统数据分析流程37 WCDMA网络切换专题优化话统中切换失败会分原因统计，比如软切换失败会统计如表4-1所示各类原因导致的失败次数：表4-1话统中软切换失败原因值统计指标名指标说明SHO_RL_DEL_FAIL_CFG_UNSUPP含义：统计小区范围内因配置不支持导致软切换删除RL失败的次数测量点：收到ACTIVESETUPDATEFAILURE消息，表明在小区内软切换删除一条链路失败，失败原因为“configurationunsupported”SHO_RL_DEL_FAIL_SIMU_RECFG_INCOMP含义：统计小区范围内因不支持的同步重配置导致软切换删除RL失败的次数测量点：收到ACTIVESETUPDATEFAILURE消息，表明在小区内软切换删除一条链路失败，失败原因为“incompatiblesimultaneousreconfiguration”SHO_RL_DEL_FAIL_PROTCL含义：统计小区范围内因协议错误导致软切换删除RL失败的次数测量点：收到ACTIVESETUPDATEFAILURE消息，表明在小区内软切换删除一条链路失败，失败原因为“protocolerror”SHO_RL_DEL_FAIL_CFG_INVALID含义：统计小区范围内因非法配置导致软切换删除RL失败的次数测量点：收到ACTIVESETUPDATEFAILURE消息，表明在小区内软切换删除一条链路失败，失败原因为“invalidconfiguration”SHO_RL_DEL_FAIL_NO_RSP含义：统计小区范围内因UE无响应导致软切换删除RL失败的次数测量点：软切换删除RL过程中，等待ACTIVESETUPDATECOMPLETE消息超时37 WCDMA网络切换专题优化其它类型的切换也有相应的失败原因值统计。如果根据原因值即可定位切换问题所在，则可以进行有针对性的调整来解决问题。但是因为原因值定义过于简单，难以为实际定位问题提供依据；或者失败原因分布并不集中，无法判断引起切换问题的主要原因，这时候还是需要对问题小区进行信令跟踪或通过路测采集数据来定位问题。4.3跟踪数据分析流程路测可以通过采集UE侧的信令消息来获得所需的数据，而在RNC侧则可以跟踪指定IMSI的信令来获得所需的数据。由于无线链路的不稳定和UE处理能力有限，路测时可能导致部分消息丢失或记录不全，因此，最好能结合路测的信令和RNC侧的信令消息进行分析，以此来更好的定位切换问题[17]。。跟踪数据分析流程如图4-3所示：跟踪数据采集是否找出问题原因？Y记录切换问题发生时间分析问题发生点前后的信令流程给出解决问题的调整方案Y是否发现切换流程问题？解开消息分析邻区信息、测量报告、切换参数等NN再进行路测以及信令跟踪，采集数据图4-3跟踪数据分析流程（1）采集RNC侧跟踪的数据，并根据发生切换问题的时间，找到该时间段对应的信令段位置。（2）分析问题发生点的前后信令流程，如果没有发现可用于分析问题的切换流程的信令，可以再进行路测及信令跟踪来重新采集此点的跟踪数据。37 WCDMA网络切换专题优化（3）解开与切换相关的信令消息，如测量控制消息、测量报告消息、激活集更新消息以及其它Iub、Iu口消息等，仔细分析问题发生的起因，找出是否存在参数设置不合理，然后给出调整建议[16]。若还是找不出发生切换问题的原因，则可能需要再进行路测及信令跟踪，或通过其它手段来分析。4.4调整方法切换问题优化调整的参数包括工程参数、小区参数。4.4.1工程参数调整工程参数主要是指基站天线参数和天线参数。基站参数包括站点位置、设备型号、机房配置等。天线参数包括天线挂高、方位角、下倾角等。通过调整这些参数，可以改变小区的覆盖范围，从而对切换带的位置、大小等进行改变，达到优化切换问题的目的[16]。（1）软切换比例过高正常的软切换比例应保持在百分三十到百分四十之间，如果大于百分五十，会造成软切换占用过多的系统资源，导致容量下降及网络性能的下降[17]。软切换比例过高的原因可能有：软切换门限过低。1A事件门限太大，小区添加到激活集中很容易，1B事件门限太大，小区从激活集中删除小区就很难，这样导致大量的UE处于软切换状态，使软切换比例过高。重叠覆盖区域过大。在基站密集、站间距较小的地区，如果没有控制好小区的覆盖范围，可能导致重叠覆盖区域较大，使软切换范围很大，从而造成软切换比例过高。可以调整天线或者功率参数控制覆盖范围，降低软切换比例，但是必须谨慎调节，注意避免产生覆盖空洞[17]。软切换区域是高话务区。在网络规划中应将天线主瓣方向对着话务密集区，而避免将切换带规划在高话务区。但在实际网络规划中并不能完全做到这点，所以需要在网络优化时进行调整。（2）对软切换成功率低的调整软切换成功率一般应在百分之九十八以上，如果话统中得出的软切换成功率明显低于此值，且具有统计意义（软切换次数大于一定值），则可以判断软切换成功率低[17]。导致软切换成功率低可从以下方面找原因调整：软切换门限设置过低。现在使用相对门限判决算法，即1A、1B门限设置得太大，这种情况下即使小区的信号较差也有可能被判决加入激活集，RNC就会下发激活集更新命令消息，命令UE加入此小区，但是由于该小区信号太差且有波动，造成无线链路建立失败，进而导致软切换失败。基站没有配置GPS或GPS失灵。由于WCDMA系统是异步系统，因此WCDMA在切换方面的困难主要就在同步上面。在切换过程中，切换失败的一个主要原因就是同步失败，这对于软切换和硬切换是同样的。由于现在基站一般配置了GPS时钟，因此软切换成功率很高。但基站没有配置GPS，或者配置了GPS但由于GPS天线安装不规范导致搜不到星以及GPS失灵无法锁定，都可能导致切换同步困难，而降低软切换成功率[17]。切换缓冲带太小导致切换不及时，这时可通过调整天线下倾角来适当扩大切换带。37 WCDMA网络切换专题优化4.4.2小区参数调整这里的小区参数主要指小区基本参数。小区基本参数包括小区使用的频率、邻区关系、信道功率配比等基本配置数据。对于一些难以解决的异频切换问题可以通过修改频点来规避；公共信道功率的调整可以达到调整小区覆盖的作用，从而来改变切换区域的位置和大小；邻区漏配是导致切换问题和掉话最常见的原因之一，因此邻区列表的优化也是网络优化中非常重要的一部分[16]。37 WCDMA网络切换专题优化5典型切换问题分类分析5.1软切换问题分析5.1.1漏配同频邻区导致的软切换失败现象：在路测过程中，发现无法正常软切换并掉话的情况。在石狮湖滨林边西面由于邻区漏配导致掉话，情况如图5-1所示：图5-1邻区漏配导致切换失败分析：由图可知，UE在石狮湖滨林边西面时主要接收石狮湖滨华林_24351（PSC：365）小区的信号，RSCP：-78dBm左右，Ec/Io差至：-17dB，而检测集中石狮湖滨林边_10281(PSC:25)与石狮湖滨林边_10283(PSC:41)小区的RSCP，Ec/Io均较好，UE连续上报1a事件，由于邻区漏配导致未下发切换命令最后引起掉话。调整方案：石狮湖滨华林_24351与石狮湖滨林边_10281、石狮湖滨林边_10283两小区互配邻区关系。5.1.2软切换比例过高现象：UE在泉州城东西福北面，由西往东方向行驶，软切换比例高，如图5-2所示：37 WCDMA网络切换专题优化图5-2软切换比例高分析：由上图看，测试车辆行至该路段时，连接该地段信号均较好。经分析发现该路段强导频过多，以下图5-3至5-6是较强信号的单扰码覆盖图。图5-3泉州洛江万安冠亚东方星城_BBU_11762(PSC:135)单扰码覆盖图37 WCDMA网络切换专题优化图5-4泉州洛江万安冠亚东方星城_BBU_11763(PSC:143)单扰码覆盖图图5-5洛江城东庄任_BBU_3（PSC:138）单扰码覆盖图37 WCDMA网络切换专题优化图5-6洛江城东西福_BBU_1（PSC:145）单扰码覆盖图解决乒乓切换带来的掉话问题，可以调整天线使覆盖区域形成主导小区，也可以配置1b事件的切换参数减少乒乓的发生等方法来进行。调整方案：（1）调整泉州洛江万安冠亚东方星城_BBU站点2、3小区及洛江城东庄任_BBU1小区天线将其信号调离该路段，调整洛江城东西福_BBU1小区天线加强其对该路段覆盖。（2）降低1b事件触发时间从400ms到780ms，增大迟滞。5.1.3同频滤波系数过大导致的软切换不及时现象：路测中发现软切换滞后现象比较严重，即使邻小区信号已经很强，也要过很久才被加入活动集。如果车速过快，甚至会因为切换不及时而掉话。分析：层3滤波是为了减小信号频繁波动的影响，避免乒乓切换。测量值的滤波采用公式（5-1）进行计算：公式（5-1）其中：Fn：经过滤波处理，更新的测量结果。37 WCDMA网络切换专题优化Fn-1：经过滤波处理，上一时刻旧的测量结果。Mn：从物理层接收到的最近的测量值。a=(1/2)k/2，其中k来自信元"Filtercoefficient"，也即此处的FilterCoef。当k取值为0，a＝1时，意味着没有层3滤波。调整方案：滤波系数常用值在{0,1,2,3,4,5,6}之间。滤波系数越大，对毛刺的平滑能力越强，但对信号的跟踪能力减弱，必须在两者之间进行权衡。对于密集城区，由于站间距很小，切换时间很短，因此必须减小跟踪时间，也就是减小此滤波系数。一般来说，层3滤波系数取值为2比较合适。5.2硬切换问题分析5.2.11D事件迟滞设置不当导致的同频硬切换乒乓现象：当UE在小区边界频繁的来回发生同频硬切换，通话质量下降，甚至发生掉话。分析：同频硬切换是由1D事件上报来触发的。1D事件是在最优小区发生变化时上报，如图5-7所示：图5-71D事件上报由于在小区边界地区，相邻小区的信号相当，由于信号波动容易造成最优小区乒乓，频繁上报1D事件触发同频硬切换。调整方案：37 WCDMA网络切换专题优化为了防止信道差别不大的情况下由于信号起伏频繁触发1D事件，导致同频硬切换乒乓，可以通过加大迟滞值来避免这种情形的出现。如图5-8所示：图5-8迟滞加大减少1D事件的频繁上报可见第二次由于没有达到迟滞条件，没有触发1D事件报告。5.2.2异频测量量选择不当导致不能及时发起异频测量问题现象：在UE向异频小区移动的时候，一直未启动压缩模式发起异频测量，直到掉网以后重新上到异频小区。分析：查询小区配置发现该小区配置为载频中心小区，也就是2D、2F事件和异频测量都采用Ec/N0作为测量量。因为导频Ec/N0的测量值大小决定于两个方面：导频信号的RSCP强度和下行干扰大小。WCDMA系统的下行干扰主要为同频小区（本小区和邻近小区）下行信号干扰和背景噪声，其中同频小区下行干扰强度受路径损耗和慢衰落影响，与UE需要接收的有用信号（比如CPICHRSCP）所经历的衰落类似。在一个载频的覆盖边缘，当UE从使用载频小区向另一个载频小区移动时，CPICHRSCP的衰落和干扰的衰落速度基本相同（当然由于背景噪声不受路径损耗影响，CPICHRSCP的衰落速度要稍微快一点，但差别不大（取决于背景噪声的强度）），所以UE收到CPICHEc/I0变化非常缓慢。如图5-9所示，仿真和实测都表明，当UE接收到CPICHRSCP在-110dBm左右时，CPICHEc/I0仍然可以达到-12dB左右。37 WCDMA网络切换专题优化图5-9RSCP和Ec/N0衰落关系示意图调整方案：因此如果采用Ec/I0作为2D事件的测量量，很可能UE在掉话时，都不会触发2D事件而启动异频测量。这种情况下应该将小区属性配成载频边缘小区，采用RSCP作为2D/2F事件的测量量，以便及时发起异频测量。5.2.3异系统切换参数设置问题导致3G-2G乒乓切换现象：某地2G网络覆盖非常好，而3G室内覆盖不好，在室内门廊和窗口处频繁发生3G-2G来回切换。分析：实际上该问题也可以归为乒乓重选，因为目前一般只有数据业务2G->3G的切换（也就是重选）。启动GSM测量的2D事件测量量一般为RSCP，当3G覆盖不好RSCP低于2D触发门限，启动GSM测量并切换到2G系统中，但是如5.2.2所述此时3G的Ec/N0还是很好。而按照以前的GSM协议，对于2G->3G重选的门限FDD_Qmin，取值范围太窄，可以设置的最大值是-13db，所以只能设置为-13dB。这时3G信号Ec/N0肯定满足此重选条件，所以又会重选回3G，导致不断的来回切换。调整方案：按照新的协议，FDD_Qmin通过CRGP-032221已经修改为表5-1的取值范围。37 WCDMA网络切换专题优化表5-1新协议中的FDD_Qmin取值范围FDD_QminAminimumthresholdforEc/NoforUTRANFDDcellre-selection,0=-20dB,1=-6dB,2=-18dB,3=-8dB,4=-16dB,5=-10dB,6=-14dB,7=-12dB.Defaultvalue=-12dB0-73BCCHD/L如果手机按照GP-032221更新，就可以把FDD_Qmin设置得高一点，避免这种乒乓重选。37 WCDMA网络切换专题优化6在泉州拉网测试中切换优化实例（1）丰泽汇金广场_BBU站点西南面220米处掉话（切换不及时、增加CIO、已优化）【问题现象】：UE在丰泽汇金广场_BBU站点西南面，由西向东方向行驶，出现掉话现象，如图6-1所示：图6-1切换不及时【问题分析】：由上图看，测试车辆行至该路段时，连接该路段最好的信号是丰泽汇金广场_BBU_2（PSC：152）。掉话前UE首先占用泉州鲤城临江聚宝街_21852（PSC:255），EC/IO恶化后一直上报1A事件，激活集增加丰泽汇金广场_BBU_2（PSC：152）信号消息，但由于泉州鲤城临江聚宝街_21852（PSC:255）与丰泽汇金广场_BBU_2（PSC：152）切换不及时且小区更新失败导致掉话。【调整方案】：建议适度增加泉州鲤城临江聚宝街_21852（PSC:255CI:21852）与丰泽汇金广场_BBU_2（PSC：152CI:59042）CIO解决。【优化后情况】：将泉州鲤城临江聚宝街_21852（PSC:255CI:21852）与丰泽汇金广场_BBU_2（PSC：152CI:59042）的CIO从0调整为3后，切换正常未出现掉话现象，具体如图6-2所示：37 WCDMA网络切换专题优化图6-2优化后复测（2）泉州丰泽客运站西南面750米处软切换比例高（RF调整、已优化）【问题现象】：UE在泉州丰泽客运站西南面，由东往西方向行驶，软切换比例高，如图6-3所示：图6-3软切换比例高【问题分析】：由上图看，测试车辆行至该路段时，连接该地段信号均较好。经分析发现该路段强导频过多，如下图6-4至6-6所示是较强信号的单扰码覆盖图。37 WCDMA网络切换专题优化图6-4丰泽客运站_3（PSC:116）单扰码覆盖图图6-5泉州新时代_1（PSC:363）单扰码覆盖37 WCDMA网络切换专题优化图6-6泉州新时代_2（PSC:371）单扰码覆盖【调整方案】：建议调整泉州新时代_1小区及泉州新时代_2小区天线将其信号调离该路段，调整丰泽客运站_3小区天线加强其对该路段覆盖实际调整方案如下表6-1所示。表6-1天线调整RNC归属基站名小区号修改前修改后方位角机调角电调角内置角方位角机调角电调角内置角1434泉州丰泽客运站518913404203404201434泉州丰泽客运站518921205101203001434泉州丰泽客运站51893230400260400【优化后情况】：将泉州丰泽客运站站点3小区方位角由230°调整为260°，调整后该区域软切换比例高问题有所改善，具体如图6-7所示：37 WCDMA网络切换专题优化图6-7优化后复测（3）丰泽成洲站点北面430米处掉话（切换不及时、增加CIO、已优化）【问题现象】：UE在丰泽成州站点北面，由东北方向向西南方向行驶，出现掉话现象，如图6-8所示：图6-8切换不及时掉话【问题分析】：由上图看，测试车辆行至该路段时，连接该路段最好的信号是丰泽成洲_3（PSC：161）。掉话前UE首先占用丰泽泉秀万祥_1（PSC:120），EC/IO恶化后37 WCDMA网络切换专题优化一直上报1A事件，激活集增加丰泽成洲_3（PSC：161）信号消息，但由于丰泽泉秀万祥_1（PSC:120）与丰泽成洲_3（PSC：161）切换不及时导致掉话。【调整方案】：建议适度增加丰泽泉秀万祥_1（PSC:120CI:36181）与丰泽成洲_3（PSC：161CI:33533）CIO解决。【优化后情况】：将丰泽泉秀万祥_1（PSC:120CI:36181）与丰泽成洲_3（PSC：161CI:33533）的CIO值从0修改为3，调整后复测，已正常切换，未出现掉话，具体图6-9所示：图6-9优化后复测37 WCDMA网络切换专题优化结论本论文所作的主要工作如下：（1）对切换技术的进行简单概述（主要在切换的含义、目的、类型三方面），然后对切换问题的定义进行归纳。（2）对切换的信令流程进行分析，主要从软切换和硬切换这两个方面进行。（3）对切换问题的分析流程进行归纳，并对其解决方法简单讨论。（4）对常见的几个切换问题进行讨论，提出相应的解决方法。（5）对暑假在摩托罗拉工程学院福建授权培训中心实习工程项目中的实际遇到的问题进行解决并验证效果。随着WCDMA网络技术的发展，人们对其的应用也会深入到各个方面。不仅仅是对于WCDMA网络来说，对于其他移动网络，切换也是非常重要的移动性管理功能。切换问题是影响网络性能的重要因素，比如切换失败可能导致掉话，切换频繁会浪费大量的网络资源，软切换比例过高会消耗过多的前向容量等等，可见，切换对于通信质量、系统容量等有很大的影响。因此做好切换问题的优化是网络优化中一个重要的内容。WCDMA网络技术在不断演进和发展，将来其出现的各种切换失败问题也会随之增多。本文介绍到的WCDMA在切换过程中会遇到的问题仅仅是其中几类常见的问题。而在实际的工程项目中，往往会遇到更加复杂的问题。因此我们在优化工作过程中不仅要总结前人的经验，也要联系实际，对问题进行细心分析，找出各种问题的原因，提出合理的优化方案，为3G网络在中国的良好发展贡献一份力量。37 WCDMA网络切换专题优化参考文献[1]花洁.第三代移动通信技术简述[J].知识经济,2011,19(2):36-39.[2]葛莉玮.3G系统中的切换技术研究[D].南京:东南大学.2003.[3]尤肖虎,曹淑敏,李建东.第三代移动通信系统发展现状与展望.上海:电子学报,1999(6):29-32.[4]纪达麒.WCDMA中的切换研究[D].北京：北京邮电大学.2008.[5]秦夏鸿.移动通信系统中的切换技术研究[D].北京:北京邮电大学.2007.[6]白玉珏.WCDMA软切换的规划[J].电信技术,2005,56(2):100-108.[7]谢瓦利尔.WCDMA设计与优化手册[M].北京:人民邮电出版社,2008:90-100.[8]张新程,关向凯,刁兆坤，等.WCDMA切换技术原理与优化[M].北京:机械工业出版社,2006:65-67.[9]姜波.WCDMA关键技术详解[M].北京:人民邮电出版社,2008:45-48.[10]陈建木.WLAN环境下移动IPv6的时延切换分析[D].浙江:浙江工业大学.2007.[11]赵硕,李长荣.WCDMA移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001:90-100.[12]张建华.WCDMA无线网络技术[M].北京:人民邮电出版社,2007:90-109.[13]张长钢.WCDMA/HSDPA无线网络优化原理与实践[M].北京:人民邮电出版社,2007:90-99.[14]VanghiV,ChevallierC.QUALCOMMInc.WCDMAHandoverParametersOptimization[J].Communications,2004,7(6):138-140.[15]FrankH.VulnerabilityofCommunicationNetworks[J].IEEETransonCom.1967,15(6):238-239.[16]刘佳.郑州联通WCDMA建网初期2G/3G互操作优化[D].北京:北京邮电大学.2010.[17]孙常亮.WCDMA无线网络优化的研究[D].南京:南京邮电大学.2009.37 WCDMA网络切换专题优化致谢时间过得真快，转眼毕业时间就要到来。经过这一段的努力我的毕业设计终于完成了。这次毕业论文能够得以顺利完成，单靠我个人的努力是没法做好的，是所有指导过我的老师，帮助过我的同学和一直关心支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深的谢意！在此要感谢我的指导老师--史进老师和摩托罗拉工程学院福建授权培训中心的应家联老师，感谢你们不辞辛苦给我的指导与帮助，没有你们的指导就没有这篇论文的顺利完成。感谢辅导员林晸老师，三年的生活相处不久，从您身上学到了不少，这都将使我终身受益。感谢所有教授过我课程的学院的老师们，是你们的诲人不倦才有了现在的我。感谢摩托罗拉工程学院福建授权培训中心的同志董凯鸿。感谢你的耐心帮助，我才能对工程中的案例做出清楚的分析。感谢我的父亲母亲，多年的养育之恩，无以回报，没有他们，就没有我的今天，他们的支持与鼓励，永远是支撑我前进的最大动力。祝愿他们永远健康快乐。三年的大学生活即将划上一个句号，对我的人生却是逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨，再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”之感。由于本人知识很有限，设计当中怕有诸多不足之处，恳请史进老师批评并改正。从一开始的选题到最后论文的顺利完成，有很多尊敬的老师及亲爱的同学、朋友给了我无言的帮助，虽没一一道来，但在这里请接受我诚挚谢意！最后，感谢所有在此次毕业设计论文中被我引用或参考的论著的作者。37'