切换问题分析

第4章切换问题分析4.1概述在华为切换算法中切换判决是由测量报告触发的，判断当前的通话是否需要进行切换，进行什么样的切换，以及切换的目标小区。切换判决算法的性能优异决定了GSM网络切换性能的好坏。GSM05.08协议附录中推荐了一种切换判决算法，即0508算法。但GSM协议中没有强制使用这种算法，因此各GSM设备商都开发了自己的切换判决算法，以取得更优的切换性能。华为公司在切换I代算法的基础上，根据客户的需求并总结多年在网上和不同厂商设备间的切换配合经验，开发出切换II代算法，该算法的主要特征是分层、双频网切换的实现，这个功能是整个算法的核心。它是基于小区列表（CRL：CellRankList），其核心思想是按照某种标准把服务小区及邻近小区排序，作为切换时选择目标小区的依据。4.2华为切换算法分类及流程图HWII代切换分类如下：1、紧急切换－TA过大紧急切换质量差紧急切换快速电平下降紧急切换上下行干扰紧急切换2、负荷切换3、正常切换－边缘切换分层分级切换PBGT切换4、速度敏感性切换（快速移动切换）5、同心圆切换4.2.1华为切换算法的总体流程切换判决是BSC根据测量报告，判断服务小区是否满足某类切换触发条件，并且有无合适的目标小区。如满足，则触发相应的切换，将判决结果送至后继的切换处理流程。各种切换类型的触发有优先顺序，一旦优先级靠前的切换类型满足条件，则触发相应切换，忽略其它也可能满足触发条件的切换类型。图4-1华为切换算法总体流程4.2.2测量报告预处理测量报告的预处理主要包括两个功能：(1)测量报告插补处理（MRInterpolation）一般地说，MS会周期性地上报下行链路和邻近小区的测量报告，BTS将对应的上行链路的测量值结合在一起组成测量报告MeasurementResult上报给BSC。如果由于一些原因，接收到的测量报告不连续，在一定丢失限度内必须将这些丢失的测量报告补上，这一处理过程叫MR插补计算。测量报告的连续性由Measurementresultnumber来判断，丢失测量报告所用的插补算法采用简化的一阶插值方法，由丢失测量报告两头的测量值算出两者中间的丢失值。(2)测量报告的滤波处理（MRTimeEvaluation）惩罚处理基本排序切换判决测量报告预处理强制切换直接重试紧急切换:TA切换紧急切换:BQ切换紧急切换:电平紧急切换:干扰切换负荷切换正常切换:边缘切换正常切换:分层正常切换:PBGT切换快速移动切换同心圆切换判决结果发送至快速下降切换分级切换处理流程对应于一条无线链路的一系列各种测量值不会是一条平滑的曲线，为了消除切换判决的偶然性因素，需要对各种测量结果进行平滑性处理。这一过程也可认为是对MR的滤波。MR的平均处理的方法有多种，目前采用简单的向前取平均得到当前判断用值的方法。向前取值的个数称为滤波器长度（filterlength），对于不同类的测量值，有不同的滤波器长度。4.2.3惩罚处理(1)切换失败惩罚如果服务小区向邻近小区的切换失败后，不禁止把该邻近小区当作目标小区，而是继续向这个小区做切换尝试，这就会导致频繁的无效切换，影响系统的性能。因此，在进行小区间切换的时候，一旦切换失败，要在一段时间内对该目标小区进行惩罚，避免向该小区再做不成功的切换尝试。(2)BQ和TA惩罚对于由BQ和TA原因而进行的紧急切换，在切换到目标小区后，一旦目标小区由于话务、优先级等原因需要切换，但此时又无法获得原来服务小区的TA和接收质量而只有接收电平，如果原服务小区的接收电平较高，则仍然可能将该MS切换回原来的服务小区，从而引发了乒乓切换。所以在惩罚处理模块中，也包括对于BQ和TA原因进行切换的惩罚处理。即在MS由于TA、BQ的原因切换到其相邻小区后，在一定时间内，对原服务小区要进行惩罚。4.2.4切换排序算法为了选择合适的切换目标小区，需要按照某种排序原则对邻近小区进行排队。排序采用了M准则、K准则、16bit准则。(1)M准则首先确定邻近小区的接收电平是否高于最低接收电平，只有高于最低接收电平的邻近小区才能进入侯选小区列表，即对邻近小区根据接收电平进行裁剪。对服务小区而言：RXLEV(o)MSRXMIN(o)+MAX(0,Pa(o))对邻近小区而言：RXLEV(n)MSRXMIN(n)+MAX(0,Pa(n))其中，RXLEV(o)，RXLEV(n)分别为服务小区和邻近小区的MS接收电平，MSRXMIN(o)和MSRXMIN(n)分别是服务小区和邻近小区要求MS的最低接入电平。Pa(o)=MS_TXPWR_MAX(o)-P；Pa(n)=MS_TXPWR_MAX(n)-P；P=max_power_of_ms；MS_TXPWR_MAX(n)是BSS限制的手机最大发射功率。max_power_of_ms是手机本身所能达到的最大发射功率。其方法可以这样描述，M准则只是考虑下行链路的最低接收功率门限，并未考虑上行链路的情况。如果手机的最大功率超过BSS所要求的最大发射电平，那么Pa等于零，也就是手机的上行链路可以满足要求；反之，就需要为满足邻近小区上行链路接收电平的要求对下行链路的最低接收电平增加一个补偿值。(2)K准则对候选小区基于接收电平进行排序。各个小区之间存在一个磁滞，为K磁滞，相当于不同小区间的一道门槛，起到稳定切换的作用。在邻近小区的下行实际接收电平基础上，减去一个虚拟的偏移量K磁滞，就是服务小区最终看到的邻近小区接收电平，根据这个值对所有邻近小区进行排序，并由前至后减小邻近小区的优先权。(3)16bits准则华为BSC切换算法依据各小区的16Bit准则，切换时最终选择该值最小的小区为切换小区。16151413121110987654321各bit位的具体含义如下：第1～3位：按照小区电平的排序。排序的6个候选小区加上1个服务小区按电平（接收电平与相应的惩罚相结合）排序的结果。第4位：同层小区间切换磁滞比较位。服务小区的第3bit始终是0，邻近小区的接收电平减去服务小区的接收电平大于小区间切换磁滞时，置为0；邻近小区的接收电平减去服务小区的接收电平小于小区间切换磁滞时，置为1。注意：小区间磁滞与PBGT门限的关系，在PBGT切换里，两者谁大，谁起作用。第5～10位：切换层级位。分层分级别（当邻区或服务区的电平低于层间切换门限和磁滞的关系时，屏蔽掉，全置为0）。可以分成64个优先级。第11位：负荷调整位。服务小区：负荷≥负荷切换启动门限时，置1，否则置0；邻近小区：负荷≥负荷切换接收门限时，置1，否则置0。不论负荷切换开关是否打开，该位都起作用。所以在实际数据配置中，即使负荷切换没有打开，也要注意“负荷切换数据表”内“负荷启动门限”和“负荷接收门限”的设置。否则会导致PBGT等切换异常。第12位：共BSC调整位。服务小区：恒为0邻近小区：与服务小区属同一BSC/MSC时，12位置0，否则置1当邻区或服务区的电平低于层间切换门限和磁滞的关系时，屏蔽掉，为0。当［切换控制数据表］内“共MSC/BSC调整允许”为“否”时，屏蔽掉，为0。第13位：共MSC调整位。服务小区：恒为0邻近小区：与服务小区属同一MSC时，13位置0，否则置1当邻区或服务区的电平低于层间切换门限和磁滞的关系时，屏蔽掉，为0。当［切换控制数据表］内“共MSC/BSC调整允许”为“否”时，屏蔽掉，为0。第14位：层间切换门限调整位。服务小区：接收电平≥层间切换门限－层间切换磁滞，置0。否则置1，且第13、12、10～5位全部置0邻近小区：接收电平≥层间切换门限＋层间切换磁滞，置0。否则置1，且第13、12、10～5位全部置0注：不论邻小区或服务小区是否在同层同级，该位都要以本小区的层间门限和磁滞作比较。所以在“小区描述数据表”内的“层间切换门限”和“层间切换磁滞”两个参数的配置要注意，否则会影响同层同级小区的正常切换。第15位：小区类型调整位（主要适合于70KM扩展小区）。不论是服务小区或邻近小区：为扩展小区时，置1；为正常小区时，置0。第16位：保留位BSC每收到一个测量报告，就要对满足M准则的服务小区和邻小区进行一次16bit的排序。一服务小区满足某类切换判决条件，则要看在候选小区队列里，有没有满足该类切换的目标小区，每一类切换都有对目标小区的要求，包括电平要求和排序要求，只有队列里有满足要求的邻小区，才能触发切换。4.2.5TA切换（紧接切换）流程图时间提前量在某种意义上可以作为限制小区大小的一个标准。BSC判断当前MS的TA值是否超过了定义的最大TA门限TALIM（TimingAdvancedLIMit），如果超过了则发起一个由于TA值太高的紧急切换。同时满足以下条件可以触发：(1)服务小区：高于TA门限值(2)目标小区：排队相对靠前，不要求比服务小区前。图4-2TA切换流程图4.2.6BQ切换（紧接切换）流程图链路的传输质量是用误码率BER（BitErrorRatio）来衡量的，BER变高的原因可能是太低的信号功率，也可能存在干扰。同时满足以下条件可以触发切换：(1)服务小区：高于BQ门限值。(2)目标小区：排队相对靠前，不要求比服务小区前，若没有，且小区内切换打开，则执行小区内切换，否则不发起切换。MR处理惩罚处理基本排序切换判决是否满足TA切换否其他切换是TA切换判决结果发送至处理流程MR预处理/惩罚处理/基本排序等图4-3BQ切换流程图4.2.7快速电平下降切换（紧接切换）流程图主要是判断在MS接收电平快速下降情况下所进行的紧急切换，因为如果此时仍然走正常的切换流程，也就是在MS接收电平低于边缘切换门限时才触发切换，则可能由于仍然进行P/N判决而无法快速触发导致掉话。快速下降的判断是这一部分的重点，其判决方法是采用快速滤波器的概念，小区内不允许进行快速电平下降切换。对电平快速下降的情况，考虑到原始电平波动太大，拟对其进行平均滤波器短期滤波后再用判断电平快速下降的滤波器来看它是否是快速下降。采用的平均滤波器长度定为QCKFALLLEN（缺省为3）。同时满足以下条件可以触发：(1)服务小区：满足滤波器判断结果。(2)目标小区：排序在服务小区之前。MR处理惩罚处理基本排序切换判决是否满足BQ切换否其他切换是BQ切换判决结果发送至处理流程MR预处理/惩罚处理/基本排序等MR处理惩罚处理基本排序切换判决否其他切换是是否满足快速电平下降切换快速电平下降切换判决结果发送至处理流程MR预处理/惩罚处理/基本排序等图4-4快速电平下降切换流程图4.2.8上下行干扰切换（紧接切换）流程图如果链路的误码率升高，但接收电平仍然较强时，通常是该信道受到了干扰，发起一次上下行干扰紧急切换。小区内可进行上下行干扰切换，同时满足以下条件可以触发：(1)服务小区：电平高于干扰切换电平门限，同时质量差于干扰切换质量门限。(2)目标小区：排序相对靠前，不要求排在服务小区之前。(3)接收电平值层间切换门限+层间切换磁滞图4-5上下行干扰切换流程图4.2.9负荷切换流程图负荷切换也称为业务量切换，主要用于话务密集的地区，在集市、聚会等特殊的情况下，由于系统资源有限，可能在某个区域引起话务的拥塞，而其相邻的区域系统容量还有剩余，在这种情况下，希望其它的小区可以分担拥塞小区的话务负荷，从而使得负荷在整个网络中分布的更加均匀，以降低阻塞率。如果负荷切换允许打开，则允许系统进行负荷切换，即允许将负荷切换到其相邻小区，同时也允许接受由于负荷原因而切换过来的用户，否则既不能由于负荷重而切换出去用户，也不接收由于负荷原因而切换过来的用户。话务负荷切换仅在同一个BSC下的小区内进行，由于负荷切换产生的信令流量很大，所以在系统流量过高时，应该限制该切换，以免发生系统拥塞；而在系统流量降低到本域值限定等级以下后，在条件允许的情况下则可以进行负荷切换，使部分移动台切换到其它小区。目前的设计支持在分层网络的不同层间进行，要同时满足以下几个条件才可以触发：(1)当前系统的流量级别“允许负荷切换门限值ClsSysFlowLvl”，如果高于该门限值则不进行负荷切换，以避免