小区间切换

通信科技学术语

移动通信系统的小区间切换是指移动终端在无线接入网的控制下完成从源小区到目标小区的无线链路连接的迁移，是保证无缝的移动通信服务的基本技术手段，在不同小区无线信道之间交换一个正在进行中的通话，而不使其中断的操作。

简介

TD-LTE是无线蜂窝通信系统，当UE(User Experience，用户体验)处于业务连接状态并保持业务服务时，从一个小区移动到另一个小区，原来的服务小区不可能再给UE继续提供服务，为了不中断业务，无线承载系统将寻找最合适的小区或网络为UE提供继续服务，实现无线网络无缝覆盖的移动性管理，这就是小区切换。切换是无线蜂窝通信系统移动性管理的重要组成部分，切换的成功率是无线蜂窝通信系统移动性管理性能的重要考量指标。当TD-LTE 网络与2G, 3G, WLAN等不同制式网络并存时，小区间发生的切换将更复杂、更频繁，造成切换失败的概率也更大，查找引发切换失败的原因会更困难。

切换类型

硬切换

硬切换是发生在不同频率小区间的一种切换模式，FDMA (Frequency Division Multiple Access,频分多址)和TDMA (Time Division Multiple Access,时分多址)系统支持硬切换。硬切换过程是:当UE从源小区移动到目标小区时，因源小区与目标小区的载频不同，UE进入目标小区后就与源小区信道断开，经过同步过程，UE再自动向目标小区的新频率调谐，与目标小区联系，建立新的信道，开始新频率下的上下行数据通信，最后完成从源小区到目标小区的切换。显然，硬切换在切换过程中存在一个暂停中断期，硬切换是一个“释放、建立”的过程，特点是“先断开、后切换”。并且在任何时刻，UE只连接一个小区。

软切换

软切换是发生在相同频率不同小区之间的一种切换模式，CDMA系统就支持软切换。软切换过程是:由于切换是在同频小区间进行，当UE移动到多个小区覆盖交界区域处于切换状态时，因频率相同，UE可同时和多个小区保持联系，接收这些小区的信道质量报告，并与系统指定门限比较，取最佳值对应的小区作为目标小区切换，这时UE才将与源小区的联系信道切断，完成UE从源小区到目标小区的切换。因此，软切换是一个“建立、比较、释放”的过程，特点是“先切换、后断开”。在切换状态的任何时刻，UE可同时连接多个小区。

当UE处于软切换状态时，可与周边所有邻区保持联系，使之进入等待队列的准切换状态，小仅减少了系统的阻塞率，还起到了业务信道分集的作用，加强了抗衰落能力，从而解决切换中断问题，实现了真正的“无缝”切换，极大地提高了通信质量。但因“比较”邻区信道质量报告时需要BSC处理，也需要宏分集技术支持，所以必须在Node B上层添加RNC节点。这既不利于网络扁平化及运营商降低成本，也不利于降低端到端时延。

TD-SCDMA接力切换

接力切换是TD-SCDMA系统的核心技术和特有的切换类型。该切换过程是:源小区用智能天线的波束赋形技术和上行同步等技术来确定UE的方位角及距离，并以UE的方位角和距离信息为辅助信息，判断目前UE是否已经移动到了可以进行切换的相邻基站的邻近区域。如果UE进入切换区，则RNC通知该目标小区做好切换准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。接力切换通过与智能天线波束赋形和上行同步等技术的有机结合，巧妙地将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率结合起来，是一种具有较好系统性能优化的切换方法。与软切换相似，接力切换虽然也是与源小区联系的状态下侦测目标小区的，但它并没有连接多个小区，而是通过测量判决后只连接一个目标小区。

TD-LTE切换

在TD-LTE系统中，当UE处于连接状态时，网络完全掌控UE,不仅了解UE与源小区和邻区的信道质量，还了解整个网络的负载均衡情况。也就是说，信道条件的改变可能会触发UE切换，网络负载均衡的原因也有可能产生UE切换，这说明TD-LTE切换已不是仅仅因为小区改变而产生UE切换，还有因整个网络负载均衡而使UE切换的情况，即TD-LTE切换是UE辅助网络的快速切换，所以TD-LTE切换涉及的网络实体有eNodeB, MME和S-GW。为了辅助网络做出切换判决，源小区可以为UE配置测量，使UE在切换前上报服务区及邻区的信道质量或网络的负载情况，从而使网络侧可以合理地判决UE是否需要切换。

小区间协作切换

通过源小区与切换候选相邻小区(以下简称邻区)之间的协商过程，为待切换终端分配邻区的随机接入信道资源，终端在保持与源小区之间无线连接的同时，利用分配的资源对邻区进行无线链路质量测量，并选择符合切换要求的邻区，发起上行同步过程，以获取与邻区同步的配置信息并上报给服务小区。

紧耦合模式切换

对于获取非竞争性随机接入资源的终端，邻区可以根据小区间协作程度，将随机接入响应消息发送给服务小区，即终端无需再次同步至邻区以接收该消息，同时在其发送给服务小区的邻区测量报告中只需携带无线测量结果，定义这种小区间协作方式为紧耦合模式。

该方法对一般的小区间切换协商流程进行了增强，体现在:

1、在源小区发往目标小区的切换准备请求消息中，除了终端上下文信息之外，还携带该终端在源小区的无线传播时延，以及目标小区的上行同步配置信息，如时域同步偏置值、频域同步偏置值、上行发射功率水平;

2、在目标小区应答给源小区的切换请求确认消息中，除了终端移动性控制信息之外，目标小区不再需要为切换终端分配非竞争性随机接入资源。目标小区根据该终端的同步配置信息，为终端分配上下行信令与数据传输的无线资源，并计算允许终端启动无线传输与接收的时间配置信息，这些信息将通过切换请求确认消息返回给源小区;

3、在源小区发送给终端的切换命令中，包含终端移动性控制信息、无线资源调度信息和无线传输与接收时间配置信息，终端成功接收切换命令后可立即断开与源小区的无线连接，在达到与目标小区的下行同步后，即可在指定时间点启动无线传输与接收，无需触发上行同步过程。

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