接力切換是一種改進(jìn)的硬切換技術(shù),可提高切換成功率,與軟切換比,可以克服切換時(shí)對(duì)鄰近基站信道資源的占用,能夠使系統(tǒng)容量得以增加。在接力切換過(guò)程中,同頻小區(qū)之間的兩個(gè)小區(qū)的基站都將接受同一終端的信號(hào),并對(duì)其定位,將確定可能切換區(qū)域的定位結(jié)果向RNC 報(bào)告,完成向目標(biāo)基站的切換。所以,所謂接力切換是由RNC 判定和執(zhí)行,不需要基站發(fā)出切換操作信息。接力切換可以使用在不同載波頻率的TD-SCDMA 基站之間,甚至能夠使用在TD-SCDMA 系統(tǒng)與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)(如GSM,CDMA IS-95 等)的基站之間。
TD-SCDMA的發(fā)展過(guò)程始于1998年初,在當(dāng)時(shí)的郵電部科技司的直接領(lǐng)導(dǎo)下,由原電信科學(xué)技術(shù)研究院組織隊(duì)伍在SCDMA技術(shù)的基礎(chǔ)上,研究和起草符合IMT-2000要求的我國(guó)的TD-SCDMA建議草案。該標(biāo)準(zhǔn)草案以智能天線、同步碼分多址、接力切換、時(shí)分雙工為主要特點(diǎn),于ITU征集IMT-2000第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)候選方案的截止日1998年6月30日提交到ITU,從而成為IMT-2000的15個(gè)候選方案之一。ITU綜合了各評(píng)估組的評(píng)估結(jié)果。在1999年11月赫爾辛基ITU-RTG8/1第18次會(huì)議上和2000年5月伊斯坦布爾的ITU-R全會(huì)上,TD-SCDMA被正式接納為CDMATDD制式的方案之一。TD-SCDMA系統(tǒng)可以靈活配置上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn),來(lái)適應(yīng)不同業(yè)務(wù)上下行流量的不對(duì)稱性。合理配置上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)是提高系統(tǒng)頻譜利用率的有效手段。在具體進(jìn)行時(shí)隙比例規(guī)劃時(shí),可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r靈活配置,根據(jù)上下行承載所占BRU比例進(jìn)行時(shí)隙比例的計(jì)算。業(yè)務(wù)發(fā)展初期,適應(yīng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)上下對(duì)稱的特點(diǎn)可采用3∶3(上行∶下行)的對(duì)稱時(shí)隙結(jié)構(gòu);數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展時(shí),可采用2∶4或1∶5的時(shí)隙結(jié)構(gòu)。
時(shí)隙靈活配置在提高資源利用率的同時(shí),可能帶來(lái)相鄰小區(qū)之間由于上下行時(shí)隙分配比例不一致造成的干擾。因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與組網(wǎng)時(shí),可對(duì)上下行時(shí)隙比例的分配采取如下原則,對(duì)干擾進(jìn)行適當(dāng)規(guī)避:(1)盡量避免任意分配上下行時(shí)隙比例,而應(yīng)按照不同區(qū)域上下行業(yè)務(wù)流量要求,對(duì)大片區(qū)域采用統(tǒng)一的上下行時(shí)隙比例,使得這種干擾只在兩個(gè)不同區(qū)域交界處發(fā)生;(2)在不同時(shí)隙比例的交界處,對(duì)于上下行時(shí)隙交疊的時(shí)隙,上行時(shí)隙容量損失比下行時(shí)隙嚴(yán)重,所能承載的用戶較少,因此,不同時(shí)隙比例的交界處應(yīng)選在有較多上行容量空余的區(qū)域;(3)應(yīng)該避免相鄰基站上下行時(shí)隙比例差異過(guò)大(如1∶5和5∶1相鄰);(4)上下行時(shí)隙比例通常作為小區(qū)參數(shù)來(lái)配置,對(duì)于同一個(gè)扇區(qū)下的所有小區(qū)的上下行時(shí)隙比例應(yīng)一致,同一基站內(nèi)的多個(gè)扇區(qū)的時(shí)隙比例也最好相同。特殊情況下可以通過(guò)動(dòng)態(tài)信道調(diào)整、空間隔離、避免基站天線正對(duì)和犧牲容量等方式來(lái)規(guī)避干擾。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)前的關(guān)鍵步驟,主要根據(jù)無(wú)線傳播環(huán)境、業(yè)務(wù)、社會(huì)等多方面因素,從覆蓋、容量、質(zhì)量三方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宏觀配置。TD-SCDMA系統(tǒng)采用時(shí)分碼分結(jié)合多址方式、智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、接力切換、動(dòng)態(tài)信道分配等一系列新型關(guān)鍵技術(shù)和無(wú)線資源算法,提高系統(tǒng)性能,為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來(lái)很多新特點(diǎn),如不同業(yè)務(wù)的覆蓋具有一致性、小區(qū)呼吸效應(yīng)不明顯、上下行信道配置靈活等。
接力切換(BH,BatonHandover)是TD-SCDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。其設(shè)計(jì)思想是利用智能天線和上行同步等技術(shù),在對(duì)UE的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上,以UE方位和距離信息為輔助信息來(lái)判斷目前UE是否移動(dòng)到了可進(jìn)行切換的相鄰基站的鄰近區(qū)域。如果UE進(jìn)入切換區(qū),則RNC通知該基站做好切換的準(zhǔn)備,從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。這個(gè)過(guò)程就像是田徑比賽中的接力賽跑傳遞接力棒一樣,因而被形象地稱為接力切換。接力切換通過(guò)與智能天線和上行同步等技術(shù)有機(jī)結(jié)合,巧妙地將軟切換的高成功率和硬切換的高信道利用率結(jié)合起來(lái),是一種具有較好系統(tǒng)性能優(yōu)化的切換方法。實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是:網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)確獲得UE的位置信息,包括UE的信號(hào)到達(dá)方向(DOA)和UE與基站之間的距離。在TD-SCDMA系統(tǒng)中,由于采用了智能天線和上行同步技術(shù),因此系統(tǒng)可以較為容易地獲得UE的位置信息。具體過(guò)程如下。(1)利用智能天線和基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),可以使天線陣根據(jù)每個(gè)UE的DOA為其進(jìn)行自適應(yīng)的波束賦形。對(duì)每個(gè)UE來(lái)講,仿佛始終都有一個(gè)高增益的天線在自動(dòng)地跟蹤它。基站根據(jù)智能天線的計(jì)算結(jié)果就能夠確定UE的DOA,從而獲得UE的方向信息。(2)在TD-SCDMA系統(tǒng)中,有一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于上行同步的時(shí)隙UpPTS。利用上行同步技術(shù),系統(tǒng)可以獲得UE信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間偏移,進(jìn)而可以計(jì)算得到UE與基站之間的距離。(3)在步驟(1)和步驟(2)完成之后,系統(tǒng)就可以準(zhǔn)確獲得UE的位置信息。因此,上行同步、智能天線和數(shù)字信號(hào)處理等先進(jìn)技術(shù),是TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接力切換的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。