接力切換是一種改進的硬切換技術(shù),可提高切換成功率,與軟切換比,可以克服切換時對鄰近基站信道資源的占用,能夠使系統(tǒng)容量得以增加。在接力切換過程中,同頻小區(qū)之間的兩個小區(qū)的基站都將接受同一終端的信號,并對其定位,將確定可能切換區(qū)域的定位結(jié)果向RNC 報告,完成向目標基站的切換。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)與其它移動通信系統(tǒng)(如GSM,CDMA IS-95 等)的基站之間。
TD-SCDMA的發(fā)展過程始于1998年初,在當時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要求的我國的TD-SCDMA建議草案。該標準草案以智能天線、同步碼分多址、接力切換、時分雙工為主要特點,于ITU征集IMT-2000第三代移動通信無線傳輸技術(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個候選方案之一。ITU綜合了各評估組的評估結(jié)果。在1999年11月赫爾辛基ITU-RTG8/1第18次會議上和2000年5月伊斯坦布爾的ITU-R全會上,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隙轉(zhuǎn)換點,來適應(yīng)不同業(yè)務(wù)上下行流量的不對稱性。合理配置上下行時隙轉(zhuǎn)換點是提高系統(tǒng)頻譜利用率的有效手段。在具體進行時隙比例規(guī)劃時,可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展狀況靈活配置,根據(jù)上下行承載所占BRU比例進行時隙比例的計算。業(yè)務(wù)發(fā)展初期,適應(yīng)語音業(yè)務(wù)上下對稱的特點可采用3∶3(上行∶下行)的對稱時隙結(jié)構(gòu);數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進一步發(fā)展時,可采用2∶4或1∶5的時隙結(jié)構(gòu)。
時隙靈活配置在提高資源利用率的同時,可能帶來相鄰小區(qū)之間由于上下行時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,可對上下行時隙比例的分配采取如下原則,對干擾進行適當規(guī)避:(1)盡量避免任意分配上下行時隙比例,而應(yīng)按照不同區(qū)域上下行業(yè)務(wù)流量要求,對大片區(qū)域采用統(tǒng)一的上下行時隙比例,使得這種干擾只在兩個不同區(qū)域交界處發(fā)生;(2)在不同時隙比例的交界處,對于上下行時隙交疊的時隙,上行時隙容量損失比下行時隙嚴重,所能承載的用戶較少,因此,不同時隙比例的交界處應(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隙比例差異過大(如1∶5和5∶1相鄰);(4)上下行時隙比例通常作為小區(qū)參數(shù)來配置,對于同一個扇區(qū)下的所有小區(qū)的上下行時隙比例應(yīng)一致,同一基站內(nèi)的多個扇區(qū)的時隙比例也最好相同。特殊情況下可以通過動態(tài)信道調(diào)整、空間隔離、避免基站天線正對和犧牲容量等方式來規(guī)避干擾。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運營前的關(guān)鍵步驟,主要根據(jù)無線傳播環(huán)境、業(yè)務(wù)、社會等多方面因素,從覆蓋、容量、質(zhì)量三方面對網(wǎng)絡(luò)進行宏觀配置。TD-SCDMA系統(tǒng)采用時分碼分結(jié)合多址方式、智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、動態(tài)信道分配等一系列新型關(guān)鍵技術(shù)和無線資源算法,提高系統(tǒng)性能,為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來很多新特點,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)計思想是利用智能天線和上行同步等技術(shù),在對UE的距離和方位進行定位的基礎(chǔ)上,以UE方位和距離信息為輔助信息來判斷目前UE是否移動到了可進行切換的相鄰基站的鄰近區(qū)域。如果UE進入切換區(qū),則RNC通知該基站做好切換的準備,從而達到快速、可靠和高效切換的目的。這個過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。接力切換通過與智能天線和上行同步等技術(shù)有機結(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,是一種具有較好系統(tǒng)性能優(yōu)化的切換方法。實現(xiàn)接力切換的必要條件是:網(wǎng)絡(luò)要準確獲得UE的位置信息,包括UE的信號到達方向(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。具體過程如下。(1)利用智能天線和基帶數(shù)字信號處理技術(shù),可以使天線陣根據(jù)每個UE的DOA為其進行自適應(yīng)的波束賦形。對每個UE來講,仿佛始終都有一個高增益的天線在自動地跟蹤它?;靖鶕?jù)智能天線的計算結(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,有一個專門用于上行同步的時隙UpPTS。利用上行同步技術(shù),系統(tǒng)可以獲得UE信號傳輸?shù)臅r間偏移,進而可以計算得到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)字信號處理等先進技術(shù),是TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)接力切換的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。