现代通信技术开放性实验实验报告姓名：杜文涛包瑜吴硕豪班级：05116班学号：050489 050482 050499班内序号：08 01 18指导老师：刘奕彤实验一更软切换一．实验目的验证BSS应能在同BTS内扇区间进行更软切换二．实验条件将BTS配置为两个扇区101，102，两个扇区配置相同载频，频率为f1=466；MS为试验移动台；先关闭101、102两个扇区三．实验原理所谓软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系。

而以往的系统所进行的都是硬切换，即先中断与原基站的联系，再在一指定时间内与新基站取得联系。

软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行。

它在两个基站覆盖区的交界处起到了业务信道的分集作用。

这样可大大减少由于切换造成的掉话。

因为据以往对模拟系统TDMA的测试统计，无线信道上90%的掉话是在切换过程中发生的。

实现软切换以后，切换引起掉话的概率大大降低，保证了通信的可靠性。

CDMA系统中移动台在进行业务信道通信中，会发生以下几种切换：(1). 软切换，在这种切换中，当移动台开始与一个新的基站联系时，并不立即中断与原来基站之间的通信。

软切换仅仅能用于具有相同频率的CDMA信道之间，软切换可提供在基站边界处的前向业务信道和反向业务信道的路径分集。

(2). 更软切换，这种切换发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间。

(3). 硬切换，在这一切换里，移动台先中断与原基站的联系，再与新基站取得联系。

硬切换一般发生在不同频率的CDMA信道间。

(4). CDMA到模拟切换，在这一切换里，移动台从CDMA业务信道转到模拟话音信道。

要深入了解CDMA网络的软切换，还必须先了解导频，导频集，切换参数和搜索窗口的概念。

导频即导频信道，在CDMA系统中利用导频信道引导接入和切换信道，通过处理导频信道来确认最强的信号部分。

CDMA系统采用m序列对导频信道进行调制。

不同导频之间PN码的时间偏置不同，两个相邻导频之间的偏移为64个码片，MS通过识别偏移来区分不同的基站。

CDMA系统中有4类导频集合：有效导频集，候选导频集，相邻导频集，剩余导频集。

在一个导频集合中，所有导频都具有相同的频率，只是它们的时间偏置不同。

有效导频集(active set)：当前手机正在保持连接的业务信道所对应的导频的集合。

候选导频集(candidate set)：导频信号强度足够，手机可以成功解调，随时可以接入。

相邻导频集(neighbor set)：当前不在有效或候选集里，但可能会进入候选集的导频的集合。

剩余导频集(residual set)：包含当前系统中除了有效集，候选集，相邻集外的所有可能的导频。

CDMA2000系统中有T_ADD, T_DROP, T_COMP, T_TDROP 等4个重要的切换参数。

T_ADD(导频检测门限)：当Ec/Io>T_ADD时MS发送导频强度测量消息PSMM 将导频由相邻集加到候选集。

T_DROP(导频丢弃门限)：当导频的Ec/Io下降到低于T_DROP时就触发计数器T_TDROP当导频Ec/Io超过T_DROP时，计数器中止；计数器满时导频从激活集或候选集中转换到相邻集。

T_TDROP(定时器衰减门限)：当导频集和候选集中导频的降低时间超过T_TDROP计数器时，导频将被转换到相邻集；如果候选集满了，但是有新的导频满足T_ADD要求需要增加，那么就去除一个最接近T_DROP门限的导频。

在此过程中手机只向位于激活集中的导频小区发送功率强度测量消息，在候选集中的导频直接被转换到相邻集中，不需要手机发送功率强度测量消息。

T_COMP(门限比较)：T_COMP参数控制导频从候选集移动到激活集。

如果候选集中某导频的强度超过激活集中某个导频的强度至少T_COMP×0.5dB，MS 则将此导频移入激活集中，并可能替换那个导频。

在IS-95中采用的是静态门限(T_ADD，T_DROP)，在IS-95B和CDMA2000中采用的是动态门限。

在不同的小区或不同的噪声环境中，加入或删除active set 中的小区导频的绝对门限是与当前active set中最好和最弱导频的信号强度相关的。

如果当时active set里的导频信号强度都很强，其他导频要加入active set的要求也相对提高。

如果active set里的导频信号强度都很弱，那么active set里的导频要移出active set的要求也相对降低。

CDMA系统中，基站设置了3种类型的搜索窗口(PN偏置范围)移动台可以使用这些搜索窗口跟踪导频信号，在规定的时间偏移里搜索导频信号的多径分量：SRCH_WIN_A：有效导频集和候选导频集的搜索窗口；SRCH_WIN_N：相邻导频集的搜索窗口；SRCH_WIN_R：剩余导频集的搜索窗口；软切换的过程如下：在软切换过程中MS连续不断地跟踪并测量系统中所有导频信号的强度。

MS 合并计算导频的所有多径分量的Ec/Io来作为该导频的强度，K是MS所能提供的解调单元数。

（1）当某个导频信道的导频强度Ec/Io超过T_ADD时，MS认为此导频的强度已经足够大，能够对其进行正确解调，MS就向原基站发送一条PSMM（导频强度测量消息）同时将该导频加入候选导频集。

（2）当导频强度超过激活集中某个导频的强度至少T_COMP×0.5dB 时，基站向MS发送HDM通知MS将该导频加入有效导频集。

（3）当MS收到来自基站的切换指示消息，并且得到了一个新的业务信道后，导频进入有效导频集，同时MS向基站发送HCM通知基站自己已经根据指示开始对多个基站同时解调。

（4）随着MS的移动，当两个基站中某一方的导频强度已经低于T_DROP，这时MS启动T_TDROP开始记时(MS对在有效导频集和候选导频集里的每一个导频保留一个T_TDROP)。

（5）当T_TDROP记时终止时(在此期间，其导频强度应始终低于T_ADD。

如果导频强度回升到T_ADD之上，记时器将复位)，向基站发送PSMM。

（6）当基站接收到PSMM后，将此信息送至BSC，BSC再返回相应HDM 最后由基站再转发给MS。

（7）当MS收到来自基站的HDM后，MS将该导频从有效导频集移入相邻导频集，同时MS发送HCM通知基站已经完成切换。

此时MS只与目前有效导频集内的导频所代表的基站保持通信。

（8）MS接收基站发送的NLUM，导频进入剩余导频集。

下图是MS软切换的流程图：本次实验由于仅有一台基站，因此进行的是更软切换的模拟。

更软切换是由基站完成的，并不通知MSC。

对于同一移动台，不同扇区天线的接收信号对基站来说就相当于不同的多径分量，并被合成一个话音帧送至选择器(Selector)，作为此基站的语音帧。

而软切换是由MSC完成的，将来自不同基站的信号都送至选择器，由选择器选择最好的一路，再进行话音编解码。

四．实验预期结果1.移动台通话正常，切换成功；2.通过与手机相连的CAIT工具可以观察到手机接受PN变化；3.可以从OMC-R上看到软切换完成后BSC通知MSC模拟器的切换执行消息；五．实验步骤与结果：1.开放扇区101（配置扇区增益1000），关闭扇区102（配置扇区增益0），MS建立一个通话；用CAIT软件可观察到MS在扇区101通话观察到MS在扇区101、102同时通话，解调两个信道到MS只在扇区102通话，解调扇区102信道思考题：1.为什么在更软切换的过程中，在启动扇区2时，扇区1和扇区2能同时通话？这样设置对于避免切换过程中的掉话有什么意义？答：在启动扇区2时，扇区1和扇区2的导频信道都在激活集中，因此能同时通话。

这样能大大减少切换过程中的掉话概率。

实验二硬切换一．实验目的验证BSS能在小区间进行硬切换，切换完成后应通知MSC；二．实验条件BTS配置为二个载频，频率为466、507。

频率466配置两个扇区101，102；频率507配置扇区111。

MS为试验移动台；关闭两个载频的三个扇区三．实验原理软切换是CDMA 系统所特有的，但系统同时存在硬切换的场合，包括从一个CDMA载波到另一个CDMA载波的切换和不同帧偏置的改变。

当移动台从一个CDMA 载波切换到另个CDMA载波时，链路必须中断；在帧偏置改变中，当移动台以相对于系统的时间改变其帧发送偏置时，链路也必须中断。

这种情况下，移动台保持在同CDMA载波上。

CDMA系统中进行硬切换可能会对系统运行产生不利的后果。

由于不能利用多小区/扇区支持呼叫所产生的分集增益，因此小区边界重叠区成为链路质量差的区域.这些边缘区域的移动台对基站干扰也更加敏感，导致呼叫掉话率增加。

此外，采用没有软切换的功率控制将会导致移动台对其邻近小区产生相当大的干扰，进而降低系统容量。

以下是CDMA硬切换发生的3种典型场合：1.跨MSC切换由于某些厂商的设备体系不支持属于不同MSC 的小区之间的软切换，因此移动台经过MSC边界的小区时，将遇到同一载波CDMA到CDMA的硬切换。

系统不支持MSC 之间的软切换可能会潜在地影响到MSC边界上的系统性能，但同一厂商内部可通过调整MSC边界避开话务热点地区，将危害减至最小。

2.跨Vendor切换在覆盖区连续的CDMA系统中，由于采用多家设备供应商的产品，因此不同本地网之间甚至同一本地网内形成了不同厂商的设备区边界。

由于目前基站控制器BSC间接口(A3/A7)未开放，因此造成移动台跨设备区边界发生硬切换。

对于不同本地网间的切换，由于其均处在省际/行政区边界、话务量低的区绩，因此硬切换对网络造成的影响不大。

同一本地网内的不同设备区边界如果不能避开闹市区、重要公路、铁路或江、河等，则其切换质量对网络运行将产生重大影响。

3.多载频切换在拥有多个CDMA载波的系统中，载波间的切换为硬切换。

不同小区间单层载波载频间切换由于异频切换引起的边界站与移动台间的干扰较小，因此硬切换成功率较高。

整网多载波系统载频间切换则可通过转化为同小区内不同载波间硬切换或不同小区不同载波间硬切换来完成，以提高硬切换质量。

硬切换是一种“不得以而为之”的切换，由于其先断后接的特性，要想保证业务的一致畅通是件非常困难的事情。

另外，当硬切换区域面积狭窄时，会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”，影响业务信道的传输。

但是，在网络初建和升级过程中，在采用不同频率规划的交界区域，在基站系统发生异常的情况下，硬切换又发挥着不可替代的作用，因此必须对其仔细设计，提高整个系统的服务质量和性能。

四．实验预期结果1.移动台通话正常，切换成功；2.通过与手机相连的CAIT工具可以观察到手机接受PN变化；3.可以从A接口信令分析仪上看到切换完成后BSC通知MSC的切换执行消息；五．实验步骤与结果1.开放载频466扇区102（配置扇区增益1000），关闭载频466扇区101和载频507扇区111（配置扇区增益0），MS建立一个通话；用CAIT软件可观察到MS在扇区102通话2.开放载频507扇区111（配置扇区增益1000），准备好硬切的目的扇区件可观察到MS只在扇区111通话，解调扇区111信道思考题：1.进行硬切换时，MS为什么要重新初始化？答：当移动台进入一个新的MSC/VLR区域时,若MS用原来的VLR(PVLR)分配给它的临时号码TMSI来标识自己,则新的VLR在收到MSC"更新位置区"的消息后,不能直接判断出该MS的HLR。