TD―LTE无线网络系统间切换实施策略研究

【摘 要】TD-LTE网络是TD-SCDMA网络的长期演进。它是以快速硬切换方法来实现不同频段之间以及各系统间的切换，从而更好地实现地域覆盖和无缝切换。为了确保TD-LTE的切换效果，文章就TD-LTE无线网络系统间切换实施策略进行了研究，并介绍了切换过程及关键参数等。

【关键词】TD-LTE；切换技术；小区；Hyst；TTT；CIO

TD-LTE无线网络切换技术大致可分为：硬切换和软切换。作为TD-SCDMA演进技术的TD-LTE系统，多采用快速硬切换方法实现不同频段之间以及各系统间的切换，从而更好地实现地域覆盖和无缝切换，并且实现与现有3GPP和非3GPP的兼容。软切换由于设备复杂度高、定时难度大，会带来较高处理能力的需求，因而未被采用。

1.TD-LTE切换过程描述

TD-LTE系统内切换可以分为eNB内切换、eNB间通过X2接口切换、eNB间通过S1接口切换。本文考虑的切换过程是通过X2接口进行交互的，不涉及到S1接口进行交互。TD-LTE的切换过程是在切换执行的过程中UE首先断开与服务小区的连接，然后同步接入到候选小区中的目标小区，同时服务小区会通过X2接口向目标小区转发下行数据。当切换完成时，目标小区会转发下行数据给UE测量、所示。TD-LTE的切换过程主要包括以下三个步骤，即切换准备、切换执行和切换完成。

2.流程说明

（1）首先，UE向原基站发送MeasurementReport消息，测量报告消息中主要包括测量ID、服务小区和邻小区的测量结果，源eNB）fE据测量报告内容进行判决是否满足相关事件准则，从而触发切换

（2）当源基站判断出UE需要进行切换时，向目标小区所在的基站发送Handover Request响应，该消息中携带UE的上下文信息；

（3）当目标基站收到切换请求消息后，判断是否允许该UE接入目标小区，若允许则目标基站为UE申请资源分配，然后向源基站发送Handover Request Ack响应消自.

（4）当源基站收到目标基站的Handover Request Ack响应消息后，源基站向UE发送Handover Command；Rg（该消息包含RRC Connection Reconfiguration），命令UE切换到目标小区；

（5）UE按照原基站下发的最新配置接入到目标小区并向目标基站发送Handover Confirm消息（该消息包括RRC Connection Reconfiguration Complete）：

（6）目标基站收到UE的切换完成消息后，向MME送Path Switch Request，请求进行上层链路切换；

（7）MMEI向S-GW发送User Plane Update Request消息，请求进行更新，当S-GW更新完毕后，S-GWI向MME发送User Plane Update Response表示更新成功；

（8）MMEI向目标基站发送Path Switch Request ACK响应，表示上层链路切换成功；

（9）当目标基站收到从MME下发的Path Switch Re-quest ACK消息后，向源基站发送Release Resource消息，通知UE释放在源基站的资源

（10）当源基站收到目标基站的Release Resource消息后，释放UE在源基站的相关用户面和控制面资源，此次切换完成，切换流程终止。

3.TD-LTE无线网络系统间切换实施策略

根据3GPPTR36.902协议，移动鲁棒性优化中的关键参数优化主要包括切换迟滞参数（Hyst）、触发时间（TTT）、小区特定偏移参数（CIO）等。SON技术能够根据不同的场景对这些参数进行合理配置，从而减少与切换相关的RLF的次数和由不必要的、错误的切换所造成的网络资源的浪费。以上三个参数对切换性能的影响描述如下：

Hyst：切换迟滞，其取值范围是0到10dB，并以0.5dB的步长进行递增。该参数的目的是把切换的相对门限变成一个范围，该范围的上限是门限值+迟滞值，下限是门限值.迟滞值。该参数的取值必须根据特定的场景进行合理的选择，如果该值取的过小，则会导致乒乓切换，增加不必要的切换次数；如果该值取得过大，则会导致切换失败，从而导致掉话。

TTT：触发时间，其取值有0、40ms、64ms、80ms、100ms、128ms、160ms256ms、320ms、480ms、512ms、640ms、1024ms、1280ms、2560ms、5120ms。TTT作为触发时间窗主要的目的是，在TTT时间内，如果RSRP或RSRQ满足A3事件准则，则进行切换。该值也要根据特殊场景进行合理的设置，如果TTT设置过小，则会造成UE在源小区和目标小区来回切换，产生掉话。如果TTT值设置过大，则会导致UE还没切换到目标小区就发生RLF，从而导致掉话。

CIO：小区特定偏移参数，该参数设置不正确会导致用户切换到错误小区，从而增加不必要的切换。

本文主要研究在成本函数的限制下，在不同速度下，以上参数在与切换失败率的关系，通过仿真确定出最佳的参数配置，从而减少切换的失败次数，降低切换的失败率。切换失败率（HOfafail_ratio）是切换失败的次数（NHOfail）与总的切换的次数的比值。总的切换的次数包括切换失败次数和切换成功次数（NHO_succ）。

4.仿真场景及其结果分析

本文采用一般的宏小区模型，考虑19个小区，每个小区3个扇区，并采用定向天线。小区的中心距离为500m。在仿真模型中，我们通过计算用户接收到的下行SINR来判断RLF，用RSRP值来衡量评估测量报告触发并考虑大尺度衰落和阴影衰落。具体的仿真主要参数如表1所示：

当Hyst增加、CIO为负值时，A3事件不容易触发，从而使切换不容易发生。对于高速移动的用户，当源小区质量不好时，为了能使UEs～.够及时的切换到目标小区，应当降低A3事件满足的条件，从而达到无缝切换的目的，避免由于切换不及时导致的切换失败。因此，对于高速移动的用户，应当适当的增加CIO的值并降低Hyst的值以达到切换性能提升的目的。

5.总结

总之，关键参数设置好坏对切换效果有着重要影响，因此，为了更好的满足未来通讯技术的发展，后续的研究工作的重心将在切换参数的研究上。

参考文献

[1] 陈俊；彭木根；王文博.TD-LTE系统切换技术的研究[J].中兴通讯技术，2011年03期

[2] 程静远.TD-LTE网络的系统间切换机制与实施策略研究中国通信学会第六届学术年会论文集（上）[A].2009年