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TDSCDMA到TDLTE跨系统小区重选仿真研究

发布时间:2020-07-21 18:44:32 阅读: 来源:遮阳挡厂家

标签:TD-SCDMA TD-LTE

本文引用地址:小区重选是一种终端行为,通常是终端主动发起的用户迁移。终端根据当前的测量结果和网络侧配置的门限值,依据重选判决准则来判定是否发起小区重选过程。小区重选不仅是终端重要的移动性功能,也是实现不同网络相互兼容的重要方法。小区重选分为系统内重选和跨系统(int- RAT)重选。

TD- LTE 作为 TD- SCDMA 技术未来的演进方向,为保证网络演进的平滑过渡,同时支持 TD- SCDMA 和TD- LTE 的双模终端(如数据卡等)成为必然。这种双模终端的跨系统小区重选分为 TD- SCDMA 重选到 TD- LTE和 TD- LTE 重选到 TD- SCDMA两种不同的过程。前者遵循 TD- SCDMA 重选规律,后者则依据 TD- LTE 重选原理。

关于小区重选算法有 R 准则和基于优先级重选准则等。目前 TD- SCDMA商用终端的小区重选算法遵循 R 准则,而 TD- LTE 终端重选判决算法则是基于优先级概念的小区重选。

本文通过仿真分析发现,在两种网络共站址的环境下 R 准则并不适用于 TD- SCDMA 到 TD- LTE 跨系统重选过程。结果表明 TD- SCDMA和 TD- LTE 双模终端如果遵循 R 重选准则进行跨系统小区重选,则会产生“乒乓效应”。这样不仅使得用户无法正常通信,而且会极大地增加网络侧信令负担。另外采用 R 重选准则后,大大降低了双模终端用户驻留在 TD- LTE 网络的比例。因此本文针对性提出两种解决方案,一种是在R 准则基础上进行部分修改,另外一种则是引入基于优先级的重选准则。通过仿真数据表明,这两种方案都很好地解决了 R 重选准则所带来的弊端。相比较而言,引入优先级概念的重选判决算法在实现手段上更加灵活简便,且应用范围更广,更加适用于TD- LTE 网络和其他多制式网络共存的特点。但缺点是对 TD- SCDMA网络侧改动较大,给网络升级带来一定困难。且增加了双模终端测量的概率,进而增大了终端硬件的功耗。

1 TD- S CDMA 到 TD- LTE 跨系统重选问题分析

1.1 TD-SCDMA 和 TD-LTE 重选准则的特点

目前 TD- SCDMA 商用终端重选所遵循的准则通常也被称之为 R 准则。此准则的特点是基于目标小区和服务小区信号差值的比较,终端触发测量后,如果目标小区的信号值比服务小区好于一定门限值,则触发重选。

TD- LTE 制式终端跨系统重选则采用基于优先级的重选准则。简单来说终端触发测量后,对于高优先级的目标小区来说,只要其信号值好于一定门限,就会触发重选。

对于低优先级的目标小区而言,首先服务小区信号值低于一定门限,且目标小区的信号值高于一定门限,此时才会触发重选。由此看出此方法和TD- SCDMA 最大的不同在于:TD- LTE 的重选准则是绝对信号值的比较,而 TD- SCDMA的重选判决则是服务小区和目标小区的差值比较。

1.2 TD-SCDMA 和 TD-LTE 共站址环境下双模终端信号接收规律

在共站址(TD- SCDMA 和 TD- LTE)的小区环境下,对于静止或移动速度很低的双模终端来说,在一定时间内,其分别接收到的接收信号码功率(RSCP:Received Signal Code Power,接收信号码功率)和参考信号接收功率 (RSRP:Reference Signal Received Power)服从固定线性差值关系。

一般的,从信号覆盖的角度考虑损耗,快衰落带来的影响忽略不计。路径损耗和阴影衰落对终端的信号接收产生主要影响。终端天线接收处的信号功率值服从公式(1):

接收功率 = 基站有效发射功率 + 天线增益 - 路径损耗 - 阴影衰落 - 穿透损耗 (1)

公式(1)中:天线增益为相对空间位置和频率的函数,路径损耗为距离和频率的函数,阴影衰落呈对数正态分布,穿透损耗与室内建筑物理材料和频率有关。

对于双模终端而言,由于本身终端的特性,如两种通信制式共用一个硬件单元,共处一个地理位置等,且 TD- SCDMA 和 TD- LTE 占用频率相近,因此天线增益相近。而对于路损模型都是采用适用于2 GHz 的 Cost231- Hata 模型,则二者的路损相等。阴影效应带来的衰落对于同一个双模终端来说,对不同制式的信号损耗非常相近,差别足够小到忽略不计。穿透损耗则对于终端静止在一个不变的通信环境下是固定不变的。因此根据公式(1)得知终端接收到的 RSCP 和 RSRP 服从线性关系。

通过仿真也证实这一结论。当这两种制式都不做对边缘用户的优化时,设 TD- LTE 的全带宽(10MHz) 的发射功率为 46 dBm,TD- SCDMA 全带宽(1.28 MHz)发射功率为 33 dBm,双模终端接收信号电平值概率分布如图 1 所示。

图 1 双模终端接收信号 CDF 图

在此基站功率配置下,对于静止的双模终端,接收到不同网络的信号值关系服从公式(2):

RSCP- RSRP=9.2 dB (2)

1.3 共站址环境下 R 重选准则问题分析

驻留在 TD- SCDMA网络的双模终端,开启测量后,当 TD- LTE 小区和 TD- SCDMA 小区的信号差值高于一定门限时,则发生跨系统重选。而在共站址环境下,这两种网络的信号差值固定不变,为保证终端能够驻留到 TD- LTE,网络侧配置门限必须满足重选标准,否则终端始终无法驻留到 TD- LTE。而当门限满足重选标准时,造成的后果是 TD- SCDMA 终端一旦开启对 TD- LTE 的测量,则必定发生重选,并驻留到 TD- LTE 小区上去。这样会导致恶劣的连锁反应。下面以图 2 为例进行分析。

图 2 共站址小区门限参数划分区域图

假设 TD- SCDMA 覆盖全小区,TD- LTE 覆盖小区中心部分;区域 A 边界是划分 TD- SCDMA 是否触发对 TD- LTE 测量的分水岭,区域 B 的外边界是划分 TD- LTE 满足是否驻留要求的分水岭。

表 1 共站址小区 TD-SCDMA 用户行为表cdma相关文章:cdma原理

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