小區間切換

TD-LTE是無線蜂窩通信系統，當UE(User Experience，用户體驗)處於業務連接狀態並保持業務服務時，從一個小區移動到另一個小區，原來的服務小區不可能再給UE繼續提供服務，為了不中斷業務，無線承載系統將尋找最合適的小區或網絡為UE提供繼續服務，實現無線網絡無縫覆蓋的移動性管理，這就是小區切換。切換是無線蜂窩通信系統移動性管理的重要組成部分，切換的成功率是無線蜂窩通信系統移動性管理性能的重要考量指標。當TD-LTE 網絡與2G, 3G, WLAN等不同制式網絡並存時，小區間發生的切換將更復雜、更頻繁，造成切換失敗的概率也更大，查找引發切換失敗的原因會更困難。 ^[2] 

硬切換是發生在不同頻率小區間的一種切換模式，FDMA (Frequency Division Multiple Access,頻分多址)和TDMA (Time Division Multiple Access,時分多址)系統支持硬切換。硬切換過程是:當UE從源小區移動到目標小區時，因源小區與目標小區的載頻小同，UE進入目標小區後就與源小區信道斷開，經過同步過程，UE再自動向目標小區的新頻率調諧，與目標小區聯繫，建立新的信道，開始新頻率下的上下行數據通信，最後完成從源小區到目標小區的切換。顯然，硬切換在切換過程中存在一個暫停中斷期，硬切換是一個“釋放、建立”的過程，特點是“先斷開、後切換”。並且在任何時刻，UE只連接一個小區。

軟切換是發生在相同頻率不同小區之間的一種切換模式，CDMA系統就支持軟切換。軟切換過程是:由於切換是在同頻小區間進行，當UE移動到多個小區覆蓋交界區域處於切換狀態時，因頻率相同，UE可同時和多個小區保持聯繫，接收這些小區的信道質量報告，並與系統指定門限比較，取最佳值對應的小區作為目標小區切換，這時UE才將與源小區的聯繫信道切斷，完成UE從源小區到目標小區的切換。因此，軟切換是一個“建立、比較、釋放”的過程，特點是“先切換、後斷開”。在切換狀態的任何時刻，UE可同時連接多個小區。

當UE處於軟切換狀態時，可與周邊所有鄰區保持聯繫，使之進入等待隊列的準切換狀態，小僅減少了系統的阻塞率，還起到了業務信道分集的作用，加強了抗衰落能力，從而解決切換中斷問題，實現了真正的“無縫”切換，極大地提高了通信質量。但因“比較”鄰區信道質量報告時需要BSC處理，也需要宏分集技術支持，所以必須在Node B上層添加RNC節點。這既小利於網絡扁平化及運營商降低成本，也小利於降低端到端時延。

接力切換是TD-SCDMA系統的核心技術和特有的切換類型。該切換過程是:源小區用智能天線的波束賦形技術和上行同步等技術來確定UE的方位角及距離，並以UE的方位角和距離信息為輔助信息，判斷目前UE是否已經移動到了可以進行切換的相鄰基站的鄰近區域。如果UE進入切換區，則RNC通知該目標小區做好切換準備，從而達到快速、可靠和高效切換的目的。接力切換通過與智能天線波束賦形和上行同步等技術的有機結合，巧妙地將軟切換的高成功率和硬切換的高信道利用率結合起來，是一種具有較好系統性能優化的切換方法。與軟切換相似，接力切換雖然也是與源小區聯繫的狀態下偵測目標小區的，但它並沒有連接多個小區，而是通過測量判決後只連接一個目標小區。

在TD-LTE系統中，當UE處於連接狀態時，網絡完全掌控UE,不僅瞭解UE與源小區和鄰區的信道質量，還了解整個網絡的負載均衡情況。也就是説，信道條件的改變可能會觸發UE切換，網絡負載均衡的原因也有可能產生UE切換，這説明TD-LTE切換已不是僅僅因為小區改變而產生UE切換，還有因整個網絡負載均衡而使UE切換的情況，即TD-LTE切換是UE輔助網絡的快速切換，所以TD-LTE切換涉及的網絡實體有eNodeB, MME和S-GW。為了輔助網絡做出切換判決，源小區可以為UE配置測量，使UE在切換前上報服務區及鄰區的信道質量或網絡的負載情況，從而使網絡側可以合理地判決UE是否需要切換。 ^[2] 

通過源小區與切換候選相鄰小區(以下簡稱鄰區)之間的協商過程，為待切換終端分配鄰區的隨機接入信道資源，終端在保持與源小區之間無線連接的同時，利用分配的資源對鄰區進行無線鏈路質量測量，並選擇符合切換要求的鄰區，發起上行同步過程，以獲取與鄰區同步的配置信息並上報給服務小區。

對於獲取非競爭性隨機接入資源的終端，鄰區可以根據小區間協作程度，將隨機接入響應消息發送給服務小區，即終端無需再次同步至鄰區以接收該消息，同時在其發送給服務小區的鄰區測量報告中只需攜帶無線測量結果，定義這種小區間協作方式為緊耦合模式。

該方法對一般的小區間切換協商流程進行了增強，體現在:

1、在源小區發往目標小區的切換準備請求消息中，除了終端上下文信息之外，還攜帶該終端在源小區的無線傳播時延，以及目標小區的上行同步配置信息，如時域同步偏置值、頻域同步偏置值、上行發射功率水平;

2、在目標小區應答給源小區的切換請求確認消息中，除了終端移動性控制信息之外，目標小區不再需要為切換終端分配非競爭性隨機接入資源。目標小區根據該終端的同步配置信息，為終端分配上卜行信令與數據傳輸的無線資源，並計算允許終端啓動無線傳輸與接收的時間配置信息，這些信息將通過切換請求確認消息返回給源小區;

3、在源小區發送給終端的切換命令中，包含終端移動性控制信息、無線資源調度信息和無線傳輸與接收時間配置信息，終端成功接收切換命令後可立即斷開與源小區的無線連接，在達到與目標小區的卜行同步後，即可在指定時間點啓動無線傳輸與接收，無需觸發上行同步過程。 ^[3]