EVDO 虚拟软切换的实现及应用

2012-07-03董春菊

山西电子技术 2012年2期

董春菊

(中国电信股份有限公司山西分公司，山西太原 030006)

随着3G 时代的来临，越来越多的人开始接触到3G 通信。高质量的语音通话和高速数据传输是3G 通信代言词，而EVDO 数据则是由2G 到3G的一个质的飞跃。如今，在日常的工作当中，EVDO的优化工作已逐渐变的重要起来。因此，对其技术的要求也越来越高。为了提升用户使用3G高速数据传输的满意度，EVDO 虚拟软切换技术变的尤为重要。基于如今的EVDO 数据切换将变的更为平滑，用户侧的表现就为在不中断数据传输速率的情况下实现切换，增加了使用的移动性。

1 EVDO 概述

1.1 EVDO 原理

图1 EVDO 网络架构图

1.2 EVDO A的关键技术

EVDO A的新关键技术非常多，重要的有:

●反向链路ARQ;

●反向资源控制;

●无缝虚拟软切换;

●快速连接;

●多用户包;

●交叉寻呼;

可以看出，EVDO 虚拟软切换在整个EVDO 系统中占据着重要的位置。

2 虚拟软切换介绍

在移动通信系统中，切换是用于完成用户发起的一次业务接入过程或者一次正在进行的通话期间，用户所在的位置由一个小区变换到另一个小区的过程。

EV－ DO 系统的接入终端均维护了一个有效导频集(Active Set)，相当于1X 中的邻区列表。不同之处在于EV－DO 系统在任一时刻只能允许有效集中的一个扇区向接入终端发送前向数据，而不是同时占在两个扇区信道上通讯的软切换模式，该服务扇区是有效集中前向导频最强的扇区，由接入终端利用DRC Cover 动态选择。由于DO 系统中前向切换过程中无需网络信令交互，(但是会发NULL cover 做为过渡，也就是说在实际切换发生时业务是会中断的，仅PPP 链接不会断，在一定意义上来说实际上是硬切换，因为过渡的时间较小用户感觉不明显)，因此把EV－DO 系统中利用DRC 在有效集中选择服务扇区的过程称为虚拟软切换。

第三代移动通信系统主要采用EVDO的方式来解决数据上网的问题，本文主要探讨CDMA 系统中EVDO的虚拟软切换。

2.1 前向虚拟软切换

DO 系统跟任何CDMA 系统一样，支持软切换、更软切换(soft/softer handoff)。但是DO 软切换跟1X 话音有一个区别在于:对于话音系统，当一个手机处于软切换中时，反向有几条腿，前向就有几条腿;但是在DO 系统中，当一个手机处于n方软切换时，反向跟话音一样有n 条腿，而前向在任何时候只有一条腿。

这样就导致了DO 系统中一种特殊的切换:前向虚拟软切换(virtual soft handoff)，它的定义是:在DO 系统中，任何一个时刻对同一个AT，最多只有一个扇区(Serving sector)在给该AT 发送数据，即只有一条腿;AT 根据前向信道的好坏决定谁是当前的服务扇区(Serving sector)。AT 选择服务扇区的过程就是虚拟软切换，有时也称快速扇区选择(Fast Cell Site Selection)。

图2 前向虚拟切换示意图

图3 服务扇区选择示意图

2.2 虚拟软切换实现机制

DO 系统中实现虚拟软切换的机制是这样的:每个处于连接状态的AT 通过DRC 信道向AN 反馈信息。DRC 信道包含两方面的信息:DRC Cover和DRC Value，其中DRC Cover 表示serving sector的选择，DRC Value 表示前向速率的选择。AN 解调出DRC 信息后，自动将前向数据从AT 选择的扇区发出。

图4 软切换示意图

2.3 虚拟软切换的重要参数

虚拟软切换中有个重要的参数，DRC(Data rate control)，这个参数相当于1X 中的速率指配参考，它有两个关键决定子参数:DRC Error Decoder 与DRC Erasure Decoder。DRC Error Decoder 将导致服务的扇区向终端发送一个错误速率的包，导致终端无法解调成功。DRC Erasure Decoder 只是影响系统的一段固定的时间。NT 通过与AT 对这两个数据的对话上报来判断当前AT的无线环境，从而决定分配速率，决定虚拟软切换的方向。

在虚拟软切换中还存在着较多的与1X 类似的切换参数，如表1所示:

表1 切换参数表

通过合理的设置切换参数能够进一步地提升虚拟软切换的成功率。

2.4 虚拟软切换的简要过程

一旦接入终端决定由扇区A 切换到扇区B，首先在一段时间(整数倍DRCLength个时隙)内使用NULL Cover 做为切换过渡，从而保证来自扇区A的数据不会与扇区B的数据在时间上重叠。NULL Cover 占用的时间长度取决于参数DRCLength和切换时来自扇区A的数据速率。切换完成后，接入终端须至少SoftHandoffDelay(128timeslot)/SofterHandoffDelay 时隙后才能接收到来自扇区B的数据，SoftHandoffDelay/SofterHandoffDelay为切换过程中的处理时延。(SoftHandoffDelay:当接入终端转换DRCcover 后，接入终端预期的最小中断时间。该参数由AN 设置，以8slot为单位。该值没有包含接入终端在两个扇区转换DRC 时，使用NULLCover的时间。)

协议的缺省配置中，SoftHandoffDelay为128slots(后台可设)。

高通推荐SoftHandoffDelay=max(true inter_bsc softhandoff delay，DRCLockinterval)+1。软切换延时对网络性能影响较大，后台目前设置为128slot，主要基于以下两个方面的考虑，一是基站完成虚拟切换的处理时间，二是与DRCLockinterval 有关，即SoftHandoffDelay 必须大于DRCLockinterval(DRCLockinterval 等于DRCLockperiod×DRCLockLength)，以防止DRCLock 信道偶然错误造成DRC 再次切换。目前DRCLockInterval的协议缺省配置值为128slot，如果要优化虚拟切换时间，DRCLockInterva 可调整为64slot，只要基站完成虚拟切换的时间能够小于64slot，则SoftHandoffDelay 就可设置为64slot。

SofterHandoffDelay 当接入终端的转换DRCcover 后，接入终端预期的最小中断时间。该参数由AN 设置，以8slot为单位。该值没有包含接入终端在两个扇区转换DRC 时，使用NULLCover的时间。

当虚拟切换发生在更软切换扇区，则SofterHandoffDelay 由DRC decision 来决定。BTS 侧的解调器解调接入终端的反向信号，解出DRC和DRCcover，也就是DRCdecision，通过pcdrcbus发给前向的调制器。发送的频率是DRCLength个slots。

在芯片的设计中，解调器如果连续收到两个相同的DRCdecision ，就认为接入终端从源sector A 转向了sector B。数据调度器会将数据包调度给sector B 发送。

协议的缺省配置中，SofterHandoffDelay为8slots(后台可设)。