小区切换

小区切换（Channel Switch）在无线通信系统中，当移动台从一个小区（指基站或者基站的覆盖范围）移动到另一个小区时，为了保持移动用户的不中断通信需要进行的信道切换。如何成功并快捷地完成小区切换，是无线通信系统中蜂窝小区系统设计的重要方面之一。

概述

在GSM这样的蜂窝小区系统中，充分采用了频率复用的概念，使一个区域是由多个小区来共同完成覆盖的。这样就出现了一个小区自动切换的概念，一个简单的例子，当一个移动用户正在通话的时候，从某小区的覆盖范围移动到另一个小区的覆盖范围时，为使通话不被中断需要自动切换信道。这个过程应在用户察觉不到的情况下进行，也不需要用户介入。

判定移动台是否需要小区切换有三种准则：

1.依靠接收信号载波电平判定。当信号载波电平低于门限电平（例如－100dBm），则进行切换。

2.依接收信号载干比判定。当载干比低于给定值时，则进行切换。

3.依移动台到基站的距离判定。当距离大于给定值时，则进行切换。

实际上，在通话过程中测量接收信号载/干比有一定的困难；而用距离判定时，则距精度有时很难保证。所以，一般常用的时第一种。

分类

小区切换从技术上可分硬切换和软切换：

硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接。例如GSM系统。

软切换：指既维持旧的连接，又同时建立新的连接。例如CDMA系统。

小区切换从小区的性质上可分：

同一交换中心基站之间的越区切换

同一BSC之间的切换

不同BSC之间的切换

不同交换中心之间基站的越区切换

微小区与宏小区之间的切换

同基站内不同扇区的切换

不同运营商之间的切换

控制

过程控制主要有三种：

① 移动台控制的越区切换

移动台连续监测当前基站和几个越区时的候选基站的信号强度和质量，当满足某种越区切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的最佳候选基站，并发送越区切换请求。

DECT等小系统常采用，在大系统中容易引起切换冲突。

② 网络控制的越区切换

基站监测来自移动台的信号强度和质量，当信号低于某个门限后，网络开始安排向另一个基站的越区切换。

缺点：若MS失去联系，将造成信号中断。

第一代模拟系统采用此方法

切换时间长，可达10S。

③ 移动台辅助的越区切换

网络要求移动台测量其周围基站的信号并把结果报告给旧基站，网络根据测试结果决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。

第二代系统GSM，CDMA都采用此方法。

特点：时间快，切换过程1s~2s ，信号中断

准则

准则1：相对信号准则

在任何时间都选择具有最强接收信号的基站。

这种准则的缺点是：在原基站的信号强度仍满足要求的情况下，会引发太多不必要的小区切换。

准则2：具有门限规定的相对信号强度准则

仅允许移动用户在当前基站的信号足够弱（低于某一门限），且新基站的信号强于本基站的信号情况下，才可以进行越区切换。

准则3：具有滞后余量的相对信号强度准则

仅允许移动用户在新基站的信号强度比原基站信号强度强很多（即大于滞后余量）的情况下进行越区切换。该技术可以防止由于信号波动引起的移动台在两个基站之间来回重复切换，即“乒乓效应”。

准则4：具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则

仅允许移动用户在当前基站的信号电平低于规定门限并且新基站的信号强度高于当前基站一个给定滞后余量时进行越区切换。

分析

MS在通话期间不断运动，与周围基站的相对位置也不停发生变化。为了保证通话期间的信道质量，MS不断地测量周围小区的无线信道质量，通过服务小区基站将测量报告传送给BSC。BSC根据测量报告所包含的服务小区和邻近小区的电平强度和质量级别等信息，进行无线链路控制，当MS从一个小区进入另一个小区，将由新小区接替原有小区为MS提供服务，这样一来保证服务的连续性，通过切换使各小区连接成一个无缝网络。

切换问题定位步骤

1. 确定故障出现在个别小区还是所有小区；问题小区的特点。例如，都是某一小区的邻区，或是共BSC，共MSC。

如果是两小区间出现切换故障，则重点查看两个小区间的数据是否配置正确，硬件是否有故障；

如果故障出现在某一个小区的所有邻近小区，则重点查看该小区的数据配置是否正确，以及该小区的硬件是否有故障；

如果故障出现在同一BSC下的所有小区，则重点查看BSC和MSC间的数据配置；

如果故障出现在同一MSC下的所有小区，则问题可能出现在对端局与本局的配合上：如信令不兼容，定时器设置不合理等。

2. 确认切换问题出现之前，是否进行了数据修改。

如果出现问题的是个别小区，应关注涉及该小区的数据配置是否有修改；

如果故障出现在同一BSC下的所有小区，则应该关注本BSC以及对端MSC的数据配置是否修改。同样，如果出现问题的小区是共MSC的，则还应关注对端MSC是否进行了修改。

3. 查看是否为硬件故障引起切换问题。

4. 登记相关的话统，例如切换性能测量，TCH性能测量。

观察问题小区的TCH占用是否正常，如掉话率是否升高；

观察出入切换成功率是否正常；

观察切换失败的原因分布情况；

观察无线切换成功率是否正常。

5. 对问题小区进行路测，分析路测信令。

观察问题小区的上下行电平是否平衡，上下行不平衡可能造成切换问题（基站的硬件故障容易造成上下行不平衡）；

观察问题小区的测量报告是否包含正确的邻近小区列表；

观察能否正确地从问题小区切换到邻近小区，以及是否能从邻近小区切换到问题小区；

分析切换的信令流程是否正常。

分析方法

1 不发起切换问题

某一小区内的手机，在信号很弱或质量很差的情况下，不能发起切换，切出到其它小区。这种问题通常从两方面来考虑：

1) 是否满足切出条件；

2) 是否有符合切出条件的候选小区。

具体原因可能存在于以下几方面：

i) 切换门限设置过低

对于边缘切换，其切换触发条件是接收电平小于切换门限。若边缘切换门限设置太低，会出现邻小区比服务小区电平高很多也不发生切换。影响通话质量，严重时引起掉话。切换门限的设置要根据小区的覆盖范围来决定，通过改变切换门限的值可以间接改变小区服务区域的大小。

ii) 未设置邻区关系

虽然服务小区的相邻小区电平很高，但因为没有设置邻区关系，引起手机不上报该相邻小区，无法切换到该小区。采用重选或通话测试，观察手机上报的服务小区的邻区列表。如果手机已移动到某小区的主瓣方向，但在邻区列表中没有该小区，此时应该检查是否设置了正确的邻区关系。也可在测试时让另一个手机扫描BCCH频点，观察信号较强的BCCH频点是否出现在服务区或邻区列表中。

iii) 切换磁滞设置不合理

切换候选小区的信号电平与服务小区信号电平的差值大于迟滞，才可以作为目标小区。迟滞设置过大，可能引起难切换现象。

iv) 最佳小区统计时间N、P设置不合理

在正常切换中，手机进行切换候选小区的排序时，采用N-P准则，若某候选小区在N秒中有P秒是最好小区，就作为切换的目标小区。

当有两个较好的候选小区交替成为最好小区时，切换判决算法很难找到满足N-P准则的一个最好小区，从而造成难切换。可以调整N、P值的设置，减小统计时间，使切换判决对电平的变化更敏感。

当服务小区的地形地物非常复杂，运动中的手机接收信号电平往往有较大波动，这时候选小区较难满足N-P准则，从而造成难切换。

2 硬件故障引起的切换问题

如果问题小区及其相邻小区的数据配置在近期没有修改，突然出现切换问题，则首先应考虑是否是BTS硬件故障造成。

i) 若该小区的共基站小区也有类似问题，则考虑是否由于各小区的共有硬件故障造成。

ii) 若该基站下只有一个小区出现切换问题，则考虑是否由于该小区自有的硬件故障造成，如部分载频损坏，引起呼叫切换到该载频失败。对于这种问题，可以采用闭塞部分载频的方式来验证。若闭塞某个载频后，切换成功率恢复正常，则可以查看是否该载频故障，或与该载频相关的CDU或相应的天馈故障。如果某载频的信号上下行严重的不平衡，经常会造成切换问题，如频繁切换，切换成功率下降等。

iii) 采用Abis接口跟踪的方式，观察该小区的信令是否正常，包括测量报告中的上下行接收质量是否良好。若测量报告中的接收质量差，则该小区的硬件有故障，或存在严重干扰，信令不能正常交互，产生切换问题。

3 数据配置不合理引起的切换问题

i)MSC独立组网模式，如果出MSC或入MSC的切换异常，应该关注两方MSC的信令配合是否正确；并关注对端MSC以及本局的MSC是否在近期进行了数据修改。

ii) 共MSC组网模式，如果在不同厂家的BSC之间进行切换，出现BSC间的切换异常，首先查看BSC间信令是否配合不正确，其次查看两个BSC是否进行了数据修改。

iii) 若只是某个小区出现切换异常，我们需要根据切换异常的具体情况来进行分析。

如果某小区的入切换异常，则首先需要观察是否所有小区切换到该小区都异常（异常的通常问题就是切换成功率低，或者不向该小区切换）。

如果是所有的小区切向该小区都异常，则通常是这个小区自身的数据配置有问题。这里所指的小区自身的数据配置不仅包括该小区的数据配置，还包括其他小区的数据配置中与该小区相关的数据配置。例如，小区的CGI，在该小区的数据配置表中CGI可能正确，但在其他相邻小区中配置此小区的CGI可能错误。

如果某小区的入切换异常，但仅有一个相邻小区切换到该小区异常，而其他小区对该小区的切换正常。除了要检查本小区的数据配置中，该相邻小区的数据配置是否正确，还要检查该相邻小区关于本小区的数据配置是否正确，以及该小区的硬件情况是否正常。对于出小区切换异常的情况，分析思路与入小区切换的问题类似。

iv) 检查与切换相关的定时器设置，例如T3105、Ny1、T3103、T3124等。

T3105表示发送给MS的两次物理信息的时间间隔。当发送物理信息时，网络启动定时器T3105。如果在接收到任何来自MS的正确帧前定时器失效，网络会重发物理信息消息及重启定时器，物理信息的最大重复次数为Ny1。一定要满足：Ny1×T3105> T3124 + delta（delta：T3124超时与原BSC收到HANDOVERFAILURE消息之间的时间），手机才有可能切换成功。T3124定时器用于非同步切换中的占用过程，目的是等待接收网络侧发送的物理消息 PHYSICAL INFORMATION。MS在主DCCH上第一次发送HANDOVER ACCESS消息时启动T3124；当MS收到一条PHYSICAL INFORMATION消息，MS停止定时器T3124，停止发送接入BURST，激活发送和接收模式的物理信道，并在需要时连接此信道。如果 HANDOVER COMMAND消息中分配的信道类型为 SDCCH (+ SACCH)时，T3124设置为675ms；其他情况下，T3124设置为320ms。

案例分析

CGI错误引起该小区无入小区切换

【问题描述】

某地切换不正常，当由A小区进入到B小区时，B小区信号强于A小区信号很多，但仍不发生切换，直至跨越B小区覆盖区域，进入到C小区覆盖区域，才由A小区切换到C小区。

【原因分析】

如果某小区可以作为服务小区提供业务，可以正常切换到其它小区，但不能切入，可检查该小区的CGI、BSIC、BCCH频点号等是否正确。

【问题解决】

1. 用测试手机锁住B小区BCCH频点，拨打电话正常。强制切换可以切换到任意一个邻区。

2. 锁住B小区任意一个邻区的BCCH频点拨打电话，然后强制切向B小区，都不能发生切换。从路测软件中发现网络没有发切换命令。

3. 根据切换流程，应该是手机检测相邻小区的信号，并在测量报告中上报给BSC。BSC根据测量报告做出切换判决，如满足切换条件，则激活目标小区业务信道，然后向手机发切换命令。

4. B小区信号明显强于A小区信号，满足切换条件（PBGT切换门限为70），但没有发出切换命令，说明在激活目标小区业务信道过程中出了差错。

5. B小区作为目标小区不能够激活信道，可能小区数据配置错误，引起目标小区所在BSC查找不到目标小区，不能激活信道，服务小区没有发切换命令。

6. 检查数据，发现B小区CGI错误。修改CGI为正确值，切换正常。

上下行不平衡引起切换成功率低

【问题描述】

某基站2小区BSC内入小区无线切换成功率极低，在10%～30%之间。

【原因分析】

预防性切换，邻近小区提供更好的通信链路，网络根据MS和BTS上报的测量报告进行测量，觉得邻近小区的通信链路质量特别好，预防起见，MS进行切换.BSC内入小区无线切换成功率低，一般是由于数据有问题（如CGI有误，BA1、BA2缺少测量频点或同邻频干扰等），存在高话务覆盖盲区或者上行弱手机接入困难等原因。

【问题解决】

1. 检查小区数据，正常。

2. 从话统中发现从所有相邻小区切入该小区的成功率都很低。

3. 在实地路测中，在离基站约2km的地方，发现切换尝试频繁，但总是切换不成功返回原小区，偶尔成功则立即掉话，切换时下行电平在-85dBm左右。进行十数次锁频拨打测试，做主叫时全部失败，做被叫均能接通但不能呼出。

4. 推断是CDU上行通道损耗过大，或是BTS机顶跳线接错，造成上行信号弱而引起。

5. 更换CDU后，入切换成功率上升至95%以上。

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