AHA切换算法分析

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第1章
AHA切换算法分析
针对分层网的复杂组网结构的特点，AHA（Advanced Handover Algorithm，先进切换算法）的切换算法，用于分层网（HCS）结构的小区之间的切换。有时也叫“微蜂窝切换算法”。AHA切换算法也就是基于PBGT（功率预算）的算法，在AHA算法中MOTOROLA开发了七种TYPE的算法，可根据不同情况采用相应的算法。
AHA切换算法分成以下几类：
1、TYPE一：标准PBGT切换
2、TYPE二：紧急(Rescue/Imperative)切换
3、TYPE三：拐弯邻区(Around-The-Corner)切换
4、TYPE四：时间延迟(Delay Timer)切换
5、TYPE五：话务控制(Traffic Re-direction)切换
6、TYPE六：快速移动用户(Transient)切换
7、TYPE七：邻频(Adjacent Channel)切换
一般情况下，第一种算法（TYPE一）用于宏蜂窝与宏蜂窝之间的切换，其它六种算法用于微蜂窝与微蜂窝、微蜂窝与宏蜂窝之间的切换。在特定情况下，宏蜂窝与宏蜂窝之间也可采用特殊算法。
1.1
标准PBGT切换
注：SSI：信号强度指示，即接收信号电平强度。
标准PBGT切换与普通切换中的PBGT切换算法相同。其邻区可以是宏蜂窝或微蜂窝，算法为GSM 05.08 定义的PBGT算法。适用于希望使用PBGT的切换，对切换目标无特殊排序要求的情况下使用。例如：一般情况下宏蜂窝到宏蜂窝的切换；或宏蜂窝到微蜂窝的负边界切换---用于使微蜂窝从宏蜂窝中分担较多的话务量。
在触发TYPE一切换后的候选小区排序中，在删除了C2值小于0的邻区后，所有剩余邻区按照PBGT排序。

图1
标准PBGT切换
1.2
紧急(Rescue/Imperative)切换TYPE2并非产生一种切换请求，而是在服务小区因质量下降产生紧急切换时，对目标小区的一种优先排序。在切换时，本来通常优先切换到微蜂窝小区，但若话务在微蜂窝中切换地过于频繁，或质量/强度不好，有掉话危险时，应将宏蜂窝作为切换的优先目标。此时，设为TYPE2的宏蜂窝邻区在紧急切换发生时的切换目标小区排序中就有着较高的优先级。

图2

AHA紧急切换
TYPE2的切换触发条件是RxQual(s)<Threshold，即通话质量低于门限值，此时触发紧急切换，触发后的目标小区排序如下：
1、
移走所有不满足TYPE7的候选小区，判决条件为PBGT-pbgt_adj_chan_ho_margin>=0。
2、
将所有满足TYPE1和2的邻小区按照PBGT排序。
3、
所有其它的邻小区按照PBGT排序。
可以看出，当紧急切换发生时，优先切换到设置为TYPE1和TYPE2的邻区中。在应用中，微蜂窝小区的少数微蜂窝邻区可能设置为TYPE1邻区，宏蜂窝邻区常设为TYPE2。
1.3
拐弯切换算法（Around-The-Corner）

图3

AHA拐弯切换算法
TYPE3算法为拐弯邻区切换算法。假想当移动用户延道路运动中遇到拐弯处时将收到来自其他方向邻区的强信号，如果用户拐弯了，则服务小区信号迅速降低、邻区信号迅速增强，应当发生切换；若用户继续前进，则服务小区信号变化不大，邻区信号将在增强后又减弱，不应发生切换。常规的PBGT切换算法不能很好的处理此情况，TYPE3算法特地为此设计。
它的切换判决条件为：PBGT(n)>HO_Margin以及RxLEV(s)<Threshold(for UL&DL)，就是当邻区的PBGT大于切换磁滞且服务小区的平均信号强度低于定义的门限时，就发出切换的请求，因为此时算法认为用户属于拐弯用户。
切换触发后的目标小区排序如下：
1、所有满足条件的TYPE3的邻小区按照PBGT进行排列
2、所有满足条件的TYPE1和TYPE2的邻小区按照PBGT进行排列
3、所有满足TYPE4、5、6的邻小区也按照PBGT进行排列
TYPE3的切换触发后优先切换至TYPE3的小区，切换触发若没有满足条件的TYPE3的邻区，TYPE1、2以及TYPE4、5、6的邻区都可以按上述排序作为目标小区。
1.4
AHA延迟计时（Delay Timer）切换算法

图4

AHA延迟计时切换算法
AHA延迟计时切换算法也称作“视距内微蜂窝的切换算法”，是一种修正的功率预算切换算法，加入对服务小区服务时间的约束条件。它的判决条件为：当MS进入微蜂窝服务小区时，定时器启动，当定时器超时后，PBGT仍然大于HO_MARGIN，就触发切换，触发后的目标小区排序如下：
1、把TYPE2的邻小区裁剪掉，移走。
2、将TYPE4的邻小区按照PBGT来排序。
3、满足条件的TYPE1的邻小区按照PBGT排序。
TYPE4算法的作用是使MS能稳定的在微蜂窝中停留一段时间，限制微蜂窝中切换的速率，减少微蜂窝间的乒乓切换。视距内的微蜂窝之间通常都相互设置为TYPE4邻区。
1.5
AHA话务控制切换算法

图5

AHA话务控制切换算法
AHA话务控制切换算法主要用于宏蜂窝到微蜂窝之间的切换，在分层网络中，微蜂窝具有更高的优先级，但是移动中的用户可能在宏蜂窝和其微蜂窝邻区之间频繁切换，AHA算法规定了TYPE5算法来处理这种情况。TYPE6的触发条件是：当邻近小区的电平超过门限值时，定时器启动，当邻小区的信号低于门限值时，该定时器被复位。当定时器到时后而PBGT仍然大于HO_Margin时触发TYPE5切换。因为若邻区在定时器时间范围内一直保持高于门限的电平，所以算法认为此用户是慢速移动的用户，应当发起切换，切换发起后的目标小区排序如下：
1、把TYPE2的邻小区裁剪掉，移走。
2、将TYPE5的邻小区按照PBGT排序。
3、满足条件的TYPE1的邻小区按照PBGT排序。
宏蜂窝的微蜂窝邻区常设为TYPE5，使宏蜂窝中MS在其微蜂窝邻区信号稳定时向其发起切换。
1.6
快速移动切换算法（Transient）

图6

AHA快速移动切换算法
TYPE6算法是快速移动切换算法，与TYPE5有一定相似之处，也避免了快速移动用户从宏蜂窝不必要的切换至微蜂窝邻区或宏蜂窝邻区，由此产生乒乓切换。TYPE6算法的切换触发条件是：当PBGT>HO_Margin后，定时器启动，在定时器没有到时阶段，PBGT(n)>HO_Margin+Static Offset；在定时器到时后，PBGT(n)>HO_Margin+Static Offset -Dynamic Offset。其含义为在邻区PBGT大于门限时启动定时器，在定时器到时前对PBGT的切换门限加上一个静态偏移（与我司算法中的惩罚值类似），使MS不易发起切换；当定时器到时后，算法认为邻区信号强度稳定了一段时间，MS不在快速移动，因此对邻区的PBGT切换门限再减去一个动态偏移（类似于取消惩罚），使MS容易发起切换请求。TYPE6切换请求发起后的目标小区排序如下：
1、把TYPE2的邻小区裁剪掉，移走。
2、将TYPE6的邻小区按照PBGT排序。
3、满足条件的TYPE1的邻小区按照PBGT排序。
部分方向不同的宏蜂窝以及宏蜂窝与其微蜂窝邻区之间，有可能发生快速移动MS的乒乓切换，因此这些邻区可以设置为TYPE6邻区。
1.7
邻频切换算法

图7

AHA邻频切换算法
TYPE7算法为邻频切换算法，当认为BCCH载频有受邻区的邻频干扰的危险时，发起请求切换到第三方小区。它的判决条件为RxLEV(Adj. Channel ) - RxLEV(Server) > THRESHOLD，即同频邻区与服务小区的电平差超过一定门限时发起切换请求，发起后的目标小区排序为：
1、移走所有不满足TYPE7的候选小区，判决条件为PBGT-pbgt_adj_chan_ho_margin>=0。
2、将所有TYPE1和2的邻小区按照PBGT排序
3、所有其它的邻小区按照PBGT排序
TYPE7的切换主要是指发起切换的原因，它优选TYPE1、2的邻区。数据库中将BCCH为邻频的邻区配置为TYPE7，使系统能提早发现邻频干扰的威胁。