手機從一個基站走向另一個基站的信號切換

1、護林員管理系統(tǒng)開發(fā)者隨筆  護林員|森林管護|天然林保護|公益林|護林員定位軌跡窗體頂端窗體底端30七手機從這個基站到另一個基站的信號切換如何實現(xiàn)？呆子 于 2009-7-30,06:07 評論關(guān)閉  歸類于：呼叫中心開發(fā)技術(shù)  標簽： Handoff, Handover, 切換, 手機移動原理.大多數(shù)人都覺得奇怪，拿著手機坐在高速行駛的汽車或者火車上，通話卻能持續(xù)不斷。究竟是什么技術(shù)，這么牛13？接下來，我給各位呼叫中心開發(fā)者說一下“切換”的事情。其實，在移動通信里面，專有

2、名詞叫作“越區(qū)切換”。如果不能越區(qū)切換，那手機的應(yīng)用，將大大打折扣。我們在享受如此方便的通信手段時，總覺得是理所當(dāng)然的。其實，這背后，移動技術(shù)研究人員付出了很多的汗水。閑話少說。（一）定義1 移動臺：手機只是一個通俗叫法，也可以叫作大哥大或者移動電話。其實，手機就是一部電臺。所以，本文有些地方叫做“移動臺”。2 越區(qū)切換：為了保證通信的連續(xù)性，當(dāng)正在通話的手機從一個小區(qū)移動到鄰接的另一個小區(qū)（或在同一小區(qū)為避免同頻干擾），手機從一個無線頻道上的通話切換到另一個無線頻道上以維持通話信道連續(xù)性，稱為越區(qū)切換（Handover 或 Handoff）或越區(qū)頻道切換或自動鏈路轉(zhuǎn)移AL

3、T。如何成功并快捷地完成小區(qū)切換，是無線通信系統(tǒng)中蜂窩小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計的重要方面之一。如今的無線通信，已經(jīng)將該技術(shù)運用得爐火純青。當(dāng)然，這是說中國移動。中國電信拿著CDMA玩不轉(zhuǎn)，總掉線。真該建議中國電信的人經(jīng)常來我這里學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)知識。（二）越區(qū)切換的分類：1）硬切換：所謂的硬切換是指在新的連接建立以前，先中斷舊的連接(GSM)；2）軟切換：是指既維持舊的連接，又同時建立新的連接,并利用新舊鏈路的分集合并來改善通信質(zhì)量，在與新基站建立可靠連接之后再中斷舊鏈路(CDMA)。這點很容易理解，GSM就是看見新連接，立馬切斷舊的，連上新的。過程很快，話路不會斷。CDMA做的保守一點，新的連結(jié)實了，再斷開舊的

4、。越區(qū)切換越區(qū)切換包括三方面的問題：(1)啥時候需要切換；(2)雜控制切換；(3)切換的時候，信道控制如何做；（三）越區(qū)切換的準則：在移動通信系統(tǒng)中，一般可以根據(jù)射頻信號強度、載干比、手機到基站的相對位置以及數(shù)字系統(tǒng)中的誤碼率來判斷切換與否。實際應(yīng)用中，可以選取其中一種或幾種作為參數(shù)。假定s從基站1向基站2運動，其信號強度的變化如圖1所示。判定何時需要越區(qū)切換的準則如下：越區(qū)切換示意圖閱讀后邊的文字，先弄清楚什么叫作小區(qū)所謂的小區(qū)，就是一個基站所覆蓋的區(qū)域。但在城市中，基站較密集。所以，擠占所覆蓋的區(qū)域，就形成一個個蜂窩。每個蜂窩就是一個小區(qū)。該小區(qū)不是你家住的那個大院子。1）相對信號強度準則

5、（準則1）切換判決基于從基站接收的信號強度平均值。手機連續(xù)監(jiān)測各個小區(qū)的信號強度，當(dāng)某個相鄰小區(qū)基站的信號強度超過當(dāng)前基站時，就發(fā)起切換。如圖1所示的A處將有發(fā)生越區(qū)切換。此方式的缺點：當(dāng)服務(wù)基站還能提供所要求的業(yè)務(wù)質(zhì)量時就迸行了許多不必要的切換。2）具有門限規(guī)定的相對信號強度準則（準則2）手機連續(xù)監(jiān)測各個小區(qū)的信號強度，當(dāng)某個相鄰小區(qū)基站的信號強度超過當(dāng)前小區(qū)基站，并且當(dāng)前小區(qū)基站的信號強度低于某一門限時，發(fā)起切換。如圖1所示，在門限為Th2時，在B點發(fā)生越區(qū)切換。在此方法中需要恰當(dāng)?shù)剡x擇門限值。例如，在圖1中，如果門限值太高取為Th1，則該準則與準則1相同；如果門限值太低取為Th3，則會引

6、起較大的越區(qū)時延，此時，可能會因鏈路質(zhì)量較差而導(dǎo)致通信中斷。另一方面，它會引起對同道用戶的額外干擾。3）具有滯后余量的相對信號強度準則（準則3）僅允許移動用戶在新基站的信號強度比原基站信號強度強很多（即大于滯后余量（Hysteresis Margin）的情況下進行越區(qū)切換。例如，圖1所示的C點。該技術(shù)可以防止由于信號波動引起的移動臺在兩個基站之間來回重復(fù)切換，即“乒乓效應(yīng)”。乒乓效應(yīng)4）具有滯后余量和門限規(guī)定的相對信號強度準則（準則4） 僅允許移動用戶在當(dāng)前基站的信號電平低于規(guī)定門限并且新基站的信號強度高于當(dāng)前基站的一個給定滯后余量時進行越區(qū)切換。（四）越區(qū)切換的控制策略 

7、越區(qū)切換控制包括：越區(qū)切換的參數(shù)控制、越區(qū)切換的過程控制。在移動通信系統(tǒng)中,過程控制的方式主要有三種:1）手機移動臺控制的越區(qū)切換（PACS、DECT）手機連續(xù)監(jiān)測當(dāng)前基站和幾個越區(qū)時的候選基站的信號強度和質(zhì)量。在滿足某種越區(qū)切換準則后,移動臺手機選擇具有可用業(yè)務(wù)信道的最佳候選基站，并發(fā)送越區(qū)切換請求。2）網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換（TACS）基站監(jiān)測來自手機的信號強度和質(zhì)量，在信號低于某個門限后，網(wǎng)絡(luò)開始安排向另一個基站越區(qū)切換。網(wǎng)絡(luò)要求手機周圍的所有基站都監(jiān)測該手機的信號，并把測量結(jié)果報告給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)從這些基站中選擇一個基站作為越區(qū)切換的新基站，把結(jié)果通過舊基站通知移動臺并通知新基站。3）手機輔助

8、的越區(qū)切換（GSM IS-95）網(wǎng)絡(luò)要求移動臺測量其周圍基站的信號質(zhì)量并把結(jié)果報告給舊基站，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測試結(jié)果決定何時進行越區(qū)切換以及切換到哪個基站。（五）越區(qū)切換時的信道分配 它解決當(dāng)呼叫要轉(zhuǎn)換到新小區(qū)時,新小區(qū)如何分配信道,使得越區(qū)失敗的概率盡量小的問題。常用的做法是在每個小區(qū)預(yù)留部分信道專門用于越區(qū)切換。特點：因新呼叫可使用的信道數(shù)減少，要增加呼損率，但減少了通話被中斷的概率，從而符合人們的使用習(xí)慣。（六）GSM采用的越區(qū)切換 采用移動臺輔助切換法：把過區(qū)的檢測和處理等功能部分地分散到各個移動臺，即由移動臺來測量本基站和周圍基站的信號強度，把測得結(jié)果送給MSC進行分析和

9、處理，從而做出有關(guān)過區(qū)切換的決策。時分多址（TDMA）技術(shù)給移動臺輔助切換法提供了條件。GSM系統(tǒng)在一幀的8個時隙中，移動臺最多占用兩個時隙分別進行發(fā)送和接收，其余時隙可以對周圍基站的廣播控制信道（BCCH）進行信號強度的測量。越區(qū)切換主要有三種不同情況：（1）同一個BSC控制區(qū)內(nèi)不同小區(qū)之間的切換，也包括不同扇區(qū)之間的切換。同一BSC越區(qū)切換示意圖如圖2所示，首先由MS向BSC報告原基站和周圍基站的信號強度，由BSC發(fā)出切換命令，MS切換到新TCH信道后告知BSC，由BSC通知MSC/VLR，某移動臺已完成此次切換。若MS所在位置區(qū)也變了，那么在呼叫完成后還需要進行位置更新。（2）同一個MS

10、C/VLR業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)，不同BSC控制區(qū)的小區(qū)之間的切換。這種切換由MSC負責(zé)切換過程，流程如圖4所示。首先由MS向原基站控制器（BSC1）報告測試數(shù)據(jù),BSC1向MSC發(fā)送“切換請求”，再由MSC向BSC2(新基站控制器)發(fā)送“切換指令”，BSC2向MSC發(fā)送“切換證實”消息。然后，MSC向BSC1、MS發(fā)送“切換命令”；待切換完成后，MSC向BSC1發(fā)“清除命令”，釋放原占用的信道。同一個MSC不同BSC越區(qū)切換（3）不同MSC/VLR控制區(qū)的小區(qū)之間的切換當(dāng)移動臺在通話中發(fā)現(xiàn)信號強度過弱，而鄰近的小區(qū)信號較強時，即可通過正在服務(wù)的基站BS1向正在服務(wù)的MSC1發(fā)出“過區(qū)切換請求”。由MSC1向另一個新的移動交換中心MSC2（Mobile Switch Center）轉(zhuǎn)發(fā)此切換請求。請求信息中包含該移動臺的標志和所要切換到的新基站BS2的標志。MSC2收到后，通知其相關(guān)的VLR2給該MS“分配切換號碼”，并通知新的基站BS2“分配無線信道”，然后向MSC1傳送“切換號碼”。如果MSC2發(fā)現(xiàn)無空閑信道可用，即通知MSC1結(jié)束此次切換過程，這時，MS現(xiàn)有的鏈路將不被拆除。MSC1收到“切換號碼”后，要在MSC1和MSC2之間建立起“地面有線鏈路”。完成后，M