移動通信網(wǎng)絡切換技術簡述

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上移動通信網(wǎng)絡切換技術簡述 【摘要】移動性是移動通信的鮮明特征，同時，對移動通信的穩(wěn)定性提出了更高的要求，切換技術受到了更多的重視。促進切換技術的發(fā)展對移動通信有著非比尋常的意義。本文主要對移動通信切換技術的發(fā)展、切換方式等內容進行了深入的探討。 【關鍵詞】移動通信網(wǎng)絡、切換技術、硬切換、軟切換 中圖分類號：TN929 文獻標識碼： A 一、前言 動通信的出現(xiàn)及發(fā)展為生活及經(jīng)濟的發(fā)展帶來了巨大的變革。在移動通信系統(tǒng)中，切換技術是確保眾多用戶都具有移動性不可忽略的方法。只有提高移動終端在在移動過程中的穩(wěn)定性，才能促進移動通信更加廣泛的應用。 二、切換技術的發(fā)展 切換技術的

2、發(fā)展自從移動通信領域中引入的蜂窩概念，切換技術就開始出現(xiàn)，并成為了移動通信系統(tǒng)中的重要技術之一。切換技術是蜂窩系統(tǒng)所獨有的功能，也是移動通信系統(tǒng)的一個關鍵特征，它直接影響整個系統(tǒng)的性能。 我國目前是TACS、GSM及CDMA多網(wǎng)絡并存的結構。在TACS系統(tǒng)中，由于采用網(wǎng)絡控制切換方式，由基站檢測，交換中心控制完成，放信道監(jiān)視和測量功能集中在基站，當基站判決要切換時，必須請求和等待相鄰基站的測量結果才能確定切換的目標小區(qū)；而在GSM和CDMA系統(tǒng)中，由于采用移動臺輔助切換方式，切換是由移動臺負責測量，網(wǎng)絡負責判決的，故需要切換時，目標小區(qū)可立即確定，因此GSM、CDMA切換速度比TACS快。另外

3、，由于網(wǎng)絡控制切換需要傳遞大量信令用以搜集信息，而基站可用的無線資源是有限的，切換又經(jīng)常要花費數(shù)秒鐘，為減少網(wǎng)絡的信令負擔，周圍基站并非持續(xù)向MSC傳遞測量報告，即測量次數(shù)由于資源的限制而降低，因此MSC用作切換判決的依據(jù)并非精確可靠。 三、切換技術綜述 切換是移動通信網(wǎng)絡動態(tài)支持終端漫游的基本能力。切換管理就是要確保移動終端從一個基站覆蓋區(qū)域移動到另一個基站覆蓋區(qū)域時無縫且無損連接。切換包括測量、判斷和執(zhí)行三個過程。 可根據(jù)四種情況來區(qū)分不同種類的切換：（1）切換功能定位可分為網(wǎng)絡發(fā)起的切換和終端因移動而發(fā)起的切換；（2）涉及的網(wǎng)絡單元可分為小區(qū)內、小區(qū)之間和網(wǎng)絡之間切換；（3）活動連接數(shù)目

4、可分為硬切換和軟切換兩種，硬切換在任何時候都只存在一個連接，軟切換可在切換時同時存在幾個連接；（4）轉移的數(shù)據(jù)類型電路交換數(shù)據(jù)和分組交換數(shù)據(jù)。 一種切換方案必須符合的基本要求如下：（1）等待時間實現(xiàn)切換所需的時間，即從開始切換到正常傳輸數(shù)據(jù)的時間，必須適合終端移動速度；（2）靈活性切換程序應能支持同一小區(qū)內切換、不同基站之間切換或者不同網(wǎng)絡之間切換；（3）最小急速下降和快速恢復；（4）服務質量（QoS）能夠在切換時維持某種級別的QoS，并能在切換完成后重新協(xié)商；（5）最小附加信令。此外，移動臺通常都是電池供電，因此功率管理值得考慮。 三、切換的定義及分類 1.切換的定義：當移動臺一個基站的覆蓋

5、范圍移動到另一個基站的覆蓋范圍，通過切換移動臺保持與基站的通信。切換從本質上說是為了實現(xiàn)移動環(huán)境中數(shù)據(jù)業(yè)務的小區(qū)間連續(xù)覆蓋而存在的，從現(xiàn)象上來看是把接入點從一個區(qū)換到另一個區(qū)。 2.切換的目的：保證移動用戶通話的連續(xù)性，恰當?shù)那袚Q算法有利于降低系統(tǒng)掉話率，增加網(wǎng)絡容量。接入期間采用切換主要是為了減少主被叫接入失敗，提高接入信道工作的可靠性。 3.切換的分類 （一）水平切換 硬切換。在蜂窩通信實現(xiàn)無縫切換過程中，其最現(xiàn)采用的技術室硬切換，這一種切換模式是事實上的切換，其發(fā)生于擁有不同頻率的基站之間、扇區(qū)之間的真實切換，硬切換最為關鍵的一點事通信的移動臺在某一時刻僅僅占用一個無線信道，而非同時占用

6、兩個無線信道，其發(fā)生切換的過程中，必須與原來的基站脫離任何聯(lián)系后，才能將其通話跳到另外一個基站上，因此，切換過程可能存在漏話現(xiàn)象，但是由于時間極其短暫，能夠實現(xiàn)無縫切換。 軟切換。在移動蜂窩通信過程中，軟切換可以將通信的兩條鏈路及其相關聯(lián)的數(shù)據(jù)流能夠在較長的時間內同時被激活，一直到期能夠進入新基站，測量移動臺到新的基站之間的傳輸質量，判斷其是否滿足通信要求的指標，如果滿足之后，即可斷開其與原來的基站建立的連接。軟切換是指在同一個頻率下，不同的基站之間實施的切換。通信過程中，可以從通信網(wǎng)絡或者移動臺出發(fā)，分析同一個數(shù)據(jù)流在兩條鏈路上同時進行傳輸，這樣既可以保證通信的連續(xù)I型能夠，又可以實現(xiàn)一個無

7、縫切換的過程，用戶沒有任何的感知。移動臺發(fā)生切換的條件是其已經(jīng)建立了與心得基站的連接，只有這樣才能夠與原來的基站之間的通信釋放，因此，軟切換過程從邏輯上實現(xiàn)了無縫切換技術，不會對用戶的通話產(chǎn)生一點影響。通信系統(tǒng)試試軟切換時，移動臺和基站之間采用許多關鍵技術，比如反響功率控制技術、MIMO分集技術，可以有效的降低系統(tǒng)掉話和漏話現(xiàn)象，但是軟切換存在占用信道資源多、信令傳輸復雜等缺點，導致下行線路通信受到感染，增加了設備的投資。 接力切換。隨著現(xiàn)代智能天線技術的快速發(fā)展，可以利用基站的位置定位移動臺的位置，因此此時就可以能夠精準的測量移動臺與基站之前的精確距離，對移動臺進行有效的定位，根據(jù)兩者之間的

8、距離，有效定位輔助信息，以便判斷移動臺是否處于切換區(qū)，如果處于切換區(qū)，即可將其切換到附近的基站上?？焖儆行У?、高效的、可靠地切換可以有效的保證接力切換實現(xiàn)無縫切換，保證用戶的通話質量。 （二）垂直切換技術 垂直切換是指移動臺在不同的系統(tǒng)的基站相關的切換。現(xiàn)代通信采用更多的蜂窩形式，其在宏蜂窩的背景下引入了微蜂窩，形成了一個個顆粒度更小的小區(qū)，實現(xiàn)了層級管理。這樣可以有效的縮小并且精細化通信區(qū)域內部的熱點和盲點，將其實現(xiàn)更加靈活的切換。垂直切換技術為此提供了切換能力，其可以為不同的移動臺提供更多級別的服務能力，可以根據(jù)移動臺的移動速度，迅速的實現(xiàn)微蜂窩的切換，降低系統(tǒng)的切換速率，同時能夠有效的擴

9、充切換的系統(tǒng)的容量，保持移動臺、宏蜂窩和微蜂窩之間的強關聯(lián)，并且不斷的測量移動臺附近微蜂窩的信號強度，調整控制器，保持移動臺和微蜂窩時刻連接，實現(xiàn)無縫切換和保證用戶的通話質量。 四、切換的原因 為什么會產(chǎn)生切換？有很多原因產(chǎn)生切換，其最主要的原因是空中接口的連接不適合要求，為了能正常的保持移動用戶順利的進行通話。就要進行切換，觸發(fā)切換的原因有： 1.由功率的預算造成的切換 GSM通信系統(tǒng)中，為了讓用戶通話建立在接收電平最高的地方，在移動臺穿過兩小區(qū)的邊界是，如果BSC報告某個小區(qū)能接收到的電平滿足要求，這樣就要造成小區(qū)功率預算的切換，正常情況下，功率預算切換與切換總數(shù)的比是1：2。在CDMA系

10、統(tǒng)中，因為系統(tǒng)干擾受到限制的，使得系統(tǒng)的容量與整個網(wǎng)絡的干擾情況緊緊地聯(lián)系在一起。為了減少整個PLMN中干擾電平的平均值，把鏈路切換到最小路徑損耗的信道上。 2.由信號的強弱造成的切換 在移動臺接收到的信號很弱時，并有移動臺到別的小區(qū)，或者同一小區(qū)但是不同的頻率有更好的鏈路情況，可能會產(chǎn)生切換。這種類型的切換，相鄰的小區(qū)的接收電平值要大于服務小區(qū)的電平值，該值被稱為教授性電平切換容限，采用這種算法的目的也是為了避免不必要的救援切換而產(chǎn)生乒乓效應。 3.由信號的質量造成的切換 信道遭受到干擾將引起信號質量的衰減，使前向糾錯不能產(chǎn)生可接受的質量水平有時候信道遭受到干擾可能引起信道質量較大的衰減，使

11、信道的糾錯功能不可以保證信號的質量成為可以接受的水平，這時就需要切換到質量較好的信道，就算原信道信號的電平足夠。 比如在GSM系統(tǒng)中，當BSC從移動臺和基站上（下）行檢測報告中發(fā)覺上（下）行誤碼率過高，超過質量切換的門限值，就會觸發(fā)救援性質量切換。 4.移動臺到基站的距離引起的切換 各服務小區(qū)里移動臺到基站的距離限制和網(wǎng)絡規(guī)劃中規(guī)定的該小區(qū)半徑將被存入基站數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)將不斷地檢查比較移動臺至基站的距離和規(guī)定距離，超過規(guī)定距離就產(chǎn)生切換。 5.話務切換 如果一個小區(qū)的話務量將大于該小區(qū)容量的極限，而附近小區(qū)話務量非常下，這時可以將高話務小區(qū)的鏈路切換到低話務小區(qū)中，以此來平衡話務分布。這種由話

12、務量引起的切換一般是由MSC或基站控制器來控制。另外一種基于話務量的切換是在微觀蜂窩和宏觀蜂窩的雙層網(wǎng)中，通過微觀蜂窩和宏觀蜂窩之間的切換來平衡的話務量。 五、切換的控制方式 切換控制的三種主要方式 1.移動節(jié)點控制的越區(qū)切換（MCHO）。MCHO是低層無線系統(tǒng)最流行的技術，歐洲DECT和北美PACS都采用這種方式。在這種方式中，MS持續(xù)監(jiān)督來自所接入的BS和幾個切換候選BS的強度和質量。當滿足條件時，MS選擇一個最好的切換候選項并發(fā)起切換的請求。 2.網(wǎng)絡控制的越區(qū)切換（NCHO）。網(wǎng)絡控制決定了NCHO切換過程，而MS完全處于被動狀態(tài)。首先由BS檢測MS的主要參數(shù)，如標志無線鏈路質量的接收信號強度指標RSSI，當它小于某個給定的值時，則向MSC發(fā)出切換請求。MSC命令其周圍的BS將檢測到的該MS的參數(shù)的結果上報、匯總到MSC，MSC根據(jù)匯總結果，比較、分析并選擇被切換的目標小區(qū)的BS，一切又MSC決定。 3.移動節(jié)點輔助的越區(qū)切換（MAHO）。在MAHO切換中，檢測信號強度RSSI和誤碼率BER，即移動臺將鄰近基站的RSSI測量結果報告給當前基站，被測參數(shù)由網(wǎng)絡交給BSC和MSC進行評估。 六、結束語 通過對切換技術的分析可以知道，切換技術在移動通信中占有非常重要的位置，沒有了切換技術，移動通信無從說起。只有當切換技術完美的結合與快速發(fā)展，才能實現(xiàn)