閆濤

遼寧錦州渤海大學工學院

移動通信系統(tǒng)中的切換技術研究

閆濤

遼寧錦州渤海大學工學院

切換技術的實現(xiàn)是目前通信領域中的一個重大的發(fā)展，本論文分析了移動通信系統(tǒng)的切換技術的原因以及切換原理和切換的過程，其中切換技術涉及到了軟切換以及水平切換。本文中針對三代移動通信系統(tǒng)中的切換技術的發(fā)展技術進行了說明與分析。充分掌握移動通信系統(tǒng)的技術是十分有必要的，而且具有很大的實踐意義以及理論意義。

移動通信系統(tǒng) 軟切換 水平切換

1 引言

在蜂窩系統(tǒng)中切換技術占有十分重要的作用，切換技術具有其自身不同的特性，而且也是在通信系統(tǒng)中存在特征，切換技術和系統(tǒng)的性能有著直接的聯(lián)系，對系統(tǒng)的性能有著十分重要的影響。其中的切換技術中最常用的技術指的是硬切換。而且在整個切換的進程中，MS首先就需要先進行中斷和原基站的聯(lián)系，接著再和新基站獲得一定的聯(lián)系，這也是一個先斷開再接著連接的過程。

現(xiàn)今的大多數(shù)移動通信系統(tǒng)可以歸為蜂窩移動通信系統(tǒng)，對于蜂窩移動通信系統(tǒng)，其中的服務區(qū)已經(jīng)分為了多個區(qū)域，這些區(qū)域稱為小區(qū)，接著覆蓋的實現(xiàn)是通過發(fā)射機實現(xiàn)的，而且這些發(fā)射機的功率比較小，區(qū)群的意思指的是多個小區(qū)組成的，從而形成了頻率的復用。當某個小區(qū)移動的過程中是接近小區(qū)的時候，此時移動臺與最初的小區(qū)基站之間存在的通信鏈路不得不切換成新小區(qū)基站的上面，而且這個轉換的過程就是所謂的越區(qū)切換。而切換的含義是當正在進行中的通信實現(xiàn)了一種過渡，而這種過渡是從一個信道到另一個信道，同時在這個切換的過程中，不會產(chǎn)生中斷通信的現(xiàn)象，切換的實現(xiàn)是在不同的信道中實現(xiàn)的，而且這個實現(xiàn)的過程不僅僅是局限于此，還可以在其他的小區(qū)實現(xiàn)。從某種意義上而言，切換可以根據(jù)不同的實體產(chǎn)生類型不同的切換。

2 切換的原因

在新小區(qū)以及用戶之間能夠建立起不同的鏈路，同時用戶與舊小區(qū)彼此間連接鏈路的時候不得不進行刪以及釋放，從而保證用戶可以進行正常的通話。關于切換的因素可以包括很多種，而這些原因中最重要的一個就是接口在空中不可以得到滿足，連接的質(zhì)量如果需要得到提高，那么就不得不確保移動用戶可以進行正常的通話，那么此時切換是十分有必要的。而關于引起切換的原因可以總結如下：

2.1 功率預算引起的切換

處于GSM的系統(tǒng)中，移動用戶的通話是建立在特定的小區(qū)中，而且這個小區(qū)的特點就是電平很高。當移動臺經(jīng)過兩小區(qū)的邊界的時候，假如BSC按照來自移動臺上所對應的測量報告就能夠得出關于電平的要求。而且同時還可以實現(xiàn)小區(qū)功率的切換。通常情況下，功率預算切換在所用的切換中的數(shù)目達到了一半。而在CDMA系統(tǒng)中，由于功率預算切換作為一個會受到干擾影響的系統(tǒng)，系統(tǒng)中的容量和網(wǎng)絡的干擾情況是存在重要的關系。要想降低所受到的干擾的平均值能夠通過切換鏈路到最小的路徑上去。

2.2 信號強度引起的切換

移動臺轉移到其他的小區(qū)的發(fā)生場合是在基站或者是移動臺得到的信號是弱的時候，除此之外，切換的實現(xiàn)還包括了頻率不同但是鏈路很好的情況。接受電平的提高可以通過發(fā)射功率的提高來實現(xiàn)。然而如果信號的電平是保持在小于門限的范圍以內(nèi)的時候，切換就應該啟動。

3 移動通信系統(tǒng)的切換技術的概述

3.1 第一代移動通信系統(tǒng)的切換技術

模擬蜂窩網(wǎng)的實現(xiàn)是作為第一代移動通信系統(tǒng)。這里選擇的切換是來自基站或者是網(wǎng)絡控制的切換技術，而且這種切換技術是一種自動的過境技術。當通話在移動臺實施的時候，通話的效果是一直被系統(tǒng)監(jiān)控的。如果測量得到的SAT音信噪比要比SNH（請求切換的信噪比）低或者信號的強度值比SSH（切換強度）低的話，話音信道則會發(fā)送請求給MSC。此時的切換可以總結為兩種，如下：

（1）按照信號強度；

（2）按照信噪比。

3.2 第二代移動通信系統(tǒng)的切換技術

第二代移動通信系統(tǒng)中的代表是碼分多址與時分多址的數(shù)字蜂窩網(wǎng)。

3.3 第三代移動通信系統(tǒng)的切換技術

在第三代的移動通信系統(tǒng)誕生的時候，軟切換技術也逐漸進入人們的視線。所謂的軟切換的含義指的是保持信道的載波頻率一樣從而實現(xiàn)切換信道，這就是先實現(xiàn)連接再接著斷開的過程。而軟切換又可以進一步細化，分為軟切換和更軟切換。更軟切換的含義是在同一小區(qū)中實現(xiàn)信道切換，而這個切換時在扇區(qū)之間實現(xiàn)的。由于此種切換的實現(xiàn)需要用到小區(qū)基站以及Node B，而且移動中心的處理是不會用到的。所以這種切換也可以稱為是更軟切換。軟切換能夠?qū)崿F(xiàn)增益的增長，而且系統(tǒng)的干擾就會不斷地得到減少。但是在TD-SCDMA中用到的技術還包括了接力切換，同時這種技術的實現(xiàn)的前提是精確定位，所以對比于硬切換，能夠快速地轉到目標小區(qū)，從而使得切換的時延可以降低，最終使得掉話率有所降低。但是在B3G系統(tǒng)中，其中的切換技術實現(xiàn)起來存在著一定的麻煩性，而這種麻煩的存在的最終的起源是用戶方面的一些要求所導致的。軟切換技術的原理圖如圖1所示。

圖1 軟切換技術的原理圖

4 切換技術的分類

在用戶接進去的時候，系統(tǒng)就會進行小區(qū)的選擇而且這種選擇是按照小區(qū)的容量以及信號的強度和質(zhì)量進行選擇的，切換技術的分類總結如下：

4.1 網(wǎng)絡控制切換

低層的CT2Plus以及高層的AMPS采用的都是NCHO。網(wǎng)絡控制的切換技術中的參數(shù)設置的時候需要注意的是參數(shù)的值值是比一些閥值小的。BS在監(jiān)督現(xiàn)在連接的信號質(zhì)量的時候是根據(jù)接收信號的強度實現(xiàn)的。而MSC指的是移動的交換中心，鏈路的測量是時常用到BS。

4.2 MS控制切換(MCHO)

MCHO最為目前低層無線系統(tǒng)中受關注度最高的一種技術，其應用的場合十分廣泛，比如在歐洲的DECT以及北美的PACS中都有涉及到。而且MS的持續(xù)監(jiān)督是跟切換候選中的BS信號強度以及信號的質(zhì)量是有著之間的關系。切換的時候如果保證了準則的實現(xiàn)。那么MS就會檢查出在所有的候選BS中最好的那個。同時還會進行發(fā)送要切換的請求。

4.3 水平切換技術

水平切換指的就是切換對象是針對一般的小區(qū)而言的，在一般情況下，移動速率不會發(fā)生很大的變化，而且當小區(qū)中的容量是保持一致，并且還沒達到飽和的時候，就可以選擇用水平切換。水平切換指的是移動節(jié)點在相同系統(tǒng)的基站中進行的一種切換。

5 切換技術的發(fā)展

將蜂窩的相關論述應用到移動通信的相關領域中已經(jīng)成為了一種必然的趨勢，切換技術在現(xiàn)今已經(jīng)是作為通信領域中的一種有著重要地位的技術。蜂窩系統(tǒng)相比于其他的系統(tǒng)的，其自身最大的特點就是切換，而且也是通信系統(tǒng)中的一個十分重要的特性，切換和系統(tǒng)的性能彼此間是有著緊密的聯(lián)系的。如何進行移動通信已經(jīng)如何進行控制的這些功能的實現(xiàn)都是由小區(qū)完成的。所以這里的移動網(wǎng)絡所覆蓋的區(qū)域能夠看成面狀服務區(qū)，而且這些個面狀服務區(qū)的形成是由多個正六邊形的小區(qū)組成的。

考慮到這些服務區(qū)的形狀跟蜂窩十分類似，所以這種移動通信的系統(tǒng)的另一個名稱蜂窩式，其對應的網(wǎng)絡叫做蜂窩式網(wǎng)絡。蜂窩結構可以適用在用戶密度很高的場合，然而目前有一個重大的問題就是要確保通信可以一直繼續(xù)下去而不會中途停止。

6 切換的過程

切換的過程主要是有幾個部分組成的，分別是無線測量、網(wǎng)絡判決以及執(zhí)行系統(tǒng)等，切換的過程如圖2所示。在切換過程中的第一個階段，移動臺會進行詳細地搜索小區(qū)以及其他附近小區(qū)的基站中的鏈路對應的信號的強度以及信號的信噪比，這個時候基站同時也會進行MS上行鏈路中的信號測量。接著對應的網(wǎng)絡單元、移動臺以甚至是BSC會接收測量的結果，這個時候網(wǎng)絡單元也就進入了切換的第二個階段就是所謂的判決網(wǎng)絡的階段。在第二個階段的過程中，切換算法會得到執(zhí)行，也會比較所測得的結果和之前系統(tǒng)中就已經(jīng)確定好的門限值。最終對目標小區(qū)做一個確定的工作，通過這些過程的實施，網(wǎng)絡就可以判斷切換是否能夠進行了，當切換的指令發(fā)送給移動臺的時候，切換就會步入最后的階段，也就是執(zhí)行的階段，移動臺會步入設置好的切換狀態(tài)中，新基站的信號就會在此時得到接收。移動通信系統(tǒng)的切換流程圖如圖2所示。

圖2 移動通信系統(tǒng)的切換流程圖

7 結語

切換的主要使用場合是當用戶需要實現(xiàn)移動所必須得一種方法。在通信領域中引入了移動通信系統(tǒng)中切換技術概念以后，切換技術才慢慢進入到了人們的視線，也因此不斷地得到了關注。

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