移动通信系统中的切换技术研究

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1、移动通信系统中的切换技术研究1.切换技术的发展移动通信系统的发展演进经历了三代，从第一代模拟移动通信系统（FirstGeneration,1G),到第二代数字移动通信系统（SecondGeneration,2G),再到第三代多媒体移动通信系统（ThirdGeneration,3G),目前正在向后三代或第四代宽带移动通信系统（B3G/4G）发展。自从移动通信领域中引入的蜂窝概念，切换技术就开始出现并成为了移动通信系统中的重要技术之一。切换是蜂窝系统所独有的功能，也是移动通信系统的一个关键特征，它直

2、接影响整个系统的性能。所谓的切换就是当用户在蜂窝的覆盖区域中移动时，正在进行的呼叫从一个蜂窝转换到另一个蜂窝的过程。在传统通信系统中最典型的切换技术就是硬切换。切换过程中，MS先中断与原基站的联系，再与新基站取得联系，是一个"先断开再连接”的过程。在硬切换过程中只有一个业务信道被激活。对实时载体（信道）而言。这意味着载体的短暂断开;对于非实时载体来说，这是无损耗的。这种硬切换包括载波频率和引导信道PN序列偏移的转换。随着第三代移动通信系统的出现，开始出现软切换技术。软切换是指在信道的载波频率相同

3、时的信道切换。软切换只是引导信道PN序列偏移的转换，而载波频率不发生变化。在切换过程中，MS与原基站和新基站都保持着通信链路，在切换结束时才断开与原基站的链路，保持与新基站的通信链路。它是一个“先连接再断开”的过程。软切换中还包含更软切换，更软切换是指在同一小区内的扇区之间的信道切换。因为这种切换只需要通过小区基站NedeB便可完成，不需要通过移动交换中心MSC的处理，故称为更软切换是在小区内的扇区与另一个小区或者是某个小区内的扇区之间进行的信道切换。随着MobileIP和IPv6技术的发展，无

4、线局域网通信系统也引入了切换技术，并引入了快速切换和平滑切换两种不同的切换机制。所谓快速切换即意味着低延时，是对移动IPv6协议的扩展，平滑切换则是减小了数据包的丢失率。而在B3G/4G系统中，切换技术更加复杂，是综合网络特性和用户要求等因素后在不同子网之间的切换，属于垂直切换技术，该技术不但保留了传统切换的基本功能，而且能保证用户在任何时间，任何地点能够获得最佳服务。此处的“最佳”体现在切换过程中用户的毫无觉察。切换后用户进入更为理想的网络享受更好的服务。从网络的角度来看这样的切换还确保了带宽

5、的高效使用，网络负载的平衡。2.切换的原因引起切换有许多原因，最主要的原因是空中接口的连接再也不能满足要求，为了提高连接质量保证移动用户的通话顺利进行，就需要进行切换。触发切换的原因有：2.1功率预算引起的切换在GSM系统中，为了使移动用户将通话永远建立在接收电平最高的小区上，在移动台穿过两小区的边界时，如果BSC根据移动台的测量报告发现某邻小区的接收电平满足一定的要求，就将触发到该小区的功率预算切换。正常的话，功率预算切换应占到切换总数的50%以上。在CDMA系统中，因为它是一个干扰受限系统，

6、其系统容量与整个网络的干扰情况密切相关。为了使整个PLMN中干扰电平的统计平均值减少，将链路切换到最小路径损耗的信道上。2.2信号强度引起的切换当基站或移动台处接收到的信号很弱时，并出现移动台到另一个小区，或者同一小区但不同频率有更好的链路的情况，可能导致切换。当然，服务基站可增加它的发射功率来提高接受电平，或者命令移动台增加它的发射功率，但是如果信号电平持续在门限以下，应该启动切换。比如GSM系统中，在小区切换参数中定义了上下行电平切换门限值，当BSC从移动台和基站上(下)行测量报告中发现上(

7、下)行接收电平值低于参数所定义的上(下)行电平切换门限值(该门限值设置时应比小区的最小接入电平高)，它将从移动台关于邻小区的测量报告中来找一个最合适的邻小区作为目标小区来触发切换，若没有邻小区符合条件，那么就很容易导致掉话现象的出现。在这种类型的切换中，其邻小区的接收电平应满足比服务小区的接收电平大出一定值，该值被称为救援性电平切换容限(HOMARGINRXLEV)，采用该算法的目的也是为了避免不必要的救援切换而引起乒乓效应。在郊区，由于基站比较少，覆盖大，故要降低容限以便救援切换及时发生;相反

8、在基站比较密集的地方，应提高该值，以避免乒乓效应并同时缩短切换的反应时间。2.3信号质量引起的切换有时候信道遭受到干扰可能引起信道质量较大的衰减，使信道的纠错功能不能保证信号质量到可以接受的水平，这时就需要切换到质量较好的信道，即便原信道信号的电平足够强。比如在GSM系统中，当BSC从移动台和基站上(下)行测量报告中发现上(下)行误码率过高，超过质量切换的门限值,就会触发救援性质量切换。针对这种切换，也有一个救援性质量切换容量值(HOMARGINRXQUAL)，对该值的设置应宽松一些，只要目标小