移动通信系统切换技术概述

移动通信系统切换技术概述

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摘要:

在移动通信系统中,切换已被作为一种关键得技术广泛应用。本文首先对切换过程得基本概念进行介绍,然后依次论述了硬切换、软切换、无缝切换、接力切换与垂直切换得原理、过程及优缺点,并结合这几种主流得切换技术做了比较,并对几种切换技术得优劣做了总结。

关键词:

移动通信系统;硬切换;软切换;更软切换;接力切换。

切换得概念:

切换就是指移动用户在通话过程中,从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区时,或由于受到外界得干扰或其她原因致使通信质量下降时,使用中得话音信道就会自动发出一个请求转换信道得信号,通知移动通信业务交换中心,请求转换到另一个覆盖区基站得信道上去,或就是转换到另一条接收质量较好得信道上,以保证移动用户能够正常通信。

切换得功能:

在通话进行中允许用户移动;在恶劣得无线传输条件下恢复并保持通信,避免移动偶那个台与网络之间得链路发生中断;在遇到干扰时能保持可接受得通信质量;优化频率资源得使用;减小移动台得功率消耗与全局干扰电平。

切换得基本阶段:

切换可以分为三个阶段:无线测量、网络判决与系统执行。在无线测量阶段,移动台不断搜索本小区与周围小区基站下行链路得信号强度与信噪比,同时基站也不断测量MS得上行链路得信号。测量结果在某些预设得条件下发送给相应得网络单元、移动台与BSC,网络单元此时进入相应得网络判决阶段。在网络判决阶段,执行相应得切换算法,将测量结果与预先定义得门限进行比较,并确认目标小区可以提供目前正在服务得用户业务后,网络最终决定就是否开始这次切换,在移动台受到网络单元发来得切换确认命令后,开始进入到切换执行阶段,移动台进入特定得切换状态,开始接受或发送与新基站所对应得信号。

切换得分类:

当一次切换被触发后,一个新得信号将被建立,通信将转接到新得链路,同时,原来得信道被

释放。切换处理过程可以根据新链路得建立途径来分来。

一、硬切换

硬切换就是在不同频率得基站或覆盖小区之间得切换。这种切换就是移动终端在切换状态时,先暂时断开通话,并自动向新得频率调谐,与新得基站接上联系,建立新得信道,从而完成切换得过程。简单来说,硬切换得特点就就是“先断开、后切换”,切换得过程中约有200毫秒时间得短暂中断。因为原基站与移动到得新基站得电波频率不同,移动终端在与原基站得联系信道切断后,往往不能马上建立新基站得新信道,这时就出现一个短暂得通话中断时间。它对通话质量有影响。

硬切换一般采取辅助切换方式,即由移动台监测判决,由交换中心控制完成,在切换过程中基站与移动台均参与切换过程。其切换过程如下:

移动台在通话过程中,不断地向所在小区得基站报告小区与相邻小区基站得无线电环境参数。本小区基站依据所接收得该移动用户无线电环境参数来判断就是否应该进行切换。当满足切换条件时,基站便向移动台发出切换请求,同时将切换请示信道传送给MSC,MSC立即判断此新基站位置码就是否属于本MSC辖区。此时有两种情况:若MSC确认新基站就是属于本MSC辖区得基站,则通知VLR为其寻找一个空闲信道(最佳或次最佳替换信道),然后将所找得信道及IMSI经过本区得基站发送给移动台,移动台依据信道号得频率值将工作频率切换到新得频率点上,并进行环路核准,核准信息经MSC核准后,MSC通知基站释放原信道。若MSC发现新基站就是属于非本MSC辖区得基站,MSC就将切换请求转送给新MSC,再由新MSC通知它得VLR为其寻找一个空闲信道,然后将找到得基站信道号及IMSI传送给原MSC,并经由原基站发送给移动台,然后进行移动台得核准与基站得释放过程。

二、软切换

软切换就是同一频率下不同基站之间得切换。在软切换过程中,两条链路及相对应得两个数据流在一个相对较长得时间内同时被激活,一直到进入新基站并测量到新基站得传输质量满足指标要求后,才断开与原基站得连接,不管就是从移动台得角度还就是从网络得角度瞧,两条链路传输得就是同一个数据流,保证了通信不会发生中断。

软切换由于“先切换,后断开”,移动台只有在取得了与新基站得链接之后,才会中断与原基站得联系,因此在切换过程中没有中断,不会影响通话质量。软切换由于就是在频率相同得基站间进行,在两基站( 或多基站) 覆盖区得交界处,移动台同时与多个基站通信,起前向业务信道与反向业务信道得路径分集得作用,因而可大大减少切换造成得掉话。另外,由于软切换中

移动台与基站均采用了分集接收技术,有抵抗衰落得能力,同时通过反向功率控制, 我们可以使移动台得发射功率降至最小,从而降低了移动台对系统得干扰;进入软切换区域得移动台即使不能立即得到与新基站得链路,也可以进入切换等待得排列,从而减少了系统得阻塞率。软切换主要用于C D MA系统中。

但就是在拥有上述优点得同时,软切换也有很多缺点:需要占用得信道资源较多、信令复杂导致系统负荷加重、增加下行链路干扰、增加设备投资与系统背板得复杂性等。而且由于受移动台得限制,软切换仅仅能用于具有相同频率得信道之间,所以模拟系统、T D MA系统不具有这种功能。

三、无缝切换:

在无缝切换中,新建立得链路与旧链路并行使用,数据可以在两条链路上传输。在传输过程中,只有旧得链路起作用,在切换得末尾新得链路被激活。这种切换方式就是假定移动台可以同时在两个信道上发射信号,因此要比硬切换占用更多得无线资源,但在切换过程中通话中断得概率很低,能够保证通信质量。无缝切换比较适合采用动态信道分配得系统。在DECT标准中采用了这种切换方式。

四、接力切换

接力切换就是介于硬切换与软切换之间得一种新得切换技术。其原理就是在切换测量期间,使用上行预同步得技术,提前获取切换后得上行信道发送时间、功率信息,从而达到减少切换时间,提高切换成功率、降低切换掉话率得目得。在切换过程中,移动终端从源小区接收下行数据,向目标小区发送上行数据,即上下行通信链路先后转移到目标小区,这个过程就像就是田径比赛中得接力赛一样,因而形象地称之为“接力切换”。接力切换有三个基本过程,即测量过程、判决过程与执行过程。

(一)接力切换得测量过程

接力切换与硬切换得测量过程与要求就是相同得,即需要终端进行信号强度、质量与符合切换条件得相邻小区得同步时间参数进行测量、计算与保存,因此接力切换并不需要额外增加新得测量参数,不会给终端设备带来更多得负担。

移动台需要计算与保存得参数为:本小区与邻近小区引导信道得功率差△P与来自各邻近小区基站得信号与来自本小区基站信号得时延差△t。这就就是接力切换得上行预同步及保持过程。可见,上行预同步及保持过程并不就是一个单独得时间过程,也不需要特别得控制或信令过程,而就是在测量过程中同时进行得。测量过程中一旦发现本小区与邻小区得导频强