刍议移动通信中切换技术.docVIP

刍议移动通信中切换技术移动通信在早期时常常采用大区制，在覆盖区的中心采用的发射机是大功率的。在服务区内一般只有一个基站，若干个车载台和手持台，它们可以与基站通信，也可直接通信。这样一个大区制系统中就有多个无线电信道。该系统能同时提供给用户的信道非常少，所以当用户数增多到一定量时容易发生阻塞。随着移动通信用户的迅速增加，这种覆盖方式就不适用了。而蜂窝移动系统通过把服务区划分为若干个小区域（Cell，又称小区）来解决这一问题。蜂窝移动通信系统在每个小区中心采用小功率发射机，多个小区构成一个区群，然后采用频率复用技术。而移动台在服务区内的运动性使得其在一次通话过程中跨越好几个小区成为可能。这个时候，移动台和原来的基站之间的通信链路必须通过新校区来转换，这个过程就叫做越区切换。 一、越区切换的概述 蜂窝移动通信系统中，越区切换作为其关键技术之一，是系统利用多小区实现大面积覆盖的必要条件。只能在相邻小区之间进行切换。所以如果两个小区在地理上相邻，不管是哪个小区的MSC控制，都应该定义为相邻小区，否则通话将会因为不能在小区间切换而中断。从链路的建立释放的具体形式来开，可以硬切换和软切换两大类。切换主要的性能指标如下：由于切换而通信中断的概率、切换失败的概率、切换英气通信中断的时间间隔、切换的速率以及切换发生的延迟等。准则：信噪比、平均信号强度、误比特率等参数。这些参数可以由MS决定，也可由BS决定。 二、越区切换的原因 主要原因：空中接口的链接无法满足要求，具体体现如下： 1．信号强度不能满足要求。当基站（BS）或移动台（MS）收到的信号过于弱、移动台从一个小区跨越到另外一个小区以及在同一个小区的扇区有更优化的链路的时候，就产生切换。在以下情况出现时，必须启动切换：服务基站通过增加发射功率来提高接收信号的电平（此时基站收到的信号强度低）或者移动台的发射功率提高（此时移动台收到的信号低）而信号的电平仍然比门限值低。特别是在3G移动通信中遇到这种情况时，因为对于自干扰的CDMA系统来说，增加发射功率在提高信号质量的同时也降低了系统的覆盖能力。 2．信道质量不能满足要求。当因为信道中存在较大的干扰而使信道质量出现了较大的衰减，而前向纠错已经不能解决问题时，即使此时原信道本身的信号足够强，我们也必须切换到信道质量更好的信道上来。 3．移动台与基站之间的距离过远。先通过网络规划，确定好小区中BS和MS之间的最大距离以及小区半径并将其存入基站数据库，系统通过不断检测来比较MS和BS之间的距离与确定的最大距离，只要大于最大距离就进行切换。 4．话务量饱和。移动交换中心（MSC）在发现部分小区的话务量即将到达饱和值并且相邻小区话务量较小的情况下，可通过降低话务量高的小区的导频信道的发射功率从而使本小区的边缘用户提前切换到相邻小区，进而均衡个小区的负荷量，又称为小区呼吸。 三、切换策略 当一个MS在通话的过程中从一个基站移动到另一个基站时，MSC自动地将呼叫转移到新基站的信道上。这种切换操作不仅要识别一个新基站，而且要求将话音和控制信号分配到新基站的相关信道上。 切换处理在任何蜂窝无线系统中都是一项极其重要的任务。在小区内分配空闲信道时，许多切换策略都使切换请求的优先级高于呼叫初始请求。切换必须要成功完成，并且尽量少出现，同时不要被用户察觉到。为了满足这些要求，设计系统的人需要指定一个启动切换的最佳信号强度。一旦将某个特定的信号强度确定为基站接收机里面可接受话音质量的最小的可用信号，稍微强一点的信号就可以作为切换的启动门限，其中的间隔表示为△，要取得适中。如果△太大，就可能过于敏感而会有不需要的切换来增加的MSC的负担；如果△过小，就可能会因为信号太弱而掉话，而在此之前没有来得及完成切换。所以△必须的慎重选择以适应这些相互冲突的要求。 在决定任何切换前，要保证所检测到的信号电平的下降不是由瞬间的衰减引起的，而是移动台正在远离当前服务的基站。为了保证这一点，基站在准备切换之前需要先对信号进行监测一段时间。必须对这种信号能量连续的平均测量进行优化，以避免不必要的切换，同时保证在由于信号太弱而中断通话之前完成必要的切换。决定切换进行的时间长短取决于移动台的运动速度。如果在某一固定时间间隔内接收到短期平均信号的坡度很陡，则要进行快速切换。移动台速度的信息对于决定是否切换时有用的，可以根据基站接收到的短期衰减信号的数据来算。 呼叫在一个小区内没有经过切换的通话时间称为驻留时间。某个特定用户的驻留时间收到一系列参数的影响，包括传播、干扰、用户与基站之间的距离，以及其他随时间变化的因素。即使移动用户时静止的，基站BS和移动台MS附近也会产生衰减，因此即使是静止的用户也可能有一个随机的、有限的驻