淺談越區(qū)切換技術(shù)論文
論文導(dǎo)讀：1.引言在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中，切換是保證移動(dòng)用戶在移動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)不間斷通信越區(qū)切換。5.越區(qū)切換的應(yīng)用越區(qū)切換作為通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它可廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。
關(guān)鍵詞：3G，越區(qū)切換，應(yīng)用
1.引言在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中，切換是保證移動(dòng)用戶在移動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)不間斷通信越區(qū)切換；切換也是為了在移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間保持一個(gè)可以接受的通信質(zhì)量，防止通信中斷，這是適應(yīng)移動(dòng)衰落信道特性的必不可少的措施。特別是由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的切換，其目的是為了平衡服務(wù)區(qū)內(nèi)各小區(qū)的業(yè)務(wù)量，降低高用戶小區(qū)的呼損率的有力措施。切換可以優(yōu)化無線資源（頻率、時(shí)隙、碼）的使用；還可以及時(shí)減小移動(dòng)臺(tái)的功率消耗和對(duì)全局的干擾電平的限制。
2.越區(qū)切換的定義當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)（指基站或者基站的覆蓋范圍）移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為了保持移動(dòng)用戶的不中斷通信需要進(jìn)行的信道切換稱為越區(qū)切換，
3.越區(qū)切換的分類從技術(shù)上分：當(dāng)一次切換被觸發(fā)后，一個(gè)新的信道將被建立，通信將轉(zhuǎn)接到新的鏈路，同時(shí)，原來的信道被釋放。切換處理過程可以根據(jù)新鏈路的建立途徑(舊鏈路的釋放是發(fā)生在新鏈路的建立之前、之中或之后)來分類。硬切換：新的連接建立前，先中斷舊的連接；軟切換：指既維持舊的連接，又同時(shí)建立新的連接。
硬切換：硬切換的特點(diǎn)是移動(dòng)臺(tái)在硬切換情況下，同一時(shí)刻只越區(qū)切換占用一個(gè)無線信道，它必須在一個(gè)指定時(shí)間內(nèi)，先中斷與原基站的聯(lián)系，調(diào)諧到新的頻率上，再與新基站取得聯(lián)系，在切換過程中可能會(huì)發(fā)生通信短時(shí)中斷。硬切換主要是不同頻率的基站和扇區(qū)之間的切換。
軟切換：軟切換的特點(diǎn)是在軟切換過程中，兩條鏈路及相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)流在一個(gè)相對(duì)較長的時(shí)間內(nèi)同時(shí)被激活，一直到進(jìn)入新基站并測(cè)量到新基站的傳輸質(zhì)量滿足指標(biāo)要求后，才斷開與原基站的連接。軟切換是同一頻率下不同基站之間的切換。
從小區(qū)的性質(zhì)上分：同一交換中心基站之間的越區(qū)切換；同一BSC之間的切換；不同BSC之間的切換；不同交換中心之間基站的越區(qū)切換；微小區(qū)與宏小區(qū)之間的切換；同基站內(nèi)不同扇區(qū)的切換；不同運(yùn)營商之間的切換。
4.三種體制下的越區(qū)切換WCDMA與CDMA2000均采用軟切換，TD-SCDMA采用接力切換。
WCDMA中的軟切換
它是采用移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的異步軟切換方式進(jìn)行的導(dǎo)頻切換，基站需要確定在什么時(shí)間、什么位置為移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)軟切換算法。論文大全。WCDMA的移動(dòng)臺(tái)可在同一頻率下檢測(cè)到其他基站與本基站的信號(hào)，確定它們之間的時(shí)間差。檢測(cè)到的時(shí)間信息經(jīng)由本基站到達(dá)新的候選基站，候選基站調(diào)整它新的專用信道的發(fā)射時(shí)間，即在發(fā)送信息的時(shí)間上進(jìn)行調(diào)整，使不同基站在這個(gè)信息比特期間與下行碼道同步。無線鏈路增加和釋放過程：（1）小區(qū)2的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，當(dāng)小區(qū)2的導(dǎo)頻強(qiáng)度Ec/Io達(dá)到(最好導(dǎo)頻Ec/Io－(報(bào)告門限－增加滯后門限))并維持△T時(shí)間，而此時(shí)候選集沒有滿，小區(qū)2此時(shí)被加入到候選集里。該項(xiàng)動(dòng)作也稱為無線鏈路增加。（2）小區(qū)3的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度逐漸增加并開始超過最早的小區(qū)1的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度，在小區(qū)3的導(dǎo)頻（最好候選導(dǎo)頻）強(qiáng)度Ec/Io達(dá)到（最弱導(dǎo)頻Ec/Io+替換滯后門限）并維持△T時(shí)間，而此時(shí)候選集的數(shù)目已滿（假設(shè)此時(shí)系統(tǒng)設(shè)置的候選集最大數(shù)目是兩個(gè)），小區(qū)3（候選集中最強(qiáng)的信號(hào)）此時(shí)替代小區(qū)2（候選集里最弱的信號(hào)）被加入到候選集里，小區(qū)1同時(shí)被移出候選集。該項(xiàng)動(dòng)作也被稱為無線鏈路增加和釋放。論文大全。（3）此時(shí)候選集中小區(qū)3的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度逐漸減弱，當(dāng)小區(qū)3的導(dǎo)頻強(qiáng)度Ec/Io弱到（最好導(dǎo)頻Ec/Io－（報(bào)告門限+刪除滯后門限））并維持△T時(shí)間，小區(qū)3（候選集里最弱的信號(hào)）此時(shí)被移出候選集。該項(xiàng)動(dòng)作也稱無線鏈路的釋放。
CDMA2000中的軟切換
它也是導(dǎo)頻切換，移動(dòng)臺(tái)不斷地搜索著激活類、候選類、鄰近類、剩余類各個(gè)導(dǎo)頻的強(qiáng)度，并且根據(jù)導(dǎo)頻強(qiáng)度維護(hù)各個(gè)類，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)靠近切換區(qū)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)開始以下操作過程：（1）導(dǎo)頻p2強(qiáng)度超過了T_ADD，但尚未到達(dá)動(dòng)態(tài)門限，移動(dòng)臺(tái)將這個(gè)導(dǎo)頻移到候選集；（2）導(dǎo)頻p2強(qiáng)度超過了[(SOFT_SLOP/8)×10×log10(PS1)+ADD_INTERCEPT/2]，移動(dòng)臺(tái)發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息；（3）移動(dòng)臺(tái)收到擴(kuò)展切換指示消息DROP_INTERCEPT/2，將p2移入激活集，開始宏分集，而后發(fā)送切換完成消息；（4）導(dǎo)頻p1的強(qiáng)度下降低于動(dòng)態(tài)門限[(SOFT_SLOPE/8)×10×log10(PS2)+DROP_INTERCEPT/2]移動(dòng)臺(tái)開始啟動(dòng)發(fā)送切換定時(shí)器；（5）切換下降定時(shí)器超時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息給基站；（6）移動(dòng)臺(tái)收到切換指示消息，將p1移入候選類。而后發(fā)送切換完成消息；（7）導(dǎo)頻p1的強(qiáng)度下降低于T_DROP。移動(dòng)臺(tái)開始啟動(dòng)發(fā)送切換定時(shí)器；（8）切換下降定時(shí)器超時(shí)，移動(dòng)臺(tái)將p1從候選類移到鄰近集。
TD-SCDMA中的接力切換
接力切換是一種基于智能天線的切換方案。它利用精確的定位技術(shù)，在對(duì)移動(dòng)臺(tái)的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)方位和距離作為輔助信息，來判斷移動(dòng)臺(tái)是否移動(dòng)到了可進(jìn)行切換的相鄰基站臨近區(qū)域。實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)備獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息，包括移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)到達(dá)方向(DOA)以及移動(dòng)臺(tái)與基站的距離。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于采用了智能天線和上行同步技術(shù)，系統(tǒng)較容易獲得移動(dòng)臺(tái)的DOA，從而獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息。具體過程是：利用智能天線和基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以使天線根據(jù)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的DOA為其進(jìn)行自適應(yīng)的波形賦形。對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)來講，仿佛始終都有一個(gè)高增益的天線在自動(dòng)跟蹤它，基站根據(jù)智能天線的計(jì)算結(jié)果就能確定移動(dòng)臺(tái)的DOA，從而獲得移動(dòng)臺(tái)的方向信息；利用上行同步技術(shù)，系統(tǒng)可以獲得移動(dòng)臺(tái)信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間偏移，進(jìn)而計(jì)算得到移動(dòng)臺(tái)與基站之間的距離；經(jīng)過前兩步之后，系統(tǒng)就可準(zhǔn)確獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息。
通過比較WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA中的切換技術(shù)，可以得到下面的結(jié)論：
在測(cè)量過程中，軟切換和硬切換都是在不知道移動(dòng)臺(tái)準(zhǔn)確位置的情況下進(jìn)行切換、測(cè)量的，因此需要對(duì)所有的鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)給定的切換算法和準(zhǔn)則進(jìn)行切換判斷和目標(biāo)小區(qū)的選擇。論文大全。
而接力切換是在知道移動(dòng)臺(tái)精確位置的情況下進(jìn)行切換測(cè)量，所以它沒有必要對(duì)所有鄰小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，只需對(duì)與移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)方向一致的、靠近移動(dòng)臺(tái)一側(cè)少數(shù)幾個(gè)小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)給定的切換算法和準(zhǔn)則進(jìn)行切換判斷和目標(biāo)小區(qū)的選擇，就可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的越區(qū)切換。
5.越區(qū)切換的應(yīng)用越區(qū)切換作為通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它可廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。例如，近年來地空數(shù)據(jù)通信的使用改變了對(duì)空作戰(zhàn)指揮模式，而實(shí)現(xiàn)指控系統(tǒng)對(duì)空中平臺(tái)遠(yuǎn)距離、大區(qū)域、不間斷地引導(dǎo)指揮，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)空中平臺(tái)的越區(qū)切換；GSM―R鐵路專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，為鐵路提速和客運(yùn)專線提供網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化的行車調(diào)度指揮系統(tǒng)，越區(qū)切換技術(shù)是GSM―R移動(dòng)性管理中的關(guān)鍵技術(shù)；雙卡雙模手機(jī)中的應(yīng)用等。
參考文獻(xiàn)
[1]《GSM―R越區(qū)切換分析與優(yōu)化》，北京交通大學(xué)，電子信息工程學(xué)院麗聰、來尉
[2]《TD-SCDMA系統(tǒng)原理與關(guān)鍵技術(shù)》，大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司
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