蜂窩移動(dòng)通信中的切換技術(shù)

《移動(dòng)通信》論文論文題目GSM蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中切換技術(shù)的研究姓名學(xué)號(hào)學(xué)院專業(yè)班級(jí)摘要ABSTRACT第一章緒論1.1移動(dòng)通信系統(tǒng)及其發(fā)展1.1.1移動(dòng)通信及工作特點(diǎn)1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展GSM蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展1.3課題研究的目的及內(nèi)容1.4課題研究的意義第二章切換技術(shù)2.1切換的定義及分類2.2切換的原因2.3切換的控制方式第三章GSM蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換GSM系統(tǒng)概述GSM數(shù)字移動(dòng)通信的主要技術(shù)GSM切換第四章中國(guó)3G的切換3G的簡(jiǎn)述4.2中國(guó)3G的發(fā)展驅(qū)動(dòng)力第五章結(jié)論與展望主要參考文獻(xiàn)GSM蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中切換技術(shù)的研究摘要自從移動(dòng)通信領(lǐng)域中引入的蜂窩概念，切換技術(shù)就開(kāi)始出現(xiàn)，并成為了移動(dòng)通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)之一。切換技術(shù)是蜂窩系統(tǒng)所獨(dú)有的功能，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵特征，它直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)基站的覆蓋范圍移動(dòng)到另一個(gè)基站的覆蓋范圍，通過(guò)切換移動(dòng)臺(tái)保持與基站的通信。切換從本質(zhì)上說(shuō)是為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)環(huán)境中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的小區(qū)間連續(xù)覆蓋而存在的，從現(xiàn)象上來(lái)看是把接入點(diǎn)從一個(gè)區(qū)換到另一個(gè)區(qū)。本文研究的重點(diǎn)是移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換技術(shù)，主要分析了CDMA、GSM、WCDMA系統(tǒng)中的切換算法，切換基本可以分為硬切換、軟切換、更軟切換。由于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的巨大成功，用戶的高速增長(zhǎng)與有限的系統(tǒng)容量和有限的業(yè)務(wù)之間的矛盾漸趨明顯，第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化工作開(kāi)始逐漸進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。3G通信技術(shù)已經(jīng)在慢慢成熟，新的4G技術(shù)也在不斷的演變，要做到通信技術(shù)的完善和更前的發(fā)展，切換技術(shù)作為移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)，起著重要的作用。因此，我們研究切換技術(shù)是為了更好的發(fā)展未來(lái)通信技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力和運(yùn)行質(zhì)量。關(guān)鍵詞：切換，硬切換,軟切換，切換算法ABSTRACTSincetheintroductionofmobilecommunicationinthefieldofcellularconcepts,switchtechnologybegantoappearasmobilecommunicationssysteminoneoftheimportanttechnology.Switchingtechnologyisacellularsystemfunctionuniquetothemobilecommunicationisalsoakeyfeatureofthesystem,itdirectlyaffectstheperformanceoftheentiresystem.Whenamobilebasecoveragemovingtoanotherstationcoverage,throughtheswitchandmobilecommunicationstations.Switchessentiallyforthemobileenvironmentdatabetweenthebusinesscommunityandthecontinuouscoveragefromthephenomenonexists,itistheaccesspointfromoneregiontoanotherregion.Thispaperfocusesonmobilecommunicationsystemswitchingtechnology,focusedontheCDMA,GSM,WCDMAsystemswitchingalgorithm,switchBasiccanbedividedintohardswitching,soft-switch,moresoftswitch.Becausethesecondgenerationofmobilecommunicationsystemswithgreatsuccessin,theuser'shigh-growthandlimitedsystemcapacityandlimitedbusinessconflictsbetweenbecomingobvious,thirdgenerationmobilecommunicationsstandardworkbegantograduallyintothesubstantivephase.3Gcommunicationtechnologyhasslowlymatured,thenew4gtechnologyevolutioncontinues,inordertoachievetheperfectionofcommunicationtechnologyandthedevelopmentofmore,beforeswitchingtechnologyasthekeyinmobilecommunicationtechnology,playsakeyrole.Therefore,westudyswitchingtechnologyinordertobetterdevelopfuturecommunicationtechnology,increasenetworkcapacityandquality.KEYWORDS:Handover,Soft-handover,Hard-handover,Handover-algorithms第一章緒論1.1移動(dòng)通信系統(tǒng)及其發(fā)展移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間進(jìn)行的通信。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們希望能隨時(shí)隨地、迅速可靠地與通信的另一方進(jìn)行信息交流。這就是我們要介紹的移動(dòng)通信。這里所說(shuō)的“信息交流”，不僅指雙方的通話，還包括數(shù)據(jù)、傳真和圖像等通信業(yè)務(wù)。1.1.1移動(dòng)通信及工作特點(diǎn)移動(dòng)通信的傳輸信道必須使用無(wú)線電波，電波的傳播條件惡劣。在陸地上，移動(dòng)體往來(lái)于建筑和障礙物之間。2由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是無(wú)線電臺(tái)、多波道通信系統(tǒng)，通信設(shè)備除受城市噪聲影響干擾外，無(wú)線電臺(tái)同屏干擾、互調(diào)干擾較為突出。因此，抗干擾措施在移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。3所用的無(wú)線電頻率有限，接收戒備動(dòng)態(tài)范圍大。由于移動(dòng)臺(tái)的位置不斷的變化，接收機(jī)和基站之間的距離也在不斷的變化，導(dǎo)致接收信號(hào)不斷的變化。4.移動(dòng)通信綜合了各種通信技術(shù)。移動(dòng)通信綜合了交換技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳輸技術(shù)等。5.對(duì)設(shè)備要求苛刻。移動(dòng)用戶常在野外，環(huán)境條件相對(duì)較差，因此對(duì)其設(shè)備要求相當(dāng)?shù)目量?。移?dòng)通信按照用戶的通話狀態(tài)和頻率使用的方法分，有三種工作方式：?jiǎn)喂ぶ啤腚p工制和雙工制。1.單工通信（1）單工通信概念：所謂單工通信是指通信雙方的電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信，某一方收發(fā)信不能同時(shí)進(jìn)行。（2）單工通信分類根據(jù)發(fā)射頻率的異同又可以分為同頻單工和異頻單工不同的兩類。（3）單工通信的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、省電、成本低。缺點(diǎn)：由于使用PTT按講開(kāi)關(guān)使用不方便。雙工通信（1）雙工通信概念：所謂雙工通信是指通信雙方同時(shí)進(jìn)行信息傳輸進(jìn)行收信和發(fā)信，某一方收發(fā)信機(jī)能同時(shí)的工作方式，區(qū)別于后面的半雙工通信，這種方式也稱為全雙工通信。（2）雙工通信分類：雙工通信可分為頻分雙工和時(shí)分雙工兩類。（3）雙工通信的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：使用方便。缺點(diǎn)：設(shè)備較復(fù)雜、耗電大。半雙工通信（1）半雙工通信的概念：半雙工通信是指通信一端采用雙工制，而移動(dòng)臺(tái)采用單工制。（2）半雙工通信的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①移動(dòng)臺(tái)設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低，耗電少。②收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率。③移動(dòng)臺(tái)受臨近電臺(tái)干擾小。缺點(diǎn)：移動(dòng)臺(tái)仍需按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用不方便。1.1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展移動(dòng)通信技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一，其通信系統(tǒng)也在迅速發(fā)展，給人們的生活帶來(lái)了巨大改變，使人們擺脫有線的束縛從而可以享受到更全面的通信服務(wù)。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)并逐步商用化，這個(gè)時(shí)候的移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的還是模擬技術(shù)。其接入技術(shù)是頻分多址(FDMA)[14]，它僅能提供9.6kbit/s通信帶寬。典型系統(tǒng)有美國(guó)的模擬電話系統(tǒng)(AMPS)[14]、北歐的移動(dòng)電話系統(tǒng)(NMT)[14]、英國(guó)的全接入通信系統(tǒng)(TACS)[14]等。到了20世紀(jì)90年代開(kāi)始，數(shù)字蜂窩系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)，這一時(shí)期，移動(dòng)通信的商業(yè)化得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有保密性強(qiáng)、頻譜利用率高、能提供豐富的業(yè)務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，而且為用戶提供了無(wú)縫的國(guó)際漫游。其接入技術(shù)主要有時(shí)分多址技術(shù)(TDMA)和碼分多址技術(shù)(CDMA)兩種，它可以提供9.6~28.8kbit/s的傳輸速率。其典型系統(tǒng)，如歐洲的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、北美的數(shù)字增強(qiáng)型系統(tǒng)IS-136、IS-95A、IS-95B、日本的個(gè)人數(shù)字蜂窩系統(tǒng)(PDC)等。無(wú)論是第一代還是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，其主要的業(yè)務(wù)應(yīng)用都是在話音業(yè)務(wù)上。然而隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶對(duì)無(wú)線業(yè)務(wù)需求的不斷增長(zhǎng)變化，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和提供更多類型的業(yè)務(wù)已經(jīng)成為移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。移動(dòng)通信系統(tǒng)開(kāi)始了從提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)到提供多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展過(guò)程。國(guó)際電聯(lián)認(rèn)可的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)，即美國(guó)提出的CDMA2000，歐洲和日本提出的WCDMA和我國(guó)提出的TD-SCDMAo第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要包括了全球無(wú)縫漫游；具有支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，具有高寬帶、高速率、高頻譜率和大容量。雖然第三代的移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)使人類的通信方式出現(xiàn)革命性的轉(zhuǎn)變，然而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中不同的標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)融合問(wèn)題和系統(tǒng)容量受限問(wèn)題依然存在，所以當(dāng)今的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(B3G)移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的通信體制。使終端用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、進(jìn)行任何類型的通信服務(wù)都暢通無(wú)阻，且保證用戶總處于最佳連接狀態(tài)，是一代有能力徹底解決前三代通信系統(tǒng)主要弊端的最先進(jìn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。當(dāng)前移動(dòng)通信技術(shù)研究熱點(diǎn)主要集中在滿足B3G系統(tǒng)的對(duì)更高數(shù)據(jù)速率、更高機(jī)動(dòng)性和無(wú)縫隙漫游的要求上。1.2GSM蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)是由歐洲主要電信運(yùn)營(yíng)者和制造廠家組成的標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)設(shè)計(jì)出來(lái)的，它是在蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。蜂窩系統(tǒng)的概念和理論二十世紀(jì)六十年代就由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室等單位提了出來(lái)，但其復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)的控制直到七十年代隨著半導(dǎo)體技術(shù)的成熟，大規(guī)模集成電路器件和微處理器技術(shù)的發(fā)展以及表面貼裝工藝的廣泛應(yīng)用，才為蜂窩移動(dòng)通信的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。直到1979年美國(guó)在芝加哥開(kāi)通了第一個(gè)AMPS(先進(jìn)的移動(dòng)電話業(yè)務(wù))模擬蜂窩系統(tǒng)，而北歐也于1981年9月在瑞典開(kāi)通7NMT(Nordic移動(dòng)電話)系統(tǒng)，接著歐洲先后在英國(guó)開(kāi)通TACS系統(tǒng)，德國(guó)開(kāi)通C—450系統(tǒng)等。蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由交換網(wǎng)路子系統(tǒng)(NSS)、無(wú)線基站子系統(tǒng)(BSS)和移動(dòng)臺(tái)(MS)三大部分組成，如圖2—1所示。其中NSS與BSS之間的接口為〃A〃接口，BSS與MS之間的接口為〃Um〃接口。在模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)中，TACS規(guī)范只對(duì)Um接口進(jìn)行了規(guī)定，而未對(duì)A接口做任何的限制。因此，各設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)A接口都采用各自的接口協(xié)議，對(duì)Um接口遵循TACS規(guī)范。也就是說(shuō)，NSS系統(tǒng)和BSS系統(tǒng)只能采用一個(gè)廠家的設(shè)備，而MS可用不同廠家的設(shè)備。*蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成1.3課題研究的目的及內(nèi)容隨著通信技術(shù)的發(fā)展理論、通信科技技術(shù)的不斷提高，移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)成為人們生活必須，并不斷的被發(fā)展。移動(dòng)臺(tái)在通話過(guò)程中從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)，或者由于外界干擾造成通話質(zhì)量下降時(shí)，必須改變?cè)械脑捯粜诺蓝D(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上，以繼續(xù)保持通話的過(guò)程。正確認(rèn)識(shí)和理解切換對(duì)我們的日常維護(hù)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有重要作用。由于移動(dòng)通信系統(tǒng)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，所以，移動(dòng)臺(tái)在跨越空間劃分的小區(qū)時(shí)，必然要進(jìn)行切換，即完成移動(dòng)臺(tái)到基站的空中接口的轉(zhuǎn)移。因此切換技術(shù)成為無(wú)線資源管理中的重要研究?jī)?nèi)容之一。切換技術(shù)是移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)，適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，切換的目的有2種可能，一種是實(shí)現(xiàn)漫游，另一種是為了提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，即降低掉話率，降低擁塞率。移動(dòng)設(shè)備與對(duì)端通信點(diǎn)之間的通信會(huì)由于切換需要一定的時(shí)延，這可能造成數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題，甚至通信連接的中斷，影響我們的正常通信。研究切換的目的就是要減少切換的延遲和丟包率，這樣我們才能更好的運(yùn)用于實(shí)際的通信中。1.4課題研究的意義切換是數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的一個(gè)主要特點(diǎn)，它保證移動(dòng)用戶從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)通話的可靠性。在任何移動(dòng)網(wǎng)中，切換是相當(dāng)重要的，這是因?yàn)樵诜涓C結(jié)構(gòu)中，最大限度地使用了頻譜利用率。由于在系統(tǒng)中切換的存在，有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)分組的丟失，以及在兩個(gè)基站間來(lái)回產(chǎn)生幾次切換，導(dǎo)致“乒乓”效應(yīng)。因此好的切換機(jī)制，可以保證呼叫的數(shù)據(jù)分組正常傳輸，而不會(huì)丟失分組。由于軟切換無(wú)中斷時(shí)間，可有效限制“乒乓”效應(yīng)，進(jìn)而提高通信質(zhì)量。因此在移動(dòng)網(wǎng)中軟切換機(jī)制得到了大力發(fā)展和應(yīng)用。但有關(guān)切換的問(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題。不僅涉及小區(qū)的大小，小區(qū)內(nèi)移動(dòng)終端數(shù)目和可用信道數(shù)目，發(fā)射功率，天線高度，無(wú)線電波傳播特性等因素，還涉及門(mén)限和容限等參數(shù)的選擇。雖在研究和應(yīng)用中己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了切換的功能，但還存在有待于進(jìn)一步完善的必要性。因此有關(guān)切換的問(wèn)題，不但涉及對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題的進(jìn)一步的研究，還涉及到對(duì)在應(yīng)用中出現(xiàn)的一些新問(wèn)題的優(yōu)化，如對(duì)微小區(qū)的重迭及陰影區(qū)域的處理等等。第二章切換技術(shù)2.1切換技術(shù)的發(fā)展自從移動(dòng)通信領(lǐng)域中引入的蜂窩概念，切換技術(shù)就開(kāi)始出現(xiàn)，并成為了移動(dòng)通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)之一。切換技術(shù)是蜂窩系統(tǒng)所獨(dú)有的功能，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵特征，它直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。蜂窩結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)很高的用戶密度，但同時(shí)也出產(chǎn)生了一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，那就是怎么才能確保用戶在移動(dòng)過(guò)程中保持通信不中斷。為了解決這一問(wèn)題提出了切換技術(shù)。所謂的切換就是當(dāng)用戶在蜂窩的覆蓋區(qū)域中移動(dòng)時(shí)，正在進(jìn)行的呼叫從一個(gè)蜂窩系統(tǒng)轉(zhuǎn)到另一個(gè)蜂窩的過(guò)程。在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中最典型的切換技術(shù)就是硬切換。切換過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)（MS）先中斷與原基站的聯(lián)系，再與新基站取得聯(lián)系，是一個(gè)先斷開(kāi)再連接〃的過(guò)程。在硬切換過(guò)程中只有一個(gè)業(yè)務(wù)信道被激活。對(duì)實(shí)時(shí)載體信道而言。這意味著載體的短暫斷開(kāi);對(duì)于非實(shí)時(shí)載體來(lái)說(shuō)，這是無(wú)損耗的。這種硬切換包括載波頻率和引導(dǎo)信道PN序列偏移的轉(zhuǎn)換。隨著第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，開(kāi)始出現(xiàn)軟切換技術(shù)。軟切換是指信道的載波頻率相同時(shí)的信道切換。軟切換只是引導(dǎo)信道PN序列偏移的轉(zhuǎn)換，而載波頻率不發(fā)生變化。在切換過(guò)程中，MS與原基站和新基站都保持著通信鏈路，在切換結(jié)束時(shí)才斷開(kāi)與原基站的鏈路，保持與新基站的通信鏈路。它是一個(gè)“先連接再斷開(kāi)〃的過(guò)程。軟切換中還包含更軟切換，更軟切換是指在同一小區(qū)內(nèi)的扇區(qū)之間的信道切換。因?yàn)檫@種切換只需要通過(guò)小區(qū)基站（NodeB）便可完成，不需要通過(guò)移動(dòng)交換中心（MSC）的處理，故稱為更軟切換，更軟切換是在小區(qū)內(nèi)的扇區(qū)與另一個(gè)小區(qū)或者是某個(gè)小區(qū)內(nèi)的扇區(qū)之間進(jìn)行的信道切換。切換后用戶進(jìn)入更為理想的網(wǎng)絡(luò)享受更好的服務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)看這樣的切換還確保了帶寬的高效使用，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的平衡。2.2切換的定義及分類切換的定義：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)一個(gè)基站的覆蓋范圍移動(dòng)到另一個(gè)基站的覆蓋范圍，通過(guò)切換移動(dòng)臺(tái)保持與基站的通信。切換從本質(zhì)上說(shuō)是為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)環(huán)境中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的小區(qū)間連續(xù)覆蓋而存在的，從現(xiàn)象上來(lái)看是把接入點(diǎn)從一個(gè)區(qū)換到另一個(gè)區(qū)。切換的目的：保證移動(dòng)用戶通話的連續(xù)性，恰當(dāng)?shù)那袚Q算法有利于降低系統(tǒng)掉話率，增加網(wǎng)絡(luò)容量。接入期間采用切換主要是為了減少主被叫接入失敗，提高接入信道工作的可靠性。切換的分類：空閑切換，硬切換，軟切換，更軟切換.2.3切換的原因?yàn)槭裁磿?huì)產(chǎn)生切換？有很多原因產(chǎn)生切換，其最主要的原因是空中接口的連接不適合要求，為了能正常的保持移動(dòng)用戶順利的進(jìn)行通話。就要進(jìn)行切換，觸發(fā)切換的原因有：由功率的預(yù)算造成的切換GSM通信系統(tǒng)中，為了讓用戶通話建立在接收電平最高的地方，在移動(dòng)臺(tái)穿過(guò)兩小區(qū)的邊界是，如果BSC報(bào)告某個(gè)小區(qū)能接收到的電平滿足要求，這樣就要造成小區(qū)功率預(yù)算的切換，正常情況下，功率預(yù)算切換與切換總數(shù)的比是1:2。在CDMA系統(tǒng)中，因?yàn)橄到y(tǒng)干擾受到限制的，使得系統(tǒng)的容量與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的干擾情況緊緊地聯(lián)系在一起。為了減少整個(gè)PLMN中干擾電平的平均值，把鏈路切換到最小路徑損耗的信道上。由信號(hào)的強(qiáng)弱造成的切換在移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)很弱時(shí)，并有移動(dòng)臺(tái)到別的小區(qū)，或者同一小區(qū)但是不同的頻率有更好的鏈路情況，可能會(huì)產(chǎn)生切換。這種類型的切換，相鄰的小區(qū)的接收電平值要大于服務(wù)小區(qū)的電平值，該值被稱為教授性電平切換容限，采用這種算法的目的也是為了避免不必要的救援切換而產(chǎn)生乒乓效應(yīng)。由信號(hào)的質(zhì)量造成的切換信道遭受到干擾將引起信號(hào)質(zhì)量的衰減，使前向糾錯(cuò)不能產(chǎn)生可接受的質(zhì)量水平有時(shí)候信道遭受到干擾可能引起信道質(zhì)量較大的衰減，使信道的糾錯(cuò)功能不可以保證信號(hào)的質(zhì)量成為可以接受的水平，這時(shí)就需要切換到質(zhì)量較好的信道，就算原信道信號(hào)的電平足夠。比如在GSM系統(tǒng)中，當(dāng)BSC從移動(dòng)臺(tái)和基站上（下）行檢測(cè)報(bào)告中發(fā)覺(jué)上（下）行誤碼率過(guò)高，超過(guò)質(zhì)量切換的門(mén)限值，就會(huì)觸發(fā)救援性質(zhì)量切換。移動(dòng)臺(tái)到基站的距離引起的切換各服務(wù)小區(qū)里移動(dòng)臺(tái)到基站的距離限制和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中規(guī)定的該小區(qū)半徑將被存入基站數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)將不斷地檢查比較移動(dòng)臺(tái)至基站的距離和規(guī)定距離，超過(guò)規(guī)定距離就產(chǎn)生切換。話務(wù)切換如果一個(gè)小區(qū)的話務(wù)量將大于該小區(qū)容量的極限，而附近小區(qū)話務(wù)量非常下，這時(shí)可以將高話務(wù)小區(qū)的鏈路切換到低話務(wù)小區(qū)中，以此來(lái)平衡話務(wù)分布。這種由話務(wù)量引起的切換一般是由MSC或基站控制器來(lái)控制。另外一種基于話務(wù)量的切換是在微觀蜂窩和宏觀蜂窩的雙層網(wǎng)中，通過(guò)微觀蜂窩和宏觀蜂窩之間的切換來(lái)平衡的話務(wù)量。2.4切換的控制方式切換控制的三種主要方式移動(dòng)節(jié)點(diǎn)控制的越區(qū)切換（MCHO）。MCHO是低層無(wú)線系統(tǒng)最流行的技術(shù)，歐洲D(zhuǎn)ECT和北美PACS都采用這種方式。在這種方式中，MS持續(xù)監(jiān)督來(lái)自所接入的BS和幾個(gè)切換候選BS的強(qiáng)度和質(zhì)量。當(dāng)滿足條件時(shí)，MS選擇一個(gè)最好的切換候選項(xiàng)并發(fā)起切換的請(qǐng)求。網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換（NCHO）。網(wǎng)絡(luò)控制決定了NCHO切換過(guò)程，而MS完全處于被動(dòng)狀態(tài)。首先由BS檢測(cè)MS的主要參數(shù)，如標(biāo)志無(wú)線鏈路質(zhì)量的接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)RSSI，當(dāng)它小于某個(gè)給定的值時(shí)，則向MSC發(fā)出切換請(qǐng)求°MSC命令其周圍的BS將檢測(cè)到的該MS的參數(shù)的結(jié)果上報(bào)、匯總到MSC，MSC根據(jù)匯總結(jié)果，比較、分析并選擇被切換的目標(biāo)小區(qū)的BS，一切又MSC決定。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)輔助的越區(qū)切換（MAHO）。在MAHO切換中，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度RSSI和誤碼率BER，即移動(dòng)臺(tái)將鄰近基站的RSSI測(cè)量結(jié)果報(bào)告給當(dāng)前基站，被測(cè)參數(shù)由網(wǎng)絡(luò)交給BSC和MSC進(jìn)行評(píng)估。這類切換已廣泛應(yīng)用于第二代移動(dòng)通信中，它既允許小區(qū)內(nèi)，也允許小區(qū)間進(jìn)行切換。在切換過(guò)程中移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)同時(shí)參與切換，移動(dòng)臺(tái)負(fù)責(zé)測(cè)量，網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)判決。目前的GSM和CDMA系統(tǒng)均采用這種切換控制方式。第三章移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換GSM系統(tǒng)中的切換GSM系統(tǒng)概述GSM:是GlobalSystemforMobilecommunication（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。它是由歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)設(shè)計(jì)的。80年代到90年代初，TACS系統(tǒng)是歐洲最普遍的模擬蜂窩系統(tǒng)。數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由三部分組成：移動(dòng)臺(tái)、基站系統(tǒng)、交換系統(tǒng)，如圖設(shè)瓣籍號(hào)移動(dòng)"暨記器交換中心■公共數(shù)據(jù)網(wǎng)公用交換電話網(wǎng)無(wú)限按口基站」j移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心移動(dòng)業(yè)務(wù)設(shè)瓣籍號(hào)移動(dòng)"暨記器交換中心■公共數(shù)據(jù)網(wǎng)公用交換電話網(wǎng)無(wú)限按口基站」j移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心物理連接表明邏輯關(guān)系多址技術(shù)：在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信中，采用的多址技術(shù)有兩種：頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)。在工作頻帶內(nèi)，它以載波間隔200KHz進(jìn)行頻分，這樣在收、發(fā)各為25MHz的頻帶內(nèi)，可得到124對(duì)信道。然后在每個(gè)信道(幀)中又進(jìn)行時(shí)分，分成8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)的信道稱為物理信道。在每個(gè)時(shí)隙(物理信道)中傳輸不同的邏輯信道。調(diào)制技術(shù)：在選擇數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)時(shí)，要考慮到兩方面的因數(shù)：功率的有效性和頻譜的有效性。對(duì)于功率有效的技術(shù)，它要求在相對(duì)低的載噪比(8.4dB或12dB)的情況下具有低的差錯(cuò)概率(對(duì)應(yīng)于10-4或10-8)。對(duì)于頻譜有效性，它應(yīng)能在單位頻帶內(nèi)具有高的比特率(2bit/sHz)。GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)采用了GMSK調(diào)制方式。編碼技術(shù)：根據(jù)目的不同，編碼可分為信源編碼和信道編碼兩大類：信源編碼信道編碼交織技術(shù)：交織技術(shù)就是把信息碼在發(fā)端加以排列組合，使信息碼相互穿插交織后再發(fā)送到信道中去。交織技術(shù)的目的就是使成片或突發(fā)差錯(cuò)轉(zhuǎn)換成隨機(jī)差錯(cuò)。跳幀技術(shù)：跳頻就是發(fā)射信號(hào)時(shí)載波頻率不是固定的，而是不停地跳變。在接收端，本地振蕩的頻率也必須同步地跳變才能正確接收和解調(diào)出有用信號(hào)。均衡技術(shù)：自適應(yīng)均衡技術(shù)也是一種有效的抗多徑干擾的方法。所謂均衡，指的是信道均衡，也就是在接收端的信道均衡器中產(chǎn)生與信道特性相反的特性，抵消信道產(chǎn)生的干擾，從而正確的判決和恢復(fù)有用信號(hào)。GSM切換為了能夠清楚的了解GSM的切換過(guò)程，我們將把切換分為三個(gè)部分：預(yù)切換過(guò)程、切換執(zhí)行過(guò)程和切換以后的過(guò)程。預(yù)切換過(guò)程在GSM中的切換過(guò)程是移動(dòng)臺(tái)輔助的切換（MAHO）。在切換過(guò)程中移動(dòng)臺(tái)起到主要的作用。為切換算法提供了信息，執(zhí)行切換的決定和新的最合適的基站收發(fā)機(jī)BTS的選取均建立在又MS和BTS完成的幾種不同的測(cè)量上。描述MS和BTS能力的參數(shù)同樣形成切換算法輸入的一部分。移動(dòng)測(cè)量為了在切換過(guò)程中提供幫助，MS對(duì)當(dāng)前的服務(wù)小區(qū)進(jìn)行接收信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量的測(cè)量，對(duì)相鄰小區(qū)進(jìn)行接收信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，并將它們報(bào)告給BTS。質(zhì)量測(cè)量是將當(dāng)前下行信道的比特誤碼率轉(zhuǎn)換成0?7中的一個(gè)值，接收信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成6bit的數(shù)值。對(duì)附近小區(qū)的接收信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量可以使用同樣的做法，這種做法是在上行發(fā)送和下行接收時(shí)隙中完成。在這一時(shí)隙中，MS轉(zhuǎn)到相鄰的小區(qū)廣播控制信道BCCH信道測(cè)量下行接收信號(hào)的強(qiáng)度，這些包括BCCH頻率的詳細(xì)內(nèi)容的測(cè)量被送往服務(wù)BTS，一個(gè)MS可以報(bào)告多達(dá)6個(gè)相鄰小區(qū)的情況，一個(gè)MS必須報(bào)告的相鄰小區(qū)BCCH載波頻率包括在BCCH和慢相關(guān)控制信道SACCH的發(fā)射信息中。由MS完成的下行信道測(cè)量報(bào)告給BTS。SACCH被用來(lái)攜帶這一信息。一個(gè)SACCH幀，每120ms發(fā)送一次，但由于交織，在BTS收到的一個(gè)完整的幀要480ms延時(shí)。同樣為了克服短期影響，瞬時(shí)無(wú)線鏈路使測(cè)量的降級(jí)在MS、BTS和BSC被平均化。由服務(wù)BTS完成上行信道測(cè)量，它包括質(zhì)量和接收信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量。服務(wù)BTS把以上測(cè)量值和接收到的MS結(jié)果一起送給BSC。切換執(zhí)行圖3.4給出7MSC之間的切換過(guò)程。當(dāng)切換啟動(dòng)，最適合的新的小區(qū)應(yīng)該得到認(rèn)定，MS和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入切換執(zhí)行，與BTS中斷連接，在新小區(qū)與新的BTS建立新連接。新小區(qū)的選擇決定了切換執(zhí)行的過(guò)程，如果新小區(qū)還是以前的BSC控制，那么我們稱之為BSC內(nèi)部切換，信令限制在BSC內(nèi)部而不包含MSC。如果新的BTS屬于MSC內(nèi)不同的BSC。那么切換被我認(rèn)為是MSC內(nèi)部切換。如果兩個(gè)BSC由不同的MSC控制，我們稱為MSC之間切換。

執(zhí)行切換切換請(qǐng)求/I■-..J測(cè)試報(bào)告/I分配切換她碼■■■■1N_切換命令..無(wú)線個(gè)道——切換命令k1發(fā)送切換報(bào)告IK1/切換請(qǐng)求/IXI切換請(qǐng)求證實(shí)yi1(ISIP)ACM(ISUP)r1/切換完成"切換完成IX發(fā)送結(jié)束信號(hào)IX清除命令~1/VANS清除完成(ISUP)rNBSCMSCMSCVLR(MSC)MSC之間切換過(guò)程VLR(MSC)上述三種不同情況的切換對(duì)信令的要求是不同。MSC之前切換用MAP的消息來(lái)完成。切換階段的由BSC將其切換請(qǐng)求通知新BSC。新舊BTS由同一個(gè)BSC控制，并且請(qǐng)求信息均通過(guò)MSC到達(dá)新的BSC。切換后處理如果MS與新網(wǎng)絡(luò)一致。當(dāng)他送出一個(gè)切換完成的消息給新的BTS。BSC就會(huì)收到來(lái)至網(wǎng)絡(luò)的新消息，占有的無(wú)線資源將被BSC釋放以及所有在A和A-bit接口安排給MS的資源。第四章中國(guó)3G的切換3G的簡(jiǎn)述第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）最早1985年由國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）提出，當(dāng)時(shí)稱為未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS），1996年更名為IMT-2000（國(guó)際移動(dòng)通信-2000），MM到商用。從1997年開(kāi)始，由于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的巨大成功，用戶的高速增長(zhǎng)與有限的系統(tǒng)容量和有限的業(yè)務(wù)之間的矛盾漸趨明顯，第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化工作開(kāi)始逐漸進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。目前，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的框架已確定，將以衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)與地面移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)合，形成一個(gè)對(duì)全球無(wú)縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡(luò)，滿足城市和偏遠(yuǎn)地區(qū)不同密度用戶的通信需求，支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)人類個(gè)人通信的理想。與前兩代系統(tǒng)相比，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動(dòng)環(huán)境中支持144kb/s，步行慢速移動(dòng)環(huán)境中支持384kb/s，靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mb/s。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了提供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游及為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。[16]目前，ITU認(rèn)可的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)有三種：美國(guó)的CDMA2000，歐洲的WCDMA，我國(guó)的TD-SCDMA。一般來(lái)說(shuō)，3G的主要特性有三個(gè)：其一就是可以使用同一部手機(jī)實(shí)現(xiàn)全球漫游，使任意時(shí)間、任意地點(diǎn)、任何人之間的交流成為可能；其二是具有高速傳輸速率，在靜止或步行情況下，數(shù)據(jù)傳輸速率能達(dá)到2Mbit/s，在車速情況下，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到384kbit/s；另外一點(diǎn)就是能提供各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的通信業(yè)務(wù)。4.2中國(guó)3G的發(fā)展驅(qū)動(dòng)力中國(guó)3G發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力不外于業(yè)務(wù)、容量、競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)業(yè)等相關(guān)因素，下面我們將從以下幾方面分別進(jìn)行分析：業(yè)務(wù)需求分析傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)在GSM中得到了充分的發(fā)展，在今后的幾年中特別是在中國(guó)，它仍然是最為重要的業(yè)務(wù)。但用戶已不再滿足單純的話音業(yè)務(wù)，希望運(yùn)營(yíng)者提供更為豐富的業(yè)務(wù)。目前，中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)剛處于起步階段，讓用戶接受和使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)還有一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程；另外從移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的具體應(yīng)用分析，由于其速率、終端的限制，近期其應(yīng)用范圍主要集中在信息量不大，實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)對(duì)接入速率的要求并不高，現(xiàn)有的2代半技術(shù)就可以很好支撐。容量需求分析根據(jù)我們對(duì)全國(guó)典型大城市高話務(wù)密度區(qū)的分析和預(yù)測(cè)，除少數(shù)特大城市外，現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信頻率資源基本可以滿足2005年的業(yè)務(wù)需求。電信改革分析目前，中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)已經(jīng)形成以中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)網(wǎng)通四大運(yùn)營(yíng)商為主的格局，但移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商只有中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通。從電信改革的趨勢(shì)來(lái)看，現(xiàn)有四大電信運(yùn)營(yíng)商將逐步形成未來(lái)的四大全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商，也就是說(shuō)，中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通也將獲得移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)許可。從移動(dòng)通信的頻率角度分析，僅靠第二代移動(dòng)通信技術(shù)，很難增發(fā)新的牌照。發(fā)展第三代移動(dòng)通信將為增發(fā)移動(dòng)牌照、調(diào)整電信運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)格局創(chuàng)造條件。產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析由于中國(guó)的移動(dòng)通信制造業(yè)起步較晚，初期的第二代移動(dòng)通信設(shè)備在性能、可靠性方面難以與國(guó)外廠家抗衡，造成非常被動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)局面。中國(guó)的手機(jī)制造業(yè)發(fā)展非常迅速，但真正依靠自主研發(fā)、擁有自主技術(shù)和核心專利的廠家還很少。與第二代移動(dòng)通信相比，中國(guó)對(duì)第三代移動(dòng)通信的研究相對(duì)早一些，加之全球3G技術(shù)、設(shè)備的成熟和商用化進(jìn)程的推遲，客觀上為中國(guó)制造業(yè)贏得了時(shí)間。目前，中國(guó)3G系統(tǒng)的研發(fā)基本與國(guó)際同步，但TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯落后于WCDMA和CDMA2000。另外，3G終端設(shè)備方面的研究還比較落后。運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)分析未來(lái)幾年，中國(guó)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)極有可