移动通信系统中的越区切换技术分析与研究.doc

1、摘 要 由于移动通信系统采用蜂窝结构，所以移动终端在跨越地理空间划分的小区时，必然要进行越区切换。在蜂窝移动通信网中，切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信 ；切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量，防止通信中 断这是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施。本文介绍越区切换很多方面的知识，有越区切换目标、判决条件：、基本分类、越区切换在实际生活中的应用等等。切换是一个重要的移动管理功能，它是蜂窝系统所独有的功能，也是移动通信系统的一个关键技术，因为它直接影响到整个系统的性能优劣。所以越区切换是非常重要的也是必要的。 关键词：蜂窝 不间断通信 越区切换 软切换 更软切换 A

2、bstract Due to the mobile communication system using cellular structure, so the mobile terminal in across geographic space partition area, handoff will inevitably. In a cellular mobile communication network, switching is the guarantee of mobile users realize the uninterrupted communication in mobile

3、 condition; switching is to maintain an acceptable quality of communication between the mobile station and the network, preventing communication interrupt which is adapted to the channel characteristics of Mobile Fading indispensable measures. This paper introduces the handoff of a lot of knowledge,

4、 a handover target, the decision condition: basic classification, switching, the application in real life. Switch is one of the most important mobile management function, it is the particular function of the cell system, as well as a key technique of the mobile communication system, because it direc

5、tly affects the performance of the whole system. So the handover is very important and necessary. 目 录摘 要2ABSTRACT3第一章 越区切换的基本概述51.1越区切换的概念51.2 越区切换的作用5第二章 越区切换的目标及准则62.1 越区切换的目标62.2越区切换的准则6第三章 越区切换的判决条件73.1. 相对信号强度73.2.有门限的相对信号强度73.3. 有滞后的相对信号强度73.4.有滞后和门限的相对信号强度73.5.有滞后时间的相对信号强度7第四章 越区切换中的业务系统分类84.

6、1 单业务系统84.1.1无优先级策略84.1.2 排队优先权策略84.1.3 基于测量的优先级策略84.1.4 预留信道策略84.1.5 半速策略84.2 多业务系统84.2.1 对不同呼叫给予不同的优先权94.2.2 起源借用方案9第五章 越区切换的基本分类95.1 硬切换105.2 软切换105.3更软切换125.4 接力切换125.5 垂直切换13第六章 越区切换在现实中的实际应用146.1 WCDMA中的软切换146.1.1 WCDMA切换策略146.1.2 无线链路增加和释放过程146.1.3滞后门限分类156.2 CDMA2000中的软切换156.3 TD-SCDMA中的接力切换

7、16第七章 总结与展望17致谢18参考文献19 第一章 越区切换的基本概述1.1越区切换的概念切换（又称越区切换、过区切换；英语：handover,handoff）是指移动台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，或是由于外界干扰而切换到另一条话音信道上的过程。1.2 越区切换的作用 在蜂窝移动通信网中，切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信 ；切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量，防止通信中断，这是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施。特别是由网络发起的切换，其目的是为了平衡服务区内各小区的业务量，降低高用户小区的呼损率的有力措施。切换可以优化无线资源（

8、频率、时隙、码）的使用；还可以及时减小移动台的功率消耗和对全局的干扰电平的限制。第二章 越区切换的目标及准则2.1 越区切换的目标越区切换的出现有很多原因的，大致包括以下几种：1.在一个正在通话或有数据连接（例如，正在通过GPRS上网）的手机从一个 小区进入另一个小区时，为避免掉话或数据断开，做一个切换是必要的。2.在一个小区中,当连接一个新的通话的能力达到上限时，并且发起这个新的通话的手机在另一个小区的覆盖范围时，将这个通话转移到那个小区将是明智之举。这样不但有利于均衡负载，对那些只能接入到第一个小区的手机，绝对是个好消息。3.在非码分多址接入系统中，某一手机使用的信道可能会与相仿小区的某一

9、手机使用的信道相干扰，在这种情况下，将该手机的通信信道切换到同一小区的不同信道或相邻小区的不同信道，会降低干扰的可能。4.同样在非码分多址接入系统中，当用户行为发生变化，比如：当某一，高速运动的，连接到一个大的，伞状类型（umbrella-type）小区的用户突然停下来，这时，通话通常会被转移到一个宏小区或微小区，这样做能够让伞状类型小区有更多能力处理快速运动用户，并且减小干扰。反之亦然（宏小区到巨小区）。5.在码分多址接入系统中，软切换（见下）可以被采用以减小对邻小区的干扰（见远近问题），甚至在有良好连接的时候。6.最基本的切换（软切换）是当一个通话中的手机从当前小区（称为源小区和当前使用的

10、信道转移到另一个可用的小区（称为目的小区）和信道（源小区和目的小区可以是不同的小区，也可以是同一小区的不同扇区）。这个切换过程可称之为小区间切换；另一个特别的例子是源和目的小区是同一个，甚至同一个扇区，但转移仅仅是在使用的信道间进行，这种切换称之为小区内切换。2.2越区切换的准则 判定移动台是否需要越区切换一般都有一定的准则和条件，通常有以下三种情况： 1.依靠接收信号载波电平判定。当信号载波电平低于门限电平（例如100dBm），则进行切换。 2.依接收信号载/干比判定。当载/干比低于给定值时，则进行切换。 3.依移动台到基站的距离判定。当距离大于给定值时，则进行切换。实际上，在通话过程中测量

11、接收信号载/干比有一定的困难；而用距离判定时，则距精度有时很难保证。所以，一般常用的时第一种。第三章 越区切换的判决条件在移动通信系统中，一般可以根据射频信号强度、载干比、移动台到基站 的相对位置以及数字系统中的误码率来判断切换与否。实际应用中，可以选取其中一种或几种作为参数。切换方式有以下几种：3.1. 相对信号强度切换判决基于从基站接收的信号平均值。移动台连续监测各个小区的信号强度，当某个相邻小区基站的信号强度超过当前基站是，就发起切换。此方式的缺点是当服务基站还能提供所要求的业务质量时就迸行了许多不必要的切换3.2.有门限的相对信号强度移动台连续监测各个小区的信号强度，当某个相邻小区基站

12、的信号强度超过当前小区基站，并且当前小区基站的信号强度低于某一门限时，发起切换。在此方法中需要恰当地选择门限值。如果选择的门限值高于两基站等信号强度，就会出现类似相对信号强度的效果。如果选择的门限值低于此信号强度，移动台将推迟切换，直到服务基站的信号强度经过此门限值。如果选择的门限值远低于此信号强度，将会造成过大的时延。这将降低通信链路的质量甚至导致呼叫中断。3.3. 有滞后的相对信号强度移动台同样连续监测各个小区的信号强度，当某相邻小区基站的信号强度大于当前小区基站信号强度超过一个滞后范围时，就发起切换。这种方案可以有效地避免由于信号的起伏造成的“乒乓效应”，但是当服务基站的信号强度足够强时

13、，它也产生不必要的切换。3.4.有滞后和门限的相对信号强度在这种方式中，当某个相邻小区基站的信号强度超过当前小区基站高于一个滞后范围，并且当前小区基站的信号强度低于某一个门限时，就发起切换。当当前基站的信号强度能够提供所需的质量要求时，使用此方式可以进一步降低不必要的切换。3.5.有滞后时间的相对信号强度在这种方式中，当某个相邻小区基站的信号强度比当前小区基站的信号强度高，而且在此后的一段时间里都保持比当前基站的信号强度高，此时才开始切换。此方式降低了频繁的切换次数。若以切换次数和切换时延为标准设计切换方案，理想的切换方案要求为：尽可能少的切换次数，以减轻信令负担；尽可能短的时延，以避免切换的

14、迟钝。显然，切换次数和切换时延不可能同时达到最小，应考虑折中的方案。第四章 越区切换中的业务系统分类4.1 单业务系统虽然第三代移动通信系统已经得到了迅猛的发展，但当今世界使用最广泛的还是第二代移动通信系统，它的业务比较单一，主要是话音业务，所以其切换也是针对单业务系统的。而与第二代系统相比，第三代系统最明显的特点就是支持高速的数据业务，能承载多种业务；使用微蜂窝技术，使系统容量大大增加。其切换策略也有相应的改变。4.1.1无优先级策略基站不区别新的呼叫请求和切换呼叫请求，若没有空闲信道，就将其清除。4.1.2 排队优先权策略 如果没有空闲信道，切换呼叫可以排队等候信道释放，而且排队等候信道的

15、释放可以是多种多样的。4.1.3 基于测量的优先级策略 切换请求根据呼叫接近接收机的速度来进行排队，而不是按照先入先服务的原则给这些呼叫分配信道。4.1.4 预留信道策略 为了降低切换呼叫的失败率，每个小区都预留出固定数量的信道，专用于切换呼叫，如果空闲信道数大于保留信道数，则新呼叫到达不形成呼损，而对于切换呼叫只要有空闲信道就不会形成呼损。4.1.5 半速策略 将每个小区定义一些信道，当该小区信道繁忙时，可以暂时将这些信道一分为二，即半速信道，一个用于正在进行的呼叫，另一个用于切换呼叫。以使切换呼叫继续进行从而减少强制中断率。当一个半速信道释放后，可以与其他空闲的半速率信道结合成一个全速率信道，但这种方法实现起