【文章內(nèi)容簡介】 ，積極的發(fā)展，終于可以合西方國家的 3G 技術相媲美，建立了不同于西方國家的 3G 新標準。 課題研究的目的及內(nèi)容 移動臺在 我們的 通話過程中 發(fā)揮的作用，我們可以這樣簡單的理解，它是把我們說話傳出的信號由一個通信信號桿塔傳到另外一個信 號桿塔，直到我們通話的另一人。而在傳送的過程中，傳輸?shù)耐ǖ啦皇且怀刹蛔儯凑找?guī)定的路線來走，傳輸?shù)倪^程可能需要切換路線，這就需要用到本次畢業(yè)論文所提到的切換技術。我們在什么時候才會使用這種切換的技術呢？大概有兩種的情況，一種是我們處于漫游的時候，這時候需要切換提供服務的運營商。另一種就是為了改善我們的體驗，在必要的時候切換通道，降低通話堵塞的現(xiàn)象。不論通信的技術如何發(fā)展，切換技術都是不可缺少的，它對于我們的日常中的維護和相應的優(yōu)化，有著很重大的作用。 課題研究的意義 隨著智能手機的普及，移動網(wǎng)絡的 發(fā)展更快了，從以前的靠語音和短信賺錢，到今天的靠流量的費用來賺錢。到了今天的 4G 時代，移動信號的頻帶已經(jīng)十分稀少了，我國為三家移動運營商劃分的頻帶范圍，已經(jīng)遠遠的不夠他們使用了，如此以來，切換技術的重要性也在逐漸的體現(xiàn)，移動通信切換技術不是一個新技術。它是和數(shù)字蜂窩通信一同誕生的，其目的就是為了提高用戶的體驗，保證用戶的使用體驗是最好的。當我們通話或者上網(wǎng)的時候，我們所使用的移動通道可能出現(xiàn)堵塞或者無法使用的現(xiàn)象，對于這種情況，需要迅速的切換通道，來保證用戶的正常使用，在這個切換的過程中，我們一定要保證快， 不能讓用戶感覺到切換的存在，這就是對移動切換技術提出的要求。雖然我們今天的切換技術已經(jīng)十分成熟了，但是我們還應該不斷地研究拓展，把我們的移動通信切換技術推向一個新的高度。 4 第二章 切換技術 切換技術的發(fā)展 移動通信 技術已經(jīng)發(fā)展很多年了，但是切換技術一詞的出現(xiàn)，是伴隨著蜂窩技術的引進才開始提出的，并且隨著移動技術的發(fā)展，切換技術已經(jīng)成為一種不可缺少的重要技術，并且這種技術已經(jīng)逐漸的影響到我們今天使用通信技術的整體性能。 我國 現(xiàn)在使用的網(wǎng)絡結構十分的復雜，既有我國自主研發(fā)的網(wǎng)絡技術 TACS，也有 從國外引進的網(wǎng)絡技術 CDMA 和 WCDMA 網(wǎng)絡技術。由于采取多種網(wǎng)絡技術共存、共同發(fā)展的策略，我國的無線資源利用率十分的龐大，留下的可用的已經(jīng)很少了，我國的網(wǎng)絡負擔十分的沉重，為了提高用戶的體驗，我們必須要盡量減少切換的次數(shù)和時間。 切換的定義及分類 切換的定義： 我們在什么樣的情況下才會使用到切換呢？當我們通信的時候，我們所傳遞的信號會從一個信號塔傳送到另外一個信號塔，這中間需要切換技術的支持，通過切換技術可以保持我們和通信信號塔之間的聯(lián)系。從本質(zhì)上來說，就是把信號從一個點切換到另外一個點。 切換 的目的： 通過切換，我們可以獲得更好的體驗，對于用戶的通話，還有保持連續(xù)性的作用。我們在采取了適當?shù)那袚Q算法以后，不但可以減少我們在通話中的掉話率的現(xiàn)象，還可以提升我們的網(wǎng)速，提升移動通信技術的可靠性，為用戶帶來更好更快的體驗。 切換的分類： 一般我們分為五種，軟切換和硬切換是常見的兩種。 觸發(fā)切換的原因有 很多種，主要有下面的幾種 ： GSM 的通話技術是相對其他技術比較成熟的技術，在現(xiàn)在的 4G 時代，還是采用 GSM 時代的通話技術，由于 LTE 是不具有通話功能的，僅僅具有上網(wǎng)的功能。GSM 的 通話技術，要求用戶的通話時建立在電平處于最高的地方只有處于這種狀態(tài)的時候，才能順利的進行切換。在一般的情況下，這種切換的成功幾率，大概只有百分之五十。而美國高通的 CDMA 技術，為了降低通信道的損耗，對系統(tǒng)做出了相應的限制。 由于信號塔的分布不均勻，以及其他的原因，可能造成每個地方的信號的強度是不一樣的，我們自身所處區(qū)域的信號塔和臨近的信號塔的信號強度是不一樣的。當我們所處的信號塔的信號不是很強的時候，我們?yōu)榱双@得更好的體驗，系統(tǒng)會根據(jù)相應的算法，為我們的信號通道進行切換，切換到強 的信號通道，運用這樣的算法，也是為了提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 5 由于空氣中存在的電磁波有很多種，它們之間可能會相互的干擾對我們的通信信號的通道也會造成一定的干擾，在這種情況下我們需要進行切換，通過切換到更好的信道，來保證信號的質(zhì)量 ，就算原信道信號的電平足夠。 我們每個人所處的位置不同，距離移動臺的基站的距離也是不一樣。當我們所處的位置信號不是很好的時候，系統(tǒng)會根據(jù)我們的位置，分析尋找最近的信號塔的基站，經(jīng)過切換，換到一個質(zhì)量更好的信號通道。 切換 移動信號的分布很廣泛，但是每個地方，甚至每個小區(qū)的使用量和需求量是不一樣的。切換還有一個重要的作用，當一個小區(qū)服務器的需求量太大，但是不夠的時候，我們可以切換到附近的未飽和的服務器，通過切換，保證網(wǎng)絡信號資源的合理分配。 切換的控制方式 切換控制的主要方式 有三種，主要包括下面的幾種方式： （ MCHO）。 （ NCHO）。 （ MAHO）。 通過對上面的三種技術進行分析，我們可以看出這幾種技術已經(jīng)被廣泛的應用到現(xiàn)在的通信技術中， 尤其是在第四代 LTE 通信技術中的應用更是廣泛，通過這種切換技術，可以很好的在 LTE 和 GSM 的通話中進行切換?？梢哉f，目前主流的技術，都是應用的這三種技術的組合，特別是高通的通信技術，對這種切換技術的應用尤其的成熟。 6 第三章 移動通信系統(tǒng)中的切換 CDMA 系統(tǒng)中的切換 CDMA 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)的主要優(yōu)點 (1)大容量和軟容量 根據(jù)理論計算以及現(xiàn)場試驗表明， CDMA 系統(tǒng)的信道容量是模擬系統(tǒng)的 10～ 20倍，是 TDMA 系統(tǒng)的 4 倍。 (2)軟切換 軟切換是指當移動臺需要切換時 ，先與新的基站連通再與原基站切斷聯(lián)系，而不是先切斷與原基站的聯(lián)系再與新的基站連通。 (3)高質(zhì)量和低功率 由于 CDMA 系統(tǒng)中采用有效的功率控制和強糾錯能力的信道編碼，以及多種形式的分集技術，從而使基站和移動臺以非常節(jié)約的功率發(fā)射信號，延長手機電池使用時間，同時獲得了優(yōu)良的話音質(zhì)量。 系統(tǒng)的主要原理 在 CDMA 系統(tǒng)中，不同用戶傳輸?shù)男畔⑹强扛髯圆煌木幋a序列來區(qū)分的。CDMA 的示意圖如圖 所示，可以看出信號在時間域和頻率域是重疊的，用戶信號是靠各自不同的編碼序列 m 來區(qū)分的。 7 圖 ： CDMA 示意圖 CDMA 系統(tǒng)中的軟切換 軟切換是 CDMA 中最有價值討論的特性，因為它增大分集增強了性能，還有用于避免小區(qū)過量的干擾。 軟切換分為三個階段 :切換測量階段，切換決策階段和激活集更新階段。 系統(tǒng)中導頻信道被分為四個集合 : 激活集 :由在軟切換中具有足夠強度、并正在參與 MS 接收的導頻組成。 候選集 :由滿足激活集準則，或是強度超過 T_ADD(導頻加入門限 )，但還沒有包括在激活集中的有關導頻組成。 相鄰集 :由不在激活集與候選集中，但有可能參與軟切換操作的導頻組 成。 剩余集 :由其它的導頻構成。 [7][8] 圖 顯示 CDMA/IS95 系統(tǒng)算法中導頻 PO 在導頻集中的位置隨其強度變化的過程。 圖 ： CDMA/IS95 系統(tǒng)的切換算法 軟切換算法涉及以下 3 種信令消息 ： (PSMM， pilot strength measurement message)，它由移動臺發(fā)往基站，包含該移動臺所有的激活集、候選集以及信號強度超過導頻加入門限 T_ADD 的基站的 Ec/Io 估計值、到達時間以及切換結束計時器等，基站通過這些信息便可以確定該 移動臺新的激活集的基站列表，并通過 HDM 消息指示移動臺是否進行軟切換。 8 (HDM， handoff direction message)，它是由基站發(fā)往移動臺，指示移動臺更新激活集的基站列表用以實現(xiàn)切換，它包含以下信息 :HDM 序列號、 CDMA 信道頻率分配、激活集總表、與激活集中每一個導頻相關的 PN 碼相位、用于激活集和候選集的搜索窗口尺寸、切換參數(shù) (T_ADD、 T_DROP、 T_COMP、T_TDROP)。 (NLUM, neighbor list update message)，它是由基站發(fā)送給移動臺，包含激活集中導頻的最新組合相鄰集的列表。 CDMA 系統(tǒng)中的硬切換 ： 硬切換是在業(yè)務信道使用過程中，跨越邊界，空中接口短時間內(nèi)先斷開再重新連接的過程。 CDMA 工作模式下的系統(tǒng)硬切換有： （ 1）不同 CDMA 運營商管理下的 BS 之間的切換； （ 2）不同激活集之間的切換； （ 3）不同頻點之間的切換； （ 4）不同幀偏置間的切換。 異頻硬切換的實現(xiàn)： 目前市場上擁有多個 CDMA 載波的商用系統(tǒng)中，載波間的硬切換是相當普遍的。保證載波間切換健壯性的 策略和過程本質(zhì)上是軟切換所使用的策略的擴展，只是通過適當調(diào)整來解決由于多載波產(chǎn)生的問題。 GSM 系統(tǒng)中的切換 GSM 系統(tǒng)概述 GSM：是 Global System for Mobile munication（全球移動通信系統(tǒng)）的簡稱。 數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡系統(tǒng)由三部分組成：移動臺、基站系統(tǒng)、交換系統(tǒng)，如圖 所示： 9 圖 ： GSM 系統(tǒng)的組成 GSM 數(shù)字移動通信的主要技術 ： 在數(shù)字蜂窩移動通信中，采用的多址技術有兩種：頻分多址 (FDMA)、時分多址 (TDMA)。 ： 在選擇數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術時，要考慮到兩方面的因數(shù)：功率的有效性和頻譜的有效性。 ： 根據(jù)目的不同，編碼可分為信源編碼和信道編碼兩大類： (1)信源編碼 (2)信道編碼 ： ： ： GSM 切換 為了能夠清楚的了解 GSM 的切換過程，我們將把切換分為三個部分：預切換過程、切換執(zhí)行過程和切換以后的過程。 在 GSM 中的切換過程是移動臺輔助的切換（ MAHO）。在切換過程中移動臺起到主要的作用。 為了在切換過程中 提供幫助， MS 對當前的服務小區(qū)進行接收信號強度和質(zhì)量的測量，對相鄰小區(qū)進行接收信號強度的測量，并將它們報告給 BTS。 圖 給出了 MSC 之間的切換過程。如果新的 BTS 屬于 MSC 內(nèi)不同的 BSC。那么切換被我認為是 MSC 內(nèi)部切換。 上述三種不同情況的切換對信令的要求是不同。 MSC 之前切換用 MAP 的消息來完成。 如果 MS 與新網(wǎng)絡一致。當他送出一個切換完成的消息給新的 BTS。 BSC 就會收到來至網(wǎng)絡的新消息，占有的無線資源將被 BSC 釋放以及所有在 A 和 Abit接口安排給 MS 的資源。 WCDMA 系統(tǒng)中的切換 WCDMA 系統(tǒng)概述 WCDMA 是以第二代移動通信系統(tǒng) GSM 為基礎進行演進的，是由無線接入網(wǎng)（ UTRAN： Universal Terrestrial Radio Access）， IU 接口（ Interface Unit，連接 RAN與 CN之間的標準接口）和核心網(wǎng) (