移動通信系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自從移動通信領(lǐng)域中引入的蜂窩概念，切換技術(shù)就開始出現(xiàn)，并成為了移動通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)之一。切換技術(shù)是蜂窩系統(tǒng)所獨有的功能，也是移動通信系統(tǒng)的一個關(guān)鍵特征，它直接影響整個系統(tǒng)的性能。當移動臺的一個基站的覆蓋范圍移動到另一個基站的覆蓋范圍，通過切換移動臺保持與基站的通信。切換從本質(zhì)上說是為了實現(xiàn)移動環(huán)境中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的小區(qū)間連續(xù)覆

2、蓋而存在的，從現(xiàn)象上來看是把接入點從一個區(qū)換到另一個區(qū)。</p><p>　　本文研究的重點是移動通信系統(tǒng)中的切換技術(shù)，切換基本可以分為硬切換、軟切換、更軟切換。由于第二代移動通信系統(tǒng)的巨大成功，用戶的高速增長與有限的系統(tǒng)容量和有限的業(yè)務(wù)之間的矛盾漸趨明顯，第三代移動通信的標準化工作開始逐漸進入實質(zhì)階段。所以對小區(qū)間的切換優(yōu)化顯得至關(guān)重要。</p><p>　　關(guān)鍵詞:切換；硬切換；軟切換

3、 </p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　移動通信系統(tǒng)簡介</b></p><p>　　移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間進行的通信。隨著社會的發(fā)展，科學技術(shù)的進步，人們希望能隨時隨地、迅速可靠地與通信的另一方進行信息交流。這就是我們要介紹的移動通信。這里所說的“信息交流”，

4、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)。</p><p>　　1.1.1移動通信特點</p><p>　　1.無線電信號。電波的傳播條件惡劣。在陸地上，移動體往來于建筑和障礙物之間。</p><p>　　2.干擾嚴重。由于移動通信網(wǎng)絡(luò)是無線電臺、多波道通信系統(tǒng)，通信設(shè)備除受城市噪聲影響干擾外，無線電臺同頻干擾、互調(diào)干擾較為突出。因此，抗干擾措施在移動通信

5、系統(tǒng)設(shè)計中顯得尤為重要。</p><p>　　3.頻率資源有限。相鄰小區(qū)不能使用相同的頻段，所以使用信道的頻段還有一個選擇性與合理性分配問題。</p><p>　　4.對設(shè)備要求苛刻。移動用戶常在野外，環(huán)境條件相對較差，因此對其設(shè)備要求相當?shù)目量獭?lt;/p><p>　　1.1.2 移動通信工作方式</p><p>　　移動通信按照用戶的通話狀

6、態(tài)和頻率使用的方法分，有三種工作方式：單工制、半雙工制和雙工制。</p><p><b>　　1.單工通信</b></p><p>　?。?）單工通信概念：所謂單工通信是指通信雙方的電臺交替地進行收信和發(fā)信，某一方收發(fā)信不能同時進行。</p><p><b>　?。?）單工通信分類</b></p><p

7、>　　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。</p><p>　　（3）單工通信的特點</p><p>　　優(yōu)點：設(shè)備簡單、省電、成本低。</p><p>　　缺點：由于使用PTT按講開關(guān)使用不方便。</p><p><b>　　2.雙工通信</b></p><p>　　

8、（1）雙工通信概念：所謂雙工通信是指通信雙方同時進行信息傳輸進行收信和發(fā)信，某一方收發(fā)信機能同時的工作方式，區(qū)別于后面的半雙工通信，這種方式也稱為全雙工通信。</p><p>　　（2）雙工通信分類：雙工通信可分為頻分雙工和時分雙工兩類。</p><p>　　（3）雙工通信的特點</p><p><b>　　優(yōu)點：使用方便。</b></p

9、><p>　　缺點：設(shè)備較復雜、耗電大。</p><p><b>　　3.半雙工通信</b></p><p>　?。?）半雙工通信的概念：半雙工通信是指通信一端采用雙工制，而移動臺采用單工制。</p><p>　　（2）半雙工通信的特點</p><p>　　優(yōu)點：①移動臺設(shè)備簡單，價格低，耗電少。②收

10、發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率。③移動臺受臨近電臺干擾小。</p><p>　　缺點：移動臺仍需按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用不方便。</p><p>　　移動通信的發(fā)展 </p><p>　　1.2.1全球移動通信發(fā)展歷程</p><p>　　全球移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個階段：</p><p>　　20世紀2

11、0～30年代：警車無線電調(diào)度電話（AM調(diào)幅），使用頻率為2MHz。</p><p>　　20世紀40～50年代：人工接續(xù)的移動電話（FM調(diào)頻）。單工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。</p><p>　　20世紀60年代：自動撥號移動電話。全雙工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。1964年美國開始研究更新的移動電話系統(tǒng)。</p><p>

12、　　20世紀70～80年代：AMPS、TACS分別在美國、英國投入使用。</p><p>　　20世紀90年代：GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)和窄帶CDMA數(shù)字移動通信系統(tǒng)及衛(wèi)星移動通信。</p><p>　　21世紀初：基于窄帶IS-95 CDMA技術(shù)的寬帶CDMA技術(shù)的CDMA2000、基于日本無線工業(yè)廣播協(xié)會支持的純WCDMA和歐洲電信標準協(xié)會定制的UTRA兩個獨立建議的WCDMA、由我們國

13、家提出的TD-SCDMA等3G系統(tǒng)陸續(xù)開始投入使用，其中第三代（3G）系統(tǒng)使用的頻段1885～2025MHz，2110～2200MHz，全球統(tǒng)一標準。</p><p>　　移動通信繼續(xù)以前所未有的速度向前發(fā)展，用戶數(shù)量的急劇增加、新業(yè)務(wù)的需求使人們已不再滿足于第二代移動通信系統(tǒng)，因此人們不斷進行系統(tǒng)改進。改進后的系統(tǒng)可稱為2.5代（2.5G），并朝著第三代移動通信系統(tǒng)（3G）的方向發(fā)展。第三代移動通信系統(tǒng)（3G）

14、目前也已從原來的標準的討論漸漸進入商用。從2G向3G發(fā)展是移動通信歷史發(fā)展的必然趨勢。</p><p>　　1.2.2 我國移動通信的發(fā)展歷程</p><p>　　我國移動通信時從軍事移動通信起步的。民用移動通信發(fā)展比較的晚，最初階段大致可分為早期、74系列、80系列三個階段，20世紀50年代末到70年代中主要用于公安、郵電、交通等少數(shù)部門作為專用。我國公眾移動通信起步于20世紀80年代，

15、1987年在廣州、上海率先采用900MHz TACS標準的模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)，開通了蜂窩移動通信業(yè)務(wù)。它一經(jīng)面世，就受到廣大用戶的歡迎，并迅速發(fā)展到全省全國。</p><p>　　在發(fā)展GSM的同時，我國積極跟蹤CDMA技術(shù)的發(fā)展。CDMA數(shù)字蜂窩試驗網(wǎng)率先由長城電信在北京、上海、廣州、西安四大城市建成并開通，使用效果不錯。美國的TIA的IS-95的雙模式CDMA標準以Qualcomm的方案為基礎(chǔ)，系統(tǒng)帶寬為1

16、.25MHz。隨著中國電信改革的深入，1994年4月，信息產(chǎn)業(yè)部確定由中國聯(lián)通在全國范圍經(jīng)營CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。</p><p>　　2000年4月20日，從中國電信分離的移動業(yè)務(wù)有新成立的中國移動通信集團公司運行。目前中國國內(nèi)最主要的移動運營商是中國移動和中國聯(lián)通，為了改變我國以往在制定技術(shù)標準方面跟著國外標準跑的局面，我國的政府主管部門高度重視第三代移動通信發(fā)展，積極制定具有我國自己知識產(chǎn)權(quán)的3G標準。&l

17、t;/p><p>　　課題研究的目的及內(nèi)容</p><p>　　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。移動臺在通話過程中從一個基站覆蓋區(qū)移動到另一個基站覆蓋區(qū)，或者由于外界干擾造成通話質(zhì)量下降時，必須改變原有的話音信道而轉(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上，以繼續(xù)保持通話的過程。正確認識和理解切換對我們的日常維護及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有重要作用。由于移動

18、通信系統(tǒng)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，所以，移動臺在跨越空間劃分的小區(qū)時，必然要進行切換，即完成移動臺到基站的空中接口的轉(zhuǎn)移。因此切換技術(shù)成為無線資源管理中的重要研究內(nèi)容之一。切換技術(shù)是移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠移動通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)，適用于移動終端在不同移動小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。在移動通信系統(tǒng)中，切換的目的有2種可能，一種是實現(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。</

19、p><p>　　移動設(shè)備與對端通信點之間的通信會由于切換需要一定的時延，這可能造成數(shù)據(jù)丟失等問題，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用于實際的通信中。雖然在研究和應(yīng)用中己經(jīng)實現(xiàn)了切換的功能，但還存在有待于進一步完善的必要性。因此有關(guān)切換的問題，不但涉及對現(xiàn)有問題的進一步的研究，還涉及到對在應(yīng)用中出現(xiàn)的一些新問題的優(yōu)化，如對微小區(qū)的重迭及陰影區(qū)域的處

20、理等等。</p><p><b>　　切換技術(shù)</b></p><p>　　2.1 切換的定義及分類</p><p>　　切換的定義：當移動臺一個基站的覆蓋范圍移動到另一個基站的覆蓋范圍，通過切換移動臺保持與基站的通信。切換從本質(zhì)上說是為了實現(xiàn)移動環(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)象上來看是把接入點從一個區(qū)換到另一個區(qū)。</p&

21、gt;<p>　　切換的目的：保證移動用戶通話的連續(xù)性，恰當?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。</p><p>　　切換的分類：空閑切換，硬切換，軟切換，更軟切換。</p><p><b>　　2.2切換的原因</b></p><p>　　為什么會

22、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用戶順利的進行通話。就要進行切換，觸發(fā)切換的原因有：</p><p>　　1.由功率的預(yù)算造成的切換</p><p>　　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，在移動臺穿過兩小區(qū)的邊界時，如果BSC報告某個小區(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

23、率預(yù)算切換與切換總數(shù)的比是1:2。在CDMA系統(tǒng)中，因為系統(tǒng)干擾受到限制的，使得系統(tǒng)的容量與整個網(wǎng)絡(luò)的干擾情況緊緊地聯(lián)系在一起。為了減少整個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。</p><p>　　2.由信號的強弱造成的切換</p><p>　　在移動臺接收到的信號很弱時，并有移動臺到別的小區(qū)，或者同一小區(qū)但是不同的頻率有更好的鏈路情況，可能會產(chǎn)生切換。這種類型的

24、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)。</p><p>　　3.由信號的質(zhì)量造成的切換</p><p>　　信道遭受到干擾將引起信號質(zhì)量的衰減，使前向糾錯不能產(chǎn)生可接受的質(zhì)量水平有時候信道遭受到干擾可能引起信道質(zhì)量較大的衰減，使信道的糾錯功能不可以保證信號的質(zhì)量成為可以接受的水平，這時就需要

25、切換到質(zhì)量較好的信道，就算原信道信號的電平足夠。</p><p>　　比如在GSM系統(tǒng)中，當BSC從移動臺和基站上(下)行檢測報告中發(fā)覺上(下)行誤碼率過高，超過質(zhì)量切換的門限值，就會觸發(fā)救援性質(zhì)量切換。</p><p>　　4.移動臺到基站的距離引起的切換</p><p>　　各服務(wù)小區(qū)里移動臺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)庫中，系統(tǒng)

26、將不斷地檢查比較移動臺至基站的距離和規(guī)定距離，超過規(guī)定距離就產(chǎn)生切換。</p><p><b>　　5.話務(wù)切換</b></p><p>　　如果一個小區(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或基站控制器來控制。另外一種基于話務(wù)量的切換是在微觀蜂窩和

27、宏觀蜂窩的雙層網(wǎng)中，通過微觀蜂窩和宏觀蜂窩之間的切換來平衡的話務(wù)量。</p><p>　　2.3切換的控制方式 </p><p>　　切換控制的三種主要方式</p><p>　　1.移動節(jié)點控制的越區(qū)切換（MCHO）。MCHO是低層無線系統(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)督來自所接入的BS和幾個切換候選BS的強度和質(zhì)量

28、。當滿足條件時，MS選擇一個最好的切換候選項并發(fā)起切換的請求。</p><p>　　2.網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換（NCHO）。網(wǎng)絡(luò)控制決定了NCHO切換過程，而MS完全處于被動狀態(tài)。首先由BS檢測MS的主要參數(shù)，如標志無線鏈路質(zhì)量的接收信號強度指標RSSI，當它小于某個給定的值時，則向MSC發(fā)出切換請求。MSC命令其周圍的BS將檢測到的該MS的參數(shù)的結(jié)果上報、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

29、標小區(qū)的BS，一切又MSC決定。</p><p>　　3.移動節(jié)點輔助的越區(qū)切換（MAHO）。在MAHO切換中，檢測信號強度RSSI和誤碼率BER，即移動臺將鄰近基站的RSSI測量結(jié)果報告給當前基站，被測參數(shù)由網(wǎng)絡(luò)交給BSC和MSC進行評估。</p><p>　　這類切換已廣泛應(yīng)用于第二代移動通信中,它既允許小區(qū)內(nèi)，也允許小區(qū)間進行切換。在切換過程中移動臺和網(wǎng)絡(luò)同時參與切換，移動臺負責測量

30、，網(wǎng)絡(luò)負責判決。目前的GSM和CDMA系統(tǒng)均采用這種切換控制方式。</p><p>　　移動通信系統(tǒng)中的切換</p><p>　　3.1 CDMA系統(tǒng)中的切換 </p><p>　　1.CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)點</p><p>　　(1)大容量和軟容量</p><p>　　根據(jù)理論計算以及現(xiàn)場試驗表明，CDMA系統(tǒng)的信道

31、容量是模擬系統(tǒng)的10～20倍，是TDMA系統(tǒng)的4倍。CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是由于它的頻率復用系數(shù)遠遠超過其它制式的蜂窩系統(tǒng)，另外一個主要因素是它使用了話音激活和扇區(qū)化等技術(shù)。</p><p><b>　　(2)軟切換</b></p><p>　　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。軟

32、切換只能在同一頻率的信道間進行，因此，模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)不具備這種功能。</p><p>　　(3)高質(zhì)量和低功率</p><p>　　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(shù)，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。</p><p>　　2.CDMA系統(tǒng)的主要原理&l

33、t;/p><p>　　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3.1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。</p><p>　　3.2 GSM系統(tǒng)中的切換 </p><p><b>　　1.GSM系統(tǒng)概述</b></p><p>

34、;　　GSM：是Global System for Mobile communication（全球移動通信系統(tǒng)）的簡稱。它是由歐洲的標準化委員會設(shè)計的。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)。</p><p>　　2. GSM數(shù)字移動通信的主要技術(shù)</p><p><b>　　1.多址技術(shù)：</b></p><p>　　在

35、數(shù)字蜂窩移動通信中，采用的多址技術(shù)有兩種：頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)。在工作頻帶內(nèi)，它以載波間隔200KHz進行頻分，這樣在收、發(fā)各為25MHz的頻帶內(nèi)，可得到124對信道。然后在每個信道（幀）中又進行時分，分成8個時隙，每個時隙對應(yīng)的信道稱為物理信道。在每個時隙（物理信道）中傳輸不同的邏輯信道。</p><p><b>　　2.調(diào)制技術(shù)：</b></p>&l

36、t;p>　　在選擇數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)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。對于功率有效的技術(shù)，它要求在相對低的載噪比(8.4dB或12dB)的情況下具有低的差錯概率（對應(yīng)于10-4或10-8）。對于頻譜有效性，它應(yīng)能在單位頻帶內(nèi)具有高的比特率(2bit/s Hz)。 </p><p>　　GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)采用了GMSK調(diào)制方式。</p><p><b>

37、　　3.編碼技術(shù)：</b></p><p>　　根據(jù)目的不同，編碼可分為信源編碼和信道編碼兩大類：</p><p><b>　　(1)信源編碼</b></p><p><b>　　(2)信道編碼</b></p><p><b>　　4.交織技術(shù)：</b></p

38、><p>　　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)差錯轉(zhuǎn)換成隨機差錯。</p><p><b>　　5.跳幀技術(shù)：</b></p><p>　　跳頻就是發(fā)射信號時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。<

39、/p><p><b>　　6.均衡技術(shù)：</b></p><p>　　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有用信號。</p><p><b>　　3.GSM的切換</b></p>&l

40、t;p>　　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(yù)切換過程、切換執(zhí)行過程和切換以后的過程。</p><p><b>　　1.預(yù)切換過程</b></p><p>　　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BTS的選取均建立在又MS和

41、BTS完成的幾種不同的測量上。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。</p><p><b>　　2.移動測量</b></p><p>　　為了在切換過程中提供幫助，MS對當前的服務(wù)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。質(zhì)量測量是將當前下行信道的比特誤碼率轉(zhuǎn)換成0～7中的一個值，接收信號強度轉(zhuǎn)換成6

42、bit的數(shù)值。對附近小區(qū)的接收信號強度測量可以使用同樣的做法，這種做法是在上行發(fā)送和下行接收時隙中完成。在這一時隙中，MS轉(zhuǎn)到相鄰的小區(qū)廣播控制信道BCCH信道測量下行接收信號的強度，這些包括BCCH頻率的詳細內(nèi)容的測量被送往服務(wù)BTS，一個MS可以報告多達6個相鄰小區(qū)的情況，一個MS必須報告的相鄰小區(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完成的下行信道測量報告給BTS。SACCH被用來攜帶這一信息

43、。一個SACCH幀，每120ms發(fā)送一次，但由于交織，在BTS收到的一個完整的幀要480ms延時。同樣為了克服短期影響，瞬時無線鏈路使測量的降級在MS、BTS和BSC被平均化。由服務(wù)BTS完成上行信道測量，它包括質(zhì)量和接收信號強度測量。服務(wù)BTS把以上測量值和接收到的MS結(jié)果一起送給BSC。</p><p>　　3.切換執(zhí)行下圖給出了MSC之間的切換過程。當切換啟動，最適合的新的小區(qū)應(yīng)該得到認定，MS和網(wǎng)絡(luò)進入切

44、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。</p><p>　　那么切換被我認為是MSC內(nèi)部切換。如果兩個BSC由不同的MSC控制，我們稱為MSC之間切換。</p><p>　　上述三種不同情況的切換對信

45、令的要求是不同。MSC之前切換用MAP的消息來完成。切換階段的由BSC將其切換請求通知新BSC。新舊BTS由同一個BSC控制，并且請求信息均通過MSC到達新的BSC。</p><p><b>　　4.切換后處理</b></p><p>　　如果MS與新網(wǎng)絡(luò)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(luò)的新消息，占有的無線資源將被BSC釋放以及所有

46、在A和A-bit接口安排給MS的資源。</p><p>　　3.3 WCDMA系統(tǒng)中的切換</p><p>　　WCDMA系統(tǒng)中，根據(jù)切換發(fā)生時移動臺與源基站和目標基站連接方式的不同，切換基本可以分為硬切換（Hard Handoff）、軟切換（Softer Handoff）、更軟切換（Softer handoff）。</p><p><b>　　1.硬切換

47、</b></p><p>　　硬切換是指移動臺在載波頻率不同的基站覆蓋小區(qū)之間信道的切換。硬切換過程中，移動用戶僅與新舊基站的其中一個鏈接，任一時刻只有一個業(yè)務(wù)信道被激活，移動臺一般先中斷與原基站的鏈接，再建立與新基站之間的鏈接，簡單的說，即“先斷后連”。從一個基站切換到另一個基站過程中，通信鏈路有短暫的中斷時間。當切換時間較長時，將影響用戶通話。</p><p>　　一般來說

48、，硬切換在非常狹窄的切換區(qū)域，當用戶在切換區(qū)域活動時很容易發(fā)生頻繁的硬切換現(xiàn)象，這就是“乒乓效應(yīng)”，而且信道衰落效應(yīng)會使“乒乓效應(yīng)”更嚴重，所以在硬切換執(zhí)行時有一個滯后參數(shù)來控制執(zhí)行的時間，降低切換的頻度，但這樣的代價是需要小區(qū)邊緣有一個比較高的發(fā)射功率以保持通話質(zhì)量的要求，而且提高發(fā)射功率也給系統(tǒng)中其他用戶帶來了更大的干擾，導致系統(tǒng)容量的下降。</p><p>　　在WCDMA系統(tǒng)中，硬切換有同頻、異頻和異系統(tǒng)

49、之間情況。如果目標小區(qū)與原小區(qū)同頻率，但是屬于不同的RNC，而且RNC之間沒有IU接口，就會發(fā)生同頻硬切換，而且同一小區(qū)內(nèi)部的碼字切換也屬于硬切換。異系統(tǒng)硬切換包括FDD模式和TDD模式之間的切換，在R99標準中包括WCDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)之間的切換，在Realease2000標準中包括WCDMA系統(tǒng)和CDMA 2000系統(tǒng)之間的切換。異頻和異系統(tǒng)之間的硬切換需要應(yīng)用壓縮模式進行異頻測試和異系統(tǒng)的測試。</p><

50、p>　　硬切換的執(zhí)行過程分為：測量（包括測量濾波、切換算法觸發(fā)測量報告）、判決（切換算法）和執(zhí)行階段三個部分。</p><p>　　硬切換測量過程對移動臺設(shè)備要求比較復雜。如果進行不同頻率的硬切換，需要在切換前測量多個小區(qū)的導頻信號強度。WCDMA采用壓縮模式（在發(fā)送幀中插入壓縮幀，壓縮幀中空出一段時隙用于進行對其他頻率的操作（測量））的方式來實現(xiàn)頻間小區(qū)信號的測量，這樣可以減少系統(tǒng)的設(shè)備復雜度。</

51、p><p><b>　　2．軟切換</b></p><p>　　WCDMA軟切換過程中小區(qū)分為激活集、相鄰\監(jiān)測集、檢測集三類。</p><p>　　WCDMA軟切換具體步驟如下：</p><p>　　1.事件（event）1a：小區(qū)2的信號強度逐漸增強，當小區(qū)2的導頻強度Ec/No達到激活集最強的1小區(qū)導頻Ec/No與激活

52、集增加門限T_ADD的差值，并維持T時間，而此時激活集沒有滿，小區(qū)2此時被加入到激活集里，無線鏈路增加。</p><p>　　2.事件（event）1c：小區(qū)3的信號強度逐漸增加并開始超過最早的小區(qū)1的信號強度，在小區(qū)3的導頻（最好候選導頻）強度Ec/No達到最弱的1小區(qū)導頻Ec/No與替換滯后門限T_Replace之和，并維持T時間，而此時激活集的數(shù)目已滿，小區(qū)3（候選集中最強的信號）此時替代小區(qū)1（激活集里最

53、弱的信號）被加入到激活集里，小區(qū)1同時被移出激活集，混合無線鏈路得到增加和釋放。</p><p>　　3.事件（event）1b：激活集中小區(qū)3的信號強度逐漸減弱，當小區(qū)3的導頻強度Ec/No弱到激活集最強的2小區(qū)導頻Ec/No與激活集刪除門限T_Delete的差值，并維持T時間，小區(qū)3（激活集里最弱的信號）此時被移出激活集，無線鏈路釋放。</p><p>　　第4章 GSM無線網(wǎng)絡(luò)切換

54、優(yōu)化</p><p>　　4.1切換失敗的主要原因</p><p>　　1.參數(shù)設(shè)置不合理。存在同頻同BSIC的鄰區(qū)，切換門限設(shè)置不合理（偏高、偏低、邊緣切換門限比功控門限高），換優(yōu)先級設(shè)置不合理最佳小區(qū)統(tǒng)計時間P、N設(shè)置不合理，外部小區(qū)描述數(shù)據(jù)表”的CGI、BCCH、BSIC等與對方實際數(shù)據(jù)不符，MSC中配置的“位置區(qū)小區(qū)表”的BSC的目的信令點錯誤。</p><p&

55、gt;　　2.覆蓋。如果目標小區(qū)與源小區(qū)之間沒有足夠的重疊覆蓋區(qū)域，切換可能應(yīng)無法登陸目標小區(qū)的TCH而失敗。在這種情況下，重新回到舊小區(qū)的概率會較低。</p><p>　　3.干擾。由于干擾而引起的高誤碼率，使得移動臺不能與BTS建立起第二層鏈路，導致切換失敗。</p><p>　　4.基站硬件故障。CDU故障、載頻故障、時鐘板故障、內(nèi)部通信電纜。</p><p>

56、;　　5.天饋系統(tǒng)，天饋駐波比過大，小區(qū)天線安裝反，小區(qū)天線安裝不規(guī)范、小區(qū)方位角、下傾角不合理，天線隔離度不滿足要求，電纜扭曲或接頭不緊、錯誤等。</p><p>　　6.與其他廠家對接對端在A接口、E接口的各類信令與我方不一致，不能識別或不支持，導致切換失敗。如語音版本、切換號碼、TUP電路、尋址方式（CGI或LAI）等。</p><p><b>　　4.2問題處理流程<

57、;/b></p><p>　　4.2.1硬件問題處理</p><p>　　建議以無線參數(shù)檢查及硬件排查的方法定位。另外，可通過創(chuàng)建切換觀測任務(wù)，分析至每個目標小區(qū)的切換失敗率情況。</p><p>　　TCH切換失敗問題的處理步驟如下：</p><p>　　1．檢查無線參數(shù)設(shè)置是否合理，如鄰區(qū)是否存在同頻同色，切換參數(shù)是否設(shè)置合理、外部

58、小區(qū)數(shù)據(jù)配置數(shù)據(jù)正確等，對不合理的參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整；</p><p>　　2．檢查BER、空閑干擾帶等級等指標，減小消除無線干擾；</p><p>　　3．通過路測檢查覆蓋情況。針對覆蓋差或目標小區(qū)與源小區(qū)之間沒有足夠的重疊覆蓋區(qū)域，需重點排查硬件故障，改善覆蓋； </p><p>　　4．檢查小區(qū)硬件，如檢查CDU、收發(fā)信機、時鐘板，板件間的射頻連線等，對故障硬件

59、進行排查更換；</p><p>　　5．檢查天饋系統(tǒng)，如排查天饋駐波比，同一小區(qū)的天線是否朝向一致，有無天饋線接錯接反等問題，對存在的故障進行排查更換。圖（4.2.1）</p><p>　　4.2.2道路DT測試優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)</p><p><b>　　1.常用軟件</b></p><p>　　華星、鼎力、tems，這三款軟

60、件是近幾年檢測移動系統(tǒng)覆蓋與各項指標的重要軟件。以tems為例簡單介紹路測的流程。</p><p><b>　　2.測試步驟：</b></p><p>　?。?）筆記本電腦一臺、測試手機3-6個、USB-GPS一個、車載電源。</p><p>　　（2）先將電腦中裝好測試手機的驅(qū)動，一般都是G網(wǎng)和C網(wǎng)兩個類型的手機，需要和電腦上的端口一一對應(yīng)，

61、之后裝好GPS的驅(qū)動。</p><p>　?。?）打開軟件，套入網(wǎng)格線，街道干線，地圖。最后將基站的cel信息套入。</p><p>　?。?）連接設(shè)備，順序為GPS、MS1、MS2、、。</p><p>　?。?）點連接按鈕，汽車開到網(wǎng)格起始地點，與后臺人員聯(lián)系是否開始。</p><p>　?。?）點存儲log文件，測試開始，車速控制在20

62、km/h。</p><p><b>　　3.優(yōu)化步驟</b></p><p>　?。?）網(wǎng)優(yōu)人員把測試人員測試后來的log用tems回放，發(fā)現(xiàn)問題點并做記錄。</p><p>　　（2）將問題點做事件分析，初步判斷引起未接通或掉話的原因。</p><p>　?。?）將問題點復測，并進行基站的調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。</p

63、><p><b>　　圖（4.2.1）</b></p><p>　　第5章 中國3G的切換</p><p>　　5.1 3G的簡述 </p><p>　　第三代移動通信系統(tǒng)（3G）最早1985 年由國際電信聯(lián)盟（ITU）提出，當時稱為未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS），1996 年更名為IMT-2000（國際移動通信

64、-2000），MM到商用。從1997 年開始，由于第二代移動通信系統(tǒng)的巨大成功，用戶的高速增長與有限的系統(tǒng)容量和有限的業(yè)務(wù)之間的矛盾漸趨明顯，第三代移動通信的標準化工作開始逐漸進入實質(zhì)階段。目前，第三代移動通信系統(tǒng)的框架已確定，將以衛(wèi)星移動通信網(wǎng)與地面移動通信網(wǎng)結(jié)合，形成一個對全球無縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡(luò)，滿足城市和偏遠地區(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)，實現(xiàn)人類個人通信的理想。與前兩代系統(tǒng)相比，第三代移動通信系統(tǒng)的主

65、要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動環(huán)境中支持144kb/s，步行慢速移動環(huán)境中支持384kb/s，靜止狀態(tài)下支持2Mb/s。其設(shè)計目標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)更好地實現(xiàn)無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)，同時也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。[16]</p><p>　　目前，ITU認可的第三代移動通信標準有三

66、種：美國的CDMA2000，歐洲的WCDMA，</p><p>　　我國的TD-SCDMA 。</p><p>　　一般來說，3G 的主要特性有三個：其一就是可以使用同一部手機實現(xiàn)全球漫游，使任意時間、任意地點、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)傳輸速率能達到2Mbit/s，在車速情況下，數(shù)據(jù)傳輸速率達到384kbit/s；另外一點就是能提供各項標準

67、的通信業(yè)務(wù)。</p><p>　　5.2 中國3G的發(fā)展驅(qū)動力</p><p>　　中國3G發(fā)展的驅(qū)動力不外于業(yè)務(wù)、容量、競爭、產(chǎn)業(yè)等相關(guān)因素，下面我們將從以下幾方面分別進行分析：</p><p><b>　　1.業(yè)務(wù)需求分析</b></p><p>　　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

68、國，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)，希望運營者提供更為豐富的業(yè)務(wù)。目前，中國的移動數(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)還有一個漸進的過程；另外從移動數(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，實時性要求較高的業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)對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。</p><p><b>　　2.容量需求分析&l

69、t;/b></p><p>　　根據(jù)我們對全國典型大城市高話務(wù)密度區(qū)的分析和預(yù)測，除少數(shù)特大城市外，現(xiàn)有的蜂窩移動通信頻率資源基本可以滿足2005年的業(yè)務(wù)需求。</p><p><b>　　3.電信改革分析</b></p><p>　　目前，中國電信運營市場已經(jīng)形成以中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國網(wǎng)通四大運營商為主的格局，但移動運營商

70、只有中國移動、中國聯(lián)通。從電信改革的趨勢來看，現(xiàn)有四大電信運營商將逐步形成未來的四大全業(yè)務(wù)運營商，也就是說，中國電信和中國網(wǎng)通也將獲得移動通信運營許可。從移動通信的頻率角度分析，僅靠第二代移動通信技術(shù)，很難增發(fā)新的牌照。發(fā)展第三代移動通信將為增發(fā)移動牌照、調(diào)整電信運營市場格局創(chuàng)造條件。</p><p><b>　　4.產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析</b></p><p>　　由于中國

71、的移動通信制造業(yè)起步較晚，初期的第二代移動通信設(shè)備在性能、可靠性方面難以與國外廠家抗衡，造成非常被動的競爭局面。中國的手機制造業(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。與第二代移動通信相比，中國對第三代移動通信的研究相對早一些，加之全球3G技術(shù)、設(shè)備的成熟和商用化進程的推遲，客觀上為中國制造業(yè)贏得了時間。目前，中國3G系統(tǒng)的研發(fā)基本與國際同步，但TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化進程明顯落后于WCDMA和CDMA20

72、00。另外，3G終端設(shè)備方面的研究還比較落后。</p><p><b>　　5.運營市場分析</b></p><p>　　未來幾年，中國移動通信運營市場極有可能存在多家移動運營商，隨著競爭的加劇，以價格為主的競爭將演變?yōu)閮r格、業(yè)務(wù)、服務(wù)等多方面、多層次的競爭。向用戶提供靈活的、豐富的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是運營商保持技術(shù)和業(yè)務(wù)領(lǐng)先的重要手段。以多媒體業(yè)務(wù)為主要特征的3G系統(tǒng)必

73、然受到移動運營商的極大關(guān)注，為了在未來的競爭中獲得優(yōu)勢，各大運營商在3G牌照發(fā)放后，將迅速開展3G系統(tǒng)的建設(shè)。</p><p>　　通過以上的分析，我們可以看出中國3G發(fā)展的驅(qū)動力更多的是來自于產(chǎn)業(yè)市場、運營市場競爭的需求，各相關(guān)利益方對3G的發(fā)展持不同的觀點，政府在3G的發(fā)展中起到了非常重要的宏觀控制和平衡協(xié)調(diào)作用，中國3G發(fā)展的最終結(jié)果將是多方博弈的結(jié)果。</p><p>　　5.3

74、我國TD-SCDMA的切換過程</p><p>　　TD-SCDMA系統(tǒng)的接力切換概念不同于硬切換與軟切換,在切換之前,目標基站已經(jīng)獲得移動臺比較精確的位置信息,因此在切換過程中UE 斷開與原基站的連接之后,能迅速切換到目標基站。移動臺比較精確的位置信息,主要是通過對移動臺的精確定位技術(shù)來獲得。在TD-SCDMA系統(tǒng)中, 移動臺的精確定位應(yīng)用了智能天線技術(shù),首先Node B 利用天線陣估計UE 的DOA ,然后通

75、過信號的往返時延,確定UE 到Node B 的距離,這樣,通過UE的方向DOA 和Node B 與UE 間的距離信息,基站可以確知UE 的位置信息,如果來自一個基站的信息不夠,可以讓幾個基站同時監(jiān)測移動臺并進行定位。</p><p>　　在硬切換過程中,UE 先斷開與Node B1 的信令和業(yè)務(wù)連接,再建立與Node B2 的信令和業(yè)務(wù)連接,也即UE 在某一時刻始終只與一個基站保持聯(lián)系。而在軟切換過程中,UE 先

76、建立與Node B2 的信令和業(yè)務(wù)連接之后,再斷開與Node B1 的信令和業(yè)務(wù)連接,也即UE 在某一時刻可與兩個基站同時保持聯(lián)系。接力切換雖然在某種程度上與硬切換類似,同樣是在“先斷后連”的情況下,但是由于其實現(xiàn)是以精確定位為前提,因而與硬切換相比,UE 可以很迅速地切換到目標小區(qū)降低了切換時延,減小了切換引起的掉話率。從而提高了切換的成功率。</p><p><b>　　第6章 結(jié)論與展望</

77、b></p><p>　　本文研究的重點是移動通信系統(tǒng)中的切換技術(shù)，首先介紹了移動通信的發(fā)展歷程和通信切換技術(shù)的發(fā)展歷程，簡述了基本通信網(wǎng)絡(luò)，切換技術(shù)原理，切換的原因，切換的方式和目前切換技術(shù)在通信系統(tǒng)的各種切換算法和過程。主要分析了CDMA、GSM、WCDMA系統(tǒng)中的切換算法，具體如下：</p><p>　　1.對CDMA的系統(tǒng)中的硬切換和軟切換做了分析和研究。CDMA系統(tǒng)切換參數(shù)

78、它是整個CDMA系統(tǒng)的一個重要部分。初期時候建設(shè)CDMA網(wǎng)絡(luò)，主要是解決覆蓋問題，所以對切換參數(shù)的設(shè)置在一定程度上有所放寬，隨著生活水品提高，需要通信的范圍更廣，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也增大了，為解決覆蓋問題，需要盡快解決切換問題，需要降低切換率，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高網(wǎng)絡(luò)性能。</p><p>　　2.介紹了GSM網(wǎng)絡(luò)，主要技術(shù)和切換過程。GSM系統(tǒng)切換技術(shù)主為硬切換。隨著GSM的巨大成功和第三代移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，移動

79、通信領(lǐng)域迫切需要成熟、快速和高效的切換技術(shù)。GSM系統(tǒng)使用TDMA復用技術(shù)，在一幀8個時隙中,MS最多占用兩個時隙分別進行接收和發(fā)射，并利用剩余的時隙對周圍BS發(fā)送信號強度。接收信號變?nèi)鯐r，達不到最低門限值。當發(fā)送越區(qū)切換請求時，說明發(fā)現(xiàn)BS的信號很強。</p><p>　　3.經(jīng)過了GSM的基礎(chǔ)，WCDMA技術(shù)的產(chǎn)生，對WCDMA中的硬軟切換做分析。重點研究WCDMA系統(tǒng)中的軟切換技術(shù)。簡單介紹了WCDMA系統(tǒng)

80、，接著對WCDMA的切換技術(shù)進行了分析，然后針對傳統(tǒng)軟切換算法沒有考慮負載的問題。通過對傳統(tǒng)軟切換算法進行參數(shù)優(yōu)化，再討論了更軟切換的技術(shù)。</p><p>　　4.通過對切換技術(shù)的認識，進一步對我國3G技術(shù)TD-SCDMA進行研究。根據(jù)我國的TD-SCDMA系統(tǒng)來進行更進一步的研究接力切換，與軟切換相比，其系統(tǒng)資源占用低、信令相對簡單。相同之處是都具有較高的切換成功率、較低的掉話率以及較小的上行干擾等優(yōu)點，不同

81、之處在于不用同時有多個基站為一個移動臺提供服務(wù)，避免軟切換需要占用的信道資源較多、信令復雜等缺點。接力切換與硬切換相比，相同之處是資源利用率高，算法簡單等優(yōu)點，它們的不同之處在于接力切換斷開與目標建立通信鏈路幾乎是同時進行，簡單的說就是切換時延短，切換成功率高，掉話率低。因此說接力切換帶給系統(tǒng)的突出優(yōu)點是切換成功率和高信道利用率，同時接力切換還能降低系統(tǒng)的切換率避免頻繁的乒乓切換的缺點。</p><p>　　3G

82、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)展未來通信技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力和運行質(zhì)量，這些都是通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是當前以及將來通信技術(shù)中的重點。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　值此論文完成之際，衷心感謝曾經(jīng)

83、給予我們支持和幫助的師長，同學和朋友們。尤其對指導教師xx老師獻上我最崇高的敬意和最衷心的感謝！在老師的諄諄教導下，在同學的殷切關(guān)懷下，在我們的愉快合作下，順利完成了畢業(yè)設(shè)計及論文寫作。</p><p>　　雖然我們一直在努力，但因時間倉促、個人的知識水平和經(jīng)驗有限，該設(shè)計存在許多不足之處，所以需要您精心改進和完善，懇請廣大同學及師長提出您寶貴的意見和建議！在此，我深表謝意！ </p><p

84、>　　在此還向?qū)嶒炇业母魑焕蠋熀凸芾砣藛T致謝，感謝你們在此設(shè)計期間對我的幫助和關(guān)懷，使我能夠在一個高科技領(lǐng)域里遨游，同時也了解和學習到了很多知識。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1].郭梯云，鄔國揚，李建東.《移動通信》[M]. 西安：電子科技大學出版社，2006</p><p>　　[2].莊宜松,