基于移動終端位置變化情況和信號強度的3G系統越區切換的優先級算法

陳剛++陳強

摘 要：在第三代移動通信系統中，終端在移動時，越區切換就變得頻繁，如何高效實現越區切換就尤為重要。如果算法不穩妥，會導致通話掉線，影響通話質量。本文提出基于移動終端位置變化情況和信號強度的優先級算法，能夠較好地解決越區切換問題。

關鍵詞：第三代移動通信系統；越區切換；優先級算法

1 3G系統與通信切換

3G全稱第三代移動通信系統，在3G系統中，切換是必須的過程，用戶在移動時， 其正在進行的呼叫從一個基站轉移到另一個基站，切換必須快而有效，以防止服務質量下降到不能接受的水平。3G系統主要由混合小區組成，越區切換頻率較高，所以，快速可靠的切換機制，是決定3G網絡性能的關鍵。根據類型的不同，切換分為：硬切換、軟切換、其他切換方式，3G系統切換屬于第三類，被稱為接力切換或越區切換，是3G系統的核心技術，通過基于智能天線和上行同步等技術的應用，將硬切換信道利用率高及軟切換的切換成功率高的優點結合起來，提高系統的性能。

2 越區切換及其算法

當移動臺從一個小區（指基站或者基站覆蓋范圍）移動到另一個小區時，為保持移動用戶不中斷通信，系統需將該終端與原來小區建立的無線鏈路轉移到新小區內，進行信道切換。而實現通信小區之間的正常切換，就要考慮相應的切換算法。基本的算法有兩類：信道預留算法和先進先出（FIFO）排隊策略算法。

信道預留算法就是在小區內專門預留部分信道作為切換呼叫使用，保證切換呼叫請求能順利完成，但增加了新呼叫請求的阻塞率；先進先出（FIFO）排隊策略的過程是將呼叫請求根據提出請求的時間進行排隊，按時間先后順序分配信道的使用權，但容易產生掉話。

3 基于終端移動和信號強度的優先級算法

該算法在基本算法的基礎上結合移動終端的移動情況和運動方向選擇目標小區，避免不必要的切換；小區內根據切換當前信號強度，給用戶分配優先級，按優先級高低分配信道的使用權，降低切換阻塞率，更好地完成整個切換過程。這是一種動態控制算法，先根據排隊算法設置優先級，再根據優先級分配信道，總的關系為：語音切換呼叫（信號弱）>語音切換呼叫（信號強）>新語音呼叫>切換數據業務>新數據業務。

3.1 切換流程

⑴語音切換呼叫：當一個語音切換呼叫到達某小區時，如果小區內有空余信道，則為其分配信道，完成越區切換；若沒有空余信道供給語音切換呼叫使用，則此呼叫進入排隊隊列等待，若排隊隊列已經排滿，此切換呼叫被阻塞；否則就先進入排隊隊列等待，排隊等待的同時，根據當前終端信號強度設置呼叫優先級，信號強度好的，說明能夠支持當前業務，則優先級較低，信號強度弱的優先級越高；小區根據優先級高低安排切換先后順序，優先級高的呼叫先分配信道，完成切換。

⑵語音新呼叫：當語音新呼叫提出請求時，如果小區內有空余信道，則為其分配信道，接入新呼叫；若沒有空余信道提供給語音新呼叫使用，則檢查排隊隊列，若隊列已滿，該呼叫被阻塞；否則進入排隊隊列等待小區為其分配信道；同時檢測小區內是否有切換呼叫請求存在，如沒有為其分配最高優先級，提前分配可用信道，實現新呼叫；如隊列中存在切換呼叫，則該請求進入隊列進行等待，但等待時間應在一定時間內，若在這個時間內小區仍未為其分配信道，則該呼叫被阻塞；若被阻塞呼叫在等待時間內多次提出呼叫請求，次數達到設定數值時，為其分配最高優先級，可提前獲得信道使用權。

⑶數據業務：當數據業務到達時，若小區內有空余信道，則分配可用信道，若沒有空余信道，則檢查排隊隊列，若隊列已排滿，該業務被阻塞；若隊列未滿，就為其分配優先級，進入隊列排隊等待分配信道。

3.2 性能優化

⑴切換頻率：選擇目標小區時，根據終端移動情況，可以減少不必要的切換，降低切換頻率。基于速度考慮，一次通話過程中需要完成切換次數與終端速度成正比，隨速度增大，切換次數也增大。基于方向考慮，終端與基站距離有一定角度，要求切換次數與角度成正比，角度越大，切換次數越多，角度越小，切換次數也減少。

⑵阻塞率：切換呼叫在隊列中等待分配信道時，UE會不斷檢測信號強度，并根據信號強度大小來分配優先級（信號強度小的優先級高），防止信號強度過低產生掉話。先進先出（FIFO）算法只是根據切換請求時間來排隊，先提出請求的先分配信道，但可能會導致某些切換呼叫信號強度已經低至某一門限值，卻不能及時得到切換（提出切換請求的時間靠后）而產生掉話，使切換阻塞率升高。改進的切換策略，根據檢測的信號強度，按時間間隔刷新排隊隊列，使當前信號不好的切換呼叫及時得到切換，防止因切換不及時掉話，提高切換的成功率，降低切換呼叫阻塞率。

4 總結

該算法通過在小區內根據終端移動情況和接收信號強度，給用戶分配優先級，按照優先級高低分配信道使用權，從而降低切換阻塞率，能夠較好地提高系統的性能。

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