移動(dòng)通信切換技術(shù)的初探

閆楓

【摘要】 移動(dòng)通信具有具有鮮明的移動(dòng)性，因此在在迎來4G應(yīng)用的時(shí)代的同時(shí)，為了提高移動(dòng)通信的穩(wěn)定性，切換技術(shù)受到了更多的重視。促進(jìn)切換技術(shù)的發(fā)展對(duì)4G應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】 移動(dòng)通信 切換技術(shù) 通信工程

一、前言

移動(dòng)通信的出現(xiàn)及發(fā)展為生活及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了巨大的變革。移動(dòng)通信的主要特征就是移動(dòng)性，因此當(dāng)移動(dòng)終端在一個(gè)信號(hào)覆蓋區(qū)中移動(dòng)直至到相鄰的信號(hào)覆蓋區(qū)時(shí)，需要對(duì)通信進(jìn)行鏈路的重新偵測(cè)、斷開與建立等。只有提高移動(dòng)終端在在移動(dòng)過程中鏈接的穩(wěn)定性和無縫鏈接才能促進(jìn)4G更加廣泛的應(yīng)用。本文從切換原因和切換技術(shù)方面進(jìn)行總結(jié)分析。

二、切換原因

導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行切換的原因不僅僅針對(duì)于移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)距離，而且包括以下幾個(gè)具體的方面：（1）信道質(zhì)量不足以提供通話服務(wù)。當(dāng)移動(dòng)通信終端所在的信道中有較為強(qiáng)的信道干擾時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)通話質(zhì)量大打折扣的現(xiàn)象，因此無論所在信道的信號(hào)多么的強(qiáng)，仍然無法提供優(yōu)秀的通話質(zhì)量，因此需要將通話信道切換到無干擾的質(zhì)量較好的通話信道。（2）移動(dòng)臺(tái)與基站距離超過基站所涵蓋的范圍。根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，規(guī)劃和測(cè)量基站和移動(dòng)臺(tái)的覆蓋范圍，并且將范圍存儲(chǔ)到基站的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中，在移動(dòng)終端進(jìn)行通信時(shí)，需要時(shí)時(shí)更新基站與移動(dòng)臺(tái)的距離，以便當(dāng)移動(dòng)范圍超出計(jì)劃的涵蓋范圍，則切換到新的基站進(jìn)行通話服務(wù)。（3）信號(hào)強(qiáng)度不足以進(jìn)行通話服務(wù)。基站和移動(dòng)臺(tái)難免在移動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度較弱的情況，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，信號(hào)臺(tái)需要將通信服務(wù)切換到另一個(gè)小區(qū)服務(wù)，或者在小區(qū)內(nèi)部多個(gè)扇區(qū)之間尋找信號(hào)強(qiáng)度更佳的鏈路進(jìn)行切換。（4）小區(qū)呼吸。CMDA的通信網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)性，當(dāng)某小區(qū)內(nèi)的話務(wù)量較高時(shí)，意味著彼此之間干擾增強(qiáng)，影響通話質(zhì)量。而相比之下，相鄰小區(qū)具有較低的話務(wù)量時(shí)，負(fù)載較高校區(qū)的發(fā)射功率降低，縮小小區(qū)面積，從而達(dá)到小區(qū)邊緣的通話量進(jìn)入到相鄰小區(qū)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。

三、切換技術(shù)

針對(duì)切換具有的特性和需求，有三種切換技術(shù)。分別是硬切換、軟切換和接力切換。

（1）硬切換。頻率不同的小區(qū)間進(jìn)行信道切換時(shí)，被稱硬切換。切換過程主要由斷開、調(diào)頻和連接三個(gè)部分組成。主要是指先斷開與原小區(qū)的通信連接，然后調(diào)頻到另一的小區(qū)頻率，然后與另一基地進(jìn)行連接。移動(dòng)臺(tái)在斷開與之前基地的通信連接后，要經(jīng)過調(diào)頻的過程才能與另一基地進(jìn)行連接，因此通話時(shí)會(huì)有短暫的通信暫停，短暫的通信暫停會(huì)影響用戶的通話質(zhì)量。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)沒有及時(shí)的與新的基站進(jìn)行連接或者新基地話務(wù)量負(fù)載已過重，信道繁忙沒有連接成功時(shí)，會(huì)造成移動(dòng)臺(tái)的通信中斷。硬切換的優(yōu)點(diǎn)是，在切換算法中較為簡(jiǎn)單，使得負(fù)載較低。（2）軟切換。相比于硬切換而言，軟切換最大的不同在于是切換的兩個(gè)小區(qū)具有相同導(dǎo)頻信道的載波頻率。因此在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行軟切換時(shí)，只需進(jìn)行兩個(gè)步驟，連接和斷開。即在移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)的切換過程中，移動(dòng)臺(tái)與另一小區(qū)先建立連接，當(dāng)通信穩(wěn)定性與通信質(zhì)量都已達(dá)到通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再斷開與之前小區(qū)的信道連接。相比之下，軟切換具有不會(huì)暫停通信和中斷通信的特點(diǎn)。軟切換的切換特點(diǎn)決定了軟切換具有高的切換成功率。（3）接力切換。當(dāng)硬切換與軟切換無法滿足通信需求時(shí)，產(chǎn)生了接力切換技術(shù)。將信道的上行信道與下行信道進(jìn)行分開切換，所以被稱作接力切換。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在需要進(jìn)行基站的切換時(shí)，首先與另一基站聯(lián)系，并且進(jìn)行測(cè)量。將上行信道與另一基站的進(jìn)行預(yù)同步，不單單解決了在通信的過程中可能造成的短暫暫停甚至是通信中斷的問題，還能夠減少切換所需時(shí)間。當(dāng)上行信道與另一基站進(jìn)行穩(wěn)定連接后，下行信道由之前基站切換到與上行信道所在的同一基站，完成整個(gè)切換過程。接力切換相比于硬切換具有高的切換成功率，減少了通信中斷的概率。相比于軟切換減少了對(duì)于信道資源占用，并且解決了下行信道具有高的干擾性的問題。主流的切換機(jī)制分為兩種，第一種是移動(dòng)終端進(jìn)行主動(dòng)的通信質(zhì)量和信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，移動(dòng)終端進(jìn)行主動(dòng)切換。第二種是移動(dòng)終端所在的基站進(jìn)行信道的檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果決定是否切換。在兩種切換機(jī)制中，軟切換起到主要作用，其它切換技術(shù)扶助作用。而無論是哪種切換技術(shù)，都是缺一不可的。

四、總結(jié)

切換技術(shù)的成熟與否穩(wěn)定與否決定著4G可靠漫游是否能實(shí)現(xiàn)，因此切換技術(shù)在4G技術(shù)的發(fā)展歷程中始終占據(jù)著重要地位。切換技術(shù)同樣是移動(dòng)通信所具有的特點(diǎn)，只有當(dāng)切換技術(shù)完美的結(jié)合與快速發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)4G通信技術(shù)的不斷發(fā)展和移動(dòng)通信質(zhì)量逐步提高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陳永，胡曉輝. 基于 GSM-R 鐵路無線通信系統(tǒng)的越區(qū)切換分析研究[J]. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009（18）：4342-4345

[2] 唐宏，于曉，陳前斌. TD-SCDMA 集群通信系統(tǒng)切換算法研究[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2011，28（003）：1059-1061