移動蜂窩網絡的無縫切換技術

易前旭

摘要：蜂窩網絡在通信過程中，由于移動臺在通話過程中會隨著距離基站的遠近、信號強度、信號質量和通話質量等原因造成切換，為了能夠讓用戶保持無感知通話狀態(tài)，移動蜂窩網絡需要采用無縫切換技術，有效的提高了移動蜂窩網絡的通話質量。

關鍵詞：移動蜂窩網絡；切換；基站1 引言

現代移動蜂窩網絡通信過程中，無縫切換可以有效的保證移動用戶的無間斷通信，其可以有小的保持通信質量處于一個用戶無感知的斷續(xù)的狀態(tài)，適應無線通信網絡信號衰落的特性。目前，蜂窩網絡無縫切換可以平衡服務區(qū)域內各個小區(qū)的業(yè)務量，降低小區(qū)的呼損率[1]。

2移動蜂窩網絡切換原因

移動蜂窩網絡通信過程中，引起切換的主要原因包括以下幾種：⑴信號強度：如果移動臺接受到的信號較為微弱時，并且移動臺要到另外一個小區(qū)，或者處于一個小區(qū)但是不同頻率，此時就需要更換新的鏈路，導致通信發(fā)生切換。⑵信號質量：蜂窩網絡通信信道遭到干擾時，其會引起通信質量大幅度衰減，導致前向糾錯處于不可接受的狀態(tài)，就會引起切換。⑶話務量過多：移動臺在通信過程中，話務量過多會導致?lián)砣虼似淇梢园颜谕ㄐ艜r間提前量較大的移動臺切換到話務量較少的小區(qū)，此時移動臺通常處于空閑小區(qū)的邊緣，其處于空閑小區(qū)的覆蓋范圍內，移動臺在通話過程中，導致通信信號發(fā)生變化。⑷沒有被分配的時隙的干擾：在一個新的載頻中，或者同一個載頻上的空閑信道中，可以選擇一個通話質量更佳的信道，基站可以有效的對空閑時隙中相關的噪聲電平實施信息策略，此時測量信息可以在通信過程中應用，判斷一個小區(qū)或者基站的載頻是否處于需要切換，目標是建立一個最佳的通信信道。

3移動蜂窩網絡的無縫切換技術

移動蜂窩無縫切換技術從層次網絡上可以劃分為水平切換和垂直切換，其中水平切換又可以分為硬切換、軟切換、接力切換[2]。

3.1 水平切換

⑴硬切換。在蜂窩通信實現無縫切換過程中，其最現采用的技術室硬切換，這一種切換模式是事實上的切換，其發(fā)生于擁有不同頻率的基站之間、扇區(qū)之間的真實切換，硬切換最為關鍵的一點事通信的移動臺在某一時刻僅僅占用一個無線信道，而非同時占用兩個無線信道，其發(fā)生切換的過程中，必須與原來的基站脫離任何聯(lián)系后，才能將其通話跳到另外一個基站上，因此，切換過程可能存在漏話現象，但是由于時間極其短暫，能夠實現無縫切換。

⑵軟切換。在移動蜂窩通信過程中，軟切換可以將通信的兩條鏈路及其相關聯(lián)的數據流能夠在較長的時間內同時被激活，一直到期能夠進入新基站，測量移動臺到新的基站之間的傳輸質量，判斷其是否滿足通信要求的指標，如果滿足之后，即可斷開其與原來的基站建立的連接。軟切換是指在同一個頻率下，不同的基站之間實施的切換。通信過程中，可以從通信網絡或者移動臺出發(fā)，分析同一個數據流在兩條鏈路上同時進行傳輸，這樣既可以保證通信的連續(xù)I型能夠，又可以實現一個無縫切換的過程，用戶沒有任何的感知。移動臺發(fā)生切換的條件是其已經建立了與心得基站的連接，只有這樣才能夠與原來的基站之間的通信釋放，因此，軟切換過程從邏輯上實現了無縫切換技術，不會對用戶的通話產生一點影響。通信系統(tǒng)試試軟切換時，移動臺和基站之間采用許多關鍵技術，比如反響功率控制技術、MIMO分集技術，可以有效的降低系統(tǒng)掉話和漏話現象，但是軟切換存在占用信道資源多、信令傳輸復雜等缺點，導致下行線路通信受到感染，增加了設備的投資[3]。軟切換過程如圖2所示。

⑶接力切換。隨著現代智能天線技術的快速發(fā)展，可以利用基站的位置定位移動臺的位置，因此此時就可以能夠精準的測量移動臺與基站之前的精確距離，對移動臺進行有效的定位，根據兩者之間的距離，有效定位輔助信息，以便判斷移動臺是否處于切換區(qū)，如果處于切換區(qū)，即可將其切換到附近的基站上?？焖儆行У?、高效的、可靠地切換可以有效的保證接力切換實現無縫切換，保證用戶的通話質量。接力切換過程如圖3所示。

3.2 垂直切換技術

垂直切換是指移動臺在不同的系統(tǒng)的基站相關的切換?，F代通信采用更多的蜂窩形式，其在宏蜂窩的背景下引入了微蜂窩，形成了一個個顆粒度更小的小區(qū)，實現了層級管理。這樣可以有效的縮小并且精細化通信區(qū)域內部的熱點和盲點，將其實現更加靈活的切換。垂直切換技術為此提供了切換能力，其可以為不同的移動臺提供更多級別的服務能力，可以根據移動臺的移動速度，迅速的實現微蜂窩的切換，降低系統(tǒng)的切換速率，同時能夠有效的擴充切換的系統(tǒng)的容量，保持移動臺、宏蜂窩和微蜂窩之間的強關聯(lián)，并且不斷的測量移動臺附近微蜂窩的信號強度，調整控制器，保持移動臺和微蜂窩時刻連接，實現無縫切換和保證用戶的通話質量。

4結束語

隨著移動蜂窩網絡通信系統(tǒng)的發(fā)展和進步，已經誕生了更多的切換算法，比如硬切換、軟切換、更軟切換、接力切換。目前，我國通信已經步入到4G時代，進過通信學者、網絡學者以及計算機學者的不斷研究，將會引入更多的無縫切換技術，保證用戶高效的通話感知，徹底解決通信過程中掉話、漏話的問題，促進人們更好的掌控自己的通信生活，提高生活質量。

[參考文獻]

[1]鐵曉磊,洪佩琳,薛開平,等.一種基于協(xié)作分集技術的切換機制[J]. 電子與信息學報,2011,33(5):1178-1185.

[2]龍輝,康桂華,陳偉.蜂窩中繼網絡中協(xié)作切換策略研究[J].微處理機, 2013,34(2):17-20.

[3]徐鵬,方旭明,楊俊.基于信號強度和功率損耗的分層網絡切換算法[J].西南交通大學學報,2011,46(001):98-102.