摘要自从移动通信领域中引入的蜂窝概念,切换技术就开始出现,并成为了移动通信系统中的重要技术之一。
切换技术是蜂窝系统所独有的功能,也是移动通信系统的一个关键特征,它直接影响整个系统的性能。
当移动台的一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围,通过切换移动台保持与基站的通信。
切换从本质上说是为了实现移动环境中数据业务的小区间连续覆盖而存在的,从现象上来看是把接入点从一个区换到另一个区。
本文研究的重点是移动通信系统中的切换技术,主要分析了CDMA、GSM、WCDMA系统中的切换算法,切换基本可以分为硬切换、软切换、更软切换。
由于第二代移动通信系统的巨大成功,用户的高速增长与有限的系统容量和有限的业务之间的矛盾渐趋明显,第三代移动通信的标准化工作开始逐渐进入实质阶段。
3G通信技术已经在慢慢成熟,新的4G技术也在不断的演变,要做到通信技术的完善和更前的发展,切换技术作为移动通信中的关键技术,起着重要的作用。
因此,我们研究切换技术是为了更好的发展未来通信技术,提高网络的服务能力和运行质量。
关键词:切换,硬切换,软切换,切换算法目录摘要............................................................................................................ 错误!未定义书签。
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Abstract第一章绪论.. (4)1.1移动通信系统 (4)............................................................ 错误!未定义书签。
1.1.1移动通信特点 (4)1.1.2移动通信工作方式 (4)1.2移动通信的发展 (5)1.2.1全球移动通信发展历程 (5)1.2.2我国移动通信的发展历程 (6)1.3切换技术的发展 (7)第二章切换技术 ........................ 错误!未定义书签。
2.1切换的定义及分类 (9)2.2切换的原因 (9)2.3切换的控制方式 (11)第三章移动通信系统中的切换 (11)3.1CDMA系统中的切换 (11)3.1.1 CDMA系统概述 (11)3.1.2 CDMA系统中的软切换 (12)3.1.3 CDMA系统中的硬切换 (16)3.2 GSM系统中的切换 (18)3.2.1 GSM系统概述 (18)3.2.2 GSM数字移动通信的主要技术 (19)3.2.3 GSM切换 (19)3.3 WCDMA系统中的切换 (21)3.3.1 WCDMA系统概述 (21)3.3.2 WCDMA中的切换 (22)3.3.3 WCDMA中的软切换 (25)第四章中国3G的切换 (28)4.13G的简述 (28)4.2中国3G的发展驱动力 (28)4.3我国TD-SCDMA的切换过程 (30)4.4我国TD-SCDMA系统接力切换性能简要分析 (34)第五章结论与展望 (35)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论1.1 移动通信系统移动通信是指移动用户之间,或移动用户与固定用户之间进行的通信。
随着社会的发展,科学技术的进步,人们希望能随时随地、迅速可靠地与通信的另一方进行信息交流。
这就是我们要介绍的移动通信。
这里所说的“信息交流”,不仅指双方的通话,还包括数据、传真和图像等通信业务。
1.1.1 移动通信特点1.移动通信的传输信道必须使用无线电波,电波的传播条件恶劣。
在陆地上,移动体往来于建筑和障碍物之间。
2.干扰严重。
由于移动通信网络是无线电台、多波道通信系统,通信设备除受城市噪声影响干扰外,无线电台同屏干扰、互调干扰较为突出。
因此,抗干扰措施在移动通信系统设计中显得尤为重要。
3.所用的无线电频率有限,接收戒备动态范围大。
由于移动台的位置不断的变化,接收机和基站之间的距离也在不断的变化,导致接收信号不断的变化。
4.移动通信综合了各种通信技术。
移动通信综合了交换技术,计算机技术和传输技术等。
5.对设备要求苛刻。
移动用户常在野外,环境条件相对较差,因此对其设备要求相当的苛刻。
1.1.2 移动通信工作方式移动通信按照用户的通话状态和频率使用的方法分,有三种工作方式:单工制、半双工制和双工制。
1.单工通信(1)单工通信概念:所谓单工通信是指通信双方的电台交替地进行收信和发信,某一方收发信不能同时进行。
(2)单工通信分类根据发射频率的异同又可以分为同频单工和异频单工不同的两类。
(3)单工通信的特点优点:设备简单、省电、成本低。
缺点:由于使用PTT按讲开关使用不方便。
2.双工通信(1)双工通信概念:所谓双工通信是指通信双方同时进行信息传输进行收信和发信,某一方收发信机能同时的工作方式,区别于后面的半双工通信,这种方式也称为全双工通信。
(2)双工通信分类:双工通信可分为频分双工和时分双工两类。
(3)双工通信的特点优点:使用方便。
缺点:设备较复杂、耗电大。
3.半双工通信(1)半双工通信的概念:半双工通信是指通信一端采用双工制,而移动台采用单工制。
(2)半双工通信的特点优点:①移动台设备简单,价格低,耗电少。
②收发采用不同频率,提高了频谱利用率。
③移动台受临近电台干扰小。
缺点:移动台仍需按键发话,松键受话,使用不方便。
1.2 移动通信的发展1.2.1 全球移动通信发展历程全球移动通信的发展大致经历了以下几个阶段:20世纪20~30年代:警车无线电调度电话(AM调幅),使用频率为2MHz。
20世纪40~50年代:人工接续的移动电话(FM调频)。
单工工作方式,使用频段为150MHz及450MHz。
20世纪60年代:自动拨号移动电话。
全双工工作方式,使用频段为150MHz 及450MHz。
1964年美国开始研究更新的移动电话系统。
20世纪70~80年代:AMPS、TACS分别在美国、英国投入使用。
20世纪90年代:GSM数字移动通信系统和窄带CDMA数字移动通信系统及卫星移动通信。
21世纪初:基于窄带IS-95 CDMA技术的宽带CDMA技术的cdma2000、基于日本无线工业广播协会支持的纯WCDMA和欧洲电信标准协会定制的UTRA两个独立建议的WCDMA、由我们国家提出的TD-SCDMA等3G系统陆续开始投入使用,其中第三代(3G)系统使用的频段1885~2025MHz,2110~2200MHz,全球统一标准。
20世纪80年代发展起来的模拟蜂窝移动电话系统,被称为第一代移动通信系统。
其主要技术是模拟调频、频分多址,主要业务是话音。
代表这一系统的有美国的AMPS,英国的TACS,北欧的NMT-900及日本HCNTS等。
第一代通信系统采用FDMA方式的模拟蜂窝系统。
其缺点是容量小,不能满足飞速发展的移动通信业务种类的需要。
第二代移动通信采用TDMA或CDMA数字蜂窝系统,如GSM/DCS1800,D-AMPS(IS-136)、CDMA等。
其容量和功能都比模拟系统有了很大的提高,但其业务种类主要限与话音和低速数据。
移动通信继续以前所未有的速度向前发展,用户数量的急剧增加、新业务的需求使人们已不再满足于第二代移动通信系统,因此人们不断进行系统改进。
改进后的系统可称为2.5代(2.5G),并朝着第三代移动通信系统(3G)的方向发展。
第三代移动通信系统(3G)目前也已从原来的标准的讨论渐渐进入商用。
从2G向3G发展是移动通信历史发展的必然趋势。
1.2.2 我国移动通信的发展历程我国移动通信时从军事移动通信起步的。
民用移动通信发展比较的晚,最初阶段大致可分为早期、74系列、80系列三个阶段,20世纪50年代末到70年代中主要用于公安、邮电、交通等少数部门作为专用。
我国公众移动通信起步于20世纪80年代,1987年在广州、上海率先采用900MHz TACS标准的模拟蜂窝移动通信系统,开通了蜂窝移动通信业务。
它一经面世,就受到广大用户的欢迎,并迅速发展到全省全国。
在发展GSM的同时,我国积极跟踪CDMA技术的发展。
CDMA数字蜂窝试验网率先由长城电信在北京、上海、广州、西安四大城市建成并开通,使用效果不错。
美国的TIA的IS-95的双模式CDMA标准以Qualcomm的方案为基础,系统带宽为1.25MHz。
随着中国电信改革的深入,1994年4月,信息产业部确定由中国联通在全国范围经营CDMA数字蜂窝系统。
2000年4月20日,从中国电信分离的移动业务有新成立的中国移动通信集团公司运行。
目前中国国内最主要的移动运营商是中国移动和中国联通,为了改变我国以往在制定技术标准方面跟着国外标准跑的局面,我国的政府主管部门高度重视第三代移动通信发展,积极制定具有我国自己知识产权的3G标准。
1.3 课题研究的目的及内容随着通信技术的发展理论、通信科技技术的不断提高,移动通信技术已经成为人们生活必须,并不断的被发展。
移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区,或者由于外界干扰造成通话质量下降时,必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上,以继续保持通话的过程。
正确认识和理解切换对我们的日常维护及网络优化有重要作用。
由于移动通信系统采用蜂窝结构,所以,移动台在跨越空间划分的小区时,必然要进行切换,即完成移动台到基站的空中接口的转移。
因此切换技术成为无线资源管理中的重要研究内容之一。
切换技术是移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术,适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。
在移动通信系统中,切换的目的有2种可能,一种是实现漫游,另一种是为了提高网络服务质量,即降低掉话率,降低拥塞率。
移动设备与对端通信点之间的通信会由于切换需要一定的时延,这可能造成数据丢失等问题,甚至通信连接的中断,影响我们的正常通信。
研究切换的目的就是要减少切换的延迟和丢包率,这样我们才能更好的运用于实际的通信中。
1.4 课题研究的意义切换是数字蜂窝移动通信的一个主要特点,它保证移动用户从一个小区移动到另一个小区时通话的可靠性。
在任何移动网中,切换是相当重要的,这是因为在蜂窝结构中,最大限度地使用了频谱利用率。
由于在系统中切换的存在,有可能导致数据分组的丢失,以及在两个基站间来回产生几次切换,导致“乒乓”效应。
因此好的切换机制,可以保证呼叫的数据分组正常传输,而不会丢失分组。
由于软切换无中断时间,可有效限制“乒乓”效应,进而提高通信质量。
因此在移动网中软切换机制得到了大力发展和应用。