移動通信系統(tǒng)中的切換技術(shù)探微

【摘 要】本文主要對我國移動通信技術(shù)以及切換技術(shù)的發(fā)展、切換技術(shù)的原理等內(nèi)容進(jìn)行了深入的探討，重點(diǎn)是對市場中出現(xiàn)的切換新技術(shù)加以詳細(xì)闡述，并且對GSM切換過程中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行重點(diǎn)分析。希望可以對今后移動通信系統(tǒng)的切換技術(shù)的研究產(chǎn)生一些積極影響。

【關(guān)鍵詞】移動通信；切換技術(shù)；系統(tǒng)

0.前言

在移動通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)是確保眾多用戶都具有移動性不可忽略的方法。然而，在移動通信系統(tǒng)中，自引入蜂窩概念之后，才出現(xiàn)了切換技術(shù)，并且當(dāng)前已經(jīng)成為移動通信系統(tǒng)研究的重點(diǎn)技術(shù)。可以說，切換技術(shù)是當(dāng)前移動通信蜂窩系統(tǒng)特有的功能，對整個移動通信系統(tǒng)性能產(chǎn)生巨大影響。傳統(tǒng)的切換技術(shù)主要為硬切換技術(shù)。在切換時，首先要中斷MS和原有基站之間的聯(lián)系，然后再和新基站進(jìn)行聯(lián)系。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了第三代移動通信技術(shù)，這樣一來，便出現(xiàn)了軟切換技術(shù)。此切換技術(shù)指的是當(dāng)信道載波頻率相同的情況下切換信道也就是先使MS和新基站取得聯(lián)系后，再和原有基站中斷。以下是對移動通信技術(shù)和切換技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

1.移動通信技術(shù)和切換技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)如今，我國發(fā)展最快的一項技術(shù)為移動通信技術(shù)，并且相繼出現(xiàn)了多種類型的系統(tǒng)，與此同時，給居民的生活帶來了極大的便利，人們已經(jīng)完全擺脫了有線通信的約束，使其享受更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。

從上世紀(jì)80年代，便開始出現(xiàn)了第一代移動通信系統(tǒng)，大多數(shù)都應(yīng)用在商用化，系統(tǒng)主要采用模擬技術(shù)，而接入技術(shù)主要采用的是頻分多址FDMA，因此，提供的通信帶寬是非常小的，僅為9.6kbit/S。在進(jìn)入90年代后，便出現(xiàn)了數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。在此階段，我國移動通信的商業(yè)化取得了巨大的進(jìn)步。和第一代移動通信相比，第二代通信系統(tǒng)有較強(qiáng)的保密性，業(yè)務(wù)種類較多，系統(tǒng)設(shè)置更加標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)勢，與此同時，還為用戶提供了國家漫游活動。接入技術(shù)主要有兩種，即時分多址技術(shù)與碼分多址技術(shù)，傳輸速率最高可達(dá)到28.8kbit/S。不斷是哪一代的移動通信系統(tǒng)，所設(shè)置的業(yè)務(wù)功能都主要在話音業(yè)務(wù)上。但是，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展以及用戶對無線需求的變化，從而使得移動通信傳輸速率以及業(yè)務(wù)功能都發(fā)生了巨大的變化。現(xiàn)如今，第三代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展成為其研究的重點(diǎn)話題?？梢哉f，此代系統(tǒng)不僅包含全球漫游功能，又具有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，甚至傳輸速率更快，容量會更大。盡管第三代移動通信系統(tǒng)的出現(xiàn)是通信系統(tǒng)的一次重要改革，但是，第三代通信系統(tǒng)因其標(biāo)準(zhǔn)要求的不同使得網(wǎng)絡(luò)融合、容量訪問受限等諸多問題始終存在。仍然需要我們進(jìn)一步的研究解決存在的問題。

現(xiàn)如今，隨著蜂窩概念的引入，使得切換技術(shù)成為當(dāng)前移動通信系統(tǒng)非常重要的一項技術(shù)，影響著整個系統(tǒng)的性能的發(fā)揮。蜂窩概率指的是把網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)劃分成為多個小區(qū)，在每一個小區(qū)中設(shè)立一個基站，主要負(fù)責(zé)該小區(qū)移動通信聯(lián)網(wǎng)與控制等各種功能。所以，我們可以把移動通信網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域看作是由多個正六邊形無線區(qū)域相連形成的一個大服務(wù)區(qū)。因服務(wù)區(qū)形狀和蜂窩十分相似，因此，把系統(tǒng)定義為蜂窩式移動通信系統(tǒng)，其所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)便為蜂窩網(wǎng)絡(luò)。通過大量實踐表面，蜂窩結(jié)構(gòu)雖然能夠適應(yīng)高密度的用戶群中，但是，又會引出一個非常復(fù)雜的問題，即如何真正確保移動始終保持通信而不會出現(xiàn)中斷。想要解決此問題，必須借助切換技術(shù)。事實上，切換技術(shù)主要指的是如果用戶在蜂窩區(qū)域中不斷移動時，將此時的呼叫由一個蜂窩而轉(zhuǎn)換到其他的蜂窩的過程。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，又出現(xiàn)了更為復(fù)雜的切換技術(shù)，主要是在子網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行切換，此技術(shù)既包含傳統(tǒng)切換技術(shù)所具有的功能，又可以確保用戶不管在什么時間、什么地點(diǎn)都可以得到最優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。在進(jìn)行切換以后，用戶便會享受更好的服務(wù)，獲得高校的帶寬，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載趨于平衡狀態(tài)。

2.切換技術(shù)原理分析

2.1切換原理

切換技術(shù)的原理主要是用戶在由一個很小的覆蓋范圍轉(zhuǎn)移到其它小區(qū)域覆蓋范圍時，應(yīng)該使用戶與新小區(qū)建立新的鏈路，與此同時，還要將原有的鏈路及時刪除與釋放，只有這樣，才可以確保用戶通話可以持續(xù)進(jìn)行。

2.2切換原因

進(jìn)行切換的原因主要包含以下兩方面：一方面，如果移動臺接收到很弱的信號時，同時使移動臺進(jìn)入到其它的移動小區(qū)范圍內(nèi)時，便有可能會進(jìn)行切換。這時，總系統(tǒng)可以控制移動臺增加信號發(fā)射的功率，但是，如果信號電平始終在門限范圍以下，那么就會立即起動切換。另一方面，因信號質(zhì)量較差所引起的切換。在某些情況下，因信道受到干擾而降低信號質(zhì)量，其信道的糾錯功能難以保證信號質(zhì)量達(dá)到一個能夠接受的水平上，這樣一來，系統(tǒng)會自動切換到一個通信較好的信道。

2.3切換方式

切換方式主要有三種：第一種，移動臺控制切換。移動臺時刻對通信端口的信號強(qiáng)度、信號質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)滿足切換條件的情況，移動臺會立即選用一個更好的切換候選項發(fā)出切換的請求。第二種，網(wǎng)絡(luò)控制切換。此切換方式是利用通信端口對信號強(qiáng)度、信號質(zhì)量實施監(jiān)控，如果信號惡化到某一固定值時，那么網(wǎng)絡(luò)會立即自動切換到其它的通信端口上。在網(wǎng)絡(luò)選用最好的端口之后，會立即通知新舊端口進(jìn)行切換。第三種，為移動臺的輔助切換。由移動臺對四周各個端口的信號強(qiáng)度與質(zhì)量進(jìn)行檢測同時將其結(jié)果立即發(fā)送給原有端口，由網(wǎng)絡(luò)判斷是否需要進(jìn)行端口切換，以及會切換到哪個端口。

3.切換新技術(shù)

3.1移動IP切換技術(shù)

由于傳統(tǒng)IP協(xié)議不能更好的支持移動性，然而，對于當(dāng)前的IP路由機(jī)制盡管能夠使主機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行移動，但是，IP地址唯一標(biāo)識了網(wǎng)絡(luò)所接入的位置。自移動IP切換技術(shù)的出現(xiàn)之后，即使是用戶進(jìn)入到其它的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中，依然可以具有相同的IP地址，這樣一來，可以保證漫游用戶的持續(xù)通話。

3.2異構(gòu)網(wǎng)切換技術(shù)

由于當(dāng)前移動通信技術(shù)不夠統(tǒng)一，因此對于不同標(biāo)準(zhǔn)使用的用戶來說，帶來了極大的影響。然而，由于人們要求在與網(wǎng)絡(luò)相接后，應(yīng)該高質(zhì)量的完成定位、收集數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，但在某些特定區(qū)域使用某個標(biāo)準(zhǔn)為用戶提供高質(zhì)量的通信服務(wù)是非常困難的。因此，我們便可以引入異構(gòu)網(wǎng)切換技術(shù)，由于此技術(shù)的研究剛開始起步，因此，此項新切換技術(shù)還不夠成熟。

4.GSM切換過程中存在的問題

4.1基站沒有設(shè)置切換信道

當(dāng)前，在某些小區(qū)中，因相鄰小區(qū)通信業(yè)務(wù)過于繁忙，因此，導(dǎo)致基站沒有足夠的切換通道，這樣一來，用戶在切換時不能占用相鄰小區(qū)閑置信道，導(dǎo)致呼叫受到限制。

4.2信號較弱

在基站進(jìn)行話務(wù)量切換時，有且請求會由于信號較弱而切換失敗，有些盡管已經(jīng)切換成功，但是，也會因信號強(qiáng)度問題而中斷通話。

4.3網(wǎng)絡(luò)存在盲區(qū)

當(dāng)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)之后，因信號強(qiáng)度較弱，進(jìn)而發(fā)出切換請求，如果未能切換成功，那么必然會中斷通話。

5.小結(jié)

總體來說，盡管我國移動通信技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，但是仍然存在很多的問題，必須采取有效的措施加以解決。

【參考文獻(xiàn)】

［１］楊飛，夏軍，崔亞平.基于通信仿真的手機(jī)切換擾動對車速誤差影響[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011(10).

［２］張晶，趙剛.淺談CDMA網(wǎng)中的切換技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2009(2).

［３］吳茜，吳建平，徐明偉.基于快速組播切換的分層移動組播體系結(jié)構(gòu)[J].軟件學(xué)報，2006(1).

［４］康建初，陳羽.移動IPv6切換性能研究及平滑切換框架的實現(xiàn)[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2005(5).