浅谈移动通信的切换技术

tina1989

所谓切换，是指当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，或者由于外界干扰而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去，以继续保持通话的过程。它是移动通信系统中一项非常重要的技术，正确认识及理解切换对我们的日常维护有网络优化会起到很重要的作用。


　　一、切换判决条件


　　在移动通信系统中，我们一般可根据射频信号强度，载干比、移动台到基站的相对位置来判断切换与否。
　　1.依射频信号强度判决


　　射频信号强度（基站接收到的手机信号强度）直接反映了话音传输质量的好坏，基站话音信道接收机连续对其进行测量，控制单元将测量值与门限值比较，根据比较结果向交换机发出切换请求。


　　2.依接收信号载干比判决


　　载干比是接收机接收到的载波信号与干扰信号的比值，反映了移动通信的通话质量，如在TACS系统中，通话时基站会产生连续的监测音SAT，和话音一起传送，用于监测无线信道质量。一般来说，TACS要求载干比为17dB，而GSM、CDMA载干比分别为9dB和7dB。当接收机接收到的载干比小于规定的门限值时，系统就启动切换过程。


　　3.依移动台到基站的距离判决


　　一般而言，切换是由于移动台移动到相邻小区的覆盖范围内，因此可根据其与基站及小区的距离作出是否要进行切换的判决。当距离大于规定值时，则发出切换请求。


　　上述3种判决条件中，满足其中任一条件都将启动切换过程。但在实际应用中，由于在通话过程中测量接收信号载干比有一定困难，而用距离判决时，测量精度有时很难保证。因此，大多数的移动通信系统均使用射频信号强度作为判决切换与否的基准。基于信号强度的切换过程如下：移动台从当前小区运动到相邻小区时，从两小区接收到的信号强度不断发生变化，随移动台逐渐接近当前小区边界，信号强度和质量逐渐恶化，从某一点开始从相邻小区来的信号强度开始高于当前小区；另一方面，相邻小区收到该移动台的信息强度也高于当前小区收到的信号强度，在移动台与当前小区间的通信链路恶化到无法使用之前，通话被切换到相邻小区。


　　二、切换控制方式


　　移动通信系统共有三种切换控制方式，即：移动台控制切换（MCHO）、网络控制切换（NCHO）和移动台辅助切换（MAHO）。


　　1.移动台控制切换（MCHO）


　　移动台控制切换是通过移动台持续监视通信端口的信号强度和质量，当满足切换条件时，移动台选择一个最好的切换侯选项并发起切换请求，目前欧洲的DECT和北美的PACS系统均采用该切换控制。


　　2.网络控制切换（MCHO）


　　网络控制切换是通过通信端口监视信号强度和质量，当信号恶化到低于某阈值时，网络就安排切换到新的通信端口，在此过程中，网络要求所有端口监视由移动台来的信号，并将结果报告给网络，当网络选择新端口后，它同时通知旧端口和新端口完成切换，移动台在切换过程中是被动的。目前的TACS及AMPS系统均采用这种切换控制，即由基站检测，由交换中心控制完成，当前基站监视并测量所有通信链路，移动交换中心（MSC）命令周围基站不时地测量各自的通信链路，基于这些测量，MSC决定何时何地发生切换。


　　3.移动台辅助切换（MAHO）


　　移动台辅助切换（MAHO）可以说是网络控制切换（NCHO）的一种演化，网络要求移动台测量周围端口的信号强度并报告给旧端口，然后由网络来判断是否切换和切换到哪个端口。因此MAHO是通过移动台测量通信链路，而由网络控制切换，在切换过程中移动台和网络同时参与切换，移动台负责测量，网络负责判决。目前的GSM及CDMA系统均采用这种切换控制，即由移动台监测判决，由交换中心控制完成。


　　我国目前是TACS、GSM及CDMA多网并存的结构。在TACS系统中，由于采用网络控制切换方式，由基站检测，由交换中心控制完成，故信道监视和测量功能集中在基站，当基站判决要切换时，必须请求和等待相邻基站的测量结果才能确定切换的目标小区；而在GSM和CDMA系统中，由于采用移动台辅助切换方式，切换是由移动台负责测量，网络负责判决的，故需要切换时，目前小区可立即确定，因此GSM、CDMA切换速度较TACS要快。另外，由于网络控制切换需要传递大量信令用以搜集信息，然而基站可用的无线资源是有限的，切换又经常要花费数秒钟，为减少网络的信令负担，周围基站并非持续的MSC传递测量报告，即测量次数由于资源的限制而降低，因此MSC用作切换判决的依据并非精确可靠。