第一篇：移動通信技術切換技術課外設計報告

題目： 移動通信技術的切換技術

課外設計報告

專 業

通信專業

屆 別

2011

學 號

1008511270522 姓 名

張楠 指導老師 劉海波

2013.1.15

日期：

目錄 緒論...........................................................................2 1.1 課題研究的背景...........................................................3 1.2 課題研究的目的和意義.....................................................3 2 切換的基本簡介..................................................................4 2.1切換簡述..................................................................4 2.2 引起切換的原因 ?????????????????????????????..5 2.3切換的分類………………………………………………………………………………………5 2.4切換方案的要求............................................................6 3 越區切換的基本分類..............................................................6 3.1.1 硬切換..............................................................6 3.1.2軟切換..............................................................6 3.1.3更軟切換............................................................7 3.1.4接力切換............................................................7 3.1.5垂直切換............................................................7 3.2 越區切換的基本準則........................................................8 3.2.1基本準則............................................................8 3.2.2過程控制????????????????????????????? ?8 3.2.3注意事項............................................................9 4 移動通信系統的切換技術..........................................................9 4.1 第二代移動通信系統的切換技術..............................................9 4.1.1 技術流程............................................................9 4.1.2 對GSM系統切換優缺點的討論.........................................10 4.2 IS-95CDMA 系統的切換技術.................................................10 4.2.1 技術流程...........................................................10 4.2.2 軟切換的主要優缺點.................................................10 4.3第三代移動通信系統的切換技術.............................................11 4.3.1 基本簡介...........................................................11 4.3.2歐洲和日本的WCDMA的切換...........................................11 4.3.3北美的CDMA2000的切換..............................................11 4.3.4中國的TD-SCDMA的切換..............................................12 5 各種蜂窩移動通信系統的切換.................................................12 5.1 GSM系統中的切換.....................................................12 5.2 CDMA2000系統中的切換................................................12 5.3移動IP中的切換......................................................13 5.3．1切換方式綜述....................................................13 結論.....................................................................14

第一章 緒論

1.1 課題研究的背景

移動通信以其特有的靈活、便捷的優點符合了現代社會人們對通信技術的要求，成[1]為80年代中期以來發展最為迅速的通信方式。移動通信技術經歷了從模擬調制到數字調制技術的發展。第一代采用頻分多址（FDMA）模擬調制方式，其主要代表有美國的AMPS、[2]英國的TACS、北歐的NMT等。這種系統的主要缺點是頻譜利用率低，信令干擾話音業務。第二代蜂窩系統采用時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）的數字調制方式，提高了系統容量，并采用獨立信道傳送信令，使系統性能大為改善。TDMA的兩個典型代表是北美的IS－54系統和歐洲的GSM系統。

TDMA方式的主要缺點是：（1）系統容量仍不理想；（2）和FDMA方式一樣，TDMA

[3]方式的越區切換性能仍不完善。為克服FDMA和TDMA兩種多址方式的缺點，產生了即將試用的第三代移動通信技術CDMA(碼分多址)。

隨著移動通信的發展，運營商和用戶對業務拓展的需求不斷增強，移動通信正在向著以CDMA為基礎，以寬帶化通信為特征的第三代3G技術發展。鑒于CDMA技術的優越性，3G的三大主流標準CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA都是基于CDMA技術的。3G投入正式運營

[4]后，3G用戶將獲得寬帶多媒體和高速率數據的無線移動通信服務。

1.2 課題研究的目的和意義

由于移動通信系統采用蜂窩結構，所以，移動臺在跨越空間劃分的小區時，必然要進行切換，即完成移動臺到基站的空中接口的轉移。因此切換技術成為無線資源管理中的重要研究內容之一。切換技術是移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術，適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。在移動通信系統中，切換的目的有2種可能，一種是實現漫游，另一種是為了提高網絡服務質量，即降低掉話率，降低擁塞率。

切換參數的選擇將影響到網絡的性能和服務質量。對于運營商來說，移動網絡的系統性能和服務質量是非常重要的。運營商的競爭將是網絡質量的競爭。因為優質的網絡服務是建立在良好的網絡質量之上的。網絡參數的分析和調整是網絡優化工作的重要內容之一，尤其對于網絡質量和參數設置密切相關的碼分多址系統來說，切換控制參數僅僅是其中的一小部分，但卻是對網絡質量影響很大的一部分。切換策略和控制參數的性能優化將得到廣泛的重視。細致、完善的網絡優化，可以充分降低全網的干擾水平，改善網絡性能，提高呼叫接通率，降低掉話率，提高網絡的數據業務吞吐能力，提高網絡容量。如今所廣泛采用的第二代時分多址移動通信系統中，切換方式為硬切換，硬切換發生在使用不同載頻的相鄰小區間，在城區，小區面積較小，又由于頻分系統的特性，用戶

[5]在通信過程中由于移動而產生頻繁的硬切換是不可能避免的。而硬切換是先中斷與原基 3

站的聯系，調諧到新的頻率上，再與新基站取得聯系。屬于“先斷開后切換”，如在切換過程中受到干擾等因素的影響，很容易導致切換失敗，引起掉話；當硬切換區域面積狹窄時，會出現新基站與原基站之間來回切換的“乒乓效應”，影響業務信道的傳輸，進而影響網絡的性能和質量。

在第三代移動通信中，WCDMA和CDMA2000是碼分多址系統，在同頻小區間所采用的[6]是軟切換。而我國唯一具有技術知識產權的標準TD-SCDMA采用了創新的接力切換。接力切換與軟切換的不同之處在于接力切換并不需要同時有多個基站為一個移動臺服務，因而克服了軟切換需要占用的信道資源比較多，信令復雜導致系統負荷加重，以及增加下行鏈路干擾等缺點。而與硬切換相比，接力切換克服了傳統硬切換掉話率較高、切換成功率較低的缺點。接力切換突出了切換成功率高和信道高利用率的優點。

但是，接力切換參數的設置同樣很重要，如果設置的不恰當則無法體現出接力切換的優點，反而有可能會加重系統負擔、掉話、或者造成對其他小區的干擾增加等等問題，對網絡性能和質量造成不好的影響。

所以，本文通過仿真結合接力切換算法，說明各個參數對接力切換效果的影響，并根據仿真得出的數據分析從而選擇出最佳的切換參數方案。切換的基本簡介

2.1切換簡述

在蜂窩移動通信網中，切換是保證移動用戶在移動狀態下實現不間斷通信，切換也是為了在移動臺與網絡之間保持一個可以接受的通信質量，防止通信中斷，是適應移動衰落信道特性的必不可少的措施。特別是由網絡發起的切換，其目的是為了平衡服務區內各小區的業務量，降低高用戶小區的呼損率的有力措施。這是適應移動衰落信道特性的必不可少的措施切換技術是移動通信網絡提供移動服務所需的技術，它使移動終端可以在任何時候、任何地方都能得到在線連接和服務，是實現無縫漫游的重要機制。

2.2 引起切換的原因

引起切換的主要原因是空中接口（Um）的鏈接無法 滿足需要,表現為: 1.1 信號強度引起切換

當基站或移動臺接收到的信號較弱, 或是移動臺進入另一個小區,或是同一小區的不同扇區有質量更好的鏈路時, 可能引起切換。當服務基站增加發射功率提高接收電平,或是移動臺增加發射功率,信號電平依然低于門限值時就必須啟動切換。尤其是3G 中,由于CDMA 是自干擾系統, 增加發射功率會提高信號質量但會影響系統覆蓋能力,更需考慮切換的重要性。

1.2 信道質量引起切換

若信道受到較大干擾影響引起信道質量較大衰減,前向糾錯功能不能滿足信道質量要求的最低水平, 即使原信道的信號電平較強,也必須切換到質量較好的新信道。

1.3 移動臺與基站之間的距離引起切換

網絡規劃中規定的小區半徑的數值與小區中的移動臺和基站之間的半徑距離限制都被存儲在基站數據庫中, 系統不斷檢測比較移動臺與基站之間的距離和極限距離,若超過極限距離將引起切換。

1.4 話務量飽和引起切換

移動交換中心發現一些小區的的話務量即將達到飽和值,而相鄰小區話務量較小時,可命令高話務量小區降低導頻信道的發射功率使本小區邊緣用戶提前切換到相鄰小區,以調和各小區的負荷量,稱為小區呼吸。

2.3切換的分類

切換包括測量、判斷和執行三個過程。

可根據四種情況來區分不同種類的切換：

(1)切換功能定位 可分為網絡發起的切換和終端因移動而發起的切換(2)涉及的網絡單元 可分為小區內、小區之間和網絡之間切換；

(3)活動連接數目 可分為硬切換和軟切換兩種，硬切換在任何時候都只存在一個連接，軟切換可在切換時同時存在幾個連接；

(4)轉移的數據類型 電路交換數據和分組交換數據。

2.4切換方案的要求

一種切換方案必須符合的基本要求如下：

(1)等待時間 實現切換所需的時間，即從開始切換到正常傳輸數據的時間，必須適合終端移動速度；

(2)靈活性切換程序應能支持同一小區內切換、不同基站之間切換或者不同網絡之間切換；(3)最小急速下降和快速恢復；

(4)服務質量(QOS)能夠在切換時維持某種級別的QOS，并能在切換完成后重新協商；(5)最小附加信令。此外，移動臺通常都是電池供電，因此功率管理值得考慮，例如不能認為移動臺接收機總是保持在供電狀態。

3越區切換的基本分類

3.1.1 硬切換

硬切換最主要的特點就是移動臺在硬切換情況下，同一時刻只

越區切換

占用一個無線信道，它必須在一個指定時間內，先中斷與原基站的聯系，調諧到新的頻率上，再與新基站取得聯系，在切換過程中可能會發生通信短時中斷。硬切換主要是不同頻率的基站和扇區之間的切換。在硬切換中，為了使中斷時間盡量短，在網絡中要預先建立新的鏈路。硬切換的一個主要優點是在同一時刻，移動臺只占用一個無線信道。硬切換的缺點是通信過程會出現短時的傳輸中斷，因此硬切換在一定程度上會影響通話質量。而且如果在中斷時間內受到干擾或切換參數設置不合理等因素的影響，會導致切換失敗，引起掉話；當硬切換區域面積狹窄時，會出現新基站與原基站之間來回切換的“乒乓效應”，影響業務信道的傳輸。硬切換主要用于GSM系統中。

3.1.2軟切換

在軟切換過程中，兩條鏈路及相對應的兩個數據流在一個相對較長的時間內同時被激活，一直到進入新基站并測量到新基站的傳輸質量滿足指標要求后，才斷開與原基站的連接。軟切換是同一頻率下不同基站之間的切換。不管是從移動臺的角度還是從網絡的角度看，兩條鏈路傳輸的是同一個數據流，保證了通信不會發生中斷。在軟切換中，移動臺只有在取得了與新基站的鏈接之后，才會中斷與原基站的聯系，因此在切換過程中沒有中斷，不會影響通話質量；軟切換由于是在頻率相同的基站交界處，移動臺同時與多個基站通信，起前向業務信道和反向業務信道的路徑分集的作用，因而可大大減少切換造成的掉話。而且在軟切換中移動臺和基站均采用分集技術和反向功率控制，能很好的提高系統的性能。但是軟切換同時也存在需要占用的信道資源較多、信令復雜導致系統負荷加重、增加下行鏈路干擾、增加設備投資和系統背板的復雜性等的缺點。軟切換主要用于CDMA系統中。

3.1.3更軟切換

在CDMA 系統中，移動臺在扇區化小區的同一小區的不同扇區之間進行的軟切換稱 6

為更軟切換。實際上是相同信道板上的導頻之間的切換。這種切換是由BSC 完成的，并不通知MSC。

3.1.4接力切換

接力切換流程接力切換是一種基于智能天線的切換方案。接力切換是利用精確的定位技術，在對移動臺的距離和方位進行定位的基礎上，根據移動臺方位和距離作為輔助信息來判斷移動臺是否移動到了可進行切換的相鄰基站臨近區域。如果移動臺進入這個切換區，則RNC（無線網絡控制器）通知該基站做好切換的準備，從而實現快速、可靠和高效切換。這樣既節省信道資源、簡化信令、減少系統負荷，也適應不同頻率小區之間的切換。在第三代移動通信標準中TD-SCDMA中采用了接力切換。實現接力切換的必要條件是：網絡要準備獲得移動臺的位置信息，包括移動臺的信號到達方向以及移動臺與基站的距離。

3.1.5垂直切換

上面介紹的幾種切換方式按照切換的方向來分都可以歸為水平切換，而與此相對應，還存在一種切換方式，即垂直切換。可以這樣來概括水平切換和垂直切換：移動臺在相同系統的基站（扇區、信道）之間的切換稱為水平切換，而移動臺在不同系統的基站（扇區、信道）之間的切換就稱為垂直切換。在移動通信系統中，通過在宏蜂窩下引入微蜂窩從而形成分級小區結構，從而解決網絡內的“盲點”和“熱點”，同時也針對用戶的不同運動狀態，用不同級別的小區提供通信能力。宏蜂窩主要滿足以高速移動的移動終端或由于缺乏信道而不能由微蜂窩服務的移動終端，因此可以降低切換的速率并同時增加系統的容量。移動終端通話時，它同時保持與宏蜂窩、信號最強的相鄰微蜂窩的連接。并不斷地測量宏蜂窩和相鄰的微蜂窩的信號強度，報告基站系統控制器，基站系統控制器調整移動臺與它自己相鄰的微蜂窩的連接。當移動終端低速移動發生切換時，基站根據移動終端測量的信號強度，優先把移動終端切換到信號最強的微蜂窩，由于移動終端一直都保持與信號最強的微蜂窩的連接，所以切換速度很快，切換完成后才調整移動終端與微蜂窩的連接。當然移動終端快速移動發生切換時，基站根據移動終端的速度，優先把移動終端切換到宏蜂窩，這樣移動終端連續經過微蜂窩的時候都不會發生切換，減少了切換的發生；當移動終端速度降低到一定程度時，基站又把移動終端切換到信號最強的微蜂窩，保證用戶得到最好的通信質量與提高系統的容量

3.2 越區切換的基本準則 3.2.1基本準則

⑴依靠接收信號載波電平判定。當信號載波電平低于門限電平（例如－100dBm），則進行切換。

⑵依接收信號載/干比判定。當載/干比低于給定值時，則進行切換。

⑶依移動臺到基站的距離判定。當距離大于給定值時，則進行切換。實際上，在通話過 7

程中測量接收信號載/干比有一定的困難；而用距離判定時，則距精度有時很難保證。所以，一般常用的時第一種。

3.2.2過程控制

過程控制主要有三種： ① 移動臺控制的越區切換

移動臺連續監測當前基站和幾個越區時的候選基站的信號強度和質量，當滿足某種越區切換準則后，移動臺選擇具有可用業務信道的最佳候選基站，并發送越區切換請求。

DECT等小系統常采用，在大系統中容易引起切換沖突。② 網絡控制的越區切換

基站監測來自移動臺的信號強度和質量，當信號低于某個門限后，網絡開始安排向另一個基站的越區切換。缺點：若MS失去聯系，將造成信號中斷。第一代模擬系統采用此方法切換時間長，可達10S。③ 移動臺輔助的越區切換

網絡要求移動臺測量其周圍基站的信號并把結果報告給舊基站，網絡根據測試結果決定何時進行越區切換以及切換到哪一個基站。第二代系統GSM，CDMA都采用此方法。特點：時間快，切換過程1s~2s，信號中斷<1s。

3.2.3注意事項

在微小區，高速移動用戶僅有很少時間就需切換，對系統壓力太大，一種宏小區與微小區相結合的傘狀小區結構，切換時采用宏小區信道可解決上述問題。

越區切換準則：

準則1：相對信號準則。在任何時間都選擇具有最強接收信號的基站。這種準則的缺點是：在原基站的信號強度仍滿足要求的情況下，會引發太多不必要的越區切換。

準則2：具有門限規定的相對信號強度準則。僅允許移動用戶在當前基站的信號足夠弱(低于某一門限)，且新基站的信號強于本基站的信號情況下，才可以進行越區切換。

準則3：具有滯后余量的相對信號強度準則。僅允許移動用戶在新基站的信號強度比原基站信號強度強很多(即大于滯后余量)的情況下進行越區切換。該技術可以防止由于信號波動引起的移動臺在兩個基站之間來回重復切換，即“乒乓效應”。

準則4：具有滯后余量和門限規定的相對信號強度準則。僅允許移動用戶在當前基站的信號電平低于規定門限并且新基站的信號強度高于當前基站一個給定滯后余量時進行越區切換。移動通信系統的切換技術

4.1 第二代移動通信系統的切換技術

第二代移動通信系統是指數字蜂窩移動通信系統，其典型系統為以GSM為代表的TDMA（時分多址）數字蜂窩網和IS-95窄帶CDMA（碼分多址）數字蜂窩網

4.1.1 技術流程 GSM系統采用移動臺輔助越區切換（MAHO）。其主導思想是把切換的檢測和處理等功能部分的分散到各個移動臺，由移動臺來測量基站和周圍基站的信號強度，把測量結果送給MSC分析處理，做出有關切換的決策。信息的傳遞在慢速輔助控制信道（SACHH）中完成。SACCH是基站和移動太之間的一條雙向的點對點的控制信道，移動臺不斷的報告正在服務的基站和鄰近基站的廣播控制信道（BCCH）的信號強度，SACCH可與一個獨立專用控制信道或業務信道聯用，實現輔助功能SACCH位于26個TDMA幀構成的業務復幀的第13幀。

TDMA技術和MAHO提供了條件。GSM系統在一幀8個時隙中,MS最多占用兩個時隙分別進行發射和接受，在其他時隙內，可以對周圍基站的BCCH進行信號強度的測量，當發現信號變弱，達不到或已接近信噪比的最低門限值而又發現周圍某個基站的信號很強時，他就可以發出切換的請求，由此來啟動切換。

4.1.2 對GSM系統切換優缺點的討論

GSM系統采用了MAHO技術，能明顯加快切換速度。其小區半徑可以減少至0.5Km，因為系統熔煉可以得到提高，設置多種控制信道，增強系統控制熔煉可以得到提高，設置多種控制信道，增強系統控制能力，不會在通信中中斷話音，較之第一代大大改善了通話質量，但由于采用硬切換，扔會產生“乒乓效應”，通信高峰期還會出現掉話。

4.2 IS-95CDMA 系統的切換技術 4.2.1 技術流程

以往的系統都采用硬切換，而CDMA系統采用軟切換，在硬切換中，切換與否有一個明確的選擇。對于軟切換來說，是否進行切換是一個有條件的選擇。根據來自兩個或多個基站導頻信號強度的變化，最終確定與其中一個進行通信。在過度期間，用虎與所候選基站保持業務信道的通信。軟切換只能在同頻率的CDMA信道間進行，因此切換只改變地址嗎，不改變頻率。他在兩個基站覆蓋區的交界處起到了分集作用。這樣減少了由于切換造成的掉話（據統計，模擬系統，TDMA系統中無線信道上的90%掉話是在切換過程中發生的），保證了通信的可靠性。

4.2.2 軟切換的主要優缺點

1:優點

a：無縫切換，保持通話連續性，有效控制了“乒乓效應” b：減少掉話的可能性；

c：切換區域的移動臺發射功率降低。減少發送功率是通過分集接受來實現的，降低發送功率有利于增加反向容量，減少干擾。另外發射功率的降低意味著延長了手機電池的使用時間，也就延長了通話時間，具有實際意義。

d：軟切換為在CDMA系統中實現分集接收提供了條件，提高了通信質量。2：缺點

a:導致硬件設備增加； b：降低了前向信道容量；

c：對系統性能和網絡資源產生消極的影響。在前向鏈路中，過多切換降低了系統性能；在反向鏈路上，過多切換會占用更多的網絡資源（回程連接）

4.3第三代移動通信系統的切換技術 4.3.1 基本簡介

第三代移動通信系統是以實現世界范圍的個人通信為目標，實現IT網絡全球化，業務綜合化和通信個人化，把“服務到終端”推向“服務到個人”。

第二代系統中，由于全球各國采用標準不同，在全球范圍內無法漫游。而在第三代系統中，以全球為著眼點，以“地球村”為理念，將實現全球無縫隙覆蓋和漫游。

關于第三代系統的標準問題，目前仍有很多爭議。但是寬帶CDMA以其特有的優勢，成為第三代移動通信的技術主流。目前，形成了幾個代表；歐洲和日本的WCDMA，北美的CDMA2000，中國大唐電信研制的TD-SCDMA。這標志著我國提出的移動通信建議在白天通信史上第一次成為國際電信聯盟采用的技術標準。

4.3.2歐洲和日本的WCDMA的切換

WCDMA是基于GSM的第三代技術。我國擁有世界上最大的GSM網絡，運營商只需要添加一些軟硬件，即可使GSM升級為WCDMA，保護已有的GSM投資。

WCDMA的切換，在進入軟切換之前，移動臺從兩個基站測量下行鏈路。SCH的時間差，并向服務基站報告時間差。在一用宏小區，微小區，和微微小區的分層結構時需要頻率間的切換。當熱點地區有高容量的要求時也可以采取幾個載頻間的切換。為了完成頻率間的切換，當在現有的頻率上運行時，就需要一個有效的方法在其他頻率上進行測量。測量采用雙接受機的劃分時隙的兩種方法。

4.3.3北美的CDMA2000的切換

CDMA2000這一標準由美國提出，是基于IS-95CDMA的寬帶CDMA技術，可以保護基于IS-95窄帶CDMA的投資，其切換與IS-95中的軟切換類似。

4.3.4中國的TD-SCDMA的切換

TD-SCDMA系統在切換方面的技術特色為實行接力切換；利用移動臺的位置信息，準確的將移動臺切換到新小區，避免了頻繁的切換，大大提高了系統的容量。采用接力切換的有點是與CDMA軟切換相比，簡化了用戶終端設計，克服了軟切換長期占用網絡資源和基站下行容量的資源缺點 各種蜂窩移動通信系統的切換

5.1 GSM系統中的切換

在GSM 系統中，有兩種基本切換類型：(1)內部切換

小區內切換：在同一小區內，呼叫從一個信道轉移到另一個信道；

小區間切換：呼叫從一個小區轉移到另一小區，兩個小區都在同一基站控制器(BSC)的控制下。

(2)外部切換

MSC內切換：呼叫在不同基站控制器之間轉移，但屬于同一移動服務交換中心(MSC)；

MSC間切換：呼叫在不同MSC之間轉移。原先的MSC稱為錨定MSC，新的MSC 稱為中繼MSC。切換由終端或MSC發起。GSM 系統終端以TDMA方式掃描l6個鄰域節點的廣播控制信道，并建立一個有6個最佳小區的列表，由信號強度決定切換到哪個小區。GSM 系統使用兩種切換算法：(1)最小可接受的性能：在這種算法里，功率控制優先考慮；(2)功率預算算法：在這種算法里發起切換，維持可以接受的信號強度和功率級別。GSM系統根據移動的地點和類型，劃分切換任務和定位切換流量。

5.2 CDMA2000系統中的切換

cdma2000系統使用其物理層，可支持現存IS．95B系統的業務標準(如話音、數據、激活業務和空中準備)。在下列情況下，cdma2000支持話音、數據和其它業務從IS-95B系統到c&ua2000系統的切換：

(1)在切換邊界與單個頻帶內；

(2)在切換邊界與頻帶間(假定移動臺支持多頻帶工作)；(3)在同一小區和同一頻帶內；

(4)在同一小區內和不同頻帶間(假定移動臺支持多頻帶工作)。此外，cdma2000還支持從cdma2000系統到IS-95B系統的切換。切換有四種基本類型：

(1)扇區間切換或更軟切換移動臺與同一小區的兩個扇區保持通信；

(2)小區間切換或軟切換 移動臺與不同小區的兩個或三個扇區保持通信；(3)軟／更軟切換移動臺與一小區的兩個扇區以及另一小區的扇區進行通信；(4)硬切換連接斷開之前就先斷開的方式。切換過程：

(1)移動輔助軟切換(MASHO)過程移動臺監控鄰域基站前向導頻信道(FPICH)的電平值，并向網絡報告穿越一系列給定門限值的FPICH，移動臺用RAKE接收機對多徑信號進行相干合并；(2)動態調整軟切換門限軟切換提高了整個系統的性能，但在前向鏈路中過多的切換會降低系統性能，而在反向鏈路中過多的切換會占用更多網絡資源。小區內的有些位置只能接收較弱的FPICH，需要較低的切換門限，而其它位置能夠接收到一些較強的和主要的

FPICH，要求較高的切換參數。這些可通過動態調整切換門限來實現。

5.3移動IP中的切換

移動IP 是一種使用分組封裝和重定向的技術，建立在本地代理和外地代理的基礎上。本地代理維護著一個本地移動終端數據庫，當移動節點從本地移動到外地，本地代理更新數據庫，包含節點所在外地代理的地址。當 包發送給移動節點時，首先到達本地代理。本地代理把該 包與移動節點所在外地代理的地址進行封裝，再發送給外地代理。外地代理接收到封裝的 包后，去除 報頭信息，將包送給移動終端。對于這種方案，雖然移動節點到固定主機的路由是最佳的，但是固定主機到移動節點的路由卻不是最佳的。在支持移動性方面，IPv6比IPv4加強許多，包括無狀態地址自動配置和鄰域發現。IPv6中的移動性支持同樣采用了本地網絡、本地代理和包封裝傳送給移動節點所在網絡的思路，同樣需要一個轉交地址。移動節點使用無狀態地址自動配置和鄰域發現來配置轉交地址，因此IPv6的移動性支持并不需要外地代理。通過采用源路由，可有效地克服移動的三角路由問題。

5.3.1切換方式綜述

綜上所述，不同的移動通信網絡支持不同的切換方式或切換時使用相應的策略，一般來說，一個網絡應能支持網絡發起的切換和終端移動性引起的切換。對于網絡切換的支持，應包括一些基本功能：

(1)基站端對上行鏈路信號強度和E。／I。的測量；(2)命令終端對其它基站的測量；(3)硬切換和軟切換。

對于終端移動性切換的支持，應包括一些基本功能：(1)下行鏈路信號強度和E。／Io的測量；(2)終端能夠提取基站信息；(3)硬切換和軟切換。

心得：未來移動通信系統中切換技術與移動性管理結合得越來越緊密, 由于未來移動通信系統的核心網為IP網, 這勢必會給移動用戶的切換帶來新的問題和挑戰。現有的切換算法是針對峰窩移動通信系統設計, Interne t協議開始并不是針對無線通信環境所設計, 要使得未來移動通信系統中切換技術得以實現, 必須對現有的切換技術進行修改。移動通信網絡是在不斷飛速發展的，因此新技術、新問題將會不斷出現，只有通過不斷的學習和經驗積累，特別是針對新技術的了解和知識儲備，才能跟上技術的發展步伐，通過切換技術的提升，使移動通信網絡質量也隨之提升。

第二篇：移動通信技術

移動通信技術

1、移動通信的概念

2、移動通信的特點（4點）

3、移動通信的工作方式

4、移動通信系統的組成5、移動通信中編號北京

6、移動通信中發射信號的處理

7、數字信號調制

8、移動通信系統的業務

9、移動通信的組網制式

10、小區制的特點

11、小區的形狀選擇

12、信道的分類

13、信道的概念

14、頻譜分配的基本原則

15、影響頻率選擇的因素

16、同頻費用

17、多信道公用

18、話務量

19、

第三篇：移動通信技術

GSM:全球移動通訊系統Global System of Mobile communication

GPRS---General Packet Radio Service，通用無線分組業務

EDGE---Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的縮寫，即增強型數據速率GSM演進技術

UMTS---通信系統（Universal Mobile Telecommunications System）HSPA---High-Speed Packet Access高速數據信息包接入/存取技術

LTE---Long Term Evolution的縮寫，全稱應為3GPP Long Term Evolution，中文一般翻譯為3GPP長期演進技術，為第三代合作伙伴計劃（3GPP）標準，使用“正交頻分復用”（OFDM）的射頻接收技術，以及2×2和4×4 MIMO的分集技術規格。同時支援FDD（頻分雙工）和TDD（時分雙工）。

第四篇：移動通信分集技術

移動通信報告

設計題目： 分集技術 班 級： 11通信 姓 名： 學 號： 指導教師：

2014 年 12 月 10 日

分集技術

Diversity Techniques

【摘要】無線移動通信因其信道的特殊性，使得多徑現象及各種衰落極大地影響通信質量，衰落效應是影響無線通信質量的主要因素之一。為了提高系統的抗多徑性能，最有效的方法是對信號采用分集技術。分集技術因為他的良好的抗衰落性能而被視為一種有效的方法應用在移動通信系統中。分集基本思想是在相關性很小的若干個支路上載有同一消息的信號，然后通過合并技術再將各個支路信號合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率。分集技術通常利用無線傳播環境中同一信號的獨立樣本之間不相關的特點，使用一定的信號合并技術改善接收信號，來抵抗衰落引起的不良影響。在第三代和第四代移動通信系統中，分集技術都已得到了廣泛應用。Abstract: Multipath phenomenon and attenuation make great effects on the quality of wireless mobile communication because of its special channel.The attenuation effect is one of the main reasons that affect the quality of wireless communication.In order to improve the anti-multipath performance of the system, the most effective method is the use of diversity techniques to signals.Because of its good resistance to attenuation, diversity has been regarded as an effective method in a mobile communication system.Diversity techniques mean carrying the same messages on different branches which have little correlation between each other, and then it will output the signal from those branches by the combining techniques, so it can reduce the probability of deep attenuation greatly in receiving terminal.Diversity techniques usually make use of the uncorrelated characteristics of same signal’s independent samples in wireless propagating environment, and improve the received signals by signal combining techniques to resist attenuation effects.In the third and forth generation mobile communication system, diversity techniques have been widely used.【關鍵詞】空間分集；合并技術；MIMO技術

Keywords: Space Diversity;Combining Techniques;MIMO Techniques

【正文】

一、分集技術基本原理

“分集”背后的主要思想是提供發射到接收機信號的不同復制信號。如果不同復制信號獨立的衰落，所有發射信號的復制信號同時深衰落的可能性就會降低[1]。因此分集的基本原理就是通過多個信道（時間、頻率或者空間）接收到承載相同信息的多個復制信號，由于多個信道的傳輸特性不同，信號多個復制信號的衰落就不會相同。這樣，接收機就可以可靠地用這些接收信號解碼發射信號。

分集技術實現的必要條件是在接收端必須能夠接收到承載相同信息且在統計上相互獨立(或近似獨立)的若干不同的復制信號。而不同復制信號的獲得可以通過不同的方式，比如空間、頻率、時間等，它主要是指使用不同的方法有效的區分接收到的含同一信息內容但統計上獨立的信號。發射的復制信號可以通過不同的方式發送，例如，它可以在不同的時間間隙，以不同的頻率，不同的極化或不同的天線發射。目的是通過獨立的衰落發送兩個或更多的復制信號。既然所有的獨立路徑同時遭受深衰落的可能性減小，那么只要使用適當的合并方法，就會降低誤差概率。

整體看來，分集技術主要包括兩個方面的內容：一是分散傳輸,即研究如何把要發送的信號分散了開來，使接收機能夠獲得多個互不相關的、攜帶同一信息的信號；二是集中處理,即研究如何把接收機收到的多個互不相關的衰落信號進行恰當的合并以獲得最大信噪比，降低衰落的影響。

二、分集技術主要分類

分集技術包括分散發射技術和合并接收技術，分散發射技術主要包括空間分集技術（Space Diversity Techniques），時間分集技術（Time Diversity Techniques），頻率分集技術(Frequency Diversity Techniques)。合并接收技術主要包括選擇式合并技術(SC: Selection Combining Techniques)，最大比合并技術（MRC: Maximal Ratio Combining Techniques），等增益合并技術(EGC: Equal Gain Combining Techniques)等。

（一）、分散發射技術

（1）空間分集

使用多個天線來獲得分集的方法是空間分集，空間分集正是利用不同信道上衰落統計特性上的差異來實現抗信道選擇性衰落的功能。

空間分集分為空間分集發送和空間分集接收兩個系統。其中空間分集接收是在空間不同的垂直高度上設置幾副天線，它是利用多副接收天線來實現的。接收端天線之間的距離條件要求d≥λ/2（λ為工作波長）[2]，這樣就降低了信道衰落的影響，并在一定程度上改善了傳輸的可靠性。

圖1-1 空間分集結構

空間分集接收的優點是分集增益高，缺點是還需另外單獨的接收天線。為了克服這個缺點，又生產出定向雙極化天線。利用兩個在同一地點、極化方向相互正交的天線發出的信號呈現出互不相關衰落特性的特點，在發射端同一處裝上垂直極化和水平極化兩副發射天線，在接收端同一地點裝上垂直極化和水平極化兩副接收天線，就可以得到兩路衰落特性互不相關的極化分量Ex和Ey。

圖1-2 極化分集結構

這種方法的優點是它只需一根天線，結構緊湊，節省空間，缺點是它的分集接收效果低于空間分集接收天線。（2）時間分集

用不同的時間間隙來形成分集，叫做時間分集。時間分集是將同一信號在相隔一定的時間內多次重發，只要各次發送時間間隔足夠大，則各次發送降格出現的衰落將是相互獨立統計的。時間分集正是利用時間上衰落統計特性上的差異來實現抗時間選擇性衰落的功能。為了保證重復發送的數字信號具有獨立的衰落特性，重復發送的時間間隔應該滿足：

公式中：fm為衰落頻率，v為移動臺運動速度。

時間分集與空間分集相比較，優點是減少了接收天線及相應設備的數目，缺點是占用時隙資源增大了開銷，降低了傳輸效率。（3）頻率分集

頻率分集使用不同的載波頻率獲得分集，復制信號從不同的載波頻率上發射，然后在接收端對接收信號進行合成或選擇，以減輕衰落影響。頻率分集正是利用不同頻段衰落統計特性上的差異，來實現抗頻率選擇性衰落的功能。所謂頻率不相關的載波是指當不同的載波之間的間隔大于頻率相干區間，即載波頻率的間隔應滿足:

公式中：△f為載波頻率間隔，Bc為相關帶寬，△Tm為最大多徑時延差。同空間分集系統一樣，在頻率分集系統中要求頻率相關性較小，這樣才可以獲得較好的頻率分集改善效果。在一定的范圍內兩個微波頻率f1與f2相差，即頻率間隔△ f=f2-f1越大，兩個不同頻率信號之間衰落的相關性越小。頻率分集與空間分集相比較，其優點是在接收端可以減少接受天線及相應設備的數量，缺點是要占用更多的頻帶資源。

無論何種分集方式，都是利用在不同的傳播條件下，幾個微波信號同時發生深衰落的概率小于單一微波信號同一衰落深度的概率來取得分集改善效果的。

（二）、合并接收技術 合并方法都可以歸結為下面的公式 由公式可知：合并技術的關鍵就是確定加權值。合并時采用的準則與方式主要分為四種：選擇式合并(SC: Selection Combining)、最大比值合并（MRC: Maximal Ratio Combining）、等增益合并(EGC: Equal Gain Combining)等。（1）選擇式合并（擇優錄取）[3]

選擇式合并系統采用選擇式合并技術時，N 個接收機的輸出信號先送入選擇邏輯，選擇邏輯再從N 個接收信號中選擇具有最高基帶信噪比的基帶信號作為輸出。選擇式合并的特點是實現簡單。（2）最大比值合并（區別對待）

在接收端由多個分集支路，經過相位調整后，按照適當的增益系數，同相相加，再送入檢測器進行檢測。在接收端各個不相關的分集支路經過相位校正，并按適當的可變增益加權再相加后送入檢測器進行相干檢測。其譯碼過程簡單、易實現。

（3）等增益合并（一視同仁）

等增益合并原理等增益合并也稱為相位均衡，僅僅對信道的相位偏移進行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意義上的最佳合并方式，只有假設每一路信號的信噪比相同的情況下，在信噪比最大化的意義上，它才是最佳的。

三、MIMO分集

鑒于分集技術的抗衰落特性，它成為MIMO技術的重要組成部分。MIMO多輸入多輸出技術（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質量[4]。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收而不會增加頻譜資源，并減小了以往增加天線發射功率對其他接收電臺造成嚴重干擾的情況。分集技術的使用不僅可以成倍的提高系統信道容量，而且極大的減弱了多徑衰落對無線通信造成的影響，顯示出明顯的優勢、因此它被視為下一代移動通信的核心技術[5]。

四、總結

總體看來，移動通信的傳輸效率主要還是受到多徑衰落的制約，這嚴重影響了無線通信質量。通過對上述多種發射分集技術的介紹和分析可知，在復雜的無線信道下各發射分集技術的目的均對信息傳輸的有效性起到了重大作用。在對分集技術有了大致的了解之后，我覺得抗衰落的解決思想和方法還是比較好理解的，也是容易想到的，但是困難的是我們如何把這些想法運用到科研領域中去，可能一個簡單的想法在科技領域得到實施之后都會是一項重大的技術突破。本次學習中遇到的難點主要是對一些關鍵技術，核心技術上的理解和認識還不夠。

了解了分集技術之后，我想到：由于工作特點和性能不盡相同，因此各發射分集技術在不同的環境條件下所起的作用也有所不同。為了在不同的條件下使用相應較有效的分集技術，我覺得可以在發送有效信息之前，先向接收設備發送一段簡單的測試信息，即判斷移動接收臺所處環境條件，對反饋回來的測試信息進行分析，選擇當前環境下的最優發射分集技術。或許可以通過其他比較先進的技術手段檢測移動接收機的環境位置，大致的思想就是多個分集方式可以靈活多變，自由切換，略有貼近智能選擇的意思，而不必某個站點或者某項技術方案中只含有特定的一種分集技術。

[1] 龔建民，劉崇春.多入多出通信系統原理 [M] 科學出版社 2010：09 [2] 鄧明.無線通信系統中的空間分集技術研究[D] 科技信息 2006：13 [3] 閻毅.無線通信與移動通信技術［M］清華大學出版社2013： [4] 林云.MIMO技術原理及應用［M］.人民郵電出版社.2010:216 [5] 胡健棟.現代無線通信技術［M］.機械工業出版社.2003:13

第五篇：移動通信技術復習題

一、填空：

1.移動通信可采用的多址技術有FDMA、TDMA、CDMA SDMA。

2、按無線設備工作方式的不同，移動通信可分為單工、雙工和單雙工三種方式。

3.CDMA系統有硬切換、軟切換和更軟切換換三種切換方式。

4、移動通信網按服務區域覆蓋的大小可分為兩大類：小容量的大區制和 大容量的小區制。

5、大容量移動電話系統的信道共用方式為專用呼叫信道方式。

6.第三代移動通信采用IMT-2000系統，工作在2000MHZ頻段；其三大技術體制為 W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。

7.GSM基站子系統由 BSC和 BTS組成，它通過 UM接口直接與移動臺相連。

8.第三代移動通信的速率要求是：車載環境，最高速率應達 144kb/s；步行環境，最高速率應達348kb/s，室內環境，最高速率應達 2m/s。

9、第三代移動通信采用 IMT-2000系統，其三大技術體制為 W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。

10、GSM系統從MS切換至SDCCH信道時開始進行通話測量，并在SACCH信道上傳送移動臺的測量報告和BSC對MS的功率調節及TA值信令信號，在FACCH信道上完成切換。

11.我國GSM系統采用頻段為900M時，可分為 124個頻道，每個頻道收、發頻差為 45MHZ，跳頻速率為217次/s。

12、GSM網絡中唯一識別移動臺的號碼是IMSI，而在公共電話交換網中唯一識別移動臺的號碼是MSISDN。

13.GSM的網絡子系統NSS由MSC、HLR、VLR和 AUC等部分組成。和

14、GSM網絡交換子系統由MSC、HLR、VLR、AUC、EIR組成15.GPRS核心網最重要和最基本的兩個網元是 SGSN 和GGSN。

16、GPRS的含義是通用無線分組任務。

17、分集技術的作用是抗衰落，主要有時間分集、頻率分集、空間分集等。

二、選擇題

1.GSM系統采用TDMA，每個載波分為（B）時隙。

A、4B、8C、16D、322、交織編碼屬于無線通信的（B）

A、信源編碼B、信道編碼C、調制D、解調

3.惡意呼叫識別屬于（C）補充業務。

A、呼叫提供類 B、呼叫完成類 C、號碼類 D、呼叫限制類

4、當基站收發信天線采用120度定向天線時，一個小區分為（B）個扇區。

A、1B、3C、6D、12

5.GSM1800收發頻率間隔為（A）。

A、95MHz B、45MHz C、35MHz D、25MHz6、移動用戶漫游到一個新的編號區時，由VLR給它分配

（A）號碼。

A、MSRNB、MSISDNC、TMSID、IMSI

7.GSM系統中對全網進行監控和操作的功能實體是（D）。

A、HLRB、OSSC、AUCD、OMC8、語音編碼屬于無線通信的（A）

A、信源編碼B、信道編碼

C、調制D、解調

9.WAP不能提供的服務為（A）。

A、無線電話應用 B、移動互聯網接入及內容服務 C、基于PUSH技術的主動服務 D、視頻信息傳輸

10、基站控制器與基站收發信臺之間的接口稱為（C）接口。

A、A接口B、B接口

C、Abis接口D、Um接口

11.移動臺可以任意移動但不需要進行位置更新的區域稱為（C）。

A、小區 B、基站區 C、位置區 D、MSC區

12、用戶鑒權鍵是指（B）。

A、KcB、KiC、RANDD、SRES

13.IS-95 CDMA系統的雙模式含義是能以（C）方式工作。

A、模擬時分 B、模擬頻分C、碼分擴頻 D、頻分雙工

14、由我國自主研發并被（ITU）采納的3G標準是(C)

A、WCDMAB、CDMA2000

C、TD-SCDMAD、CDMA

15.GPRS系統可以提供高達（C）的理論數據傳輸速率。

A、14.4Kb/s B、115.2Kb/sC、171.2Kb/s D、384Kb/s16、位置更新過程是由下列誰發起的(C)

A、移動交換中心B、VLR

C、MS(移動臺)D、基站收發信臺

17.CDMA系統中，軟切換是指（A）。

A、不同基站NodeB間切換 B、同基站不同扇區間切換C、不同RNC間切換 D、異頻切換

18、移動臺可以任意移動但不需要進行位置更新的區域稱為（C）。

A、小區 B、基站區 C、位置區 D、MSC區

19.第3代移動通信系統與第2代移動通信系統的主要區別是（C）。

A、傳播的開放性 B、信道的時變性 C、業務的多媒性 D、多個用戶之間的干擾

20、GSM1800收發頻率間隔為（A）。

A、95MHz B、45MHz C、35MHz D、25MHz

21.在GSM系統中，基站（BTS）與手機（MS）之間接口是：（C）

A、A接口 B、Abis接口 C、Um接口 D、E接口

22、GSM系統采用TDMA，每個載波分為（B）時隙。

A、4B、8C、16D、3223、當基站收發信天線采用120度定向天線時，一個小區分為（B）個扇區。

A、1B、3C、6D、1224、為了對抗小區之間的同道干擾和鄰道干擾，主觀上限定了接收質量的指標，即射頻信號對于干擾信號的比值。稱為（C）。

A、信噪比B、再用距離C、射頻防護比D、保護比

25、在時分雙工（TDD）方式中，上下行幀都在（C）的頻率上。

A、不同B、25kHzC、相同D、9個

26、在時分雙工（TDD）方式中，上下行幀都在（C）的頻率上

A、不同B、25kHzC、相同D、9個

27、交織編碼與糾錯編碼都屬于無線通信的（B）

A、源編碼B、信道編碼

C、調制D、解調

28、當漫游用戶進入某個MSC區域時，必須想與該MSC相關的（A）登記，并分配一個移動用戶漫游號碼。

A、VLRB、HLRC、AUCD、OMC29、使MS保持頻率同步的邏輯信道是（D）

A、BCCHB、CCCHC、FACCHD、FCCH30、每個基站采用三副120。扇形定向天線，分別覆蓋三個相鄰小區的各三分之一區域。這就是所謂（B）。

A、中心激勵B、小區分裂C、角度分集D、頂點激勵

三、判斷題

1.在移動通信系統中，相鄰小區不允許使用相同頻率，否則會產生同頻干擾。（×）

2.完成城市高密度區室內覆蓋最好的方法是建筑物內設直放站。（∨）

3、TDD稱為時分雙工，收發信號在時間上分開互不干擾，被廣泛地用于GSM系統。（×）

4、一個BSC可以連接到多個MSC上。（×）

5.CDMA為干擾受限系統，當系統中增加一個通話用戶時，所有用戶的信噪比會下降。（∨）

6.在實際工程建設中，GSM1800基站和GSM900基站一般都不能共址建設。（×）

7、GPRS采用分組數據計費功能，即根據數據量來計費。（∨）

8、在GSM向WCDMA的演進過程中，核心網和無線接入網部分都可以平滑演進。(×)

9.光纖在機柜外走線的時候，如果兩個機柜距離很近，可以不采用保護套管進行防護。(×)

10.在GSM向WCDMA的演進過程中，核心網和無線接入網部分都可以平滑演進。(×)

11、CDMA網的無線同步通過GPS接收天線，采用GPS同步方式。（∨）

12、移動臺的位置更新是由網絡發起的。（×）

13.小區是移動網絡中最小的區域單位，每個小區都會被分配一個全球唯一的識別碼。（∨）

14.在移動通信中通常將陰影效應造成的衰落稱為慢衰落，多徑效應造成的衰落稱為快衰

落。（∨）

15、同一無線通信系統的收發信機有隔離度要求，不同系統間則沒有要求。(×)

16、GSM中鑒權和加密是兩個獨立的處理過程，兩者之間沒有任何的關聯。(×)

17、GSM系統的A接口定義為移動臺與基站收發信臺之間的通信接口。（×）

18、GSM采用與GPRS相同的頻段。（∨）

19、GSM系統中，鑒權的目的是防止無權用戶接入系統，及認證用戶識別卡SIM卡的有效性。（∨）

20、臨時移動用戶識別碼（TMSI）只限于在移動用戶當前訪問位置區使用。（∨）

21、GSM中，話音激活技術采用一種自適應門限話音檢測算法。當發端判斷出通話者暫停通

話時，就關閉發射機。（∨）

22、GSM系統中的用戶在越區時也可以采用軟切換。（×）

23、一個區群內的不同小區頻率可以重復使用。（×）

24、GSM900和DCS1800的載頻間隔和雙工距離都是一樣的。（×）

25、在CDMA系統中隨著用戶數量的增加，用戶通話質量隨之下降。（∨）

26、GPRS是GSM向3G系統演進的重要一環，故又把它稱為“2.5代技術”。（∨）

27、在實際工程建設中，GSM1800基站和GSM900基站一般都不能共址建設。（×）

28、MSC具有交換、計費、業務提供的功能。(∨)

29、GSM900和DCS1800的載頻間隔和雙工距離都是一樣的。（×）

30、CDMA為干擾受限系統，當系統中增加一個通話用戶時，所有用戶的信噪比會下降。（∨）

四、簡答題：

1.說明GSM系統中MSC的作用。

2、什么是動態信道分配，有何優點

3、為什么CDMA系統容量稱為“軟容量”

4.移動通信的切換由哪三個步驟來完成五、計算應用題：

1、某移動通信系統，每天每個用戶平均呼叫10次，每次占用信道平均時間80s，呼損率要求10%，忙時集中率K=0.125。

問：（1）給定14個信道能容納多少用戶數？（取整數）

（2）系統的信道利用率是多少？（保留兩位小數）

愛爾蘭表

2、在GSM系統中，語音信道的信道編碼采用了（2，1，5）卷積編碼器，已知生成多項式為g1(x)=(31)8，g2(x)=(33)8，試畫出此編碼器的電路圖，其編碼效率是多少？