移动通信技术切换技术课外设计报告

第一篇：移动通信技术切换技术课外设计报告

题目： 移动通信技术的切换技术

课外设计报告

专 业

通信专业

届 别

2011

学 号

1008511270522 姓 名

张楠 指导老师 刘海波

2013.1.15

日期：

目录 绪论...........................................................................2 1.1 课题研究的背景...........................................................3 1.2 课题研究的目的和意义.....................................................3 2 切换的基本简介..................................................................4 2.1切换简述..................................................................4 2.2 引起切换的原因 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..5 2.3切换的分类………………………………………………………………………………………5 2.4切换方案的要求............................................................6 3 越区切换的基本分类..............................................................6 3.1.1 硬切换..............................................................6 3.1.2软切换..............................................................6 3.1.3更软切换............................................................7 3.1.4接力切换............................................................7 3.1.5垂直切换............................................................7 3.2 越区切换的基本准则........................................................8 3.2.1基本准则............................................................8 3.2.2过程控制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „8 3.2.3注意事项............................................................9 4 移动通信系统的切换技术..........................................................9 4.1 第二代移动通信系统的切换技术..............................................9 4.1.1 技术流程............................................................9 4.1.2 对GSM系统切换优缺点的讨论.........................................10 4.2 IS-95CDMA 系统的切换技术.................................................10 4.2.1 技术流程...........................................................10 4.2.2 软切换的主要优缺点.................................................10 4.3第三代移动通信系统的切换技术.............................................11 4.3.1 基本简介...........................................................11 4.3.2欧洲和日本的WCDMA的切换...........................................11 4.3.3北美的CDMA2000的切换..............................................11 4.3.4中国的TD-SCDMA的切换..............................................12 5 各种蜂窝移动通信系统的切换.................................................12 5.1 GSM系统中的切换.....................................................12 5.2 CDMA2000系统中的切换................................................12 5.3移动IP中的切换......................................................13 5.3．1切换方式综述....................................................13 结论.....................................................................14

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合了现代社会人们对通信技术的要求，成[1]为80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。移动通信技术经历了从模拟调制到数字调制技术的发展。第一代采用频分多址（FDMA）模拟调制方式，其主要代表有美国的AMPS、[2]英国的TACS、北欧的NMT等。这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代蜂窝系统采用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善。TDMA的两个典型代表是北美的IS－54系统和欧洲的GSM系统。

TDMA方式的主要缺点是：（1）系统容量仍不理想；（2）和FDMA方式一样，TDMA

[3]方式的越区切换性能仍不完善。为克服FDMA和TDMA两种多址方式的缺点，产生了即将试用的第三代移动通信技术CDMA(码分多址)。

随着移动通信的发展，运营商和用户对业务拓展的需求不断增强，移动通信正在向着以CDMA为基础，以宽带化通信为特征的第三代3G技术发展。鉴于CDMA技术的优越性，3G的三大主流标准CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA都是基于CDMA技术的。3G投入正式运营

[4]后，3G用户将获得宽带多媒体和高速率数据的无线移动通信服务。

1.2 课题研究的目的和意义

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。

切换参数的选择将影响到网络的性能和服务质量。对于运营商来说，移动网络的系统性能和服务质量是非常重要的。运营商的竞争将是网络质量的竞争。因为优质的网络服务是建立在良好的网络质量之上的。网络参数的分析和调整是网络优化工作的重要内容之一，尤其对于网络质量和参数设置密切相关的码分多址系统来说，切换控制参数仅仅是其中的一小部分，但却是对网络质量影响很大的一部分。切换策略和控制参数的性能优化将得到广泛的重视。细致、完善的网络优化，可以充分降低全网的干扰水平，改善网络性能，提高呼叫接通率，降低掉话率，提高网络的数据业务吞吐能力，提高网络容量。如今所广泛采用的第二代时分多址移动通信系统中，切换方式为硬切换，硬切换发生在使用不同载频的相邻小区间，在城区，小区面积较小，又由于频分系统的特性，用户

[5]在通信过程中由于移动而产生频繁的硬切换是不可能避免的。而硬切换是先中断与原基 3

站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系。属于“先断开后切换”，如在切换过程中受到干扰等因素的影响，很容易导致切换失败，引起掉话；当硬切换区域面积狭窄时，会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”，影响业务信道的传输，进而影响网络的性能和质量。

在第三代移动通信中，WCDMA和CDMA2000是码分多址系统，在同频小区间所采用的[6]是软切换。而我国唯一具有技术知识产权的标准TD-SCDMA采用了创新的接力切换。接力切换与软切换的不同之处在于接力切换并不需要同时有多个基站为一个移动台服务，因而克服了软切换需要占用的信道资源比较多，信令复杂导致系统负荷加重，以及增加下行链路干扰等缺点。而与硬切换相比，接力切换克服了传统硬切换掉话率较高、切换成功率较低的缺点。接力切换突出了切换成功率高和信道高利用率的优点。

但是，接力切换参数的设置同样很重要，如果设置的不恰当则无法体现出接力切换的优点，反而有可能会加重系统负担、掉话、或者造成对其他小区的干扰增加等等问题，对网络性能和质量造成不好的影响。

所以，本文通过仿真结合接力切换算法，说明各个参数对接力切换效果的影响，并根据仿真得出的数据分析从而选择出最佳的切换参数方案。切换的基本简介

2.1切换简述

在蜂窝移动通信网中，切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信，切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量，防止通信中断，是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施。特别是由网络发起的切换，其目的是为了平衡服务区内各小区的业务量，降低高用户小区的呼损率的有力措施。这是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施切换技术是移动通信网络提供移动服务所需的技术，它使移动终端可以在任何时候、任何地方都能得到在线连接和服务，是实现无缝漫游的重要机制。

2.2 引起切换的原因

引起切换的主要原因是空中接口（Um）的链接无法 满足需要,表现为: 1.1 信号强度引起切换

当基站或移动台接收到的信号较弱, 或是移动台进入另一个小区,或是同一小区的不同扇区有质量更好的链路时, 可能引起切换。当服务基站增加发射功率提高接收电平,或是移动台增加发射功率,信号电平依然低于门限值时就必须启动切换。尤其是3G 中,由于CDMA 是自干扰系统, 增加发射功率会提高信号质量但会影响系统覆盖能力,更需考虑切换的重要性。

1.2 信道质量引起切换

若信道受到较大干扰影响引起信道质量较大衰减,前向纠错功能不能满足信道质量要求的最低水平, 即使原信道的信号电平较强,也必须切换到质量较好的新信道。

1.3 移动台与基站之间的距离引起切换

网络规划中规定的小区半径的数值与小区中的移动台和基站之间的半径距离限制都被存储在基站数据库中, 系统不断检测比较移动台与基站之间的距离和极限距离,若超过极限距离将引起切换。

1.4 话务量饱和引起切换

移动交换中心发现一些小区的的话务量即将达到饱和值,而相邻小区话务量较小时,可命令高话务量小区降低导频信道的发射功率使本小区边缘用户提前切换到相邻小区,以调和各小区的负荷量,称为小区呼吸。

2.3切换的分类

切换包括测量、判断和执行三个过程。

可根据四种情况来区分不同种类的切换：

(1)切换功能定位 可分为网络发起的切换和终端因移动而发起的切换(2)涉及的网络单元 可分为小区内、小区之间和网络之间切换；

(3)活动连接数目 可分为硬切换和软切换两种，硬切换在任何时候都只存在一个连接，软切换可在切换时同时存在几个连接；

(4)转移的数据类型 电路交换数据和分组交换数据。

2.4切换方案的要求

一种切换方案必须符合的基本要求如下：

(1)等待时间 实现切换所需的时间，即从开始切换到正常传输数据的时间，必须适合终端移动速度；

(2)灵活性切换程序应能支持同一小区内切换、不同基站之间切换或者不同网络之间切换；(3)最小急速下降和快速恢复；

(4)服务质量(QOS)能够在切换时维持某种级别的QOS，并能在切换完成后重新协商；(5)最小附加信令。此外，移动台通常都是电池供电，因此功率管理值得考虑，例如不能认为移动台接收机总是保持在供电状态。

3越区切换的基本分类

3.1.1 硬切换

硬切换最主要的特点就是移动台在硬切换情况下，同一时刻只

越区切换

占用一个无线信道，它必须在一个指定时间内，先中断与原基站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系，在切换过程中可能会发生通信短时中断。硬切换主要是不同频率的基站和扇区之间的切换。在硬切换中，为了使中断时间尽量短，在网络中要预先建立新的链路。硬切换的一个主要优点是在同一时刻，移动台只占用一个无线信道。硬切换的缺点是通信过程会出现短时的传输中断，因此硬切换在一定程度上会影响通话质量。而且如果在中断时间内受到干扰或切换参数设置不合理等因素的影响，会导致切换失败，引起掉话；当硬切换区域面积狭窄时，会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”，影响业务信道的传输。硬切换主要用于GSM系统中。

3.1.2软切换

在软切换过程中，两条链路及相对应的两个数据流在一个相对较长的时间内同时被激活，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。软切换是同一频率下不同基站之间的切换。不管是从移动台的角度还是从网络的角度看，两条链路传输的是同一个数据流，保证了通信不会发生中断。在软切换中，移动台只有在取得了与新基站的链接之后，才会中断与原基站的联系，因此在切换过程中没有中断，不会影响通话质量；软切换由于是在频率相同的基站交界处，移动台同时与多个基站通信，起前向业务信道和反向业务信道的路径分集的作用，因而可大大减少切换造成的掉话。而且在软切换中移动台和基站均采用分集技术和反向功率控制，能很好的提高系统的性能。但是软切换同时也存在需要占用的信道资源较多、信令复杂导致系统负荷加重、增加下行链路干扰、增加设备投资和系统背板的复杂性等的缺点。软切换主要用于CDMA系统中。

3.1.3更软切换

在CDMA 系统中，移动台在扇区化小区的同一小区的不同扇区之间进行的软切换称 6

为更软切换。实际上是相同信道板上的导频之间的切换。这种切换是由BSC 完成的，并不通知MSC。

3.1.4接力切换

接力切换流程接力切换是一种基于智能天线的切换方案。接力切换是利用精确的定位技术，在对移动台的距离和方位进行定位的基础上，根据移动台方位和距离作为辅助信息来判断移动台是否移动到了可进行切换的相邻基站临近区域。如果移动台进入这个切换区，则RNC（无线网络控制器）通知该基站做好切换的准备，从而实现快速、可靠和高效切换。这样既节省信道资源、简化信令、减少系统负荷，也适应不同频率小区之间的切换。在第三代移动通信标准中TD-SCDMA中采用了接力切换。实现接力切换的必要条件是：网络要准备获得移动台的位置信息，包括移动台的信号到达方向以及移动台与基站的距离。

3.1.5垂直切换

上面介绍的几种切换方式按照切换的方向来分都可以归为水平切换，而与此相对应，还存在一种切换方式，即垂直切换。可以这样来概括水平切换和垂直切换：移动台在相同系统的基站（扇区、信道）之间的切换称为水平切换，而移动台在不同系统的基站（扇区、信道）之间的切换就称为垂直切换。在移动通信系统中，通过在宏蜂窝下引入微蜂窝从而形成分级小区结构，从而解决网络内的“盲点”和“热点”，同时也针对用户的不同运动状态，用不同级别的小区提供通信能力。宏蜂窝主要满足以高速移动的移动终端或由于缺乏信道而不能由微蜂窝服务的移动终端，因此可以降低切换的速率并同时增加系统的容量。移动终端通话时，它同时保持与宏蜂窝、信号最强的相邻微蜂窝的连接。并不断地测量宏蜂窝和相邻的微蜂窝的信号强度，报告基站系统控制器，基站系统控制器调整移动台与它自己相邻的微蜂窝的连接。当移动终端低速移动发生切换时，基站根据移动终端测量的信号强度，优先把移动终端切换到信号最强的微蜂窝，由于移动终端一直都保持与信号最强的微蜂窝的连接，所以切换速度很快，切换完成后才调整移动终端与微蜂窝的连接。当然移动终端快速移动发生切换时，基站根据移动终端的速度，优先把移动终端切换到宏蜂窝，这样移动终端连续经过微蜂窝的时候都不会发生切换，减少了切换的发生；当移动终端速度降低到一定程度时，基站又把移动终端切换到信号最强的微蜂窝，保证用户得到最好的通信质量与提高系统的容量

3.2 越区切换的基本准则 3.2.1基本准则

⑴依靠接收信号载波电平判定。当信号载波电平低于门限电平（例如－100dBm），则进行切换。

⑵依接收信号载/干比判定。当载/干比低于给定值时，则进行切换。

⑶依移动台到基站的距离判定。当距离大于给定值时，则进行切换。实际上，在通话过 7

程中测量接收信号载/干比有一定的困难；而用距离判定时，则距精度有时很难保证。所以，一般常用的时第一种。

3.2.2过程控制

过程控制主要有三种： ① 移动台控制的越区切换

移动台连续监测当前基站和几个越区时的候选基站的信号强度和质量，当满足某种越区切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的最佳候选基站，并发送越区切换请求。

DECT等小系统常采用，在大系统中容易引起切换冲突。② 网络控制的越区切换

基站监测来自移动台的信号强度和质量，当信号低于某个门限后，网络开始安排向另一个基站的越区切换。缺点：若MS失去联系，将造成信号中断。第一代模拟系统采用此方法切换时间长，可达10S。③ 移动台辅助的越区切换

网络要求移动台测量其周围基站的信号并把结果报告给旧基站，网络根据测试结果决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。第二代系统GSM，CDMA都采用此方法。特点：时间快，切换过程1s~2s，信号中断<1s。

3.2.3注意事项

在微小区，高速移动用户仅有很少时间就需切换，对系统压力太大，一种宏小区与微小区相结合的伞状小区结构，切换时采用宏小区信道可解决上述问题。

越区切换准则：

准则1：相对信号准则。在任何时间都选择具有最强接收信号的基站。这种准则的缺点是：在原基站的信号强度仍满足要求的情况下，会引发太多不必要的越区切换。

准则2：具有门限规定的相对信号强度准则。仅允许移动用户在当前基站的信号足够弱(低于某一门限)，且新基站的信号强于本基站的信号情况下，才可以进行越区切换。

准则3：具有滞后余量的相对信号强度准则。仅允许移动用户在新基站的信号强度比原基站信号强度强很多(即大于滞后余量)的情况下进行越区切换。该技术可以防止由于信号波动引起的移动台在两个基站之间来回重复切换，即“乒乓效应”。

准则4：具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则。仅允许移动用户在当前基站的信号电平低于规定门限并且新基站的信号强度高于当前基站一个给定滞后余量时进行越区切换。移动通信系统的切换技术

4.1 第二代移动通信系统的切换技术

第二代移动通信系统是指数字蜂窝移动通信系统，其典型系统为以GSM为代表的TDMA（时分多址）数字蜂窝网和IS-95窄带CDMA（码分多址）数字蜂窝网

4.1.1 技术流程 GSM系统采用移动台辅助越区切换（MAHO）。其主导思想是把切换的检测和处理等功能部分的分散到各个移动台，由移动台来测量基站和周围基站的信号强度，把测量结果送给MSC分析处理，做出有关切换的决策。信息的传递在慢速辅助控制信道（SACHH）中完成。SACCH是基站和移动太之间的一条双向的点对点的控制信道，移动台不断的报告正在服务的基站和邻近基站的广播控制信道（BCCH）的信号强度，SACCH可与一个独立专用控制信道或业务信道联用，实现辅助功能SACCH位于26个TDMA帧构成的业务复帧的第13帧。

TDMA技术和MAHO提供了条件。GSM系统在一帧8个时隙中,MS最多占用两个时隙分别进行发射和接受，在其他时隙内，可以对周围基站的BCCH进行信号强度的测量，当发现信号变弱，达不到或已接近信噪比的最低门限值而又发现周围某个基站的信号很强时，他就可以发出切换的请求，由此来启动切换。

4.1.2 对GSM系统切换优缺点的讨论

GSM系统采用了MAHO技术，能明显加快切换速度。其小区半径可以减少至0.5Km，因为系统熔炼可以得到提高，设置多种控制信道，增强系统控制熔炼可以得到提高，设置多种控制信道，增强系统控制能力，不会在通信中中断话音，较之第一代大大改善了通话质量，但由于采用硬切换，扔会产生“乒乓效应”，通信高峰期还会出现掉话。

4.2 IS-95CDMA 系统的切换技术 4.2.1 技术流程

以往的系统都采用硬切换，而CDMA系统采用软切换，在硬切换中，切换与否有一个明确的选择。对于软切换来说，是否进行切换是一个有条件的选择。根据来自两个或多个基站导频信号强度的变化，最终确定与其中一个进行通信。在过度期间，用虎与所候选基站保持业务信道的通信。软切换只能在同频率的CDMA信道间进行，因此切换只改变地址吗，不改变频率。他在两个基站覆盖区的交界处起到了分集作用。这样减少了由于切换造成的掉话（据统计，模拟系统，TDMA系统中无线信道上的90%掉话是在切换过程中发生的），保证了通信的可靠性。

4.2.2 软切换的主要优缺点

1:优点

a：无缝切换，保持通话连续性，有效控制了“乒乓效应” b：减少掉话的可能性；

c：切换区域的移动台发射功率降低。减少发送功率是通过分集接受来实现的，降低发送功率有利于增加反向容量，减少干扰。另外发射功率的降低意味着延长了手机电池的使用时间，也就延长了通话时间，具有实际意义。

d：软切换为在CDMA系统中实现分集接收提供了条件，提高了通信质量。2：缺点

a:导致硬件设备增加； b：降低了前向信道容量；

c：对系统性能和网络资源产生消极的影响。在前向链路中，过多切换降低了系统性能；在反向链路上，过多切换会占用更多的网络资源（回程连接）

4.3第三代移动通信系统的切换技术 4.3.1 基本简介

第三代移动通信系统是以实现世界范围的个人通信为目标，实现IT网络全球化，业务综合化和通信个人化，把“服务到终端”推向“服务到个人”。

第二代系统中，由于全球各国采用标准不同，在全球范围内无法漫游。而在第三代系统中，以全球为着眼点，以“地球村”为理念，将实现全球无缝隙覆盖和漫游。

关于第三代系统的标准问题，目前仍有很多争议。但是宽带CDMA以其特有的优势，成为第三代移动通信的技术主流。目前，形成了几个代表；欧洲和日本的WCDMA，北美的CDMA2000，中国大唐电信研制的TD-SCDMA。这标志着我国提出的移动通信建议在白天通信史上第一次成为国际电信联盟采用的技术标准。

4.3.2欧洲和日本的WCDMA的切换

WCDMA是基于GSM的第三代技术。我国拥有世界上最大的GSM网络，运营商只需要添加一些软硬件，即可使GSM升级为WCDMA，保护已有的GSM投资。

WCDMA的切换，在进入软切换之前，移动台从两个基站测量下行链路。SCH的时间差，并向服务基站报告时间差。在一用宏小区，微小区，和微微小区的分层结构时需要频率间的切换。当热点地区有高容量的要求时也可以采取几个载频间的切换。为了完成频率间的切换，当在现有的频率上运行时，就需要一个有效的方法在其他频率上进行测量。测量采用双接受机的划分时隙的两种方法。

4.3.3北美的CDMA2000的切换

CDMA2000这一标准由美国提出，是基于IS-95CDMA的宽带CDMA技术，可以保护基于IS-95窄带CDMA的投资，其切换与IS-95中的软切换类似。

4.3.4中国的TD-SCDMA的切换

TD-SCDMA系统在切换方面的技术特色为实行接力切换；利用移动台的位置信息，准确的将移动台切换到新小区，避免了频繁的切换，大大提高了系统的容量。采用接力切换的有点是与CDMA软切换相比，简化了用户终端设计，克服了软切换长期占用网络资源和基站下行容量的资源缺点 各种蜂窝移动通信系统的切换

5.1 GSM系统中的切换

在GSM 系统中，有两种基本切换类型：(1)内部切换

小区内切换：在同一小区内，呼叫从一个信道转移到另一个信道；

小区间切换：呼叫从一个小区转移到另一小区，两个小区都在同一基站控制器(BSC)的控制下。

(2)外部切换

MSC内切换：呼叫在不同基站控制器之间转移，但属于同一移动服务交换中心(MSC)；

MSC间切换：呼叫在不同MSC之间转移。原先的MSC称为锚定MSC，新的MSC 称为中继MSC。切换由终端或MSC发起。GSM 系统终端以TDMA方式扫描l6个邻域节点的广播控制信道，并建立一个有6个最佳小区的列表，由信号强度决定切换到哪个小区。GSM 系统使用两种切换算法：(1)最小可接受的性能：在这种算法里，功率控制优先考虑；(2)功率预算算法：在这种算法里发起切换，维持可以接受的信号强度和功率级别。GSM系统根据移动的地点和类型，划分切换任务和定位切换流量。

5.2 CDMA2000系统中的切换

cdma2000系统使用其物理层，可支持现存IS．95B系统的业务标准(如话音、数据、激活业务和空中准备)。在下列情况下，cdma2000支持话音、数据和其它业务从IS-95B系统到c&ua2000系统的切换：

(1)在切换边界与单个频带内；

(2)在切换边界与频带间(假定移动台支持多频带工作)；(3)在同一小区和同一频带内；

(4)在同一小区内和不同频带间(假定移动台支持多频带工作)。此外，cdma2000还支持从cdma2000系统到IS-95B系统的切换。切换有四种基本类型：

(1)扇区间切换或更软切换移动台与同一小区的两个扇区保持通信；

(2)小区间切换或软切换 移动台与不同小区的两个或三个扇区保持通信；(3)软／更软切换移动台与一小区的两个扇区以及另一小区的扇区进行通信；(4)硬切换连接断开之前就先断开的方式。切换过程：

(1)移动辅助软切换(MASHO)过程移动台监控邻域基站前向导频信道(FPICH)的电平值，并向网络报告穿越一系列给定门限值的FPICH，移动台用RAKE接收机对多径信号进行相干合并；(2)动态调整软切换门限软切换提高了整个系统的性能，但在前向链路中过多的切换会降低系统性能，而在反向链路中过多的切换会占用更多网络资源。小区内的有些位置只能接收较弱的FPICH，需要较低的切换门限，而其它位置能够接收到一些较强的和主要的

FPICH，要求较高的切换参数。这些可通过动态调整切换门限来实现。

5.3移动IP中的切换

移动IP 是一种使用分组封装和重定向的技术，建立在本地代理和外地代理的基础上。本地代理维护着一个本地移动终端数据库，当移动节点从本地移动到外地，本地代理更新数据库，包含节点所在外地代理的地址。当 包发送给移动节点时，首先到达本地代理。本地代理把该 包与移动节点所在外地代理的地址进行封装，再发送给外地代理。外地代理接收到封装的 包后，去除 报头信息，将包送给移动终端。对于这种方案，虽然移动节点到固定主机的路由是最佳的，但是固定主机到移动节点的路由却不是最佳的。在支持移动性方面，IPv6比IPv4加强许多，包括无状态地址自动配置和邻域发现。IPv6中的移动性支持同样采用了本地网络、本地代理和包封装传送给移动节点所在网络的思路，同样需要一个转交地址。移动节点使用无状态地址自动配置和邻域发现来配置转交地址，因此IPv6的移动性支持并不需要外地代理。通过采用源路由，可有效地克服移动的三角路由问题。

5.3.1切换方式综述

综上所述，不同的移动通信网络支持不同的切换方式或切换时使用相应的策略，一般来说，一个网络应能支持网络发起的切换和终端移动性引起的切换。对于网络切换的支持，应包括一些基本功能：

(1)基站端对上行链路信号强度和E。／I。的测量；(2)命令终端对其它基站的测量；(3)硬切换和软切换。

对于终端移动性切换的支持，应包括一些基本功能：(1)下行链路信号强度和E。／Io的测量；(2)终端能够提取基站信息；(3)硬切换和软切换。

心得：未来移动通信系统中切换技术与移动性管理结合得越来越紧密, 由于未来移动通信系统的核心网为IP网, 这势必会给移动用户的切换带来新的问题和挑战。现有的切换算法是针对峰窝移动通信系统设计, Interne t协议开始并不是针对无线通信环境所设计, 要使得未来移动通信系统中切换技术得以实现, 必须对现有的切换技术进行修改。移动通信网络是在不断飞速发展的，因此新技术、新问题将会不断出现，只有通过不断的学习和经验积累，特别是针对新技术的了解和知识储备，才能跟上技术的发展步伐，通过切换技术的提升，使移动通信网络质量也随之提升。

第二篇：移动通信技术

移动通信技术

1、移动通信的概念

2、移动通信的特点（4点）

3、移动通信的工作方式

4、移动通信系统的组成5、移动通信中编号北京

6、移动通信中发射信号的处理

7、数字信号调制

8、移动通信系统的业务

9、移动通信的组网制式

10、小区制的特点

11、小区的形状选择

12、信道的分类

13、信道的概念

14、频谱分配的基本原则

15、影响频率选择的因素

16、同频费用

17、多信道公用

18、话务量

19、

第三篇：移动通信技术

GSM:全球移动通讯系统Global System of Mobile communication

GPRS---General Packet Radio Service，通用无线分组业务

EDGE---Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术

UMTS---通信系统（Universal Mobile Telecommunications System）HSPA---High-Speed Packet Access高速数据信息包接入/存取技术

LTE---Long Term Evolution的缩写，全称应为3GPP Long Term Evolution，中文一般翻译为3GPP长期演进技术，为第三代合作伙伴计划（3GPP）标准，使用“正交频分复用”（OFDM）的射频接收技术，以及2×2和4×4 MIMO的分集技术规格。同时支援FDD（频分双工）和TDD（时分双工）。

第四篇：移动通信分集技术

移动通信报告

设计题目： 分集技术 班 级： 11通信 姓 名： 学 号： 指导教师：

2014 年 12 月 10 日

分集技术

Diversity Techniques

【摘要】无线移动通信因其信道的特殊性，使得多径现象及各种衰落极大地影响通信质量，衰落效应是影响无线通信质量的主要因素之一。为了提高系统的抗多径性能，最有效的方法是对信号采用分集技术。分集技术因为他的良好的抗衰落性能而被视为一种有效的方法应用在移动通信系统中。分集基本思想是在相关性很小的若干个支路上载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。分集技术通常利用无线传播环境中同一信号的独立样本之间不相关的特点，使用一定的信号合并技术改善接收信号，来抵抗衰落引起的不良影响。在第三代和第四代移动通信系统中，分集技术都已得到了广泛应用。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.【关键词】空间分集；合并技术；MIMO技术

Keywords: Space Diversity;Combining Techniques;MIMO Techniques

【正文】

一、分集技术基本原理

“分集”背后的主要思想是提供发射到接收机信号的不同复制信号。如果不同复制信号独立的衰落，所有发射信号的复制信号同时深衰落的可能性就会降低[1]。因此分集的基本原理就是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个复制信号，由于多个信道的传输特性不同，信号多个复制信号的衰落就不会相同。这样，接收机就可以可靠地用这些接收信号解码发射信号。

分集技术实现的必要条件是在接收端必须能够接收到承载相同信息且在统计上相互独立(或近似独立)的若干不同的复制信号。而不同复制信号的获得可以通过不同的方式，比如空间、频率、时间等，它主要是指使用不同的方法有效的区分接收到的含同一信息内容但统计上独立的信号。发射的复制信号可以通过不同的方式发送，例如，它可以在不同的时间间隙，以不同的频率，不同的极化或不同的天线发射。目的是通过独立的衰落发送两个或更多的复制信号。既然所有的独立路径同时遭受深衰落的可能性减小，那么只要使用适当的合并方法，就会降低误差概率。

整体看来，分集技术主要包括两个方面的内容：一是分散传输,即研究如何把要发送的信号分散了开来，使接收机能够获得多个互不相关的、携带同一信息的信号；二是集中处理,即研究如何把接收机收到的多个互不相关的衰落信号进行恰当的合并以获得最大信噪比，降低衰落的影响。

二、分集技术主要分类

分集技术包括分散发射技术和合并接收技术，分散发射技术主要包括空间分集技术（Space Diversity Techniques），时间分集技术（Time Diversity Techniques），频率分集技术(Frequency Diversity Techniques)。合并接收技术主要包括选择式合并技术(SC: Selection Combining Techniques)，最大比合并技术（MRC: Maximal Ratio Combining Techniques），等增益合并技术(EGC: Equal Gain Combining Techniques)等。

（一）、分散发射技术

（1）空间分集

使用多个天线来获得分集的方法是空间分集，空间分集正是利用不同信道上衰落统计特性上的差异来实现抗信道选择性衰落的功能。

空间分集分为空间分集发送和空间分集接收两个系统。其中空间分集接收是在空间不同的垂直高度上设置几副天线，它是利用多副接收天线来实现的。接收端天线之间的距离条件要求d≥λ/2（λ为工作波长）[2]，这样就降低了信道衰落的影响，并在一定程度上改善了传输的可靠性。

图1-1 空间分集结构

空间分集接收的优点是分集增益高，缺点是还需另外单独的接收天线。为了克服这个缺点，又生产出定向双极化天线。利用两个在同一地点、极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出互不相关衰落特性的特点，在发射端同一处装上垂直极化和水平极化两副发射天线，在接收端同一地点装上垂直极化和水平极化两副接收天线，就可以得到两路衰落特性互不相关的极化分量Ex和Ey。

图1-2 极化分集结构

这种方法的优点是它只需一根天线，结构紧凑，节省空间，缺点是它的分集接收效果低于空间分集接收天线。（2）时间分集

用不同的时间间隙来形成分集，叫做时间分集。时间分集是将同一信号在相隔一定的时间内多次重发，只要各次发送时间间隔足够大，则各次发送降格出现的衰落将是相互独立统计的。时间分集正是利用时间上衰落统计特性上的差异来实现抗时间选择性衰落的功能。为了保证重复发送的数字信号具有独立的衰落特性，重复发送的时间间隔应该满足：

公式中：fm为衰落频率，v为移动台运动速度。

时间分集与空间分集相比较，优点是减少了接收天线及相应设备的数目，缺点是占用时隙资源增大了开销，降低了传输效率。（3）频率分集

频率分集使用不同的载波频率获得分集，复制信号从不同的载波频率上发射，然后在接收端对接收信号进行合成或选择，以减轻衰落影响。频率分集正是利用不同频段衰落统计特性上的差异，来实现抗频率选择性衰落的功能。所谓频率不相关的载波是指当不同的载波之间的间隔大于频率相干区间，即载波频率的间隔应满足:

公式中：△f为载波频率间隔，Bc为相关带宽，△Tm为最大多径时延差。同空间分集系统一样，在频率分集系统中要求频率相关性较小，这样才可以获得较好的频率分集改善效果。在一定的范围内两个微波频率f1与f2相差，即频率间隔△ f=f2-f1越大，两个不同频率信号之间衰落的相关性越小。频率分集与空间分集相比较，其优点是在接收端可以减少接受天线及相应设备的数量，缺点是要占用更多的频带资源。

无论何种分集方式，都是利用在不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深衰落的概率小于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。

（二）、合并接收技术 合并方法都可以归结为下面的公式 由公式可知：合并技术的关键就是确定加权值。合并时采用的准则与方式主要分为四种：选择式合并(SC: Selection Combining)、最大比值合并（MRC: Maximal Ratio Combining）、等增益合并(EGC: Equal Gain Combining)等。（1）选择式合并（择优录取）[3]

选择式合并系统采用选择式合并技术时，N 个接收机的输出信号先送入选择逻辑，选择逻辑再从N 个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。选择式合并的特点是实现简单。（2）最大比值合并（区别对待）

在接收端由多个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器进行检测。在接收端各个不相关的分集支路经过相位校正，并按适当的可变增益加权再相加后送入检测器进行相干检测。其译码过程简单、易实现。

（3）等增益合并（一视同仁）

等增益合并原理等增益合并也称为相位均衡，仅仅对信道的相位偏移进行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意义上的最佳合并方式，只有假设每一路信号的信噪比相同的情况下，在信噪比最大化的意义上，它才是最佳的。

三、MIMO分集

鉴于分集技术的抗衰落特性，它成为MIMO技术的重要组成部分。MIMO多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量[4]。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收而不会增加频谱资源，并减小了以往增加天线发射功率对其他接收电台造成严重干扰的情况。分集技术的使用不仅可以成倍的提高系统信道容量，而且极大的减弱了多径衰落对无线通信造成的影响，显示出明显的优势、因此它被视为下一代移动通信的核心技术[5]。

四、总结

总体看来，移动通信的传输效率主要还是受到多径衰落的制约，这严重影响了无线通信质量。通过对上述多种发射分集技术的介绍和分析可知，在复杂的无线信道下各发射分集技术的目的均对信息传输的有效性起到了重大作用。在对分集技术有了大致的了解之后，我觉得抗衰落的解决思想和方法还是比较好理解的，也是容易想到的，但是困难的是我们如何把这些想法运用到科研领域中去，可能一个简单的想法在科技领域得到实施之后都会是一项重大的技术突破。本次学习中遇到的难点主要是对一些关键技术，核心技术上的理解和认识还不够。

了解了分集技术之后，我想到：由于工作特点和性能不尽相同，因此各发射分集技术在不同的环境条件下所起的作用也有所不同。为了在不同的条件下使用相应较有效的分集技术，我觉得可以在发送有效信息之前，先向接收设备发送一段简单的测试信息，即判断移动接收台所处环境条件，对反馈回来的测试信息进行分析，选择当前环境下的最优发射分集技术。或许可以通过其他比较先进的技术手段检测移动接收机的环境位置，大致的思想就是多个分集方式可以灵活多变，自由切换，略有贴近智能选择的意思，而不必某个站点或者某项技术方案中只含有特定的一种分集技术。

[1] 龚建民，刘崇春.多入多出通信系统原理 [M] 科学出版社 2010：09 [2] 邓明.无线通信系统中的空间分集技术研究[D] 科技信息 2006：13 [3] 阎毅.无线通信与移动通信技术［M］清华大学出版社2013： [4] 林云.MIMO技术原理及应用［M］.人民邮电出版社.2010:216 [5] 胡健栋.现代无线通信技术［M］.机械工业出版社.2003:13

第五篇：移动通信技术复习题

一、填空：

1.移动通信可采用的多址技术有FDMA、TDMA、CDMA SDMA。

2、按无线设备工作方式的不同，移动通信可分为单工、双工和单双工三种方式。

3.CDMA系统有硬切换、软切换和更软切换换三种切换方式。

4、移动通信网按服务区域覆盖的大小可分为两大类：小容量的大区制和 大容量的小区制。

5、大容量移动电话系统的信道共用方式为专用呼叫信道方式。

6.第三代移动通信采用IMT-2000系统，工作在2000MHZ频段；其三大技术体制为 W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。

7.GSM基站子系统由 BSC和 BTS组成，它通过 UM接口直接与移动台相连。

8.第三代移动通信的速率要求是：车载环境，最高速率应达 144kb/s；步行环境，最高速率应达348kb/s，室内环境，最高速率应达 2m/s。

9、第三代移动通信采用 IMT-2000系统，其三大技术体制为 W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。

10、GSM系统从MS切换至SDCCH信道时开始进行通话测量，并在SACCH信道上传送移动台的测量报告和BSC对MS的功率调节及TA值信令信号，在FACCH信道上完成切换。

11.我国GSM系统采用频段为900M时，可分为 124个频道，每个频道收、发频差为 45MHZ，跳频速率为217次/s。

12、GSM网络中唯一识别移动台的号码是IMSI，而在公共电话交换网中唯一识别移动台的号码是MSISDN。

13.GSM的网络子系统NSS由MSC、HLR、VLR和 AUC等部分组成。和

14、GSM网络交换子系统由MSC、HLR、VLR、AUC、EIR组成15.GPRS核心网最重要和最基本的两个网元是 SGSN 和GGSN。

16、GPRS的含义是通用无线分组任务。

17、分集技术的作用是抗衰落，主要有时间分集、频率分集、空间分集等。

二、选择题

1.GSM系统采用TDMA，每个载波分为（B）时隙。

A、4B、8C、16D、322、交织编码属于无线通信的（B）

A、信源编码B、信道编码C、调制D、解调

3.恶意呼叫识别属于（C）补充业务。

A、呼叫提供类 B、呼叫完成类 C、号码类 D、呼叫限制类

4、当基站收发信天线采用120度定向天线时，一个小区分为（B）个扇区。

A、1B、3C、6D、12

5.GSM1800收发频率间隔为（A）。

A、95MHz B、45MHz C、35MHz D、25MHz6、移动用户漫游到一个新的编号区时，由VLR给它分配

（A）号码。

A、MSRNB、MSISDNC、TMSID、IMSI

7.GSM系统中对全网进行监控和操作的功能实体是（D）。

A、HLRB、OSSC、AUCD、OMC8、语音编码属于无线通信的（A）

A、信源编码B、信道编码

C、调制D、解调

9.WAP不能提供的服务为（A）。

A、无线电话应用 B、移动互联网接入及内容服务 C、基于PUSH技术的主动服务 D、视频信息传输

10、基站控制器与基站收发信台之间的接口称为（C）接口。

A、A接口B、B接口

C、Abis接口D、Um接口

11.移动台可以任意移动但不需要进行位置更新的区域称为（C）。

A、小区 B、基站区 C、位置区 D、MSC区

12、用户鉴权键是指（B）。

A、KcB、KiC、RANDD、SRES

13.IS-95 CDMA系统的双模式含义是能以（C）方式工作。

A、模拟时分 B、模拟频分C、码分扩频 D、频分双工

14、由我国自主研发并被（ITU）采纳的3G标准是(C)

A、WCDMAB、CDMA2000

C、TD-SCDMAD、CDMA

15.GPRS系统可以提供高达（C）的理论数据传输速率。

A、14.4Kb/s B、115.2Kb/sC、171.2Kb/s D、384Kb/s16、位置更新过程是由下列谁发起的(C)

A、移动交换中心B、VLR

C、MS(移动台)D、基站收发信台

17.CDMA系统中，软切换是指（A）。

A、不同基站NodeB间切换 B、同基站不同扇区间切换C、不同RNC间切换 D、异频切换

18、移动台可以任意移动但不需要进行位置更新的区域称为（C）。

A、小区 B、基站区 C、位置区 D、MSC区

19.第3代移动通信系统与第2代移动通信系统的主要区别是（C）。

A、传播的开放性 B、信道的时变性 C、业务的多媒性 D、多个用户之间的干扰

20、GSM1800收发频率间隔为（A）。

A、95MHz B、45MHz C、35MHz D、25MHz

21.在GSM系统中，基站（BTS）与手机（MS）之间接口是：（C）

A、A接口 B、Abis接口 C、Um接口 D、E接口

22、GSM系统采用TDMA，每个载波分为（B）时隙。

A、4B、8C、16D、3223、当基站收发信天线采用120度定向天线时，一个小区分为（B）个扇区。

A、1B、3C、6D、1224、为了对抗小区之间的同道干扰和邻道干扰，主观上限定了接收质量的指标，即射频信号对于干扰信号的比值。称为（C）。

A、信噪比B、再用距离C、射频防护比D、保护比

25、在时分双工（TDD）方式中，上下行帧都在（C）的频率上。

A、不同B、25kHzC、相同D、9个

26、在时分双工（TDD）方式中，上下行帧都在（C）的频率上

A、不同B、25kHzC、相同D、9个

27、交织编码与纠错编码都属于无线通信的（B）

A、源编码B、信道编码

C、调制D、解调

28、当漫游用户进入某个MSC区域时，必须想与该MSC相关的（A）登记，并分配一个移动用户漫游号码。

A、VLRB、HLRC、AUCD、OMC29、使MS保持频率同步的逻辑信道是（D）

A、BCCHB、CCCHC、FACCHD、FCCH30、每个基站采用三副120。扇形定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域。这就是所谓（B）。

A、中心激励B、小区分裂C、角度分集D、顶点激励

三、判断题

1.在移动通信系统中，相邻小区不允许使用相同频率，否则会产生同频干扰。（×）

2.完成城市高密度区室内覆盖最好的方法是建筑物内设直放站。（∨）

3、TDD称为时分双工，收发信号在时间上分开互不干扰，被广泛地用于GSM系统。（×）

4、一个BSC可以连接到多个MSC上。（×）

5.CDMA为干扰受限系统，当系统中增加一个通话用户时，所有用户的信噪比会下降。（∨）

6.在实际工程建设中，GSM1800基站和GSM900基站一般都不能共址建设。（×）

7、GPRS采用分组数据计费功能，即根据数据量来计费。（∨）

8、在GSM向WCDMA的演进过程中，核心网和无线接入网部分都可以平滑演进。(×)

9.光纤在机柜外走线的时候，如果两个机柜距离很近，可以不采用保护套管进行防护。(×)

10.在GSM向WCDMA的演进过程中，核心网和无线接入网部分都可以平滑演进。(×)

11、CDMA网的无线同步通过GPS接收天线，采用GPS同步方式。（∨）

12、移动台的位置更新是由网络发起的。（×）

13.小区是移动网络中最小的区域单位，每个小区都会被分配一个全球唯一的识别码。（∨）

14.在移动通信中通常将阴影效应造成的衰落称为慢衰落，多径效应造成的衰落称为快衰

落。（∨）

15、同一无线通信系统的收发信机有隔离度要求，不同系统间则没有要求。(×)

16、GSM中鉴权和加密是两个独立的处理过程，两者之间没有任何的关联。(×)

17、GSM系统的A接口定义为移动台与基站收发信台之间的通信接口。（×）

18、GSM采用与GPRS相同的频段。（∨）

19、GSM系统中，鉴权的目的是防止无权用户接入系统，及认证用户识别卡SIM卡的有效性。（∨）

20、临时移动用户识别码（TMSI）只限于在移动用户当前访问位置区使用。（∨）

21、GSM中，话音激活技术采用一种自适应门限话音检测算法。当发端判断出通话者暂停通

话时，就关闭发射机。（∨）

22、GSM系统中的用户在越区时也可以采用软切换。（×）

23、一个区群内的不同小区频率可以重复使用。（×）

24、GSM900和DCS1800的载频间隔和双工距离都是一样的。（×）

25、在CDMA系统中随着用户数量的增加，用户通话质量随之下降。（∨）

26、GPRS是GSM向3G系统演进的重要一环，故又把它称为“2.5代技术”。（∨）

27、在实际工程建设中，GSM1800基站和GSM900基站一般都不能共址建设。（×）

28、MSC具有交换、计费、业务提供的功能。(∨)

29、GSM900和DCS1800的载频间隔和双工距离都是一样的。（×）

30、CDMA为干扰受限系统，当系统中增加一个通话用户时，所有用户的信噪比会下降。（∨）

四、简答题：

1.说明GSM系统中MSC的作用。

2、什么是动态信道分配，有何优点

3、为什么CDMA系统容量称为“软容量”

4.移动通信的切换由哪三个步骤来完成五、计算应用题：

1、某移动通信系统，每天每个用户平均呼叫10次，每次占用信道平均时间80s，呼损率要求10%，忙时集中率K=0.125。

问：（1）给定14个信道能容纳多少用户数？（取整数）

（2）系统的信道利用率是多少？（保留两位小数）

爱尔兰表

2、在GSM系统中，语音信道的信道编码采用了（2，1，5）卷积编码器，已知生成多项式为g1(x)=(31)8，g2(x)=(33)8，试画出此编码器的电路图，其编码效率是多少？