移动蜂窝网络的无缝切换技术

易前旭

摘要：蜂窝网络在通信过程中，由于移动台在通话过程中会随着距离基站的远近、信号强度、信号质量和通话质量等原因造成切换，为了能够让用户保持无感知通话状态，移动蜂窝网络需要采用无缝切换技术，有效的提高了移动蜂窝网络的通话质量。

关键词：移动蜂窝网络；切换；基站1 引言

现代移动蜂窝网络通信过程中，无缝切换可以有效的保证移动用户的无间断通信，其可以有小的保持通信质量处于一个用户无感知的断续的状态，适应无线通信网络信号衰落的特性。目前，蜂窝网络无缝切换可以平衡服务区域内各个小区的业务量，降低小区的呼损率[1]。

2移动蜂窝网络切换原因

移动蜂窝网络通信过程中，引起切换的主要原因包括以下几种：⑴信号强度：如果移动台接受到的信号较为微弱时，并且移动台要到另外一个小区，或者处于一个小区但是不同频率，此时就需要更换新的链路，导致通信发生切换。⑵信号质量：蜂窝网络通信信道遭到干扰时，其会引起通信质量大幅度衰减，导致前向纠错处于不可接受的状态，就会引起切换。⑶话务量过多：移动台在通信过程中，话务量过多会导致拥塞，因此其可以把正在通信时间提前量较大的移动台切换到话务量较少的小区，此时移动台通常处于空闲小区的边缘，其处于空闲小区的覆盖范围内，移动台在通话过程中，导致通信信号发生变化。⑷没有被分配的时隙的干扰：在一个新的载频中，或者同一个载频上的空闲信道中，可以选择一个通话质量更佳的信道，基站可以有效的对空闲时隙中相关的噪声电平实施信息策略，此时测量信息可以在通信过程中应用，判断一个小区或者基站的载频是否处于需要切换，目标是建立一个最佳的通信信道。

3移动蜂窝网络的无缝切换技术

移动蜂窝无缝切换技术从层次网络上可以划分为水平切换和垂直切换，其中水平切换又可以分为硬切换、软切换、接力切换[2]。

3.1 水平切换

⑴硬切换。在蜂窝通信实现无缝切换过程中，其最现采用的技术室硬切换，这一种切换模式是事实上的切换，其发生于拥有不同频率的基站之间、扇区之间的真实切换，硬切换最为关键的一点事通信的移动台在某一时刻仅仅占用一个无线信道，而非同时占用两个无线信道，其发生切换的过程中，必须与原来的基站脱离任何联系后，才能将其通话跳到另外一个基站上，因此，切换过程可能存在漏话现象，但是由于时间极其短暂，能够实现无缝切换。

⑵软切换。在移动蜂窝通信过程中，软切换可以将通信的两条链路及其相关联的数据流能够在较长的时间内同时被激活，一直到期能够进入新基站，测量移动台到新的基站之间的传输质量，判断其是否满足通信要求的指标，如果满足之后，即可断开其与原来的基站建立的连接。软切换是指在同一个频率下，不同的基站之间实施的切换。通信过程中，可以从通信网络或者移动台出发，分析同一个数据流在两条链路上同时进行传输，这样既可以保证通信的连续I型能够，又可以实现一个无缝切换的过程，用户没有任何的感知。移动台发生切换的条件是其已经建立了与心得基站的连接，只有这样才能够与原来的基站之间的通信释放，因此，软切换过程从逻辑上实现了无缝切换技术，不会对用户的通话产生一点影响。通信系统试试软切换时，移动台和基站之间采用许多关键技术，比如反响功率控制技术、MIMO分集技术，可以有效的降低系统掉话和漏话现象，但是软切换存在占用信道资源多、信令传输复杂等缺点，导致下行线路通信受到感染，增加了设备的投资[3]。软切换过程如图2所示。

⑶接力切换。随着现代智能天线技术的快速发展，可以利用基站的位置定位移动台的位置，因此此时就可以能够精准的测量移动台与基站之前的精确距离，对移动台进行有效的定位，根据两者之间的距离，有效定位辅助信息，以便判断移动台是否处于切换区，如果处于切换区，即可将其切换到附近的基站上。快速有效的、高效的、可靠地切换可以有效的保证接力切换实现无缝切换，保证用户的通话质量。接力切换过程如图3所示。

3.2 垂直切换技术

垂直切换是指移动台在不同的系统的基站相关的切换。现代通信采用更多的蜂窝形式，其在宏蜂窝的背景下引入了微蜂窝，形成了一个个颗粒度更小的小区，实现了层级管理。这样可以有效的缩小并且精细化通信区域内部的热点和盲点，将其实现更加灵活的切换。垂直切换技术为此提供了切换能力，其可以为不同的移动台提供更多级别的服务能力，可以根据移动台的移动速度，迅速的实现微蜂窝的切换，降低系统的切换速率，同时能够有效的扩充切换的系统的容量，保持移动台、宏蜂窝和微蜂窝之间的强关联，并且不断的测量移动台附近微蜂窝的信号强度，调整控制器，保持移动台和微蜂窝时刻连接，实现无缝切换和保证用户的通话质量。

4结束语

随着移动蜂窝网络通信系统的发展和进步，已经诞生了更多的切换算法，比如硬切换、软切换、更软切换、接力切换。目前，我國通信已经步入到4G时代，进过通信学者、网络学者以及计算机学者的不断研究，将会引入更多的无缝切换技术，保证用户高效的通话感知，彻底解决通信过程中掉话、漏话的问题，促进人们更好的掌控自己的通信生活，提高生活质量。

[参考文献]

[1]铁晓磊,洪佩琳,薛开平,等.一种基于协作分集技术的切换机制[J]. 电子与信息学报,2011,33(5):1178-1185.

[2]龙辉,康桂华,陈伟.蜂窝中继网络中协作切换策略研究[J].微处理机, 2013,34(2):17-20.

[3]徐鹏,方旭明,杨俊.基于信号强度和功率损耗的分层网络切换算法[J].西南交通大学学报,2011,46(001):98-102.