通话切换产生的原因及问题.doc

浅谈移动通信的切换技术 ( 2001/7/2 00:00 )浅谈移动通信的切换技术（赵如兵） 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，以继续保持通话的过程。正确认识和理解切换对我们的日常维护及网络优化有重要作用。 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平均功率的比值，反映了移动通信的通话质量。如在模拟移动通信系统（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要求载干比大于17dB，而GSM、CDMA载干比分别大于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，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。但在实际应用时，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。一方面，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号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，或相邻小区的信号强度高于当前小区信号强度一定值时，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候选项并发出切换请求。目前欧洲的增强型数字无绳技术（DECT）和北美的太平洋地区通信系统（PACS）均采用这种切换控制。 2网络控制切换（NCHO）。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，并将结果报告结网络。当网络选择新端口后，它同时通知新、旧端口完成切换，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。 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，交换中心控制完成，放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，目标小区可立即确定，因此GSM、CDMA切换速度比TACS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，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，周围基站并非持续向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。 三、软切换与硬切换 切换从方式上一般可分为硬切换和软切换两种。 1硬切换 硬切换是不同频率的基站或小区之间的切换，在切换过程中，移动台必须在一指定时间内，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。因此，硬切换是“先断开，后切换”。切换时，要在原话音信道上送切换指令，移动台需要暂时停止通话，然后调谐到新的信道频率上。 现有TACS系统和GSM系统均使用硬切换方式。当切换发生时，因为原基与新基站的载波频率不同，移动台必须在接收新基站的信号之前，中断与原基站的通信，而当移动台与原基站链路切断后，却往往不能立即得到与新基站之间的链路（GS500ms左右的中断时间），因此硬切换在一定程度上会影响通话质量。另外，如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。 2. 软切换 软切换是同一频率不同基站之间的切换，在切换过程中，移动台同时与原基站和新基站都保持着通信链路，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足基站的连接。因此，软切换是“先切换，后断开”，在切换过程中，移动台并不中断与原基站的联系，真正实现了“无缝”切换。 现有CDMA系统使用软切换方式。移动台只有在取得了与新基站的链接之后，才基站的联系，因此在切换过程中没有中断也就不会影响通话质量；软切换由于是在频率相同的基站间进行，在两基站（或多基站）覆盖区的交界处，移动台同时与多个基站通信，起业务信道分集的作用，因而可大大减少切换造成的掉话（可视为无掉话）。另外，由于软切换中移动台和基站均采用了分集接收技术，有抵抗衰的发射功率降至最小，从而降低了移动台对系统的干扰；进入软切换区域的移动台即使不能立得到与新基站的链路，也可以进入切换等待的排列，从而减少了系统的阻塞率。 由于切换引起的掉话：（1） MS在通话中，手机列表中计算6个最好的相邻小区为切换做准备，但当网络覆盖不好时，会产生频繁切换，造成无主控小区，产生掉话。（2） 一些小区由于话务忙，会把话务推给相邻小区，但当相邻小区信号不好或无空闲信道时就会产生掉话。（3） 孤岛效应。如果服务小区A由于地形的原因产生的场强覆盖小岛C，而在小岛C周围又为小区B的覆盖范围，如在A的相邻小区列表中未添加小区B，那么当用户在C中建立呼叫后一走出小岛C，由于无处可切换将产生掉话。掉话：在移动通信中，掉话是指在分配了话音信道（TCH）后，由于某种原因，使呼叫丢失或中断，正常通话无法进行的现象。掉话不仅影响网络指标，而且会给用户造成许多不便，是用户投诉的热点。1.2 掉话的解决办法如果一个小区掉话很高，可以先通过查掉话报告（如163报告），先确定是由于哪方面引起的掉话。（1） 对于由于切换引起的掉话的解决，可先进行大范围的路测，通过路测可以确定是和哪个相邻小区切换不正常。对于一些与该小区有切换关系而拥塞率又较高的小区应作为测试的重点，并需要检查小区周围是否有盲区存在，如果是这种原因应及时修改相关频率并增加新基站或扩大原有基站的覆盖范围。对于因切换设置不合理而造成的掉话可根据实测情况适当修改切换参数。对那些由于话务量不均衡，造成忙时因目标基站无切换信道而产生的掉话，解决的办法是进行话务量的调整或扩容。切换失败可引起掉话。虽然切换引起掉话的原因很复杂，但只要能对整个切换过程有一个完整的、正确的认识，问题就不难解决。一般，我们可以通过一下三个步骤进行分析：（1） 从MSC、BSC告警中获得网络不正常的信息。在因相邻小区数据配置有误或邻区的BCCH、BCC（基站收发台色码），LAC（位置区码）等设置不对而造成切换失败而掉话时，都会在MSC及BSC中产生告警，因此，应该经常检查MSC、BSC中的告警记录，找出问题存在的原因。（2） 对OMC的统计信息进行分析来发现不正常的原因。基切换失败偏高，有时在MSC、BSC中并无告警信息，这时可以通过对OMC中的数据进行分析来发现问题。通过对OMC中的数据进行分析，可以发现某些基站存在一些隐性问题（如TRX、RTX等隐的障碍，天线等硬件问题。）从而找出问题的所在，达到网络优化的目的。（3） 借助无线场强测试仪的测试来判断切换失败因，在一般情况下，应对目标小区周边进行比较大范围的测试，通过实地路测，可获得基站的覆盖及切换情况，从而得到某些OMC所不能提供的信息。在实测时，特别要把那些与目标小区有切换拓扑关系而拥塞率又较高的小区作为测试重点然后通过测试结果的分析，判断切换失败的原因，从而找出解决办法。 一般而言，由于切换