（电路与系统专业论文）80216e移动切换系统的设计与算法仿真.pdf

太原理1 ：人学硕士研究生学位论文 8 0 2 16 e 移动切换系统的设计与算法仿真 摘要 目前，无线网络已经广泛的应用到社会的各个方面，并正在向可 移动、高宽带的方向发展。以8 0 2 ，1 6 e 标准为基础的无线城域网技术 ( w i m a x ) 以其高带宽、可移动等特点引起关注，并迅速得到了认 可。该标准在之前版本的基础上添加可移动特性，从而成为现在3 g 技术的有力竞争对手。w i m a x 技术能够提供比w i f i 更广的覆盖范 围、更高的传输速率，可以作为现有通信技术的补充解决最后一公里 的无线接入问题，也可单独组网为使用者提供电信级通信网络。 8 0 2 16 e 标准最显著特点是可移动性，而移动性管理中最主要的 部分为切换机制，所以移动切换机制的好坏直接决定无线网络稳定性 和提供服务的质量优劣。因此本文主要对8 0 2 1 6 e 协议中的切换进行 深入研究，主要完成工作如下： ( 1 ) 详细了解8 0 2 1 6 e 协议切换技术的研究背景、协议框架结构 以及工作模式，掌握该协议的关键技术，通过对比阐明该标准的技术 优势。 ( 2 ) 介绍t 8 0 2 1 6 e 支持切换功能的网络模型以及组件，重点分 析了两类不同的切换，分别为软切换和硬切换。软切换是一种平滑、 无间断的切换方式，其切换效果好但浪费网络资源；硬切换则是中断 后再连接的切换方式，能充分利用无线资源，但切换效果相对较差。 在对网络质量要求不苛刻的环境下，硬切换是比较好的选择。 太原理工大学硕士研究生学位论文 ( 3 ) 阐述了以p i c o c h i p 提供的p c 7 2 0 3 、p c 7 2 0 5 开发板为基站和 移动终端硬件开发平台，以c e n t o s 版本的l i n u x 系统为软件环境，设 计的以信号强度为参考量的切换功能模块以及与其他模块沟通的接 口。基站和移动终端的切换模块代码用c 语言编写以实现基本的切换 功能。 ( 4 ) 研究了已有的以信号强度作为参考量的切换算法，但该种 不能充分反映信道的状况，所以本文提出以载干噪声比( c i n r ) 为 参考量的切换算法，并通过n s 网络仿真平台对此算法进行仿真。因 为n s 本身并没有支持该协议的相应模块，本设计添加n i s t 提供的 w i m a x 仿真模块，并在此模块的基础上进行相应类的修改，完成仿 真验证过程。仿真结果表明基于载干噪声比的切换算法能够较好的提 高切换的总体质量。 关键字：8 0 2 1 6 e 标准；m a c 层；移动切换；c 仆取；n i s t 模块 太原理一人学硕士研究生学位论文 t h em o b i l eh a n d o v e rs y s t e m d e s i g na n d a l g o r i t h ms i 哪l a t i o nf o r8 0 2 16 e a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h ew i r e l e s sn e t w o r kh a sb e e nw i d e l ya p p l i e dt ov a r i o u s a s p e c t so fs o c i e t y , a n di sd e v e l o p i n gt ot h ed i r e c t i o no fm o v a b l ea n dh i g h b a n d w i d t h t h e8 0 2 16 es t a n d a r d b a s e d w i r e l e s s m e t r o p o l i t a n a r e a n e t w o r kt e c h n o l o g yh a sb e e nc o n c e m e da n dq u i c k l yr e c o g n i z e df o ri t s h i g hb a n d w i d t ha n dr e m o v a b l ef e a t u r e s o nt h eb a s i so ft h ep r e v i o u s v e r s i o n st h es t a n d a r d8 0 2 16 ea d d sm o v a b l ep r o p e r t i e s ，t h u si t b e c o m i n g as t r o n gc o m p e t i t o ro ft h e3 gt e c h n o l o g y t h ew i m a x t e c h n o l o g yc a n p r o v i d eab r o a d e rc o v e r a g ea n dh i g h e rt r a n s m i s s i o nr a t e st h a nw i f i t h e w i m a xc a nb eu s e df o r s u p p l e m e n tt o t h e e x i s t i n gc o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g yt os o l v et h el a s tm i l ew i r e l e s sa c c e s sp r o b l e m s ，a n dc a nb ea s e p a r a t en e t w o r kt op r o v i d eu s e r sw i t ht e l e c o m m u n i c a t i o nl e v e ln e t w o r k t h em o s ts i g n i f i c a n tf e a t u r e so f t h e8 0 2 16 es t a n d a r di st h em o b i l i t y , a n dt h em o s t i m p o r t a n tp a r to fm o b i l i t ym a n a g e m e n tm e c h a n i s mi st h e h a n d o v e r , s om o b i l eh a n d o v e rm e c h a n i s mw i l ld i r e c t l yd e t e r m i n et h e p r o sa n dc o n so ft h ew i r e l e s sn e t w o r ks t a b i l i t ya n dq u a l i t yo fs e r v i c e s i n t h ist h e s i s ，t h eh a n d o v e ri nt h e8 0 2 16 e p r o t o c o lh a sb e e nc a r e f u l l y s t u d i e d ，a n de f f o r t so f t h i st h e s i sa sf o l l o w ： ( 1 ) l e a r n i n gm o r ea b o u tt h eb a c k g r o u n do ft h e8 0 2 16 ep r o t o c o l i i i 太原理工大学硕士研究生学位论文 h a n d o v e rt e c h n o l o g y , t h ep r o t o c o lf r a m es t r u c t u r ea n dm o d eo fo p e r a t i o n ， a n dt h e ni n t r o d u c e st h ek e yt e c h n o l o g i e sa n dt e c h n i c a la d v a n t a g e so ft h i s p r o t o c 0 1 ( 2 ) i n t r o d u c et h eh a n d o v e rf u n c t i o nm o d e la n dn e t w o r kc o m p o n e n t s o f8 0 2 16 es u p p o r t e d ，a n da n a l y s e st h et w od if f e r e n tt y p e so fh a n d o v e r s ， t h es o f th a n d o v e ra n dt h eh a r dh a n d o v e r s o f th a n d o v e ri sas m o o t ha n d c o n t i n u o u sw a yo fh a n d o v e r , a n di t se f f e c tish i g h ，b u tw a s t en e t w o r k r e s o u r c e s ；h a r dh a n d o v e ri saa f t e rt h eb r e a kt oc o n n e c th a n d o v e rm o d e ， i tc a nm a k ef u l lu s eo fw i r e l e s s r e s o u r c e s ，b u th a n d o v e re f f e c t sa r e r e l a t i v e l yp o o r w h e nt h eq u a l i t yr e q u i r e m e n t sa r e n o th i g ho nt h e n e t w o r ke n v i r o n m e n t ，t h eh a r ds w i t c h i n gi sab e t t e rc h o i c e ( 3 ) i n t r o d u c et h eh a n d o v e rf u n c t i o nm o d u l ea n dt h ec o m m u n i c a t i o n i n t e r f a c ew i t ho t h e rm o d u l e sb a s e do ns i g n a ls t r e n g t hw i t ht h ep c 7 2 0 3 ， p c 7 2 0 5d e v e l o p m e n tb o a r do ft h ep i c o c h i pa sb a s es t a t i o na n dm o b i l e t e r m i n a lh a r d w a r ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m ，a n dw i t hl i n u xs y s t e mo f c e n t o sv e r s i o na sas o f t w a r ee n v i r o n m e n t t h eb a s es t a t i o na n dm o b i l e t e r m i n a lh a n d o v e rm o d u l ec o d ei sw r i t t e ni nc f i n a l l y , t h eh a n d o v e r f u n c t i o nw a sa c h i e v e d ( 4 ) r e s e a r c ht h ee x i s t i n gh a n d o v e ra l g o r i t h m sa r eb a s i c a l l yt h e s i g n a ls t r e n g t ha sa r e f e r e n c ev o l u m e ，b u tt h es i g n a ls t r e n g t hc a nn o tf u l l y r e f l e c tt h es t a t u so ft h ec h a n n e l ，s ot h i st h e s i sp u t sf o r w a r dt ot h ec a r r i e r t oi n t e r f e r e n c ep l u sn o i s er a t i o ( c i n r ) a sar e f e r e n c ev o l u m e t h e n i v 太原理：l 大学硕士研究生学位论文 s i m u l a t et h i sa l g o r i t h mt h r o u g ht h en sn e t w o r ks i m u l a t i o np l a t f o r m ， b e c a u s et h en sd o e sn o ts u p p o r tt h ec o r r e s p o n d i n gm o d u l eo ft h e 8 0 2 16 ep r o t o c o l ，t h ed e s i g na d d e dn i s tw i t hw i m a xs i m u l a t i o n m o d u l ea n dm o d i f yc o r r e s p o n d i n gc l a s so ft h i sm o d u l e f i n a l l y ，t h e s i m u l a t i o n p r o c e s sf i n i s h e d t h e s i m u l a t i o n r e s u l t ss h o wt h a tt h e h a n d o v e ra l g o r i t h mb a s e do nt h ec a r t i e rt oi n t e r f e r e n c ep l u sn o i s er a t i o c a ni m p r o v et h eo v e r a l lq u a l i t yo ft h eh a n d o v e r k e yw o r d s ：8 0 2 16 es t a n d a r d ；m a cl a y e r ；m o b i l eh a n d o v e r ；c i n r ； n i s tm o d u l e v 二堕雯燮兰堡主堕窒竺堂笪笙茎 v i 太原理j ：大学硕士研究生学位论文 1 1 课题研究背景及意义 第一章绪论 随着人们生活质量的不断提高及社会信息化的不断进步，移动通信技术已经广泛的 应用的社会的各个方面，同时用户对移动通信的质量及服务有了更高的要求。一方面， 如x d s l 、c a b l em o d e m 等固定带宽的入网方式，虽然能满足小规模的非移动条件下用 户的高带宽需求，却不能提供移动性服务。另外，一般的移动网络可以支持数据量比较 小的语音等基本业务，却不能支持高质量的语音服务和大数据包的图像、视频等业务， 所以高带宽与可移动这两种特性相结合的无线网络是将来发展的必然。正是由于无线网 路的特点能够满足人们的生产、生活的需求，因此，无线网络方面的研究越来越得到科 研机构和通信企业的重视，移动业务如何支持高带宽以及宽带业务如何支持可移动等问 题将逐渐成为计算机网络技术研究的新热点。 为了使移动业务中能够提供高带宽的支持，以3 g p p 3 g p p 2 为代表的国际组织很早 就已经开始了移动技术升级计划。以h s d p a h s u p a 等为代表的新标准出现以后，移动 终端就逐渐的开始支持数据量比较大的宽带业务了。从此之后，该组织又研发了一些新 的标准，不断的加强对宽带业务的支持力度，如现在的l t e 技术等。 同时，为了使宽带业务中能够很好的支持可移动性，i e e e 等组织也是做了大量的 研究论证工作，尤其是该组织的8 0 2 工作组。该工作组最早规划了无线局域网标准以支 持距离比较短的无线终端网络接入，后来在此基础上制定了功能更加完备的无线城域网 标准，也就是本文中要讲述的w i m a x 技术，该技术有力的推进了高带宽、可移动技术 的进步与应用。 “ 这两个方向的发展路线如图1 1 ： 太原理：j ，：大学硕士研究生学位论文 恻 瑙 幅 漤 1 u 1 4 b l “s 2 0 0 kb i t s 3 0 0 k b t t s - 1 0 m b i t s n e t w o r k i n g o p t i o n s 一 i p v 6 选项和8 0 2 1 de t h e m e tb r i d g i n g ，设为丰号。如图3 2 所示： 图3 - 2 配置l i n u x 内核 f i 9 3 2c o n f i g u r a t i o nl i n u xk e r n e l 捍c d c p e 2 0 5 w o r k l i n u x - 2 ，6 18 # m a k e 将生成的i m a g e z i m a g e 映像文件和上面生成的m k i m a g e 都放至：v a r c h a r m b o o t t 。 然后运行m k i m a g e 命令，产生开发板使用的映像文件。 2 5 太原理：i ：火学硕士研究生学位论文 一一。一一一一 3 、安装n f s 服务器 先创建共享目录，然后配置n f s ，最后运行p o r t m a p l 3 7 】 群c d v a r m k d i rn f s c p e 2 0 x 撑c d e t c 拌t o u c he x p o r t s 在e x p o r t s 添加v 砒f s c p e 2 0 x 枣( r w , s y n c ，n o _ r o o t _ s q u a s h , n o a l l s q u a s h ) 行后运行： 撑e t c i n i t d p o r t m a pr e s t a r t 撑e x p o r t f s 吖( 保存设置) 撑e x p o r t f s 拌s b i n c h k c o n f i g a d dp o r t m a p 4 、安装t r i p 服务器 在安装c e n t o s 操作系统时，t r i p 在未更改的情况下是被直接安装的，其默认的工 作目录是t f i p b o o t 。 5 、测试服务器 ( 1 ) 测试t f t p 服务器 首先，将第2 步生成的映像文件复制到t r i p 的工作目录中，并将名字改为 u l m a g e - c p e 2 0 x ； 然后，将开发板与服务器通过数据线连接； 接下来，启动m i n i c o m ； 最后，设置板子参数( 使用p r i n t e n v 查看板子的环境变量) ，如下 群s e t e n vs e r v e r i p19 2 16 8 0 3 6 s e t e n vg a t e w a y i p1 9 2 1 6 8 0 1 3 6 捍s e t e n vn e t m a s k2 5 5 2 5 5 2 5 5 0 拌s e t e n vb o o t c m d = n f s b o o t j 6 s e t e n vn f s r o o t19 2 16 8 0 6 ：v a r n f s c p e 2 0 x 群s a v e e n v ( 2 ) 测试网络文件系统 拌s e r v i c en f ss t a r t 2 6 太原理j ：人学硕士研究生学位论文 # s e r v i c ep o r t m a ps t a r t 连接硬件并开启电源，禁止自动运行，输入r u nf i x e d n f s 启动n f s ，进入l i n u x 登 录页面，这样开发环境就完成了。 3 2b s 端切换系统设计 3 2 1b s 端切换系统的功能描述 基站切换模块的作用是对m s 的切换过程中的各种消息及参数进行管理，如相邻基 站消息的发送，管理m s 的扫描过程以及m s 的切换过程等。首先基站向其小区内的 m s 发送包含相邻基站信息的广播消息，然后启动m s 的扫描过程，在适当的情况下启 动m s 的切换过程，通过重新测距、双方能力协商、交换密钥最后重新完成网络层连接 并继续传输未完成的业务流。基站为m s 的扫描和切换过程提供最终判决，并通过主干 网为m s 提供需要的参数和信息。 b s 切换模块分为扫描过程管理、切换过程管理、主干网的消息交互、邻居广播消 息管理等四个子模块1 3 8 j ，如3 3 图所示。 ： 一_ 一一，一 图3 - 3b s 端切换的子模块关系 f i 9 3 3t h es u b m o d u l er e l a t i o n s h i po fb st e r m i n a lh a n d o v e r ( 1 ) 扫描过程管理 扫描过程管理主要有扫描条件满足或者周期到达时，b s 将向m s 发送扫描启动消 2 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 息，m s 在扫描时隙内完成扫描过程并形成b s 的列表；关联级别不为2 或3 时，为m s 向推荐的b s 请求免于竞争的测距时隙；对m s 的扫描请求进行相应的处理并做出相应 扫描或拒绝的回应；向上行链路调度模块为可能的切换m s 请求非竞争的测距时隙，并 通知上行链路调度模块这些时隙的释放信息。 ( 2 ) 切换过程管理 切换过程管理主要有当小区的信号质量变差等条件满足时，b s 通知m s 开始小区 切换；对切换过程中的相关的消息进行处理并为切换提供相应的优化；对m s 的业务和 状态进行暂时缓存并启动相应的计时器，计时器超时或者m s 切换成功后将保存的相关 信息删除。 ( 3 ) 邻居广播消息管理 邻居广播消息管理主要有不断地向覆盖范围内的m s 发送相邻b s 的信道等方面的 信息；维护邻居b s 信息表和b si n d e x 到b s i d 之间的映射表f 3 9 1 。 ( 4 ) 主干网的消息交互 维护与特定业务汇聚子层( c s ) 的接口，为无线网提供必要的主干网支持；处理与 主干网有关的管理消息。 3 2 2b s 端切换的接口描述 8 0 2 1 6 e 系统中的b s 切换模块需要其他模块的支持，并与其他模块进行信息的交互， 与其他模块的输入输出关系如图3 4 所示。 切换模块与基站初始化模块的接口，初始化模块对切换模块进行模块初始化，主要 包括为模块内部的全局变量赋初值，初始化并启动定时器；切换模块则可以为初始化模 块提供切换后的初始的基本参数等。 切换模块与信道描述模块的接口，切换模块可以将收到的邻居b s 的上下行信道描 述消息交给该模块进行相应的处理；信道描述模块也将处理后的上下行信道描述消息交 给切换模块用以构造邻居广播信息。 切换模块与测距管理模块的接口，测距管理模块向切换模块提供删除某一个切换 m s 全部信息的接口，通过主干网为m s 申请免于竞争的测距时隙；切换模块可以通过 r n g r e q r s p 的交互过程与测距管理模块进行测距。 2 8 太原理j ：大学硕士研究生学位论文 图3 _ 4b s 端切换模块与其他模块的接口关系 f i 够- 4t h eh a n d o v e rm o d u l ea n do t h e rm o d u l ei n t e r f a c er e l a t i o n so fb s 切换模块和基本能力协商模块的接口，基本能力协商模块向切换模块提供r e p o r t m e t r i c 等信息1 4 0 1 。 切换模块和准入控制的接口，该模块可以向切换模块提供生成消息摘要类型、生成 消息摘要和校验消息摘要的相关接口。 切换模块和注册管理模块的接口，因1 6 e 协议未明确相关内容，此部分暂为空。 切换模块和上行调度的接口，为要切换的终端通过f a s t _ r a n g i n g _ i e 消息提供一个 非竞争的初始测距时隙，为扫描的终端分配专门的测距时隙。 切换模块和下行调度模块的接口，下行调度模块提供删除切换的m s 在服务端的主 要数据结构中相关信息的接口。 切换模块和服务流管理模块的接口，切换模块向服务流管理模块提供在链路资源紧 张时启动某些m s 进行切换的接口。 切换模块和p d u 生成模块的接口，p d u 生成模块通过向切换模块提供生成相应数 据包的接口来发送各种消息如m o bb s h or s p 、m o bb s h o r e q 等。 切换模块和p d u 接收模块的接口，切换模块通过向该模块提供对切换相关的控制 信息进行必要处理的接口：切换模块也向p d u 接收模块提供对接收到数据包的m s 状 态进行判断的接口。 切换模块与信道测量模块的接口，切换模块为提供信道参数判决接口，这些信道质 2 9 太原理： 大学硕士研究生学位论文 量的指标不应该是从当前帧解析出来的，而应该是一个平均值。 3 2 3b s 端切换的扫描模块设计 切换系统最主要的部分是扫描过程管理和切换过程管理。通信过程中无线信道是不 断地改变的，当信道测量管理模块探测到信道状况不能满足终端的需求时，b s 将会调 用切换模块对信道进行评估并根据结果决定是否启动扫描或者切换过程。本算法中选择 用r s s i 的阈值的大小作为触发参考量，该参考量是终端接收到服务端信号的强度。 ( 1 ) 扫描决策 本模块的扫描决策主要有两种方式，分别为阈值触发和轮询扫描，这两种方式是结 合使用的。 阈值触发方式：当信道测量管理模块探测到信道状况不能满足终端的需求时，b s 将会调用切换模块对信道进行评估并根据结果决定是否启动扫描过程。切换模块判断条 件为某阈值的大小，这里使用的参数是r s s i 并将其定义为t h rr s s is c n ； 轮询扫描方式：当m s 执行了扫描时，m s h o l n f o 消息中的s c a n n e d 为1 ，s e np o l l i n g 函数判断每个m s 的s c a n n e d 字段。如果其值零，则触发扫描，否则将其置为0 ，从而 保证在一个s e np o l l i n gi n t e r v a l 中每个m s 必须至少扫描一次。 ( 2 ) 扫描时隙周期的分配 m s 请求扫描邻居b s 的过程和b s 发起非请求的消息启动m s 开始扫描时，都要涉 及扫描时隙的分配问题。b s 在给终端提供相应的扫描周期时主要考虑两个因素：分配 给m s 的扫描时隙的是否够长和对各种级别业务流的服务质量的支持能力。 当m s 需要进行周期扫描时，与扫描时间交叠的非扫描时间，即接收数据的时间的 确定也要考虑的因素。如果接收数据的时间太长，可能会错过了切换的最佳时间。但也 不能太短，太短可能会影响业务流的服务质量，甚至出现掉话现象。可以依据业务流等 级的不同分配相应长短的扫描时间。 ( 3 ) 扫描时关联类型的选择 扫描时如果进行关联，可以加快将来的入网过程。如果可以进行非竞争的测距关联， 那么可以缩短测距的时间，因为竞争方式的测距的时延是不可预测的，这对于u g s 、r t p s 等实时业务有很大的影响。但是高水平关联测距在某种情况下会浪费系统网络资源。综 合这些方面的原因，根据m s 所存在的业务流类别来进行关联过程，实时性要求高的服 务流选择较高水平的关联，实时性要求低的选择较低水平的关联，或者不关联，从而优 3 0 太原理工大学硕士研究生学位论文 化资源的配置。 ( 4 ) 扫描处理流程 扫描的发起者一般由b s 或m s ，所以b s 端的扫描模块也提供了相应的b s 启动的 扫描过程与m s 启动的扫描过程。 b s 端启动扫描的处理过程 b s 端发起的扫描过程是利用m o bs c n r s p 消息告诉m s 并发起的，触发过程 如图3 5 所示，当满足了扫描的条件时，b s 查看相邻b s 的列表产生适合切换的推荐 b s 列表，然后分别向下行服务流调度模块申请扫描时隙，并通知上行调度模块，这些 准备工作做好后构造相应的m o bs c nr s p 消息告诉m s 并等待扫描结果，为可能的 切换过程做准备。 生成捷荐b s 列表 i 向下行靡蠹滚调整揍萝潇： 求扭播嘲旁潴塞 i r 通知量稼睡臻稠麋筷块二 | | 曼j j 踽黼莺瀑羲嚣誊 土 | 掏澎畦鳓毖昀魁咚鞫摹霉毒 | _ 。_ 。：篙；溺灞目箧i 篓馨鍪7 一篁 南 图3 - 5b s 对b s 启动扫描的处理过程 f i 9 3 - 5b sh a n d l eb si n i t i a t e ds c a n n i n gp r o c e s s m s 端启动扫描的处理过程 m s 端发起的扫描过程是b s 利用m o bs c nr s p 消息告诉终端后开始的1 4 2 1 ，发起 过程如图3 - 6 所示，b s 收到m s 发来的扫描请求消息，解析m s 推荐的b s 列表，处 理后生成应答列表，通过上下行调度模块申请扫描时隙，并构建m o bs c n r s p 消息 3 l 太原理一i ：大学硕士研究生学位论文 启动m s 的扫描过程并等待完成后的结果，为可能的切换过程做准备。 “：。= 收蓟、 渺o s i c n 史e 缈 l i _ 解析推荐鹤列表，1 生 成并保存应答表 i 卜遮辩懒囊嘲瘦弱漱 卜尊插酵醵信息 1 | 通知上行链醣调度凄块 | | ，? 扫描莺溥籍息。，_ 。 上 卜构造m o b s ( 魏艇注爆存息一； | | 。：莠荔莲鏊i 叠鬻萎曩毫i 图3 6b s 对m s 届动扫描的处理过程 f i 9 3 - 6b sh a n d l em si n i t i a t e ds c a n n i n gp r o c e s s 3 2 4b s 端切换的模块切换设计 ( 1 ) 切换决策 本模块的切换决策主要有三种方式，分别为阈值触发、资源利用率阈值和比较触发。 阈值触发，跟扫描决策相似，当信道测量管理模块探测到信道状况不能满足终端的 需求时，b s 将会调用切换模块对信道进行评估并根据结果决定是否启动切换过程。切 换模块判断条件为某阈值的大小，这里使用的参数是r s s i 并将其定义为 t h r r s s i h o 。 资源利用率阈值，服务流管理模块周期性的对本小区的无线资源的利用情况进行统 计，当链路的资源利用率超过某一阈值时，新的服务流将无法建立，服务端将命令相应 的m s 启动切换过程。 比较触发，m s 对相邻的b s 扫描完成后，将会选取信道质量最好的b s 与服务b s 进行比较，如果相邻b s 质量好于服务b s 将启动切换。 ( 2 ) 乒乓切换的判决 在一个持续的时间内，如果总有一个服务b s 信号参数大于其服务b s 的信号参数， 太原理一j ：大学硕士研究生学位论文 m s 希望切换到以前的服务b s 时，而且这两次的切换的时间相对比较短，则可能被认 为发生的是乒乓切换。乒乓切换应该不允许的，因为它会影响用户的服务质量而且会浪 费大量的网络资源。 ( 3 ) 切换处理流程 跟扫描的触发一样，切换的发起者也可以是b s 或m s ，所以切换模块也相应的定 义了b s 启动的切换过程与m s 启动的的切换过程。 b s 启动切换的处理过程 b s 切换启动条件满足后，b s 发送m o bb s h o r e q 消息通知m s 开始切换过程【3 2 l ， 切换过程如图3 7 所示，此过程比较简单，b s 持续的发送周围基站组网结构的消息给 m s ，当切换的条件满足时，b s 将通过主干网向可能的目标b s 发送切换预告知消息， 然后得到相应参数后构建主动切换消息并发送给终端，m s 接到通知后开始相应的切换 程序。 图3 7b s 对b s 启动切换的处理过程 f i 9 3 - 7b s h a n d l eb si n i t i a t e dh a n d o v e rp r o c e s s m s 启动切换的处理过程 m s 切换启动条件满足后，m s 将会在合适的时间发送m o b _ m s h o r e q 消息告诉 b s 其需要进行更换服务端，图3 8 对具体过程进行了说明，m s 完成了扫描过程，得到 3 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 了相邻b s 的信道情况的列表。当切换条件满足时，终端将利用m o b _ m s h o r e q 向本 小区申请切换，服务b s 则会利用主干网控制消息提前告诉目标b s ，然后得到目标b s 反馈回来的参数信息，从而选择合适的切换对象后构建相应的m o b b s h o r s p 消息给 m s ，最后终端确认切换消息并开始相关的信令的处理。 图3 8b s 对m s 初始切换的处理过程 f i 邸8b sh a n d l em si n i t i a t e dh a n d o v e rp r o c e s s 3 4 太原理：l 大学硕士研究生学位论文 3 2 5b s 端切换的函数系统 ( 1 ) 函数描述 基站端切换模块功能是由大量的函数实现的，表3 1 列出了功能实现过程中的主要 函数，并分别对各个函数的所属子模块和功能进行了简要的说明。 表3 - 1 基站端切换模块的主要函数列表 t a b l e 3 一lb st e r m i n a ih a n d o v e rm o d u l em a i nf u n c t i o nl i s t 3 5 二查垦翌兰塑主堕窒生堂垡笙塞 续表3 1 基站端切换模块的主要函数列表 ! ! 望! ! ：lb s t e r m i n a lh a n d o v e rm o d u l em a i nf u n c t i o nl i s t = 一： 函数名称 功能描述 所属子模块 一_ i n i t b s h a n d o v e r初始化切换模块切换初始化 s c l e a n u p _ b s h a n d o 切换模块清除函数 切换清除 g e t _ r e c o m m e n d _ b 兰成扫描或切换过程中的推荐公共支持 b s 。 g e t _ n b r b s i n f o获取邻居b s 信息 公共支持 b s i n d e xt oi d将b si n d e x 映射为相应b si d 公共支持 一一 ( 2 ) 函数调用关系 基站端切换模块需要相关部分的的支持，其内部的函数跟其他相关模块间的函数调 用关系如图3 - 9 。 图3 - 9b s 端切换模块的函数调用关系 f i 9 3 _ 9b st e r m i n a lh a n d o v e rm o d u l ef u n c t i o nc a l lr e l a t i o n s h i p 3 6 太原理1 ：人学硕士研究生学位论文 定时器部分是在切换模块初始化过程中完成的，主要完初始化周期性发送的相邻基 站拓扑消息、轮询扫描和基站映射表存活时间的t i m e r 。 服务流管理部分是当一个小区的无线资源的利用率过高而无法支持相应的业务流 的建立时，触发相应的切换机制，触发b ss t a r t 一h o 函数。 信道测量部分是当小区的信道情况下降时，触发扫描过程或者切换过程那，分别调 用b ss t a r th o 函数和b ss t a r ts e n 函数 p d u 接收模块部分分别处理扫描和切换过程中的消息，分别调用h a n d l e _ s c n _ r e q 、 h a n d l es c nr e p o r t 、h a n d l es c ni n d 和h a n d l em s h o 函数。_req 3 3m