第4章移动通信网络技术3

1、第4章 移动通信网络技术1复习：复习：蜂窝通信系统中影响最大的三种系统内干扰：同频干扰、蜂窝通信系统中影响最大的三种系统内干扰：同频干扰、邻道干扰和三阶互调干扰邻道干扰和三阶互调干扰邻道干扰和互调干扰可以通过邻道干扰和互调干扰可以通过合理分配信道合理分配信道的方式把影的方式把影响减到最小响减到最小同频干扰的大小由同频小区间的距离决定同频干扰的大小由同频小区间的距离决定射频防护比射频防护比S/N：移动台：移动台M处于小区的边沿时，进处于小区的边沿时，进入移动台接收机的有用信号与同频道干扰之比。入移动台接收机的有用信号与同频道干扰之比。同频再用距离同频再用距离D与小区半径与小区半径r0之间的关系为

2、之间的关系为 干扰和系统容量干扰和系统容量(4-2-12)040/)101 (rDIS第4章 移动通信网络技术2复习：复习： 区群中满足同频干扰条件下小区数目的确定区群中满足同频干扰条件下小区数目的确定蜂窝系统的蜂窝系统的扩容：小区分裂、裂向、微小区扩容：小区分裂、裂向、微小区小区分裂：通过增加基站的数量来增加系统容量小区分裂：通过增加基站的数量来增加系统容量 。裂向：依靠定向基站天线来减小同频干扰以提高系统容裂向：依靠定向基站天线来减小同频干扰以提高系统容量。量。微小区：将每个小区再分为多个微小区，多个区域站点微小区：将每个小区再分为多个微小区，多个区域站点与一个单独的基站相连，并且共享同样

3、的无线设备。与一个单独的基站相连，并且共享同样的无线设备。(4-2-16) / g4031 10S I00dDNrr 第4章 移动通信网络技术34.3 移移 动动 性性 管管 理理 移动通信的主要优点是用户具有可移动性。移动通信的主要优点是用户具有可移动性。 网络对用户移动过程的管理称为网络对用户移动过程的管理称为移动性管理移动性管理。移动性管理包括两个方面：移动性管理包括两个方面： 移动用户的位置管理和切换管理移动用户的位置管理和切换管理。 位置管理位置管理是保证网络在任何时候都知道用户所处的位置；是保证网络在任何时候都知道用户所处的位置； 切换管理切换管理是保证移动用户通信的连续性和用户对

4、通信质量是保证移动用户通信的连续性和用户对通信质量的要求。的要求。 下面分别对这两个方面进行介绍。下面分别对这两个方面进行介绍。第4章 移动通信网络技术4蜂窝网区域划分为：服务区、公用陆地移动通信网、蜂窝网区域划分为：服务区、公用陆地移动通信网、MSC区区、 位置区位置区、基站区基站区、扇区扇区。服务区。服务区是指移动台可获得服务的区域。一个服务服务区。服务区是指移动台可获得服务的区域。一个服务区可由区可由一个或若干个公用陆地移动通信网一个或若干个公用陆地移动通信网组成。一个服务区组成。一个服务区可以是一个国家或一个国家的一部分，也可以是若干个国家。可以是一个国家或一个国家的一部分，也可以是若

5、干个国家。 公用陆地移动通信网公用陆地移动通信网( PLMN)。一个。一个PLMN可由一可由一个或若个或若干个移动交换中心干个移动交换中心(MSC)组成。在该区内具有共同的编号制度组成。在该区内具有共同的编号制度和共同的路由计划。和共同的路由计划。补充补充蜂窝网区域的定义蜂窝网区域的定义第4章 移动通信网络技术5 MSC区。区。MSC是由一个是由一个移动交换中心移动交换中心所控制的所有小区共所控制的所有小区共同覆盖的区域构成。一个同覆盖的区域构成。一个MSC区可以由区可以由一个或若干个位置区一个或若干个位置区组成。通常它连接一个或若干个基站控制器，每个基站控制组成。通常它连接一个或若干个基站控

6、制器，每个基站控制器控制多个基站收、发信机。器控制多个基站收、发信机。位置区位置区(LA)。是指移动台可任意移动不需要进行位置更新是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。由的区域。由一个或若干个小区或基站区一个或若干个小区或基站区组成。组成。 基站区。基站区。指基站收、发信机的有效无线覆盖区，简称小区。指基站收、发信机的有效无线覆盖区，简称小区。由置于同一基站点的一个或数个基站收发信机包括的所有小由置于同一基站点的一个或数个基站收发信机包括的所有小区所覆盖的区域。区所覆盖的区域。扇区扇区。当基站采用定向天线时，基站区分为若干个扇区。当基站采用定向天线时，基站区分为若干个扇区。如采用如采用

7、120定向天线时，一个小区分为定向天线时，一个小区分为3个扇区。个扇区。第4章 移动通信网络技术6由由GSM系统组成系统组成的移动通信网结的移动通信网结构中区域的定义构中区域的定义如图所示如图所示 第4章 移动通信网络技术7补充补充 蜂窝蜂窝网网的用户编号与识别的用户编号与识别码码用户编号与识别号用户编号与识别号是用于在不同的网络中识别不同的移动用是用于在不同的网络中识别不同的移动用户和不同的移动设备。户和不同的移动设备。移动网的号码或标识码较为复杂，一个移动用户可能同时拥移动网的号码或标识码较为复杂，一个移动用户可能同时拥有多个号码，有的号码是固定的，有的是临时的。有多个号码，有的号码是固定

8、的，有的是临时的。(1) 移动用户的呼叫号码移动用户的呼叫号码(MSISDN)(2) 国际移动用户识别码国际移动用户识别码(IMSI）(3) 移动用户漫游号码（移动用户漫游号码（MSRN）(4) 临时移动用户识别码（临时移动用户识别码（TMSI）(5) 位置区识别码（位置区识别码（LAI） (6) 国际设备识别码（国际设备识别码（IMEI） 第4章 移动通信网络技术8 (1)移动用户的呼叫号码移动用户的呼叫号码(MSISDN)即移动用户的即移动用户的ISDN号码，是指当呼叫移动用户时，主叫用户号码，是指当呼叫移动用户时，主叫用户所拨的号码，是在所拨的号码，是在公用电话交换网编号计划中唯一地识别

9、移公用电话交换网编号计划中唯一地识别移动电话的鉴约号码。动电话的鉴约号码。 (2)国际移动用户识别码国际移动用户识别码(IMSI）每个用户均分配一个唯一的每个用户均分配一个唯一的IMSI，能指出该移动用户所属，能指出该移动用户所属的国家号，的国家号，HLR号码和号码和PLMN 网号，长度为网号，长度为15位的数字号码。位的数字号码。 分别贮存在用户的身份识别卡分别贮存在用户的身份识别卡SIM 卡上和卡上和HLR内，及用户内，及用户目前访问的目前访问的VLR 内。内。 在所有的用户漫游位置都有效，移动网用它来识别用户，在所有的用户漫游位置都有效，移动网用它来识别用户，和对用户进行安全鉴别，以判定

10、其是否有权建立呼叫或进行和对用户进行安全鉴别，以判定其是否有权建立呼叫或进行位置更新；位置更新； 常用于位置更新、呼叫建立等。常用于位置更新、呼叫建立等。 第4章 移动通信网络技术9 3. 移动用户漫游号码（移动用户漫游号码（MSRN） 移动用户的位置是不断变化地，移动用户的位置是不断变化地，MSISDN只指出了用户所只指出了用户所属的属的HLR，仅靠，仅靠MSISDN还不能把一个呼叫送到目标用户。还不能把一个呼叫送到目标用户。 当移动台漫游到一个新的服务区时，当移动台漫游到一个新的服务区时，VLR将给移动台分配将给移动台分配一个临时性的漫游号码一个临时性的漫游号码(MSRN)，并通知该移动台

11、的，并通知该移动台的HLR，用，用于建立通信路由。该移动台一旦离开该服务区，此漫游号码于建立通信路由。该移动台一旦离开该服务区，此漫游号码即被收回，并可分配给其他来访的移动台使用。即被收回，并可分配给其他来访的移动台使用。 MSRN 在每次开始呼叫时分配给目标用户，用于一次呼叫在每次开始呼叫时分配给目标用户，用于一次呼叫的路由选择，呼叫完成后即释放，由别的用户使用。的路由选择，呼叫完成后即释放，由别的用户使用。第4章 移动通信网络技术104、临时移动用户识别码（、临时移动用户识别码（TMSI） 为了对为了对IMSI保密，保密，VLR可给来访的移动用户分配的一个临可给来访的移动用户分配的一个临时

12、的唯一的移动用户识别码时的唯一的移动用户识别码TMSI，它仅在，它仅在VLR本地使用。本地使用。 IMSI只在起始入网登记时使用，在后续的呼叫中，使用只在起始入网登记时使用，在后续的呼叫中，使用TMSI 以避免通过无线信道发送以避免通过无线信道发送IMSI，从而防止非法盗用合，从而防止非法盗用合法用户的法用户的IMSI 。 TMSI只在本只在本MSC区域有效。区域有效。 (5)位置区识别码（位置区识别码（LAI） 位置区识别码位置区识别码LAI用于识别移动台所处的位置；在检测位用于识别移动台所处的位置；在检测位置更新和信道切换时使用。置更新和信道切换时使用。 (6) 国际设备识别码（国际设备识

13、别码（IMEI） 该号码存储在该号码存储在EIR设备寄存器中，是移动设备的唯一标志，设备寄存器中，是移动设备的唯一标志，可用于监控被窃和无效的移动台设备。可用于监控被窃和无效的移动台设备。第4章 移动通信网络技术11蜂窝系统的信道分为两类蜂窝系统的信道分为两类: 业务信道和控制信道业务信道和控制信道。业务信道主要用于传输用户话音数字信号和用户数据信号。业务信道主要用于传输用户话音数字信号和用户数据信号。控制信道控制信道(CCH):主要用于传送信令信号，也可传输短消息业主要用于传送信令信号，也可传输短消息业务数据。务数据。控制信道又分为控制信道又分为3种：种： 广播控制信道广播控制信道(BCCH

14、):基站向小区中所有移动台发送信令基站向小区中所有移动台发送信令的单向信道。的单向信道。 公共控制信道公共控制信道(CCCH):小区中的移动台共用信道。小区中的移动台共用信道。 专用控制信道专用控制信道(DCCH):由某移动台专用，为双向控制信道。由某移动台专用，为双向控制信道。第4章 移动通信网络技术124.3.1 位置管理位置管理 为什么需要位置管理？为什么需要位置管理？ 移动通信系统中，用户在系统覆盖范围内任意移动。为移动通信系统中，用户在系统覆盖范围内任意移动。为能把一个呼叫传送给移动中的用户，必须有一个高效的位能把一个呼叫传送给移动中的用户，必须有一个高效的位置管理系统来跟踪用户的位

15、置变化。置管理系统来跟踪用户的位置变化。 位置管理位置管理：移动通信网络跟踪移动台的位置变化，对移：移动通信网络跟踪移动台的位置变化，对移动台位置信息进行登记、删除和更新的过程。动台位置信息进行登记、删除和更新的过程。 位置信息存储在两个数据库中：位置信息存储在两个数据库中：归属地位置寄存器归属地位置寄存器HLR和访问位置寄存器和访问位置寄存器VLR。位置管理追求目标：以尽可能小的处理能力和附加的业务位置管理追求目标：以尽可能小的处理能力和附加的业务量，最快地确定用户位置，以容纳尽可能多的用户。量，最快地确定用户位置，以容纳尽可能多的用户。第4章 移动通信网络技术131. 位置登记位置登记位置

16、登记过程包括登记、修改和注销三个步骤。位置登记过程包括登记、修改和注销三个步骤。登记：登记：将将MS进入新位置区进入新位置区LA的信息传给管理新的信息传给管理新LA的新的新VLR中并记录下来。中并记录下来。修改：修改：在该在该MS的的HLR中记录当前服务该中记录当前服务该MS的新的新VLR的的ID。注销：注销：在旧在旧VLR和和MSC中删除该中删除该MS的相关信息。的相关信息。 首次登记首次登记 当一个移动用户首次入网时当一个移动用户首次入网时, 由于在其由于在其SIM卡中找不到卡中找不到其位置区识别码其位置区识别码(LAI), 需要通过需要通过MSC在相应的在相应的HLR中进行中进行登记注册

17、登记注册，把有关的用户信息，把有关的用户信息(如移动用户识别码、移动台如移动用户识别码、移动台号码以及业务类型等号码以及业务类型等)全部存入这个寄存器中全部存入这个寄存器中。第4章 移动通信网络技术14位置更新位置更新 当当MS从一个从一个LA移动到另一个移动到另一个LA时，首先，在新的时，首先，在新的VLR中进行登记，然后，传送给移动台归属位置寄存器中进行登记，然后，传送给移动台归属位置寄存器HLR。 并删除记录在旧并删除记录在旧VLR中的移动台相关信息。中的移动台相关信息。位置登记和更新的关系位置登记和更新的关系 位置登记区越小，则用户位置更新频繁，相应开销非常位置登记区越小，则用户位置更

18、新频繁，相应开销非常大，但每次呼叫寻呼的基站数目就越少，寻呼开销就很小大，但每次呼叫寻呼的基站数目就越少，寻呼开销就很小 。 位置登记区越大，每次呼叫寻呼的基站数目就越多，用位置登记区越大，每次呼叫寻呼的基站数目就越多，用于寻呼于寻呼的的开销就非常大，位置更新的频率越低。开销就非常大，位置更新的频率越低。第4章 移动通信网络技术152. 位置更新策略位置更新策略当当MS进入新的位置区进入新的位置区LA时，将对其位置信息进行更新。时，将对其位置信息进行更新。位置更新策略位置更新策略1) 基于时间的位置更新方式基于时间的位置更新方式用户每隔用户每隔T时间就周期性地进行一次位置更新。时间就周期性地进

19、行一次位置更新。T是是时间门限数值时间门限数值，其大小可由系统根据呼叫到达间隔的概率，其大小可由系统根据呼叫到达间隔的概率分布动态确定。分布动态确定。 较易实现，但网络的移动性能较差。较易实现，但网络的移动性能较差。第4章 移动通信网络技术162) 基于运动的位置更新方式基于运动的位置更新方式当移动终端穿越小区边界的次数超过当移动终端穿越小区边界的次数超过运动门限值运动门限值时，时，移动终端就进行一次位置更新。移动终端就进行一次位置更新。 3) 基于距离的位置更新方式基于距离的位置更新方式当当MS离开上次位置更新时所在小区的距离超过离开上次位置更新时所在小区的距离超过距离门距离门限值时限值时，

20、MS就进行一次位置更新。最佳距离门限的确定取就进行一次位置更新。最佳距离门限的确定取决于各个决于各个MS的运动方式和呼叫到达参数。的运动方式和呼叫到达参数。 该策略具有最好的性能，但该策略具有最好的性能，但MS需要拥有不同小区之间需要拥有不同小区之间的距离信息，其需不断地计算距离，系统的复杂度和开销的距离信息，其需不断地计算距离，系统的复杂度和开销太大。太大。第4章 移动通信网络技术173. 位置更新的几种情况位置更新的几种情况 移动台每次一开机移动台每次一开机, 就会收到来自于其所在位置区中的就会收到来自于其所在位置区中的广广播控制信道播控制信道(BCCH)发出的位置区识别码发出的位置区识别

21、码(LAI), 它自动将该识它自动将该识别码与自身存储器中的位置区识别码别码与自身存储器中的位置区识别码(上次开机所处位置区的上次开机所处位置区的编码编码)相比较。相比较。 若相同若相同, 则说明该移动台的位置未发生改变则说明该移动台的位置未发生改变, 无需位置更新无需位置更新; 否则否则, 认为移动台已由原来位置区移动到了一个新的位置区中认为移动台已由原来位置区移动到了一个新的位置区中, 必须进行位置更新。必须进行位置更新。 位置更新的两种情况：位置更新的两种情况： 同一个同一个MSC/VLR业务区内两个小区间的位置更新业务区内两个小区间的位置更新 不同不同MSC/VLR业务区内两个小区间的

22、位置更新。业务区内两个小区间的位置更新。第4章 移动通信网络技术18图4-12 所属MSC/VLR与小区之间的关系位置更新位置更新2种情况种情况l 小区小区2小区小区3同一同一MSC区内区内l 小区小区3小区小区5不同不同MSC区内区内同一同一LA区内区内l 小区小区1小区小区2无需位置更新无需位置更新只需信道切换只需信道切换第4章 移动通信网络技术19【1】在同一在同一MSC区内的位置更新过程区内的位置更新过程 当当MS从小区从小区2移动到小区移动到小区3时，通过接收时，通过接收BCCH便可知便可知道已进入了新位置区。道已进入了新位置区。 1）分析发现当前接收到的位置区号码和存储在）分析发现

23、当前接收到的位置区号码和存储在SIM卡中的卡中的位置区号码不一致，就向位置区号码不一致，就向BSC2发送一个位置更新请求。发送一个位置更新请求。2）BSC2接收到接收到MS的更新请求，并向的更新请求，并向MSC/VLR发送请求。发送请求。3） MSC分析出新的位置区也属本业务区内的位置区，即分析出新的位置区也属本业务区内的位置区，即通知通知VLR修改客户数据，并向修改客户数据，并向MS发送位置更新确认信息。发送位置更新确认信息。4）BSC2向向MS发一个确认消息，发一个确认消息，MS在更新自己在更新自己SIM卡中存卡中存储的位置区号码。储的位置区号码。 这样，一个同一这样，一个同一MSC局内的

24、位置更新过程就结束了。局内的位置更新过程就结束了。第4章 移动通信网络技术20 BSC 1 2 1 3 4 BSC 2 MSC/VLR 位置区 1 位置区 2 M S M S 同一MSC局内的位置更新第4章 移动通信网络技术21【2】不同不同MSC位置更新位置更新1）MS发现当前的位置区号码和发现当前的位置区号码和SIM卡中存储的位置区号码卡中存储的位置区号码不一致，就向不一致，就向BSC2发位置更新请求，发位置更新请求，BSC2向向MSC2发一发一个位置更新请求。个位置更新请求。2）MSC2/VLR2接到位置更新请求，根据接到位置更新请求，根据IMSI码判断该码判断该MS是从是从MSC1漫游

25、过来的漫游过来的，给该，给该MS分配漫游号码分配漫游号码MSRN ， 就向用户登记的就向用户登记的HLR发一个位置更新请求。发一个位置更新请求。3）HLR修改客户参数，并向修改客户参数，并向MSC2发一个发一个位置更新证实信息位置更新证实信息， 同时同时VLR2对该客户进行数据注册对该客户进行数据注册。4）MSC2/VLR2通过通过BSC2给给MS发一个位置更新确认信息，发一个位置更新确认信息，MS接到后，更新接到后，更新SIM卡中位置区号码。卡中位置区号码。5）HLR负责向负责向MSC1/VLR1发消息，通知发消息，通知VLR1将该用户的将该用户的数据删除。数据删除。第4章 移动通信网络技术

26、22 5 2 3 1 4 HLR MSC1/VLR1 MSC2/VLR2 M S M S 不同MSC位置更新第4章 移动通信网络技术23图4-13 位置更新的网络方案不同不同MSC的位置更新的位置更新第4章 移动通信网络技术24移动台移动台IMSI的的2种状态：种状态：分离和附着分离和附着 移动台的移动台的IMSI在系统的某个在系统的某个HLR和和VLR及该移动台的及该移动台的SIM卡中都有存储。移动台可处于卡中都有存储。移动台可处于激活激活(开机开机)和和非激活非激活(关机关机)两种状态。两种状态。 当移动台由激活转换为非激活状态时当移动台由激活转换为非激活状态时, 应启动应启动IMSI分离

27、分离进程进程, 在相关的在相关的HLR和和VLR中设置标志。这就使得网络拒绝中设置标志。这就使得网络拒绝对该移动台的呼叫对该移动台的呼叫, 不再浪费无线信道发送呼叫信息，这种不再浪费无线信道发送呼叫信息，这种功能称为功能称为“IMSI分离分离”。 当移动台由非激活转换为激活状态时当移动台由非激活转换为激活状态时, 应启动应启动IMSI附着附着进程进程, 以取消相应以取消相应HLR和和VLR中的标志中的标志, 恢复正常，这种功恢复正常，这种功能称为能称为“IMSI附着附着” 。 第4章 移动通信网络技术25可能发生的意外情况可能发生的意外情况: 当移动台向网络发送当移动台向网络发送“IMSI附着

28、附着”信息时信息时, 由于无线信由于无线信道质量差，有可能造成传输错误道质量差，有可能造成传输错误, 使网络认为该移动台仍处使网络认为该移动台仍处于于“分离分离”状态。反之，当移动台发送状态。反之，当移动台发送“IMSI分离分离”信息信息时时, 由于信号衰落或受噪声干扰等原因由于信号衰落或受噪声干扰等原因, 网络接收不到信号，网络接收不到信号，使系统认为该移动台仍处于附着状态。使系统认为该移动台仍处于附着状态。 当移动台开着机移动到系统覆盖区以外的地方当移动台开着机移动到系统覆盖区以外的地方, 即盲区即盲区之内时之内时, 系统会认为该移动台仍处于附着状态。系统会认为该移动台仍处于附着状态。 在

29、发生以上情况之后在发生以上情况之后, 若该移动台被寻呼若该移动台被寻呼, 由于系统认为由于系统认为它仍处于附着状态它仍处于附着状态, 因而会不断地发出呼叫信息因而会不断地发出呼叫信息, 无效占用无效占用无线资源。无线资源。 为解决该问题，系统采用为解决该问题，系统采用周期性位置登记周期性位置登记。第4章 移动通信网络技术26 周期性位置登记：为了防止某些意外情况的发生周期性位置登记：为了防止某些意外情况的发生, 进一进一步保证网络对移动台所处位置及状态的确知性步保证网络对移动台所处位置及状态的确知性, 而强制移动而强制移动台以固定的时间间隔周期性地向网络进行的位置登记。台以固定的时间间隔周期性

30、地向网络进行的位置登记。 网络要求移动台必需进行周期性的登记网络要求移动台必需进行周期性的登记, 登记时间是通登记时间是通过过BCCH通知所有移动台的。若系统没有接收到某移动台的通知所有移动台的。若系统没有接收到某移动台的周期性登记信息周期性登记信息, 就会在移动台所处的就会在移动台所处的VLR处以处以“隐分离隐分离”状态给它做标记状态给它做标记, 再有对该移动台的寻呼时再有对该移动台的寻呼时, 系统就不会再系统就不会再呼叫它。只有当系统再次接收到正确的周期性登记信息后呼叫它。只有当系统再次接收到正确的周期性登记信息后, 才将移动台状态改为才将移动台状态改为“附着附着”。 第4章 移动通信网络

31、技术274.3.2 切换控制切换控制1. 定义定义 切换切换是指移动台在通信过程中从一个是指移动台在通信过程中从一个BS覆盖区移动到覆盖区移动到另一个另一个BS覆盖区，或者由于外界干扰造成通话质量下降时，覆盖区，或者由于外界干扰造成通话质量下降时，将原有信道转接到一条新的空闲信道，以保持与网络持续将原有信道转接到一条新的空闲信道，以保持与网络持续连接的过程。切换主要发生在移动台从一个小区移动到另连接的过程。切换主要发生在移动台从一个小区移动到另一个小区时，故又称为一个小区时，故又称为“越区切换越区切换”。 越区切换包括三个方面的问题：越区切换包括三个方面的问题： 越区切换的准则，也就是何时需要

32、进行越区切换；越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换； 越区切换如何控制；越区切换如何控制； 越区切换时信道分配。越区切换时信道分配。第4章 移动通信网络技术28 由于切换成功的概率直接影响到通信的质量，因此，我由于切换成功的概率直接影响到通信的质量，因此，我们希望切换应尽可能少地出现，切换过程中应尽量保证们希望切换应尽可能少地出现，切换过程中应尽量保证移动用户的通信质量，使移动用户基本感觉不到。移动用户的通信质量，使移动用户基本感觉不到。研究越区切换算法所关心的主要研究越区切换算法所关心的主要性能指标性能指标包括：包括：n 切换的失败概率切换的失败概率n 因切换失败而使通信中断的概率因切

33、换失败而使通信中断的概率n 切换的速率切换的速率n 切换引起的通信中断的时间间隔切换引起的通信中断的时间间隔n 切换发生的时延切换发生的时延 第4章 移动通信网络技术29切换控制的目的：切换控制的目的：在在MS与网络之间保持一个可以接受的通与网络之间保持一个可以接受的通信质量，保证通信的连续性。信质量，保证通信的连续性。切换应实现以下功能：切换应实现以下功能： (1) 切换次数最小，使通信中断的概率降到最小，使各切换次数最小，使通信中断的概率降到最小，使各小区间的业务负荷达到平衡。小区间的业务负荷达到平衡。 (2) 通过正确选择目标小区和提高切换执行效率，以减通过正确选择目标小区和提高切换执行

34、效率，以减小切换时延，平衡各小区间的业务负荷。小切换时延，平衡各小区间的业务负荷。 (3) 在遇到干扰时能够保持可接受的通信质量，在恶劣在遇到干扰时能够保持可接受的通信质量，在恶劣的无线传输条件下能恢复并支持通信，避免的无线传输条件下能恢复并支持通信，避免MS与网络之间与网络之间的链路发生中断。的链路发生中断。 (4) 优化频率资源的使用效率。优化频率资源的使用效率。 (5) 减小减小MS的功率消耗和全局干扰电平。的功率消耗和全局干扰电平。第4章 移动通信网络技术302. 切换的分类切换的分类1) 按照切换目的分类按照切换目的分类 分为分为救援切换、边缘切换和业务量切换救援切换、边缘切换和业务

35、量切换三种类型。三种类型。救援切换救援切换是指移动用户在通信过程中由于移动而离开正在服是指移动用户在通信过程中由于移动而离开正在服务的蜂窝小区所产生的切换。务的蜂窝小区所产生的切换。边缘切换边缘切换是指系统为优化干扰电平，提高传输服务质量，改是指系统为优化干扰电平，提高传输服务质量，改变为移动用户服务的蜂窝小区而引起的切换。变为移动用户服务的蜂窝小区而引起的切换。业务量切换业务量切换是指正在服务的蜂窝小区内发生拥塞，而邻近蜂是指正在服务的蜂窝小区内发生拥塞，而邻近蜂窝小区较空闲时将部分业务转换到邻近小区所进行的切换。窝小区较空闲时将部分业务转换到邻近小区所进行的切换。第4章 移动通信网络技术3

36、12) 按照通信链路的建立方式分类按照通信链路的建立方式分类分为分为硬切换、软切换、更软切换和接力切换硬切换、软切换、更软切换和接力切换等。等。 (1) 硬切换。硬切换。 硬切换是指硬切换是指MS必须在指定时间内，先中断与原基站的必须在指定时间内，先中断与原基站的联系，调整到新的频率，再与新联系，调整到新的频率，再与新BS建立联系。建立联系。 采用采用“先断开，后切换先断开，后切换”的方式，主要用于的方式，主要用于GSM系统系统 。优点：优点：同一时刻同一时刻MS只使用一个无线信道；只使用一个无线信道；缺点：缺点：通信过程会出现短时的传输中断，如在通信过程会出现短时的传输中断，如在GSM系统中

37、，系统中，硬切换时通信会有硬切换时通信会有200 ms左右的中断时间。在一定程度上左右的中断时间。在一定程度上会影响通话质量。若切换参数设置不合理，还会导致切换会影响通话质量。若切换参数设置不合理，还会导致切换失败，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站与原基站之间来回切换的“乒乓效应乒乓效应”。第4章 移动通信网络技术32(2) 软切换。软切换。 软切换是指软切换是指既维持旧的连接，又同时建立新的连接，并既维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，当与新基站建利用新旧链路的分集合

38、并来改善通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。立可靠连接之后再中断旧链路。 采用采用“先建立，后断开先建立，后断开”的方式，用于的方式，用于CDMA系统系统 。软切换的优点：软切换的优点： 在切换过程中没有中断，不会影响通话质量。在切换过程中没有中断，不会影响通话质量。 是在频率相同的是在频率相同的BS间进行的，在多个间进行的，在多个BS覆盖区的交界处，覆盖区的交界处，MS同时与多个同时与多个BS通信，起到前向业务信道和反向业务信道通信，起到前向业务信道和反向业务信道多径分集的作用，因而大大减少切换造成的掉话。多径分集的作用，因而大大减少切换造成的掉话。第4章 移动通信网络技术33

39、 软切换中软切换中MS和和BS均采用了分集接收技术，增强了抵抗均采用了分集接收技术，增强了抵抗衰落的能力；衰落的能力； 通过反向功率控制，可以使通过反向功率控制，可以使MS的发射功率降至最小，从的发射功率降至最小，从而降低了而降低了 MS对系统的干扰。对系统的干扰。 进入软切换区域的进入软切换区域的MS即使不能立即得到与新即使不能立即得到与新BS的链路，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。也可以进入切换等待的排列，从而减少了系统的阻塞率。缺点：缺点： 占用信道资源较多和信令复杂，导致系统负荷加重、下占用信道资源较多和信令复杂，导致系统负荷加重、下行链路干扰增加、设备投资和

40、系统的复杂程度增加。行链路干扰增加、设备投资和系统的复杂程度增加。第4章 移动通信网络技术34 硬切换硬切换:不同频不同频率的率的BS或扇区之或扇区之间的切换；间的切换； 软切换：软切换：同一频同一频率不同率不同BS之间的之间的切换；切换； 更软切换：更软切换：同一同一基站不同扇区之基站不同扇区之间的软切换；间的软切换；对比对比第4章 移动通信网络技术35(3) TD-SCDMA系统的接力切换。系统的接力切换。 接力切换是利用智能天线等技术，对用户设备的距离接力切换是利用智能天线等技术，对用户设备的距离和方位进行定位，然后根据这些信息来判断目前用户是否和方位进行定位，然后根据这些信息来判断目前

41、用户是否移动到了可进行切换的临近区域。如果进入切换区，则移动到了可进行切换的临近区域。如果进入切换区，则BSC通知该通知该BS做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高做好切换的准备，从而达到快速、可靠和高效切换的目的。这个过程就象是田径比赛中的接力赛跑传效切换的目的。这个过程就象是田径比赛中的接力赛跑传递接力棒一样，因而形象地称之为递接力棒一样，因而形象地称之为接力切换接力切换。 接力切换接力切换将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率将软切换的高成功率和硬切换的高信道利用率结合起来，是一种具有较好系统性能优化的切换方法。结合起来，是一种具有较好系统性能优化的切换方法。第4章 移动通信网络技术3

42、63) 按照切换涉及的网元分类按照切换涉及的网元分类 分为分为小区内切换、小区内切换、BSC内小区间切换、内小区间切换、MSC内内BSC间切间切换、换、MSC间切换和网络间切换间切换和网络间切换等。等。 (1) 小区内切换。小区内切换。 该切换发生在该切换发生在MS保持与同一保持与同一BS的通信连接，但需要改的通信连接，但需要改变无线信道时。当移动台仍处于变无线信道时。当移动台仍处于BS的服务区内，但当前所的服务区内，但当前所使用的无线信道受到严重干扰使得通信无法正常进行，就使用的无线信道受到严重干扰使得通信无法正常进行，就会进行小区内切换。会进行小区内切换。 (2) BSC内小区间切换。内小

43、区间切换。 是指在同一基站控制器控制的不同小区之间的不同信是指在同一基站控制器控制的不同小区之间的不同信道的切换。道的切换。 MS从一个从一个BST的服务区进入到另一个的服务区进入到另一个BST的服的服务区，但还是处于同一个务区，但还是处于同一个BSC的管辖范围内所进行的切换。的管辖范围内所进行的切换。第4章 移动通信网络技术37(3) MSC内内BSC间切换。间切换。 BSC间切换发生在间切换发生在MS进入到属于不同进入到属于不同BSC控制的控制的BS服服务区时。务区时。(4) MSC间切换。间切换。 MSC间切换发生在间切换发生在MS进入到属于不同进入到属于不同MSC中的中的BSC所所管辖

44、的基站的服务区时。管辖的基站的服务区时。(5) 网络间切换。网络间切换。 网络间切换发生在网络间切换发生在MS从一个运营商的蜂窝移动通信网从一个运营商的蜂窝移动通信网络进入到不同运营商的蜂窝移动通信网络时，这是从网络络进入到不同运营商的蜂窝移动通信网络时，这是从网络运营管理的角度来看的。运营管理的角度来看的。第4章 移动通信网络技术383. 越区切换准则越区切换准则 移动台何时切换主要是依据选定的参数来决定的，可移动台何时切换主要是依据选定的参数来决定的，可用参数有信号强度、信噪比、误比特率等。用参数有信号强度、信噪比、误比特率等。 判定何时越区切换的准则如下：判定何时越区切换的准则如下：(1

45、) 相对信号强度准则相对信号强度准则(准则准则1)：MS在任何时间都选择在任何时间都选择具有最强接收信号的具有最强接收信号的BS。缺点：易发生太多不必要的切换。缺点：易发生太多不必要的切换。 (2) 具有门限规定的相对信号强度准则具有门限规定的相对信号强度准则(准则准则2)：当前：当前BS的信号低于某一给定门限，并且新的信号低于某一给定门限，并且新BS信号强于当前信号强于当前BS时进时进行切换。重点是选择合适门限。该方式可能产生乒乓效应。行切换。重点是选择合适门限。该方式可能产生乒乓效应。 第4章 移动通信网络技术39(3) 具有滞后余量的相对信号强度准则具有滞后余量的相对信号强度准则(准则准

46、则3)： 新新BS信号强度比原信号强度比原BS信号强度高于给定滞后余量时进行信号强度高于给定滞后余量时进行越区切换。该方式避免了信号波动引起的越区切换。该方式避免了信号波动引起的“乒乓效应乒乓效应”。(4) 具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则(准则准则4)：当前当前BS的信号电平低于规定门限，并且新的信号电平低于规定门限，并且新BS信号强度高信号强度高于当前于当前BS给定滞后余量时进行越区切换。给定滞后余量时进行越区切换。第4章 移动通信网络技术40图4-14 越区切换示意图第4章 移动通信网络技术411) 移动台控制的越区切换移动台控制的越区切换

47、(MCHO) 在这种方式中，在这种方式中，MS持续监测持续监测当前接入的当前接入的BS和几个切换和几个切换候选候选BS的信号强度及通信质量，当信号强度低于切换准则的信号强度及通信质量，当信号强度低于切换准则时，时，MS检测一个可用业务信道的检测一个可用业务信道的“最佳最佳”候选候选BS，并发出，并发出切换请求。切换请求。 MS完成完成自动链路转换自动链路转换(ALT，两个，两个BS之间的切换之间的切换)和和时时隙转换隙转换(TST，同一个，同一个BS中两个信道之间的切换中两个信道之间的切换)的组合控制，的组合控制，从而减轻网络的切换控制负荷。从而减轻网络的切换控制负荷。5. 切换控制方式切换控

48、制方式 主要有主要有移动台控制的越区切换移动台控制的越区切换(MCHO)、网络控制的越、网络控制的越区切换区切换(NCHO)和移动台辅助的越区切换和移动台辅助的越区切换(MAHO)三种。三种。第4章 移动通信网络技术422) 网络控制的越区切换网络控制的越区切换(NCHO) 在这种切换控制方式中，在这种切换控制方式中，BS监督来自监督来自MS的信号强度和的信号强度和通信质量，当信号低于切换门限值时，网络发起向另一个通信质量，当信号低于切换门限值时，网络发起向另一个BS的切换。的切换。网络要求附近所有的网络要求附近所有的BS监测来自该监测来自该MS的信号，的信号，并将测量结果报告给网络。如：模拟网、并将测量结果报告给网络。如：模拟网、TACS等等 3) 移动台辅助的越区切换移动台辅助的越区切换(MAHO)由由MS检测周围基站的信号能量，将结果传给为其服务检测周围基站的信号能量，将结果传给为其服务的的BS