蜂窝移动通信系统中越区切换技术的讨论  与算法实现
 
摘  要

高效的越区切换策略对整个移动通信系统性能的好坏将起到非常重要的作用。越区切换策略设计不好将带来过大的系统信令开销或直接导致系统性能的下降。因此，越区切换是移动通信系统中的关键技术之一。在FDMA及TDMA移动通信系统中，切换过程均会使通信发生瞬间的中断，称之为“硬切换”。然而，在CDMA移动通信系统切换过程中，允许移动台同时和两个或多个小区基站保持通信，从而极大地改善了切换的性能，称之为“软切换”。
本文利用计算机软件对移动通信系统中的硬切换和软切换过程进行仿真，并根据仿真结果比较两者的性能。仿真结果表明，软切换的可*性高于硬切换，移动通信系统采用软切换技术能有效降低系统的掉话率，提高通信质量。然而，软切换也将使系统的复杂度和信道开销有所增加。

关键字：移动通信，越区切换，硬切换，软切换

ABSTRACT

A high efficient handoff strategy plays a very important role in the whole mobile communication system. An inefficient handoff scheme will bring on the decline of the mobil communication system’s performance, so handoff is one of the crucial technologies of the mobile communication system. In the mobile communication system based on FDMA or TDMA, handoff will bring on an interruptive communication, which be called “hard-handoff”. However, during the process of handoff in the mobile communication systeme based on CDMA, the moveable station (MS) can keep communication with two or much more base stations, which can improve the performance of the handoff scheme. We call this handoff strategy “soft-handoff”.
This thesis simulates the hard-handoff and soft-handoff in mobile communication with computer. According to the simulation results, this paper compares one handoff scheme’s performance with another’s. The simulation results indicate that the reliability of soft-handoff is better than the reliability of hard-handoff. Mobile communication system can improve its reliability and communication quality greatly by adopting soft-handoff scheme. However adopting soft-handoff scheme will make the system much complexer.
KEY WORDS: mobile communication system, handoff, hard-handoff, soft-handoff
目  录

第1章 前  言 1
1.1移动通信的发展 1
1.2 越区切换技术的发展及其意义 2
1.3 本文所做的工作 4
第2章 越区切换基础 5
2.1越区切换概述 5
2.2 CDMA系统中的切换 8
2.3切换算法准则 16
第3章 越区切换的仿真 18
3.1 两小区越区切换 18
3.1.1 仿真模型 18
3.1.2 软切换算法及流程图 20
3.1.3 硬切换算法及流程图 24
3.1.4 两小区越区切换仿真结果 26
3.2 三小区越区切换仿真 30
第4章 结  论 36
致  谢 37
参考文献 38
附录1仿真源程序 39
 
第1章 前  言
1.1移动通信的发展
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，成为80年代中期以来发展最为迅速的通信方式[1]。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、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，北美推出了IS-95/CDMA数字移动通信系统。IS-95/CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量等特点显示出巨大的发展潜力，立即在全世界范围内掀起一股研究CDMA技术的热潮。随着社会进步及用户数量的急剧增长，频率资源日益紧张，要求第三代移动通信系统IMT-2000能提供更大的系统容量，更高的通信质量，并能提供2Mbps数据业务，以满足人们对多媒体通信的要求并适应通信个人化的发展方向。第三代数字蜂窝移动通信系统的两大主要候选方案是北美的CDMA2000系统和欧洲的WCDMA系统，都是建立在CDMA技术基础上，CDMA已被广泛接受为第三代移动通信系统的重要技术。CDMA作为现阶段移动通信领域中的热门技术具有其特有的优点[2]：
1). 第三代移动通信区别于现有的第一代和第二代移动通信系统，其主要特点概括为全球普及和全球无缝漫游的系统：第二代移动通信系统一般为区域或国家标准，而第三代移动通信系统是一个在全球范围内覆盖和使用的系统。
2). 具有支持多媒体业务的能力，特别是支持Internet业务的能力：第三代移动通信的业务能力将比第二代有明显的改进，它应能支持话音分组数据及多媒体业务；应能根据需要，提供所需带宽。
3). 便于过渡、演进：由于第三代移动通信引入时，第二代网络已具有相当规模，所以第三代的网络一定要能在第二代网络的基础上逐渐灵活演进而成，并应与固定网兼容、高频谱效率、 高服务质量、低成本、 高保密性。
1.2 越区切换技术的发展及其意义