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什么是接力切換？
切換(handover)是指在移動(dòng)通信的過程中,在保證通信不間斷的前提下,把通信的信道從一個(gè)無線信道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無線信道的這種功能。這是移動(dòng)通信系統(tǒng)不可缺少的重要功能。
用戶在通話過程中,從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)時(shí),或由于受到外界的干擾或其他原因使通信質(zhì)量下降時(shí),使用中的話音信道就會(huì)自動(dòng)發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換信道的信號(hào),通知移動(dòng)通信業(yè)務(wù)交換中心,請(qǐng)求轉(zhuǎn)換到另一個(gè)覆蓋區(qū)基站的信道上去,或是轉(zhuǎn)換到另一條接收質(zhì)量較好的信道上,以保證正常的通信。
信道切換的方式可分為硬切換和軟切換兩種。
硬切換是在不同頻率的基站或覆蓋小區(qū)之間的切換。這種切換的過程是移動(dòng)臺(tái)(手機(jī))先暫時(shí)斷開通話,在與原基站聯(lián)系的信道上,傳送切換的信令,移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)向新的頻率調(diào)諧,與新的基站接上聯(lián)系,建立新的信道,從而完成切換的過程。簡(jiǎn)單來說就是“先斷開、后切換”,切換的過程中約有1/5秒時(shí)間的短暫中斷。這是硬切換的特點(diǎn)。在FDMA和TDMA系統(tǒng)中，所有的切換都是硬切換。當(dāng)切換發(fā)生時(shí)，手機(jī)總是先釋放原基站的信道，然后才能獲得新基站分配的信道，是一個(gè)"釋放-建立"的過程，切換過程發(fā)生在兩個(gè)基站過度區(qū)域或扇區(qū)之間，兩個(gè)基站或扇區(qū)是一種競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。如果在一定區(qū)域里兩基站信號(hào)強(qiáng)度劇烈變化，手機(jī)就會(huì)在兩個(gè)基站間來回切換，產(chǎn)生所謂的"乒乓效應(yīng)"。這樣一方面給交換系統(tǒng)增加了負(fù)擔(dān)，另一方面也增加了掉話的可能性。
現(xiàn)在我們廣泛使用的“全球通(GSM)”系統(tǒng)就是采用這種硬切換的方式。因?yàn)樵竞鸵苿?dòng)到的新基站的電波頻率不同,移動(dòng)臺(tái)在與原基站的聯(lián)系信道切斷后,往往不能馬上建立新基站的新信道,這時(shí)就出現(xiàn)一個(gè)短暫的通話中斷時(shí)間。在“全球通”系統(tǒng),這個(gè)時(shí)間大約是200毫秒。它對(duì)通話質(zhì)量有點(diǎn)影響。
軟切換是發(fā)生在同一頻率的兩個(gè)不同基站之間的切換。在碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中,采用的就是這種軟切換方式。當(dāng)一部手機(jī)處于切換狀態(tài)下同時(shí)將會(huì)有兩個(gè)甚至更多的基站對(duì)它進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)中的基站控制器將逐幀比較來自各個(gè)基站的有關(guān)這部手機(jī)的信號(hào)質(zhì)量報(bào)告，并選用最好的一幀�？梢�CDMA的切換是一個(gè)"建立-比較-釋放"的過程，我們稱這種切換為軟切換，以區(qū)別與FDMA、TDMA中的切換。軟切換可以是同一基站控制器下的不同基站或不同基站控制器下不同基站之間發(fā)生的切換。所謂軟切換,就是在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入切換過程時(shí),與原基站和新基站都有信道保持著聯(lián)系,一直到移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入新基站覆蓋區(qū)并測(cè)出與新基站之間的傳輸質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到指標(biāo)要求時(shí),才把與原基站之間的聯(lián)系信道切斷。簡(jiǎn)單地說,軟切換的特點(diǎn)是“先切換、后斷開”。這種切換方式是在與新基站建立聯(lián)系信道后,才斷開與原基站的聯(lián)系信道,因此在切換過程中沒有中斷的問題,對(duì)通信質(zhì)量沒有影響。
由于軟切換是在頻率相同的基站之間進(jìn)行的,因此當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到多個(gè)基站覆蓋區(qū)交界處時(shí),移動(dòng)臺(tái)將同時(shí)和多個(gè)基站保持聯(lián)系,起了業(yè)務(wù)信道分集的作用,加強(qiáng)了抗衰落的能力,因而不可能產(chǎn)生“掉話”。即使當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入了切換區(qū)而一時(shí)不能得到新基站的鏈路,也進(jìn)入了等待切換的隊(duì)列,從而減少了系統(tǒng)的阻塞率。因此也可以說,軟切換是實(shí)現(xiàn)了“無縫”的切換。
接力切換(Baton Handover)
接力切換是TD-SCDMA系統(tǒng)的一項(xiàng)特色技術(shù)，也是核心技術(shù)之一。
接力切換的設(shè)計(jì)思想是：利用終端上行預(yù)同步技術(shù)，預(yù)先取得與目標(biāo)小區(qū)的同步參數(shù)，并通過開環(huán)方式保持與目標(biāo)小區(qū)的同步，一旦網(wǎng)絡(luò)判決切換，終端可迅速由原小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)，在切換過程中，終端從源小區(qū)接收下行數(shù)據(jù)，向目標(biāo)小區(qū)發(fā)送上行數(shù)據(jù)，即上下行通信鏈路先后轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)。提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時(shí)間、功率信息提高了切換成功率，縮短了切換時(shí)延。
接力切換工作流
UE收到切換命令前的場(chǎng)景：上下行均與源小區(qū)連接；
UE收到切換命令后執(zhí)行接力切換的場(chǎng)景：利用開環(huán)預(yù)計(jì)同步和功率控制，首先只將上行鏈轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，而下行鏈路仍與源小區(qū)通信；
UE執(zhí)行接力切換完畢后的場(chǎng)景：經(jīng)過N個(gè)TTI后，下行鏈路轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，完成接力切換
硬切換，軟切換，接力切換三種切換方式比較
越區(qū)切換在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中占有重要的地位。在早期的頻分多址（FDMA）和時(shí)分多址（TDMA）移動(dòng)通信系統(tǒng)中，采用的是“硬切換技術(shù)”，該技術(shù)使系統(tǒng)在切換過程中大約丟失300ms的信息，同時(shí)占用信道資源較多。美國高通公司開發(fā)的CDMAIS－95。
無線通信系統(tǒng)使用了“軟切換技術(shù)”，軟切換過程不丟失信息、不中斷通信，還可增加CDMA系統(tǒng)的容量。但是，軟切換技術(shù)只解決了終端在使用相同載波頻率的小區(qū)或扇區(qū)間切換的問題，對(duì)于不同載波的基站之間，FDDCDMA系統(tǒng)仍然只能使用硬切換方式。而且，處于切換過程中的每一個(gè)終端要同時(shí)接收來自兩個(gè)或三個(gè)基站的信息，并在反向鏈路中向這些基站發(fā)送相應(yīng)信息，這占用了較多的通信設(shè)備和信道，造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。
而在TD－SCDMA系統(tǒng)中，采用了一種新的越區(qū)切換方法，即“接力切換”。TD－SCDMA的獨(dú)特之處是使用了智能天線獲得用戶終端的方位（DOA），采用同步CDMA技術(shù)獲得用戶終端與基站間的距離。若將這兩個(gè)信息予以綜和，基站就可以確定用戶終端的具體位置，從而為接力切換奠定了基礎(chǔ)。接力切換不丟失信息、不中斷通信，節(jié)約了信道資源。
正是由于TD－SCDMA系統(tǒng)采用了智能天線以及使用兩個(gè)基站對(duì)終端進(jìn)行定位，具有對(duì)終端精確定位的功能，所以能夠?qū)崿F(xiàn)更有效的越區(qū)切換，即所謂的“接力切換”。在接力切換的過程中，同頻小區(qū)之間的兩個(gè)小區(qū)的基站都將接收同一個(gè)終端的信號(hào)，并對(duì)其定位，將確定可能切換區(qū)域的定位結(jié)果向基站控制器報(bào)告，完成向目標(biāo)基站的切換，克服了“軟切換”浪費(fèi)信道資源的缺點(diǎn)。接力切換不僅具有上述的“軟切換”功能，而且可以使用在不同載波頻率的TD－SCDMA基站之間，甚至能夠在TD－SCDMA系統(tǒng)與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)（如GSM、CDMAIS－95等）的基站之間，實(shí)現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。在一般情況下，“接力切換”與“軟切換”相比較，能夠使系統(tǒng)容量增加一倍以上。
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切換(handover)是指在移動(dòng)通信的過程中,在保證通信不間斷的前提下,把通信的信道從一個(gè)無線信道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無線信道的這種功能。這是移動(dòng)通信系統(tǒng)不可缺少的重要功能。
用戶在通話過程中,從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)時(shí),或由于受到外界的干擾或其他原因使通信質(zhì)量下降時(shí),使用中的話音信道就會(huì)自動(dòng)發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換信道的信號(hào),通知移動(dòng)通信業(yè)務(wù)交換中心,請(qǐng)求轉(zhuǎn)換到另一個(gè)覆蓋區(qū)基站的信道上去,或是轉(zhuǎn)換到另一條接收質(zhì)量較好的信道上,以保證正常的通信。
信道切換的方式可分為硬切換和軟切換兩種。
硬切換是在不同頻率的基站或覆蓋小區(qū)之間的切換。這種切換的過程是移動(dòng)臺(tái)(手機(jī))先暫時(shí)斷開通話,在與原基站聯(lián)系的信道上,傳送切換的信令,移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)向新的頻率調(diào)諧,與新的基站接上聯(lián)系,建立新的信道,從而完成切換的過程。簡(jiǎn)單來說就是“先斷開、后切換”,切換的過程中約有1/5秒時(shí)間的短暫中斷。這是硬切換的特點(diǎn)。在FDMA和TDMA系統(tǒng)中，所有的切換都是硬切換。當(dāng)切換發(fā)生時(shí)，手機(jī)總是先釋放原基站的信道，然后才能獲得新基站分配的信道，是一個(gè)"釋放-建立"的過程，切換過程發(fā)生在兩個(gè)基站過度區(qū)域或扇區(qū)之間，兩個(gè)基站或扇區(qū)是一種競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。如果在一定區(qū)域里兩基站信號(hào)強(qiáng)度劇烈變化，手機(jī)就會(huì)在兩個(gè)基站間來回切換，產(chǎn)生所謂的"乒乓效應(yīng)"。這樣一方面給交換系統(tǒng)增加了負(fù)擔(dān)，另一方面也增加了掉話的可能性。
現(xiàn)在我們廣泛使用的“全球通(GSM)”系統(tǒng)就是采用這種硬切換的方式。因?yàn)樵竞鸵苿?dòng)到的新基站的電波頻率不同,移動(dòng)臺(tái)在與原基站的聯(lián)系信道切斷后,往往不能馬上建立新基站的新信道,這時(shí)就出現(xiàn)一個(gè)短暫的通話中斷時(shí)間。在“全球通”系統(tǒng),這個(gè)時(shí)間大約是200毫秒。它對(duì)通話質(zhì)量有點(diǎn)影響。
軟切換是發(fā)生在同一頻率的兩個(gè)不同基站之間的切換。在碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中,采用的就是這種軟切換方式。當(dāng)一部手機(jī)處于切換狀態(tài)下同時(shí)將會(huì)有兩個(gè)甚至更多的基站對(duì)它進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)中的基站控制器將逐幀比較來自各個(gè)基站的有關(guān)這部手機(jī)的信號(hào)質(zhì)量報(bào)告，并選用最好的一幀。可見CDMA的切換是一個(gè)"建立-比較-釋放"的過程，我們稱這種切換為軟切換，以區(qū)別與FDMA、TDMA中的切換。軟切換可以是同一基站控制器下的不同基站或不同基站控制器下不同基站之間發(fā)生的切換。所謂軟切換,就是在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入切換過程時(shí),與原基站和新基站都有信道保持著聯(lián)系,一直到移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入新基站覆蓋區(qū)并測(cè)出與新基站之間的傳輸質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到指標(biāo)要求時(shí),才把與原基站之間的聯(lián)系信道切斷。簡(jiǎn)單地說,軟切換的特點(diǎn)是“先切換、后斷開”。這種切換方式是在與新基站建立聯(lián)系信道后,才斷開與原基站的聯(lián)系信道,因此在切換過程中沒有中斷的問題,對(duì)通信質(zhì)量沒有影響。
由于軟切換是在頻率相同的基站之間進(jìn)行的,因此當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到多個(gè)基站覆蓋區(qū)交界處時(shí),移動(dòng)臺(tái)將同時(shí)和多個(gè)基站保持聯(lián)系,起了業(yè)務(wù)信道分集的作用,加強(qiáng)了抗衰落的能力,因而不可能產(chǎn)生“掉話”。即使當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入了切換區(qū)而一時(shí)不能得到新基站的鏈路,也進(jìn)入了等待切換的隊(duì)列,從而減少了系統(tǒng)的阻塞率。因此也可以說,軟切換是實(shí)現(xiàn)了“無縫”的切換。
接力切換(Baton Handover)
接力切換是TD-SCDMA系統(tǒng)的一項(xiàng)特色技術(shù)，也是核心技術(shù)之一。
接力切換的設(shè)計(jì)思想是：利用終端上行預(yù)同步技術(shù)，預(yù)先取得與目標(biāo)小區(qū)的同步參數(shù)，并通過開環(huán)方式保持與目標(biāo)小區(qū)的同步，一旦網(wǎng)絡(luò)判決切換，終端可迅速由原小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)，在切換過程中，終端從源小區(qū)接收下行數(shù)據(jù)，向目標(biāo)小區(qū)發(fā)送上行數(shù)據(jù)，即上下行通信鏈路先后轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)。提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時(shí)間、功率信息提高了切換成功率，縮短了切換時(shí)延。
接力切換工作流
UE收到切換命令前的場(chǎng)景：上下行均與源小區(qū)連接
↓UE收到切換命令后執(zhí)行接力切換的場(chǎng)景：利用開環(huán)預(yù)計(jì)同步和功
率控制，首先只將上行鏈轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，而下行鏈路仍與源小區(qū)通信
UE執(zhí)行接力切換完畢后的場(chǎng)景：經(jīng)過
N個(gè)TTI后，下行鏈路轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，完成接力切換
硬切換，軟切換，接力切換三種切換方式比較
越區(qū)切換在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中占有重要的地位。在早期的頻分多址（FDMA）和時(shí)分多址（TDMA）移動(dòng)通信系統(tǒng)中，采用的是“硬切換技術(shù)”，該技術(shù)使系統(tǒng)在切換過程中大約丟失300ms的信息，同時(shí)占用信道資源較多。美國高通公司開發(fā)的CDMAIS－95。
無線通信系統(tǒng)使用了“軟切換技術(shù)”，軟切換過程不丟失信息、不中斷通信，還可增加CDMA系統(tǒng)的容量。但是，軟切換技術(shù)只解決了終端在使用相同載波頻率的小區(qū)或扇區(qū)間切換的問題，對(duì)于不同載波的基站之間，FDDCDMA系統(tǒng)仍然只能使用硬切換方式。而且，處于切換過程中的每一個(gè)終端要同時(shí)接收來自兩個(gè)或三個(gè)基站的信息，并在反向鏈路中向這些基站發(fā)送相應(yīng)信息，這占用了較多的通信設(shè)備和信道，造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。
而在TD－SCDMA系統(tǒng)中，采用了一種新的越區(qū)切換方法，即“接力切換”。TD－SCDMA的獨(dú)特之處是使用了智能天線獲得用戶終端的方位（DOA），采用同步CDMA技術(shù)獲得用戶終端與基站間的距離。若將這兩個(gè)信息予以綜和，基站就可以確定用戶終端的具體位置，從而為接力切換奠定了基礎(chǔ)。接力切換不丟失信息、不中斷通信，節(jié)約了信道資源。
正是由于TD－SCDMA系統(tǒng)采用了智能天線以及使用兩個(gè)基站對(duì)終端進(jìn)行定位，具有對(duì)終端精確定位的功能，所以能夠?qū)崿F(xiàn)更有效的越區(qū)切換，即所謂的“接力切換”。在接力切換的過程中，同頻小區(qū)之間的兩個(gè)小區(qū)的基站都將接收同一個(gè)終端的信號(hào)，并對(duì)其定位，將確定可能切換區(qū)域的定位結(jié)果向基站控制器報(bào)告，完成向目標(biāo)基站的切換，克服了“軟切換”浪費(fèi)信道資源的缺點(diǎn)。接力切換不僅具有上述的“軟切換”功能，而且可以使用在不同載波頻率的TD－SCDMA基站之間，甚至能夠在TD－SCDMA系統(tǒng)與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)（如GSM、CDMAIS－95等）的基站之間，實(shí)現(xiàn)不丟失信息、不中斷通信的理想的越區(qū)切換。在一般情況下，“接力切換”與“軟切換”相比較，能夠使系統(tǒng)容量增加一倍以上。
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2、軟切換是先連目標(biāo)小區(qū)上下行，再斷開原小區(qū)上下行連接（切換時(shí)會(huì)有兩套上下行連接）。
3、接力切換是把上行切到目標(biāo)小區(qū)，再把下行切到目標(biāo)小區(qū)
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3、接力切換，就是先與基站B的上行相連，然后再斷開A的上行，然后再把下行進(jìn)行切換。
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