第一篇：地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)切換設(shè)計(jì)解析

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)切換設(shè)計(jì)

摘 要 結(jié)合廣州地鐵1、2號(hào)線工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種條件下的切換方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探討,包括隧道間小區(qū)切換、換乘站的上下層切換、站內(nèi)和站外切換、隧道和地面切換等。關(guān)鍵詞 地鐵 移動(dòng)通信 切換 基站

為了實(shí)現(xiàn)地鐵移動(dòng)通信信號(hào)的覆蓋,必須在地鐵內(nèi)部建立專門的無線信號(hào)覆蓋系統(tǒng),由于存在多個(gè)基站來實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵的信號(hào)覆蓋,同時(shí),移動(dòng)用戶經(jīng)常是在移動(dòng)的列車中或地鐵出入口通信,因此,必然存在切換問題,下面結(jié)合廣州地鐵1、2號(hào)線的工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)切換方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。1 切換的概念

切換是指在蜂窩系統(tǒng)中,移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)信道或基站切換到另一個(gè)信道或基站的過程。這種切換操作過程不僅要識(shí)別新基站,還要將話音和信令信號(hào)分派到新基站的信道上。在小區(qū)內(nèi)分配空閑信道時(shí),用戶的切換請(qǐng)求優(yōu)于用戶初始呼叫請(qǐng)求。切換是在不被用戶察覺的情況下實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的,且一旦切換完成,移動(dòng)臺(tái)不應(yīng)立即再切換。切換發(fā)生的門限值是在系統(tǒng)安裝時(shí)進(jìn)行初調(diào)的,且初始參數(shù)設(shè)置取決于系統(tǒng)性能要求,不能隨意改變。切換的目的就是維持高質(zhì)量的信號(hào)質(zhì)量、平衡小區(qū)之間的業(yè)務(wù)量及恢復(fù)出現(xiàn)故障的控制信道,切換主要有以下三種形式。

1)信號(hào)質(zhì)量切換

當(dāng)基站接收到的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)電平低于預(yù)分配門限值時(shí)就開始進(jìn)行切換過程,服務(wù)基站通知移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC),請(qǐng)求鄰近所有其他小區(qū),以便確定可最佳接收移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的某小區(qū),然后就把新的信道號(hào)通知給服務(wù)基站,以便移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行切換。

2)業(yè)務(wù)量平衡切換

本切換方式主要是為了平衡不同小區(qū)之間的負(fù)荷,以使每個(gè)小區(qū)不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象。當(dāng)相鄰小區(qū)間重疊范圍很大時(shí),負(fù)載平衡是最有效的,這種平衡的實(shí)現(xiàn)可用“引導(dǎo)切換”技術(shù)來完成。

3)控制信道出現(xiàn)故障切換

在控制信道出現(xiàn)故障,此時(shí)可用一個(gè)話音信道作為備份控制信道。該特性設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在控制信道出現(xiàn)故障時(shí),如果移動(dòng)臺(tái)正在使用原指定的備份控制信道通話,則此時(shí)要求移動(dòng)臺(tái)切換到另一個(gè)話音信道工作,由故障引起切換的主要目的就是將此信道釋放話音業(yè)務(wù)而準(zhǔn)備控制信道。

切換的種類主要有小區(qū)內(nèi)切換、基站控制器(BSC)內(nèi)切換、移動(dòng)交換中心(MSC)內(nèi)切換、移動(dòng)交換中心(MSC)間切換、網(wǎng)絡(luò)間切換等。

在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中,是否切換是由移動(dòng)臺(tái)來輔助完成的。在移動(dòng)臺(tái)輔助切換中,每個(gè)移動(dòng)臺(tái)監(jiān)測(cè)根據(jù)周圍基站發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行無線測(cè)量,包括測(cè)量功率、距離和話音質(zhì)量,這三個(gè)指標(biāo)決定切換的門限。無線測(cè)量結(jié)果通過信令信道報(bào)告給基站子系統(tǒng)中的基站收發(fā)信臺(tái),經(jīng)過預(yù)處理后傳送給基站控制器,基站控制器對(duì)綜合功率、距離和話音質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算且與切換門限值進(jìn)行比較,然后再?zèng)Q定是否進(jìn)行切換。

數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中的切換有時(shí)也稱為硬切換。但在CDMA蜂窩系統(tǒng)中,由于不用按信道化的無線系統(tǒng)那樣在切換期間分配一個(gè)不同的無線信道,擴(kuò)頻通信用戶在每個(gè)小區(qū)里都共享相同的信道。因此,切換并不意味著所分配信道上的物理改變,而是由不同的基站來處理無線通信任務(wù)。通過同時(shí)估算多個(gè)相鄰基站接收到的同一個(gè)用戶的信號(hào),MSC能夠及時(shí)判斷出任何時(shí)刻用戶信號(hào)的最佳情況。

從不同基站接收到的瞬時(shí)信號(hào)中進(jìn)行選擇的處理稱為軟處理。軟切換與硬切換的差別在于:硬切換需要先中斷與原基站的聯(lián)系,再在一指定時(shí)間內(nèi)與新基站取得聯(lián)系;而軟切換就是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要與一個(gè)新基站通信時(shí),并不需要先中斷與原基站的聯(lián)系。軟切換只能在相同頻率的CDMA信道間進(jìn)行。2 地鐵移動(dòng)通信切換方案考慮

地鐵站內(nèi)的切換形式一般是信號(hào)質(zhì)量切換,多數(shù)為MSC內(nèi)切換,其類型主要有隧道間小區(qū)切換、換乘站上下層切換、站內(nèi)和站外切換、隧道和地面切換等。2·1 隧道間小區(qū)切換

地鐵內(nèi)移動(dòng)通信系統(tǒng)與地面移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的最大區(qū)別是全部在地下,而且大部分在隧道里面。這樣一來,在隧道里面,在運(yùn)行的車輛上保證越區(qū)切換的順利進(jìn)行就成了一個(gè)重要問題。

由于地鐵隧道區(qū)間是鏈狀覆蓋網(wǎng),一般基站(BTS)頻率復(fù)用都采用隔站復(fù)用,因此列車行進(jìn)方向的切換(本小區(qū)與鄰小區(qū))位于區(qū)間中部,而此時(shí)列車的車速也達(dá)到最高,同時(shí)列車又是金屬外殼,這些都給切換帶來了困難。由于隧道是地下一個(gè)封閉的圓柱形空間,隧道效應(yīng)使高頻信號(hào)衰減很快,為了保證隧道內(nèi)的信號(hào)均勻分布,隧道內(nèi)都使用漏泄同軸電纜(LCX)。

為了保證移動(dòng)通信可通率大于等于98%,保證切換順利進(jìn)行的一個(gè)有效手段就是正確設(shè)計(jì)場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋,或者說,在系統(tǒng)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋設(shè)計(jì)時(shí)著重從以下兩個(gè)方面考慮選用系統(tǒng)及設(shè)備的參數(shù)。

(1)在漏泄電纜場(chǎng)強(qiáng)覆蓋區(qū)段,為滿足無線通信覆蓋可通率大于等于98%的系統(tǒng)要求,首先應(yīng)正確選用漏泄電纜的95%接收概率的耦合損耗值(因?yàn)閺S家提供的產(chǎn)品指標(biāo)只有95%接收概率的耦合損耗值),該值與漏泄電纜LCX型號(hào)及頻段有關(guān)(50%接收概率耦合損耗值與95%接收概率耦合損耗值相差3~14dB),然后再加一定的余量(對(duì)應(yīng)于可通率98%,系統(tǒng)場(chǎng)強(qiáng)余量應(yīng)再增加1.4dB)。具體計(jì)算如下[1]:

式中,P{x≥Pmin}為接收信號(hào)大于接收機(jī)輸入端要求的最低保護(hù)功率電平Pmin的通信概率,Md為通信概率為98%時(shí)接收機(jī)輸入端要求的中值信號(hào)電平,σ為位置分布和時(shí)間分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差[2]。由式(1)可得

Pmin+2.05×7.5=Pmin+15.4dB

其中,σ為7.5dB(900MHz城市、混合路徑標(biāo)準(zhǔn)偏差)。

由此可見,為滿足98%的時(shí)間、地點(diǎn)通信概率,系統(tǒng)余量,應(yīng)在50%的概率上增加15.4dB;與為滿足95%的時(shí)間、地點(diǎn)通信概率,系統(tǒng)余量應(yīng)增加14dB,相差1.4dB。故在漏泄電纜覆蓋區(qū)段,為達(dá)到98%的時(shí)間、地點(diǎn)概率,系統(tǒng)余量應(yīng)在95%概率值下再增加1.4dB。此理論數(shù)據(jù)值與在深圳地鐵竹子林隧道實(shí)測(cè)的漏泄電纜95%與98%接收概率耦合損耗差值(0.8~2.3dB)非常接近。

還有一個(gè)工程措施,即讓區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜LCX聯(lián)通,使兩邊基站來的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū),保證在列車高速運(yùn)行下的切換順利進(jìn)行。

由于在設(shè)計(jì)中保證了98%以上區(qū)域各信號(hào)的最弱電平為-80dB(m),保證了切換時(shí)不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)變化太快造成掉話。還有一個(gè)工程措施,即讓區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜LCX聯(lián)通,使兩邊基站來的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū),當(dāng)列車高速運(yùn)行經(jīng)過隧道中段時(shí),原小區(qū)信號(hào)逐漸減弱,切入小區(qū)的信號(hào)逐漸增強(qiáng),沒有信號(hào)突然消失的情況,避免了移動(dòng)臺(tái)因?yàn)榍袚Q時(shí)間不足造成掉話。通過在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)參數(shù),將各隧道的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)調(diào)整到合適的水平,可以使切換更加平滑。

一般情況下小區(qū)間進(jìn)行正常切換需要6~10s時(shí)間,對(duì)于切換區(qū)應(yīng)滿足12s切換的最低要求,而列車在隧道中段最高速度為80km/h,12s內(nèi)行進(jìn)的距離為

在理想情況下,本小區(qū)與相鄰小區(qū)的信號(hào)在LCX中傳輸損耗是相同的,因此它們的場(chǎng)強(qiáng)衰減特性曲線相對(duì)于它們的交點(diǎn)是對(duì)稱的,所以LCX的越區(qū)切換損耗余量可由本小區(qū)與相鄰小區(qū)各負(fù)擔(dān)一半,即1/2×267m=133m。對(duì)應(yīng)于LCX傳輸損耗24dB/km,越區(qū)切換損耗余量為24×(1/1000)×133=3.1dB,參見圖1。

所以,要保證隧道中的切換區(qū)長度超過266.7m。根據(jù)漏纜指標(biāo)計(jì)算得知:900MHz信號(hào)在133m的漏纜中共衰減3.1dB,所以在最壞情況下原小區(qū)的900MHz信號(hào)將衰減到-80-3.1=-83.1dB(m),將駛?cè)胄^(qū)的900MHz信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)到-80+3.1=-76.9dB(m),所以信號(hào)強(qiáng)度相差超過6dB,可保證通過場(chǎng)強(qiáng)比較的方式進(jìn)行切換。2·2 換乘站切換

對(duì)于天線的配置,換乘站應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃信號(hào)切換區(qū)域,如換乘站是一次建成的,則盡量考慮用一個(gè)基站的信號(hào)來完成覆蓋;如因工期或其他各種原因無法在一個(gè)基站范圍內(nèi)來完成信號(hào)覆蓋的,則需在可能情況下,做出優(yōu)化方案:①盡量減少重疊區(qū)域;②盡量減少短時(shí)間切換區(qū)域;③重疊區(qū)效應(yīng)影響下的乒乓切換盡量安排在相對(duì)寬敞的區(qū)域,以盡量避免多徑影響下的乒乓切換。

在廣州地鐵公園前地鐵站,是1、2號(hào)線的換乘站,1號(hào)線站廳部分在1999年就投入使用,2號(hào)線站廳部分在2003年才投入使用,因此在站廳就需要1號(hào)線和2號(hào)線基站的信號(hào)才能完成覆蓋。在工程設(shè)計(jì)中,考慮了以上的重點(diǎn),如盡量減少重疊區(qū)域等,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)區(qū)域的平滑切換。2·3 車站出入口切換

(1)交疊區(qū)保證:車站出入口附近一定要設(shè)置天線,使站廳信號(hào)與站外信號(hào)的交疊區(qū)盡量在出入口通道附近。

(2)梯度/平滑性的保證:出入口附近站內(nèi)信號(hào)的梯度及平滑性容易保證;站外信號(hào)的梯度及平滑性受多徑效應(yīng)及地面多個(gè)基站天線的覆蓋規(guī)劃因素的影響較大,如有問題應(yīng)與運(yùn)營商共同協(xié)調(diào)解決。

在廣州地鐵2號(hào)線的個(gè)別車站,雖然在出入口附近布置了天線,但在出站時(shí)仍然無法實(shí)現(xiàn)與站外基站的正常切換,后經(jīng)與運(yùn)營商協(xié)調(diào),通過其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決了切換問題。2·4 隧道與地面切換

隧道與地面切換情況如圖2所示,要保證有足夠的信號(hào)交疊區(qū),可采用以下措施:

(1)延長LCX方式或洞口設(shè)置定向天線(延長洞內(nèi)信號(hào),使交疊區(qū)向外);

(2)設(shè)置直放站方式(延長洞內(nèi)信號(hào),使交疊區(qū)向外);

(3)隧道引入地面信號(hào),使交疊區(qū)向內(nèi),由于各運(yùn)營商地面基站設(shè)置的不同、向隧道引入地面信號(hào)實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)復(fù)雜。

延長LCX、設(shè)置隧道口直放站方式均要注意,延長區(qū)域應(yīng)足夠長,使地面到隧道切換交疊區(qū)選擇在一個(gè)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。如果相鄰地面車站需要覆蓋,就可使其信號(hào)向隧道方向延伸,取得切換信號(hào)的“優(yōu)勢(shì)鎖定”。實(shí)施中應(yīng)兼顧上、下行行車方向,并與運(yùn)營商做好切換規(guī)劃的配合。在廣州地鐵1號(hào)線坑口地面站與花地灣站隧道入口處,場(chǎng)強(qiáng)覆蓋就是采用了這種方式,將覆蓋區(qū)域向外增加100m左右,避免了初期進(jìn)出隧道時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的掉線現(xiàn)象。結(jié)語

為保證在隧道內(nèi)無線信號(hào)的順利切換,應(yīng)保證98%以上區(qū)域各信號(hào)的最弱電平為-80dBm,同時(shí)讓區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜LCX聯(lián)通,使兩邊基站來的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū)。換乘站應(yīng)盡量減少重疊區(qū)域及短時(shí)間切換區(qū)域,重疊區(qū)效應(yīng)影響下的乒乓切換應(yīng)盡量安排在相對(duì)寬敞的區(qū)域,以盡量避免多徑影響下的乒乓切換。車站出入口應(yīng)保證交疊區(qū)及信號(hào)的梯度/平滑性,隧道與地面應(yīng)保證有足夠的信號(hào)交疊區(qū)。

通過以上切換方案考慮,就能保證在地鐵站內(nèi)移動(dòng)通信的順利切換,保證通信的可靠性及連續(xù)性。參考文獻(xiàn)[1]楊留清,張閩申,徐菊英.數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京:人民郵電出版社,1995.[2]郭梯云,鄔國揚(yáng),張厥盛.移動(dòng)通信[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,1995.[3]竺南直,肖輝,劉景波.碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999.[4]龔小聰.地鐵移動(dòng)電話引入系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].地鐵與輕軌,2002(1).[5]徐華林,馬建萍.地鐵中漏泄同軸電纜的選擇和配置[J].都市快軌交通,2005,18(1).

第二篇：移動(dòng)通信技術(shù)切換技術(shù)課外設(shè)計(jì)報(bào)告

題目： 移動(dòng)通信技術(shù)的切換技術(shù)

課外設(shè)計(jì)報(bào)告

專 業(yè)

通信專業(yè)

屆 別

2011

學(xué) 號(hào)

1008511270522 姓 名

張楠 指導(dǎo)老師 劉海波

2013.1.15

日期：

目錄 緒論...........................................................................2 1.1 課題研究的背景...........................................................3 1.2 課題研究的目的和意義.....................................................3 2 切換的基本簡介..................................................................4 2.1切換簡述..................................................................4 2.2 引起切換的原因 ?????????????????????????????..5 2.3切換的分類………………………………………………………………………………………5 2.4切換方案的要求............................................................6 3 越區(qū)切換的基本分類..............................................................6 3.1.1 硬切換..............................................................6 3.1.2軟切換..............................................................6 3.1.3更軟切換............................................................7 3.1.4接力切換............................................................7 3.1.5垂直切換............................................................7 3.2 越區(qū)切換的基本準(zhǔn)則........................................................8 3.2.1基本準(zhǔn)則............................................................8 3.2.2過程控制????????????????????????????? ?8 3.2.3注意事項(xiàng)............................................................9 4 移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換技術(shù)..........................................................9 4.1 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換技術(shù)..............................................9 4.1.1 技術(shù)流程............................................................9 4.1.2 對(duì)GSM系統(tǒng)切換優(yōu)缺點(diǎn)的討論.........................................10 4.2 IS-95CDMA 系統(tǒng)的切換技術(shù).................................................10 4.2.1 技術(shù)流程...........................................................10 4.2.2 軟切換的主要優(yōu)缺點(diǎn).................................................10 4.3第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換技術(shù).............................................11 4.3.1 基本簡介...........................................................11 4.3.2歐洲和日本的WCDMA的切換...........................................11 4.3.3北美的CDMA2000的切換..............................................11 4.3.4中國的TD-SCDMA的切換..............................................12 5 各種蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換.................................................12 5.1 GSM系統(tǒng)中的切換.....................................................12 5.2 CDMA2000系統(tǒng)中的切換................................................12 5.3移動(dòng)IP中的切換......................................................13 5.3．1切換方式綜述....................................................13 結(jié)論.....................................................................14

第一章 緒論

1.1 課題研究的背景

移動(dòng)通信以其特有的靈活、便捷的優(yōu)點(diǎn)符合了現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)通信技術(shù)的要求，成[1]為80年代中期以來發(fā)展最為迅速的通信方式。移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了從模擬調(diào)制到數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展。第一代采用頻分多址（FDMA）模擬調(diào)制方式，其主要代表有美國的AMPS、[2]英國的TACS、北歐的NMT等。這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。第二代蜂窩系統(tǒng)采用時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大為改善。TDMA的兩個(gè)典型代表是北美的IS－54系統(tǒng)和歐洲的GSM系統(tǒng)。

TDMA方式的主要缺點(diǎn)是：（1）系統(tǒng)容量仍不理想；（2）和FDMA方式一樣，TDMA

[3]方式的越區(qū)切換性能仍不完善。為克服FDMA和TDMA兩種多址方式的缺點(diǎn)，產(chǎn)生了即將試用的第三代移動(dòng)通信技術(shù)CDMA(碼分多址)。

隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，運(yùn)營商和用戶對(duì)業(yè)務(wù)拓展的需求不斷增強(qiáng)，移動(dòng)通信正在向著以CDMA為基礎(chǔ)，以寬帶化通信為特征的第三代3G技術(shù)發(fā)展。鑒于CDMA技術(shù)的優(yōu)越性，3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA都是基于CDMA技術(shù)的。3G投入正式運(yùn)營

[4]后，3G用戶將獲得寬帶多媒體和高速率數(shù)據(jù)的無線移動(dòng)通信服務(wù)。

1.2 課題研究的目的和意義

由于移動(dòng)通信系統(tǒng)采用蜂窩結(jié)構(gòu)，所以，移動(dòng)臺(tái)在跨越空間劃分的小區(qū)時(shí)，必然要進(jìn)行切換，即完成移動(dòng)臺(tái)到基站的空中接口的轉(zhuǎn)移。因此切換技術(shù)成為無線資源管理中的重要研究內(nèi)容之一。切換技術(shù)是移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)，適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，切換的目的有2種可能，一種是實(shí)現(xiàn)漫游，另一種是為了提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，即降低掉話率，降低擁塞率。

切換參數(shù)的選擇將影響到網(wǎng)絡(luò)的性能和服務(wù)質(zhì)量。對(duì)于運(yùn)營商來說，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能和服務(wù)質(zhì)量是非常重要的。運(yùn)營商的競(jìng)爭將是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的競(jìng)爭。因?yàn)閮?yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是建立在良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量之上的。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的分析和調(diào)整是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的重要內(nèi)容之一，尤其對(duì)于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和參數(shù)設(shè)置密切相關(guān)的碼分多址系統(tǒng)來說，切換控制參數(shù)僅僅是其中的一小部分，但卻是對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響很大的一部分。切換策略和控制參數(shù)的性能優(yōu)化將得到廣泛的重視。細(xì)致、完善的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以充分降低全網(wǎng)的干擾水平，改善網(wǎng)絡(luò)性能，提高呼叫接通率，降低掉話率，提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐能力，提高網(wǎng)絡(luò)容量。如今所廣泛采用的第二代時(shí)分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中，切換方式為硬切換，硬切換發(fā)生在使用不同載頻的相鄰小區(qū)間，在城區(qū)，小區(qū)面積較小，又由于頻分系統(tǒng)的特性，用戶

[5]在通信過程中由于移動(dòng)而產(chǎn)生頻繁的硬切換是不可能避免的。而硬切換是先中斷與原基 3

站的聯(lián)系，調(diào)諧到新的頻率上，再與新基站取得聯(lián)系。屬于“先斷開后切換”，如在切換過程中受到干擾等因素的影響，很容易導(dǎo)致切換失敗，引起掉話；當(dāng)硬切換區(qū)域面積狹窄時(shí)，會(huì)出現(xiàn)新基站與原基站之間來回切換的“乒乓效應(yīng)”，影響業(yè)務(wù)信道的傳輸，進(jìn)而影響網(wǎng)絡(luò)的性能和質(zhì)量。

在第三代移動(dòng)通信中，WCDMA和CDMA2000是碼分多址系統(tǒng)，在同頻小區(qū)間所采用的[6]是軟切換。而我國唯一具有技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA采用了創(chuàng)新的接力切換。接力切換與軟切換的不同之處在于接力切換并不需要同時(shí)有多個(gè)基站為一個(gè)移動(dòng)臺(tái)服務(wù)，因而克服了軟切換需要占用的信道資源比較多，信令復(fù)雜導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷加重，以及增加下行鏈路干擾等缺點(diǎn)。而與硬切換相比，接力切換克服了傳統(tǒng)硬切換掉話率較高、切換成功率較低的缺點(diǎn)。接力切換突出了切換成功率高和信道高利用率的優(yōu)點(diǎn)。

但是，接力切換參數(shù)的設(shè)置同樣很重要，如果設(shè)置的不恰當(dāng)則無法體現(xiàn)出接力切換的優(yōu)點(diǎn)，反而有可能會(huì)加重系統(tǒng)負(fù)擔(dān)、掉話、或者造成對(duì)其他小區(qū)的干擾增加等等問題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量造成不好的影響。

所以，本文通過仿真結(jié)合接力切換算法，說明各個(gè)參數(shù)對(duì)接力切換效果的影響，并根據(jù)仿真得出的數(shù)據(jù)分析從而選擇出最佳的切換參數(shù)方案。切換的基本簡介

2.1切換簡述

在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中，切換是保證移動(dòng)用戶在移動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)不間斷通信，切換也是為了在移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間保持一個(gè)可以接受的通信質(zhì)量，防止通信中斷，是適應(yīng)移動(dòng)衰落信道特性的必不可少的措施。特別是由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的切換，其目的是為了平衡服務(wù)區(qū)內(nèi)各小區(qū)的業(yè)務(wù)量，降低高用戶小區(qū)的呼損率的有力措施。這是適應(yīng)移動(dòng)衰落信道特性的必不可少的措施切換技術(shù)是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供移動(dòng)服務(wù)所需的技術(shù)，它使移動(dòng)終端可以在任何時(shí)候、任何地方都能得到在線連接和服務(wù)，是實(shí)現(xiàn)無縫漫游的重要機(jī)制。

2.2 引起切換的原因

引起切換的主要原因是空中接口（Um）的鏈接無法 滿足需要,表現(xiàn)為: 1.1 信號(hào)強(qiáng)度引起切換

當(dāng)基站或移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)較弱, 或是移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū),或是同一小區(qū)的不同扇區(qū)有質(zhì)量更好的鏈路時(shí), 可能引起切換。當(dāng)服務(wù)基站增加發(fā)射功率提高接收電平,或是移動(dòng)臺(tái)增加發(fā)射功率,信號(hào)電平依然低于門限值時(shí)就必須啟動(dòng)切換。尤其是3G 中,由于CDMA 是自干擾系統(tǒng), 增加發(fā)射功率會(huì)提高信號(hào)質(zhì)量但會(huì)影響系統(tǒng)覆蓋能力,更需考慮切換的重要性。

1.2 信道質(zhì)量引起切換

若信道受到較大干擾影響引起信道質(zhì)量較大衰減,前向糾錯(cuò)功能不能滿足信道質(zhì)量要求的最低水平, 即使原信道的信號(hào)電平較強(qiáng),也必須切換到質(zhì)量較好的新信道。

1.3 移動(dòng)臺(tái)與基站之間的距離引起切換

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中規(guī)定的小區(qū)半徑的數(shù)值與小區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)和基站之間的半徑距離限制都被存儲(chǔ)在基站數(shù)據(jù)庫中, 系統(tǒng)不斷檢測(cè)比較移動(dòng)臺(tái)與基站之間的距離和極限距離,若超過極限距離將引起切換。

1.4 話務(wù)量飽和引起切換

移動(dòng)交換中心發(fā)現(xiàn)一些小區(qū)的的話務(wù)量即將達(dá)到飽和值,而相鄰小區(qū)話務(wù)量較小時(shí),可命令高話務(wù)量小區(qū)降低導(dǎo)頻信道的發(fā)射功率使本小區(qū)邊緣用戶提前切換到相鄰小區(qū),以調(diào)和各小區(qū)的負(fù)荷量,稱為小區(qū)呼吸。

2.3切換的分類

切換包括測(cè)量、判斷和執(zhí)行三個(gè)過程。

可根據(jù)四種情況來區(qū)分不同種類的切換：

(1)切換功能定位 可分為網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的切換和終端因移動(dòng)而發(fā)起的切換(2)涉及的網(wǎng)絡(luò)單元 可分為小區(qū)內(nèi)、小區(qū)之間和網(wǎng)絡(luò)之間切換；

(3)活動(dòng)連接數(shù)目 可分為硬切換和軟切換兩種，硬切換在任何時(shí)候都只存在一個(gè)連接，軟切換可在切換時(shí)同時(shí)存在幾個(gè)連接；

(4)轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)類型 電路交換數(shù)據(jù)和分組交換數(shù)據(jù)。

2.4切換方案的要求

一種切換方案必須符合的基本要求如下：

(1)等待時(shí)間 實(shí)現(xiàn)切換所需的時(shí)間，即從開始切換到正常傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間，必須適合終端移動(dòng)速度；

(2)靈活性切換程序應(yīng)能支持同一小區(qū)內(nèi)切換、不同基站之間切換或者不同網(wǎng)絡(luò)之間切換；(3)最小急速下降和快速恢復(fù)；

(4)服務(wù)質(zhì)量(QOS)能夠在切換時(shí)維持某種級(jí)別的QOS，并能在切換完成后重新協(xié)商；(5)最小附加信令。此外，移動(dòng)臺(tái)通常都是電池供電，因此功率管理值得考慮，例如不能認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)總是保持在供電狀態(tài)。

3越區(qū)切換的基本分類

3.1.1 硬切換

硬切換最主要的特點(diǎn)就是移動(dòng)臺(tái)在硬切換情況下，同一時(shí)刻只

越區(qū)切換

占用一個(gè)無線信道，它必須在一個(gè)指定時(shí)間內(nèi)，先中斷與原基站的聯(lián)系，調(diào)諧到新的頻率上，再與新基站取得聯(lián)系，在切換過程中可能會(huì)發(fā)生通信短時(shí)中斷。硬切換主要是不同頻率的基站和扇區(qū)之間的切換。在硬切換中，為了使中斷時(shí)間盡量短，在網(wǎng)絡(luò)中要預(yù)先建立新的鏈路。硬切換的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是在同一時(shí)刻，移動(dòng)臺(tái)只占用一個(gè)無線信道。硬切換的缺點(diǎn)是通信過程會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的傳輸中斷，因此硬切換在一定程度上會(huì)影響通話質(zhì)量。而且如果在中斷時(shí)間內(nèi)受到干擾或切換參數(shù)設(shè)置不合理等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致切換失敗，引起掉話；當(dāng)硬切換區(qū)域面積狹窄時(shí)，會(huì)出現(xiàn)新基站與原基站之間來回切換的“乒乓效應(yīng)”，影響業(yè)務(wù)信道的傳輸。硬切換主要用于GSM系統(tǒng)中。

3.1.2軟切換

在軟切換過程中，兩條鏈路及相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)流在一個(gè)相對(duì)較長的時(shí)間內(nèi)同時(shí)被激活，一直到進(jìn)入新基站并測(cè)量到新基站的傳輸質(zhì)量滿足指標(biāo)要求后，才斷開與原基站的連接。軟切換是同一頻率下不同基站之間的切換。不管是從移動(dòng)臺(tái)的角度還是從網(wǎng)絡(luò)的角度看，兩條鏈路傳輸?shù)氖峭粋€(gè)數(shù)據(jù)流，保證了通信不會(huì)發(fā)生中斷。在軟切換中，移動(dòng)臺(tái)只有在取得了與新基站的鏈接之后，才會(huì)中斷與原基站的聯(lián)系，因此在切換過程中沒有中斷，不會(huì)影響通話質(zhì)量；軟切換由于是在頻率相同的基站交界處，移動(dòng)臺(tái)同時(shí)與多個(gè)基站通信，起前向業(yè)務(wù)信道和反向業(yè)務(wù)信道的路徑分集的作用，因而可大大減少切換造成的掉話。而且在軟切換中移動(dòng)臺(tái)和基站均采用分集技術(shù)和反向功率控制，能很好的提高系統(tǒng)的性能。但是軟切換同時(shí)也存在需要占用的信道資源較多、信令復(fù)雜導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷加重、增加下行鏈路干擾、增加設(shè)備投資和系統(tǒng)背板的復(fù)雜性等的缺點(diǎn)。軟切換主要用于CDMA系統(tǒng)中。

3.1.3更軟切換

在CDMA 系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)在扇區(qū)化小區(qū)的同一小區(qū)的不同扇區(qū)之間進(jìn)行的軟切換稱 6

為更軟切換。實(shí)際上是相同信道板上的導(dǎo)頻之間的切換。這種切換是由BSC 完成的，并不通知MSC。

3.1.4接力切換

接力切換流程接力切換是一種基于智能天線的切換方案。接力切換是利用精確的定位技術(shù)，在對(duì)移動(dòng)臺(tái)的距離和方位進(jìn)行定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)方位和距離作為輔助信息來判斷移動(dòng)臺(tái)是否移動(dòng)到了可進(jìn)行切換的相鄰基站臨近區(qū)域。如果移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入這個(gè)切換區(qū)，則RNC（無線網(wǎng)絡(luò)控制器）通知該基站做好切換的準(zhǔn)備，從而實(shí)現(xiàn)快速、可靠和高效切換。這樣既節(jié)省信道資源、簡化信令、減少系統(tǒng)負(fù)荷，也適應(yīng)不同頻率小區(qū)之間的切換。在第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)中TD-SCDMA中采用了接力切換。實(shí)現(xiàn)接力切換的必要條件是：網(wǎng)絡(luò)要準(zhǔn)備獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息，包括移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)到達(dá)方向以及移動(dòng)臺(tái)與基站的距離。

3.1.5垂直切換

上面介紹的幾種切換方式按照切換的方向來分都可以歸為水平切換，而與此相對(duì)應(yīng)，還存在一種切換方式，即垂直切換。可以這樣來概括水平切換和垂直切換：移動(dòng)臺(tái)在相同系統(tǒng)的基站（扇區(qū)、信道）之間的切換稱為水平切換，而移動(dòng)臺(tái)在不同系統(tǒng)的基站（扇區(qū)、信道）之間的切換就稱為垂直切換。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過在宏蜂窩下引入微蜂窩從而形成分級(jí)小區(qū)結(jié)構(gòu)，從而解決網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的“盲點(diǎn)”和“熱點(diǎn)”，同時(shí)也針對(duì)用戶的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，用不同級(jí)別的小區(qū)提供通信能力。宏蜂窩主要滿足以高速移動(dòng)的移動(dòng)終端或由于缺乏信道而不能由微蜂窩服務(wù)的移動(dòng)終端，因此可以降低切換的速率并同時(shí)增加系統(tǒng)的容量。移動(dòng)終端通話時(shí)，它同時(shí)保持與宏蜂窩、信號(hào)最強(qiáng)的相鄰微蜂窩的連接。并不斷地測(cè)量宏蜂窩和相鄰的微蜂窩的信號(hào)強(qiáng)度，報(bào)告基站系統(tǒng)控制器，基站系統(tǒng)控制器調(diào)整移動(dòng)臺(tái)與它自己相鄰的微蜂窩的連接。當(dāng)移動(dòng)終端低速移動(dòng)發(fā)生切換時(shí)，基站根據(jù)移動(dòng)終端測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度，優(yōu)先把移動(dòng)終端切換到信號(hào)最強(qiáng)的微蜂窩，由于移動(dòng)終端一直都保持與信號(hào)最強(qiáng)的微蜂窩的連接，所以切換速度很快，切換完成后才調(diào)整移動(dòng)終端與微蜂窩的連接。當(dāng)然移動(dòng)終端快速移動(dòng)發(fā)生切換時(shí)，基站根據(jù)移動(dòng)終端的速度，優(yōu)先把移動(dòng)終端切換到宏蜂窩，這樣移動(dòng)終端連續(xù)經(jīng)過微蜂窩的時(shí)候都不會(huì)發(fā)生切換，減少了切換的發(fā)生；當(dāng)移動(dòng)終端速度降低到一定程度時(shí)，基站又把移動(dòng)終端切換到信號(hào)最強(qiáng)的微蜂窩，保證用戶得到最好的通信質(zhì)量與提高系統(tǒng)的容量

3.2 越區(qū)切換的基本準(zhǔn)則 3.2.1基本準(zhǔn)則

⑴依靠接收信號(hào)載波電平判定。當(dāng)信號(hào)載波電平低于門限電平（例如－100dBm），則進(jìn)行切換。

⑵依接收信號(hào)載/干比判定。當(dāng)載/干比低于給定值時(shí)，則進(jìn)行切換。

⑶依移動(dòng)臺(tái)到基站的距離判定。當(dāng)距離大于給定值時(shí)，則進(jìn)行切換。實(shí)際上，在通話過 7

程中測(cè)量接收信號(hào)載/干比有一定的困難；而用距離判定時(shí)，則距精度有時(shí)很難保證。所以，一般常用的時(shí)第一種。

3.2.2過程控制

過程控制主要有三種： ① 移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換

移動(dòng)臺(tái)連續(xù)監(jiān)測(cè)當(dāng)前基站和幾個(gè)越區(qū)時(shí)的候選基站的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，當(dāng)滿足某種越區(qū)切換準(zhǔn)則后，移動(dòng)臺(tái)選擇具有可用業(yè)務(wù)信道的最佳候選基站，并發(fā)送越區(qū)切換請(qǐng)求。

DECT等小系統(tǒng)常采用，在大系統(tǒng)中容易引起切換沖突。② 網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換

基站監(jiān)測(cè)來自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，當(dāng)信號(hào)低于某個(gè)門限后，網(wǎng)絡(luò)開始安排向另一個(gè)基站的越區(qū)切換。缺點(diǎn)：若MS失去聯(lián)系，將造成信號(hào)中斷。第一代模擬系統(tǒng)采用此方法切換時(shí)間長，可達(dá)10S。③ 移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換

網(wǎng)絡(luò)要求移動(dòng)臺(tái)測(cè)量其周圍基站的信號(hào)并把結(jié)果報(bào)告給舊基站，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測(cè)試結(jié)果決定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換以及切換到哪一個(gè)基站。第二代系統(tǒng)GSM，CDMA都采用此方法。特點(diǎn)：時(shí)間快，切換過程1s~2s，信號(hào)中斷<1s。

3.2.3注意事項(xiàng)

在微小區(qū)，高速移動(dòng)用戶僅有很少時(shí)間就需切換，對(duì)系統(tǒng)壓力太大，一種宏小區(qū)與微小區(qū)相結(jié)合的傘狀小區(qū)結(jié)構(gòu)，切換時(shí)采用宏小區(qū)信道可解決上述問題。

越區(qū)切換準(zhǔn)則：

準(zhǔn)則1：相對(duì)信號(hào)準(zhǔn)則。在任何時(shí)間都選擇具有最強(qiáng)接收信號(hào)的基站。這種準(zhǔn)則的缺點(diǎn)是：在原基站的信號(hào)強(qiáng)度仍滿足要求的情況下，會(huì)引發(fā)太多不必要的越區(qū)切換。

準(zhǔn)則2：具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則。僅允許移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)足夠弱(低于某一門限)，且新基站的信號(hào)強(qiáng)于本基站的信號(hào)情況下，才可以進(jìn)行越區(qū)切換。

準(zhǔn)則3：具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則。僅允許移動(dòng)用戶在新基站的信號(hào)強(qiáng)度比原基站信號(hào)強(qiáng)度強(qiáng)很多(即大于滯后余量)的情況下進(jìn)行越區(qū)切換。該技術(shù)可以防止由于信號(hào)波動(dòng)引起的移動(dòng)臺(tái)在兩個(gè)基站之間來回重復(fù)切換，即“乒乓效應(yīng)”。

準(zhǔn)則4：具有滯后余量和門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則。僅允許移動(dòng)用戶在當(dāng)前基站的信號(hào)電平低于規(guī)定門限并且新基站的信號(hào)強(qiáng)度高于當(dāng)前基站一個(gè)給定滯后余量時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換。移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換技術(shù)

4.1 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換技術(shù)

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)是指數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，其典型系統(tǒng)為以GSM為代表的TDMA（時(shí)分多址）數(shù)字蜂窩網(wǎng)和IS-95窄帶CDMA（碼分多址）數(shù)字蜂窩網(wǎng)

4.1.1 技術(shù)流程 GSM系統(tǒng)采用移動(dòng)臺(tái)輔助越區(qū)切換（MAHO）。其主導(dǎo)思想是把切換的檢測(cè)和處理等功能部分的分散到各個(gè)移動(dòng)臺(tái)，由移動(dòng)臺(tái)來測(cè)量基站和周圍基站的信號(hào)強(qiáng)度，把測(cè)量結(jié)果送給MSC分析處理，做出有關(guān)切換的決策。信息的傳遞在慢速輔助控制信道（SACHH）中完成。SACCH是基站和移動(dòng)太之間的一條雙向的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制信道，移動(dòng)臺(tái)不斷的報(bào)告正在服務(wù)的基站和鄰近基站的廣播控制信道（BCCH）的信號(hào)強(qiáng)度，SACCH可與一個(gè)獨(dú)立專用控制信道或業(yè)務(wù)信道聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)輔助功能SACCH位于26個(gè)TDMA幀構(gòu)成的業(yè)務(wù)復(fù)幀的第13幀。

TDMA技術(shù)和MAHO提供了條件。GSM系統(tǒng)在一幀8個(gè)時(shí)隙中,MS最多占用兩個(gè)時(shí)隙分別進(jìn)行發(fā)射和接受，在其他時(shí)隙內(nèi)，可以對(duì)周圍基站的BCCH進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)信號(hào)變?nèi)?，達(dá)不到或已接近信噪比的最低門限值而又發(fā)現(xiàn)周圍某個(gè)基站的信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，他就可以發(fā)出切換的請(qǐng)求，由此來啟動(dòng)切換。

4.1.2 對(duì)GSM系統(tǒng)切換優(yōu)缺點(diǎn)的討論

GSM系統(tǒng)采用了MAHO技術(shù)，能明顯加快切換速度。其小區(qū)半徑可以減少至0.5Km，因?yàn)橄到y(tǒng)熔煉可以得到提高，設(shè)置多種控制信道，增強(qiáng)系統(tǒng)控制熔煉可以得到提高，設(shè)置多種控制信道，增強(qiáng)系統(tǒng)控制能力，不會(huì)在通信中中斷話音，較之第一代大大改善了通話質(zhì)量，但由于采用硬切換，扔會(huì)產(chǎn)生“乒乓效應(yīng)”，通信高峰期還會(huì)出現(xiàn)掉話。

4.2 IS-95CDMA 系統(tǒng)的切換技術(shù) 4.2.1 技術(shù)流程

以往的系統(tǒng)都采用硬切換，而CDMA系統(tǒng)采用軟切換，在硬切換中，切換與否有一個(gè)明確的選擇。對(duì)于軟切換來說，是否進(jìn)行切換是一個(gè)有條件的選擇。根據(jù)來自兩個(gè)或多個(gè)基站導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度的變化，最終確定與其中一個(gè)進(jìn)行通信。在過度期間，用虎與所候選基站保持業(yè)務(wù)信道的通信。軟切換只能在同頻率的CDMA信道間進(jìn)行，因此切換只改變地址嗎，不改變頻率。他在兩個(gè)基站覆蓋區(qū)的交界處起到了分集作用。這樣減少了由于切換造成的掉話（據(jù)統(tǒng)計(jì)，模擬系統(tǒng)，TDMA系統(tǒng)中無線信道上的90%掉話是在切換過程中發(fā)生的），保證了通信的可靠性。

4.2.2 軟切換的主要優(yōu)缺點(diǎn)

1:優(yōu)點(diǎn)

a：無縫切換，保持通話連續(xù)性，有效控制了“乒乓效應(yīng)” b：減少掉話的可能性；

c：切換區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率降低。減少發(fā)送功率是通過分集接受來實(shí)現(xiàn)的，降低發(fā)送功率有利于增加反向容量，減少干擾。另外發(fā)射功率的降低意味著延長了手機(jī)電池的使用時(shí)間，也就延長了通話時(shí)間，具有實(shí)際意義。

d：軟切換為在CDMA系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分集接收提供了條件，提高了通信質(zhì)量。2：缺點(diǎn)

a:導(dǎo)致硬件設(shè)備增加； b：降低了前向信道容量；

c：對(duì)系統(tǒng)性能和網(wǎng)絡(luò)資源產(chǎn)生消極的影響。在前向鏈路中，過多切換降低了系統(tǒng)性能；在反向鏈路上，過多切換會(huì)占用更多的網(wǎng)絡(luò)資源（回程連接）

4.3第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換技術(shù) 4.3.1 基本簡介

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是以實(shí)現(xiàn)世界范圍的個(gè)人通信為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)IT網(wǎng)絡(luò)全球化，業(yè)務(wù)綜合化和通信個(gè)人化，把“服務(wù)到終端”推向“服務(wù)到個(gè)人”。

第二代系統(tǒng)中，由于全球各國采用標(biāo)準(zhǔn)不同，在全球范圍內(nèi)無法漫游。而在第三代系統(tǒng)中，以全球?yàn)橹埸c(diǎn)，以“地球村”為理念，將實(shí)現(xiàn)全球無縫隙覆蓋和漫游。

關(guān)于第三代系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)問題，目前仍有很多爭議。但是寬帶CDMA以其特有的優(yōu)勢(shì)，成為第三代移動(dòng)通信的技術(shù)主流。目前，形成了幾個(gè)代表；歐洲和日本的WCDMA，北美的CDMA2000，中國大唐電信研制的TD-SCDMA。這標(biāo)志著我國提出的移動(dòng)通信建議在白天通信史上第一次成為國際電信聯(lián)盟采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3.2歐洲和日本的WCDMA的切換

WCDMA是基于GSM的第三代技術(shù)。我國擁有世界上最大的GSM網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商只需要添加一些軟硬件，即可使GSM升級(jí)為WCDMA，保護(hù)已有的GSM投資。

WCDMA的切換，在進(jìn)入軟切換之前，移動(dòng)臺(tái)從兩個(gè)基站測(cè)量下行鏈路。SCH的時(shí)間差，并向服務(wù)基站報(bào)告時(shí)間差。在一用宏小區(qū)，微小區(qū)，和微微小區(qū)的分層結(jié)構(gòu)時(shí)需要頻率間的切換。當(dāng)熱點(diǎn)地區(qū)有高容量的要求時(shí)也可以采取幾個(gè)載頻間的切換。為了完成頻率間的切換，當(dāng)在現(xiàn)有的頻率上運(yùn)行時(shí)，就需要一個(gè)有效的方法在其他頻率上進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量采用雙接受機(jī)的劃分時(shí)隙的兩種方法。

4.3.3北美的CDMA2000的切換

CDMA2000這一標(biāo)準(zhǔn)由美國提出，是基于IS-95CDMA的寬帶CDMA技術(shù)，可以保護(hù)基于IS-95窄帶CDMA的投資，其切換與IS-95中的軟切換類似。

4.3.4中國的TD-SCDMA的切換

TD-SCDMA系統(tǒng)在切換方面的技術(shù)特色為實(shí)行接力切換；利用移動(dòng)臺(tái)的位置信息，準(zhǔn)確的將移動(dòng)臺(tái)切換到新小區(qū)，避免了頻繁的切換，大大提高了系統(tǒng)的容量。采用接力切換的有點(diǎn)是與CDMA軟切換相比，簡化了用戶終端設(shè)計(jì)，克服了軟切換長期占用網(wǎng)絡(luò)資源和基站下行容量的資源缺點(diǎn) 各種蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換

5.1 GSM系統(tǒng)中的切換

在GSM 系統(tǒng)中，有兩種基本切換類型：(1)內(nèi)部切換

小區(qū)內(nèi)切換：在同一小區(qū)內(nèi)，呼叫從一個(gè)信道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)信道；

小區(qū)間切換：呼叫從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一小區(qū)，兩個(gè)小區(qū)都在同一基站控制器(BSC)的控制下。

(2)外部切換

MSC內(nèi)切換：呼叫在不同基站控制器之間轉(zhuǎn)移，但屬于同一移動(dòng)服務(wù)交換中心(MSC)；

MSC間切換：呼叫在不同MSC之間轉(zhuǎn)移。原先的MSC稱為錨定MSC，新的MSC 稱為中繼MSC。切換由終端或MSC發(fā)起。GSM 系統(tǒng)終端以TDMA方式掃描l6個(gè)鄰域節(jié)點(diǎn)的廣播控制信道，并建立一個(gè)有6個(gè)最佳小區(qū)的列表，由信號(hào)強(qiáng)度決定切換到哪個(gè)小區(qū)。GSM 系統(tǒng)使用兩種切換算法：(1)最小可接受的性能：在這種算法里，功率控制優(yōu)先考慮；(2)功率預(yù)算算法：在這種算法里發(fā)起切換，維持可以接受的信號(hào)強(qiáng)度和功率級(jí)別。GSM系統(tǒng)根據(jù)移動(dòng)的地點(diǎn)和類型，劃分切換任務(wù)和定位切換流量。

5.2 CDMA2000系統(tǒng)中的切換

cdma2000系統(tǒng)使用其物理層，可支持現(xiàn)存IS．95B系統(tǒng)的業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)(如話音、數(shù)據(jù)、激活業(yè)務(wù)和空中準(zhǔn)備)。在下列情況下，cdma2000支持話音、數(shù)據(jù)和其它業(yè)務(wù)從IS-95B系統(tǒng)到c&ua2000系統(tǒng)的切換：

(1)在切換邊界與單個(gè)頻帶內(nèi)；

(2)在切換邊界與頻帶間(假定移動(dòng)臺(tái)支持多頻帶工作)；(3)在同一小區(qū)和同一頻帶內(nèi)；

(4)在同一小區(qū)內(nèi)和不同頻帶間(假定移動(dòng)臺(tái)支持多頻帶工作)。此外，cdma2000還支持從cdma2000系統(tǒng)到IS-95B系統(tǒng)的切換。切換有四種基本類型：

(1)扇區(qū)間切換或更軟切換移動(dòng)臺(tái)與同一小區(qū)的兩個(gè)扇區(qū)保持通信；

(2)小區(qū)間切換或軟切換 移動(dòng)臺(tái)與不同小區(qū)的兩個(gè)或三個(gè)扇區(qū)保持通信；(3)軟／更軟切換移動(dòng)臺(tái)與一小區(qū)的兩個(gè)扇區(qū)以及另一小區(qū)的扇區(qū)進(jìn)行通信；(4)硬切換連接斷開之前就先斷開的方式。切換過程：

(1)移動(dòng)輔助軟切換(MASHO)過程移動(dòng)臺(tái)監(jiān)控鄰域基站前向?qū)ьl信道(FPICH)的電平值，并向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告穿越一系列給定門限值的FPICH，移動(dòng)臺(tái)用RAKE接收機(jī)對(duì)多徑信號(hào)進(jìn)行相干合并；(2)動(dòng)態(tài)調(diào)整軟切換門限軟切換提高了整個(gè)系統(tǒng)的性能，但在前向鏈路中過多的切換會(huì)降低系統(tǒng)性能，而在反向鏈路中過多的切換會(huì)占用更多網(wǎng)絡(luò)資源。小區(qū)內(nèi)的有些位置只能接收較弱的FPICH，需要較低的切換門限，而其它位置能夠接收到一些較強(qiáng)的和主要的

FPICH，要求較高的切換參數(shù)。這些可通過動(dòng)態(tài)調(diào)整切換門限來實(shí)現(xiàn)。

5.3移動(dòng)IP中的切換

移動(dòng)IP 是一種使用分組封裝和重定向的技術(shù)，建立在本地代理和外地代理的基礎(chǔ)上。本地代理維護(hù)著一個(gè)本地移動(dòng)終端數(shù)據(jù)庫，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從本地移動(dòng)到外地，本地代理更新數(shù)據(jù)庫，包含節(jié)點(diǎn)所在外地代理的地址。當(dāng) 包發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先到達(dá)本地代理。本地代理把該 包與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所在外地代理的地址進(jìn)行封裝，再發(fā)送給外地代理。外地代理接收到封裝的 包后，去除 報(bào)頭信息，將包送給移動(dòng)終端。對(duì)于這種方案，雖然移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到固定主機(jī)的路由是最佳的，但是固定主機(jī)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的路由卻不是最佳的。在支持移動(dòng)性方面，IPv6比IPv4加強(qiáng)許多，包括無狀態(tài)地址自動(dòng)配置和鄰域發(fā)現(xiàn)。IPv6中的移動(dòng)性支持同樣采用了本地網(wǎng)絡(luò)、本地代理和包封裝傳送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所在網(wǎng)絡(luò)的思路，同樣需要一個(gè)轉(zhuǎn)交地址。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用無狀態(tài)地址自動(dòng)配置和鄰域發(fā)現(xiàn)來配置轉(zhuǎn)交地址，因此IPv6的移動(dòng)性支持并不需要外地代理。通過采用源路由，可有效地克服移動(dòng)的三角路由問題。

5.3.1切換方式綜述

綜上所述，不同的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)支持不同的切換方式或切換時(shí)使用相應(yīng)的策略，一般來說，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能支持網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的切換和終端移動(dòng)性引起的切換。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)切換的支持，應(yīng)包括一些基本功能：

(1)基站端對(duì)上行鏈路信號(hào)強(qiáng)度和E。／I。的測(cè)量；(2)命令終端對(duì)其它基站的測(cè)量；(3)硬切換和軟切換。

對(duì)于終端移動(dòng)性切換的支持，應(yīng)包括一些基本功能：(1)下行鏈路信號(hào)強(qiáng)度和E。／Io的測(cè)量；(2)終端能夠提取基站信息；(3)硬切換和軟切換。

心得：未來移動(dòng)通信系統(tǒng)中切換技術(shù)與移動(dòng)性管理結(jié)合得越來越緊密, 由于未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)為IP網(wǎng), 這勢(shì)必會(huì)給移動(dòng)用戶的切換帶來新的問題和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的切換算法是針對(duì)峰窩移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì), Interne t協(xié)議開始并不是針對(duì)無線通信環(huán)境所設(shè)計(jì), 要使得未來移動(dòng)通信系統(tǒng)中切換技術(shù)得以實(shí)現(xiàn), 必須對(duì)現(xiàn)有的切換技術(shù)進(jìn)行修改。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是在不斷飛速發(fā)展的，因此新技術(shù)、新問題將會(huì)不斷出現(xiàn)，只有通過不斷的學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累，特別是針對(duì)新技術(shù)的了解和知識(shí)儲(chǔ)備，才能跟上技術(shù)的發(fā)展步伐，通過切換技術(shù)的提升，使移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也隨之提升。

第三篇：地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)難點(diǎn)簡析

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)難點(diǎn)簡析

【摘 要】結(jié)合地鐵場(chǎng)景的需求特點(diǎn)，論證指出運(yùn)營商共建移動(dòng)通信系統(tǒng)的必要性和可行性，并重點(diǎn)就共建設(shè)計(jì)的2個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)問題展開詳細(xì)分析，最后給出了建議解決方案。

【關(guān)鍵詞】地鐵 移動(dòng)通信 共建引言

2009年國務(wù)院批復(fù)22個(gè)大中城市投資高達(dá)8 800余億元地鐵建設(shè)規(guī)劃，隨著規(guī)劃地鐵陸續(xù)開建和運(yùn)營，地鐵將成為大中城市主力公共交通工具。

地鐵主要運(yùn)行于地下，地面無線電波難以有效穿透覆蓋，因此地鐵場(chǎng)景需進(jìn)行專項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)。由于建設(shè)成本高昂、可用空間等資源稀缺及共建共享推進(jìn)政策要求，新建地鐵中普遍采用民用移動(dòng)通信系統(tǒng)多運(yùn)營商共建（以下簡稱地鐵共建）方式。下面將就地鐵共建方案設(shè)計(jì)中需關(guān)注的關(guān)鍵難點(diǎn)問題進(jìn)行分析。地鐵建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

地鐵建筑結(jié)構(gòu)包括2個(gè)主要部分：列車隧道和候車站廳/站臺(tái)。列車隧道是長方體形封閉區(qū)間，一般長十幾公里到幾十公里、寬4m左右。候車站廳/站臺(tái)一般為二/三層結(jié)構(gòu)：候車站廳為購票場(chǎng)所，位于地下一層，與出入口相連，面積較大；候車站臺(tái)為候車場(chǎng)所，位于地下二層或換乘站的地下三層，站臺(tái)一般長100m至200m、寬20m左右，兩邊為列車隧道，空間開闊。

地鐵建筑結(jié)構(gòu)如圖1所示。地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建的必要性和可

行性

隨著我國移動(dòng)通信進(jìn)入4G（LTE）時(shí)代，新建地鐵提供4G覆蓋已成為基本選項(xiàng)。根據(jù)工信部頻譜和牌照許可，目前運(yùn)營商所獲主要頻譜概況如表1所示。

由此可見，各運(yùn)營商在4G時(shí)代均需滿足2G/3G/4G多網(wǎng)絡(luò)需求、兼容FDD和TDD多制式、提供800MHz―2.6GHz區(qū)間多頻段覆蓋能力[1]。

由于技術(shù)趨同，運(yùn)營商在地鐵場(chǎng)景中覆蓋需求也基本一致，運(yùn)營商共建方案因滿足共建網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求投入的成本遠(yuǎn)小于因共建分?jǐn)偠?jié)約的成本，且共建大幅減少對(duì)地鐵公司公共資源占用，可進(jìn)一步節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營成本。

此外，2014年7月由中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信共同出資設(shè)立中國鐵塔股份有限公司，主營鐵塔建設(shè)、維護(hù)和運(yùn)營，兼營基站機(jī)房、電源、空調(diào)配套設(shè)施和室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營及基站設(shè)備的維護(hù)。預(yù)期今后運(yùn)營商地鐵共建工作將轉(zhuǎn)交“鐵塔公司”統(tǒng)籌推進(jìn)，以往運(yùn)營商共建時(shí)面臨的運(yùn)營商間溝通低效率、采購建設(shè)維護(hù)模式不一致、成本分?jǐn)倕f(xié)商難等管理難題將得到明顯改善，不再成為阻礙運(yùn)營商共建推進(jìn)的主要制約因素[2]。因此，地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建技術(shù)可實(shí)現(xiàn)成本有節(jié)約、機(jī)制能保障，既必要又可行！地鐵共建方案設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

地鐵除出入口外，其它區(qū)域與室外隔離好，不受外部信號(hào)干擾。站廳/站臺(tái)較空曠，電波傳播接近自由空間模式，損耗較小。地鐵內(nèi)人流密集且流動(dòng)性大，對(duì)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都有很大的需求，尤其是上下班高峰期話務(wù)量劇增。

相應(yīng)地，地鐵共建設(shè)計(jì)需關(guān)注如下技術(shù)要點(diǎn)：

（1）地鐵站廳/站臺(tái)主要采用分布系統(tǒng)建設(shè)覆蓋方式，以天花板安裝全頻段吸頂全向天線覆蓋為主。方案設(shè)計(jì)需特別關(guān)注站廳出入口與地面大網(wǎng)的協(xié)同效應(yīng)（重點(diǎn)是干擾控制和切換設(shè)置）、地鐵站臺(tái)與經(jīng)停列車之間的切換關(guān)系等。

（2）地鐵列車沿狹長隧道行駛時(shí)車體對(duì)于信號(hào)阻擋嚴(yán)重，通常采用支持多頻段的泄漏電纜覆蓋方案，保障隧道內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)分布均勻，并需重點(diǎn)考慮隧道內(nèi)切換帶設(shè)置。

（3）地鐵共建控制系統(tǒng)間干擾為設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)。地鐵（尤其是隧道內(nèi)）安裝空間有限，一般通過定制POI（Point Of Interface，多系統(tǒng)合路平臺(tái)）、隧道內(nèi)泄漏電纜收/發(fā)分纜、選用符合特定隔離度和互調(diào)指標(biāo)要求的高品質(zhì)無源器件等方式控制干擾[3]。

（4）地鐵作為骨干公共交通工具，投入運(yùn)營后無法預(yù)留足夠時(shí)間用于民用通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造，運(yùn)營期只有深夜短時(shí)間可用于設(shè)備檢修維護(hù)。故要求地鐵通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)滿足建設(shè)實(shí)施一步到位，檢修維護(hù)需求高的設(shè)備盡量在站臺(tái)機(jī)房安裝，隧道內(nèi)安裝設(shè)備需滿足快速檢修維護(hù)要求。

（5）地鐵覆蓋場(chǎng)景容量需求大，通常選取BBU+

RRU等主設(shè)備作為信號(hào)源[4]，適當(dāng)預(yù)留擴(kuò)容需求。地鐵共建方案設(shè)計(jì)難點(diǎn)

地鐵共建設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)均可在詳細(xì)設(shè)計(jì)中提供較成熟的實(shí)施方案，但為保障共建設(shè)計(jì)方案整體合理有效，還需解決以下2個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)：

（1）統(tǒng)籌兼顧運(yùn)營商需求，合理設(shè)定共建目標(biāo)。

（2）共建設(shè)計(jì)與地鐵總體設(shè)計(jì)高效銜接，保障實(shí)施。

5.1 地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建構(gòu)成

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建由于運(yùn)營商間制式、頻段、覆蓋、容量方面存在特定細(xì)節(jié)差異，需要統(tǒng)籌考慮各運(yùn)營商需求，求同容異，合理設(shè)定整體共建目標(biāo)。

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建構(gòu)成如圖2所示：

圖2 地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建構(gòu)成簡圖

結(jié)合共建構(gòu)成簡圖分析如下：

（1）核心網(wǎng)、無線BSC/RNC、網(wǎng)管/監(jiān)控一般由運(yùn)營商獨(dú)立建設(shè)，不在地鐵內(nèi)設(shè)置，但其接入地鐵內(nèi)的傳輸線路需共建設(shè)計(jì)確定路由。

（2）考慮運(yùn)營商靈活配置容量需求，主設(shè)備信源一般由運(yùn)營商獨(dú)立建設(shè)并配置容量；考慮傳輸網(wǎng)組網(wǎng)要求，和大網(wǎng)直接相連的傳輸接入設(shè)備一般也由運(yùn)營商獨(dú)立配置。但主設(shè)備信源、傳輸接入設(shè)備安裝位置、供電要求、走線路由等由共建設(shè)計(jì)確定。

（3）機(jī)房/隧道安裝位置和空間、天線安裝點(diǎn)位、漏纜敷設(shè)位置、外配電容量、接地及管孔、橋架、走道等走線路由等需使用地鐵方公共配套設(shè)施資源的，共建設(shè)計(jì)中統(tǒng)籌明確需求方案，由地鐵方配合提供。

（4）機(jī)房/隧道內(nèi)電源設(shè)施、ODF/DDF、走線架、接地系統(tǒng)等配套設(shè)施、POI、干線分布系統(tǒng)、站臺(tái)/站廳分布系統(tǒng)、隧道泄漏電纜系統(tǒng)等是共建的關(guān)鍵部分。共建設(shè)計(jì)方案應(yīng)統(tǒng)籌考慮，一步到位進(jìn)行設(shè)計(jì)。

共建設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮需運(yùn)營商共建部分，特別注意共建方案中需與地鐵方銜接的內(nèi)容。

5.2 統(tǒng)籌兼顧運(yùn)營商需求，合理設(shè)定共建目標(biāo)

設(shè)定共建目標(biāo)的重點(diǎn)是在結(jié)合各運(yùn)營商計(jì)劃建設(shè)的移動(dòng)通信系統(tǒng)制式、頻段、覆蓋、質(zhì)量、容量目標(biāo)基礎(chǔ)上整合優(yōu)化，合理設(shè)定共建目標(biāo)，以確保共建設(shè)計(jì)方案兼顧運(yùn)營商需求，有效指導(dǎo)實(shí)施。

根據(jù)共建原則，信源獨(dú)立設(shè)置可保障容量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的靈活性，因此共建設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)。

根據(jù)設(shè)計(jì)靈活度要求的差異，共建系統(tǒng)的覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)可粗略劃分為地鐵出入站口的覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)、地鐵內(nèi)系統(tǒng)的覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)。

地鐵出入站口設(shè)計(jì)需重點(diǎn)關(guān)注與地面大網(wǎng)協(xié)同覆蓋和質(zhì)量要求。由于各運(yùn)營商地面網(wǎng)絡(luò)可優(yōu)化調(diào)整空間大于地鐵內(nèi)通信系統(tǒng)，因此協(xié)同覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)主要依賴于各運(yùn)營商通過大網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方式保障，地鐵共建方案制定需特別關(guān)注不同運(yùn)營商對(duì)于出入站口信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、切換設(shè)置、頻點(diǎn)選擇、干擾控制等方面的個(gè)性化需求，為運(yùn)營商建設(shè)、維護(hù)和優(yōu)化調(diào)整預(yù)留合理的靈活調(diào)整空間。

對(duì)于地鐵內(nèi)系統(tǒng)，由于建設(shè)完成后優(yōu)化調(diào)整實(shí)施難度大，宜按一步到位的要求，詳細(xì)設(shè)定不同區(qū)域（尤其是地鐵內(nèi)站臺(tái)/站廳、隧道等關(guān)鍵區(qū)域）的覆蓋頻段、制式、LTE單/雙流要求、邊緣場(chǎng)強(qiáng)、切換設(shè)置、干擾控制等關(guān)鍵目標(biāo)和設(shè)計(jì)原則，以保障后續(xù)設(shè)計(jì)方案實(shí)施的有效性。

另外，由于地鐵站臺(tái)/站廳為人群活動(dòng)頻繁的區(qū)域，分布系統(tǒng)天線口輸出功率應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”一級(jí)安全區(qū)的要求[5]?？紤]電磁輻射要求，并適當(dāng)預(yù)留載波擴(kuò)容空間，站臺(tái)/站廳室內(nèi)天線入口設(shè)計(jì)總功率上限宜不高于15dBm。在滿足輻射限制的前提下，運(yùn)營商各頻段、不同制式系統(tǒng)的天線出口功率取值應(yīng)考慮制式、頻段、傳播損耗、饋線損耗差異對(duì)覆蓋范圍的影響，合理設(shè)定天線入口設(shè)計(jì)功率，保障不同系統(tǒng)覆蓋范圍基本一致，以確保共建系統(tǒng)整體覆蓋效果。

5.3 共建設(shè)計(jì)與地鐵總體設(shè)計(jì)高效銜接，保障實(shí)施

由于地鐵工程的特殊性，地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建實(shí)施運(yùn)行必須確保地鐵運(yùn)行安全，因此共建設(shè)計(jì)需根據(jù)地鐵總體設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，以確保節(jié)約成本、有效實(shí)施。

為保障與地鐵總體設(shè)計(jì)和實(shí)施高效銜接，在地鐵民用移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)方案初步完成后，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注與地鐵建筑專業(yè)、管線綜合專業(yè)、限界專業(yè)等眾多地鐵基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)的初步設(shè)計(jì)方案銜接。移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)對(duì)地鐵基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)方案銜接要求合理優(yōu)化，及時(shí)提交對(duì)建筑專業(yè)、管線綜合專業(yè)、限界專業(yè)等資源預(yù)留和配合需求（簡稱“提資”），以確保地鐵各公共基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)階段能充分考慮移動(dòng)通信系統(tǒng)共建實(shí)施要求。

由于地鐵建筑結(jié)構(gòu)、限界、管線等專業(yè)設(shè)計(jì)、建設(shè)剛性約束較大，施工圖設(shè)計(jì)確定后變更的成本大、難度高，因此“提資”的合理性、完備性、準(zhǔn)確性要求非常高，是移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)應(yīng)特別關(guān)注的環(huán)節(jié)。

共建設(shè)計(jì)“提資”環(huán)節(jié)需重點(diǎn)關(guān)注與以下專業(yè)間銜接內(nèi)容：

（1）向建筑專業(yè)提資

通信機(jī)房面積要求：建議不小于60m2，資源緊張的情況下不宜小于55m2，以保障共建設(shè)備安裝、擴(kuò)容和維護(hù)要求。

隧道區(qū)的中板開孔和設(shè)備區(qū)、公共區(qū)等墻體開孔要求：中板、墻體開孔主要是為了給通信機(jī)房電力電纜、光纜引出提供路由通道，開孔位置、數(shù)量、孔徑應(yīng)符合共建實(shí)施要求。

走廊過道的鍍鋅鋼管的敷設(shè)路由：在設(shè)備區(qū)的走廊過道使用鍍鋅鋼管連通時(shí)，管徑需符合共建實(shí)施要求。

（2）向限界專業(yè)提資

限界是保障地鐵安全運(yùn)行、限制車輛斷面尺寸、限制沿線設(shè)備安裝尺寸、確定建筑結(jié)構(gòu)有效尺寸的圖形，其中設(shè)備限界是用于限制安裝設(shè)備不得侵入的控制線。

共建設(shè)計(jì)需向限界專業(yè)提供隧道區(qū)間設(shè)備的安裝位置、需安裝設(shè)備區(qū)范圍、托臂高度等，應(yīng)確保相應(yīng)設(shè)備安裝和維護(hù)符合地鐵限界要求，不得影響地鐵運(yùn)行安全。

（3）向管線綜合專業(yè)提資

共建設(shè)計(jì)向管線綜合專業(yè)的提資重點(diǎn)是明確地面線路的光纜引入和GPS饋線由出入口經(jīng)公共區(qū)至通信機(jī)房所需路由。由于地鐵建設(shè)實(shí)施中常有部分出入口不能在地鐵運(yùn)營前全部完工的情況，提資時(shí)應(yīng)要求每個(gè)出入口均預(yù)留通信電纜井，均有橋架連通至通信機(jī)房，以預(yù)留設(shè)計(jì)調(diào)整靈活度，避免因選定出入口進(jìn)度延遲而影響共建實(shí)施進(jìn)度。共建設(shè)計(jì)提資宜考慮光纜和GPS饋線布放盡量共用通號(hào)專業(yè)橋架，以有效節(jié)約成本。

（4）向電源專業(yè)提資

地鐵機(jī)房施工時(shí)通常會(huì)統(tǒng)一鋪設(shè)電力電纜到通信機(jī)房，并就近安裝地鐵交流配電箱。設(shè)計(jì)提資時(shí)應(yīng)對(duì)進(jìn)線電纜的載流量、設(shè)備需求功耗、配電分路等提出相應(yīng)的需求，避免出現(xiàn)交流配電箱引入總量不夠、分路過小而導(dǎo)致無法支撐共建設(shè)備安裝和擴(kuò)容需求。

5.4 地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)實(shí)施建議

地鐵共建設(shè)計(jì)需要在確保地鐵運(yùn)行安全的前提下充分利用地鐵公共設(shè)施，并結(jié)合地鐵特殊覆蓋場(chǎng)景統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)各運(yùn)營商高質(zhì)量、低成本的個(gè)性化建設(shè)目標(biāo)，保障實(shí)施一步到位。設(shè)計(jì)方案制定的復(fù)雜度和難度遠(yuǎn)高于常規(guī)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求。

為保障共建設(shè)計(jì)低成本、高效率指導(dǎo)實(shí)施，建議由參建運(yùn)營商（或承建地鐵共建實(shí)施的鐵塔公司）共同選定經(jīng)驗(yàn)豐富、綜合能力和專業(yè)技術(shù)能力符合要求的獨(dú)立第三方通信設(shè)計(jì)單位承接地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)。由通信專業(yè)設(shè)計(jì)單位在地鐵總體設(shè)計(jì)約束條件下開展移動(dòng)通信系統(tǒng)共建專業(yè)設(shè)計(jì)工作，以確保設(shè)計(jì)方案符合各運(yùn)營商對(duì)地鐵內(nèi)系統(tǒng)覆蓋、容量、質(zhì)量需求及其與地面網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)同要求，并盡可能地共用地鐵公共設(shè)施、共建通信基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和布線系統(tǒng)，以充分節(jié)約總體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。結(jié)束語

國內(nèi)大中城市地鐵陸續(xù)建成并投入運(yùn)營，成本因素和政策要求使得地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建成為優(yōu)選方案。隨著4G時(shí)代技術(shù)發(fā)展和“鐵塔公司”預(yù)期承接，地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建的技術(shù)難題和協(xié)調(diào)困局必將得到有效改善，共建有望更好推進(jìn)實(shí)施。

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)的關(guān)鍵難點(diǎn)在于整合優(yōu)化設(shè)定多運(yùn)營商共建目標(biāo)并低成本實(shí)現(xiàn)，共建設(shè)計(jì)與地鐵總體設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，高效銜接實(shí)現(xiàn)共贏。根據(jù)目前國內(nèi)地鐵建設(shè)實(shí)施的實(shí)際情況，選擇專業(yè)第三方通信設(shè)計(jì)單位，在地鐵總體設(shè)計(jì)實(shí)施約束條件下有效開展移動(dòng)通信系統(tǒng)共建專業(yè)設(shè)計(jì)工作是值得推薦的解決方式。

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第四篇：地鐵通信廣播系統(tǒng)

北京地鐵亦莊線專用通信廣播系統(tǒng)

摘 要：廣播作為簡單、有效的通信手段，它始終為我們提供著不變的可靠服務(wù)。地鐵廣播系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)中的一個(gè)專用子系統(tǒng)，在地鐵行車組織、客運(yùn)服務(wù)、防災(zāi)救險(xiǎn)、設(shè)備維護(hù)等方面具有十分重要的作用。地鐵廣播系統(tǒng)由于應(yīng)用場(chǎng)合要求高，集中體現(xiàn)了現(xiàn)代廣播系統(tǒng)的全部技術(shù)特點(diǎn)，是現(xiàn)代高級(jí)廣播系統(tǒng)的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PA；廣播系統(tǒng)；地鐵廣播系統(tǒng)

公共廣播系統(tǒng)簡稱PA系統(tǒng)(PublicAddress)，廣泛用于車站、機(jī)場(chǎng)、樓宇等場(chǎng)所。提供背景音樂和作業(yè)廣播業(yè)務(wù)，義兼作緊急廣播。

地鐵廣播系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)中的一個(gè)專用子系統(tǒng)，在地鐵行車組織、客運(yùn)服務(wù)、防災(zāi)救險(xiǎn)、設(shè)備維護(hù)等方面具有十分重要的作用。平時(shí)在地鐵車站的不同 域?yàn)槭燮?、檢票、進(jìn)站、候車、乘降、出站、換乘等播報(bào)不同的服務(wù)用語和有關(guān)注意事項(xiàng)，為提供各項(xiàng)服務(wù)．維持車站秩序，有效疏導(dǎo)乘客乘車先下后上，縮短列車站停時(shí)間，確保列車正點(diǎn)，創(chuàng)造了條件；在車輛段車場(chǎng)、隧道區(qū)間等地鐵作業(yè)場(chǎng)所為調(diào)度指揮、車場(chǎng)調(diào)車、車輛調(diào)試、設(shè)備檢修、線路維護(hù)、供電軌送斷電、設(shè)備送斷電等提供安全提示及告知等作業(yè)廣播服務(wù)；當(dāng)發(fā)生重大活動(dòng)、節(jié)日等引起地鐵客流激增時(shí)，作為實(shí)施應(yīng)急客運(yùn)組織的重要手段，為大客流運(yùn)營組織提供保障：當(dāng)遇事故災(zāi)害等突發(fā)事件時(shí)，則作為緊急疏導(dǎo)、指揮救災(zāi)的重要工具。廣播系統(tǒng)為地鐵客運(yùn)、行車、防災(zāi)、設(shè)備維護(hù)等部門提供功能完善的先進(jìn)作業(yè)工具．提高了地鐵客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量和處理突發(fā)事件的能力f。

北京地鐵亦莊線專用通信廣播系統(tǒng)，總體上根據(jù)國家和地方相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。配置和功能根據(jù)亦莊線招標(biāo)需求進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．1 亦莊線廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，1?？刂浦行呐R時(shí)控制中心圖1 廣播系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 亦莊線廣播系統(tǒng)，采用目前主流的控制中心與車站兩級(jí)控制結(jié)構(gòu)?？刂浦行暮蛙囌局g通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接?？刂浦行牡闹噶詈鸵纛l均經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸至車站，實(shí)現(xiàn)中心對(duì)車站的控制和廣播操作。廣播系統(tǒng)在控制中心配備了網(wǎng)管計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控。

按照亦莊線工程招標(biāo)需求，亦莊線在臺(tái)湖車輛段設(shè)置了』臨時(shí)控制巾心。待小營控制中心建設(shè)完畢，臺(tái)湖臨時(shí)控制中心將轉(zhuǎn)入備用。

1．2 車站廣播系統(tǒng)

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，地鐵廣播系統(tǒng)屬于現(xiàn)代高級(jí)廣播系統(tǒng)，主要包含音源、音源管理控制設(shè)備、功率放大器、輸出控制設(shè)備、聲音還原設(shè)備以及電源管理設(shè)備。

車站廣播系統(tǒng)采用總線制結(jié)構(gòu)、模塊／板卡形式設(shè)備設(shè)計(jì)。所有模塊／板卡均能在線進(jìn)行更換。具有配置靈活、維護(hù)方便、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。車站廣播系統(tǒng)中所有模塊和設(shè)備均連接在內(nèi)部的TBA總線之上，由中央控制模塊對(duì)總線資源進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理。當(dāng)操作員在人機(jī)界面進(jìn)行相關(guān)操作后，中央控制器將統(tǒng)一協(xié)調(diào)廣播系統(tǒng)的各功能模塊配合動(dòng)作完成廣播功能。

前端信源輸入方式有多種方式，包括話筒實(shí)況廣播、預(yù)錄制語音端廣播、線路廣播等等。并且能夠?qū)⑵渌到y(tǒng)提供的音頻廣播到目標(biāo)廣播區(qū)。

1．3 中心廣播系統(tǒng)中心

廣播系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

中心廣播系統(tǒng)能夠完成對(duì)全線各站的選站選區(qū)．進(jìn)行廣播或者監(jiān)聽操作。當(dāng)前廣播系統(tǒng)的控制界面多由綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成。通過互相接口完成功能實(shí)現(xiàn)。

1．4 車輛段、停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)

車輛段和停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與車站相同，由于廣播分區(qū)較少，相應(yīng)的設(shè)備數(shù)量也隨之減少?？刂浦行膹V播系統(tǒng)對(duì)車輛段、停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)只進(jìn)行網(wǎng)管操作，不進(jìn)行廣播操作。系統(tǒng)功能

1)中心廣播功能。控制中心操作人員能夠在權(quán)限內(nèi)對(duì)所轄站、場(chǎng)進(jìn)行廣播操作。

2)中心監(jiān)聽功能。控制中心操作員可以在權(quán)限內(nèi)監(jiān)聽下轄各個(gè)車站廣播區(qū)的廣播內(nèi)容。3)應(yīng)急廣播功能。廣播系統(tǒng)中配置有應(yīng)急廣播控制模塊，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障情況時(shí)，可按下防災(zāi)廣播控制盒的應(yīng)急廣播按鍵進(jìn)行應(yīng)急廣播。

4)自動(dòng)進(jìn)站廣播。廣播系統(tǒng)接收信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送的信息，在列車即將到達(dá)、到站、離站時(shí)，啟動(dòng)數(shù)字語音合成模塊內(nèi)的預(yù)存儲(chǔ)語音內(nèi)容，進(jìn)行自動(dòng)廣播。

5)實(shí)況廣播(話筒口播)。f“播系統(tǒng)通過話筒實(shí)時(shí)拾取操作員的口播音頻實(shí)時(shí)的播放到目標(biāo)廣播區(qū) ．

6)背景音樂，‘播(BCM)。背景音樂作為一路單獨(dú)的音頻通過播放器接入到午站f ‘播機(jī)十臣。背景音樂掩蓋環(huán)境噪聲，創(chuàng)造與審內(nèi)環(huán)境相適虛的氣氛，7)預(yù)錄制廣播。在車站配置有數(shù)字語音合成模塊．存儲(chǔ)、播放數(shù)字格式的音頻

8)監(jiān)聽功能。廣播系統(tǒng)設(shè)置有監(jiān)聽設(shè)備，有權(quán)限監(jiān)聽下轄各廣播 播 的內(nèi)容，監(jiān)聽音量可調(diào)．

9)平行廣播功能。系統(tǒng)中設(shè)置音頻矩陣模塊．可以同時(shí)將不同的信源輸入連接到不 的廣播 輸?互不干擾，實(shí)現(xiàn)平行廣播的功能 10)優(yōu)先級(jí)廣播功能。系統(tǒng)具有優(yōu)九分級(jí)廣播功能。對(duì)于目標(biāo)廣播 疊加、沖突的操作按照沒定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行協(xié)調(diào)。

11)功放故障門動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)切換主備機(jī)功能 廣播系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)儉測(cè)功率放大器的狀態(tài)。當(dāng)功放?現(xiàn)故障時(shí)，巾央控制器發(fā) 切換控制信號(hào)，用備用功放替代故障功放的¨I 作，此過程不中斷廣播。j 將故障信息發(fā)送到網(wǎng)管終端

12)廣播 音量自動(dòng)調(diào)節(jié)。廣播系統(tǒng)通過裝在站臺(tái)的傳感器檢測(cè)噪聲，根據(jù)檢測(cè)到的噪聲值自動(dòng)調(diào)節(jié)廣播 域的音量，保持一定的信噪比。

13)廣播 自動(dòng)釋放。某種廣播操作完成后，廣播系統(tǒng)會(huì)按照程序預(yù)沒的方式自動(dòng)釋放廣播區(qū)。避免域無效占用

14)功放時(shí)序上電。為使揚(yáng)聲器和電源不受功放啟動(dòng)電流的沖擊，廣播系統(tǒng)對(duì)功放進(jìn)行時(shí)序控制逐臺(tái)卜電

15)負(fù)載f)(保護(hù)。系統(tǒng)通過內(nèi)部設(shè)備的采樣，配合軟件算法可對(duì)負(fù)載 狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。必要時(shí)將負(fù)載斷開．將損害隔絕存外部

16)循環(huán)廣播。廣播系統(tǒng)默認(rèn)將語音合成模塊中特定編號(hào)語音段循環(huán)，‘播．．

17)廣播預(yù)示肯功能。除應(yīng)急廣播外的所有廣播操作，都會(huì)以提示音作為開始，以提醒受眾注意。

18)口播錄音功能。廣播系統(tǒng)的錄音模塊能夠?qū)V播內(nèi)容進(jìn)行錄音，錄音【大J容可按編號(hào)進(jìn)行查詢 錄音內(nèi)容不能人T擦fII，循環(huán)記錄。

19)網(wǎng)管功能。網(wǎng)管終端吖對(duì)仝線廣播設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，具有集巾維護(hù)和自診斷功能．可進(jìn)行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中心、車站、車輛段廣播設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。隧道與地下工程器；窶羹警 蠢i j魏露譽(yù) 0il魏 熊囂{翁薅酶蘸 接口

廣播系統(tǒng)接口方案靈活多樣，可選擇的方式有I／O十接點(diǎn)、RS一

422、以太網(wǎng)等方式文現(xiàn)與綜合監(jiān)控、電話、無線、集中告警、FAS等等系統(tǒng)連接，將必要的音頻引入到廣播系統(tǒng)，方便了運(yùn)營人員對(duì)場(chǎng)、站的管理 設(shè)備選型 4．1 揚(yáng)聲器的選擇

公共廣播系統(tǒng)揚(yáng)聲器的選用應(yīng)根據(jù)環(huán)境選用不同規(guī)格的廣播揚(yáng)聲器。如：在天花板吊頂?shù)氖覂?nèi)，宜用嵌入式的天花揚(yáng)聲器，必要時(shí)可配備防火罩。僅有框架吊頂?shù)氖覂?nèi)，宜用吊裝式筒型青箱或有后罩的天花揚(yáng)聲器。無吊頂?shù)氖覂?nèi)，則宦選用壁掛式揚(yáng)聲器或室內(nèi)音柱。室外，宜選用室外音柱或號(hào)角。

公共廣播系統(tǒng)揚(yáng)聲器以均勻、分散的原則配置于廣播f)(，其分散的程度應(yīng)保證廣播 內(nèi)的信噪比不小于15 dB。一般除了繁華熱鬧的場(chǎng)所．大致把本底噪聲視為65～70 dB。故廣播 的聲壓級(jí)宜在80~85 dB以上。

在近似的計(jì)算中，揚(yáng)聲器覆蓋 的盧壓級(jí)SPL同揚(yáng)聲器的靈敏度級(jí)LM、饋給揚(yáng)聲器的電功率P、聽音點(diǎn)與揚(yáng)聲器的距離r等有如下關(guān)系：SPL=LM+101g尸一20lgrdb(1)由此近似計(jì)算，在天花板不高于3 m的場(chǎng)館內(nèi)．吸頂揚(yáng)聲器大體可以相互距離5～8 m均勻配置。另外在JGJ 16—2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)有線廣播及火災(zāi)事故廣播設(shè)計(jì)安裝中有一些硬性規(guī)定：“走道、大廳、餐廳等公眾場(chǎng)所，揚(yáng)聲器的配置數(shù)量，應(yīng)能保證從本層任何部位到最近一個(gè)揚(yáng)聲器的步行距離不超過15 m。在走道交叉處、拐彎處均應(yīng)設(shè)揚(yáng)聲器 走道末端最后一個(gè)揚(yáng)聲器距墑不大于8 m”I 2】

4．2 功放的選擇

公共廣播系統(tǒng)選用的功放主要的特征之一是恒壓輸，這是南于廣播線路通常都相當(dāng)長，須用高壓傳輸才能減少線路損耗。廣播功放選用多大的額定功率，須視廣播揚(yáng)聲器的總功率而定。

廣播系統(tǒng)考慮到線路損耗、老化等因素。功放的額定輸m功率按下式計(jì)算：P=KlxK2xK3×尸n(2)式中ｐｏ： 為分區(qū)揚(yáng)聲器的電功率和；

Ｐ１ 為線路衰耗補(bǔ)償系數(shù)，取1．26～1．58； Ｐ2為老化系數(shù)，取1．2～l_4；

Ｐ3為第v分 同時(shí)需要系數(shù)，背景音樂系統(tǒng)取0．5～0．6，業(yè)務(wù)性廣播取0．7～0．8，火災(zāi)事故廣播取1．0。

4．3 揚(yáng)聲器連接電纜的選型

公共廣播系統(tǒng)使用雙絞護(hù)套廣播電纜線。這樣可以有效地克服線問寄生電容的影響；同時(shí)纜線外層再包裹一層塑料外套，對(duì)內(nèi)部雙絞線能夠起到保護(hù)作用，避免在施] 過程【flI線槽、橋架割傷、短路內(nèi)部芯線。

綜合考慮性價(jià)比，廣播傳輸電纜規(guī)格可以參照表1選擇 I表l

地鐵行業(yè)選用的線纜均采崩低炯無肉阻燃型。5 結(jié)語

廣播系統(tǒng)目前正向著數(shù)字化處理、網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)内厔?shì)發(fā)展。相比現(xiàn)階段的模擬與數(shù)字結(jié)合，下一代的廣播系統(tǒng)操作將更加靈活方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)一步提高，同時(shí)也將更加節(jié)能環(huán)保。相信在不久的將來下一代廣播系統(tǒng)會(huì)迅速應(yīng)用于地鐵領(lǐng)域，為智能軌道交通提供智能的廣播手段。

2．4 與實(shí)際工程導(dǎo)流墻設(shè)置的比較

在實(shí)際T程中．設(shè)計(jì)人員大多采用導(dǎo)流埔的設(shè)置為：下游引伸長度，J等于導(dǎo)流墻半徑尺，為2 500 mlTl；偏心距為500 Iil111，其水流流速分布如圖7所示。

34e 0103e 0171e O139e O108e—】176e 0145e_01l3e—O181e O150e—O118e一．0187e 0155e～0114e 0192e-016oe一0129e Ol72e—O256e一02柏e 02O4e—O3網(wǎng)7 實(shí)際T稗設(shè)置的水流流速分布岡

通過同6和圖7的比較 知，文際設(shè)計(jì)的水流高速區(qū) 與有面積為67．43％，低于模擬的最優(yōu)設(shè)置 故模擬的優(yōu)化設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約，運(yùn)行水流流態(tài)更好，最終實(shí)現(xiàn)污水處理優(yōu)化的效果。結(jié)論

1)通過該模型氧化溝導(dǎo)流墻的Fluent模擬，比較速度面積百分比的大小，得 導(dǎo)流墻 兇素的優(yōu)化設(shè)置參數(shù)：下游的引伸長度為2 500IIIITI，導(dǎo)流墻的半徑宜取1 500 Illm．偏心距為400 mill。

2)在實(shí)際T程沒計(jì)之前，應(yīng)通過Huent軟件模擬，得 最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，指導(dǎo)T 程設(shè)計(jì)，文現(xiàn)污水處理構(gòu)筑物效能的最大化。

第五篇：移動(dòng)通信系統(tǒng)概念

移動(dòng)通信系統(tǒng)
目錄[隱藏] 移動(dòng)通信系統(tǒng) 1 ,蜂窩系統(tǒng) 2 ,集群系統(tǒng) 3 ,衛(wèi)星通信系統(tǒng) 4,AdHoc 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 5,無線通信網(wǎng) 6,移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 7,相關(guān)圖書信息內(nèi)容簡介 1 圖書目錄

[編輯本段 移動(dòng)通信系統(tǒng) 編輯本段]移動(dòng)通信系統(tǒng) 編輯本段
移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有蜂窩系統(tǒng),集群系統(tǒng),AdHoc 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),衛(wèi)星通信系統(tǒng),分 組無線網(wǎng),無繩電話系統(tǒng),無線電傳呼系統(tǒng)等.

[編輯本段 編輯本段]1 , 蜂窩系統(tǒng) 編輯本段
蜂窩系統(tǒng)是覆蓋范圍最廣的陸地公用移動(dòng)通信系統(tǒng).在蜂窩系統(tǒng)中,覆蓋區(qū)域一 般被劃分為類似蜂窩的多個(gè)小區(qū).每個(gè)小區(qū)內(nèi)設(shè)置固定的基站,為用戶提供接入和信 息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù).移 動(dòng)用戶 之間以及移動(dòng)用 戶和非 移動(dòng)用戶之間的 通信均 需通過基站進(jìn) 行.基站則一般通過有線線路連接到主要由交換機(jī)構(gòu)成的骨干交換網(wǎng)絡(luò).蜂窩系統(tǒng)是 一種有連接網(wǎng)絡(luò), 一旦一個(gè)信道被分配給某個(gè)用戶, 通常此信道可一直被此用戶使用.蜂窩系統(tǒng)一般用于語音通信.

[編輯本段 編輯本段]2 , 集群系統(tǒng) 編輯本段
集群系統(tǒng)與蜂窩系統(tǒng)類似,也是一種有連接的網(wǎng)絡(luò),一般屬于專用網(wǎng)絡(luò),規(guī)模不 大,主要為移動(dòng)用戶提供語音通信.

[編輯本段 編輯本段]3 , 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 編輯本段
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信范圍最廣,可以為全球每個(gè)角落的用戶提供通信服務(wù).在此 系統(tǒng)中, 衛(wèi)星起著與基站類似的功能.衛(wèi)星通信系統(tǒng)按衛(wèi)星所處位置可分為靜止軌道, 中軌道和低軌道3種.衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在成本高,傳輸延時(shí)大,傳輸帶寬有限等不足.

上述移動(dòng)通信系統(tǒng)都需要有線網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施的支持,如基站,交換機(jī),衛(wèi)星 等.這些設(shè)施的建立和運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的人力和物力,因此成本比較高,同時(shí)建設(shè)的周 期也長.Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)不需要基站的支持,由主機(jī)自己組網(wǎng),因此,網(wǎng)絡(luò)建立的成本 低,同時(shí)時(shí)間短,一般只要幾秒鐘或幾分鐘.上述通信系統(tǒng)中,移動(dòng)終端之間并不直 接通信,并且移動(dòng)終端只具備收發(fā)功能,不具備轉(zhuǎn)發(fā)功能.而 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)由移動(dòng)主 機(jī)構(gòu)成,移動(dòng)主機(jī)之間可以直接通信,而移動(dòng)主機(jī)不僅收發(fā)數(shù)據(jù),同時(shí)還轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù).此外目前的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要為用戶提供語音通信功能,通常采用電路交換,拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)比較穩(wěn)定.而 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)使用分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),主要為用戶提供數(shù)據(jù)通信服務(wù),拓 撲結(jié)構(gòu)易于變化.

[編輯本段 , AdHoc 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 編輯本段]4, 編輯本段
Hoc 網(wǎng)絡(luò)是一種沒有有線基礎(chǔ)設(shè)施支持的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò), 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)均由移動(dòng) Hoc 網(wǎng)絡(luò)最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,它的研究起源于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下分組無線

Ad

主機(jī)構(gòu)成.Ad

網(wǎng)數(shù)據(jù)通信項(xiàng)目,該項(xiàng)目由DARPA資助,其后,又在1983年和1994年進(jìn)行了抗 毀可適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)SURAN(Survivable Adaptive Networ k)和全球移動(dòng)信息系統(tǒng)GloMo(Global Information S y

stem)項(xiàng)目的研究.由于無線通信和終端技術(shù)的不斷發(fā)展,Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)在民 用環(huán)境下也得到了發(fā)展,如需要在沒有有線基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)進(jìn)行臨時(shí)通信時(shí),可以很 方便地通過搭建 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn).在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)兩個(gè)移動(dòng)主機(jī)(如圖1中的主機(jī)A和B)在彼此的通信覆 蓋范圍內(nèi)時(shí),它們可以直接通信.但是由于移動(dòng)主機(jī)的通信覆蓋范圍有限,如果兩個(gè) 相距較遠(yuǎn)的主機(jī)(如圖1中的主機(jī)A和C)要進(jìn)行通信,則需要通過它們之間的移動(dòng) 主機(jī)B的轉(zhuǎn)發(fā)才能實(shí)現(xiàn).因此在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,主機(jī)同時(shí)還是路由器,擔(dān)負(fù)著尋找 路由和轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的工作.在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)主機(jī)的通信范圍有限,因此路由一 般都由多跳組成,數(shù)據(jù)通過多個(gè)主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)目的地.故 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)也被稱 為多跳無線網(wǎng)絡(luò).其結(jié)構(gòu)如圖2所示.Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)可以看作是移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的交叉.在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,使 用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分組交換機(jī)制,而不是電路交換機(jī)制.通信的主機(jī)一般是便攜式計(jì)算 機(jī),個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等移動(dòng)終端設(shè)備.Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)不同于目前因特網(wǎng)環(huán)境 中的移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò).在移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)中,移動(dòng)主機(jī)可以通過固定有線網(wǎng)絡(luò),無線鏈路和 撥號(hào)線路等方式接入網(wǎng)絡(luò),而在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中只存在無線鏈路一種連接方式.在移 動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)中,移動(dòng)主機(jī)通過相鄰的基站等有線設(shè)施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之間均為有線網(wǎng)絡(luò),仍然使用因特網(wǎng)的傳統(tǒng)路由協(xié)議.而 Ad Hoc 網(wǎng) 絡(luò)沒有這些設(shè)施的支持.此外,在移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)不具備路由功能,只是一 個(gè)普通的通信終端.當(dāng)移動(dòng)主機(jī)從一個(gè)區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)時(shí)并不改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 而 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的移動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變.

[編輯本段 , 無線通信網(wǎng) 編輯本段]5, 編輯本段

分組無線網(wǎng)是一種利用無線信道進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)絡(luò),即網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息 要以“分組”或者稱“信包”為基本單元.分組是由若干比特組成的信息段.通常包含“包頭”和“正文”兩部分.包頭中含有 該分組的源地址,宿地址和有關(guān)路由等信息等.正文是真正需要傳送的信息.適用特點(diǎn):分組無線網(wǎng)特別適用于實(shí)時(shí)性要求不嚴(yán)和短消息比較多的數(shù)據(jù)通信.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):星形結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu)

[編輯本段 , 移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 編輯本段]6, 編輯本段
1.移動(dòng)通信必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸 移動(dòng)通信必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸 這種傳播煤質(zhì)允許通信中的用戶可以在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng),其位置不受束縛, 不過無線電波的傳播特性一般要受到諸多因素的影響.移動(dòng)通信的 運(yùn)行環(huán) 境十分復(fù)雜,電 波不僅 會(huì)隨著傳播距離 的增加 而發(fā)生彌散消 耗,并且會(huì)受到地形,地物的遮蔽而發(fā)生“陰影效應(yīng)”,而且信號(hào)經(jīng)過多點(diǎn)

反射,會(huì)從 多條路徑到達(dá)接收地點(diǎn),這種多徑信號(hào)的幅度,相位和到達(dá)時(shí)間都不一樣,它們互相 疊加會(huì)產(chǎn)生電平衰落和時(shí)延擴(kuò)展.移動(dòng)通信常常在快速移動(dòng)中進(jìn)行,這不僅會(huì)引起多普勒頻移,產(chǎn)生隨機(jī)調(diào)頻,而 且會(huì)使得電波傳輸特性發(fā)生快速的隨機(jī)起伏,嚴(yán)重影響通信質(zhì)量.故移動(dòng)通信系統(tǒng)須 根據(jù)移動(dòng)信道的特征,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì).2, 通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的 , 移動(dòng)通信系統(tǒng)是采用多信道共用技術(shù),在一個(gè)無線小區(qū)內(nèi),同時(shí)通信者會(huì)有成百 上千,基站會(huì)有多部收發(fā)信機(jī)同時(shí)在同一地點(diǎn)工作,會(huì)產(chǎn)生許多干擾信號(hào),還有各種 工業(yè)干擾和認(rèn)為干擾.歸納起來有通道干擾,互調(diào)干擾,鄰道干擾,多址干擾等,以 及近基站強(qiáng)信號(hào)會(huì)壓制遠(yuǎn)基站弱信號(hào),這種現(xiàn)象稱為“遠(yuǎn)近效應(yīng)”.在移動(dòng)通信中,將 采用多種抗干擾,抗衰落技術(shù)措施以減少這些干擾信號(hào)的影響.3, 移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增 , 移動(dòng)通信可 以利用 的頻譜資源非常 有限, 但不斷地?cái)U(kuò)大移 動(dòng)通信 系統(tǒng)的通信容 量,始終是移動(dòng)通信發(fā)展中的焦點(diǎn).要解決這一難題,一方面要開辟和啟動(dòng)新的頻段, 另一方面要研究發(fā)展新技術(shù)和新措施,提高頻譜利用率.因此,有限頻譜合理分配和 嚴(yán)格管理是有效利用頻譜資源的前提,這是國際上和各國頻譜管理機(jī)構(gòu)和組織的重要 職責(zé).4, 移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣 , 網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效 , 根據(jù)通信地區(qū)的不同需要,移動(dòng)通信網(wǎng)路結(jié)構(gòu)多種多樣,為此,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必 須具備很強(qiáng)的管理和控制能力,如用戶登記和定位,通信(呼叫)鏈路的建立和拆除, 信道分配和管理,通信計(jì)費(fèi),鑒權(quán),安全和保密管理以及用戶過境切換和漫游控制等.5, 移動(dòng)通信設(shè)備(主要是 移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用 , 移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái) 移動(dòng)通信設(shè)備要求體積小,重量輕,省電,攜帶方便,操作簡單,可靠耐用和維 護(hù)方便,還應(yīng)保證在振動(dòng),沖擊,高低溫環(huán)境變化等惡劣條件下能夠正常工作.