文章摘要：......
地铁移动通信系统切换设计思考
摘 要 结合广州地铁1、2号线工程经验,对地铁移动通信系统的各种条件下的切换方案设计进行探讨,包括 隧道间小区切换、换乘站的上下层切换、站内和站外切换、 隧道和地面切换等。 关键词 地铁 移动通信 切换 基站
为了实现地铁移动通信信号的覆盖,必须在地铁内部建立专门的无线信号覆盖系统,由于存在多个基站来实现对地铁的信号覆盖,同时,移动用户经常是在移动的列车中或地铁出入口通信,因此,必然存在切换问题,下面结合广州地铁1、2号线的工程经验,对地铁移动通信系统切换方案设计进行探讨。
1 切换的概念
切换是指在蜂窝系统中,移动台从一个信道或基站切换到另一个信道或基站的过程。这种切换操作过程不仅要识别新基站,还要将话音和信令信号分派到新基站的信道上。在小区内分配空闲信道时,用户的切换请求优于用户初始呼叫请求。切换是在不被用户察觉的情况下实现这个过程的,且一旦切换完成,移动台不应立即再切换。切换发生的门限值是在系统安装时进行初调的,且初始参数设置取决于系统性能要求,不能随意改变。切换的目的就是维持高质量的信号质量、平衡小区之间的业务量及恢复出现故障的控制信道,切换主要有以下三种形式。
1)信号质量切换
当基站接收到的移动台信号电平低于预分配门限值时就开始进行切换过程,服务基站通知移动业务交换中心(MSC),请求邻近所有其他小区,以便确定可最佳接收移动台信号的某小区,然后就把新的信道号通知给服务基站,以便移动台进行切换。
2)业务量平衡切换
本切换方式主要是为了平衡不同小区之间的负荷,以使每个小区不会出现过载现象。当相邻小区间重叠范围很大时,负载平衡是最有效的,这种平衡的实现可用“引导切换”技术来完成。
3)控制信道出现故障切换
在控制信道出现故障,此时可用一个话音信道作为备份控制信道。该特性设计的系统在控制信道出现故障时,如果移动台正在使用原指定的备份控制信道通话,则此时要求移动台切换到另一个话音信道工作,由故障引起切换的主要目的就是将此信道释放话音业务而准备控制信道。
切换的种类主要有小区内切换、基站控制器(BSC)内切换、移动交换中心(MSC)内切换、移动交换中心(MSC)间切换、网络间切换等。
在数字蜂窝系统中,是否切换是由移动台来辅助完成的。在移动台辅助切换中,每个移动台监测根据周围基站发出的信号进行无线测量,包括测量功率、距离和话音质量,这三个指标决定切换的门限。无线测量结果通过信令信道报告给基站子系统中的基站收发信台,经过预处理后传送给基站控制器,基站控制器对综合功率、距离和话音质量进行计算且与切换门限值进行比较,然后再决定是否进行切换。
数字蜂窝系统中的切换有时也称为硬切换。但在CDMA蜂窝系统中,由于不用按信道化的无线系统那样在切换期间分配一个不同的无线信道,扩频通信用户在每个小区里都共享相同的信道。因此,切换并不意味着所分配信道上的物理改变,而是由不同的基站来处理无线通信任务。通过同时估算多个相邻基站接收到的同一个用户的信号,MSC能够及时判断出任何时刻用户信号的最佳情况。
从不同基站接收到的瞬时信号中进行选择的处理称为软处理。软切换与硬切换的差别在于:硬切换需要先中断与原基站的联系,再在一指定时间内与新基站取得联系;而软切换就是当移动台需要与一个新基站通信时,并不需要先中断与原基站的联系。软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行。
2 地铁移动通信切换方案考虑
地铁站内的切换形式一般是信号质量切换,多数为MSC内切换,其类型主要有 隧道间小区切换、换乘站上下层切换、站内和站外切换、隧道和地面切换等。 2·1 隧道间小区切换
地铁内移动通信系统与地面移动通信系统之间的最大区别是全部在地下,而且大部分在隧道里面。这样一来,在隧道里面,在运行的车辆上保证越区切换的顺利进行就成了一个重要问题。
由于地铁隧道区间是链状覆盖网,一般基站(BTS)频率复用都采用隔站复用,因此列车行进方向的切换(本小区与邻小区)位于区间中部,而此时列车的车速也达到最高,同时列车又是金属外壳,这些都给切换带来了困难。由于隧道是地下一个封闭的圆柱形空间,隧道效应使高频信号衰减很快,为了保证隧道内的信号均匀分布,隧道内都使用漏泄同轴 电缆(LCX)。 |
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