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跨网软切换为WCDMA网络护航

已有 593 次阅读 2009-09-07 00:58 标签: 网络 WCDMA 护航

随着移动通信技术和网络的发展，终端用户和运营商对语音业务与多媒体业务的要求不断提高，使得移动通信网络有了IP化的趋势，以适应更丰富的业务需求和宽带业务，并节约成本。既有的WCDMA网络是以ATM为传输模式的网络，在向基于IP传输模式的网络演进的过程中，会出现ATM网和IP网共存的时期。此时，当移动终端跨网移动时，如何实现通信信道的平稳切换，保证通信质量，就成为必须解决的问题。

网内切换：

从“硬”到“软”的演进

伴随着移动通信网络的升级演进，信道切换的方式也在从硬切换演进到软切换。

在移动通信中，当移动用户从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区时，由于受到外界的干扰或其他原因而导致通信质量下降时，使用中的话音信道就会自动发出一个请求转换信道的信号：通知移动通信业务交换中心，请求转换到另一个基站覆盖区的信道上去，或是转换到另一个接收质量较好的信道上，以保证正常的通信。这一过程就是信道切换。当信道切换发生时，用户的通话状态不变，只是控制信令和声音数据流经由原先的RNC（无线网络控制器），即服务RNC，发往新的目的RNC（漂移RNC）。

信道切换的方式分为“硬切换”和“软切换”两种。硬切换是在不同频率的基站或覆盖小区之间的切换。这种切换过程是先与原小区基站暂时断开，再自动与新小区基站建立新的信道。这种切换方式的通信信道有短暂的中断时间（如GSM系统）。而软切换是发生在同一频率的两个不同基站之间的切换，是在码分多址(CDMA)移动通信系统中采用的信道切换方式。这种方式是在移动用户进入新的小区时，与原小区的基站暂时保持联系、而同时与新小区的基站开始联系，这时同时存在着两个链路。因此在切换过程中没有中断的问题，软切换被称为“无缝”的切换。

在WCDMA网络中，基站、无线网络控制器都属于U－TRAN（全球陆上无线接入）结构的无线接入网。UTRAN结构定义了三个空中接口：Iu、Iur和Iub，信道切换的过程与这三个接口息息相关。

从水平层来看，协议结构包括三层：无线网络层、传输网络层和物理层。在传输网络层三个接口统一应用ATM传输技术。

从垂直平面来看，包括控制面和用户面。控制平面包括无线网络层的应用协议以及用于传输应用协议消息的信令承载。用户平面包括数据流和用于传输数据流的数据承载。在控制面和用户面之间存在着一个传输网络控制平面，它只在传输层，不包括任何无线网络控制平面的信息。它包括用户平面传输承载（数据承载）所需的ALCAP协议，还包括ALCAP所需的信令承载。传输网络控制平面的引入使得无线网络控制平面的应用协议完全独立于用户平面数据承载技术。

WCDMA网内切换，采用软切换。移动台测量其周围基站的信号并把结果报告给旧基站，网络根据测试结果决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。当执行软切换时，WCDMA网络在空中接口上就会同时维持两条无线链路。软切换的过程维持时间的长短由参数来决定，无线链路的删除同样由S-RNC决定，删除无线链路就是完成在激活集里的某个小区的降级，通过三级判决完成软切换过程。

WCDMA网内软切换的过程，对于跨网切换过程功能的实现也是适用的，不同点在于S-RNC和D-RNC所采用的网络传输方式不同。

跨网切换：

基于协议的软切换

在基于WCDMA的UN－TRAN结构中，ALCAP/IP-AL－CAP（接入链路控制应用协议）是处于传输层控制面的协议，用于用户面数据的传输承载，从而决定了跨网的信道切换功能也必须由ALCAP/IP-ALCAP经过网关媒体服务群MGN，进行消息转换、接续、链路控制，实现移动终端在移动条件下跨传统ATM网络和IP网络的不间断通信。

通过灵活运用SIGTRAN协议栈模式(建立在IP模式上传送PSTN信令协议的协议栈)，可实现对ATM网络发来的ALCAP协议的各消息的接收、解析，继而将传统ATM模式上的ALCAP消息转换为IP模式上的IP-AL－CAP消息，并建立通信链路。反之，对于从IP网络发来的IP-ALCAP消息，一样也可以转换为ALCAP消息，向ATM网络进行发送，从而建立链路。ALCAP/IP-ALCAP协议用于在控制面进行链路创建，创建好链路后，用户面通过该链路实现数据及语音包传输，实现通信。

结合WCDMA的网络结构特性，根据信道切换的发生和目的网络的不同，可将其分为ATM网向IP网的切换和IP网向ATM网的切换两大类。信道切换的实现本质是RNC之间的通信切换，依靠Iur接口，应用RN－SAP协议，发出链路添加、删除请求。该协议请求消息在跨网的信道切换发生时将经过核心网来连接S-RNC和D-RNC，MGN将不对应用层协议RNSAP进行协议转换，而只是进行传输层的从ATM到IP的变换。