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GSM系統之訊息交遞功能概述
 

【作者: Rudolf Schindlmeier】   2004年07月01日 星期四

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時下的行動通訊系統均已具有所謂的訊息交遞(handover)功能,其作用可將行動通訊手機從UMTS系統轉到GSM系統,在實際的應用中以此基礎所建構的需求對UMTS更為有利,而這也是所有在UMTS的客戶能夠完全涵蓋到最初數位行動通訊細胞網路的唯一保證。


同網蜂巢細胞內訊息交遞(Intracell Handover)

訊息交遞中最簡易的模式是在同網蜂巢細胞內的訊息交遞(Intracell handover),其不外乎就是通訊頻道(physical channel)或是組合的時槽(timeslot)被切換。當手機通話連線的通訊頻道訊號逐漸減弱或有損失時,訊息交遞的功能將變的相形重要。手機必須不斷地監測其蜂巢細胞基地台信號的接收強度RXLev(receive level measured by the telephone)和接收品質RXQual(bit error ratio determined)來評估連線的品質。


如果蜂巢細胞基地台欲將手機交遞到另一個通訊頻道,基地台只須通知手機新的頻道號碼及時槽的架構即可。而手機將直接切換到新的頻道做連線與通訊,並且會維持在前一次設定的時序及基地台的各項參數。


同網蜂巢細胞內訊息交遞也可發生於不同GSM頻段之間,因此在900MHz頻段的GSM蜂巢細胞將可完全利用1800MHz頻段的語音頻道(Voice channel),此時手機在通訊傳輸上將會產生大量的資料壓縮(stress factor),因此必須不斷地切換GSM頻段。而為了將語音信號通訊停留在1800MHz頻段,必須週期性地分析900MHz頻段的BCCH訊息。手機的壓縮(Stress)與高運轉速度使得訊息交遞變化量的“有利測試方法”(favoured test method)得以產生。


《圖一 可由使用者來編輯的GSM鄰近蜂巢細胞》
《圖一 可由使用者來編輯的GSM鄰近蜂巢細胞》

同網蜂巢細胞外訊息交遞(Intercell Handover)

當手機在一通話連線中由一個蜂巢細胞轉換到另一個蜂巢細胞時,手機必須交遞到另一個新的蜂巢細胞,此時的鄰近蜂巢細胞若同步現在的蜂巢細胞,則基地台將可完成一個finely synchronized的Intercell Handover。在這個動作中,手機則已轉換其通訊頻道(physical channel)在鄰近的蜂巢細胞中。此外,此手機亦被通知了這個新的蜂巢細胞的相關資訊與參數。


《圖二 以接收強度位準決定射頻頻道的排列》
《圖二 以接收強度位準決定射頻頻道的排列》

此手機隨後發出四組進入封包訊號(access burst)在其新的頻道上,比起那些一般的封包訊號,這些較短的進入封包訊號(access burst)不會影響到其他的通話,甚至有些細小的錯誤時差發生。必要時,這個時差會在下一個程序被修正,但通話是持續進行的。


如果兩個有時差(timing offset)的蜂巢細胞是同步的,基地台將產生pseudo-synchronized或presynchronized的Intercell Handover。這種訊息交遞相似於finely synchronized的Intercell handover,不同在於這時是手機在提供這些時差(timing offset)的相關資訊。通常,類似的非同步Intercell Handover是會發生的。在這種情況下,手機發出64組的進入封包訊號(access burst)在其新的頻道上,並且藉由該新的基地台所決定的時序(timing)並將其交遞到手機上。手機隨後使用正確的時序來恢復通話連線。


基地台需要手機幫助告知其新的蜂巢細胞單元以便將其做訊息交遞。依據手機傳來的鄰近蜂巢細胞清單,基地台通知手機這些鄰近蜂巢細胞所使用的BCCH的頻道(RF channel)。之後手機則馬上去量測這些頻道的射頻訊號強度並將結果再回傳給基地台。根據這些資料,基地台則可及時決定哪些手機要交遞到哪些蜂巢細胞單元。切換通訊頻道(physical channel)給連線通話與給BCCH的資訊是Intercell Handover的關鍵所在。


他網蜂巢細胞訊息交遞(Intersystem Handover)

當手機離開一個蜂巢細胞單元並且在該系統內找不到任何新的蜂巢細胞單元,基地台可以交遞到另一個系統內的蜂巢細胞。此Intersystem Handover是非常複雜的,因為這二個不同的技術體系必須互相結合。基本上,從WCDMA到GSM就有二種訊息交遞的方式可供選擇。


  • ●blind handover:基地台簡單的發射所有相關的參數訊息到新的蜂巢細胞單元,手機便“blindly”切換到GSM的蜂巢細胞單元,也就是手機並沒有收到任何的有關時序的資料。手機將先接觸發射動作的BCCH頻道,並試著在800ms內去執行頻率與時間的同步,然後再切換到handed-over語音頻道(physical voice channel),在那裡去完成相同於Intercell Handover的非同步程序。


  • ●Compressed mode:是在WCDMA的蜂巢細胞單元內使用的。在手機與基地台的傳輸中,會在發射與接收間產生一個間格,WCDMA手機可以在這些的間隔時間內量測及分析鄰近的GSM蜂巢細胞。在這個動作中,相同於GSM系統的基地台會提供鄰近的蜂巢細胞清單,且WCDMA手機也會傳送其所量測到的鄰近蜂巢細胞的訊號強度結果回GSM基地台。Compressed mode實際的訊息交遞,基本上與blind handover相似。


  • 當然在GSM系統handover到WCDMA系統時,會產生一個WCDMA網路上特別的鄰近蜂巢細胞清單以提供手機訊息交遞參考。


  • (作者任職於羅德史瓦茲)


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