CDMA系统中的软切换技术及其效应

图2-3-24 移动台辅助切换过程

在CDMA系统中，当呼叫中的移动台从一个小区进入另一个小区，或由于业务负荷量调整、设备故障等原因，为了保证通信不中断，通信网控制系统必须启动越区切换的功能。与FDMA系统和TDMA系统不同，CDMA系统中的越区切换有两类，即软切换（Soft Hand-off）和硬切换（Hard Handoff）。

1.硬切换

硬切换是传统的切换模式。在CDMA系统中，硬切换发生在不同MSC的基站之间、不同发射频率的两个基站之间、或不同帧偏置的业务信道之间。对于不同发射频率基站之间的切换既有载波频率的转换，又有导频信道PN序列偏置的转换。其切换过程是先断开与原来基站的通信，再搜索、使用新基站提供的新频道。由于移动台无法在具有不同帧偏置量的业务信道之间提供分集接收，因此，也必须先断后通。硬切换不能保持通信链路的连续性，移动用户与基站的通信链路会出现暂短的中断，当切换时间较长时（超过200ms），将影响用户正常的通话。对于双模式CDMA系统来说，CDMA数字系统到模拟系统的切换也是硬切换。

2.软切换

当移动台穿越同一个MSC的具有相同工作频率的小区时进行软切换，软切换是CDMA系统所特有的切换功能。在进行软切换时，不需要进行收发载波频率的转换，而只需对导频信道PN序列偏置进行调整。在软切换过程中，移动台利用Rake接收机与新基站建立了通信，但又不中断与原基站的通信联系，此时移动台同时与两个（或多个）基站建立通话链路。这样的交换过程可以减小呼叫中断的可能性，并可以避免切换时小区边界处的“乒乓效应”（即在两个小区间来回切换）。

CDMA系统的软切换是由移动台辅助实现的。移动台要及时了解各基站发射的信号强度来辅助基站决定何时进行切换，并通过移动台与基站的信息交换来完成切换。下面借助图2-3-24来说明移动台辅助进行软切换的过程。

①——首先移动台（小区A）搜索所有导频信号并测量它们的强度，测量导频信号中的PN序列偏置，当某一导频强度（基站B的导频信号）大于某一特定值（上门限）时，移动台认为此导频的强度已经足够大，能够对其进行正确解调，它就向原基站A发送一条导频强度测量消息，将高于上门限的导频信号的强度信息报告给基站，并将这些导频信号作为候选导频。原基站A再将移动台的报告送往移动交换中心，移动交换中心则让新的基站B安排一个正向业务信道给移动台。

②——移动交换中心通过原小区基站A向移动台发送一个切换的消息指令。

③——移动台将该导频信号作为有效导频，依照切换指令跟踪新基站B的导频信号，开始对新基站B和原基站A的正向业务信道同时进行解调。同时，移动台在反向信道上向基站B发送一个切换完成的消息。这时，移动台除仍保持与原小区基站A的链路外，与新小区基站B也建立了链路。此时移动台同时与两基站进行通信。

④——随着移动台的移动，当原基站A的导频信号强度低于某一特定值（下门限）时，移动台启动“切换下降定时器”，开始计时。(www.xing528.com)

⑤——切换下降定时器计时终止时，移动台向基站A、B发送一个导频强度测量消息。

⑥——基站将接收到的导频强度测量消息传送给MSC，MSC根据基站A、B的消息，返回切换指示消息，基站将该切换指示消息发给移动台。

⑦——移动台依照切换指示消息拆除与原基站A的链路，保持与新基站B的链路，并向基站发送切换完成的消息。同时移动台将原导频信号由有效导频变为邻近导频。这时，整个软切换过程就完成了。

CDMA系统还有一种更软切换（Softer Handoff）。更软切换是指在同一小区内不同扇区之间的切换。更软切换不需要通过移动业务交换中心（MSC）的参与，只需通过小区基站便可完成。因此更软切换过程比软切换的完成速度更快。

实际系统运行时，可能同时有软切换、更软切换和硬切换。例如，一个移动台处于一个基站的两个扇区和另一个基站交界的区域内，这时将发生软切换和更软切换。若处于三个基站交界处，又会发生三方软切换。上面两种软切换都是基于具有相同载频的各基站服务容量有余的条件下，若其中某一相邻基站的相同载频已经达到满负荷，MSC就会让基站指示移动台切换到相邻基站的另一载频上，这就是硬切换。在三方切换时，只要另两方中有一方的容量有余，都优先进行软切换。也就是说，只有在无法进行软切换时才考虑使用硬切换。当然，若相邻基站恰巧处于不同MSC，这时即使是同一载频，也要进行硬切换。

软切换具有如下的特点：

1）软切换是由移动台辅助完成的切换。它依据移动台对导频信号强度的测量报告，并依赖于MS和MSC之间的往返切换消息。

2）软切换是无缝、无间断切换，在切换期间不会出现“乒乓效应”以及切换噪声，切换的掉话率低。

3）软切换利用基站分集接收，可以明显提高正、反向链路的传输质量。

4）软切换中的分集接收，占用更多的正向信道，但由于CDMA系统的正向容量大于反向容量，因此不至于导致整个系统容量的减少。