无线通信中的硬切换与软切换解析

切换（Handoff，HO）是蜂窝结构的移动通信系统特有的关键技术之一，它是指当移动台从某小区移动到另一个小区时，为保持移动用户电话不中断需要进行的信道切换。切换是实现蜂窝移动通信的“无缝隙”覆盖并保证通信的连续性的重要技术保障。

移动台在通信期间，由于位置发生改变，将一个正在进行中的呼叫从一个无线信道、小区过渡至另一个无线信道、小区，以保障通信不中断的一项技术，也称越区切换。切换允许在不同的小区之间进行，也允许在同一个小区的不同无线信道之间进行。广义来说，根据切换在载频、时隙、地址码、小区及BSC和MSC等不同实体之间发生，分别对应不同类型的切换。

通常可引起切换的两个原因：

1）信号的强度或质量下降到系统规定的参数以下时，移动台被切换到信号强度较强的相邻小区。这种切换一般由移动台发起。

2）由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用，这时移动台被切换到业务信道容量较空闲的相邻小区。这种切换一般由上级实体发起。

根据切换发生时，移动台与源基站和目标基站之间建立连接和释放连接的先后顺序不同，切换可分为硬切换和软切换。

1.硬切换（Hard Hand-off）

硬切换是指在新的通信链路建立之前，先中断原来的通信链路，再搜索，使用新基站提供的新频道。它发生在两个基站不同步或者在不同频率上时，在整个切换过程中只能使用一个无线链路，由于硬切换时原来的链路中断，这时存在短暂的通话中断，但是一般时间很短，用户感觉不到。但由于“先断后连”，存在由于切换不成功而中断通信的可能性。如果移动台处于两个基站覆盖小区的交界处时，两个基站在此处的信号都很弱，这时移动台将不断在这个基站之间反复切换，这种现象称为“乒乓效应”。(www.xing528.com)

硬切换通常发生在以下几种情况：

1）不同系统之间的切换。主要是CDMA系统到其他无线技术系统（例如GSM、WCDMA等）之间切换，此时要求移动台支持多种模式。不同运营商的CDMA系统之间的切换。

2）不同频率间的切换。主要发生在一个基站的不同载频间，或者不同基站的不同载频之间。

2.软切换（Soft Hand-off）

软切换是指在移动台需要切换时，移动台首先与未来要建立连接的目标基站成功建立通信链路，只有当移动台在新的小区建立稳定通信后，才断开与原基站的联系的一种切换方式。软切换只在同频率的小区间切换，它是CDMA系统所特有的切换方式，可有效提高切换可靠性。

在WCDMA系统的无线网络中，当移动台处于切换区时，将相邻小区的导频强度和事先设定的门限值比较，确定两个以上的备选小区，这样，移动台不但和原来小区联系，也和这些备选小区联系。在继续移动的过程中，当原始小区的电平低于一定的门限后，再释放与原服务小区的连接。软切换保证了交换过程中信息传输的连续性，提高了切换的速度和精度，降低了掉话的概率。但由于“先连后断”的特性，导致系统负载增大，占用较多的资源。

此外，根据移动台所处的系统状态不同，还可将切换分为移动台空闲状态时进行的空闲切换和移动台处于系统接入时进行的接入切换两种。