软切换

BSC: 基站控制器 base station controler

BTS: 基站设备

软切换

    软切换是CDMA移动通信系统所特有的，其基本原理如下，当移动台处于同一个BSC控制下的相邻BTS之间区域时，移动台在维持与源BTS无线连接同时，又与目标 BTS建立无线连接，之后再释放与源BTS的无线连接。发生在同一个BSC控制下的同一个BTS间的不同扇区间的软切换又称为更软切换。

    在CDMA数字移动系统中，切换的标准主要为导频信号的强度，导频信号强度为接收到的导频能量与全部接收到的能量的比值。导频信号是每个基站连续发射的未经调制的、直接序列扩频的信号，它主要用于使所有在基站覆盖区中工作的移动台进行同步和换。基站利用一周期为2（15次方）=32 768的最大长度伪随机序列（PN）的时间偏置来标识每个前向CDMA信道（由基站到移动台），此序列PN也称为导频序列。不同前向信道使用不同相位的m序列进行调制，其相位至少相差64bit，因此导频PN序列可使用的相位为512个。在CDMA系统中所有CDMA小区都采用同一个频率，移动台根据接收到的基站导频信号的不同偏置来区分各个基站。每个小区的导频要与其同一 CDMA信道中的正向业务信道相配合才有效，当移动台检测到一个足够强度的导频而它未与任何一正向业务信道相配合时，就向基站发送一导频强度测量报告，基站根据此报告决定是否切换。在 CDMA的切换技术中一个显著的优点是可以使用软切换。所谓软切换是指当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原先基站的联系。

    由于CDMA系统中移动台独特的RAKE接收机可以同时接收两个或两个以上基站发来的信号，从而保证了CDMA系统能够实现软切换。软切换引入大大地改善了切换的性能，消除了切换过程中通信的中断、小区边界处的"乒乓效应"以及切换引入的噪声。尽管软切换对前向链路的容量有一定的影响，但在切换区域由于需要，两个前向业务信道为一个移动台使用，所以理论分析前向链路的容量损失相对于语音激活因子3/8或1/2分别为0.2％或0.1％，而这点损失对整个系统不会产生什么影响。

 

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CDMA网络软切换基本原理

CDMA网络软切换基本原理
要深入了解CDMA网络的软切换，就必须先介绍导频、导频集、切换参数和搜索窗口的概念。
导频即导频信道，在CDMA系统中利用导频信道引导接入和切换信道，MS通过处理导频信道来确认最强的信号部分。
CDMA系统使用m序列（短PN码）对导频信道进行调制，不同导频之间PN码时间偏置不同，两个相邻导频之间的偏移为64个码片，MS通过识别偏移来区分不同的基站。
CDMA系统中有4类导频集合：有效导频集、候选导频集、相邻导频集、剩余导频集。在一个导频集合中，所有的导频具有相同的频率，只是它们的时间偏置不同。
1．有效导频集（active set）：当前手机正在保持连接的业务信道所对应的导频的集合。
2．候选导频集（candidae set）：导频信号强度足够，手机可以成功解调，随时可以接入。
3．相邻导频集（neighbor set）：当前不在有效或候选集里，但可能会进入候选集的导频的集合
4．剩余导频集（residual set）：包含当前系统中除了有效集、候选集、相邻集外的所有可能的导频。
CDMA2000系统中有4个重要的切换参数：T-ADD、T_DROP、T_COMP、T_TDROP。
T_ADD（导频检测门限）：当Ec/Io>T_ADD时，MS发送导频强度测量消息（PSMM），将导频由相邻集加到候选集。
T_DROP（导频丢弃门限）：当导频的Ec/Io下降低于T_Drop触发计数器T_TDrop；如果导频Ec/Io超过T_Drop，计数器中止；计数器满时导频从激活集或候选集中去除到相邻集。
T_TDROP（定时器衰减门限）：当导频集和候选集中导频降低时间超过了T_TDROP计数器，导频将被去除到相邻集；如果候选集满了，但是有新的导频满足T_ADD要求需要增加，那么就去除一个最接近TT_DROP门限的导频。在此过程中手机只向位于激活集中的导频小区发送功率强度测量消息，在候选集中的导频直接被去除到相邻集中，不需要手机发送功率强度测量消息。
T_COMP（门限比较）：T-COMP参数控制导频从候选集移动到激活集。如果候选集中某导频的强度超过激活集中某个导频的强度至少T-COMP×0.5dB，MS则将此导频移入激活集中，并可能替换那个导频。
在IS95A中使用的是静态的门限（T_ADD，T_DROP），在IS95B和CDMA2000中使用的是动态门限，在不同的小区或不同的噪声环境中，加入或删除Active set中的小区导频的绝对门限是与当前Active Set中最好和最弱导频的信号强度相关的。如果当时Active Set里的导频信号强度都很强，其他导频要加入Active Set的要求也相对提高，而如果Active Set里的导频信号强度都很弱，Active Set里的导频要移出Active Set的要求也相对降低。
CDMA系统中，基站设置了三种类型的搜索窗口（PN偏置范围），移动台可以使用这些搜索窗口跟踪导频信号，在规定的时间偏移里搜索导频信号的多径分量：
* SRCH_WIN_A：有效导频集和候选导频集的搜索窗口；
* SRCH_WIN_N：相邻导频集的搜索窗口；
* SCRH_WIN_R：剩余导频集的搜索窗口。
在软切换过程中，MS连续不断地跟踪，并测量系统中所有导频信号的强度。MS合并计算导频的所有多径分量的EC/IO来作为该导频的强度，K是MS所能提供的解调单元数。
1．当该某个导频信道的导频强度EC/IO超过T_ADD时，MS认为此导频的强度已经足够大，能够对其进行正确解调，MS就向原基站发送一条PSMM（导频强度测量消息），同时将该导频加入候选导频集。
2．当导频强度强度超过激活集中某个导频的强度至少T-COMP×0.5dB时，基站向MS发送HDM，通知MS将该导频加入有效导频集。
3．当MS收到来自基站的切换指示消息，并且得到了一个新的业务信道后，导频进入有效导频集，同时MS向基站发送HCM，知基站自己已经根据指示开始对多个基站同时解调了。
4．随着MS的移动，当两个基站中某一方的导频强度已经低T_TDROP，这时MS启动T_TDROP，开始记时。（MS对在有效导频集和候选导频集里的每一个导频保留一个T_TDROP）。
5．当T_TDROP记时终止时，（在此期间，其导频强度应始终低于T_TDD，如果导频强度回升到T_ADD之上，记时器将复位），MS向基站发送PSMM。
6．当基站接收到PSMM后，将此信息送至BSC，BSC再返回相应HDM，最后由基站再转发给MS。
7．当MS收到来自基站的HDM后，MS将该导频从有效导频集移入相邻导频集，同时MS发送HCM，通知基站已经完成切换。此时MS只与目前有效导频集内的导频所代表的基站保持通信。
8．MS接收基站发送的NLUM，导频进入剩余导频集。
总之，在软切换作为CDMA系统特有的关键技术之一，对于提高通话质量、增加系统容量、减低系统干扰、降低系统的掉话率起着及其重要的作用，在CDMA系统中扮演着重要的角色。