CDMA軟切換與硬切換的比較分析

符建海 遼寧錦州渤海大學工學院

CDMA軟切換與硬切換的比較分析

符建海 遼寧錦州渤海大學工學院

CDMA通信系統是以多址技術以及擴頻技術為基礎的，所有的用戶對應一個地址碼，同時地址碼可以進行互相地正交，最終在頻率、空間方面實現信號的重疊。本文主要是介紹了CDMA系統的基本原理，并且深入研究了硬切換與軟切換的特點，硬切換信令流程等。

CDMA 硬切換 軟切換

地址碼在蜂窩移動的系統里有重要意義，同時所有小區中的用戶之間的通信實現是需要借助基站。針對來自移動臺的信號，要確認所接收的信號的發源點，就需要對于基站信號的特征進行相互辨別，所以無線通信中廣泛運用了多址接入技術。正交分割原理是多址接入技術實現的重要基礎。按照在頻域以及時域或者空域信號所表現出來特征的不同，可以將多址接入技術進行劃分為頻分多、碼分多址、碼分多址、空分多址以及時分多址等。

一般具體應用中都會現多址方式，碼分多址指的是通過選擇不同的碼型，不同信號以及不同序列從而對信號進行辨別，進而實現多址連接信號，這個過程是CDMA。信道指的是編碼序列，該序列是對用戶的進行傳遞。接收端處選擇一定的檢測方法，將用戶預定的地址信號從CDMA信號里面篩選出來，不需要選擇以及解調別的地址。如果地址碼選擇的是偽隨機序列，考慮到偽隨機序列間的關系是準正交，運用相關檢測可以將該地址用戶信號轉換為噪聲，最終產生多址干擾的現象，而CDMA系統就是所歸并為自干擾系統。

1 CDMA系統的基本原理

CDMA技術涉及的技術基礎是擴頻技術。在CDMA系統中需要把含有數據的信號發送給發送端，調制中需要運用到偽隨機碼，同時帶寬要比信號的帶寬要大，擴展最初的信號帶寬，通過加入載波調制后再把信號進行發送。在接收端可以進行有用信號以及其他干擾噪聲進行接收，從發射端以及本地生成的偽隨機碼都是一模一樣的，處理來自帶寬的信號，解擴的含義稱為是帶寬信號向初始的窄帶信號進行轉換的過程，進而完成信息的通信。擴頻通信系統原理如圖1所示。

圖1 擴頻通信原理

2 CDMA硬切換和軟切換

2.1 切換的定義和發起條件

典型蜂窩網結構如圖2所示。圖中的MS代表的是移動用戶，在軟切換中如果BSC不同，那么就會出現重疊。如果小區中全部的頻率是一樣的值，在MS以虛線方向進行運動的時候，通過多個MSC以及BSC小區，就會出現切換。

圖2 典型蜂窩網結構

2.2 硬切換與軟切換

軟切換的含義是把通話進行中的用戶和基站間相互進行通信的鏈路變為另一個基站從而保證通信正常運行。軟切換是以提高通信性能以及安全性為目的的一種通信技術。因為在整個移動系統中需要越區切換。這也就說明了需要把移動臺向空中接口進行轉換。硬切換的通信方式一般的適用場合是第一與第二代系統。3G系統中軟切換的實現通常選擇的載波頻率是相同的，移動用戶可以同時和2個基站連接，能夠達到接通后進行斷開的交換功能，這大大地提高了通話效果。因為考慮到受無線頻譜的相關資源約束，3G的組成部分包括了混合小區，所以高頻率可以出現在切換中。切換機制可以達到了高性能，這個是影響3G網絡的性能重要的標準之一。軟切換的適用場合是局限于同一個相同的導頻信道中，然而硬切換的實現場合是適用于載頻不同的情況下，在進行硬切換的過程中，會出現短暫語音中斷抑或數據中斷的情況。如果載頻不同，那么軟切換就不會發生。當服務鏈路之間實現過渡中，進行硬切換的時候，通話會出現短暫的中斷。如果改變載頻，那么需要把移動臺進行調整到另外一個平臺上，從而會產生硬切換，并非是軟切換。

2.3 硬切換信令流程

所謂的CDMA硬切換指的是當工作模式是CDMA時，系統進行了硬切換。在系統的各個小區中或者是頻點不同的小區中都會用到硬切換。當進行硬切換的時候MS的頻率需要進行變化，無論是處于什么時候，業務信道都只有固定的一個，這就意味著MS不得不將原服務的小區連接斷開，接著連接新創建的小區，新業務放到通信業務中。通常情況下CDMA系統里面的硬切換一般發生的情形如下：

（1）無法在BSC間完成切換。

（2）頻率不同，完成切換。

（3）運營商不同實現扇區間的切換。

（4）系統不同完成切換。

（5）幀不同而發生在信道間切換。

在MS接收到來自原信道發送的切換命令后，MS就會將現有配置存儲下來，同時連接目標BSC，當連接成功以后，就完成了切換。硬切換的目標是將頻率資源可以進行充分地使用，并且將頻點間的各種業務負荷進行平衡處理。但是CDMA系統和硬切換的操作和CDMA工作模式中的硬切換十分相同，而且存在短暫的業務中斷。硬切換流程如圖3所示。

硬切換信令流程操作過程介紹如下：MS在進行激活集的搜索時候需要運用通過BS實現，MS有操作權限原業務信道的停止，并且將現有的配置進行保存，接著進行新導頻的搜索操作，同時BS會接收通過搜索操作的原信道報告。當導頻很弱的時候，而且其他的導頻強度是合格的，這時就要將硬切換請求發送給MSC。切換請求消息是由MSC發送的。手機接收來自目標BSC發送的消息，BSC會被移動臺捕獲到。MSC接收切換請求。當BSC給出了回復切換回復后就完成命令指示，切換進入啟動狀態。源BSC向移動臺發出發切換的指令，移動臺就會啟動切換。移動臺對切換進行回復，同時進行消息的確認。源BSC接收到消息確認后，MSC就會接收到復切換的消息確認。移動臺將反向空幀進行發送并且被目標BSC接收。移動臺將完成切換的消息發送給目標BSC，從而實現硬切換的操作。移動臺接收到目標BSC后進而完成消息的確認。清除源BSC前會將來自資源BSC的消息發送給移動臺。

3 硬切換與軟切換的特點

硬切換和軟切換是CDMA系統中的兩種分類。當連接舊小區以及中斷的過程之前，頻率需要選擇相同的，從而完成連接，這個就是所謂的軟切換。當基站之間的頻率是不同的時候，就容易出現軟切換。比較常見的軟切換還有換頻切換以及換頻盲切。移動臺不參與切換操作，切換中的配置道德數據依賴于基站實現，這個切換的過程就是換頻盲切，換頻盲切的成功率主要是由后臺所配置的參數，也就是說，換頻切換一般成功機會比較低。移動臺需要借助于換頻切換的輔助作用。CDMA系統可以按照切換的條件進行分類，分別是軟切換、更軟切換、硬切換等。按照在切換的過程中的時鏈路組建方式可以分類成后向切換以及前向切換。按照網絡的層次不同分成水平切換以及垂直切換。比較常用的是軟切換以及硬切換。

結語：在通信系統中，研究切換課題在業務切換中以及無線資源優化方面起到了很大的作用。CDMA系統中關鍵技術就包括了軟切換技術。在越區切換的過程中，軟切換能夠連接起新、老基站，最終實現系統性能得到提高，阻塞概率降低的目的。

圖3 硬切換信令流程

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