CDMA软切换与硬切换的比较分析

符建海 辽宁锦州渤海大学工学院

CDMA软切换与硬切换的比较分析

符建海 辽宁锦州渤海大学工学院

CDMA通信系统是以多址技术以及扩频技术为基础的，所有的用户对应一个地址码，同时地址码可以进行互相地正交，最终在频率、空间方面实现信号的重叠。本文主要是介绍了CDMA系统的基本原理，并且深入研究了硬切换与软切换的特点，硬切换信令流程等。

CDMA 硬切换 软切换

地址码在蜂窝移动的系统里有重要意义，同时所有小区中的用户之间的通信实现是需要借助基站。针对来自移动台的信号，要确认所接收的信号的发源点，就需要对于基站信号的特征进行相互辨别，所以无线通信中广泛运用了多址接入技术。正交分割原理是多址接入技术实现的重要基础。按照在频域以及时域或者空域信号所表现出来特征的不同，可以将多址接入技术进行划分为频分多、码分多址、码分多址、空分多址以及时分多址等。

一般具体应用中都会现多址方式，码分多址指的是通过选择不同的码型，不同信号以及不同序列从而对信号进行辨别，进而实现多址连接信号，这个过程是CDMA。信道指的是编码序列，该序列是对用户的进行传递。接收端处选择一定的检测方法，将用户预定的地址信号从CDMA信号里面筛选出来，不需要选择以及解调别的地址。如果地址码选择的是伪随机序列，考虑到伪随机序列间的关系是准正交，运用相关检测可以将该地址用户信号转换为噪声，最终产生多址干扰的现象，而CDMA系统就是所归并为自干扰系统。

1 CDMA系统的基本原理

CDMA技术涉及的技术基础是扩频技术。在CDMA系统中需要把含有数据的信号发送给发送端，调制中需要运用到伪随机码，同时带宽要比信号的带宽要大，扩展最初的信号带宽，通过加入载波调制后再把信号进行发送。在接收端可以进行有用信号以及其他干扰噪声进行接收，从发射端以及本地生成的伪随机码都是一模一样的，处理来自带宽的信号，解扩的含义称为是带宽信号向初始的窄带信号进行转换的过程，进而完成信息的通信。扩频通信系统原理如图1所示。

图1 扩频通信原理

2 CDMA硬切换和软切换

2.1 切换的定义和发起条件

典型蜂窝网结构如图2所示。图中的MS代表的是移动用户，在软切换中如果BSC不同，那么就会出现重叠。如果小区中全部的频率是一样的值，在MS以虚线方向进行运动的时候，通过多个MSC以及BSC小区，就会出现切换。

图2 典型蜂窝网结构

2.2 硬切换与软切换

软切换的含义是把通话进行中的用户和基站间相互进行通信的链路变为另一个基站从而保证通信正常运行。软切换是以提高通信性能以及安全性为目的的一种通信技术。因为在整个移动系统中需要越区切换。这也就说明了需要把移动台向空中接口进行转换。硬切换的通信方式一般的适用场合是第一与第二代系统。3G系统中软切换的实现通常选择的载波频率是相同的，移动用户可以同时和2个基站连接，能够达到接通后进行断开的交换功能，这大大地提高了通话效果。因为考虑到受无线频谱的相关资源约束，3G的组成部分包括了混合小区，所以高频率可以出现在切换中。切换机制可以达到了高性能，这个是影响3G网络的性能重要的标准之一。软切换的适用场合是局限于同一个相同的导频信道中，然而硬切换的实现场合是适用于载频不同的情况下，在进行硬切换的过程中，会出现短暂语音中断抑或数据中断的情况。如果载频不同，那么软切换就不会发生。当服务链路之间实现过渡中，进行硬切换的时候，通话会出现短暂的中断。如果改变载频，那么需要把移动台进行调整到另外一个平台上，从而会产生硬切换，并非是软切换。

2.3 硬切换信令流程

所谓的CDMA硬切换指的是当工作模式是CDMA时，系统进行了硬切换。在系统的各个小区中或者是频点不同的小区中都会用到硬切换。当进行硬切换的时候MS的频率需要进行变化，无论是处于什么时候，业务信道都只有固定的一个，这就意味着MS不得不将原服务的小区连接断开，接着连接新创建的小区，新业务放到通信业务中。通常情况下CDMA系统里面的硬切换一般发生的情形如下：

（1）无法在BSC间完成切换。

（2）频率不同，完成切换。

（3）运营商不同实现扇区间的切换。

（4）系统不同完成切换。

（5）帧不同而发生在信道间切换。

在MS接收到来自原信道发送的切换命令后，MS就会将现有配置存储下来，同时连接目标BSC，当连接成功以后，就完成了切换。硬切换的目标是将频率资源可以进行充分地使用，并且将频点间的各种业务负荷进行平衡处理。但是CDMA系统和硬切换的操作和CDMA工作模式中的硬切换十分相同，而且存在短暂的业务中断。硬切换流程如图3所示。

硬切换信令流程操作过程介绍如下：MS在进行激活集的搜索时候需要运用通过BS实现，MS有操作权限原业务信道的停止，并且将现有的配置进行保存，接着进行新导频的搜索操作，同时BS会接收通过搜索操作的原信道报告。当导频很弱的时候，而且其他的导频强度是合格的，这时就要将硬切换请求发送给MSC。切换请求消息是由MSC发送的。手机接收来自目标BSC发送的消息，BSC会被移动台捕获到。MSC接收切换请求。当BSC给出了回复切换回复后就完成命令指示，切换进入启动状态。源BSC向移动台发出发切换的指令，移动台就会启动切换。移动台对切换进行回复，同时进行消息的确认。源BSC接收到消息确认后，MSC就会接收到复切换的消息确认。移动台将反向空帧进行发送并且被目标BSC接收。移动台将完成切换的消息发送给目标BSC，从而实现硬切换的操作。移动台接收到目标BSC后进而完成消息的确认。清除源BSC前会将来自资源BSC的消息发送给移动台。

3 硬切换与软切换的特点

硬切换和软切换是CDMA系统中的两种分类。当连接旧小区以及中断的过程之前，频率需要选择相同的，从而完成连接，这个就是所谓的软切换。当基站之间的频率是不同的时候，就容易出现软切换。比较常见的软切换还有换频切换以及换频盲切。移动台不参与切换操作，切换中的配置道德数据依赖于基站实现，这个切换的过程就是换频盲切，换频盲切的成功率主要是由后台所配置的参数，也就是说，换频切换一般成功机会比较低。移动台需要借助于换频切换的辅助作用。CDMA系统可以按照切换的条件进行分类，分别是软切换、更软切换、硬切换等。按照在切换的过程中的时链路组建方式可以分类成后向切换以及前向切换。按照网络的层次不同分成水平切换以及垂直切换。比较常用的是软切换以及硬切换。

结语：在通信系统中，研究切换课题在业务切换中以及无线资源优化方面起到了很大的作用。CDMA系统中关键技术就包括了软切换技术。在越区切换的过程中，软切换能够连接起新、老基站，最终实现系统性能得到提高，阻塞概率降低的目的。

图3 硬切换信令流程

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