什么是CDMA系统软切换增益

什么是CDMA系统软切换增益

在CDMA系统中，与其他技术相比，软切换增益的优点是有效降低了为得到特定的边界覆盖概率而需要的余量。对于一个允许软切换的CDMA系统，对于给定的上行任何一帧，交换中心将选择两个或两个以上基站之中的最佳的那个接收；而下行帧有移动台最大比合并接收。软切换也称为宏分集。
假设1个移动台与3个基站相联系或发生三向切换的情况，如图所示。

图。 三向软切换情况
在图所示的情况下，只有当3个基站的衰减都大于门限时才可能发生链路中断。与一个独自的随机变量大于某个固定值就导致链路中断不同，现在我们需要两个（或3个）部分独立随机变量，而且只有当每个变量都大于固定值时才产生链路中断，此时中断发生的概率显然小于前者，也就是说，对于相同的中断概率，后者需要更少的余量，这就是软切换在降低所需余量上的优点，它被转换成了有效的软切换增益。对于软切换中的移动台，只要3个链路中的任一个不衰落，就足够维持很强的链路了。
一般地，经理论计算软切换覆盖增益约为4-5dB左右，容量增益约为2dB。软切换的性能使所需链路余量减低了4dB，增加了覆盖率。一般而言，下行链路的软切换增益稍大于上行链路，因为下行链路无天线分集，所以宏分集显得更为显著。另外，覆盖增益大于容量增益，是因为在小区覆盖边缘，移动台以最大功率发射，无多余功率进行快速功控而性能恶化，所以宏分集对覆盖显得更为重要。
当参与合并的各个分支功率相等时，获得增益最大，因为当分支功率不一致时，容易引起功控比特误码。
这里的软切换增益只是对几个软切换分支中最好链路而言，由于上行采用的是以帧为单位的选择合并方式，所以，如果几条链路存在差异，那么平均而言增益并没有这么大，因为必须为差的链路预留一定的余量，称为差分衰落余量Differential fade magin，仿真发现，余量大约为2dB左右。而下行采取的是最大比合并方式，就不存在这个问题。
由于软切换增益，软切换中每个分支的要求降低了，解调门限也相应降低。对于单个扇区而言，反向容量得到了提升，前向单用户的发射功率也得以降低，所以在网络简单估算中，不考虑软切换对系统总容量带来的影响，而只是为软切换考虑更多的信道资源和传输资源等。在实际规划中，需要借助仿真工具来完成这项复杂的工作，评估软切换对系统容量的影响。在仿真过程中，当更多分支加人激活集后，会根据获得的增益修正移动台和载频的发射功率，并重新计算对网络的干扰。
研究发现，软切换也需要控制在一个合适的范围内。在下行链路，每增加一条软切换链路，就增加一定程度的系统干扰，如果系统干扰的增加程度超过了软切换增益，软切换就不会给系统容量带来任何好处；上行链路也会由于过多软切换分支占用而无法容纳更多用户。因此，在CDMA中，软切换在应用之前必须进行良好规划，以使上行链路和下行链路在提供足够分集的同时，能将软切换控制在一个合适的范围内，一般为40％以下或平均分支数为1.8以下，如果超过这个数值，意味着邻区干扰已经非常大，上下行容量都会恶化。可见软切换增益是相比于切换区域硬切换而言的，而切换区域大小一定程度上代表了邻区干扰的情况。一般原则就是，在高话务城区应提高切换门限；在低话务弱信号区，应尽量降低切换门限来激活软切换功能，获得增益。