什么是CDMA系統(tǒng)軟切換增益

什么是CDMA系統(tǒng)軟切換增益

在CDMA系統(tǒng)中，與其他技術相比，軟切換增益的優(yōu)點是有效降低了為得到特定的邊界覆蓋概率而需要的余量。對于一個允許軟切換的CDMA系統(tǒng)，對于給定的上行任何一幀，交換中心將選擇兩個或兩個以上基站之中的最佳的那個接收；而下行幀有移動臺最大比合并接收。軟切換也稱為宏分集。
假設1個移動臺與3個基站相聯(lián)系或發(fā)生三向切換的情況，如圖所示。

圖。 三向軟切換情況
在圖所示的情況下，只有當3個基站的衰減都大于門限時才可能發(fā)生鏈路中斷。與一個獨自的隨機變量大于某個固定值就導致鏈路中斷不同，現(xiàn)在我們需要兩個（或3個）部分獨立隨機變量，而且只有當每個變量都大于固定值時才產(chǎn)生鏈路中斷，此時中斷發(fā)生的概率顯然小于前者，也就是說，對于相同的中斷概率，后者需要更少的余量，這就是軟切換在降低所需余量上的優(yōu)點，它被轉換成了有效的軟切換增益。對于軟切換中的移動臺，只要3個鏈路中的任一個不衰落，就足夠維持很強的鏈路了。
一般地，經(jīng)理論計算軟切換覆蓋增益約為4-5dB左右，容量增益約為2dB。軟切換的性能使所需鏈路余量減低了4dB，增加了覆蓋率。一般而言，下行鏈路的軟切換增益稍大于上行鏈路，因為下行鏈路無天線分集，所以宏分集顯得更為顯著。另外，覆蓋增益大于容量增益，是因為在小區(qū)覆蓋邊緣，移動臺以最大功率發(fā)射，無多余功率進行快速功控而性能惡化，所以宏分集對覆蓋顯得更為重要。
當參與合并的各個分支功率相等時，獲得增益最大，因為當分支功率不一致時，容易引起功控比特誤碼。
這里的軟切換增益只是對幾個軟切換分支中最好鏈路而言，由于上行采用的是以幀為單位的選擇合并方式，所以，如果幾條鏈路存在差異，那么平均而言增益并沒有這么大，因為必須為差的鏈路預留一定的余量，稱為差分衰落余量Differential fade magin，仿真發(fā)現(xiàn)，余量大約為2dB左右。而下行采取的是最大比合并方式，就不存在這個問題。
由于軟切換增益，軟切換中每個分支的要求降低了，解調門限也相應降低。對于單個扇區(qū)而言，反向容量得到了提升，前向單用戶的發(fā)射功率也得以降低，所以在網(wǎng)絡簡單估算中，不考慮軟切換對系統(tǒng)總容量帶來的影響，而只是為軟切換考慮更多的信道資源和傳輸資源等。在實際規(guī)劃中，需要借助仿真工具來完成這項復雜的工作，評估軟切換對系統(tǒng)容量的影響。在仿真過程中，當更多分支加人激活集后，會根據(jù)獲得的增益修正移動臺和載頻的發(fā)射功率，并重新計算對網(wǎng)絡的干擾。
研究發(fā)現(xiàn)，軟切換也需要控制在一個合適的范圍內。在下行鏈路，每增加一條軟切換鏈路，就增加一定程度的系統(tǒng)干擾，如果系統(tǒng)干擾的增加程度超過了軟切換增益，軟切換就不會給系統(tǒng)容量帶來任何好處；上行鏈路也會由于過多軟切換分支占用而無法容納更多用戶。因此，在CDMA中，軟切換在應用之前必須進行良好規(guī)劃，以使上行鏈路和下行鏈路在提供足夠分集的同時，能將軟切換控制在一個合適的范圍內，一般為40％以下或平均分支數(shù)為1.8以下，如果超過這個數(shù)值，意味著鄰區(qū)干擾已經(jīng)非常大，上下行容量都會惡化。可見軟切換增益是相比于切換區(qū)域硬切換而言的，而切換區(qū)域大小一定程度上代表了鄰區(qū)干擾的情況。一般原則就是，在高話務城區(qū)應提高切換門限；在低話務弱信號區(qū)，應盡量降低切換門限來激活軟切換功能，獲得增益。