什么是CDMA系統軟切換增益

在CDMA系統中，與其他技術相比，軟切換增益的優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，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個基站相聯系或發生三向切換的情況，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生鏈路中斷，此時中斷發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，是因為在小區覆蓋邊緣，移動臺以最大功率發射，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，仿真發現，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。對于單個扇區而言，反向容量得到了提升，前向單用戶的發射功率也得以降低，所以在網絡簡單估算中，不考慮軟切換對系統總容量帶來的影響，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，會根據獲得的增益修正移動臺和載頻的發射功率，并重新計算對網絡的干擾。
研究發現，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干擾，如果系統干擾的增加程度超過了軟切換增益，軟切換就不會給系統容量帶來任何好處；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％以下或平均分支數為1.8以下，如果超過這個數值，意味著鄰區干擾已經非常大，上下行容量都會惡化。可見軟切換增益是相比于切換區域硬切換而言的，而切換區域大小一定程度上代表了鄰區干擾的情況。一般原則就是，在高話務城區應提高切換門限；在低話務弱信號區，應盡量降低切換門限來激活軟切換功能，獲得增益。