通信网络中的 “切换”

在通信网络中，切换（Handover）是指移动设备（如手机、无线终端等）在不同基站或小区之间移动时，维持通信的过程。切换的目的是确保用户在移动过程中不会中断服务，通常在用户从一个小区进入另一个小区时发生。切换有多种类型，主要包括硬切换、软切换和接力切换，每种切换类型适用于不同的网络技术和场景。

切换类型

硬切换（Hard Handover）

过程：先断开与当前基站的连接，然后再连接到目标基站。适用场景：主要应用于2G、4G和5G网络。特点：切换过程中通信中断，导致可能出现短暂的掉话或掉网现象。硬切换的优点是相对简单，节省资源，但可能会导致服务中断。

软切换（Soft Handover）

过程：先建立与目标基站的连接，然后再断开与当前基站的连接。适用场景：主要用于3G网络中的WCDMA（宽带码分多址）和C2000（CDMA2000）。特点：切换过程中通信不会中断，成功率较高，用户体验较好。软切换利用了多个基站同时服务，确保了在切换过程中不中断连接。缺点是可能会浪费网络资源，因为多个基站需要同时提供信号。

接力切换（Relay Handover）

过程：在切换过程中，设备依然接收当前基站的信号，同时将通信信号转发到另一个基站。适用场景：应用于3G中的TD-SCDMA（时分同步码分多址）系统。特点：接力切换相对较为复杂，通过在接收和发送基站之间转发信号来保持连接。它不依赖于单一基站，而是通过多个基站合作实现平滑切换。

切换的成功率

切换成功率指的是在切换过程中，用户能够无缝切换到新的基站而不会中断服务的概率。一般来说，软切换的成功率最高，因为它同时依赖多个基站进行服务。接力切换紧随其后，而硬切换的成功率较低，尤其是在网络繁忙或信号弱的情况下，可能导致较高的切换失败率。

为什么4G以后不使用软切换？

虽然软切换的成功率较高，但其主要缺点是资源浪费。软切换要求同时与多个基站保持连接，从而增加了网络的负担，消耗更多的资源和带宽。为了优化资源利用，4G和后续的5G网络中更倾向于使用硬切换或接力切换，以提高网络的效率和节省资源。

切换失败的影响

如果切换失败，可能会导致用户在通话中断或上网掉线，这对用户体验产生负面影响。因此，现有网络对切换的成功率有较高的要求，通常要求达到99%以上。

邻区关系

邻区是指与当前服务小区（即用户所在小区）具有切换关系的其他小区。邻区的关系是有方向性的，表示当前小区可以与哪些小区发生切换。具体来说：

同频邻区：邻区使用相同的频率。异频邻区：邻区使用不同的频率。异系统邻区：邻区属于不同的通信系统（如2G与3G之间的切换）。邻区的设置和管理对于确保切换过程的顺利进行至关重要。例如，如果用户在A小区，但希望切换到B小区，则A和B必须建立邻区关系。如果A小区和D小区没有邻区关系，用户就无法直接从A切换到D。并且，A加B为邻区和B加A为邻区是两回事，邻区是具有方向性的

切换参数

切换过程中的一些关键参数包括信号强度、时间和网络负载等。这些参数决定了切换是否成功，影响切换的时机和选择的目标小区。硬切换通常根据信号强度的变化来决定切换时机，而软切换则依赖于多个基站的信号和网络资源分配。下图展示了在硬切换从A向B中小区内强度随时间的变化，竖轴为强度轴，横轴为时间轴。

总之，切换在现代通信网络中起到了至关重要的作用，确保用户在不同小区之间移动时，能够持续享有不间断的服务。不同类型的切换有不同的优缺点，适用于不同的网络和技术环境。