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1.算法仿真效果
matlab2022a仿真结果如下：
2.算法涉及理论知识概要
硬切换，就是强制切换，其最大的特点是：“先断后连”。在硬切换过程中，用户移动设备仅仅保持与一个基站链接，一旦切换操作被激活，其马上会切断原有的连接，然后再与新的基站建立连接。从一个基站切换到另个基站的过程中，通信链路有短暂的中断。这个中断的时间长短将影响用户的通话。而且硬切换具有另一个缺陷，就是在区域边界出会频繁的出现反复切换的现象，这也是所谓的乒乓效应。当信道衰落效应存在的时候，会更进一步加剧乒乓效应。解决这个问题的办法是，通过滞后参数来延迟执行的时间，从而避免频繁切换的问题，但这将会要求小区边界有一个较高的发送功率，这就导致了给其他用户带了通话干扰。从而导致系统的容量的下降，影响了小区内整体的通话质量。图1就是硬切换的物理结构：
通常情况下，硬切换测量过程对移动台设备的要求比较高。如果需要进行不同频率的硬切换操作，那么其首先需要做一个操作，即测量多个小区的导频信号强度。这就导致了硬切换过程中会引致另一个严重的缺陷，硬切换的基本原理如图2所示：
如上图所示，当一个移动用户从小区1走向小区2的时候，小区1基站和用户移动台之间物理距离逐渐变大，这就导致用户移动设备接收到来自小区1基站的信号不断减弱，当这个信号小于一个门限的时候，便会激活硬切换过程。硬切换就会切断移动用户与基站的连接，同时启动与基站2的连接，从而完成一个硬切换的过程。
软切换
软切换在其切换过程中，软切换不需要另外单独设置设备的频率的时候，也不会出现中断的情况，通常情况下，软切换可以分为软切换过程和更软切换过程两种切换过程。软切换：当用户移动台设备开始与一个新的小区基站建立联系的时候，并不立即中断与原来基站之间的通信，即“先连后断”。
区分软切换和硬切换主要看它们发生的时间，后者是在某一个时间点上，而前者则不同，它是在一段时间内。
在软切换中，只要满足触发条件，在新基站的导频强度不小于原来基站的导频强度之前，移动台都会进入软切换状态并建立新的连接。移动台会同时和至少两个基站保持连接，直到与原来的基站断开连接。因此软切换是一个“先建后断”的过程。
而在硬切换过程中，如果移动台从a小区的边缘向b小区移动时，移动台会不断地测量b小区的导频信号强度，当b小区比a小区的导频强度大于迟滞边界时，硬切换就发生了。硬切换发生的同时，在与新基站建立连接之前，先要断开与原来基站的连接。所以说，硬切换是一个“先断后建”的过程。
3.MATLAB核心程序
%定义小区1，小区2，小区3的状态
cell1_state = 1;%小区1处于连接状态
cell2_state = 0;%小区2处于非连接状态
full = 0;%激活集未满
Count = 0;%定义激活集个数
Best_pn = 10;%定义最好导频强度
Worst_pn = 1;%定义最弱导频强度
T_ADD = [1 2 3 4 5 6];%加入门限
T_DROP = 7;%丢失门限
T_REP = 1;%门限
Delta_T = 5;%状态持续时间
times = 1000;%仿真持续时间
Power_cell2 = zeros(times,1);%小区2的强度
tmp2 = 0;
cnt2 = 0;
%定义平均激活数
ASUR = zeros(length(T_ADD),1);
for j = 1:length(T_ADD)
for k = 1:200
MASN_tmp = 0;
%定义小区1，小区2，小区3的状态
cell1_state = 1;%小区1处于连接状态
cell2_state = 0;%小区2处于非连接状态
full = 0;%激活集未满
Count = 0;%定义激活集个数
Best_pn = 6;%定义最好导频强度
Worst_pn = 1;%定义最弱导频强度
T_ADD = [1 2 3 4 5 6];%加入门限
T_DROP = 7;%丢失门限
T_REP = 1;%门限
Delta_T = 5;%状态持续时间
times = 1000;%仿真持续时间
Power_cell2 = zeros(times,1);%小区2的强度
tmp2 = 0;
cnt2 = 0;
tmp3 = 0;
cnt3 = 0;
for i = 2:29
%步骤2
% tmp2 = 0;
% tmp3 = 0;
if cell1_state == 1%步骤1
tmp2 = tmp2 + 1.3*rand();
if tmp2 >= Best_pn - T_ADD(j) & full == 0%当小区2的导频强度达到“［最好导频－T_ADD］”并维持ΔT时间，且此时激活集未满
cnt2 = cnt2 + 1;
if cnt2 >= Delta_T%当持续时间大于T的时候，小区2加入激活集
cell2_state = 1;
Count = Count + 1;%激活集个数
else
cell2_state = 0;
end
else
cell2_state = 0;
cnt2 = 0;
end
end
if cell2_state == 0;
Power_cell2(i) = tmp2;
else
Power_cell2(i) = Power_cell2(i-1);
end
%判断激活集是否满
if Count > 19
full = 1;%激活集满
else
full = 0;
end
%统计激活数
if full == 1
MASN_tmp = MASN_tmp + 1;
end
end
MM(k) = MASN_tmp;
end
ASUR(j) = 0.015 + mean(MM)/100;
end
figure;
plot(T_ADD,ASUR,'b-o','LineWidth',2);
xlabel('T ADD(DB)');
ylabel('激活集更新率ASUR');
grid on
axis([1,6,0.015,0.07]);
save UTRA_ASUR.mat T_ADD ASUR
12_040_m4.完整算法代码文件
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