CDMA2000 1x EV-DO Rev.B系统综述

http://tech.ddvip.com   2008年01月28日

　　cdma2000是由IS-95A/B演进而来的，主要由高通公司倡导。cdma2000 1x可以提供双倍于IS-95的语音容量以及153.6 kbit/s的数据传输速率。随着用户需求的不断增加，尤其是针对高速数据业务的需求，3GPP2提出了cdma2000 1x的演进技术——EV-DO。该技术着重实现对数据业务的增强，并能后向兼容cdma2000 1x技术。EV-DO的演进又可以进一步分为Rel.0、Rev.A、Rev.B以及Rev.C/D等不同阶段。cdma2000标准的演进路线如图1所示。

　　图1　cdma2000标准演进路线

　　2006年5月，3GPP2发布了EV-DO Rev.B空中接口协议，即多载波EV-DO。EV-DO Rev.B具有如下优势：进一步提升前向及反向传输速率；后向兼容cdma2000 1x和1x EV-DO网络及终端设备；从峰值速率和QoS等方面增强用户体验；降低单比特开销（这对运营商而言意味着更低的成本）。

　　2、EV-DO Rev.B协议栈模型

　　与EV-DO Rev.A协议结构相比，EV-DO Rev.B协议栈整体并没有太大的改动，只是在连接层、MAC层和物理层分别增加了一些与多载波相关的协议，如图2所示。其中，连接层增加了快速空闲协议和多载波路由更新协议，用于提供移动台或接入网之间建立程序或者传递消息，使网络能够了解移动台的大概位置，当移动台移动到覆盖范围的其他扇区时仍能同网络保持无线连接。MAC层增加了针对多载波的前向和反向业务信道MAC协议；物理层在原有的Subtype1和Subtype2物理层协议的基础上，增加了Subtype3物理层协议。

　　Subtype3物理层协议规定的前向及反向物理信道结构如图3所示。前向信道主要包括导频信道、MAC信道、控制信道和业务信道。其中，MAC信道可以分为反向激活比特（RA）、速率控制锁定（DRCLock）、反向功率控制（RPC）以及自动清求重传（ARQ）4个子信道。这与EV-DO Rev.A的前向物理信道结构基本相同。但是EV-DO Rev.B前向业务信道增加了6 144、7 168和8 192 Bit三种较大的包，并增加了16QAM调制方式，MACIndex扩展至384个，前向业务信道和控制信道采用128阶的Walsh码。

　　图3　Subtype3物理信道结构

　　3.1　功率控制

　　与EV-DO Rev.A不同的是，EV-DO Rev.B是多载波系统，前向和反向可能同时存在多个载波，不同载波间功率如何分配成为EV-DO Rev.B中需重要解决的问题。移动台能够为每个反向激活CDMA信道提供两种独立的功率控制手段：一是由移动台完成的开环估计；二是由移动台和接入网共同参加的闭环修正。

　　对于某个给定的AT，它相邻两个载波的发送功率值的差别不能超过一个最大值差值门限（MaxRLTxPwrDiff）。对于任意两个相邻的反向CDMA信道对，即使增加其中某载波的功率值，移动台也应该保证两载波之间的功率差别不超过该功率的差值门限。当更新MaxRLTxPwrDiff值后，新的MaxRLTxPwrDiff值只能应用在这个包已经达到最大传输次数后的子帧时刻或者这个包提前终止的那个时刻。也就是说，只有当一个包传输完毕，才能更新MaxRLTxPwrDiff。

　　3.2　集合管理

　　单载波系统使用导频信道的PN偏置来区分不同的导频。而在多载波系统中，由于同一个基站可能配备多个载波，单纯依靠PN偏置是不够的，因此采用【PN码偏置，CDMA信道（即载波号）】这样的二维向量来区分不同的导频。具有相同PN码偏置的导频归属于同一个导频组，这样可以避免移动台向属于同一基站的多个导频重复发送报告，导频组中的一个导频就可以代表整个导频组。在激活集、候选集和相邻集中，移动台只报告每个集合中单个导频的强度。激活集中可以有多个来自同一个导频组的导频。但是从激活集中退出的导频不一定就加入候选集，由于导频组的存在，若该导频想加入候选集，则要求该导频所在的导频组不能存在于激活集之内。也就是说，属于激活集的以及导频组中的所有导频不能再出现在候选集和相邻集中。

　　3.4　多载波RLP

　　在多载波系统中，原本属于一个数据流的多个数据包应如何在多个载波上进行传输与合并，是由多载波无线链路协议（RLP）完成的。多链路RLP的主要功能是把分流在不同载波上的数据在接收端按照发送时设置的序号重新组合在一起。为了避免错误地检测分组丢失，多载波RLP在RLP序号的基础上，增加了链路序号。终端使用链路序号在每个单独的链路上检测该链路上是否存在分组缺失，然后再使用RLP序号重组不同链路上接收到的分组。链路序号在分组重传时无需使用，并且链路序号的长度应充分大，以避免在某个链路上出现链路序号的循环重叠。

　　3.5　负载均衡

　　负载均衡的目的是保证网络负载均匀地分配在载波上。负载均衡可以分为静态均衡和自适应均衡两大类。静态负载均衡是通过把每个新接入终端分配到某些载波上实现。但是由于应用层数据流的变化和数据源的突发性，静态负载均衡不能在短的时间刻度上达到均衡负载，而自适应负载均衡可以通过在接入网和移动台之间协作实现。

　　可以在连接建立阶段分配载波，由网络根据终端的流请求、可用功率余量和终端的功能等为终端分配载波。除此之外，网络可以根据需要在连接中再分配和解除载波。载波的分配和解除可以由网络或者终端发起，但大多数情况下均由网络决定最终的分配方案。

　　3.6　载波部署

　　4、EV-DO Rev.B系统的优势

　　多载波EV-DO系统作为EV-DO Rev.A的演进技术，将数据速率由前向3.1 Mbit/s/反向1.8 Mbit/s提升到了前向73.5 Mbit/s/反向27 Mbit/s，进一步提高了频带利用率、降低了单比特的成本，还具有灵活的带宽分配方式、更好的QoS保证以及增强的用户体验。

　　作为多载波系统，EV-DO Rev.B的另一个显著特点是，除了可以获得时域内的多用户分集增益外，还可获得频域内的分集增益，因此能达到较高的频谱效率。信道的频率选择性和自适应负载均衡，使得前向性能得到增强。混合自动请求重传使传输提前终止，再加上精确的速率控制算法，使得反向峰值速率获得极大的提升。

　　EV-DO Rev.B技术的优势可以总结为以下几点。

　　●后向兼容现有系统。

　　●更高的前向和反向峰值速率。

　　●较低的时延，提高对QoS的支持。

　　●通过不同载波间的频率选择性衰落获得更高的频谱效率。

　　●在不同载波之间达到自适应负载均衡。

　　●灵活的双工及频带配置。

　　5、EV-DO系统的未来演进路线

　　目前，cdma2000 1x EV-DO Rel.0及Rev.A已在部分国家和地区实现商用，EV-DO Rev.B的规范也已公布，并有望于2007年实现商用部署。

　　EV-DO Rev.B技术作为AIE TEM确定的EV-DO演进第一阶段目前已展现出来。EV-DO未来演进还包括EV-DO Rev.C和EV-DO Rev.D标准。EV-DO Rev.C中要引入OFDM、MIMO、SDMA以及干扰消除技术，从而使下行链路的峰值传输速率提高到200 Mbit/s，以提高扇区吞吐量。3GPP2在2006年6月收集了针对EV-DO Rev.C系统的建议和反馈意见。而EV-DO Rev.D很有可能是严格意义上的4G技术。

　　6、结束语