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1、 中兴通讯学院 EV-DO Rev.A无线基础技术：原理和关键技术中兴通讯学院CDMA_BSS课程团队CPO_03_CRT1_C1ZXRDAS 中兴通讯学院 提纲EV-DO 概述概述EV-DO Rev.A增强特性介绍增强特性介绍 中兴通讯学院 CDMA2000标准家族演进cdma20001xRev 0cdma20001xRev Acdma20001xRev C July 1999 March 2000 May 2003 March 2004 July 1999 March 2000 May 2003 March 2004cdma2000HRPDRev 0October 2000October
2、2000IS-95-ATIA/EIA-95-BMay 1995May 1995 March 1999 March 1999cdma2000 HRPDRev A“1xEV-DV”“1xEV-DO”cdma2000 HRPDRev BMarch 2004March 2004 2006 2006 中兴通讯学院 EV-DO的演进历史1xEV-DO Release 0设计的着眼点在提供一个“Wide Area Mobile Wireless Ethernet”。它非常适合那些时延不敏感（Delay-tolerant）、下行数据量非常大（downlink intensive）的应用，如FTP、Web浏览、
3、电子邮件等。但是对于VoIP、Video Telephony那些时延敏感、上下行对称类业务的支持能力不足。1xEV-DO Revision A一方面进一步提高了频谱的使用效率、前反向链路的峰值速率，同时设计了非常多的机制来强化系统对实时业务的支持。通过引入更细的速率等级划分、更有效的资源分配算法、更短的端到端延时、多流的QoS区分，1xEV-DO RevA可以有效地支持各种应用的QoS需求。1xEV-DO Rev A的一些上层特性可以在DO Release 0的硬件上运行，如BCMCS、用户QoS区分，这些构成DO增强型。1xEV-DO Rel.0 1xEV-DO 增强型增强型1xEV-DO
4、Rev.A 中兴通讯学院 EV-DO Rev.A产业化进程EV-DO Rev.A空口标准于2004年推出（C.S0024-A），A口的标准由于一些细节问题还未正式发布；高通已经于2005年10月份推出支持EV-DO Rev.A的商用调制解调芯片（CSM6800），相应的支持软件（Driver）将在2006年一季度后出商用版本；终端侧的进程要稍微慢一些。预计在2006年下半年，主流CDMA系统厂商可以推出EV-DO Rev.A的系统设备，运营的EV-DO Rev.A网络有望在06年底或07年出现。中兴通讯学院 提纲EV-DO 概述概述EV-DO Rev.A增强特性介绍增强特性介绍 中兴通讯学院
5、EV-DO Rev.A新的增强特性EV-DO Rev.A相对于DO Rel0的增强，主要体现在两方面：底层的增强，通过重新设计新的物理层和MAC层，减少了在控制信道、接入信道、业务信道上的各种时延，提高了短包在传输时的效率，为系统同时支持QoS敏感型业务和QoS不敏感型业务打下了物理基础；上层的增强，主要包括引入MFPA（多流数据应用协议）用来支持同一用户内不同应用QoS的区分，引入CSNP（电路服务通知协议）用来支持DO网络与1x网络的交叉寻呼等。中兴通讯学院 1xEV-DO Rev.A新的底层特性1xEV-DO Rev.A对1xEV-DO Release 0后向兼容，一方面它保留了原Rel
6、ease 0系统的所有物理层和MAC层协议，另一方面它重新设计了新的物理层和MAC层，。终端可以根据自身是支持Release 0还是RevA选择相应的协议操作。中兴通讯学院 反向信道的增强重新设计了反向帧结构，引入与前向类似的Hybrid-ARQ机制；在使用12288bits最大包长，一个子帧（4slots）完成发送的情况下，峰值速率可以达到1.8Mbps。在接入信道增加19.2kbps38.4kbps的速率等级选择；引入DSC信道，减少业务在切换时的中断时间。中兴通讯学院 EV-DO Release 0反向帧结构在1xEV-DO Release 0系统中，反向包是在一个连续的16时隙中发送，
7、由于功控的不精确以及为保证在最坏信道条件下的指定误包率，最后获得的Eb/Nt往往会比正确解调所需要的Eb/Nt高，从而造成空中资源的浪费。中兴通讯学院 EV-DO Revision A反向帧结构在DO RevA中，每一个16时隙的信道包分成4个4时隙的子帧，以间隔3子帧交错的方式发送。网络侧在成功解调反向信道包后，可以通过前向ARQ信道提前终止数据包的发送。中兴通讯学院 EV-DO Revision A反向速率等级同样的一个物理帧，如果在1、2、3、4个子帧（4 slots）内完成发送，总而产生四种不同的速率。DO RevA相对与Release 0，引入了更小与更长的包，再加上HARQ机制，使
8、得DO RevA速率等级从最低的4.8kbps到最高的1843.2kbps。Payload Payload Size(bits)Size(bits)Effective Data Rate(kbps)Effective Data Rate(kbps)After After 4 slots4 slotsAfter 8 After 8 slotsslotsAfter 12 After 12 slotsslotsAfter 16 After 16 slotsslots12819.29.66.44.8256 38.419.212.89.6512 76.838.425.619.2768 115.257.6
9、38.428.81024 153.676.851.238.41536230.4115.276.857.62048307.2153.6102.476.83072460.8230.4153.6115.24096614.4307.2204.8153.66144921.6460.4307.2230.481921228.8614.4409.6307.2122881843.2921.6614.4460.8 中兴通讯学院 容量与延时的平衡EV-DO Rev.A反向链路H-ARQ机制，为平衡系统的容量（Capacity）与延时（Latency）提供了一条途径：系统可以通过调节发射功率来控制发射一个数据包需要的
10、子帧数。对于时延敏感类业务，可以加大发送功率，从而期望可以在较少的子帧数内完成发送，称为Low Latency Mode；对于非时延敏感类业务，则可以采用High Capacity Mode发送，从而获得更大的吞吐量。中兴通讯学院 反向数据起始延迟减少在1xEV-DO Release 0系统中，反向数据包必须在帧边界（26.66ms）开始处才能开始发送。包的平均等待延时为13.33ms。在1xEV-DO RevA中，终端可以在子帧边界处开始发送包，包的平均等待延时降至3.33ms。中兴通讯学院 快速接入的接入信道增强1xEV-DO Release 0接入信道只有一种速率9.6kbps，而且接入
11、信道包前缀长度取值（26.66.ms）过于保守。1xEV-DO RevA提供了三种接入信道 速 率：9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps，并且把接入信道包前缀长度减至4slot。一个1024bit的接入信道包，在Release 0下 需 要 133.33.ms，在RevA下最快只需要33.33.ms。中兴通讯学院 DSC信道辅助前向虚拟切换在1xEV-DO Release 0系统中，AT通过DRC COVER的改表通知AN切换Serving cell。源cell与目标cell首先要监测到该变化，然后BSC将数据队列由源cell同步到目标cell，之后目标cell才可以重新开始发送
12、数据。在1xEV-DO RevA中，在反向引入DSC信道，它的作用是提前通知AN侧切换的时刻，网络侧可以提前最好切换的准备，从而减少切换时服务中断的时间。中兴通讯学院 DSC信道时序图通过DSC信道的提前 指 示，Packet transmit delay被缩小。中兴通讯学院 前向信道增强前向信道支持更丰富的包格式，包括短包（128bits、256bits、512bits），超长包（5120bits）、多用户包等，峰值速率3.072Mbps；新设计的控制信道，支持更快的连接建立；128阶的Walsh码，理论上一个扇区可以支持114个连接。中兴通讯学院 快速接入的控制信道增强在1xEV-DO R
13、elease 0系统中，用于传输Page消息的同步控制信道包（SCC）每隔256个slot才发送一次。在1xEV-DO RevA中，引入子同步包（SSC）的概念，子同步包的典型发送周期为64个slot，减少呼叫建立时长。引入短包格式，提高数据包的传送效率。中兴通讯学院 数据包格式与DRC物理层数据包的格式由一组三元数组决定（Packet Size,Span,Preamble Length），其中Packet Size代表物理层包长度，Span代表包发送所需的最大时隙数，Preamble Length代表包前缀长度。DO Revision A相对与DO Release0，具有更丰富的包格式，主要
14、体现在引入短包和多用户包。在DO Release 0,DRC与前向包格式具有一一对应的关系；但是在DO Revision A中，DRC与前向包格式是一对多的关系，在与某一个DRC对应的所有包格式中，其中具有最大发送包长的单用户包格式称之为“规范格式”（Canonical Transmission Format）。原则上，如果AT能成功解码规范格式，则它也可以成功解码与该DRC兼容的所有非规范格式。例如DRC=3：DRCDO Release 0DO Revision A3(1024,4,256)，对应153.6kbpsSUP:(128,4,256)、(256,4,256)、(512,4,256)
15、、(1024,4,256)MUP:(128,4,256)、(256,4,256)、(512,4,256)、(1024,4,256)中兴通讯学院 多用户包（MUP）在DO Release 0中，一个物理层包只能包含一个用户的数据，每个用户分别调度；在DO Revision A中，多个用户的数据可以装在同一个物理层包中，多个用户可以同时调度。多用户包主要用于支持类似VoIP应用（流量小、时延敏感型应用）中兴通讯学院 前向短包DO Release 0系统中前向最短的包长为1024；而在DO Revision A中，引入了128bits、256bits、512bits长度的短包。前向短包对于支持大量用
16、户的低延时、低流量（Low latency、Low rate）的业务具有举足轻重的作用。模拟试验表明，短包引入使得在同样条件下，满足指定PER的用户比例显著上升。中兴通讯学院 DO Rel.0与DO Rev.A前向传输格式对照DRC indexRate(kbps)Rel.0 传输格式格式Rev.A单用用户传输格式格式Rev.A多用多用户传输格式格式0 x00.0None(128,16,1024),(256,16,1024),(512,16,1024),(1024,16,1024)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256)0 x138.4(1
17、024,16,1024)(128,16,1024),(256,16,1024),(512,16,1024),(1024,16,1024)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256)0 x276.8(1024,8,512)(128,8,512),(256,8,512),(512,8,512),(1024,8,512)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256)0 x3153.6(1024,4,256)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256
18、)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256)0 x4307.2(1024,2,128)(128,2,128),(256,2,128),(512,2,128),(1024,2,128)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256)中兴通讯学院 DRC indexRate(kbps)Rel.0传输格式格式Rev.A单用用户传输格式格式Rev.A多用多用户传输格式格式0 x5307.2(2048,4,128)(512,4,128),(1024,4,128),(2048,4,128)(128,4,2
19、56),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128)0 x6614.4(1024,1,64)(128,1,64),(256,1,64),(512,1,64),(1024,1,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256)0 x7614.4(2048,2,64)(512,2,64),(1024,2,64),(2048,2,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128)0 x8921.6(3072,2,64)
20、(1024,2,64),(3072,2,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128),(3072,2,64)0 x91228.8(2048,1,64)(512,1,64),(1024,1,64),(2048,1,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128)中兴通讯学院 DRC indexRate(kbps)Rel.0传输格式格式Rev.A单用用户传输格式格式Rev.A多用多用户传输格式格式0 xA1228.8(4096,2,64
21、)(4096,2,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128),(3072,2,64),(4096,2,64)0 xB1843.2(3072,1,64)(1024,1,64),(3072,1,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128),(3072,2,64)0 xC2457.6(4096,1,64)(4096,1,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048
22、,4,128),(3072,2,64),(4096,2,64)0 xD1536.0None(5120,2,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128),(3072,2,64),(4096,2,64),(5120,2,64)0 xE3072.0None(5120,1,64)(128,4,256),(256,4,256),(512,4,256),(1024,4,256),(2048,4,128),(3072,2,64),(4096,2,64),(5120,2,64)中兴通讯学院 MAC Index分配引入128阶的
23、Walsh码，使得同一扇区能容纳更多得用户。中兴通讯学院 DO Revision A上层应用增强引 入 CDMA2000 Circuit Service Notification Protocol（CSNP），加强1xEV-DO与1x系统在互操作上的灵活性Multi-Flow Packet Application，为DO Revision网络提供全面的QoS解决方案提供基础Virtual Stream Protocol，增加可操作的数据流的数目Multimode Capability Discovery Protocol，网络用来发现终端的能力，比如终端是否支持多路可调谐发射/接收器等 中兴通
24、讯学院 对双模操作的增强在EV-DO Release 0网络中，双模终端是通过定时在1x和DO两个网络之间的切换，来实现同时对两个网络的监听；通过引入cdma2000 Circuit Service Notification Protocol，终端可以利用DO网络传送原1x电路域的一些消息，如寻呼、登记等，这样避免了双模终端频繁在两网之间的切换，避免对一些DO网络上的业务，如BCMCS造成不利的影响。中兴通讯学院 传统1x/DO双模操作通过双模终端交叉监听1x/DO两个网络，来实现双网运营。1X网络的寻呼周期由SCI确定，DO网络的寻呼周期为12个CC cycle(5.12s)。双模终端可以通
25、过与DO网络协商，确定其寻呼时隙的offset，以保证两网的寻呼时隙不会重叠。1X与DO网络共用一套PDSN，保证双模终端两网切换时PPP不断。红色为红色为1X1X网路寻呼时隙（网路寻呼时隙（SCI=0SCI=0）,蓝色为蓝色为DODO网络寻呼时隙。网络寻呼时隙。中兴通讯学院 传统1X/DO双模操作（cont）Initialization state：双模终端首先搜索1x网络，之后搜索DO网络，搜索成功后进入1x/DO idle状态；Idle state：双模终端在idle状态下，将根据两网的寻呼周期定时监听两张网络，在1x网络的idle state procedure包括monitoring
26、、registration、idle handoff，在DO网络的idle state procedure包括monitoring、session management、route update、idle handoff。Access state：处于接入状态的终端将会暂时停止对另一个网络的监听；Traffic state：当双模终端处于1x traffic状态时，终端将会停止一切在DO网络的活动；当双模终端处于DO traffic状态时，终端仍将定时监视1x网络，保证来自1x网络的寻呼消息不被漏掉。中兴通讯学院 传统双模操作方案的优缺点优点：实现简单，对现网1x不需做任何改动；在扇区下用户数
27、较多时，双模终端由于监听1x网络对DO扇区吞吐量的影响很小。缺点：由于双模终端在每一个1X寻呼周期到来时，需要调谐到1X网络监听，对DO的单用户吞吐量会造成一定的影响；由于需要频繁在两网间切换，对终端的待机时间有一定影响；在DO网络部署BCMCS、VoIP、VT等业务时，频繁的1X网络监听会对用户的业务体验造成一定的影响。中兴通讯学院 基于网络侧的解决方案：交叉寻呼 中兴通讯学院 Multi-flow Packet Application根据不同的QoS需求将用户数据划分为多个数据流，对不同的数据流在调度、资源分配时区别对待是Intra-user QoS实现的基础；每一个用户可以分配多个RLP实例，每一个RLP实例有独立的RLP参数协商和控制，前反向RLP配置可以不同。终端根据应用（如VoIP）的需求，比如有几个数据流，每个数据流的QoS要求，与AN侧进行协商。网络侧决定RLP的配置、绑定，并将数据流的QoS要求层层落实下去，比如前向的调度、反向RTCMAC的配置等。Data over Signaling Protocol，为短数据突发提供了更快捷的传送方式。