CDMA蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)介紹

1、CDMAI窩移動(dòng)通信技術(shù)介紹 自20世紀(jì)70年代末第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)面世以來，移動(dòng)通信 產(chǎn)業(yè)一直以驚人的速度迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要高科 技產(chǎn)業(yè)之一，并對(duì)人類生活及社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。其中，CDMA碼 分多址移動(dòng)通信技術(shù)以其容量大、頻譜利用率高、保密性強(qiáng)、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，顯示出強(qiáng)大的生命力，引起人們的廣泛關(guān)注，成為第三代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。 一、CDMA通信技術(shù) CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,碼分多址)作為一種多 址技術(shù)早已出現(xiàn)，起初僅在抗干擾和保密性能等方面受到人們的注意，被 用在軍用抗干擾系統(tǒng)中。1989年，美國(guó)高通(Qualc

2、omm)公司最先推 出CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)想。 碼分多址蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)際上包含兩個(gè)基本技術(shù)，即碼分多址技 術(shù)和擴(kuò)頻通信技術(shù)。所謂擴(kuò)頻，簡(jiǎn)單地講就是用某種技術(shù)將信號(hào)的頻譜進(jìn) 行擴(kuò)展，工程中常用直接序列對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，即用一個(gè)高速碼序列碼去 調(diào)制低速原始數(shù)據(jù)信息。碼分多址(CDMA)和頻分多址(FDMA)、時(shí)分多 址(TDMA)一樣，是多址技術(shù)的一種。 CDMA系統(tǒng)中的每一個(gè)信號(hào)被分配一個(gè)正交序列或PN(Pseudo Noise,偽隨機(jī)噪聲)序列用作擴(kuò)頻序列對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)頻，不同信號(hào)的能量 被分配到不同的正交序列或PN序列里。在接收機(jī)，通過使用相關(guān)器只接 受選定的正交序列或PN序列并壓縮其

3、頻譜，凡不符合該用戶正交序列的 信號(hào)就不被壓縮帶寬，結(jié)果只有指定的信號(hào)才能被提取出來。 我們將CDMA和FDMA、TDMA三種多址方式進(jìn)行比較。FDMA采 用調(diào)頻的多址技術(shù)，在不同頻段的業(yè)務(wù)信道被分配給不同的用戶；TDMA是采用時(shí)分的多址技術(shù)，業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間被分配給不同的用戶; CDMA采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)，所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上，但 根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，就是利用碼型的不同來調(diào)制解調(diào)不同的用戶。 CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1 .系統(tǒng)容量大。在CDMA系統(tǒng)中所有用戶共用一個(gè)無線信道，當(dāng)有的用戶不講話時(shí)，該信道內(nèi)的所有其它用戶會(huì)由于干擾減小而得益。

4、CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量理論上比模擬網(wǎng)大20倍，實(shí)際上比模擬 網(wǎng)大10倍，比GSM大4至5倍。 2 .通信質(zhì)量好。CDMA系統(tǒng)采用確定聲碼器速率的自適應(yīng)閾值技術(shù)、高性能糾錯(cuò)編碼、軟切換技術(shù)和抗多徑衰落的分集接收技術(shù)，可提供TDMA系統(tǒng)不能比擬的、極高的通信質(zhì)量。 3 .頻帶利用率高。CDMA是一種擴(kuò)頻通信技術(shù)，盡管擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗 干擾性能的提高是以占用頻帶帶寬為代價(jià)的，但是CDMA允許單一頻帶 在整個(gè)系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)可重復(fù)使用，使許多用戶共用這一頻帶同時(shí)通話，大大提高了頻帶利用率。這種擴(kuò)頻CDMA方式雖然要占用較寬的頻帶，但按 每個(gè)用戶占用的平均頻帶來計(jì)算，其頻帶利用率是很高的。 4 .適用于

5、多媒體通信系統(tǒng)。CDMA系統(tǒng)能方便地使用多碼道方式和多幀方式，傳送不同速率要求的多媒體業(yè)務(wù)信息，處理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式靈活、簡(jiǎn)單，利于多媒體通信系統(tǒng)的使用。 5 .手機(jī)發(fā)射功率低。CDMA系統(tǒng)通過功率控制， 使得CDMA手機(jī)盡量降低發(fā)射功率，以減少干擾和提高網(wǎng)絡(luò)容量。 6 .頻率規(guī)劃靈活。用戶按不同的碼序列區(qū)分，扇區(qū)按不同的導(dǎo)頻碼區(qū)分，相同的CDMA載波可以在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，因此CDMA網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃靈活，擴(kuò)展方便。 CDMA系統(tǒng)采用了一些關(guān)鍵技術(shù)： 1 .功率控制技術(shù) 功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，所有移動(dòng)用戶都占用相同帶寬和

6、頻率，因此需要某種機(jī)制使得各個(gè) 移動(dòng)臺(tái)信號(hào)到達(dá)基站的功率基本處于同一水平上，否則離基站近的移動(dòng)臺(tái) 發(fā)射的信號(hào)很容易蓋過其它離基站較遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)，造成所謂的遠(yuǎn) 近效應(yīng)。CDMA功率控制的目的就是克服遠(yuǎn)近效應(yīng)”，使系統(tǒng)既能維護(hù) 高質(zhì)量通信，又減輕對(duì)其他用戶產(chǎn)生的干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分為僅由移動(dòng)臺(tái)參和的開環(huán)功率控制和移動(dòng)臺(tái)、基站同時(shí)參和的閉環(huán)功率控制。 (l)反向開環(huán)功率控制。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在小區(qū)中接收功率的變化，調(diào)節(jié)移 動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率以達(dá)到所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)在基站時(shí)都有相同的功率。它 主要是為了補(bǔ)償陰影、拐彎等效應(yīng)。 (2)反向閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制的

7、設(shè)計(jì)目標(biāo)是使基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)的開環(huán)功率估計(jì)迅速做出糾正，以使移動(dòng)臺(tái)保持最理想的發(fā)射功率。 (3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)提供的測(cè)量結(jié)果，調(diào)整對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，其目的是對(duì)路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分配較小的前向鏈路功率，而對(duì)那些遠(yuǎn)離基站和誤碼率高的移動(dòng)臺(tái)分配較大的前向鏈路功率。 2 .PN碼技術(shù) PN碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA信道的區(qū)分是靠PN碼來進(jìn)行的，因而要求PN碼自相關(guān)性好，互相關(guān)性弱，實(shí)現(xiàn)和編碼方案簡(jiǎn)單等。目前的CDMA系統(tǒng)就是采用一種基本的PN序列一一m序列作為地址碼?；咀R(shí)別碼采用周 期為215-1的m序列(稱為短

8、碼)，用戶識(shí)別碼采用周期為242-1m序 列(稱為長(zhǎng)碼)。 3 .RAKE接收技術(shù) 移動(dòng)通信信道是一種多徑衰落信道，RAKE接收技術(shù)就是分別接收 每一路的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，然后疊加輸出達(dá)到增強(qiáng)接收效果的目的，這里多徑信號(hào)不僅不是一個(gè)不利因素，而且在CDMA系統(tǒng)變成一個(gè)可供利用的有利因素。一般地，RAKE接收機(jī)有搜索器(Searcher)、解調(diào)器(Finger)和合并器(Combiner)三個(gè)模塊組成。通常CDMA基站一個(gè)RAKE接 收機(jī)有4個(gè)解調(diào)器，移動(dòng)臺(tái)有3個(gè)解調(diào)器 4 .軟切換技術(shù) 移動(dòng)臺(tái)從A基站覆蓋區(qū)域向B基站覆蓋區(qū)域行進(jìn)，在A、B兩基站的邊緣，移動(dòng)臺(tái)先和B基站建立連接后，再將和A基站原來的

9、連接斷開， 這種技術(shù)稱之為軟切換。CDMA系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上，因而軟 切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來比TDMA系統(tǒng)要方便容易得多。 5 .話音編碼技術(shù) CDMA系統(tǒng)使用了確定聲碼器速率的自適應(yīng)閾值，從而可以根據(jù)背景 噪聲電平的變化改變聲碼器的數(shù)據(jù)速率。這些閾值的使用壓制了背景噪聲，因而在噪聲環(huán)境下也能提供清晰的話音。CDMA2000系統(tǒng)采用的話 音編碼技術(shù)有CELP（CodeExcitedLinearPrediction,代碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)）、QCEP8K/13K（QualcommCELP）、EVRC（EnhancedVariableRateCoder,增強(qiáng)型可變速率編碼器）等。 二、CDMA200

10、0標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)歷程 作為第三代移動(dòng)通信技術(shù)的一個(gè)主要代表，CDMA2000是美國(guó)向 ITU-T提交的第三代移動(dòng)通信空中接口標(biāo)準(zhǔn)的建議， 它由CDMAIS-95標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展演進(jìn)而來。 CDMAOne是基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的各種CDMA制造廠商的產(chǎn)品和不同運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)的總稱，也是國(guó)際CDMA發(fā)展組織（CDG）的一個(gè)品牌。 IS-95標(biāo)準(zhǔn)于1993年7月發(fā)布，是CDMAOne系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但真正在全球得到使用的第一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)TIA（電信 工業(yè)協(xié)會(huì)） 于1995年5月正式頒布的窄帶CDMA標(biāo)準(zhǔn)IS-95A。IS-95A是CDMAOne第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，工作頻段為800MHz,兼容模擬和CD

11、MA通信系統(tǒng)。在IS-95A的基礎(chǔ)上， 又分別出版了支持13K話音編碼的TSB-74文件、 支持1900MHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標(biāo)準(zhǔn)和支持64Kbps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的IS-95B標(biāo)準(zhǔn)。 然而CDMAOne系統(tǒng)也僅能提供最高為64Kbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，不能滿足人們對(duì)多媒體通信的需求。為了能進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容 量，3GPP2標(biāo)準(zhǔn)化組織制定并發(fā)布了IS-2000,即CDMA2000標(biāo)準(zhǔn) 在CDMA2000技術(shù)體制研究的前期，提出了1x和3x的發(fā)展策略。如 果系統(tǒng)分別獨(dú)立使用帶寬為1.25MHz的載頻，則被叫做1x系統(tǒng)；如果 系統(tǒng)將3個(gè)載頻捆綁使用，則叫做3x系統(tǒng)。但隨后的研究表

12、明，1x和 1x增強(qiáng)型技術(shù)代表了未來發(fā)展方向。同是1x,在CDMA2000向前發(fā)展的過程中，技術(shù)又出現(xiàn)了兩個(gè)分支：1xEV-DO和1xEV-DV,且這兩種 技術(shù)均能滿足ITU對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的要求（如最高數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到2Mbps）。 CDMA20001xEV-DO標(biāo)準(zhǔn)最早起源于Qualcomm公司于1997 年向CDG提出的高速率（HDR）技術(shù)。此后，經(jīng)過不斷完善，Qualcomm公司于2000年3月以CDMA20001xEV-DO的名稱向3GPP2提交了 正式的技術(shù)建議方案。EZ是Evolution的縮寫，“DO則是“DataOnly” 或是“DataOptimized的縮寫，EV-D

13、O表示該技術(shù)是對(duì)CDMA20001x在提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面的一種演進(jìn)和增強(qiáng)。2000年10月，3GPP2通 過了1xEV-DO的空中接口標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000HighRagePacketDataAirInterfaceSpecification（簡(jiǎn)稱HRPD）。到目前為止，3GPP2 已經(jīng)完成了1xEV-DO（或稱HRPD）的空中接口標(biāo)準(zhǔn)的Rev0和RevA 兩個(gè)版本。由于1xEV-DO采用獨(dú)立的載頻來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此終端只能通過雙模互操作來實(shí)現(xiàn)語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 目前CDMA20001x已經(jīng)發(fā)展出CDMA2000Release0、 CDMA2000ReleaseA、CDMA2000Releas

14、eB、CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD等5個(gè)版本，商用較多的是Release0版本。部分運(yùn)營(yíng)商引入了ReleaseA的一些功能特性，ReleaseB作為中間版本被跨越；1xEV-DV對(duì)應(yīng)于CDMA2000ReleaseC和 CDMA2000ReleaseD。 事實(shí)上，1xEV-DV距離真正商業(yè)還有很長(zhǎng)一段距離。業(yè)界普遍認(rèn)為， 1xEV-DO能夠?qū)o線高速數(shù)據(jù)及其使用提供良好的支持，而且在1xEV-DO的ReleaseA版本上能夠保證高效的QoS,在此基礎(chǔ)上提供諸如 VOIP之類的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。相比之下，1xEV-DV并不具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于1xEV-DV

15、的標(biāo)準(zhǔn)比1xEV-DO復(fù)雜，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)和開發(fā)進(jìn) 度上明顯滯后于1xEV-DOo出于對(duì)以上兩方面原因的考慮，國(guó)際上越來越多的主流CDMA2000運(yùn)營(yíng)商對(duì)1xEV-DV的需求明顯降低，而紛紛選擇1xEV-DO。所以，1xEV-DO就成為CDMA2000比較現(xiàn)實(shí)的演進(jìn)技 術(shù)。 三、CDMA2000網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) CDMA2000移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)由移動(dòng)終端(UE)、 無線接入網(wǎng)(AN)和核心網(wǎng)(CN)三個(gè)部分構(gòu)成。 1,移動(dòng)終端 移動(dòng)終端是用戶接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。 2 .無線接入網(wǎng) 無線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端接入到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，主要邏輯實(shí)體包括1x基 站(1xBTS)、1x基站控制器(1xBSC)、HRPD基站(HRPDB

16、TS)、HRPD基站控制器(HRPDBSC)和接入網(wǎng)鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器 (AN-AAA)和分組控制功能(PCF)。 (1) 1x基站：采用CDMA20001x空中接口技術(shù)，提供無線收發(fā)信息功能。 (2) 1x基站控制器：管理多個(gè)1x基站，提供語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的資源管理、會(huì)話管理、路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理等功能。 (3) HRPD基站：采用HRPD的空中接口技術(shù)，提供無線收發(fā)信息功能。 (4) HRPD基站控制器：管理多個(gè)HRPD基站，提供語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的資源管理、會(huì)話管理、路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理等功能。 (5) 接入網(wǎng)鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器：提供接入網(wǎng)級(jí)的接入認(rèn)證功能。 (6) 分組控制功能：和1

17、x基站控制器或HRPD基站控制器配合，提供和分組數(shù)據(jù)有關(guān)的無線信道控制功能。 3 .核心網(wǎng) 核心網(wǎng)負(fù)責(zé)移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、認(rèn)證鑒權(quán)、基本的電路和分組業(yè) 務(wù)的提供、管理和維護(hù)等功能，包括核心網(wǎng)電路域和核心網(wǎng)分組域兩個(gè)部 分。 (1)核心網(wǎng)電路域 核心網(wǎng)電路域分為兩種，即TDM電路域和軟交換電路域。在實(shí)際組 網(wǎng)中，核心網(wǎng)可以采用這兩種電路域中的一種，但軟交換電路域是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向。如果需要對(duì)原來是TDM電路域的核心網(wǎng)采用軟交換電路域進(jìn) 行升級(jí)換代時(shí)，初期可以新建軟交換電路域，并使兩種電路域同時(shí)工作。 TDM電路域采用ANSI41標(biāo)準(zhǔn)，主要邏輯實(shí)體包括移動(dòng)交換中心(MSC)、拜訪位置寄存器(VLR

18、)、歸屬位置寄存器(HLR)和鑒權(quán)中心(AC)等。 1)移動(dòng)交換中心：提供對(duì)所管轄區(qū)域的移動(dòng)終端進(jìn)行呼叫控制、移動(dòng)性管理、電路交換等功能。 2)拜訪位置寄存器：存儲(chǔ)和呼叫處理有關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，用于完成呼叫接續(xù)。 3)歸屬位置寄存器：管理移動(dòng)用戶信息的數(shù)據(jù)庫，包括用戶識(shí)別信息、簽約業(yè)務(wù)信息以及用戶的當(dāng)前位置信息。 4)鑒權(quán)中心：產(chǎn)生鑒權(quán)參數(shù)并對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證鑒權(quán)。 軟交換電路域采用了控制和承載相分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，控制平面負(fù)責(zé)呼 叫控制和相應(yīng)業(yè)務(wù)處理信息的傳送，承載平面負(fù)責(zé)各種媒體資源的轉(zhuǎn)換，主要網(wǎng)元包括移動(dòng)軟交換(MSCe)和媒體網(wǎng)關(guān)(MGW)。 1)移動(dòng)軟交換：提供呼叫控制和移動(dòng)性管理功能。 2)

19、媒體網(wǎng)關(guān)：提供媒體控制功能。 (2)核心網(wǎng)分組域 核心網(wǎng)分組域主要邏輯實(shí)體包括分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(PDSN)、認(rèn)證 授權(quán)和計(jì)費(fèi)服務(wù)器(AAA)、歸屬代理(HA)、外埠代理(FA)、域名服務(wù)器(DNS)和L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)。 1)分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)：為用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具體功能包括管理 用戶通信狀態(tài)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)。 2)鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器：提供管理用戶的權(quán)限、開通的業(yè)務(wù)、認(rèn)證信息、計(jì)費(fèi)信息等功能。 3）歸屬代理：提供移動(dòng)IP地址分配、路由選擇和數(shù)據(jù)加密等功能。 4）外埠代理：提供移動(dòng)IP注冊(cè)、反向隧道協(xié)商以及數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)等功能。 5）域名服務(wù)器：提供CDMA移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分組域設(shè)備的域名

20、分析功能。 6）L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：提供國(guó)際漫游用戶的L2TP承載建立、用戶IP 地址分配及計(jì)費(fèi)信息轉(zhuǎn)接等功能。 四、CDMA20001xEV-DO技術(shù) 由于空中接口采用了前向快速功控、反向相干導(dǎo)頻、Turbo碼、動(dòng)態(tài) 信道分配、發(fā)射分集等新技術(shù)，CDMA20001x系統(tǒng)容量和數(shù)據(jù)速率得 到進(jìn)一步提高。以系統(tǒng)目前實(shí)現(xiàn)的技術(shù)版本Rev0和RevA為例，前者 向用戶提供的最高前向速率為153.6Kbps,最高反向速率為76.8Kbps; 后者前向速率達(dá)到307.2Kbps,反向速率達(dá)到153.6Kbps。對(duì)高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持是CDMA20001x技術(shù)的最大亮點(diǎn)。為此，系統(tǒng)在物理 層引入補(bǔ)充信道

21、，并在網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加了兩個(gè)重要的設(shè)備：分組控制功能 （PCF）和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)（PDSN）,前者主要是在基站和PDSN之 間提供PPP幀的傳輸，是無線鏈路協(xié)議（RLP）連接的終止點(diǎn)，后者則是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）連接的終止點(diǎn)，為IP數(shù)據(jù)包提供路由功能。 隨著Internet和信息技術(shù)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益增長(zhǎng)，而且數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)向著多樣性、大容量和非對(duì)稱方向發(fā)展。雖然CDMA20001x的數(shù)據(jù)速率高于IS-95,但仍然不能滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需 求。CDMA20001xEV-DO技術(shù)的出現(xiàn)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率。 1. CDMA20001xEV-DO技術(shù)的設(shè)計(jì)思想 數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)具有不

22、同的特性。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要低于語音業(yè) 務(wù)，而對(duì)誤比特率的要求卻高于語音業(yè)務(wù)。一般地，前向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率需求比反向高出數(shù)倍，而語音業(yè)務(wù)則是前反向?qū)ΨQ的業(yè)務(wù)。因此，像在 CDMA20001x系統(tǒng)中那樣，將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)通過擴(kuò)頻碼復(fù)用在一起，并通過快速功控來共享基站的發(fā)射功率和頻率資源，對(duì)于高速數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)來說系統(tǒng)效率較低。 把數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)分別放在兩個(gè)獨(dú)立的載波上承載，是CDMA2000 1xEV-DO的基本思想，即CDMA20001xEV-DO系統(tǒng)用單獨(dú)的載頻來 提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)和中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則用 CDMA20001x系統(tǒng)承載。不同于CDMA20001x系統(tǒng)采用閉環(huán)功控

23、技 術(shù)以抵消信道衰落影響的傳統(tǒng)方法，1xEV-DO借助于新的幀結(jié)構(gòu)、更短 的時(shí)隙，采用前向調(diào)度算法，始終以最大功率為當(dāng)前傳輸速率最高（也即信道條件最好）的終端服務(wù)，從而變對(duì)抗信道衰落為充分利用信道衰落，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)吞吐量的提高。 CDMA20001xEV-DO系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最初是針對(duì)非實(shí)時(shí)、不對(duì)稱的高 速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的。作為Internet的無線接入手段，1xEV-DO主要提 供網(wǎng)頁瀏覽、文件下載等前向數(shù)據(jù)量大、對(duì)時(shí)延要求不高的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè) 務(wù)，并未考慮滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求。因此，設(shè)計(jì)1xEV-DO系統(tǒng)時(shí)重點(diǎn)改 善了前向鏈路，對(duì)反向鏈路的優(yōu)化相對(duì)較少。1xEV-DO前向鏈路采樣了 時(shí)分復(fù)用 （

24、而不是碼分復(fù)用） 、 自適應(yīng)調(diào)整編碼 （AMC） 、 混合自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā) （HARQ） 、多用戶調(diào)度、功率分配和虛擬軟切換等關(guān)鍵技術(shù)；在反向鏈路上，最初Rev0版本只是為配合前向增加了速率控制機(jī)制，基本沿襲了CDMA20001x的技術(shù)，僅采用了連續(xù)導(dǎo)頻，改善了解調(diào)性能。 從網(wǎng)絡(luò)使用的結(jié)果來看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目的。以傳輸速率為例，Rev0版本在單扇區(qū)系統(tǒng)滿載的情況下，可以提供平均為600Kbps的上網(wǎng)速 率，達(dá)到和有線網(wǎng)絡(luò)（如ADSL）基本相同的水平。 2. CDMA20001xEV-DO技術(shù)的發(fā)展 目前，3GPP2已就1xEV-DO技術(shù)推出兩個(gè)版本，即Rev0和Rev Ao （1）CDMA2

25、0001xEV-DORev0 1xEV-DO的核心思想是通過動(dòng)態(tài)控制數(shù)據(jù)速率而非功率，使每個(gè)用 戶以可能得到的最高速率通信，基站總以最高功率發(fā)送信號(hào)，使處于有利 位置的終端可以獲得較高的傳輸速率。前向鏈路使用可變時(shí)隙的方式進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，并采用了自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）、動(dòng)態(tài)信道評(píng)估以及混合自 動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求（HARQ）等機(jī)制，將前向峰值速率由CDMA20001x的 153.6Kbps提高到2.4Mbps,頻譜效率提高到了1.92b/s/Hz。 1xEV-DO前向采用虛擬軟切換機(jī)制，移動(dòng)臺(tái)在任一時(shí)刻只接受來自 一個(gè)基站的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)控制（DRC）信息，基站可快速地 相互切換。同時(shí)，基站測(cè)

26、量載干比（C/I）并在DRC信道向移動(dòng)臺(tái)指示最佳基站；移動(dòng)臺(tái)則不斷測(cè)量導(dǎo)頻強(qiáng)度，并不斷要求一個(gè)和當(dāng)前信道條件相符的數(shù)據(jù)速率?；景串?dāng)時(shí)移動(dòng)臺(tái)所能支持的最大速率進(jìn)行編碼，當(dāng)用戶需求改變及信道條件改變時(shí)，動(dòng)態(tài)地確定優(yōu)化的數(shù)據(jù)速率。在反向， 1xEV-DO仍然采用和IS-95、CDMA2000相同的軟切換技術(shù)。 1XEV-DO空中接口協(xié)議設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、靈活。協(xié)議棧模型按功能分為7 層，對(duì)應(yīng)完成不同的功能。各層之間沒有嚴(yán)格的上下層承載關(guān)系，相互獨(dú) 立，便于維護(hù)。各層協(xié)議都可根據(jù)終端和網(wǎng)絡(luò)的配置以及承載業(yè)務(wù)類型的不同，由終端和網(wǎng)絡(luò)共同協(xié)商、配置。在1xEV-DO空中接口1xEV-DORevA7層協(xié)議之上運(yùn)行

27、TCP/IP協(xié)議，為各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用提供了統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)。 但是，1xEV-DORev0是面向非對(duì)稱的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在滿足用戶 各種新業(yè)務(wù)方面存在一些不足： 1）前反向業(yè)務(wù)能力不平衡。1xEV-DORev0前向鏈路的峰值速率達(dá) 到了2.4Mbps,而反向鏈路的峰值速率只有153.6Kbps。這種前反向鏈 路的不對(duì)稱限制了對(duì)稱型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展； 2）對(duì)QoS的支持不能滿足業(yè)務(wù)多樣性要求。1xEV-DORev0系統(tǒng) 對(duì)服務(wù)質(zhì)量基本上采用盡力而為（BestEffort）的機(jī)制，因此，對(duì)以可視 電話為代表的實(shí)時(shí)類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，無法提供足夠的QoS技術(shù)保證機(jī)制； 3）數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)的并發(fā)問題。1xEV-DO

28、Rev0是以數(shù)據(jù)方式接入 Internet為設(shè)計(jì)目標(biāo)，且和電路域沒有任何聯(lián)系，也使1xEV-DO系統(tǒng)難以接收到電路域中關(guān)于語音的呼叫信息。目前的解決方案為雙模終端，在使用1xEV-DO網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，周期性地監(jiān)聽1x網(wǎng)絡(luò)的尋呼信息，增加 了終端電池消耗，也影響1xEV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用； 4）不支持共享的廣播信道。1xEV-DORev0空中接口沒有定義高速的廣播喲業(yè)務(wù)信道，只能由多個(gè)單播信道完成，造成無線資源的浪費(fèi)。 (2) CDMA20001xEV-DORevA 1xEV-DORevA是1xEV-DORev0的增強(qiáng)型技術(shù)，它通過一系列 技術(shù)手段，特別是在反向鏈路的物理層采用了HARQ技術(shù)，大大改善了 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送的時(shí)延；前向鏈路支持的峰值速率也提高到3.1Mbps,反 向鏈路支持的峰值達(dá)到1.8Mbps。 針對(duì)1xEV-DORev0的不足，3GPP2在1xEV-DORevA中提出 了以下幾點(diǎn)相應(yīng)的改進(jìn)方案。 1)提高了系統(tǒng)反向鏈路的數(shù)據(jù)吞吐率。反向鏈路峰值速率達(dá)到 1.8Mbps; 2)改進(jìn)了系統(tǒng)的前向鏈路。 前向鏈路增加了對(duì)更高數(shù)據(jù)傳輸速率(3.1Mbps)和更低的速率(4.8Kbps)的支持，從而大大提高了空中接口的數(shù)據(jù)打包效率，提高了在用戶信道條件好時(shí)的瞬時(shí)吞吐率； 3)增強(qiáng)了對(duì)QoS的支持。系統(tǒng)在物理層、MAC層以及更高層都