无线维护岗位认证教材_CDMA2000 EVDO rev.A网络无线技术.ppt
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1、1,技术原理篇系列教材之 -CDMA2000 EVDO rev.A网络无线技术,中国电信无线维护 岗位认证培训教材,2,内容介绍,第1章 EVDO rev.A网络原理 第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第3章 EVDO rev.A网络关键技术 第4章 EVDO rev.A网络信令流程,3,内容介绍,第1章 EVDO rev.A网络原理 第1节 EVDO技术发展概况 第2节 EVDO的频率分配 第3节 EVDO A的优势及业务,4,CDMA2000标准家族演进,cdma2000 1x Rev 0,cdma2000 1x Rev A,cdma2000 1x Rev C,Jul
2、y 1999 March 2000 May 2003 March 2004,October 2000,TIA/EIA-95-B,May 1995 March 1999,cdma2000 1x Rev D,cdma2000 EVDO Rev A,“1xEV-DV”,cdma2000 EVDO Rev B,March 2004,May 2006,cdma2000 EVDO Rev C,April 2007,“AIE”,HRPD,5,EVDO & EVDV,2000年6月,公布IS-2000 Release A标准 1xEV-DO (Data Only) 与IS-95 A、B、cdma2000 1X
3、 RTT同一频段 Rel 0 前向峰值数据速率2.45 Mbps;反向峰值数据速率153.6Kbps Rev A前向峰值数据速率3.1 Mbps;反向峰值数据速率1.8 Mbps 1xEV-DV 目前有多家公司提出技术方案 2001年5月将形成最后的标准 与IS95-A/B 以及cdma2000 1X RTT系统后向兼容 前向和反向均高于IMT2000要求的数据速率 前向4.8 Mbps ,反向 1.8 Mbps,6,EVDO Vs. EVDV,1xEV-DO:利用单独的载频实现高速数据传输; 优点:多个接入终端(AT)实际上时分复用所有载频资源进行数据传递,控制简单,成本较低 缺点:由于话音
4、和数据呼叫的呼叫模型不同,可能会导致频率资源浪费,1xEV-DV:同一窄频内既可以传送话音,又可以传送高速数据; 优点:使频率资源得到了有效地利用 缺点:控制复杂,成本较高,7,第一个IS-95 商用网络,第一个1X 商用网络,第一个EV-DO Rev.A试验网络,1995年9月28日,2000年10月1日,2002年1月28日,2006.7,CDMA2000里程碑,香港和记,韩国SKT,韩国SKT,第一个EV-DO Rev. 0商用网络,美国USCC,快速发展期,稳定增长期,市场培育期,8,CDMA2000全球布局,106个国家的281个运营商已经选用CDMA2000作为其3G平台。 到20
5、08年底,将有超过50的CDMA2000运营商开始提供基于EVDO的移动宽带服务。,9,全球 EVDO 网络现状,目前全球的EVDO网络发展迅猛 100 1xEV-DO Rel. 0 网络已商用,正在部署的有43个 42 1xEV-DO Rev. A 网络已商用,正在部署的有35个,10,CDMA2000全球用户分布,11,CDMA2000全球用户数分布,亚太地区、北美地区和拉美地区为CDMA2000用户的集中区域,占96.2% 尤其以亚太地区增速最快,12,CDMA Vs. WCDMA,目前,在高速数据业务方面,CDMA2000领先。 根据预测,WCDMA后续发展增速较快。,13,EVDO全
6、球用户分布,北美地区EVDO用户数超过50%,且增速最快,14,EVDO Vs. HSPA Vs. WiMAX,截至2008年第一季度,EVDO用户已达97,000,000 EVDO占全球移动宽带用户数的75%,15,内容介绍,第1章 EVDO rev.A网络原理 第1节 EVDO技术发展概况 第2节 EVDO的频率分配 第3节 EVDO A的优势及业务,16,双工技术,对于数字移动通信而言,双向通信可以用频率或时间分开,前者称为FDD(频分双工),后者称为TDD(时分双工)。,17,TDD:时分双工,时分双工的优势,18,FDD:频分双工,频分双工FDD的优势,19,3G常用工作频段,IMT
7、2000 : FDD频段:19201980MHz/21102170MHz FDD补充频段:17551785MHz/18501880MHz 占用60MHz+30MHz(对称频段) TDD频段:18801920MHz、20102025MHz TDD补充频段:23002400MHz 占用40MHz+15MHz+100MHz(非对称频段) 摘自信息产业部无2002479号文件,20,800MHz频谱分配,基站收(上行): 825.00+0.03N,基站发(下行): 870.00+0.03N,频点,中心 频率,21,EVDO频段规划,EVDO的标准支持从Band0到Band7的所有频段,包含800M/1
8、900M/450M/2100M等。目前在800M、1900M、450M都有非常成熟的系统设备和多样化的终端。 中国CDMA网800M一共有7个载波的宽带,根据原先联通DO技术体制,频率规划按照1x从频段高段往下走,DO从低段开始往上走的原则进行。,37,78,119,160,201,242,283,22,未来移动通信频率分配,IMT-Advanced标准,提供两种新的能力 新的移动接入能力 游牧/本地无线接入能力 IMT-Advanced标准的候选频率 410430 MHz和450470 MHz 等 23002400 MHz 等 2011年发布4G标准,预计2012年投入商用,23,内容介绍,
9、第1章 EVDO rev.A网络原理 第1节 EVDO技术发展概况 第2节 EVDO的频率分配 第3节 EVDO A的优势及业务,24,EVDO A的优势,很好地支持QoS,实现多种类型业务应用在同一系统中实现。 频谱的高效利用,利用较低的带宽(1.25MHz),传送前向峰值3.1Mbps和反向峰值1.8Mbps速率的业务。 更精细的控制功能,RoT控制,时延和容量的平衡等 更好的移动性和覆盖,Connect to Everything Anytime from Anywhere,25,移动数据用户想要,EV-DO Network,26,EVDO A可以做什么?,所以,绝大部分的CDMA200
10、0运营商都希望升级到EVDO A,27,EVDO A的业务的分类,1x的业务类型 语音:电路域 数据:分组域(单纯的数据业务) EVDO A的业务类型 时延敏感型业务(Delay-Sensitivity):如 VoIP 尽力发送型业务(Best effort):如 File Transfer 在以上两大类业务下还可细分 高容量的(High Capacity),低容量的(Low Capacity) 时延可容忍的(Latency-Tolerant),低时延的(Low Latency),28,内容介绍,第1章 EVDO rev.A网络原理 第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第3
11、章 EVDO rev.A网络关键技术 第4章 EVDO rev.A网络信令流程,29,内容介绍,第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第1节 EVDO Rev A 的信道简介 第2节 EVDO Rev A 的反向信道 第3节 EVDO Rev A 的前向信道 第4节 EVDO Rev A 的性能增强,30,EVDO A信道基本概念,反向CDM 类似于1x 反向帧长16个时隙,26.66 Ms 1个帧含4个子帧,每个子帧含4个时隙 反向功控150Hz 前向TDM 周期长256时隙 1个时隙为2048个码片,1.66Ms 前向时隙的基本结构一样,31,反向链路结构,思考题:反向是
12、完全的CDM么?,32,前向链路结构,思考题:空闲情况下,前向链路如何发射?,33,EVDO A信道结构,思考题:EVDO A与EVDO 0在信道上有哪些区别?,34,内容介绍,第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第1节 EVDO Rev A 的信道简介 第2节 EVDO Rev A 的反向信道 第3节 EVDO Rev A 的前向信道 第4节 EVDO Rev A 的性能增强,35,反向信道结构,36,反向链路子帧,37,反向接入信道,接入信道分为导频子信道和数据子信道 数据子信道的信息速率:9.6kbps,19.2kbps,38.4kbps 在一个接入探针中,信息速率可
13、以变化,38,反向接入信道的增强,数据子信道的前缀传送时,发射功率等同于9.6kbps 当接入信道速率为19.2kbps或38.4kbps时,其数据子信道发射功率要高于9.6kbps时的功率,39,反向业务信道,反向业务信道各子信道作用: 导频子信道:反向信道估计和反向功率控制 辅助导频子信道 * :反向信道负载估计 媒体接入子信道 * :RRI, DRC, DSC Ack子信道:指示是否已解调前向包 数据子信道 * :发送用户业务信息,40,辅助导频子信道,全“0”的未调制序列 在负载超过门限时,做信道估计 辅助导频在负载超过门限之前的半个时隙发送,41,反向MAC信道之:RRI,反向速率指
14、示子信道 指示当前反向信道数据包大小 指示当前反向信道数据包编号 独立占用一个码分信道 在EVDO Rel 0版本里,该信道指示的是反向信道数据速率 在EVDO Rel 0版本里,该信道与反向导频信道时分复用,42,反向MAC信道之:DRC,数据速率控制子信道 根据前向导频信道测量前向信道质量,自适应确定希望获得的前向数据速率 向当前服务扇区,发送前向数据速率值 与EVDO Rel 0版本的DRC信道基本相同 思考题:DRC信道控制的是下行还是上行速率?,43,反向MAC信道之:DSC,数据资源控制子信道 提前告知AN进行服务扇区的切换 实现无缝虚拟软切换 DSC信道包含3bit的DSC Va
15、lue,用于指示选择前向服务扇区 DSC Length(slots)是DSC Value传送的周期,当DSC Value需要改变时,要等到当前DSC Length周期结束 3bit的DSC Value用8个固定的32位Walsh码进行块编码 DSC信道数据速率:6003/DSC Length(bps),44,反向业务信道之:ACK,ACK信道响应前向业务包是否接收成功 “1”表示ACK,“0”表示NAK 实现前向链路H-ARQ 与前向业务信道的ARQ子信道有类似作用 与DSC子信道时分复用,45,反向业务信道之:Data,反向业务数据子信道 调制方式:BPSK, QPSK, 8-PSK 数据包
16、的发送:4,8,12,16时隙,46,反向业务信道数据速率,由于反向ARQ,反向数据速率从最低4.8kbps到1843.2kbps,47,Turbo编码和信道交织,48,内容介绍,第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第1节 EVDO Rev A 的信道简介 第2节 EVDO Rev A 的反向信道 第3节 EVDO Rev A 的前向信道 第4节 EVDO Rev A 的性能增强,49,前向信道结构,50,前向导频信道:Pilot,数据全“0”,使用Walsh码 0 Cover,在I路上发送; 前向PILOT是突发的,每半个时隙的中点突发96个码片; 导频信道的作用主要是引
17、导手机捕获系统,手机通过导频信道完成对无线信道环境的预测估计;,51,前向媒体接入控制信道:MAC,媒体接入控制信道 反向活动子信道(RA) 数据速率控制锁定子信道(DRC Lock) 反向功率控制子信道(RPC) 自动重传应答子信道(ARQ) 每个时隙发送256个码片 在MAC信道上,不同用户使用不同的MAC Index区分 RA信道使用固定的MAC Index(4)与其他三个子信道区分,52,前向MAC信道之 RA,该信道RA信道发送RAB比特(Reverse Activity Bit) RAB若为“1”表明扇区反向链路忙 RAB为“0”表明扇区反向链路闲 AT通过监视RA信道可以动态调整
18、自己的反向发送速率 RA信道的数据速率为600bps,53,前向MAC信道之 DRC Lock,DRCLock 信道发送DRCLock比特,反映AN是否成功锁定AT的DRC子信道,用于表征反向信道质量 当前反向信道质量不对称时,DRCLock子信道可以 帮助AT在前向虚拟切换时服务扇区(Serving sector)的选择 DRCLock信道数据速率为150/DRCLock Length(bps),54,前向MAC信道之 RPC,每个建立连接的AT都会被分配一条RPC子信道,RPC子信道用来控制AT的反向发射功率; EVDO 0系统里RPC信道和DRCLock信道时分复用,所以RPC数据速率为
19、600 (1 1/DRCLockPeriod) bps EVDO A系统里RPC信道和DRCLock信道分别用I和Q路发送,数据速率为150bps,55,前向MAC信道之ARQ,用于响应反向链路,发送是否已成功解调反向包的证实 在不同的情况下发送三种不同的ARQ比特 H-ARQ L-ARQ P-ARQ 与DRC Lock/RPC信道时分复用,56,MAC各子信道的发送方式,DRC Lock和RPC分别被调制在I支路和Q支路上,同时发送 DRC Lock和RPC两个子信道与ARQ以1:3的方式时分复用,57,MAC Index与各子信道的对应,MAC Index与MAC各子信道以及I、Q支路的对
20、应关系,58,MAC Index的使用,MAC Index除了用于区分MAC信道,还用于区分不同用户包的前缀,59,前向业务信道,相对于EVDO 0,EVDO A的前向业务信道速率更加多样化,最小支持4.8kbps,最大支持3.072Mbps 数据包格式有128bit,256bit,512bit,1024bit,2048bit,3072bit,4096bit和5120bit八种不同大小的包 根据反向上报的前向信道环境,自适应选择适当的前向发送格式,60,EVDO A前向数据格式,与EVDO 0不同的前向数据速率,61,前向控制信道:Control,前向控制信道分同步控制信道SCC和异步控制信道
21、ACC SCC 256时隙传送一次,ACC任意时间可以传送 前向控制信道包含的消息 同步消息 快速配置消息 扇区参数消息 思考题:这个信道实现了哪些功能?(请对比1x系统),62,内容介绍,第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第1节 EVDO Rev A 的信道简介 第2节 EVDO Rev A 的反向信道 第3节 EVDO Rev A 的前向信道 第4节 EVDO Rev A 的性能增强,63,信道增强特性与关键技术,EVDO A的很多信道增强特性与其关键技术有着密不可分的关系,是实现关键技术的基础。 EVDO A的信道特性必须结合关键技术理解,是一个不可分割的整体。,6
22、4,信道增强特性归纳,物理层特性增强 前向业务信道:增加了若干种编码方式,提高了前向速率 反向业务数据子信道:同上 MAC层特性增强 前向ARQ子信道:实现了对于反向的资源控制 反向DSC子信道:实现了无缝的虚拟软切换 . EVDO A的信道结构调整和改变都与协议上某一层的特性相关,是对于EVDO 0的改进,65,小结,EVDO A的基本概念 EVDO A有哪些重要的前反向信道? 关注EVDO 信道结构的同时要关注性能的增强,小结,66,内容介绍,第1章 EVDO rev.A网络原理 第2章 EVDO rev.A网络无线信道结构与调制技术 第3章 EVDO rev.A网络关键技术 第4章 EV
23、DO rev.A网络信令流程,67,内容介绍,第3章 EVDO rev.A网络关键技术 第1节 EVDO Rel 0 关键技术回顾 第2节 EVDO Rel 0 存在的问题和解决 第3节 EVDO Rev A 的新关键技术,68,EVDO 0 关键技术大纲,前向时分复用 比例公平调度算法 前向虚拟切换 自适应编码与调制 Hybrid-ARQ 反向信道增强,69,关键技术之一:前向信道时分复用,在EV-DO中,前向信道作为一个“宽通道”,供所有的用户时分共享。最小分配单位是时隙(slot),一个时隙有可能分配给某个用户传送数据或是分配给开销消息(称为active slot),也有可能处于空闲状态
24、,不发送任何数据(称为idle slot)。,70,前向信道时隙结构图,1 time slot = 1.666msec = 2048 chips 信道以全部的扇区功率发射(没有数据时除外) 时隙中的Data部分由业务信道和控制信道共用。,71,前向满功率发送,72,关键技术之二:比例公平调度算法,1. 调度算法的作用:由于前向业务信道时分复用,具体某一时刻向哪一个用户发送数据需要调度程序根据一定的调度策略来决定。 2. 调度算法的目标: 同一扇区下所有用户尽可能公平; 扇区总吞吐量尽可能最大;,73,比例公平调度算法:P-Fair Scheduler,基本原理 每个AT被服务的机会与AT所要求
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