移動通信(數據通信術語)

移動通信（mobile communications） 溝通移動用戶與固定點用戶之間或移動用戶之間的通信方式。

通信雙方有一方或兩方處於運動中的通信。包括陸、海、空移動通信。採用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。移動通信系統由移動台、基台、移動交換局組成。若要同某移動台通信，移動交換局通過各基台向全網發出呼叫，被叫台收到後發出應答信號，移動交換局收到應答後分配一個信道給該移動台並從此話路信道中傳送一信令使其振鈴。

基本介紹

• 中文名：移動通信
• 外文名：Mobile communications
• 定義：移動體之間的通信
• 用途：汽車、火車、輪船

介紹

1.1概述

圖1 相關書籍封面

移動通信(Mobilecommunication)是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。

1.2簡史

1899年，船舶上用無線電報傳遞保障船舶運行和海上人員安全的有關信息，其後開放有旅客與陸地公用電信網之間的通信業務。20世紀20年代初，美國底特律警察局將2MHz頻段的無線電台安裝在警車上作調度通信。1922年，船舶上使用了無線電話。第二次世界大戰後期，出現了將超短波電台裝在指揮車上的單工通信系統。1946年，美國在聖劉易斯（St.Louis）建立了公用汽車電話網。接著，西德、法國、英國等國家都相繼研製了公用行動電話系統。50～60年代，我國主要在航空、海上、軍事、鐵路列車無線調度等領域使用短波波段開展專用移動通信。60年代美國開始套用改進型行動電話系統（IMTS），可以直接撥號，自動選擇無線信道並自動接入公用電信網。70年代，美國開始使用第一代無繩電話系統。1976年，美國發射了MARISAT海事衛星，海上移動通信開始使用微波頻段和衛星通信技術。70年代末，美國、日本研製了服務範圍劃分為若干基站覆蓋區的模擬蜂窩式行動電話通信系統。1979年成立國際海事衛星組織，該組織的全球衛星系統於1982年開始向船舶、海上石油鑽台等水上目標與岸站間提供通信業務。70～80年代初，我國各種專用移動通信系統相繼投入使用。我國自行設計的8頻道公用行動電話系統於1982年在上海投入運營。80年代初，日本提出900MHZ無中心選址系統。80年代中期以後，移動通信得到了飛速發展。80年代末，數字式無繩電話（CT2）系統在英國投入商用。

接著，北美的CT2、瑞典的CT3等相繼問世，有的可以提供雙向呼叫和越區切換。專用調度系統也向公用方向發展，在美國、日本、蘇聯、法國、加拿大、瑞典等國家出現了集群式調度網。西歐國家組成的移動通信特別小組（GSM）提出了窄帶TDMA數字行動電話系統的標準，泛歐國家於90年代初開通數字蜂窩式行動電話通信系統。1991年，美國提出了用幾十顆低軌衛星覆蓋全球的衛星移動通信系統。1991年，我國開始使用北京海事衛星通信岸站。1992年，數字式無繩電話（CT2）在深圳開通。集群調度系統也在北京、上海等城市投入運營。

1.3市場

2013年1-3月我國移動通信手持機內銷16316萬台，增速達39%。移動通信手持機的生產和銷售向智慧型手機加速傾斜，3月份上市新機型中智慧型手機占比達到77%，內銷量同比增長62.5%，占手機內銷58%。[1]

1.4組成

移動通信系統由兩部分組成：

(1)空間系統；

(2)地面系統：①衛星移動無線電台和天線；②關口站、基站。

移動通信系統從20世紀80年代誕生以來，到2020年將大體經過5代的發展歷程，而且到2010年，將從第3代過渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窩電話系統外，寬頻無線接入系統、毫米波LAN、智慧型傳輸系統(ITS)和同溫層平台(HAPS)系統將投入使用。[2]未來幾代移動通信系統最明顯的趨勢是要求高數據速率、高機動性和無縫隙漫遊。實現這些要求在技術上將面臨更大的挑戰。此外，系統性能(如蜂窩規模和傳輸速率)在很大程度上將取決於頻率的高低。考慮到這些技術問題，有的系統將側重提供高數據速率，有的系統將側重增強機動性或擴大覆蓋範圍。

從用戶角度看，可以使用的接入技術包括：蜂窩移動無線系統，如3G；無繩系統，如DECT；近距離通信系統，如藍牙和DECT數據系統；無線區域網路(WLAN)系統；固定無線接入或無線本地環系統；衛星系統；廣播系統，如DAB和DVB-T；ADSL和CableModem。

1.5頻段

使用頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻、特高頻和微波。例如我國陸地行動電話通信系統常採用160，450，800MHz及900MHz頻段；地空之間的航空移動通信系統常採用108～136MHZ頻段；岸站與船站的海上移動通信系統常採用150MHz頻段；國際上，海事衛星移動通信系統採用1.5GHz/l.6GHz的L頻段；陸地的衛星移動通信系統有採用L頻段的，也有用11/14、12/14GHzKu頻段的。

1.6組網方式

按有無中心分為無中心網和有中心網兩種方式。無中心網是在移動台間建立直接鏈路，以實現移動用戶間的通信。如對講電話系統的同頻單工網、無中心選址系統的同頻單工網等。有中心網在移動台與控制中心建有鏈路，移動用戶間的通信必須經過控制中心才能實現。如第二代無繩電話網、蜂窩行動電話網和集群調度系統等。按服務對象分有公用移動通信網和專用移動通信網。公用移動通信網是公用電信網的一部分。移動通信網有通過用戶線入公用市話網的，也有通過中繼線以端局方式入自動電話網的。

1.7信令

系指在移動通信網中，與通信的接續和控制以及管理有關的電信息（非語言），具有信號和指令的雙重含義。按信號形式分有模擬信令和數字信令；按傳輸媒質分有無線信令和有線信令；按傳輸方式分有隨路信令方式和共路信令方式。80年代，小容量移動通信網的無線信令多採用模擬隨路信令方式，即以多音頻（或脈衝）方式與話音共享一個信道，在傳遞話音信號前後傳送信令。大、中容量移動通信網的無線信令移動通信多採用數字共路信令方式，即在多信道共享的移動通信系統中，設立專用信令信道（又稱控制信道）。

1.8編號

專用移動通信網採用單獨編號。公用移動通信網的編號與進入公用電信網的方式有關。如以用戶線方式進入電信網，移動用戶號碼的編法多與市話用戶號碼編法相同。例如陸地公用移動通信網，CCITT的E213推薦了兩種編號方案：一種與公用電信網編法一致；另一種採用“網號”，即單獨編號的方式。

特點

(1)移動性

就是要保持物體在移動狀態中的通信，因而它必須是無線通信，或無線通信與有線通信的結合。

(2)電波傳播條件複雜

。因移動體可能在各種環境中運動，電磁波在傳播時會產生反射、折射、繞射、都卜勒效應等現象，產生多徑干擾、信號傳播延遲和展寬等效應。

(3)噪聲和干擾嚴重

在城市環境中的汽車火花噪聲、各種工業噪聲，移動用戶之間的互調干擾、鄰道干擾、同頻干擾等。

(4)系統和網路結構複雜。

它是一個多用戶通信系統和網路，必須使用戶之間互不干擾，能協調一致地工作。此外，移動通信系統還應與市話網、衛星通信網、數據網等互連，整個網路結構是很複雜的。

(5)要求頻帶利用率高、設備性能好。

分類

按業務性質分有電話業務和數據、傳真等非話業務；按服務對象分有公用移動通信、專用移動通信；按移動台活動範圍分有陸地移動通信、海上移動通信和航空移動通信；按使用情況分，常用的有行動電話、無線尋呼、集群調度系統、漏泄電纜通信系統、無繩電話、無中心選址移動通信系統、衛星移動通信系統、個人通信。

技術發展

4.1 1G

模擬制式的移動通信系統，得益於70年代的兩項關鍵突破：微處理器的發明和交換及控制鏈路的數位化。AMPS是美國推出的世界上第一個1G移動通信系統，充分利用了FDMA技術實現國內範圍的語音通信。

4.2 2G

風靡全球十幾年的數字蜂窩通信系統，80年代末開發。2G是包括語音在內的全數位化系統，新技術體現在通話質量和系統容量的提升。GSM(GlobalSystemforMobileCommunication)是第一個商業運營的2G系統，GSM採用TDMA技術。

4.3 2.5G

2.5G在2G基礎上提供增強業務，如WAP。

4.4 3G

3G是移動多媒體通信系統，提供的業務包括語音，傳真，數據，多媒體娛樂和全球無縫漫遊等。NTT和愛立信1996年開始開發3G（ETSI於1998年），1998年國際電聯推出WCDMA和CDMA2000兩商用標準（中國2000年推出TD-SCDMA標準，2001年3月被3GPP接納，起源於李世鶴帶頭搞的SCDMA）第一個3G網路運營於2001年的日本。3G技術提供2MBPS標準用戶速率（高速移動下提供144KBPS速率）。

4.5 4G

4G是真正意義的高速移動通信系統，用戶速率20Mbps。4G支持互動多媒體業務，高質量影像，3D動畫和寬頻網際網路接入，是寬頻大容量的高速蜂窩系統。2005年初，NTTDoCoMo演示的4G移動通信系統在20KM/小時下實現1Gbps的實時傳輸速率，該系統採用4X4天線MIMO技術和VSF-OFDM接入技術。

4.6總結

移動通信正朝者數位化、小型化和綜合化方向發展。為能與綜合業務數字網（ISDN）兼容，提供多種業務，各種移動通信設備必須數位化，並採用多址技術如時分多址（TDMA）技術、碼分多址（CDMA）技術，話音低碼率編碼（LRE），數字窄帶調製技術如高斯最小頻移鍵控（GMSK）、平滑調頻（TFM）以及信道編碼和分集接收技術等，使通信質量穩定可靠、保密性能好、抗干擾性強、可顯著提高頻譜利用率。為了使移動通信設備小型化和便於攜帶，必須廣泛使用大規模積體電路、微型計算機和微處理機等。

移動通信的最終目標是與其它通信手段一起，共同實現任何用戶在任何時間、任何地點與任何人通信的目的。為此需要有一個統一規範的全球兼容系統。自1988年起，CCIR和CCITT有關研究組就著手制定公用陸地移動通信系統的規範，將各種移動通信系統，包括如無線電話系統、無線尋呼系統、模擬/數字蜂窩式行動電話通信系統和衛星移動通信系統等聯網成一個綜合移動通信系統，除有電話業務外，還擴展到數據、傳真和圖像等各種非話業務，最終成為綜合業務數字網（ISDN）的一部分。

相關介紹

CDMA蜂窩移動通信技術介紹

自20世紀70年代末第一代模擬移動通信系統面世以來，移動通信產業一直以驚人的速度迅猛發展，已經成為帶動全球經濟發展的主要高科技產業之一，並對人類生活及社會發展產生了重大影響。其中，CDMA碼分多址移動通信技術以其容量大、頻譜利用率高、保密性強、綠色環保等諸多優點，顯示出強大的生命力，引起人們的廣泛關注，成為第三代移動通信的核心技術。

5.1CDMA通信技術

CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，碼分多址）作為一種多址技術早已出現，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中。1989年，美國高通（Qualcomm）公司最先推出CDMA蜂窩移動通信系統的構想。

碼分多址蜂窩移動通信技術實際上包含兩個基本技術，即碼分多址技術和擴頻通信技術。所謂擴頻，簡單地講就是用某種技術將信號的頻譜進行擴展，工程中常用直接序列對信號進行擴頻，即用一個高速碼序列碼去調製低速原始數據信息。碼分多址(CDMA)與頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)一樣，是多址技術的一種。

CDMA系統中的每一個信號被分配一個正交序列或PN（PseudoNoise，偽隨機噪聲）序列用作擴頻序列對其進行擴頻，不同信號的能量被分配到不同的正交序列或PN序列里。在接收機，通過使用相關器只接受選定的正交序列或PN序列並壓縮其頻譜，凡不符合該用戶正交序列的信號就不被壓縮頻寬，結果只有指定的信號才能被提取出來。

我們將CDMA與FDMA、TDMA三種多址方式進行比較。FDMA採用調頻的多址技術，在不同頻段的業務信道被分配給不同的用戶；TDMA是採用時分的多址技術，業務信道在不同的時間被分配給不同的用戶；CDMA採用擴頻的碼分多址技術，所有用戶在同一時間、同一頻段上，但根據不同的編碼獲得業務信道。在技術實現上，就是利用碼型的不同來調製解調不同的用戶。

5.2通信優點

1．系統容量大。在CDMA系統中所有用戶共用一個無線信道，當有的用戶不講話時，該信道內的所有其它用戶會由於干擾減小而得益。CDMA數字移動通信系統的容量理論上比模擬網大20倍，實際上比模擬網大10倍，比GSM大4至5倍。

2．通信質量好。CDMA系統採用確定聲碼器速率的自適應閾值技術、高性能糾錯編碼、軟切換技術和抗多徑衰落的分集接收技術，可提供TDMA系統不能比擬的、極高的通信質量。

3．頻帶利用率高。CDMA是一種擴頻通信技術，儘管擴頻通信系統抗干擾性能的提高是以占用頻帶頻寬為代價的，但是CDMA允許單一頻帶在整個系統區域內可重複使用，使許多用戶共用這一頻帶同時通話，大大提高了頻帶利用率。這種擴頻CDMA方式雖然要占用較寬的頻帶，但按每個用戶占用的平均頻帶來計算，其頻帶利用率是很高的。

4．適用於多媒體通信系統。CDMA系統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務信息，處理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式靈活、簡單，利於多媒體通信系統的套用。

5．手機發射功率低。CDMA系統通過功率控制，使得CDMA手機儘量降低發射功率，以減少干擾和提高網路容量。

6．頻率規劃靈活。用戶按不同的碼序列區分，扇區按不同的導頻碼區分，相同的CDMA載波可以在相鄰的小區內使用，因此CDMA網路的頻率規劃靈活，擴展方便。

5.3關鍵技術

1．功率控制技術

功率控制技術是CDMA系統的核心技術。CDMA系統是一個自干擾系統，所有移動用戶都占用相同頻寬和頻率，因此需要某種機制使得各個移動台信號到達基站的功率基本處於同一水平上，否則離基站近的移動台發射的信號很容易蓋過其它離基站較遠的移動台的信號，造成所謂的“遠近效應”。CDMA功率控制的目的就是克服“遠近效應”，使系統既能維護高質量通信，又減輕對其他用戶產生的干擾。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台參與的開環功率控制和移動台、基站同時參與的閉環功率控制。

(l)反向開環功率控制。移動台根據在小區中接收功率的變化，調節移動台發射功率以達到所有移動台發出的信號在基站時都有相同的功率。它主要是為了補償陰影、拐彎等效應。

(2)反向閉環功率控制。閉環功率控制的設計目標是使基站對移動台的開環功率估計迅速做出糾正，以使移動台保持最理想的發射功率。

(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根據移動台提供的測量結果，調整對每個移動台的發射功率，其目的是對路徑衰落小的移動台分配較小的前向鏈路功率，而對那些遠離基站和誤碼率高的移動台分配較大的前向鏈路功率。

2.碼技術

PN碼的選擇直接影響到CDMA系統的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA信道的區分是靠PN碼來進行的，因而要求PN碼自相關性好，互相關性弱，實現和編碼方案簡單等。CDMA系統就是採用一種基本的PN序列——m序列作為地址碼。基站識別碼採用周期為215-1的m序列（稱為短碼），用戶識別碼採用周期為242-1m序列（稱為長碼）。

3．RAKE接收技術

移動通信信道是一種多徑衰落信道，RAKE接收技術就是分別接收每一路的信號進行解調，然後疊加輸出達到增強接收效果的目的，這裡多徑信號不僅不是一個不利因素，而且在CDMA系統變成一個可供利用的有利因素。一般地，RAKE接收機有搜尋器（Searcher）、解調器（Finger）和合併器（Combiner）三個模組組成。通常CDMA基站一個RAKE接收機有4個解調器，移動台有3個解調器。

4．軟切換技術

移動台從A基站覆蓋區域向B基站覆蓋區域行進，在A、B兩基站的邊緣，移動台先與B基站建立連線後，再將與A基站原來的連線斷開，這種技術稱之為軟切換。CDMA系統工作在相同的頻率和頻寬上，因而軟切換技術實現起來比TDMA系統要方便容易得多。

5．話音編碼技術

CDMA系統使用了確定聲碼器速率的自適應閾值，從而可以根據背景噪聲電平的變化改變聲碼器的數據速率。這些閾值的使用壓制了背景噪聲，因而在噪聲環境下也能提供清晰的話音。CDMA2000系統採用的話音編碼技術有CELP（CodeExcitedLinearPrediction，代碼激勵線性預測）、QCEP8K/13K（QualcommCELP）、EVRC（EnhancedVariableRateCoder，增強型可變速率編碼器）等。

5.4演進歷程

作為第三代移動通信技術的一個主要代表，CDMA2000是美國向ITU-T提交的第三代移動通信空中接口標準的建議，它由CDMAIS-95標準發展演進而來。

CDMAOne是基於IS-95標準的各種CDMA製造廠商的產品和不同運營商的網路的總稱，也是國際CDMA發展組織（CDG）的一個品牌。IS-95標準於1993年7月發布，是CDMAOne系列標準中最先發布的一個標準，但真正在全球得到套用的第一個CDMA標準是美國TIA(電信工業協會)於1995年5月正式頒布的窄帶CDMA標準IS-95A。IS-95A是CDMAOne第二個標準，工作頻段為800MHz，兼容模擬和CDMA通信系統。在IS-95A的基礎上，又分別出版了支持13K話音編碼的TSB-74檔案、支持1900MHz的CDMAPCS系統的STD-008標準和支持64Kbps數據業務的IS-95B標準。

然而CDMAOne系統也僅能提供最高為64Kbps的數據業務，不能滿足人們對多媒體通信的需求。為了能進一步提升數據傳輸速率和系統容量，3GPP2標準化組織制定並發布了IS-2000，即CDMA2000標準。在CDMA2000技術體制研究的前期，提出了1x和3x的發展策略。如果系統分別獨立使用頻寬為1.25MHz的載頻，則被叫做1x系統；如果系統將3個載頻捆綁使用，則叫做3x系統。但隨後的研究表明，1x和1x增強型技術代表了未來發展方向。同是1x，在CDMA2000向前發展的過程中，技術又出現了兩個分支：1xEV-DO和1xEV-DV，且這兩種技術均能滿足ITU對第三代移動通信系統的要求（如最高數據傳輸速率達到2Mbps）。

CDMA20001xEV-DO標準最早起源於Qualcomm公司於1997年向CDG提出的高速率（HDR）技術。此後，經過不斷完善，Qualcomm公司於2000年3月以CDMA20001xEV-DO的名稱向3GPP2提交了正式的技術建議方案。“EV”是Evolution的縮寫，“DO”則是“DataOnly”或是“DataOptimized”的縮寫，EV-DO表示該技術是對CDMA20001x在提供數據業務方面的一種演進和增強。2000年10月，3GPP2通過了1xEV-DO的空中接口標準《CDMA2000HighRagePacketDataAirInterfaceSpecification》（簡稱HRPD）。到目前為止，3GPP2已經完成了1xEV-DO（或稱HRPD）的空中接口標準的Rev0和RevA兩個版本。由於1xEV-DO採用獨立的載頻來承載數據業務，因此終端只能通過雙模互操作來實現語音業務和數據業務。

CDMA20001x已經發展出CDMA2000Release0、CDMA2000ReleaseA、CDMA2000ReleaseB、CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD等5個版本，商用較多的是Release0版本。部分運營商引入了ReleaseA的一些功能特性，ReleaseB作為中間版本被跨越；1xEV-DV對應於CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD。

事實上，1xEV-DV距離真正商業還有很長一段距離。業界普遍認為，1xEV-DO能夠對無線高速數據及其套用提供良好的支持，而且在1xEV-DO的ReleaseA版本上能夠保證高效的QoS，在此基礎上提供諸如VOIP之類的實時業務。相比之下，1xEV-DV並不具備明顯的技術優勢。同時，由於1xEV-DV的標準比1xEV-DO複雜，在技術實現和開發進度上明顯滯後於1xEV-DO。出於對以上兩方面原因的考慮，國際上越來越多的主流CDMA2000運營商對1xEV-DV的需求明顯降低，而紛紛選擇1xEV-DO。所以，1xEV-DO就成為CDMA2000比較現實的演進技術。

5.5網路結構

CDMA2000行動網路由移動終端（UE）、無線接入網(AN)和核心網（CN）三個部分構成。

1．移動終端

移動終端是用戶接入行動網路的設備。

2．無線接入網

無線接入網實現移動終端接入到行動網路，主要邏輯實體包括1x基站（1xBTS）、1x基站控制器（1xBSC）、HRPD基站（HRPDBTS）、HRPD基站控制器（HRPDBSC）和接入網鑒權、授權、計費伺服器（AN-AAA）和分組控制功能（PCF）。

（1）1x基站：採用CDMA20001x空中接口技術，提供無線收發信息功能。

（2）1x基站控制器：管理多個1x基站，提供語音、數據業務的資源管理、會話管理、路由轉發、移動性管理等功能。

（3）HRPD基站：採用HRPD的空中接口技術，提供無線收發信息功能。

（4）HRPD基站控制器：管理多個HRPD基站

（5）接入網鑒權、授權、計費伺服器：提供接入網級的接入認證功能。

（6）分組控制功能：與1x基站控制器或HRPD基站控制器配合，提供與分組數據有關的無線信道控制功能。

3．核心網

核心網負責移動性管理、會話管理、認證鑒權、基本的電路和分組業務的提供、管理和維護等功能，包括核心網電路域和核心網分組域兩個部分。

（1）核心網電路域

核心網電路域分為兩種，即TDM電路域和軟交換電路域。在實際組網中，核心網可以採用這兩種電路域中的一種，但軟交換電路域是網路演進的方向。如果需要對原來是TDM電路域的核心網採用軟交換電路域進行升級換代時，初期可以新建軟交換電路域，並使兩種電路域同時工作。

TDM電路域採用ANSI41標準，主要邏輯實體包括移動交換中心（MSC）、拜訪位置暫存器（VLR）、歸屬位置暫存器（HLR）和鑒權中心（AC）等。

1)移動交換中心：提供對所管轄區域的移動終端進行呼叫控制、移動性管理、電路交換等功能。

2)拜訪位置暫存器：存儲與呼叫處理有關數據的資料庫，用於完成呼叫接續。

3)歸屬位置暫存器：管理移動用戶信息的資料庫，包括用戶識別信息、簽約業務信息以及用戶的當前位置信息。

4)鑒權中心：產生鑒權參數並對用戶進行認證鑒權。

軟交換電路域採用了控制與承載相分離的網路架構，控制平面負責呼叫控制和相應業務處理信息的傳送，承載平面負責各種媒體資源的轉換，主要網元包括移動軟交換（MSCe）和媒體網關（MGW）。

1)移動軟交換：提供呼叫控制和移動性管理功能。

2)媒體網關：提供媒體控制功能。

（2）核心網分組域

核心網分組域主要邏輯實體包括分組數據服務節點（PDSN）、認證授權和計費伺服器（AAA）、歸屬代理（HA）、外埠代理（FA）、域名伺服器（DNS）和L2TP網路伺服器（LNS）。

1)分組數據服務節點：為用戶提供分組數據業務，具體功能包括管理用戶通信狀態和轉發用戶數據。

2)鑒權、授權、計費伺服器：提供管理用戶的許可權、開通的業務、認證信息、計費信息等功能。

3)歸屬代理：提供移動IP位址分配、路由選擇和數據加密等功能。

4)外埠代理：提供移動IP註冊、反向隧道協商以及數據分組轉發等功能。

5)域名伺服器：提供CDMA行動網路分組域設備的域名解析功能。

6)L2TP網路伺服器：提供國際漫遊用戶的L2TP承載建立、用戶IP位址分配及計費信息轉接等功能。

5.6CDMA20001xEV-DO技術

由於空中接口採用了前向快速功控、反向相干導頻、Turbo碼、動態信道分配、發射分集等新技術，CDMA20001x系統容量和數據速率得到進一步提高。以系統實現的技術版本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；後者前向速率達到307.2Kbps，反向速率達到153.6Kbps。對高速分組數據業務的支持是CDMA20001x技術的最大亮點。為此，系統在物理層引入補充信道，並在網路側增加了兩個重要的設備：分組控制功能（PCF）和分組數據服務節點（PDSN），前者主要是在基站和PDSN之間提供PPP幀的傳輸，是無線鏈路協定（RLP）連線的終止點，後者則是點對點協定（PPP）連線的終止點，為IP數據包提供路由功能。

隨著Internet與信息技術的高速發展，市場對無線數據業務的需求日益增長，而且數據業務向著多樣性、大容量和非對稱方向發展。雖然CDMA20001x的數據速率高於IS-95，但仍然不能滿足數據業務的需求。CDMA20001xEV-DO技術的出現，進一步提高了系統的數據速率。

1．CDMA20001xEV-DO技術的設計思想

數據和語音業務具有不同的特性。數據業務對實時性要低於語音業務，而對誤比特率的要求卻高於語音業務。一般地，前向數據業務的速率需求比反向高出數倍，而語音業務則是前反向對稱的業務。因此，像在CDMA20001x系統中那樣，將數據業務和語音業務通過擴頻碼復用在一起，並通過快速功控來共享基站的發射功率和頻率資源，對於高速數據業務來說系統效率較低。

把數據和語音業務分別放在兩個獨立的載波上承載，是CDMA20001xEV-DO的基本思想，即CDMA20001xEV-DO系統用單獨的載頻來提供高速分組數據業務，傳統的語音業務與中低速數據業務則用CDMA20001x系統承載。不同於CDMA20001x系統採用閉環功控技術以抵消信道衰落影響的傳統方法，1xEV-DO藉助於新的幀結構、更短的時隙，採用前向調度算法，始終以最大功率為當前傳輸速率最高（也即信道條件最好）的終端服務，從而變對抗信道衰落為充分利用信道衰落，實現了系統整體數據吞吐量的提高。

CDMA20001xEV-DO系統的設計最初是針對非實時、不對稱的高速分組數據業務的。作為Internet的無線接入手段，1xEV-DO主要提供網頁瀏覽、檔案下載等前向數據量大、對時延要求不高的傳統網際網路業務，並未考慮滿足實時業務的需求。因此，設計1xEV-DO系統時重點改善了前向鏈路，對反向鏈路的最佳化相對較少。1xEV-DO前向鏈路採樣了時分復用（而不是碼分復用）、自適應調整編碼（AMC）、混合自動請求重發（HARQ）、多用戶調度、功率分配和虛擬軟切換等關鍵技術；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制，基本沿襲了CDMA20001x的技術，僅採用了連續導頻，改善了解調性能。從網路套用的結果來看，系統設計達到了預期目的。以傳輸速率為例，Rev0版本在單扇區系統滿載的情況下，可以提供平均為600Kbps的上網速率，達到與有線網路（如ADSL）基本相同的水平。

2．CDMA20001xEV-DO技術的發展

3GPP2已就1xEV-DO技術推出兩個版本，即Rev0和RevA。

（1）CDMA20001xEV-DORev0

1xEV-DO的核心思想是通過動態控制數據速率而非功率，使每個用戶以可能得到的最高速率通信，基站總以最高功率傳送信號，使處於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隙的方式進行時分復用，並採用了自適應調製編碼（AMC）、動態信道評估以及混合自動重複請求（HARQ）等機制，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前向採用虛擬軟切換機制，移動台在任一時刻只接受來自一個基站的數據。根據實時的動態數據控制（DRC）信息，基站可快速地相互切換。同時，基站測量載乾比（C/I）並在DRC信道向移動台指示最佳基站；移動台則不斷測量導頻強度，並不斷要求一個與當前信道條件相符的數據速率。基站按當時移動台所能支持的最大速率進行編碼，當用戶需求改變及信道條件改變時，動態地確定最佳化的數據速率。在反向，1xEV-DO仍然採用與IS-95、CDMA2000相同的軟切換技術。

1xEV-DO空中接口協定設計簡潔、靈活。協定棧模型按功能分為7層，對應完成不同的功能。各層之間沒有嚴格的上下層承載關係，相互獨立，便於維護。各層協定都可根據終端與網路的配置以及承載業務類型的不同，由終端與網路共同協商、配置。在1xEV-DO空中接口1xEV-DORevA7層協定之上運行TCP/IP協定，為各種數據業務套用提供了統一的技術平台。

但是，1xEV-DORev0是面向非對稱的無線數據業務，在滿足用戶各種新業務方面存在一些不足：

1)前反向業務能力不平衡。1xEV-DORev0前向鏈路的峰值速率達到了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稱限制了對稱型數據業務的開展；

2)對QoS的支持不能滿足業務多樣性要求。1xEV-DORev0系統對服務質量基本上採用盡力而為（BestEffort）的機制，因此，對以可視電話為代表的實時類數據業務，無法提供足夠的QoS技術保證機制；

3)數據與語音業務的並發問題。1xEV-DORev0是以數據方式接入Internet為設計目標，且與電路域沒有任何聯繫，也使1xEV-DO系統難以接收到電路域中關於語音的呼叫信息。解決方案為雙模終端，在使用1xEV-DO網路的同時，周期性地監聽1x網路的尋呼信息，增加了終端電池消耗，也影響1xEV-DO數據業務的使用；

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務信道，只能由多個單播信道完成，造成無線資源的浪費。

（2）CDMA20001xEV-DORevA

1xEV-DORevA是1xEV-DORev0的增強型技術，它通過一系列技術手段，特別是在反向鏈路的物理層採用了HARQ技術，大大改善了數據業務傳送的時延；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到1.8Mbps。

針對1xEV-DORev0的不足，3GPP2在1xEV-DORevA中提出了以下幾點相應的改進方案。

1)提高了系統反向鏈路的數據吞吐率。反向鏈路峰值速率達到1.8Mbps；

2)改進了系統的前向鏈路。前向鏈路增加了對更高數據傳輸速率（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據打包效率，提高了在用戶信道條件好時的瞬時吞吐率；

3)增強了對QoS的支持。系統在物理層、MAC層以及更高層都進行了改進。前向鏈路增加了對更小數據包的支持，利用對時延敏感的小包傳送，而且可以多用戶同時傳送，減少等待時間；反向鏈路採用了子分組傳送，降低平均傳送時延，MAC層採用T2P（Traffic-to-Pilot）技術，有效減小對時延敏感業務的時延和抖動。新增了反向DSC信道，提升切換速度；

4)完善了CDMA20001x與1xEV-DO系統間的雙模操作。為了得到電路域的信息，便於在1xEV-DO系統與CDMA20001x的電路域之間建立聯繫，1xEV-DORevA對網路側進行了改動，使得1xEV-DOAN（接入網）能夠支持CDMA20001x系統互操作的A1接口，以接收來自1xMSC的尋呼訊息、短訊息等電路域信息。為此，RevA空中接口套用層新增了CSSNP（Circuit-SwitchedServiceNotificationProtocol）協定，將電路域訊息封裝為特定的數據包，通過1xEV-DO空中接口定義的隧道協定傳送給雙模終端。

（3）1xEV-DO技術特點

與IS-95/CDMA20001x技術相比，1xEV-DO除了上述在空中接口上的特點外，在射頻參數、技術實現和組網等方面具有如下特點。

1)射頻參數方面。1xEV-DO與IS-95/CDMA20001x具有相同的RF特性、碼片速率、功率要求、覆蓋區域，從而最大限度地保護了運營商的現有投資，使得網路進行1xEV-DO升級時，能夠直接使用現有IS-95/CDMA20001x的射頻部分。事實上，大部分廠家均支持通過1x設備升級的方式來實現HRPDBTS和HRPDBSC的功能。

2)技術實現方面。1xEV-DO與IS-95/CDMA20001x具有相同的功率控制、軟切換、接入過程、編碼等技術，可以使設備商利用IS-95/CDMA20001x方面的成熟經驗，較方便地研製1xEV-DO產品。

3)組網方面。1xEV-DO在組網方面靈活。對於只需要分組數據業務的用戶，可以單獨組網；對於同時需要語音、數據業務的用戶，則可以與IS-95/CDMA20001x聯合組網，同時提供語音和高速分組數據業務。另外，對於同時支持CDMA20001x和1xEV-DO的雙模終端，1xEV-DO技術還提供了在兩個系統間進行切換的機制。