簡介
兩者區別主要是:CDMA2000 1x
EV-DO Rev. 0:
上行速率最大為 1536Kbps;
下行速率最大為 3.1Mbps。
CDMA2000 1x EV-DO Rev.A:上行速率最大為 1.8Mbps;下行速率最大為 3.1Mbps。
EVDO (EV-DO)實際上是三個單詞的縮寫:Evolution(演進)、Data Only。其全稱為CDMA2000 1xEV-DO,是CDMA2000 1x演進(3G)的一條路徑的一個階段。
設計思想
1X EVDO 是一種專門為高速
分組數據傳送而最佳化設計的CDMA2000
空中接口技術。
隨著無線接入到網際網路(Internet)需求量的增長,對無線分組數據業務的需求也隨之增長,以
無線區域網路為代表的無線接入技術雖然能提供較高的
頻寬,但是,在安全性、計費和覆蓋等方面的局限性,限制了它的套用,如果通過
蜂窩移動通信網路提供無線網際網路業務,無疑具有極大的套用前景。同時考慮到與以 ADSL為代表的有線數據網路競爭的需要,要求這種新的
蜂窩網路至少能提供與 ADSL 相比擬的數據頻寬。
鑒於此,
高通公司從1996 年開始開發了
HDR(High Data Rate)技術,並於2000 年被
TIA/EIA 接受為 IS856 標準(以 Release 0 版本發布),又稱為
HRPD(High Rate Packet Data)或1X EVDO。1X 表示它與 CDMA2000 1X 系統所採用的
射頻頻寬和
碼片速率完全相同,具有良好的後向
兼容性;EV(Evolution)表示它是 CDMA2000 1X 的演進版本;DO(Data Optimization)表示它是專門針對
分組數據業務而經過最佳化了的技術。1XEVDO於2001年被 ITU 接受為
3G技術標準之一。
1X EVDO 系統最初是針對非實時、
非對稱的高速分組
數據業務而設計的。高速傳送是對1X EVDO 系統設計的核心功能要求,高速意味著需要基於有限的
頻寬資源,利用
蜂窩網路向移動用戶提供類似於有線網路(如
ADSL)那樣的高速數據業務。最初設計1X EVDO 系統時,主要是為了提供網頁瀏覽、檔案下載等無線網際網路業務,它們要么具有非實時的特點,對業務的QoS 保證沒有嚴格的要求;要么具有非對稱的特點,要求前向鏈路的傳送速率和
吞吐量明顯高於反向鏈路。顯然,隨著業務的發展,對1X EVDO 系統功能要求也將隨之提高。
在CDMA2000 1X 系統中,中低速
數據業務和語音業務是
碼分復用的,共享基站發射功率、
擴頻碼和頻率資源。基站通過快速
閉環功率控制技術補償因信道衰落帶來的影響,從而獲得較高的頻譜利用效率,對於中低速數據及語音業務而言,這是最佳的選擇。但是,對於高速
分組數據業務,這種快速功率控制並不能保證系統具有很高的頻譜利用效率,尤其是當高速分組數據業務與傳統的語音業務採用碼分方式共享頻率和基站
功率資源時,系統效率會較低。
1X EVDO 系統的基本設計思想是將高速分組數據業務與低速語音及數據業務分離開來,利用單獨載波提供高速分組數據業務,而傳統的語音業務和中低速分組數據業務由CDMA2000 1X 系統提供,這樣可以獲得更高的頻譜利用效率,網路設計也比較靈活。
在具體設計時,應充分考慮到1X EVDO 系統與CDMA2000 1X 系統的兼容性,並利用CDMA20001X/1X EVDO雙模終端或混合終端(Hybrid Access Terminal)的
互操作,來實現低速語音業務與高速
分組數據業務的共同服務。
從網路結構設計上看:1X EVDO 繼承了CDMA2000 1X 的分組
核心網及其與
無線接入網的互操作規範;由於1X EVDO 網路是
數據業務專用網,故不存在電路核心網,其接入鑒權功能由無線接入網完成,要求增加無線接入網與接入鑒權功能實體之間的互操作;1X EVDO與CDMA2000 1X 網路結構設計的主要區別體現在空中接口的設計上,
空中接口協定棧模型按功能分層,各層之間沒有嚴格的上下層承載關係,業務數據自上而下進行
封裝時可以跨越部分協定層。由於1X EVDO 與CDMA2000 1X 網路結構上的上述聯繫和差異,兩者在數據呼叫流程上也存在一定的聯繫和差異。
從無線鏈路設計上看:當初設計1X EVDO 系統的目的在於提供
非對稱的高速分組數據業務,系統設計最佳化的重點在於前向鏈路,對反向鏈路的最佳化相對較少。1X EVDO 前向鏈路採用了
時分復用、
自適應調製編碼、混合
自動重傳請求(
HARQ)、多用戶調度、功率分配和虛擬軟切換等關鍵技術;1X EVDO 反向鏈路採用了速率控制和
功率控制等關鍵技術。1XEVDO 系統關鍵技術與其
空中接口的實現密切相關,通常也被看作空中接口關鍵技術。
從網路安全性設計上看:1X EVDO 分組
核心網安全機制與CDMA2000 1X 分組核心網安全機制相同;1X EVDO
無線接入網安全機制與CDMA2000 1X 存在較大差異,1X EVDO 採用了新的空中接口安全機制和接入鑒權機制。
從業務提供能力上看:由於1X EVDO 系統最初是為了提供非實時業務而設計的,故缺乏明確的QoS 業務設計要求;隨著多媒體
數據業務的發展,1X EVDO Release A 版本將能夠提供完整的端到端的QoS 業務。
從系統性能上看:1X EVDO
系統最佳化主要體現在前向鏈路,在相同的邊緣覆蓋條件下,1X EVDO 可以提供的數據
吞吐量遠高於CDMA2000 1X;1X EVDO 反向鏈路所作最佳化相對較少,反向鏈路覆蓋和系統
容量與CDMA2000 1X 比較接近。
從組網方式上看:1X EVDO 採用單獨的載波提供
分組數據業務,可以單獨組網;考慮到1X EVDO 與CDMA2000 1X 在
射頻頻寬、
碼片速率、鏈路覆蓋等方面的一致性,兩者也可以混合組網。
從
網路規劃最佳化來看:1X EVDO 繼承了傳統CDMA 系統所具有的網路規劃最佳化的準則、方法和流程等;1X EVDO 系統設計的特點決定了它在網路規劃最佳化上的特殊要求。
技術特徵
從網路結構設計上看,EVDO 與CDMA2000 1X 的差異主要體現在空中接口設計上。EVDO 網路只提供分組業務,
空中接口的設計相對比較簡單,其中採用了按功能分層的思想,將空中接口分為七個協定層,各協定層功能可以獨立完成,也可以根據需要決定是否全部實現。
從無線鏈路的設計上看,當初設計EVDO 系統的目的在於提供非對稱的高速
分組數據業務,系統設計最佳化的重點在於前向鏈路。為了解決前向鏈路的高速分組在無線鏈路的可靠性傳送問題,並實現系統
吞吐量的最大化,EVDO 系統前向採用了
時分復用、多用戶調度、鏈路
自適應、HARQ 和速率控制等多種關鍵技術。
發展階段
這一路徑有兩個發展階段:
第一階段叫1xEV-DO,
第二階段叫1xEV-DV
1xEV-DV意為“Data and Voice”,它可以在一個CDMA載頻上同時支持語音和數據。
2001年10月 3GPP2決定以
朗訊、高通等公司為主提出的L3NQS標準為框架,同時吸收摩托羅拉、諾基亞等提出的1xTREME標準的部分特點,來制定1xEV-DV標準。2002年6月,該標準最終確定下來,其可提供6Mbps甚至更高的
數據傳輸速率。
1xEV-DO是一種針對
分組數據業務進行最佳化的、
高頻譜利用率的CDMA
無線通信技術,可在1.25MHz
頻寬內提供峰值速率達2.4Mbps的高速數據傳輸服務。這一速率甚至高於WCDMA 5MHz頻寬內所提供的最大
數據速率。為了在不影響現有網路話音通信的前提下支持高速
數據業務,1xEV-DO 採用了將語音信道和數據信道分離的方法。這是因為數據和語音具有不同的特性。如延時,數據速率對實時性要求低於語音業務;
誤碼率,數據業務對
誤比特率的要求高於語音業務;前反向
非對稱,一般而言,前向數據業務(基站到
移動台)的速率需求較反向高出數倍。而語音業務則為嚴格的對稱業務。
1xEV-DO與現有
IS-95 和 CDMA2000 1x網路兼容,從而很好地保護了IS-95 及 CDMA2000 1x運營商的現有投資。其中,1xEV-DO的
碼片速率、
功率需求、信道
頻寬與 IS-95及 CDMA2000 1X相同; 1xEV-DO可沿用現有
網路規劃及
射頻部件,基站可與IS-95或 CDMA2000 1x合一,成本低廉。1xEV-DO的
功率控制與
軟切換的方式與 IS-95 及CDMA2000 1x不同,其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。前向鏈路使用可變
時隙的方式
時分復用。在 1xEV-DO中,接入點總以最高功率傳送,使處於有利位置的用戶得到非常高的速率。前向信道上, 1xEV-DO採用
虛擬軟切換機制,
移動台在同一時刻只接收來自同一接入點的數據。根據實時的DRC(動態速率控制)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接入點;移動台不斷測量
導頻強度,並不斷要求一個與當前信道條件相符合的
數據速率。接入點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用與
IS-95,CDMA2000 1X相同的
軟切換技術,
移動台傳送的信息被多個接入點接收;還有,支持高速
分組數據突發。1xEV-DO採用 Turbo 編碼技術,反向具有連續的導頻。使解調性能得到改善。此外,CDMA2000 1xEV-DO採用增強的無線鏈路協定(
RLP),與TCP協定共同減少
誤幀率。其強大的空中鏈路鑒權與加密算法保證了用戶的安全。
EV-DO Rev A技術特點:前反向峰值速率大幅度提高
與EV-DO Rev 0相比,在EV-DO Rev A中不僅前向鏈路峰值速率從2.4Mbps提升到3.1Mbps的新高度,更重要的是反向鏈路得到了質的提升。隨著套用增量傳送及靈活的分組長度的結合,以及HybridARQ和更高階調製等技術在反向鏈路的引入,DO Rev A實現了反向鏈路峰值速率從DO Rev0的153.6Kbps到1.8Mbps的飛躍。
小區前反向
容量均衡:通過在手機中採用雙天線接收
分集技術和
均衡技術,
EV-DO Rev A的前向
扇區平均容量可以達到1500Kbps,較EV-DO Rev 0(平均小區容量850Kbps)提高75%。EV-DO Rev A的反向平均小區容量也得到大幅度的提升,從EV-DO Rev 0的300Kbps增加100%,達到600Kbps。如果基站上採用4分支接收分集技術,反向平均小區容量還可進一步提高至1200Kbps。
全面支持
QoS:與EV-DO Rev 0相比,EV-DO Rev A在
QoS支持方面進行了最佳化,取得了顯著提高,具體體現在以下方面:
靈活和有效的QoS控制機制,
EV-DO Rev A中引入了多流機制,使系統和
終端可以基於套用的不同QoS要求,對每個高層
數據流進行
資源分配和調度控制。同時,EV-DO Rev A中還提高了反向活動指示信道的
傳輸速率,使終端可以實時跟蹤網路的負載情況,在系統高負載時,保證低
傳輸時延數據流的數據傳輸。此外,EV-DO Rev A還引入了更多的
數據傳輸速率和
數據包格式,使系統可以更靈活地進行調度。總之,EV-DORevA在保證系統穩定性的前提下,可以靈活而有效地滿足不同數據流的傳輸要求,從而在一部終端上可以同時支持實時和非實時等多種業務。
低接入時延,EV-DO Rev A對接入信道和
控制信道均進行了最佳化。首先,在接入信道上可以支持更高的
傳輸速率和更短的接入前綴,使用戶可以在發起服務請求時更快地接入網路;其次,在控制信道上可以支持更短的尋呼周期,使用戶可以較快地回響來自網路的服務請求;此外,
EV-DO Rev A高層協定中引入了三級尋呼周期機制,使
終端可以適配
網路服務情況的同時降低功耗,提高待機時間。這對支持需要頻繁建立和釋放信道的業務,如即按即講(
PTT)和
即時通信(IMM)等非常重要。
低
傳輸時延,在進行數據傳輸時,EV-DO Rev A引入了高容量模式和低
時延模式。採用低時延模式可以採用不同的功率來傳輸某
數據包的各子
信息包。對首先傳輸的子信息包採用較高功率發射,從而使該數據包提前終止傳輸的機率提高,降低了平均傳輸時延。這對支持入
VoIP和
可視電話等實時業務十分重要。 低切換時延,
EV-DO Rev A中引入了DSC信道,使終端基於信道情況選擇其他服務小區時,可以向網路進行預先指示,提前同步數據傳輸佇列,大大降低了前向切換時延。這對支持VoIP和可視電話等實時業務十分重要且效果顯著。
新業務
EV-DO Rev A支持的新業務,得益於大幅度提高的前反向峰值速率和平均小區容量以及對
QoS的支持,EV-DO Rev A系統除了可以明顯提高用戶對於已在
CDMA1X和EV-DO Rev 0網路上開展的服務的體驗外,還可以支持很多對QoS有較高要求的新業務。
可視電話:作為一項有代表性的3G業務,可視電話業務一直受到運營商的特別關注。可視電話業務可以提供實時的語音和視頻的雙向通信。移動用戶可以通過可視電話與其親友和朋友分享重要的時刻及其感受。運營商還可以在可視電話之上開發其他的增值服務,如可視會議、多人互動遊戲、保險理賠、遠距離醫護、可視安全系統等等。可視電話具有高
頻寬和高實時性的要求,因此應在能保證
QoS的
EV-DO Rev A網路上開展。EV-DO Rev A中大幅提高的反向速率和反向的
頻譜效率,是可視電話業務順利開展的保證。EV-DO Rev A的QoS機制可以支持可視電話要求的快速呼叫建立、低端到端延時、快速切換。另外,採用接收
分集技術將可以更好地提升
可視電話的
服務質量。
VoIP及VoIP和數據的並發業務:順應網路和業務向全IP化演進的趨勢,EV-DO Rev A還可以支持分組網路上的
VoIP業務。與可視電話一樣,VoIP有較高的實時性要求,這些都可以通過EV-DO Rev A特有的QoS機製得到保證。但另一方面,相比於可視電話業務,VoIP所需的
頻寬較低,而對打包效率和抗
時延抖動有更高的要求。
EV-DO Rev A中針對VoIP將
數據包格式進行了最佳化。同時,為更好地支持語音特性的數據包的傳輸,
3GPP2還制定了C.S0063規範,定義了基於
segment的
成幀技術和頭
壓縮技術。
EV-DO Rev A每
扇區可以支持高達44個
VoIP呼叫,已超過
CDMA1X網路上的電路型語音的容量。若採用如接收分集和干擾消除等技術,容量還可進一步增大。
在EV-DO Rev A網路上開展
VoIP業務,用戶不僅可以獲得與電路型語音業務相同的話音質量,還可以通過一部終端,進行語音和數據的並發通信。例如在通話時收發Email和上網瀏覽,或是在通話的同時,向對方傳送多媒體內容,如文本、圖片、音頻、視頻等。甚至可以在進行數據套用的同時(如下載或移動遊戲等),發起和接聽語音呼叫。
Push-to-Connect和即時多媒體通信:Push-to-Connect(PTC)業務是一種一對一或群組間
半雙工的即按即講業務。即時多媒體通信又使PTC擴展到可以包含文本、圖片和視頻等多媒體。除了和
可視電話及VoIP一樣,要求快速呼叫建立、低端到端延時及快速切換等之外,PTC和IMM還要求網路有能力支持頻繁和快速的呼叫建立和釋放。EV-DORevA在接入信道上引入的更高的
傳輸速率和更短的接入前綴,在高層協定中引入的三級尋呼周期機制,可以使
終端在滿足上述要求的同時降低功耗,提高待機時間。
同時EV-DO Rev A還針對數據量較少、但
數據包很頻繁的遊戲套用設計的非常靈活的組包方式。如可以將若干個用戶小的數據包組成一個較大的數據包進行傳送,即保證了
傳輸效率,又減小了數據包的傳輸等待
時延。
基於
BCMCS的
多播業務:
EV-DO提供更高的前反向扇區
容量和峰值速率,使用戶可以快速下載或上傳大量數據。但是EV-DO網路提供的是
單播技術,即網路上傳輸的數據僅能夠為一個用戶所接收。當小區內的很多用戶需要同時接收相同的內容時,如很多用戶同時觀看相同的
流媒體內容,單播方式將占用大量的
網路資源,使網路處於高負載狀態。這種情況下單播方案是一種很不經濟的傳輸方式。
為了以較經濟的方式向大量用戶同時傳送多媒體內容,
3GPP2先是於2004年3月完成了基於DO Rev0的金牌多播標準,後又於2005年8月完成了採用
OFDM調製方式的鉑金多播標準,相關
BCMCS地面
網路標準也已於2005年完成。通過在廣播
時隙上採用OFDM調製方式,鉑金
多播較基於DO Rev 0的金牌多播可以實現大約3倍的容量提升,在98%的覆蓋範圍內可實現1.2Mbps的數據速率(DORev0在雙天線接收的情況下為409.6Kbps)。金牌多播和鉑金多播可以與DO共享一個載波,使DO載波在網路忙時和閒時均能得到充分地利用。
運營商可以在部署
EV-DO Rev A系統的同時,在同一個載波上分配一些時隙部署BCMCS並在BCMCS平台上逐步開發一些有特色的服務,如與移動電視和DO
單播相捆綁的綜合多媒體傳送服務;也可將現在受到廣泛關注和認可的基於
CDMA1X單播分組網路的
流媒體業務過渡到
BCMCS平台,提升網路傳送視頻流媒體的
容量,以降低業務成本。
比較
(2)兩者的
射頻特性相同,包括3個方面。一是兩者使用的載頻特性相同,但EVDO必須單獨使用一個載頻;二是射頻子系統相同,兩者可以共用;三是無線傳播模型、
路徑損耗計算方法相同。
(4)兩者均為反向覆蓋受限。
(5)兩者的反向覆蓋半徑接近,因此兩者的
網路拓撲結構可以相似。