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CDMA技术:先进的平滑升级与未来演进
  2008-07-17 15:22:30     

C网归属中国电信后,它的发展空间将会更为广大。现在,全世界都在或正在考虑把无线网络升级过渡到3G。中国电信也不例外,会把C网尽快地升级过渡到3G。相较于G网,C网的前/后向兼容性较好,拥有直接从2G/2.5G快速平滑过渡到3G且成本低的优势。

总体上讲,C网提供两大类应用,一类是语音,另一类是数据。根据这两大类应用CDMA2000演进可分为两大路径。第一路径是继续提高语音容量,从CDMA2000 1X演进到1X增强版。第二路径是从CDMA2000 1X标准演进到EV-DO版本0;然后从EV-DO版本0演进到EV-DO版本A以及EV-DO版本B再到EV-DO增强版;而后,根据无线数据业务需求,还可以在新的更宽的频谱上部署OFDMA系统来扩展数据能力。这两条路径同时存在,一条是平滑地把语音容量增到极大,可达到每扇区120个同时通话,让网络和频谱投资最大化,另一条是使数据能力达到极大,如EV-DO增强版的上行和下行的峰值速率,在使用4个EV-DO载波时,可分别达到12.4Mbps和34.4Mbps。

此外,3GPP2还发布了基于CDMA 1x EV-DO系统、支持广播业务的黄金多播(C.S0054-0)和采用OFDM的白金多播(C.S0054-A)标准。

CDMA2000 1X到1X增强版的平滑演进

如果CDMA网采用的是EVRC声码器和单天线接收,每扇区的容量是35个同时通话;如采用的是EVRC-B声码器和单天线接收,每扇区的容量是49个同时通话;如采用的是EVRC-B声码器和双天线接收,则每扇区的容量是55个同时通话。更进一步,如聪明地利用1/8空白速率帧,使用更有效的闭环功控、反向链路提早结束(earlytermination)、前向链路提早结束(earlytermination)、前向链路干扰抵消(QLIC)、QOF等技术,并采用双天线接收的话,则每扇区的容量可高达120个同时通话。总之,1X增强版显著增加了语音容量,同时让网络和频谱投资最大化。

CDMA2000 1X到EV-DO版本0的平滑演进

从CDMA2000 1X演进到EV-DO版本0,需要在原有的1X基站上增加一个专门用来做高速数据传输的载频,并且还需要增加新的PCF(分组控制功能模块),它可与1X系统共用同一个PDSN。

EV-DO精良的设计,体现在该技术的向下兼容性方面。从射频的角度来看,1x EV-DO系统和1X系统具有相同的射频特性。无论在基站侧,还是在手机端,1x EV-DO都使用与1X相同的码片速率、链路预算、信道带宽和射频设计。这样的兼容特性使得1x EV-DO可沿用现有网络的规划及射频部件,从而保护了运营商的投资及利益。1x EV-DO基站还可与CDMA2000 1X的基站合一,实现低成本网络部署,并允许用户经由1X的载波使用高质量的话音服务和通过1x EV-DO的载波使用高性能的移动数据业务。

EV-DO版本0到EV-DO版本A的平滑演进

从EV-DO版本0演进到EV-DO版本A,只需要对EV-DO版本0网络设备进行软件更新,同时升级基站中的信道板,而对于基站系统中的其他硬件设备则完全可以保留重用。

EV-DO版本A完全后向兼容EV-DO版本0。EV-DO版本0终端可以在EV-DO版本A网络中获得服务;同时,如果沿用原有的网络规划和链路预算,可以保证用户获得更高的服务质量(如高传输速率、低传输时延等)。通过将信道板升级到EV-DO版本A,可以极大地提高反向传输速率。此外,针对网络部署的不同情况,EV-DO版本A标准还支持终端在EV-DO版本A和EV-DO版本0网络之间的快速切换。EV-DO版本A终端同样完全后向兼容EV-DO版本0,当版本A终端进入版本0的网络时,可以用版本0方式接入系统。终端和网络的后向兼容性保证了运营商可以逐步向版本A演进,保护了对原版本0网络和终端的投资。

由于EV-DO版本A设备已经成熟,运营商也可以选择跳过EV-DO版本0而直接从CDMA2000 1X升级为EV-DO版本A。此时运营商需要增加新的EV-DO版本A基站信道板,升级基站软件,增加新的PCF,升级PDSN以支持QoS等,但可以重复利用已有的其他系统硬件设备、站址设备和无线网络规划等投资。

在某些市场,EV-DO版本0已商用多年,一般人也比较熟悉,而什么是EV-DO版本A呢?除了在前反向链路数据传输能力的增强之外,尤其值得一提的是EV-DO版本A针对各种实时业务及应用,如广播、VoIP、可视电话、在线游戏、实时多媒体业务等,进行了专门的设计和优化,可以充分有效地支持这些业务。现在就EV-DO版本A的主要特点和增强特性介绍如下:

●前反向峰值速率大幅度提高

EV-DO版本0相比,在EV-DO版本A中不仅前向链路峰值速率从2.4Mbps提升到3.1Mbps的新高度;更重要的是反向链路得到了质量的提升。随着增量传送、灵活的分组长度结合、Hybrid ARQ和更高阶调制等技术在反向链路的引入,EV-DO版本A实现了反向链路峰值速率从EV-DO版本0的153.6kbps到1.8Mbps的飞跃。

●小区前反向容量均衡

通过在手机中采用双天线接收分集技术和均衡技术,EV-DO版本A的前向扇区平均容量可以达到1.5Mbps,较EV-DO版本0(平均小区容量850kbps)提高了75%。EV-DO版本A的反向平均小区容量也得到大幅度的提升,从EV-DO版本0的300kbps增加了100%,达到600kbps。

●全面支持QoS

与EV-DO版本0相比,EV-DO版本A在QoS支持方面也进行了优化,有了显著提高。因为EV-DO版本A大幅度提升了前反向峰值速率和平均小区容量以及对QoS的支持,EV-DO版本A系统除了可以明显地提高用户对已在1X和EV-DO版本0网络上开展的服务体验外,还可以支持很多对QoS有较高要求的新业务,包括可视电话、VoIP、VoIP和数据的并发业务、Push-to-Connect、即时多媒体通信(IMM)、低时延的交互式移动游戏以及广播/多播应用。

EV-DO版本A到EV-DO版本B的平滑演进

基于EV-DO版本B,基站和终端之间可以在前反向多个载波上同时传送数据,从而获得更高的峰值传输速率和系统吞吐量。

EV-DO版本B可以通过支持多个载频的EV-DO版本A基站进行升级来实现,这需要对基站和基站控制器进行软件更新。根据系统升级是对不同传输模式的支持要求,可以有针对性地升级基站中的信道板,而对系统中的其他设备完全保留。

EV-DO版本B完全后向兼容EV-DO版本0和EV-DO版本A。EV-DO版本A和EV-DO版本0终端可以无缝接入到EV-DO版本B网络中获取服务。多个载频的引入可以有效地均衡系统负载、提高系统稳定性和用户的服务质量;通过先进的多载频部署和调度机制,EV-DO版本B网络还可以更有效地支持VoIP和可视电话等实时业务。

EV-DO版本B到EV-DO增强版的平滑演进

EV-DO增强版完全后向兼容EV-DO版本0、EV-DO版本A和EV-DO版本B。EV-DO版本B、EV-DO版本A和EV-DO版本0的终端可以无缝接入到EV-DO增强版网络中获取服务。其性能有进一步提高,其单峰值速率提高,前向2×2MI-MO:3载波达到25.8Mbps,反向16QAM:3载波达到9.3Mbps。当采用前向预编码MIM,小区边缘性能的增益约25%;当前向采用2×2MIMO时,频谱效率提高约20%增益;反向采用更短的子帧时,频谱效率提高约10%增益。其在延迟方面也有增强,如连接建立时延减少,采用为反向短子帧时,ping的往返时延约为20ms。

*   *   *

CDMA网络的升级与演进是平滑的而且前后向兼容。CDMA平衡演进的特性使CDMA网络快速升级。因此,可在尽可能短的时间内进行网络部署,促使CDMA网络保持技术先进性。EV-DO性能和路线发展为运营商提供了领先的3G技术,其高频谱效率,低时延可支持所有的QoS应用,在频谱(1.25MHz)使用上有最大的灵活性,并且确保现有网络资产的再利用。

(人民邮电报)

 

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