（通信与信息系统专业论文）cdma20001xevdo核心网规划研究.pdf

南京邮电大学工程硕士学位论文摘要 摘要 现阶段，国内电信运营商已经开始建设3 g 网络，c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 是我国应用的 三代移动通信技术之一。如何利用现有网络，如何向3 g 演进，如何搭建3 g 网络，这些 问题都将在网络规划中找到答案；而作为移动通信网络中的重中之重，核心网络的规划 尤其不可小觑。因此，我们展开了对c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 核心网络规划的研究。 论文首先概述了c d m a 2 0 0 0 标准的演进，在分析了c d m a 2 0 0 0l xe v d o 几个版本的 情况后，提出了c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 版本选择的建议；同时，分析了l xe v - d or e v a 的网络架构，包括各功能实体及接口等内容，并对比了其核心网与c d m a 2 0 0 0l x 分组核 心网的差异。 然后，论文结合我国移动运营商的网络情况，对我国c d m a 核心网络的演进方向进 行分析；并针对如何利用现有的1 x 核心网，如何搭建l xe v - d o 核心网，如何设置p d s n 、 a a a 关键网元等内容展开讨论；提出了c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v a 核心网络规划的建 设性意见，并将其应用到了河南联通c o m a 核心网规划中。该研究成果对今后l xe v - d o 核 心网规划工作具有积极的借鉴意义。 南京邮电大学工程硕士学位论文 摘要 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，d o m e s t i ct e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r sh a v eb e g u nt oc o n s t r u c t3 g n e t w o r k ，c d m a 2 0 0 0h e v d oi so n eo ft h e 3 gt e c h n i q u e sa p p li c a t e di nc h i n a h o w t ou s ec u r r e n tn e t w o r k ，h o wt oe v o l v et o3 gn e t w o r k ，h o wt oc o n s t r u c t3 g n e t w o r k ，n e t w o r kp l a n n i n gw i l lg i v et h ea n s w e r a n dt h ec o r en e t w o r ki st h em o s t i m p o r t a n ti nm o b il et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ，t h u sw ec o u l dn o tu n d e r e s t i m a t e t h ec o r en e t w o r kp l a n n i n g s o ，w eh a v eb e g u nt or e s e a r c ht h ec o r en e t w o r kp l a n n i n g o fc d m a 2 0 0 0lxe v d o f i r s t ，t h ep a p e ro v e r v i e w e dt h ee v o l u t i o no fc d m a 2 0 0 0s t a n d a r d ，a n da n a l y s e d t h ef o u rv e r s i o n so fc d m a 2 0 0 0i xe v d o ，t h e ng a v et h es u g g e s t i o no ft h ec h o i c e o fc d m a 2 0 0 0l xe v d ov e r s i o n a tt h es a m et i m e ，t h ep a p e ra n a l y s e dt h en e t w o r k a r c h i t e c t u r eo fhe v d or e v a ，i n c l u d e df u n c t i o ne n t i n i t e sa n di n t e r f a c e s ， t h e nc o m p a r ei xe v d or e v ac o r en e t w o r kw it hc d m a 2 0 0 0l xp a c k e tc o r en e t w o r k ，a n d f i n do u tt h ed if f e r e n c e t h e n ， b a s e do nt h ec u r r e n tn e t w o r ko fd o m e s t i ct e l e c o m m u n i c a t i o n o p e r a t o r ，t h ep a p e ra n a l y s e dt h ee v o l u t i o no fd o m e s t i cc d m ac o r en e t w o r k ，a n d d is c u s s e dh o wt ou s et h ec u r r e n tl xc o r en e t w o r k ，h o wt oc o n s t r u c tt h e l xe v d o c o r en e t w o r k ，h o wt os e tu pp d s na n d 从a e t c a n dg i v e dt h es u g g e s t i o n st ot h e c o r en e t w o r kp l a n n i n go fc d m a 2 0 0 0l xe v d or e v a ，t h e nu s e di nh e n n a nu n i c o mc d m a c o r en e t w o r kp l a n n i n g ，i tw i l lb eag o o dr e f e r e n c ef o rt h ep l a n n i n go fl xe v d o c o r en e t w o r ki n t h ef u t u r e 南京邮电大学工程硕士学位论文第一章前言 1 1 课题研究背景 第一章前言 目前，我国各大电信运营商均已开始规划、部署未来的3 g 网络，中国 移动、新联通、中国电信分持t d - s c d m a 、w c d m a 、c d k a 2 0 0 0 的3 g 牌照，开 始基于现有2 g 向3 g 网络演进的建设；其中，中国移动和新联通现有的2 g 网络均为g s m ，中国电信现有2 g 网络则为从原联通收购的c d r a a 2 0 0 0l x 。 作为国内唯一的c d m a 2 0 0 0l x 网络，应该怎么迈出向3 g 演进的脚步，应该 怎样进行3 g 网络建设，种种疑问都需要在移动网络规划中找到答案。 作为移动通信网络中的重中之重，核心网的角色正是有如其名，它负 责着语音和数据各类业务呼叫的接续、计费、移动性管理等关键工作；没 有核心网的强大支撑，再完美的无线覆盖网络、再新颖的业务服务系统都 将形同虚设。因此，移动核心网络规划在移动网络规划中的地位也不可小 觑。 在联通c d m a 网络尚未被中国电信收购之前，联通总部初步委托我院 ( 中讯邮电咨询设计院) 以河南联通为试点做联通c d m a 网络专项发展规划； 本文作者作为项目总负责之一，主要承担了河南联通c d m a 网络专项发展 规划中核心网的演进发展及网络规划建设的编写工作。 本论文正是基于这样一个3 g 大潮中的契机，展开对c d m a 核心网络规划 的研究，从电路域及分组域核心网的演进趋势，到2 g 升级至3 g 核心网的 关键变数，再至如何基于现有网络搭建1 xe v d o 核心网，在规划研究中为 运营商关注的等等焦点问题一一寻找答案。 1 2 研究内容 本论文先从c d m a 2 0 0 0 标准的演进入手访寻l xe v - d o 提出的背景及1 x e v d o 各版本的差异，通过分析讨论提出1 xe v d o 版本选择的建议；而后， 针对建议版本的1 xe v d or e v a 网络架构进行研究，并通过分析对比其核 南京邮电大学工程硕士学位论文第一章前言 心网与我国现有l x 分组核心网的架构差异，为下一步的核心网规划寻根查 疑。 然后，基于我国现有c d m a 2 0 0 0l x 核心网的现状，综合考虑网络发展 趋势及技术设备成熟度，研究我国c d m a 核心网络的演进方向。在确定核心 网络的演进目标后，再针对如何基于现有2 g 核心网搭建3 g 核心网展开探 讨，包括各关键核心网元如何设置、有何新的功能需求等等，以期最终为 c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 核心网的规划提供建议参考。 1 3 论文结构 论文其他各章节安排如下： 第二章对c d m a 2 0 0 0 标准的演进进行了描述，包括各类标准不同时期版 本的简单介绍以及1 xe v d o 不同版本间的差异等，并对l xe v - d o 版本的 选择提出建议。而后对l xe v - d or e v a 的网络架构进行了介绍，主要包括 各网元功能简介、接口简介及其相对1 x 分组核心网的架构对比。 第三章对于我国c d m a 核心网的演进提出建议，包括电路域核心网和分 组域核心网如何演进，以及c d m a 核心网的远景展望。 第四章针对l xe v - d or e v a 核心网络的建设提出建议，包括p d s n 、 a a a 、a n a 从、多播组播相关的p d s n 及h a a a 的设置方案探讨，以及各核心 网元的功能需求、相关接口等内容。 第五章根据现在河南c d m a 核心网的建设情况，对作者一年前完成的 河南联通c d m a 网络专项规划的相关结论进行验证。 第六章结束语。 2 南京邮电大学工程硕士学位论文 第二章l xe v - d o 标准的演进及版本选择 第二章l xe v d o 标准的演进及版本选择 2 1e d m a 2 0 0 0 标准概述 2 1 1l xe v - d o 标准与c d m a 2 0 0 0 标准的关系 c d m a 2 0 0 0 1 xe v - d o 是c d m a 2 0 0 0 标准旗下的一支技术，目前业界普遍称其 为3 g 技术，称c d m a 2 0 0 0l x 为2 5 g 或2 7 5 g 技术。以下两小节，我们将从 c d m a 2 0 0 0 标准的演进路线中寻访到l xe v - d o 的脚印。 2 1 2c d m a 2 0 0 0 标准的缘起 c d m a 2 0 0 0 标准是从c d m ai s - 9 5 标准发展起来的，人们将基于i s 一9 5 标准系列的c d m a 系统称为c m d a o n e 系统，它包括更多相关标准，如：i s 一9 5 、 i s 一9 5 a 、t s b 一7 4 、s t d - 0 0 8 及i s - 9 5 b 。c m d a o n e 系统向第三代移动通信系 统演进时，美国电信工业协会( t i a ) 制定了c d m a 2 0 0 0 标准，并提交给了i t u 国际电信联盟( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ) 。 i t u 提出了i m t 一2 0 0 0 概念，意指工作在2 0 0 0 m t t z 频段并在2 0 0 0 年左 右投入商用的国际移动通信系统( i n t e r n a t i o n a lm o b il et e l e c o m s y s t e m ) ，i m t 一2 0 0 0 支持的网络称为第三代移动通信系统，简称3 g 。经过 多年的发展，i t u 最终通过了3 种i m t 一2 0 0 0 的无线接口规范，包括：欧洲 电信标准化协会( e t s i ) 提交的w c d m a ，中国电信科学技术研究院( c a t t ) 提 交的t d - s c d m a 和t i a 提交的c d m a 2 0 0 0 。 值得一提的是，c d m a 2 0 0 0 具体规范的制定是靠地区性标准化组织来完 成，i t u 主要起领导作用；这个地区性标准化组织即3 g p p 2 、3 g 标准化合 作组织2 ( t h e3 r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t2 ) 。 2 1 3e d m a 2 0 0 0 标准演进概述 c d m a 2 0 0 0 系统有多种工作方式，其中独立使用一个1 2 5 m h z 载波的方 式称为c d m a 2 0 0 0 - 1 x ( 其空中接口技术也叫1 x r t t 、l x 无线传输技术) ，将 3 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章ixe v - d o 标准的演进及版本选择 三个1 2 5 m l l z 载波捆绑在一起使用的方式称为c d m a 2 0 0 0 - 3 x ( 其空中接口技 术也叫3 x r t t ) ：c d m a 2 0 0 0 3 x 与c d m a 2 0 0 0 - 1 x 一起提出的，但该概念提出 后，相应的标准制定工作很早以前就停止了，因此，下文均针对 c d m a 2 0 0 0 - 1 x 技术。 目前，c d m a 2 0 0 0 - l x 详细的版本演进路线如下图所示，技术主要包括： c d m a 2 0 0 0 1 x 、c d m a 2 0 0 0 1 xe v d o 。其中，e v 是e v o l u t i o n 的缩写，即1 x 技术演进；d o 是d a t ao n l y 或者d a t ao p t i m i z e d 的缩写，旨在提高数据 业务的性能；c d m a 2 0 0 0 - 1 xe v d or e v c 又称为u m b ，是u l t r am o b i l e b r o a d b a n d 的缩写。l xe v d o 各阶段标准的演进侧重于空中接口，图中明 显标示了速率的提升。 2 ( ) ( 船2 0 0 4 图2 - 1c d m a 2 0 0 0 技术演进路线 另外，c d m a 2 0 0 0 - 1 xe v - d v 这个概念也曾被提出；d v 是d a t aa n dv o i c e 的缩写， 旨在同时改善数据业务和语音业务的性能。但其相关的规范和标准的后续工作都 没有进行下去，和c d m a 2 0 0 0 - 3 x 命运一样，无论设备厂商还是运营商，均不再关 注它们。 这是由于l xe v - d v 的设计初衷是在c d m a2 0 0 0i x 载波基础上提升前反向数 据速率和提供业务q 0 s 保证，既可以提供高质量的话音也可以满足高速的实时或 非实时数据传送业务，这样的标准比1 xe v - d o 复杂很多；与此同时，i xe v - d o 4 南京邮电大学工程硕士学位论文 第二章l xe v - d o 标准的演进及版本选择 的r e v a 版本已能够保证高效的q o s 和提供高速的数据业务，1 xe v - d v 明显不具 有技术优势。综合这两方面的因素，运营商们纷纷选择1 xe v - d o ，l xe v - d v 的发 展前途越发不明朗。 2 2c d m a 2 0 0 0l x c d m a 2 0 0 0l x 是c d m a 2 0 0 0 系统发展的第一阶段，它完全后向兼容 i s 一9 5 ，并可与i s 一9 5 系统的频段共享或重叠【1 2 】。 相对于i s - 9 5 ，它采用了一系列的新技术，从而大大提高了系统性能， 增强了系统对于多种业务的支持能力；理论分析结果表明，用于传送语音 业务时的c d m a 2 0 0 0l x 系统总容量是i s 一9 5 系统的2 倍，用于传送数据业 务时的总容量是i s 一9 5 的3 2 倍。正是由于它相对i s 一9 5 系统的完全兼 容性、技术延续性好、可靠性高、系统性能高等特点，使得c d m a 2 0 0 0l x 成为从第二代向第三代移动通信系统平滑过渡的选择【1 2 1 。 c d m a 2 0 0 0l x 对应的协议版本为c d m a 2 0 0 0r e l e a s e o 、a 和b ；r e l e a s e o 主要特点是在无线接入网和核心网增加了支持分组业务的网络实体，单载 波最高上下行速率可达到1 5 3 6 k b i t s ；r e l e a s e a 是r e l e a s e o 的加强，单 载波最高上下行速率可达到3 0 7 2 k b i t s ，并支持话音业务和分组业务的 并发；r e l e a s e b 与r e l e a s e a 基本相同，主要增加了“援救”信道，以提 高通话的可靠性，降低掉话率。 我国的c d m a 网络早已经升级到了c d m a 2 0 0 0i xr e l e a s e o ，至于 r e l e a s e a 和b 基本被淘汰了。 2 3c d m a 2 0 0 0l xe v d o 2 3 1l xe v - d o 提出的背景 在2 0 世纪9 0 年代后期，随着无线接入到因特网( i n t e m e t ) 需求的增长，对 无线分组数据业务的需求也随之增长。以无线局域网为代表的无线接入技术虽然 能提供较高的带宽，但是，在安全性、计费和覆盖等方面的局限性，限制了它的 应用，如果通过蜂窝移动通信网络提供无线因特网业务，无疑具有极大的应用前 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章l xe v - d o 标准的演进及版本选择 景。同时考虑到与以a d s l 为代表的有线数据网络竞争的需要，要求这种新的蜂 窝网络至少能提供与a d s l 相比拟的数据带宽【l 】。 由于c d m a 2 0 0 0l x 技术改进主要集中在基站与移动台间的点对点无线链路 上，而完整的移动通信系统却是多对多的通信系统，因此，c d m a 2 0 0 0l x 技术仅 仅是对局部的研究和改进；另外，分组数据业务和语音业务是两种性质不同的业 务，c d m a 2 0 0 0l x 将两种业务放在同一载波上提供服务，由于两者会互相影响， 需要复杂的控制机制来协调，难度较大；c d m a 2 0 0 0l x 的中低速数据业务和语音 业务是码分复用的、采用快速功率控制，但是，对于高速分组数据业务而言，如 此而为之、系统效率会较低【l 】。 鉴于此，q u a l c o m m 公司于1 9 9 7 年8 月向c d m a 发展组( c d m ad e v e l o p m e n t g r o u p ，c d g ) 提出h d r ( h i g hd a t ar a t e ) 的概念，接下来的几年，该技术逐渐成 型为产品；2 0 0 0 年1 0 月，1 xe v d o ( r e l e a s e0 版本) 的标准制定完成，而后又 出现了r e v a 、b 、c 。l x 表示它与c d m a 2 0 0 0l x 系统所采用的射频带宽和码片速 率完全相同，具有良好的后向兼容性；e v ( e v o l u t i o n ) 表示它是c d m a 2 0 0 0l x 的 演进版本；d o ( d a t ao p t i m i z a t i o n ) 表示它是专门针对分组数据业务而经过优化了 的技术【1 】； 1 xe v - d o 又称为h r p d ( h i g hr a t ep a c k e td a t a ) 。 2 3 21 xe v - d o 的设计思想 c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 系统设计的基本思想是将高速分组数据业务与低速语音 及数据业务分离开来，利用单独载波提供高速分组数据业务，而传统的语音业务 和中低速分组数据业务仍由c d m a 2 0 0 0l x 系统提供，这样可以获得更好的频谱利 用效率，网络设计也比较灵活。在具体设计时，充分考虑到c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 系统与c d m a 2 0 0 0i x 系统的兼容性，并利用c d m a 2 0 0 01 ) ( c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 双模 终端或混合终端( h y b n da c c e s st e r m i n a l ) 的互操作，来实现低速语音业务与高速 分组数据业务的共同服射1 1 。 从网络结构设计上看：c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 继承了c d m a 2 0 0 01 x 的分组核心网 及其与无线接入网的互操作规范；由于l xe v - d o 网络是数据业务专用网，不存 在电路核心网，其接入鉴权功能由无线接入网完成，要求增加无线接入网与接入 6 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章ixe v - d o 标准的演进及版本选择 鉴权功能实体之间的互操作；1 xe v d o 与c d m a 2 0 0 01 x 网络结构设计的主要区别 体现在空中接口的设计上，空中接口协议栈模型按功能分层，各层之间没有严格 的上下层承载关系，业务数据自上而下进行封装时可以跨越部分协议层。由于 1 xe v d o 与c d m a 2 0 0 0l x 网络结构上的上述联系和差异，二者在数据呼叫流程上 也存在一定的联系和差异【1 1 。 从无线链路设计上看：最初设计1 xe v d o 系统的目的在于提供非对称的高 速分组数据业务，系统设计优化的重点在于前向链路，对反向链路的优化相对较 少，在r e v a 版本时对反向链路有较大的优化。l xe v - d o 前向链路采用了时分复 用、自适应调制编码、混合自动重传请求h a r q 、多用户调度、功率分配和虚拟 软切换等关键技术。l xe v - d o 系统关键技术与其空中接口的实现密切相关，通常 也称为空中接口关键技术【1 1 。 从网络安全性设计上看：l xe v - d o 分组核心网安全机制与c d m a 2 0 0 0l x 分组 核心网安全机制相同；1 xe v d o 无线接入网安全机制与c d m a 2 0 0 0l x 存在较大差 异，l xe v - d o 采用了新的空中接口安全机制和接入鉴权机制【1 1 。 从业务提供能力上看：1 xe v - d o 系统最初是为了提供非实时性业务而设计 的，缺乏明确的q o s 业务设计要求；不过，随着多媒体数据业务的发展，1 xe v - d o r e va 版本能够提供完整的端到端的q o s 业务【1 1 。 从系统性能上看：1 xe v d o 系统优化主要体现在前向链路，在相同的边缘覆 盖条件下，1 xe v d o 可以提供的数据吞吐量远高于c d m a 2 0 0 0l x o ；l xe v d o r e l e a s e 0 反向链路所作优化相对较少，反向链路覆盖和系统容量与c d m a 2 0 0 0l x 比较接近【l 】，1 xe v - d or e v a 及后续版本对反向链路进行了较大优化。 从组网方式上看：l xe w ) o 采用单独的载波提供分组数据业务，可以单独组 网；考虑到i xe v - d o 与c d m a 2 0 0 0l x 在射频带宽、码片速率等方面的一致性，二 者也可以混合组网【。 从网络规划及优化来看：1 xe v - d o 继承了传统c d m a 系统所具有的网络规划 及优化的准则、方法及流程等；l xe v - d o 系统设计的特点决定了它在网络规划优 化上的特殊要求【1 1 。 7 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章i xe v - d o 标准的演进及版本选择 从网络的发展情况来看：1 xe v - d or e l e a s e 0 系统作为因特网的无线延伸，最 初是为了满足非对称的高速分组数据业务而设计的，它在满足各种新业务方面存 在明显的不足之处。针对r e l e a s e 0 版本在系统设计上的局限性，并结合新业务和 网络功能的要求，r e v a 版本从频谱效率、系统容量、q o s 要求、交叉寻呼等多 方面进行了功能改进及增强【l 】。 总体而言，l xe v - d o 通过多种技术来提高分组网的性能以便提供更高速率和 更丰富的分组业务，并且技术上大部分的改动均是针对无线接入网，而对核心网 的新要求主要是在设备处理能力、业务支持能力以及加g 互操作上。 2 3 3c d m a 2 0 0 0l xe v - d op , e 1 o l xe v - d or e l 0 在1 9 9 8 年刚刚被提出来的时候，是为了提供高速数据业务， 因此主要是针对b e s te 仟0 n 业务，特别是为不对称的高速下载业务开发的。相对 于c d m a 2 0 0 0l x ，l xe v - d or e i o 具有如下特点： ( 1 ) 在前向链路上主要使用时分复用技术而不再是码分技术。 ( 2 ) 通过动态控制数据速率而非功率，使每个用户以可能得到的最高速率通 信，因此，接入点总以最高功率发送；同时，前向链路使用可变时隙的方式进行 时分复用，并采用自适应调制和编码( a m c ) 、动态信道评估以及混和自动重复请 求( h a r q ) 等机制，将前向峰值速率提高到2 4m b i t s ，频谱效率提高到1 9 2 b s h z 。 反向仍与c d m a 2 0 0 0l x 相同。 ( 3 ) 前向采用虚拟软切换机制，移动台在任一时刻只接收来自一个接入点的数 据。反向仍采用与l s 9 5 、c d m a 2 0 0 0l x 相同的软切换技术。 ( 4 ) 空中接e l 协议设计简洁、灵活，在空口7 层协议之上运行t c p i p 协议，从 而为各种数据业务应用提供了统一的技术平台。 ( 5 ) 支持b p s k ，q p s k ，8 p s k ，和1 6q a m 的调制方式 ( 6 ) 不支持同一载波下话音和高速数据业务，利用单独载波提供高速分组数据 业务。 2 0 0 2 年5 月，韩国开通全球首个1 xe v - d o 网络，随后s k t 、k d d i 、v e r i z o n 、 m o n e t 等多家运营商也成功部署了l xe v - d o 网络。但，由于高通在公布c d m a 2 0 0 0 8 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章i xe v - d o 标准的演进及版本选择 1 xe v - d or e l 0 版本后，迟迟没有公布该版本之后的a 、b 、c 等版本的详细演进 计划，众多运营商均持观望态度；因此，c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e l 0 的部署在2 0 0 4 年之后几乎处于停滞状态。 2 3 4c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v a 由于1 xe v - d or e l e a s e 0 的设计初衷仅是面向非对称的高速数据业务、b e s t e f f o r t 的机制，当市场出现对称性强、q o s 敏感的业务( 如高实时性在线游戏、可 视电话、v o l p 等) 需求时，r e l e a s e 0 即呈现出如下不足： ( 1 ) 前反向业务能力不平衡，反向链路成为制约对称型数据业务能力的瓶颈； ( 2 ) q o s 的支持不能满足业务多样性的要求，尤其以可视电话为代表的实时类 数据业务； - ( 3 ) 无法解决数据与语音业务的并发问题，目前仅能利用双模终端在使用1 e v - d o 网络的同时，周期性监听1 x 网络的寻呼信息，影响了终端的待机时间及 1 e v - d o 数据业务的使用； ( 4 ) 没有定义高速的广播业务信道，只能由多个单播信道完成，浪费无线资源。 针对以上不足，2 0 0 6 年4 月5 日，高通公司提前推出了1 xe v - d or e v a 网络， 以解决实时多媒体业务等问题；e v - d or e v a 相对于e v - d or e l 0 的增强见下表： 9 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章i xe v - d o 标准的演进及版本选择 表2 - 1 e v - d or e v a 和e v - d or e l 0 的对比 e v d o r e l 0e v d 0r e v a 前向码分+ 时分h a r q ：前向码分+ 时分h a r q 分址 反向码分反向码分h a r q 业务仅支持分组数据业务仅支持分组数据业务 前反向最高速率( b p s )2 4 5 7 6 m b p s 1 5 3 6 k b p s 3 0 7 2 m b p s 1 8 m b p s 编码方式 t u r b o 编码 t u r b o 编码 前向q p s k b - p s k 1 6 一q a m 前向q p s k b p s k 1 6 一q a m 调制方式 反向b p s k反向b p s k q p s k 8 一p s k 帧长 、 2 6 6 6 7 m s2 6 6 6 7 m s 前向最大功率发送，无功控 前向最火功率发送，无功控 功控 反向同1 x反向同1 x ，增加t 2 p 前向虚拟软切换 前向虚拟软切换 切换 反向同1 x反向同1 x ( 增加d s c 信道) e v d or e va 与e v d or e l0 系统的主要差别有下面几点： ( 1 ) 速率等级划分 前向速率集扩展： 物理层包结构：在原有1 0 2 4 、2 0 4 8 、3 0 7 2 、4 0 9 6 包大小基础上，增加了适合 低时延的小包( 1 2 8 、2 5 6 、5 1 2 ) 和适合大容量的大包( 5 1 2 0 ) ； 控制信道：在原有3 8 4 k b p s ( 1 0 2 4 ，1 6 ，1 0 2 4 ) 和7 6 8 k b p s ( 1 0 2 4 ，8 ，5 1 2 ) 基础上，增加 了19 2 k b p s ( 12 8 ，4 ，10 2 4 ) 、3 8 4 k b p s ( 2 5 6 ，4 ，10 2 4 ) 、7 6 。8 k b p s ( 5 12 ，4 ，10 2 4 ) , 前向业务信道：前向业务信道的速率等级扩展为1 5 种速率等级，从4 8 k b p s 到3 0 7 2 m p s ； 反向业务信道： 业务信道采用h - a r q 技术，每帧分为4 个子帧发送。增加7 种物理层包格 式( 1 2 8 、7 6 8 、1 5 3 6 、3 0 7 2 、6 1 4 4 、8 1 9 2 、1 2 2 8 8 ) 并把有效速率扩展为4 8 k 到1 8 4 3 m b p s 。 1 0 南京邮电大学工程硕士学位论文 第二章i xe v - d o 标准的演进及版本选择 采用b p s k 、q p s k 、8 - p s k 调制增加两路同时调制方式：在物理层包长大于6 1 4 4 时，同时采用一个4 阶和2 阶w a l s h 分别调制一部分符号。 ( 2 ) q o s 端到端q o s 的网络结构r e v a 系统中，各种不同q o s 要求的业务流都可以 对应到具体的i pf l o w 、r l pf l o w 和m a cf l o w ，对应的网元( p d s n 、b s c p c f 、b t s ) 都可以根据q o sp r o f i l e 进行调度管理，实现用户间和用户内的q o s 管理。 ( 3 ) t r a f f i ct op i l o t ( t 2 p ) 技术 在r e l 。0 中通过r a b 控制反向速率，存在随机性大，无法实现q o s 等缺点。 r e v a 引入了t 2 p ( t r a f f i ct op i l o t ，反向业务与导频功率的比值d b ) ，通过r a b 控制t 2 p ，再间接控制反向速率，实现自动速率控制。同时反向t 2 p 可以对e f 业务分配固定的t 2 p 资源，尽量保证系统负荷较高时e f 业务的传输时延。 ( 4 ) m u l t i - u s e rp a c k e t s 单用户语音包比较小( 2 0 字节左右) ，如果一个m a c 包只包含一个用户语 音包的话会造成空口带宽的巨大浪费，所以前向m a c 引入了多用户包，即一个 前向m a c 包中可包含多个用户的安全层包，提高了空口带宽效率。 ( 5 ) s m a l l e rp a c k e t s r e v a 支持的p t t n o i p 等业务的包都比较小，通过多用户包方式将多个用 户的小包合并的方式，可以提高空口的利用率，增加系统容量。同时在不利的空 口环境下也能容易成功解码，保证时延要求较高的业务时延。 ( 6 ) n e wd r cd e f i n i t i o n s 同一个d r c 值对应多种包传输格式，便于前向调度算法根据q o s 需要和 d r c 请求进行选择。 ( 7 ) r e v e r s el i n kh y b r i da r q 反向物理信道引入“子帧”概念：r l a r q ，前向h a r q 信道针对子帧进行 确认，支持对反向的提前终止，提高了反向容量，大大缩短了反向空口的传输时 延。 ( 8 ) d a t as o u r c ec o n t r o l ( d s c ) c h a n n e l 南京邮电大学工程硕士学位论文 第二章i xe v - d o 标准的演进及版本选择 d s c 辅助虚拟软切换：d s c 提前通知a n 该次切换的目标小区，降低切换时 延。 ( 9 ) i m p r o v e da c c e s sc h a n n e l a c 引入了1 9 2 和3 8 4 两种较高的速率，提高了接入速度。 ( 1 0 ) f a s tp a g i n g 引入了s u b - s y n cc o n t r o lc h a n n e l ( s s c c ) 支持更短的寻呼周期，p a g e 消息既可在 s c c 也可以在s s c c 上传输。寻呼周期从e v - d or e l 0 固定的5 1 2 秒，变为动态 可调且最低为4 时隙级别，对p t t 等需要快速接通的业务提供了较好的支持。 ( 11 ) c s s n p ( c i r c u i t - s w i t c h e ds e r v i c en o t i f i c a t i o np r o t o c 0 1 ) 使得接入网a n 能够支持c d m a 2 0 0 0l x 系统互操作的a 1 接口，以接收来自 l xm s c 的寻呼、短消息等电路域消息；因此r e v a 空口应用层新增c s s n p 协议， 将电路域消息封装为特定的数据包，传给双模终端。应用层还新增了多模能力检 测协议，以支持终端和网络间就终端能力的协商，便于网络根据协商结果做成相 关的业务服务策略。 k d d i 、l g 电信、s p r i n tn e x t e l 、新西兰电信公司和v e r i z o nw i r e l e s s 等运营商都 已部署了版本c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v a 。 2 3 5c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v b c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v b 技术是高通公司d o 多载波多链路扩展( d m m x ) 平 台的一部分，这是高通公司在2 0 0 5 年1 1 月发布的一组技术和产品创新。c d m a 2 0 0 0 l xe v - d or e v b 技术支持与语音呼叫同步进行的诸如移动电视或流媒体音乐等应 用，还可以在浏览互联网页面或在互联网上发送多媒体内容的同时进行互联网语 音协议( v o l p ) 会话。c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v b 技术的灵活性还可以在利用现有网络 投资和目前已经部署设备的同时，大大提高网络容量和性能。性能极高的设备可 以支持前向链路数据传输速率高达7 3 5 m b i t s ，而成本较低或现有的设备则可支持 4 9 m b i t s 的前向链路数据传输速率。为了给基于l p 的服务分配更高比例的频谱资 源，网络运营商可以降低成本。d m m x 平台还包括了高通公司开发的大量技术， 以进一步提高c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 网络的语音和数据性能。 1 2 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章l xe v d o 标准的演进及版本选择 3 g p p 2t s g - c 于2 0 0 6 年3 月批准发布版本b 标准，该标准在多运营商和6 4 正交振幅调制模式上将上、下行链路吞吐量分别提高到了7 3 5 m b i t s 和2 7 m b i t s 。 2 0 0 9 年6 月初，中兴通讯、高通和摩洛哥c d m a 运营商w a n a 三方联合宣布： 全球第一个e v - d or e v b 商用实验局在摩洛哥建成。 2 3 6c d e a 2 0 0 0i xe v - d or e v c ( u 船) 版本c 的接口将提供更高的数据传输速率、频谱效率以及低延迟，从而成为 丰富多媒体服务的理想方案。版本c 将支持从1 2 5m h z 到2 0 m h z 灵活、动态的 信道带宽延展，并后向兼容版本a 和版本b 。 3 g p p 2 在2 0 0 6 年6 月收集了针对e v d or e v c 系统的建议和反馈意见，其中 包括o f d m 、m i m o 、s d m a 以及干扰消除技术等各项提案。 2 41 xe v d o 版本的选择 根据前几节c d m a 2 0 0 0 相关标准及l xe v - d o 各版本的情况简介，可了解到现 阶段l xe v - d or e v a 的技术及设备成熟度均已在多个运营商网络中得到验证，而 1 xe v - d or e v b 仅有一例商用试验网；对于我国这种大规模的网络，建议现阶段 选择1 xe v d or e v a 作为向3 g 升级的版本。详细原因如下： ( 1 ) e v - d or e l 0 网络由于反向容量的限制和q o s 机制的缺乏，无法支撑实 时多媒体业务的应用；而且e v _ d or e l o 的部署在2 0 0 4 年之后几乎处 于停滞状态。 ( 2 ) e v - d or e v a 在r e l 0 的基础上增强了空间接口帧的灵活性，降低了延 时，提高了接入速率( 前反向峰值速率，分别达到3 1 m b i t s 和1 8 m b i t s ) 。 ( 3 ) e v d or e v a 的q o s 映射、控制机制，使得它支持实时业务成为可能。 ( 4 )在c d m a 2 0 0 0l xe v - d or e v a 版本技术成熟的同时，朗讯、摩托、中兴、 华为等设备厂家也都具有成熟的e v - d or e v a 商用解决方案。 ( 5 )支持e v d or e v a 的终端种类也越来越多。 南京邮电大学工程硕士学位论文第二章l xe v - d o 标准的演进及版本选择 2 5l xe v d or e v a 网络结构 2 5 1 网络结构概述 基于上节的分析结论，建议我国选择l xe v - d or e v a 作为向3 g 升级的版本， 因此，以下我们将研究该版本的网络结构，并分析其与c d m a 2 0 0 0l x 核心网的差 异。 从网络结构上看，1 xe v d or e v a 与c d m a 2 0 0 0l x 的主要差异在无线接入网； 核心网的主要差异在于1 xe v d or e v a 不存在电路核心网，但分组核心网基本一 致。 从接口协议上看，l xe v - d or e v a 定义了新的无线侧接口( 接入终端与无线接 入网之间、无线接入网各网元之间的接口) 协议，其a 接口( 无线接入网与分组核 心网之间的接口) 功能及其通信协议则与c d m a 2 0 0 0l x 类似；而核心网内部接口协 议及其与外部i p 网络之间的接口协议与c d m a 2 0 0 0l x 基本一致。 需要说明的是，r e v a 有两种网络结构，分别称为p h a s e1 和p h a s e2 ；实际 上这两种网络结构并没有演进的关系，只是实现1 xe v - d or e v a 网络的两种不同 方法。p h a s e2 结构是把s c m m ( 会话控制移动性管理) 功能模块从a n 中分离出来， 搬到p c f 中；由于不少厂家的设备都是将p c f 集成在b s c 内，如果按p h a s e 2 架 构将牵涉到a n 和p c f 都改动，无法实现从1 x 系统至e v - d o 的平滑过渡；因此， 除日本的k d d i 外