CDMA网优技术提升之EV-DO技术原理

目标 了解 掌握 O 的网络结构 掌握 O 前反向信道 掌握 O 的关键技术 掌握 学习完本章内容，您应该能够： 目录 X 够提供更高的无线分组数据速率 什么是 1X 着信息技术的不断发展，对于实时信息服务的需求不断增长，产生了对于高性能无线 10用于非实时的不对称业务 (反向 1延敏感的业务，如 频电话、 完整的 。 1X 接口信息 T N P A P 12 8 10 回顾 O 目录 前向链路 前向信道 时分与码分 前向发射功率最大化 快速最好小区选择 自适应的速率调制方式 多用户包 前向 向 反向信道 反向业务信道调制 反向 反向 类似于 1x 反向帧长 16个时隙， 1个帧含 4个子帧，每个子帧含 4个时隙 反向速率为 9600、 19200、 38400、 76800、 153600 反向 支路的 反向功控 150向 周期长 256时隙 1个时隙为 2048个码片， 前向时隙的基本结构一样 O 1向信道 00 4 6 64 00 00 4 6 4 00 024 024 1 “ 0”， 时以及 C/(1) 于反向功率控制 (2) 具体用户锁定反向链路 (3) 向负载情况 (4) 来表示 1) 分配给每一个激活用户 (2) 可变速率 : 1) ) (2) ) 前向信道作用 数据全“ 0”，使用 0 前向 半个时隙的中点突发 96个码片； 导频信道的作用主要是引导手机捕获系统，手机通过导频信道完成对无线信道环境的预测估计； 前向导频信道： 体接入控制信道 反向活动子信道（ 数据速率控制锁定子信道（ 反向功率控制子信道（ 自动重传应答子信道（ 支持低速率、时延敏感业务 每个时隙发送 256个码片 在 同用户使用不同的 4）与其他三个子信道区分 前向媒体接入控制信道： 对多，即 1种 该信道 1”表明扇区反向链路忙 0”表明扇区反向链路闲 00向 道发送 映 于表征反向信道质量 当前反向信道质量不对称时， 选择 50/ 前向 个建立连接的 以 00 (1 1/系统里 和 据速率为 150向 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 前向 提供提前结束传输的标识。 通过 支路和 时发送 :3的方式时分复用 、 用于区分不同用户包的前缀 相对于 向业务信道速率更加多样化， 最小支持 大支持 数据包格式有 102420483072096 28256512102404830724096120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 前向业务信道 业务信道数据包格式 短包：提高封装效率。并可用于延敏感业务 长包：可在长数据业务时减少开销，达到较高峰值速率 种 前向信道的 数据包传输格式 码率 调制方式 标称数据速率 (128, 16, 1024) 1/5 128, 8, 512) 1/5 128, 4, 1024) 1/5 5120, 2, 64) 1/3 16,5120, 1, 64) 1/3 16,前向控制信道分同步控制信道 56时隙传送一次， 024率 28、 256、 512、1024率 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 1 子同步控制信道 是同步信道的一种特例，与 传输寻呼消息，以减少连接时延 前向控制信道： 制信道数据包格式 包长为1024 28、256、 512、 1024小的包长可缩短建立延时 反向信道结构 1向信道 反向业务信道分布 不同信道之间，既有时分，也有码分 为 256 ：为 256、 512、1024许短突发数据在接入信道上传输而不需要建立业务信道 参数 速率 2 3 包长（ 256 512 1024 包长（ 率 1/4 1/4 1/4 128 64 32 新增数据输率 接入信道物理层包结构 6个时隙 接入信道前缀可为 4个时隙，减少连接建立时间 反向信道之：接入信道 1次接入最多发送 3次探针序列，每个探针序列包括 115个探针 第一个探针功率由开环功率控制机制决定，每次探针增加的功率可选择 0 接入信道主要参数 义接入探针前缀长度，一般为 4或 16个时隙 义接入探针发送时间 义接入信道最大速率 接入探针序列 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（ ： 示是否已解调前向包 数据子信道（ ：发送用户业务信息 全 “ 0”的未调制序列 在数据包过长时（超过 利用辅助导频子信道做信道估计 辅助导频在负载超过门限之前的半个时隙发送 发送功率由 辅助导频子信道 反向速率指示子信道 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 版本里，该信道指示的是 反向信道数据速率 在 版本里，该信道与反向导频信道 时分复用 反向 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 终端可接收低于最低速率发送的数据包 在恶劣信道环境下 效减小物理层 考题： 反向 据资源控制子信道 告知 实现无缝虚拟软切换 于指示选择前向服务扇区 个时隙后有效 等到当前 3个固定的 32位 6003/ 个时隙的后半个时隙发送 反向 提前结束1”表示 “ 0”表示 现前向链路 前向业务信道的 与 反向业务信道之： 向业务数据子信道 调制方式： 8据包的发送： 4， 8， 12， 16时隙 反向业务信道之： 于反向 向数据速率从最低 向业务信道数据速率 目录 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 向信道增强 键技术大纲 在 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（ 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 也有可能处于空闲状态，不发送任何数据（称为 A T 3A T 4A T 2A T 1B S 1B S 23334411122向信道时分复用 小区发射功率 额定区发射功率 时间 时间 1定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； 关键技术之二：比例公平调度算法 基本原理 每个 样达到一个相对的公平。 具体实现 调度算法对每一个用户维持一个变量 且在每个时隙进行更新，用 Tkn表示用户 调度决策 基站选取最大的用户，为之调度前向数据 )1()11(1 / C 前扇区的前向数据 AC WD APs Ts 切换之后来自 P AP 键技术之三 :前向虚拟切换 Se r v i n g Se c to r Se l e c ti o 5- 1 4- 1 3- 1 2- 1 1- 1 0 4 6 8 10 12 14t i m e , s e c t o r 0Se c t o r 1Se rv i n g Se c t o r I n d e 虚拟软切换的机制： 每个处于连接状态的 其中 示 虚拟切换实现机制 系统能根据前向信道的变化情况自动调整前向信道的数据速率 数据速率从 38.4 应自动选择不同的调制方式（ 816 2/3、 1/3、 1/5）。 信道环境好的时候使用较高的速率等级，信道环境差的时候使用较低的速率等级。 前向信道自适应调整机制，是 通过 将这些信息通过 00N， 关键技术之四：自适应编码与调制 6 1024 1/5 024 1/48 1024 1/5 12 1/24 1024 1/5 56 1/12 1024 1/5 28 1/6 1024 1/3 28 16/49 1024 1/3 4 1/3 2048 1/3 4 16/49 3072 1/3 84 16/49 2048 1/3 4 2/3 4096 1/3 164 16/49 3072 1/3 84 2/3 4096 1/3 164 2/3 前向业务信道速率等级 在前向信道发包时，一般一个包会占用多个时隙（比如一个 个时隙）。由于包在发送前，经过了很复杂的处理，包括 道交织、重复，最后发送的符号里面包含了很多冗余的信息，终端有可能在收到部分的符号后即正确地解调出这个完整的数据包。那么在这种情况下，余下的时隙就可以不再发送，从而节省了前向信道的时隙资源。 实现机制： 计下一时刻自己能正确接收的最大速率，并将该信息通过N； 当调度到该 没能正确解调当前包则发送 特，若正确解调了当前包则发送 停止当前包的发送而开始下一个包。 关键技术之五： 图描述的是一个由 4个时隙组成的 用完全部 4个时隙的发送情形。 多时隙包正常发送结束 下图描述的是一个由 4个时隙组成的 个时隙就完成了发送的情形。 多时隙包提前发送结束 A c c e s s T e na l Se rv in g Se c il o t b u rs t s t r a n s s a t a r at e c o n t ro l ( D R C) c h a n ne t s o f p a c ke t t r a n s s K / N t r a n s s io nS e c o n ds t r a ns m is s a s t A N A K t r a n s s u l l p o w e r p i l o t b u r st s a r et r a n t e d e v e r y 0 . 8 3 4 o v e r h e a d = 6 . 2 5 %)S I N R e st i i o n , p r e d i c t i o na n d d a t a r a t e se l e c t i o nA d a p t i v e d a t a e d u l i n g u si n C s a n d f a i r n e ss c r i t e r i aP r e a mb l e d e t e c t i o n a n d p a c k e td e c o d i n g a t t e mp t . I f C R C p a n d s a n A C K , o t h e r w i N A KI f A C K o r si n g l e sl o t p a c k e e d u l e n e w d a t a p a c k e t , e l o n t i n u e t r a n t i n g se c o n d sl o tC o n t i n u e d e c o d i n g / A C Kp r o c e d u r e u n t i l C R C p a ss o r l a o t o f t h e p a c k e t i s re c e i v e dC o n t i n u e t r a n o n u n t i K i s re c e i v e d o r l a sl o t o ft h e p a c k e t i s t r a n t e 系统性能有较大地提升。 1 RX a 12 0h 1 le 0 50 . 10 . 1 50 . 20 . 2 50 . 30 . 3 56 1 4 . 43 0 7 . 22 0 4 . 81 5 3 . 61 2 2 . 91 0 2 . 48 7 . 87 6 . 8F i n a l D a t a R a t e ( a f t e r A C K ) , k b p e r v e d D R C = 7 6 . 8 k b p 使用反向导频信道， 使用定长帧结构（ 16低码率的 1/2和 1/4）； 反向信道速率可从 ），并专门使用一个信道（ 示反向信道速率，避免 分布式的反向速率动态指配， 高速率限制、反向信道的忙闲（ 己决定自己的发送速率 。 关键技术之六：反向信道增强 当反向信道拥挤时 ，空闲时 当反向闲时终端会按一定的概率往上调整自己的发送速率；当反向忙时终端会按一定的概率往下调整自己的发送速率。 No bp bp bp bp bp 3 bp bp bp bp bp q3 提高反向链路吞吐量 提高前向链路利用率 增强对于 完善 1x/底层的增强 物理层 对 更高的频谱利用效率 更高的峰值速率 控制信道、接入信道的快速接入 上层的增强 多流数据应用协议 电路服务通知协议 分关键技术是在原有基础上的增强，部分关键技术是新增 关键技术 增强 ，如： 前向时分复用 虚拟软切换 自适应编码与调制（速率集） 新增 关键技术，如： 反向链路 反向资源控制 快速连接建立 关键技术的演进 回顾 定 b/ 在完成接收 16个反向时隙之前，就已成功解调一个反向帧 终端将一帧内没有发射完的其他时隙继续发送完成 以上情况出现的原因？ 功控无法做到完美 在恶劣的无线环境下，为了确保目标 务信道增益设置过高 所以，需要反向链路 关键技术之一：反向链路 向 3 对前三个子包进行确认 对最后一个子包进行确认 对整个包进行确认 三种不同类型的 前向 反向数据包发送正常结束 反向数据包发送提前结束 注： A,B,C,D,思考题：如果该包发送失败， 反向链路提前终止 s 同类型业务的支持 如 传、下载 新关键技术之二：反向资源控制 热噪抬高量 of 资源利用率指示 发送业务 /导频功率比 向资源控制的几个概念 较判断决定 发送 反向资源控制实现 基于 改进 任何时候前向始终用一个扇区传送数据给用户 相关信道： 向发生切换时，并没有中断数据包的发送 新关键技术之三：无缝虚拟软切换 变时，s. N，在小区区 免了数据发送的长时间中断。 无缝虚拟软切换的实现机制 设计目标：为时延可容忍业务设计 没有优化连接建立时长 固定的接入信道速率： 设计目标：可以支持 时延敏感业务 为需要立刻接入的业务优化连接建立时长 多样的接入信道速率：最高为 新关键技术之四：快速连接建立 接入信道包长均为1024送一个接入信道包的时间不一样 不同速率的接入信道使用不同的发射功率 反向接入信道 同步控制）信道，大大缩短了接入时长 前向控制信道 引入了短包格式 128, 4, 1024, 256, 4, 1024, 512, 4,1024 28 时隙，而引入短包后，时延最低可以达到 4 时隙，典型的平均值为 64 时隙，大大缩短了连接建立时长 前向短包 个物理层包只能包含一个用户的数据，每个用户分别调度； 个用户的数据 可以装在同一个物理层包 中，多个用户可以同时调度。 多用户包主要用于支持类似 量小、时延敏感型应用） 新关键技术之五：多用户包 A T 1A T 2A T 3A T 1 A T 2A T 3D O R e l e a s e 0D O R e v i s i o n ： 图 中 每 个 矩 形 代 表 一 个 P h y s i c a l l a y e r p a c k e t ， 其 中 颜 色 部 分 为 业 务 数 据 ，灰 色 部 分 为 填 充 字 节 （ P A D ）多用户包与 过双模终端交叉监听 1x/实现双网运营。 12个 CC 双模终端可以通过与 定其寻呼时隙的 保证两网的寻呼时隙不会重叠。 1证双模终端两网切换时 (C 叉寻呼 模终端首先搜索 1后搜索 索成功后进入 1x/ 模终端在 根据两网的寻呼周期定时监听两张网络，在 1 于接入状态的终端将会暂时停止对另一个网络的监听； 双模终端处于 1x 端将会停止一切在 双模终端处于 DO 端仍将定时监视 1证来自 1 优点： 实现简单，对现网 1 在扇区下用户数较多时，双模终端由于监听 缺点： 由于双模终端在每一个 1要调谐到 1 由于需要频繁在两网间切换，对终端的待机时间有一定影响； 在 繁的 1 引入 端可以利用 寻呼、登记等 这样避免了双模终端频繁在两网之间切换，避免对一些 叉寻呼 支持交叉寻呼的网络结构 目录 内容 属于 该流程分配 了区分空口会话的 次 会包含 。 者随机生成的 确认接收到接入信道的 如果系统配置为 需要 响应流程以获得 则， 种情况 需要 响应流程； 示 ，通知 录的 消息的标识 消息的序列号 ,应该 比上一个 ， 范围 0 参考导频 参考导频的强度 1,加导频， 0，去导频 导频偏置 如果此导频偏置的信道与 当前的信道不同，则设置该字段为 则 设置为 谓信道指的是频点，所以在信 令中看到的该字段绝大部分是 息所属的协议 就将该字段增加 1，该字段的范围是 0 255 C 此消息包含 接入网设置该域为 1，否则，接入网设置该域为 0 ，则接入网忽略该域，若包含，接入网设置该域为分配的的个数 入网设置该域为分配给接入终端的3:0 入网设置该域为接入终端将在 27:24从最低有效位开始的字节数目 每发送一个新的 增加 1 D D 应该设置为所对应的 息的这个字段值 将根据下面这个表格来填写这个字段 如果 那么