培训文档CDMA-EVDO_Rev_A_原理-A-1 0

2020/6/11,ISSUE1.1,C-EVDORA原理,Page2,了解1xEV-DORA基本概念与其关键技术了解1xEV-DORA网络与CDMA1X网络规划的区别,学习完本课程，您将会：,目标,Page3,第1章EVDORA概述第2章EVDORA关键技术第3章EVDO与1X的规划差异,内容介绍,Page4,CDMA发展路标,2007+,1995,1998,1xEV-DORel.0,2005,1xEV-DORev.AServiceisReadynow!,平滑演进到1xEV-DORev.A！,9.6or14.4Kbps,76.8or115.2Kbps,153.6or307.2Kbps,3.1M/1.8Mbps,2.4M/153.6Kbps,2001,Page5,EVDORA技术特点,Page6,EVDORA网络结构,BSC,MSCe,MGW,MSC/HLR/VLR,PDSN,HA,AAA,ANAAA,Internet,PLMN/PSTN,Abis,A1/A2,A2p,A1p,A10/A11,A12,A3/A7A13A16,A5,接入侧,分组域,电路域,MS:移动台BTS:基站BSC:基站控制器PDSN:分组数据控制节点VLR:拜访位置寄存器MSC:移动交换中心HA:家乡代理HLR:归属位置寄存器ANAAA:对接入网络进行鉴权和验证，EV-DO业务时ANAAA服务器管理空口。,OtherBSC,Page7,EVDO协议栈结构（加亮关注层）,应用层空中链路数据和信令应用流层完成应用层数据和信令流的QOS标识会话层完成空口会话的建立,维持和释放连接层完成系统的捕获,连接和释放安全层完成空口加密功能MAC层-完成对物理信道的访问控制功能物理层规定了前反响物理信道结构,功能：,Page8,1xEV-DORA信道结构,EVDO,Reverse,AuxiliaryPilot,Forward,ACK,Pilot,Access,Traffic,DRCLock,Control,Traffic,MAC,RPC,RA,H-ARQL-ARQ,P-ARQ,MAC,Pilot,Data,Data,RRI,DSC,DRC,Pilot,Page9,信道结构,前向信道通过时隙划分有数据业务时，业务信道时隙处于激活状态，各信道按一定顺序和码片数进行复用没有数据业务时，业务信道时隙处于空闲状态，只传送MAC和导频信道,Page10,信道结构,前向信道结构,DO的前向信道采用时分与码分相结合的方法进行区分。Pliot、MAC、Control和Traffic信道采用时分机制，MAC信道中的ReversePowerControl和ARQ采用时分后再与ReverseActivity、DRCLock信道采用码分机制Rev.A中RPC信道和DRCLock信道都只在每个子帧的第四时隙发送，分别在I路和Q路发送，和FL-ARQ信息时分复用。RPC子信道和DRCLock子信道与RA信道码分复用为Walsh128调制,前向MAC信道增加ARQ子信道,实现了反向HybirdARQ分为H-ARQ,L-ARQ和P-ARQ，在每个子帧的前三个时隙发送，H-arq响应前三个子帧，L-arq响应第四个子帧，H-arq和L-arq在相同的I/Q路发送。P-arq响应是否成功接收MAC包，在与H-arq和L-arq不同的I/Q路发送。,Page11,前向信道的时分特性,物理层前向帧结构,前向信道时分特性,1timeslot=1.67msec=2048chips基站以满功率发射,Page12,前向信道的时分特性,信道结构,前向信道标识MACIndex,控制信道与业务信道以时分方式共享同一物理信道，终端根据信道前缀中的MACIndex来判断是控制信道还是业务信道。EVDORAMACIndex为7-bit支持每扇区100个以上的MAC信道，前向MAC(RPC、DRCLock、ARQ)使用128bit的Walsh调制，前向业务数据前导采用64位双正交调制，后向兼容原有版本的MACIndex。,Page13,反向信道结构,Page14,1xEV-DO反向信道结构,反向信道以码分为主，时分为辅反向采用相干解调技术，软切换与功率控制与CDMA1X类似,反向信道结构,均为专用控制信道RRI子信道和DRC子信道组成MAC信道RRI子信道:AT向系统上报当前速率DRC子信道:AT向系统请求前向传输速率DRC子信道包含两方面信息:DRCvalue和DRCcoverDRCvalue包含申请的速率信息DRCcover包含申请服务扇区载频信息ACK信道:对前向接收的数据包进行确认DRC信道和ACK信道一起实现H-ARQ功能,RRI,DRC和ACK信道,Page15,前反向速率集,前向速率集,物理层包结构：在原有1024、2048、3072、4096包大小基础上，增加了适合低时延的小包(128、256、512)和适合大容量的大包(5120),控制信道：在原有38.4kbps(1024,16,1024)和76.8kbps(1024,8,512)基础上，增加了19.2kbps(128,4,1024)、38.4kbps(256,4,1024)、76.8kbps(512,4,1024)业务信道：前向业务信道的速率等级扩展为15种速率等级,从4.8kbps到3.072MpsDRCValue由原有的3个bit增加到4个bit，支持多达15种传输结构集,速率扩展:前向链路的峰值速率由2.4576Mbps提高到3.072Mbps支持5120bits的大包,提高了传输效率和容量,Page16,前反向速率集,反向速率集,接入信道增加19.2k和38.4k两种速率和512、1024两种包格式业务信道采用H-ARQ技术，每帧分为4个子帧发送。增加7种物理层包格式（128、768、1536、3072、6144、8192、12288）并把有效速率扩展为4.8k到1.843Mbps采用BPSK、QPSK、8-PSK调制增加两路同时调制方式：在物理层包长大于6144时，同时采用一个4阶和2阶walsh分别调制一部分符号反向速率集增加的优点：根据业务开展情况灵活的在时延和系统性能（吞吐量）之间选择通过算法混合处理时延敏感业务和高速下载业务，保证各种业务需求,Page17,EVDORevA,Rel0局限性反向吞吐量不足以开展多种应用反向速率和容量相对于前向偏小，限制了对称型数据业务的开展对QoS的支持不能满足实时业务要求与CDMA20001x网络的互操作能力有待进一步提高RevA改进频谱效率：支持多用户分组和更小的分组，实现更灵活的业务适配系统容量：提高反向链路带宽和传送速率，进一步改善前向链路吞吐量支持对称性宽带多媒体业务，适应分组业务发展对系统容量的要求QoS要求：支持端到端的QoS业务，空中接口各协议层都建立了完善的QoS保证机制，业务延迟明显减小业务覆盖：对AT进行更精确地控制，实现业务的无缝覆盖网络切换：支持EVDO系统下发CDMA20001x系统寻呼消息，节省系统资源和终端功耗，实现两网的无缝切换,Page18,第1章EVDORA概述第2章EVDORA关键技术第3章EVDO与1X的规划差异,内容介绍,Page19,1.时分复用,不同的前向信道分时共享每个时隙(Slot)，每种信道满功率发射,不同用户分享系统的时隙资源，在每个时隙内，系统只为特定的用户服务,前向时分复用技术,Page20,时隙资源是EVDO前向链路最宝贵的资源在每个时隙内，在保证多用户服务公平性的前提下，选择链路质量最好的用户进行服务,时间轮询调度准则最大信干比调度准则比例公平调度准则,PkDRCk/Tk,多用户调度技术,Page21,快速最好小区选择,同一时间只有一个扇区对单个用户数据传输终端总选择最好信号质量扇区作为服务小区快速服务小区反馈实现无缝转换转换基于最大瞬时前向链路SINR的测量,Page22,混合自动重传HARQ,Page23,反向HARQ,反向链路采用了HARQ和提前终止传送机制，保证反向链路高速分组传送的可靠性，提高传送效率，降低传送时延理论上极限情况：平均等待发送延时从Rel.0的8个slot减少到2个slot，传输延时从Rel.0的16个slot减少到4个slot。反向H-ARQ：16slots帧分为四个子帧，每帧4solt，按3个子帧，12solt交织发送支持对反向的提前终止，适应不断变化的空口环境，在空口环境变好的情况下提高容量,Page24,DSC辅助虚拟软切换,DSC辅助虚拟软切换：DSC提前通知AN该次切换的目标小区，实现make-before-break，降低切换时延。,DSC辅助的虚拟软切换,Page25,DSC辅助的虚拟软切换,Rev.A虚拟软切换流程,CellA和CellB都在手机的激活集中，手机的DSC和DRC都指向CellA。BSC只向CellA发送前向数据包，由CellA转发给手机。,手机检测到CellB的信号较强，改变DSC指向CellB。,Page26,Rev.A虚拟软切换流程,BSC同时向CellA和CellB广播前向数据包（仅仅EFTraffic），由CellA转发给手机，在CellB只进行缓冲。,手机改变DRC指向CellB。BSC停止向CellA发送前向数据包，CellB直接将缓冲区中数据包发给手机。切换过程中，必然有一些数据重复发送到手机，将通过RLP协议抛弃,DSC辅助的虚拟软切换,Page27,Rev.A虚拟软切换流程,BSC只向CellB发送前向数据包，由CellB转发给手机。虚拟软切换完成。,DSC辅助的虚拟软切换,Page28,Rev.A虚拟软切换信令流程,当小区BTS2的SINR超过小区BTS1后，DSC信道率先由BTS1变为BTS2，以指示系统提前为小区BTS2的数据队列准备好待发送数据；当DRC正式由BTS1变为BTS2时，则小区BTS2可以立即向终端发送；使得空口可以无缝发送数据。缩减了虚拟软切换时延。,DSC辅助的虚拟软切换,Page29,端到端的QoS,QoS评价指标,评价业务服务质量时，常常从带宽、延迟及延迟抖动等方面进行分析,QoS服务类型BE(尽力而为型)、EF(加速转发型)、AF（确保转发型）及IP优先级类选择（ClassSelector）型在我司产品实现中区分为如下业务类型：EF：VoIP，VT，OnlineGamingAF：VideoStreaming，BCMCSBE：FTP，HTTP,在AN中，通过支持并发多流来支持不同业务应用的QoS，同样地每个流都有对应的QoS。在前向，无线资源通过时分复用的方式被多用户共享，AN针对不同QoS要求的多个流分别分配前向时隙调度的优先级别，优先保证时延敏感的业务（例如VoIP），其次是速率敏感的业务(例如视频点播)，最后是时延不敏感业务（例如ftp下载）；在反向，AT根据不同业务流的QoS需求申请反向功率资源，AN综合所有AT的请求，进行集中式资源分配。,QoS的实现,Page30,端到端的QoS,端到端QoS的体系结构,QoS的属性包括带宽、延时、抖动、丢包率、优先级和业务分类等。端到端的QoS的保证最终从横向的角度看通过各个网元设备之间分段实现来保证，参见下图，每一段设置不同的QoS需求，一起满足上层的QoS需求。从纵向的角度看，具体这些参数在实现时会在不同的层次有映射关系，因此也可划分成空口QOS和地面链路QOS的保障。,Page31,端到端的QoS,端到端QoS保障,为了降低传送开销和时延，引入更小的数据分组（如128比特、256比特及512比特）和多用户分组数据分组。为了改善大数据量用户的信道传送性能，引入更大的数据分组（如5120比特）。为了减小不同业务间的延时，Rev.A反向链路的传送单元以Rel0版本时以帧为单位变为以子帧为单位，使得平均一帧的传送时间从40ms（26.67ms的帧长+13.33ms的平均等待时间）降至10ms（6.67ms子帧长+3.33ms的平均等待时间）为实时性业务提供了良好的支持能力。为了加快连接建立速度，Rev.A提高了接入信道和控制信道参数调整的灵活性。比如，接入前缀可以动态调整，接入速率可以在9.6kbps38.4kbps之间灵活配置，将控制信道帧长从Rel.0版本的最少16个时隙降到4个时隙，从而缩短了终端的唤醒时间。,Page32,T2P反向负荷控制,T2P：TraffictoPilot,Rel.0中通过RAB控制反向速率，存在随机性大，无法实现QoS等缺点。Rev.A引入了T2P（TraffictoPilot，反向业务与导频功率的比值dB），通过RAB控制T2P，再间接控制反向速率。,T2P基本原理,针对每个反向MACFlow都存在一个类似右图的漏桶管理机制，手机根据空口环境（或AN配置数据）计算入桶的T2P资源，根据发包Data的大小计算出桶的TxT2P资源。桶中的T2P资源最大值受到T2Pmax的限制，出桶的TxT2P也受桶中T2P资源限制，这样实际反向发送速率受到桶中T2P资源的限制。AN可以通过配置协商和Grant消息影响反向MACFlow级T2P分配，方便实现反向用户间QoS和用户内QoS。,Page33,T2P反向负荷控制,T2P控制机制,T2P控制机制分为两种，可以分别或者共同影响反向速率：自动模式：AN在会话建立初或会话建立时，配置详细的控制参数，之后，由手机根据空口环境和发送数据需求进行自动控制。调度模式：AN通过Grant消息直接指定当前入桶T2P和维持时间TT2PHold，进行实时控制。如果TT2PHold超时没有新的Grant消息，手机转入自动模式。,Page34,T2P反向负荷控制,反向T2P减少EF业务时延,反向T2P分配资源考虑了长期的平均系统负荷，降低了突发数据对反向系统稳定性的影响。并且反向T2P可以对EF业务分配固定的T2P资源，尽量保证系统负荷较高时EF业务的传输时延。,Page35,提供了对三种物理层小包（128、256、512）的支持，上层业务小包可以直接组成小包，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。同一个DRC值对应多种包传输格式，便于前向调度算法根据QoS需要和DRC请求进行选择。支持DRC为0时传输数据：Rev.A中，DRC为0的用户也可以参与前向调度并传输数据，保证EF业务在空口环境恶化时的时延。,多种包传输格式,前反向传输特性,Page36,前反向传输特性,RevA支持的PTT/VOIP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，减少时延,多用户包支持,Page37,引入了Sub-syncControlChannel(SSCC)支持更短的寻呼周期，Page消息既可在SCC也可以在SSCC上传输。寻呼周期从EV-DORel.0固定的5.12秒，变为动态可调且最低为4时隙级别，对PTT等需要快速接通的业务提供了较好的支持。CC支持（128，4，1024）、（256，4，1024）、（512，4，1024）三种小包，传输时长减少到4slot。,CC支持快速寻呼,前反向传输特性,Page38,AC性能优化,AC引入了19.2和38.4两种较高的速率，提高了接入速度AC的前导由Rel.0的最少一帧（16slot）减少到1/4帧（4个slot），降低了接入时延如果数据量很小，可以直接通过AC传递，省去业务信道的建立,前反向传输特性,Page39,第1章EVDORA概述第2章EVDORA关键技术第3章EVDO与1X的规划差异,内容介绍,Page40,1xEVDO与1X技术差异,1xEVDO网络结构独立1xEV-DO网络结构只涉及分组域，与电路域核心网无关1xEVDO与1X采用完全不同的空口技术1xEVDO前向时分为主码分为辅的多址技术，1X前向采用码分多址技术1xEVDO前向采用速率控制技术，1X前向采用功率控制技术；即1xEVDO前向没有功率控制，总是以最大功率发射1xEVDO需要独立载频、配置不同频点1xEVDO业务定位不同1xEV-DO主要提供高速无线分组数据业务，支持VTVOIPBCMCS等新业务1X主要提供话音业务,Page41,1X和DO网络规划的流程与基本步骤类似,估算,预规划,详细规划,输入：建网目标、成本输出：基站数目、配置,输入：估算结论、备选站点、覆盖目标输出：初选理论站点,输入：覆盖目标、勘站结果输出：最终实际站点位置、工程参数,前向容量和覆盖在以语音业务规划1X网络时常忽略；在以前反向不对称的数据业务规划1X和1xEVDO网络时应重视。,EVDO与1X的规划差异,Page42,cdma20001X业务：语音为主，低速率数据（不保证时延）规划：基于语音和低速率数据1xEV-DO业务：高速率数据（不保证时延），如上网、FTP等低时延业务新业务（VoIP和VT等），规划：基于多业务和多速率(每种业务由多种速率传输和要求连续覆盖的速率）,DO规划原则：1xEV-DO有更多种、更高速率、不同概率分布的业务，规划需全面兼顾1xEV-DO远/近期各种业务发展需要,1X与EVDO业务定位不同造成业务规划的差异,EVDO与1X的规划差异,