EV-DO
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- EV-DO(Evolution-data Optimized/Evolution-data Only:cdma2000 1x ev-do標準)
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什麼是EV-DO[1]
EV-DO是業界推出的第一個高性能、低成本的無線高速數據傳輸成熟解決方案。它的標準化工作由3GPP2在2000年9月完成,並頒佈為C.S0024系列標準。在2001年6月的ITU—RWP8F會議上,EV-DO被正式批准成為IMT-2000標準的一部分。
EV-DO是cdma2000 1x的增強型技術,它針對支持高速無線互聯分組數據的傳輸進行了優化,可以提高無線頻譜資源的利用效率,在標準的1.25MHz載波上可支持的平均前向速率為:
①靜止或慢速移動時,1.03Mbit/s(無接收分集)和1.4Mbit/s(接收分集);
②中高速移動時,700kbiffs(無接收分集)和1.03Mbit/s(接收分集)。
EV-DO標準現有3個版本,C.S0024Rev.0、Rev.A和Rev.B,其中Rev.0和Rev.A可支持的前、反向峰值速率分別為2.4Mbit/s/153kbit/s和3.1Mbit/s/1.8Mbit/s,而在Rev.B中則可支持高達73.5Mbit/s/27Mbit/s的峰值速率(使用15個1.25MHz載波)。
EV-DO Rev.0針對非對稱業務尤其是下載業務而設計,使用前向HARQ、白適應調製和編碼、自適應服務區選擇和多用戶分集等關鍵技術,下載速率可達2.4Mbit/s,但是上行沒有改進,不支持QoS,因此不支持對稱型時延敏感業務。
為了支持對稱型時延敏感業務,3GPP2在2004年4月發佈EV-DORev.A標準,從頻譜效率、快速接入、減少切換時延、系統容量、QoS要求等方面進行改進,並引入T2P演算法和反向HARQ技術進行上行增強,反向峰值速率可達1.8Mbit/s,與EV-DO Rev.0只有153.6kbit/s相比有很大改善。
為了提供更豐富的業務和提高用戶體驗,3GPP2於2006年3月發佈EV-DO Rev.B空中介面技術規範,其主要增強表現在允許一個終端可同時工作在多個載波上,因此,又被稱為多載波EV-DO技術。該版本分為Phase1和Phase2兩個階段,前者可實現3個載波的捆綁,前向峰值速率高達9.3Mbit/s,反向峰值速率高達5.4Mbit/s;後者在前者的基礎上採用64QAM的調製方式和更大的包發送,並採用反向干擾消除等關鍵技術,前向峰值速率高達14.7Mbit/s,反向峰值速率高達5.4Mbit/s,這樣用戶體驗大大提高。
為了進一步提高速率,高通公司提出了更先進的EV-DO Advanced版本,標準還在制訂中。該版本在5MHz帶寬內峰值速率可達34.4Mbit/s,主要採用MIMO、OFDM等先進技術,與EV-DO Rev.B後向兼容。
C.S0024Rev.0在反向鏈路上的容量大約為每扇區300kbit/s;在Rev.A中,由於採用了白適應的BPSK、QPSK和8-PSK等多種調製方式及多種編碼速率和混合ARQ技術,極大地提高了反向鏈路的容量,扇區吞吐量大約為Rev.0的2倍,達到600kbit/s;在Rev.B中,隨著反向載波數目的增加,系統的反向數據吞吐量也將相應成倍增長。同時,通過在載波問實現白適應調度和在系統中引入干擾消除、均衡以及接收分集等技術,可以使系統性能在原基礎上實現進一步的提高。
除了單播數據業務之外,EV-DO系統中還可以引入黃金多播和鉑金多播等多播業務,使系統可以同時向多個用戶傳輸相同的數據流。多播業務的引入完全基於EV-DO系統,不需要新增單獨的載頻。如果採用黃金多播,系統每扇區在99%覆蓋率的情況下可以支持總速率達409.6kbit/s(接收分集)的多播內容;如果採用鉑金多播,系統容量將提高大約3倍,在98%覆蓋的情況下每扇區容量將達到1.2Mbit/s。
EV-DO的發展[2]
EV-DO最早起源於Qualcomm公司的高速數據(HDR,High Data Rate)技術,早在1997年Qualcorem就向CDG組織提出了HDR的概念,此後經不斷完善,在2000年3月以cdma20001xEV-DO的名稱向3GPP2提交了正式技術方案。2000年3月在3GPP2TSG-C中成立了lxEV工作組,同年10月,3GPP2投票表決把該標准定義為C.S0024,在美國的TIA/EIA稱為IS-856。2001年12月,在ITU的會議上,EV-DO技術作為cdma2000家族的一個分支被吸納為IMT-2000標準之一,經3GPP2標準化組織定名為HRPD(HighRatePacketData),EV-DO是一個商用網路體制的稱謂。
DO的意思是DataOnly,後來為了更好地表達此技術的含義,把DataOnly改為DataOptimized,表示EV-DO是一種為實現高速無線分組數據業務而進行了優化的技術。
EV-DO是相對獨立的無線互聯網接人技術,與WLAN技術相比,EV-DO覆蓋範圍大,而且可以實現移動性,下圖所示為EV-DO和EV-DV不同版本的業務性能。
EV-DO技術標準目前有Release0和ReleaseA兩個版本。
(1)Release0(IS-856-0):第一個版本。
(2)EV-DO Enhancements:支持QoS、多點廣播、均衡、接收分集,它的很多功能可以通過軟體升級實現。
(3)EV-DO ReleaseA(IS-856-A):這是2004年3月制定的國際標準,基於EV-DO Enhancements,支持更高的速率和更大的系統容量,支持低延時的分組業務,後向兼容已有的EV-DO標準,實現了多播業務、QoS,使終端用戶可以享受寬頻領域的多彩服務。
值得註意的是:僅就數據業務而言,EV-DO版本A與EV-DV已經無甚差別,而EV-DO版本A相對於版本O,其最大的增強是支持低時延業務,降低了時延。
EV-DO的技術特點[1]
為了不影響現有網路話音通信的前提下支持高速數據業務,EV-DO採用了將話音通道和數據通道分離的方法。這是因為數據和話音具有不同的特性,如延時,數據速率對實時性要求低於話音業務;誤碼率,數據業務對誤比特率的要求高於話音業務;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,而話音業務則為嚴格的對稱業務。EV-D0技術具有如下特點。
①與現有cdmaOne和cdma2000lx網路兼容。其中,EV-DO的碼片速率、功率需求、通道帶寬與IS一95及cdma2000lx相同;EV-DO可沿用現有網路規劃及射頻部件;EV-DO基站可與IS一95或cdma2000lx合一,成本低廉。
②EV-DO的功率控制與軟切換方式與cdmaOne及cdma2000lx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最高速率的通信。
③前向鏈路使用可變時隙的方式時分復用。在EV-DO中,接入點總以最高功率發送,使處於有利位置的用戶得到非常高的速率。
④前向HDR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。根據實時的數據速率控制(DRC,Data Rate Control)信息,基站可快速地相互切換。同時,基站測量載乾比(C/I)併在DRC通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通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。當用戶需求改變及通道條件改變時,動態地確定優化的數據速率。
⑤在反向鏈路,EV-DO用與IS-95、cdma2000lx相同的軟切換技術,移動台發送的信息被多個接入點接收。
⑥支持高速分組數據突發。
⑦EV-DO上層運行TCP/IP。HDR接入點一般通過E1/T1、乙太網、STM-1與路由器相連。
⑧EV-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。
⑨EV-DO採用增強的無線鏈路協議(RLP),與TCP協議共用減少誤幀率,其空中鏈路鑒權與加密演算法保證了用戶的安全。