CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

1、CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢相伴著國內(nèi)運(yùn)營商的重組，CDMA技術(shù)重新受到國內(nèi)業(yè)界的關(guān)注。目前，總的來看CDMA技術(shù)的演進(jìn)要緊包括以下3個方向。第一,考慮到cdma20001x網(wǎng)絡(luò)自身演進(jìn)的要求，業(yè)界制定了cdma20001x后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)。同時，為了滿足系統(tǒng)在現(xiàn)有頻段上擴(kuò)展無線寬帶數(shù)據(jù)能力以及在無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)上承載各類應(yīng)用服務(wù)（如VoIP/PSVT等）的需要，業(yè)界制定了cdma20001xEV-DORev.0/A/B標(biāo)準(zhǔn)。此外，為了進(jìn)一步滿足在不同頻段/帶寬上無線寬帶能力的要求和系統(tǒng)演進(jìn)的需要，業(yè)界基于OFDMA技術(shù)制定了UMB（UltraMobileBroadband）標(biāo)準(zhǔn)。cdma20001x技

2、術(shù)Cdma20001x是由IS-95A/B演進(jìn)而來的，并與現(xiàn)有的IS-95A/B系統(tǒng)后向兼容。與IS-95A/B相比，cdma20001x在信道類型、物理信道結(jié)構(gòu)和無線分組接口功能上都有專門大的增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)部分則按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)引入了分組交換機(jī)制，支持簡單IP和移動IP業(yè)務(wù)，支持QoS（QualityofService,服務(wù)質(zhì)量），這些技術(shù)特點(diǎn)差不多上為了適應(yīng)更多、更復(fù)雜的第三代業(yè)務(wù)。與IS-95A/B相比，cdma20001x具有以下新的技術(shù)特點(diǎn)。快速前向功率操縱技術(shù)：能夠進(jìn)行前向快速閉環(huán)功率操縱，與IS-95A/B系統(tǒng)前向信道只能進(jìn)行較慢速的功率操縱相比，大大提升了前向信道的容量。反向?qū)ьl

3、信道：使反向信道也能夠做到相干解調(diào)，與IS-95A/B系統(tǒng)反向信道所采納的非有關(guān)解調(diào)技術(shù)相比能夠提升3dB增益，相應(yīng)的反向鏈路容量提升1倍。快速尋呼信道：極大地減少了移動臺的電源消耗，使移動臺的待機(jī)時刻提升了50%。前向發(fā)送分集：前向信道采納發(fā)射分集，提升了信道的抗衰落能力，改善了前向信道信號質(zhì)量以提升系統(tǒng)容量。Turbo碼cdma20001x的業(yè)務(wù)信道能夠采納Turbo碼，以支持更高傳送速率及提升系統(tǒng)容量。輔助碼分信道：使cdma20001x能更靈活地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。變長的Walsh函數(shù)：使得空中無線接口的資源利用率更高。增強(qiáng)的MAC功能：以支持高效率的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。新的接入過程操縱方

4、式：目的在于按照數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性特點(diǎn)，增加了操縱保持狀態(tài)和新的增強(qiáng)接入模式，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)QoS和系統(tǒng)資源占用之間尋求折衷與平穩(wěn)。cdma20001xRev.0cdma20001xRev.0是cdma20001x的最初版本。它能夠?qū)崿F(xiàn)約為IS-95A/B兩倍容量的語音業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)峰值速率可達(dá)153.6kbit/s。Rev.0引入了多種模式（用于確定對前向差不多信道和前向補(bǔ)充信道的功控比特分配）的前向快速閉環(huán)功率操縱和OTD（OrthogonalTransmitDiversity，正交發(fā)送分集）模式的前向發(fā)送分集技術(shù)，支持快速尋呼信道和反向?qū)ьl信道，并可為用戶同時提供多種類型的業(yè)務(wù)。cd

5、ma20001x后續(xù)版本cdma20001x后續(xù)版本包括Rev.A/B/C/D,它要緊是對cdma20001xRev.0進(jìn)行了增強(qiáng)，其要緊增強(qiáng)特性包括以下幾個方面。MEID支持，針對cdma20001x系統(tǒng)從ESN過渡到MEID的需要，在LCM生成和手機(jī)尋址方式等方面進(jìn)行了擴(kuò)展。針對cdma20001x系統(tǒng)與DO系統(tǒng)互操作的需要，在系統(tǒng)中增加了DO網(wǎng)絡(luò)指示和交叉尋呼功能。前反向數(shù)據(jù)能力增強(qiáng)以及前向發(fā)送分集支持。新的公共信道支持，如F-BCCH、F-CCCH、F-CACH、F-CPCCH、REACH和R-CCCH等。對呼叫建立過程進(jìn)行優(yōu)化等。cdma20001xEV-DO技術(shù)cdma20001x

6、EV-DO是業(yè)界推出的第一個高性能、低成本的無線高速數(shù)據(jù)傳輸成熟解決方案，是cdma20001x的增強(qiáng)型技術(shù)，它針對支持高速無線互聯(lián)分組數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行了優(yōu)化。cdma20001xEV-DO標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有3個版本，RevORev.A和Rev.B,其中Rev.0和Rev.A可支持的前反向峰值速率分不為2.4Mbit/s153kbit/s和3.1Mbit/s1.8Mbit/s,而在Rev.B中則可支持高達(dá)73.5Mbit/s27Mbit/s的峰值速率(使用15個1.25M載波)。Rev.0在反向鏈路上的容量大約為每扇區(qū)300kbit/s;在Rev.A中，由于采納了自適應(yīng)的BPSK、QPSK和8-PSK等多

7、種調(diào)制方式及多種編碼速率和混合ARQ技術(shù)，極大地提升了反向鏈路的容量，扇區(qū)吞吐量大約為Rev.0的2倍，達(dá)到600kbit/s;在Rev.B中，隨著反向載波數(shù)目的增加，系統(tǒng)的反向數(shù)據(jù)吞吐量也將相應(yīng)成倍增長。同時，通過在載波間實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)度和在系統(tǒng)中引入干擾排除、均衡以及接收分集等技術(shù)，能夠使系統(tǒng)性能在原基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提升。1.cdma20001xEV-DORev.0針對數(shù)據(jù)服務(wù)突發(fā)性，高速率，非對稱以及時延和QoS要求相對靈活的特點(diǎn)，DORev.0進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，在前向鏈路實(shí)現(xiàn)了基于分組的調(diào)度，其要緊特點(diǎn)和增強(qiáng)特性包括4點(diǎn)。(1)CDMA/TDM前向鏈路DORev.0是專門針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而

8、優(yōu)化設(shè)計的，具前向鏈路在信號傳輸時，對每一用戶均以時分復(fù)用的方式在整個扇區(qū)內(nèi)全功率和碼空間發(fā)送，從而使系統(tǒng)能以最大的數(shù)據(jù)吞吐率(峰值能夠達(dá)到2.4Mbit/s)高速傳輸突發(fā)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并提升信號的傳輸質(zhì)量。(2)自適應(yīng)編碼調(diào)制終端基于通信過程中無線導(dǎo)頻信道的變化情形，將定期上報要求(速率最高可達(dá)600Hz)與當(dāng)前前向鏈路信道條件匹配的服務(wù)速率(38.4kbit/s2.4Mbit/s),每種服務(wù)速率將對應(yīng)不同的調(diào)制方式(QPSK/8PSK/16QAM)和編碼速率(Turbo編碼，碼率為2/3,1/3,1/5等)組合。自適應(yīng)編碼調(diào)制結(jié)合優(yōu)化的調(diào)度算法使基站能夠按照整個系統(tǒng)的實(shí)際情形(信道質(zhì)量及終端

9、所要求的數(shù)據(jù)速率)來確定每一用戶的服務(wù)時刻和實(shí)際傳輸速率，合理地匹配各終端的當(dāng)前物理信道情形服務(wù)其業(yè)務(wù)要求。由于多個用戶的信道衰落具有相對獨(dú)立性，系統(tǒng)在調(diào)度過程中能夠利用多用戶分級增益(MultipleUserDiversity)達(dá)到更高的傳輸效率。(3)HARQ(TypeII)用戶的移動和干擾的隨機(jī)性使系統(tǒng)在服務(wù)用戶與用戶上報時的物理信道情形可能存在誤差，這使用戶在上報要求服務(wù)的數(shù)據(jù)速率時相對保守以保證數(shù)據(jù)包的可靠傳輸。DORev.0在前向信道引入了HARQ機(jī)制來保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸時匹配用戶當(dāng)前物理信道的同時達(dá)到更高的傳輸效率。第一，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸時引入了交錯(Interlace)機(jī)制，系統(tǒng)在

10、傳輸數(shù)據(jù)包時基于Turbo碼能夠?qū)⒕幋a后的數(shù)據(jù)包分為若干子數(shù)據(jù)包，每個子信息包中包括數(shù)據(jù)或校驗數(shù)據(jù)，子數(shù)據(jù)包中傳輸時使用非連續(xù)的時隙從而使系統(tǒng)在傳輸同一數(shù)據(jù)包所屬數(shù)據(jù)時能夠規(guī)避突發(fā)性的干擾，獲得時刻分級增益(TimeDiversity)。同時，用戶同意每個子信息包后，將對同意的數(shù)據(jù)進(jìn)行部分譯碼并基于譯碼結(jié)果對發(fā)送端進(jìn)行反饋。如果部分譯碼成功，系統(tǒng)將提早終止該數(shù)據(jù)包的傳輸。增量式部分譯碼和提早終止的引入，能夠使在用戶進(jìn)行報收信道估量的情形下保證對系統(tǒng)對信道的匹配從而提升傳輸效率。(4)前向虛擬軟切換當(dāng)用戶在DO系統(tǒng)中移動時，用戶將選擇當(dāng)前信號最好的扇區(qū)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)用戶檢測到服務(wù)扇區(qū)發(fā)生變化

11、時，將及時向系統(tǒng)進(jìn)行指示并進(jìn)行虛擬軟切換切換服務(wù)扇區(qū)。虛擬軟切換的引入排除了由于系統(tǒng)軟切換所帶來的系統(tǒng)負(fù)載，同時能夠保證系統(tǒng)在給定相同的前向功率條件下達(dá)到最高的傳輸效率。2.Cdma20001xEVDORev.ADORev.A是DORev.0的演進(jìn)，除了在前反向鏈路數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)之外，專門值得一提的是DORev.A針對各種實(shí)時業(yè)務(wù)及應(yīng)用，如廣播、VoIP、可視電話、在線游戲、實(shí)時多媒體業(yè)務(wù)等，進(jìn)行了專門的設(shè)計和優(yōu)化，能夠充分、有效地支持上述業(yè)務(wù)。DORev.A的要緊特點(diǎn)和增強(qiáng)特性包括3個方面。(1)前反向峰值速率大幅度提升與DORev.0相比，在DORev.A中不僅前向鏈路峰值速率從2.4

12、Mbit/s提升到3.1Mbit/s的新高度；更重要的是反向鏈路得到了質(zhì)的提升。隨著增量傳送、靈活的分組長度結(jié)合、HybridARQ和更高階調(diào)制等技術(shù)在反向鏈路的引入，DORev.A實(shí)現(xiàn)了反向鏈路峰值速率從DORev.0的153.6kbit/s到1.8Mbit/s的飛躍。(2)小區(qū)前反向容量均衡通過在手機(jī)中采納雙天線接收分集技術(shù)和均衡技術(shù)，DORev.A的前向扇區(qū)平均容量能夠達(dá)到1500kbit/s,較DORev.0(平均小區(qū)容量850kbit/s)提升了75%。DORev.A的反向平均小區(qū)容量也得到大幅度的提升，從DORev.0的300kbit/s增力口了100%,達(dá)到600kbit/s。如

13、果基站上采納4分支接收分集技術(shù)，反向平均小區(qū)容量還可進(jìn)一步提升至1200kbit/s。(3)全面支持QoS與DORev.0相比，DORev.A在QoS支持方面也進(jìn)行了優(yōu)化，取得了明顯提升，具體體現(xiàn)在以下方面.靈活和有效的QoS操縱機(jī)制DORev.A中引入了多流機(jī)制，使系統(tǒng)和終端能夠基于應(yīng)用的不同QoS要求，對每個高層數(shù)據(jù)流進(jìn)行資源分配和調(diào)度操縱；同時，DORev.A中還提升了反向活動指示信道的傳輸速率，使終端能夠?qū)崟r跟蹤網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情形。在系統(tǒng)高負(fù)載時，保證低傳輸時延數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸。此外，DORev.A還引入了更多的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)包格式選擇，使系統(tǒng)能夠更靈活地進(jìn)行調(diào)度?？傊?，DORev.A

14、在保證系統(tǒng)穩(wěn)固性的前提下，能夠靈活而有效地滿足不同數(shù)據(jù)流的傳輸要求，從而在一部終端上能夠同時支持實(shí)時和非實(shí)時等多種業(yè)務(wù)。低接入時延DORev.A對接入信道和操縱信道均進(jìn)行了優(yōu)化。第一，在接入信道上能夠支持更高的傳輸速率和更短的接入前綴，使用戶能夠在發(fā)起服務(wù)要求時更快地接入網(wǎng)絡(luò)；其次，在操縱信道上能夠支持更短的尋呼周期，使用戶能夠較快地響應(yīng)來自網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)要求；此外，DORev.A高層協(xié)議中引入了三級尋呼周期機(jī)制，使終端能夠在適配網(wǎng)絡(luò)服務(wù)情形的同時降低功耗，延長待機(jī)時刻。這對支持需要頻繁建立和開釋信道的業(yè)務(wù)如即按即講(PTT)和即時多媒體通信(IMM)等專門重要。低傳輸時延在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，DOR

15、ev.A引入了高容量模式和低時延模式。在低時延模式下能夠采納不同的功率來傳輸某數(shù)據(jù)包的各子信息包，對第一傳輸?shù)淖有畔杉{較高功率發(fā)射，從而使該數(shù)據(jù)包提早終止傳輸?shù)母怕侍嵘?，降低了平均傳輸時延。這對支持如VoIP和可視電話等實(shí)時業(yè)務(wù)十分重要。低切換時延DORev.A中引入了DSC信道，使終端在基于信道情形選擇其他服務(wù)小區(qū)時，能夠向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)先指示，提早同步數(shù)據(jù)傳輸隊列，大大降低了前向切換時延。這對支持VoIP和可視電話等實(shí)時業(yè)務(wù)十分重要且成效明顯。3.cdma20001xEV-DORev.BDORev.B是在DORev.A基礎(chǔ)上的多載波擴(kuò)展和增強(qiáng)。DORev.B在前向鏈路增加了64-QAM調(diào)制

16、方式和8192比特數(shù)據(jù)包，在單載波(1.25MHz)上系統(tǒng)峰值速率達(dá)到4.9Mbit/s。在多載波條件下，DORev.B系統(tǒng)所支持的峰值速率將隨著載波數(shù)據(jù)成倍增加，在系統(tǒng)帶寬支持15載波(20MHz)時系統(tǒng)前反向峰值速率將達(dá)到73.527Mbit/s。多載波系統(tǒng)有關(guān)于單載波系統(tǒng)而言，還能夠利用無線信道的頻率選擇性(FrequencySelectivity)對用戶的服務(wù)要求在多載波上進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，從而使系統(tǒng)在調(diào)度時獲得時域和頻域的多用戶分級增益，提升系統(tǒng)容量；同時，如果將單載波上的高速數(shù)據(jù)流分解為多載波上中/低速數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸，能夠獲得更高的HARQ增益和降低終端發(fā)射功率，最終提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐

17、量。另外，DORev.B系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸引入了對稱模式(前向載波數(shù)等于反向載波數(shù))和非對稱模式(前向載波數(shù)大于反向載波數(shù))對稱模式下，前向與反向載波將一一映射，系統(tǒng)在成對載波上的數(shù)據(jù)和操縱反饋信息的傳輸與DORev.A系統(tǒng)差不多相同。非對稱模式下，多個前向載波將映射到一個反向載波，系統(tǒng)將在一個反向信道上傳輸對多個前向載波的操縱反饋信息。此外，不同于傳統(tǒng)FDD(FrequencyDivisionDuplex)系統(tǒng)前反向載波頻率采納固定間隔，DORev.B系統(tǒng)引入了前反向載波靈活配對模式(FlexibleDuplex簡稱FlexDuplex)以滿足對稱和非對稱模式下不同應(yīng)用場景的需要。DORev.B系

18、統(tǒng)引入了快速尋呼信道，使系統(tǒng)能夠預(yù)先向終端指示尋呼到達(dá)信息，縮短了中斷在尋呼周期到達(dá)時監(jiān)聽系統(tǒng)操縱信道的時刻。止匕外，DORev.B系統(tǒng)中還引入了非連續(xù)發(fā)送(DTX)和非接收模式(DRX)。當(dāng)終端工作在DRX模式時，終端能夠只在指定的前向交錯時隙接收數(shù)據(jù)而在其他時刻能夠關(guān)閉接收機(jī)。當(dāng)終端工作在DTX模式時，如果存在子數(shù)據(jù)包需要發(fā)送,終端能夠連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)河道頻信道的同時只在指定的時隙發(fā)送其他操縱信息；如果沒有子數(shù)據(jù)包需要發(fā)送，終端則能夠只在指定的時隙發(fā)送導(dǎo)頻信道以及其他操縱信息，而在其他時隙，終端能夠關(guān)閉發(fā)射機(jī)和功放?？焖賹ず裟Ｊ胶虳TX/DRX的引入能夠有效地降低終端在待機(jī)和數(shù)據(jù)傳輸時的電源消耗，提升待機(jī)和通話時刻。UMB技術(shù)UMB以O(shè)FDMA技術(shù)為基礎(chǔ),專門針對無線移動環(huán)境和實(shí)時應(yīng)用優(yōu)化的移動無