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1、n了解1xEV-DO RA 基本概念与其关键技术l学习完本课程，您将会：Page 1第第第第1 1章章章章 EVDO RA EVDO RA 概述概述概述概述第第2章章 EVDO RA 关键技术关键技术Page 2EVDO RA网络结构BTSUmMSBTSUmMSBTSUmMS BSCMSCeMGWMSC/HLR/VLRPDSNHAAAAANAAAInternetPLMN/PSTNAbisA1/A2A2pA1pA10/A11A12A3/A7A13A16A5接入侧接入侧分组域分组域电路域电路域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:
2、移动交换中心 HA:家乡代理 HLR:归属位置寄存器AN AAA:对接入网络进行鉴权和验证，EV-DO业务时AN AAA服务器管理空口。 Other BSCPage 3EVDO 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：功能：Page 41xEV-DO RA 信道结构EVDOReverseAuxiliary Pilot ForwardACKPilotAccessTrafficDRCLo
3、ckControlTrafficMACRPCRAH-ARQL-ARQP-ARQMACPilotDataDataRRIDSCDRCPilotPage 5信道结构l 前向信道通过时隙划分l 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l 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Page 6前向信道的时分特性前向信道的时分特性物理层前向帧结构u 前向信道时分特性前向信道时分特性l1 time slot = 1.67msec = 2048 chipsl基站以满功率发射基站以满功率发射 Data400chipsMAC64chipsMAC64chips
4、Data400chipsPilot96chipsData400chipsMAC64chipsMAC64chipsData400chipsHalf slot (1024 chips)Half slot (1024 chips)Slot (5/3 ms length)Frame(80/3 ms length)MAC64chipsMAC64chipsPilot96chipsMAC64chipsMAC64chipsPilot96chipsNullNullNullNull0123456789101112131415Active SlotPilot96chipsPage 7前向信道的时分特性前向信道的时分
5、特性信道结构u 前向信道标识前向信道标识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。EVDO RA MACIndex 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。Page 8反向信道结构Page 9u 1xEV-DO反向信道结构反向信道结构n 反向信道以码分为主，时分为辅n 反向采用相干解调技术，软切换与功率控制与CDMA 1X类似反向信道结构l均为专用
6、控制信道lRRI子信道和DRC子信道组成 MAC信道lRRI子信道:AT 向系统上报当前速率lDRC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 :DRC value 和 DRC cover DRC value包含申请的速率信息 DRC cover包含申请服务扇区载频信息lACK信道: 对前向接收的数据包进行确认lDRC信道和ACK信道一起实现H-ARQ功能u RRI, DRC 和和 ACK 信道信道Page 10前反向速率集前反向速率集前反向速率集u 前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(12
7、8、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3.072MpsDRC Value 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速率扩展: : 前向链路的峰值速率由前向链路的峰值速率由2.4576Mbps2.4576Mbps提高到提高到3.
8、072Mbps3.072Mbps支持支持5120bits5120bits的大包的大包, , 提高了传输效率和容量提高了传输效率和容量Page 11前反向速率集u 反向速率集反向速率集l接入信道增加19.2k和38.4k两种速率和512、1024两种包格式l 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1.843Mbpsl 采用BPSK、QPSK、8-PSK调制l 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l 反向速
9、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Page 12EVDO Rev A Rel 0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CDMA2000 1x 网络的互操作能力有待进一步提高Rev A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，
10、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CDMA2000 1x 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Page 13第第1章章 EVDO RA 概述概述第第第第2 2章章章章 EVDO RA EVDO RA 关键技术关键技术关键技术关键技术Page 141.1.时分复用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Page 15l时隙资源是EVDO前向链路最宝贵的资
11、源l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比例公平调度准则 PkDRCk/Tk 多用户调度技术Page 16快速最好小区选择l 同一时间只有一个扇区对单个用户数据传输l 终端总选择最好信号质量扇区作为服务小区l 快速服务小区反馈实现无缝转换l 转换基于最大瞬时前向链路SINR的测量Page 17混合自动重传HARQPage 18反向HARQl 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
12、少到2个slot，传输延时从Rel.0的16个slot减少到4个slot 。l 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l 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Page 19DSC辅助的虚拟软切换u DSC辅助虚拟软切换辅助虚拟软切换lDSC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。Page 20DSC辅助的虚拟软切换uRev.A 虚拟软切换流程虚拟软切换流程l Cell A和Cell B都在手机的激活集中，手机的DSC和DRC都指向C
13、ell A。 BSC只向Cell A发送前向数据包，由Cell A转发给手机。l 手机检测到Cell B的信号较强，改变DSC指向Cell B 。Page 21DSC辅助的虚拟软切换uRev.A 虚拟软切换流程虚拟软切换流程l BSC 同时向Cell A和Cell B广播前向数据包（仅仅EF Traffic），由Cell A转发给手机，在Cell B只进行缓冲。l 手机改变DRC指向Cell B。BSC停止向Cell A发送前向数据包，Cell B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Page 22DSC辅助的虚拟软切换uRev.A 虚拟软
14、切换流程虚拟软切换流程l BSC只向Cell B发送前向数据包，由Cell B转发给手机。虚拟软切换完成。Page 23DSC辅助的虚拟软切换uRev.A 虚拟软切换信令流程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。Page 24 端到端的端到端的QoSuQoS 评价指标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 u QoS 服务类型服务
15、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（Class Selector）型uQoS的实现的实现在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。Page 25端到端的QoSu 端到端端到端QoS的
16、体系结构的体系结构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。Page 26端到端的端到端的QoSQoSu 端到端端到端 QoS 保障保障l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。l 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）。l 为了减小
17、不同业务间的延时，Rev.A 反向链路的传送单元以Rel 0 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。l 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。Page 27T2P 反向负荷控制u T2P：Traf
18、fic to PilotRel.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 （Traffic to Pilot，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。u T2P基本原理基本原理针对每个反向MAC Flow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
19、MAC Flow级T2P分配，方便实现反向用户间QoS和用户内QoS。Page 28T2P 反向负荷控制uT2P控制机制控制机制lT2P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。Page 29T2P 反向负荷控制u反向反向T2P减少减少EF业务时延业务时延反向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Page 30
