摘要　首先從協(xié)議結(jié)構(gòu)、信道結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵增強(qiáng)技術(shù)等方面描述了多載波EV-DO技術(shù)的概況，并比較了EV-DO Rev.B、EV-DO Rel.0和EV-DO Rev.A之間的不同之處。最后介紹了EV-DO系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及其未來(lái)演進(jìn)路線。

1、引言

　　cdma2000是由IS-95A/B演進(jìn)而來(lái)的，主要由高通公司倡導(dǎo)。cdma2000 1x可以提供雙倍于IS-95的語(yǔ)音容量以及153.6 kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。隨著用戶需求的不斷增加，尤其是針對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，3GPP2提出了cdma2000 1x的演進(jìn)技術(shù)——EV-DO。該技術(shù)著重實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增強(qiáng)，并能后向兼容cdma2000 1x技術(shù)。EV-DO的演進(jìn)又可以進(jìn)一步分為Rel.0、Rev.A、Rev.B以及Rev.C/D等不同階段。cdma2000標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)路線如圖1所示。

?

圖1　cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)路線

　　2006年5月，3GPP2發(fā)布了EV-DO Rev.B空中接口協(xié)議，即多載波EV-DO。EV-DO Rev.B具有如下優(yōu)勢(shì)：進(jìn)一步提升前向及反向傳輸速率；后向兼容cdma2000 1x和1x EV-DO網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備；從峰值速率和QoS等方面增強(qiáng)用戶體驗(yàn)；降低單比特開(kāi)銷（這對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言意味著更低的成本）。

2、EV-DO Rev.B協(xié)議棧模型

　　與EV-DO Rev.A協(xié)議結(jié)構(gòu)相比，EV-DO Rev.B協(xié)議棧整體并沒(méi)有太大的改動(dòng)，只是在連接層、MAC層和物理層分別增加了一些與多載波相關(guān)的協(xié)議，如圖2所示。其中，連接層增加了快速空閑協(xié)議和多載波路由更新協(xié)議，用于提供移動(dòng)臺(tái)或接入網(wǎng)之間建立程序或者傳遞消息，使網(wǎng)絡(luò)能夠了解移動(dòng)臺(tái)的大概位置，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到覆蓋范圍的其他扇區(qū)時(shí)仍能同網(wǎng)絡(luò)保持無(wú)線連接。MAC層增加了針對(duì)多載波的前向和反向業(yè)務(wù)信道MAC協(xié)議；物理層在原有的Subtype1和Subtype2物理層協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加了Subtype3物理層協(xié)議。

?

圖2　EV-DO Rev.B協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

　　Subtype3物理層協(xié)議規(guī)定的前向及反向物理信道結(jié)構(gòu)如圖3所示。前向信道主要包括導(dǎo)頻信道、MAC信道、控制信道和業(yè)務(wù)信道。其中，MAC信道可以分為反向激活比特（RA）、速率控制鎖定（DRCLock）、反向功率控制（RPC）以及自動(dòng)清求重傳（ARQ）4個(gè)子信道。這與EV-DO Rev.A的前向物理信道結(jié)構(gòu)基本相同。但是EV-DO Rev.B前向業(yè)務(wù)信道增加了6 144、7 168和8 192 Bit三種較大的包，并增加了16QAM調(diào)制方式，MACIndex擴(kuò)展至384個(gè)，前向業(yè)務(wù)信道和控制信道采用128階的Walsh碼。

?

圖3　Subtype3物理信道結(jié)構(gòu)

　　反向信道包括接入信道和反向業(yè)務(wù)信道。接入信道包括一個(gè)導(dǎo)頻信道和一個(gè)數(shù)據(jù)信道。反向業(yè)務(wù)信道可能包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻信道，一個(gè)或更多的RRI、ACK、DSC、DRC和數(shù)據(jù)信道。反向業(yè)務(wù)信道也可能包括一個(gè)或更多的副導(dǎo)頻信道。在反向物理信道中，將DRC信道、ACK信道和DSC信道歸于前向反饋信道，用于反向鏈路對(duì)前向信道的反饋。根據(jù)反向?qū)η跋蚨噍d波的不同反饋信道復(fù)用方式，可以將復(fù)用模式分為無(wú)反饋復(fù)用模式、基本反饋復(fù)用模式和增強(qiáng)反饋復(fù)用模式三種：在無(wú)反饋復(fù)用模式下，反向業(yè)務(wù)信道由一個(gè)或多個(gè)使用惟一用戶長(zhǎng)碼的反向CDMA信道組成，路由更新協(xié)議的公共參數(shù)定義了分配的反向CDMA信道，每個(gè)反向CDMA信道承載最多一個(gè)子激活集的前向信道的反饋信道；在基本反饋復(fù)用模式下，反向信道由一個(gè)或多個(gè)反向CDMA信道組成，不同的前向CDMA信道對(duì)應(yīng)的DRC信道、ACK信道和DSC信道復(fù)用到一個(gè)反向CDMA信道，這個(gè)反向CDMA信道使用惟一的用戶長(zhǎng)碼傳輸；在增強(qiáng)反饋復(fù)用模式下，至少有一個(gè)使用某個(gè)長(zhǎng)碼的反向CDMA信道承載了4個(gè)不同子激活集的前向CDMA信道的反饋，一個(gè)反向CDMA信道最多使用4個(gè)長(zhǎng)碼，因此一個(gè)反向載波最多可以承載16個(gè)前向CDMA信道的反饋。

3、增強(qiáng)技術(shù)

　　3.1　功率控制

　　與EV-DO Rev.A不同的是，EV-DO Rev.B是多載波系統(tǒng)，前向和反向可能同時(shí)存在多個(gè)載波，不同載波間功率如何分配成為EV-DO Rev.B中需重要解決的問(wèn)題。移動(dòng)臺(tái)能夠?yàn)槊總€(gè)反向激活CDMA信道提供兩種獨(dú)立的功率控制手段：一是由移動(dòng)臺(tái)完成的開(kāi)環(huán)估計(jì)；二是由移動(dòng)臺(tái)和接入網(wǎng)共同參加的閉環(huán)修正。

　　對(duì)于某個(gè)給定的AT，它相鄰兩個(gè)載波的發(fā)送功率值的差別不能超過(guò)一個(gè)最大值差值門限（MaxRLTxPwrDiff）。對(duì)于任意兩個(gè)相鄰的反向CDMA信道對(duì)，即使增加其中某載波的功率值，移動(dòng)臺(tái)也應(yīng)該保證兩載波之間的功率差別不超過(guò)該功率的差值門限。當(dāng)更新MaxRLTxPwrDiff值后，新的MaxRLTxPwrDiff值只能應(yīng)用在這個(gè)包已經(jīng)達(dá)到最大傳輸次數(shù)后的子幀時(shí)刻或者這個(gè)包提前終止的那個(gè)時(shí)刻。也就是說(shuō)，只有當(dāng)一個(gè)包傳輸完畢，才能更新MaxRLTxPwrDiff。

　　3.2　集合管理

　　單載波系統(tǒng)使用導(dǎo)頻信道的PN偏置來(lái)區(qū)分不同的導(dǎo)頻。而在多載波系統(tǒng)中，由于同一個(gè)基站可能配備多個(gè)載波，單純依靠PN偏置是不夠的，因此采用【PN碼偏置，CDMA信道（即載波號(hào)）】這樣的二維向量來(lái)區(qū)分不同的導(dǎo)頻。具有相同PN碼偏置的導(dǎo)頻歸屬于同一個(gè)導(dǎo)頻組，這樣可以避免移動(dòng)臺(tái)向?qū)儆谕换镜亩鄠€(gè)導(dǎo)頻重復(fù)發(fā)送報(bào)告，導(dǎo)頻組中的一個(gè)導(dǎo)頻就可以代表整個(gè)導(dǎo)頻組。在激活集、候選集和相鄰集中，移動(dòng)臺(tái)只報(bào)告每個(gè)集合中單個(gè)導(dǎo)頻的強(qiáng)度。激活集中可以有多個(gè)來(lái)自同一個(gè)導(dǎo)頻組的導(dǎo)頻。但是從激活集中退出的導(dǎo)頻不一定就加入候選集，由于導(dǎo)頻組的存在，若該導(dǎo)頻想加入候選集，則要求該導(dǎo)頻所在的導(dǎo)頻組不能存在于激活集之內(nèi)。也就是說(shuō)，屬于激活集的以及導(dǎo)頻組中的所有導(dǎo)頻不能再出現(xiàn)在候選集和相鄰集中。

　　3.3　調(diào)制方式

　　反向數(shù)據(jù)信道的CDMA信道的調(diào)制方式有BPSK、QPSK和8PSK三種，以及4階Walsh碼和2階Walsh碼調(diào)制。因此，調(diào)制方式有Q4、Q2、Q4Q2、E4E2和E2等節(jié)種，這與EV-DO Rev.A是相同的。與EV-DO Rev.A相比，在原有QPSK、8PSK和16QAM的基礎(chǔ)上，前向物理層包的調(diào)制方式增加了64QAM，前向MAC信道的MACIndex擴(kuò)展至384個(gè)。

　　3.4　多載波RLP

　　在多載波系統(tǒng)中，原本屬于一個(gè)數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)包應(yīng)如何在多個(gè)載波上進(jìn)行傳輸與合并，是由多載波無(wú)線鏈路協(xié)議（RLP）完成的。多鏈路RLP的主要功能是把分流在不同載波上的數(shù)據(jù)在接收端按照發(fā)送時(shí)設(shè)置的序號(hào)重新組合在一起。為了避免錯(cuò)誤地檢測(cè)分組丟失，多載波RLP在RLP序號(hào)的基礎(chǔ)上，增加了鏈路序號(hào)。終端使用鏈路序號(hào)在每個(gè)單獨(dú)的鏈路上檢測(cè)該鏈路上是否存在分組缺失，然后再使用RLP序號(hào)重組不同鏈路上接收到的分組。鏈路序號(hào)在分組重傳時(shí)無(wú)需使用，并且鏈路序號(hào)的長(zhǎng)度應(yīng)充分大，以避免在某個(gè)鏈路上出現(xiàn)鏈路序號(hào)的循環(huán)重疊。

　　3.5　負(fù)載均衡

　　負(fù)載均衡的目的是保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均勻地分配在載波上。負(fù)載均衡可以分為靜態(tài)均衡和自適應(yīng)均衡兩大類。靜態(tài)負(fù)載均衡是通過(guò)把每個(gè)新接入終端分配到某些載波上實(shí)現(xiàn)。但是由于應(yīng)用層數(shù)據(jù)流的變化和數(shù)據(jù)源的突發(fā)性，靜態(tài)負(fù)載均衡不能在短的時(shí)間刻度上達(dá)到均衡負(fù)載，而自適應(yīng)負(fù)載均衡可以通過(guò)在接入網(wǎng)和移動(dòng)臺(tái)之間協(xié)作實(shí)現(xiàn)。

　　可以在連接建立階段分配載波，由網(wǎng)絡(luò)根據(jù)終端的流請(qǐng)求、可用功率余量和終端的功能等為終端分配載波。除此之外，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)需要在連接中再分配和解除載波。載波的分配和解除可以由網(wǎng)絡(luò)或者終端發(fā)起，但大多數(shù)情況下均由網(wǎng)絡(luò)決定最終的分配方案。

　　3.6　載波部署

　　EV-DO Rev.B系統(tǒng)支持靈活的載波部署方案。有兩種部署方案：一種為重疊方式，即在當(dāng)前EV-DO Rev.A單載波系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加載波；另一種為混合頻率復(fù)用方式，即不同的載波使用不同的頻率復(fù)用系數(shù)，所有反向鏈路載波的復(fù)用系數(shù)均為1，并在前向鏈路載波復(fù)用系數(shù)為1的基礎(chǔ)上，增加頻率復(fù)用系數(shù)為3的載波。

　　混合頻率復(fù)用方式使得EV-DO Rev.B系統(tǒng)可以利用非對(duì)稱或者零散頻帶，以提高系統(tǒng)頻帶配置的靈活性和多樣性。

4、EV-DO Rev.B系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

　　多載波EV-DO系統(tǒng)作為EV-DO Rev.A的演進(jìn)技術(shù)，將數(shù)據(jù)速率由前向3.1 Mbit/s/反向1.8 Mbit/s提升到了前向73.5 Mbit/s/反向27 Mbit/s，進(jìn)一步提高了頻帶利用率、降低了單比特的成本，還具有靈活的帶寬分配方式、更好的QoS保證以及增強(qiáng)的用戶體驗(yàn)。

　　作為多載波系統(tǒng)，EV-DO Rev.B的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是，除了可以獲得時(shí)域內(nèi)的多用戶分集增益外，還可獲得頻域內(nèi)的分集增益，因此能達(dá)到較高的頻譜效率。信道的頻率選擇性和自適應(yīng)負(fù)載均衡，使得前向性能得到增強(qiáng)。混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳使傳輸提前終止，再加上精確的速率控制算法，使得反向峰值速率獲得極大的提升。

　　EV-DO Rev.B技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。

　　●后向兼容現(xiàn)有系統(tǒng)。

　　●更高的前向和反向峰值速率。

　　●較低的時(shí)延，提高對(duì)QoS的支持。

　　●通過(guò)不同載波間的頻率選擇性衰落獲得更高的頻譜效率。

　　●在不同載波之間達(dá)到自適應(yīng)負(fù)載均衡。

　　●靈活的雙工及頻帶配置。

5、EV-DO系統(tǒng)的未來(lái)演進(jìn)路線

　　目前，cdma2000 1x EV-DO Rel.0及Rev.A已在部分國(guó)家和地區(qū)實(shí)現(xiàn)商用，EV-DO Rev.B的規(guī)范也已公布，并有望于2007年實(shí)現(xiàn)商用部署。

　　EV-DO Rev.B技術(shù)作為AIE TEM確定的EV-DO演進(jìn)第一階段目前已展現(xiàn)出來(lái)。EV-DO未來(lái)演進(jìn)還包括EV-DO Rev.C和EV-DO Rev.D標(biāo)準(zhǔn)。EV-DO Rev.C中要引入OFDM、MIMO、SDMA以及干擾消除技術(shù)，從而使下行鏈路的峰值傳輸速率提高到200 Mbit/s，以提高扇區(qū)吞吐量。3GPP2在2006年6月收集了針對(duì)EV-DO Rev.C系統(tǒng)的建議和反饋意見(jiàn)。而EV-DO Rev.D很有可能是嚴(yán)格意義上的4G技術(shù)。

6、結(jié)束語(yǔ)

　　cdma2000 1x EV-DO Rev.B作為cdma2000 AIE的第一階段，能夠后向兼容現(xiàn)有的EV-DO Rel.0及Rev.A系統(tǒng)，較顯著地降低單位比特的成本，獲得更高的頻譜利用率。除了可以實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率和更低的時(shí)延外，頻率選擇性增益及自適應(yīng)負(fù)載均衡可以為時(shí)延不敏感的業(yè)務(wù)帶來(lái)額外的增益。此外，EV-DO Rev.B能夠支持混合頻率復(fù)用部署方式，進(jìn)而提高頻率配置的靈活性。EV-DO Rev.C作為cdma2000 AIE的第二階段，目前已得到廣泛的關(guān)注，有望在未來(lái)一兩年的時(shí)間內(nèi)完成標(biāo)準(zhǔn)的制定甚至可以進(jìn)行商用部署。