CDMA1 XEV-DO解决方案

（北京中网华通设计咨询有限公司，北京 100070）

摘 要：详细介绍了1XEV-DO的特点，并针对其特点给出了在1XEV-DO网络设计规划和组网方面的一些建议。

关键词：1XEV-DO/DV； 3G技术； HRPD 高速分组数据； HDR 高速数据速率

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2012）003-0133-03

作者简介：李相军（1976-），男，吉林长白人，北京中网华通设计咨询有限公司工程师、高级项目经理，研究方向为无线通信。

0 引言

1XEV-DO即单载波增强型数据优化。它是真正的3G技术，峰值数据速率可达2.4MBit/s，超出了ITU的3G定义。从技术角度来看，1XEV-DO技术可以运行在所有频带中。从应用角度看，1XEV-DO提供高速、高容量的无线互联网连接，并针对分组数据业务进行了优化。

1 1XEV-DO技术简介

1XEV-DO的国际标准。TIA/EIA关于1XEV-DO技术的标准是IS-856，相应的3GPP2的标准是C.S0024。IS-856标准的正式名字是CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification，即高速分组数据应用。1XEV-DO网络的覆盖比较CDMA2000 1X网络的覆盖，应该说是针对数据应用的有限覆盖，因此1XEV-DO技术是针对高速数据应用优化的技术，与CDMA2000 1X技术有着很大不同。

CDMA2000 1XEV-DO（IS-856）主要是为了优化数据应用而设计的。EV-DO（版本0）在反向链路可以达到 153.6kbit/s，而在前向链路则可以达到2.4Mbit/s。EV-DO版本A的反向链路可以达到1.8Mbit/s，而前向链路则可达到 3.1Mbit/s 的峰值速率。 由于大多数因特网的上下行应用是不对称的， 所以设计较高的前向数据速率是适当的。EV-DO优越性能的关键是它使用了“闭路速率控制”（Closed-loop rate control）和“增强容量调度算法”（Capacity enhancing scheduler），将可能的最高速率以突发的方式将数据传送给每个用户。换句话说，调制方法和传送时间选择可以根据信道环境而进行动态的控制以获取最佳的效果。

EV-DO 吞吐量优于其它3G 技术，在一个3扇区的基站中，平均的链路吞吐量为： ①前向链路（徒步环境）：3.2Mbps/cell（一个接收天线），4.4Mbps/cell（二个接收天线）； ②反向链路：660kbps/cell。

除此之外， 版本 A 将数据速率再次提高， 同时也有其它方面的增强。增强包括服务质量（QoS）、“即时多媒体”、定位服务（LBS）、均衡器、接收分集、VoIP和多载波。QoS允许EV-DO 以不同的方式处理不同的应用（例如IP电话和可视电话），因此，运营商可以为不同的数据用量和QoS级别提供不同等级的计费。事实上QoS可以用软件升级的方式在EV-DO版本上实施。均衡器可以消除干扰并可增加话音和数据容量。分集天线迅速地成为 EV-DO装置的标准配备。 越多用户使用具有分集天线的EV-DO装置就可使网络吞吐量大大增加。VoIP的使用可使EV-DO话音品质、话音容量和频谱效率都达到1x的水平，未来使用多载波技术可使数据速率达到 44Mbit/s。 cdma2000 1xEV-DO是基于IP设计的，并支持使用虚专用网（VPN）。 它使用标准的RADIUS服务器来执行鉴权和授权程序，能借由0.5s的接续时间让用户有“始终在线”的体验。

1．1 XEV-DO系统描述

图1 XEV-DO系统

1.2 1XEV-DO 系统的特点

1XEV-DO系统是针对高速无线数据应用的技术（通过VOIP技术也可以传送话音业务），它的数据应用特点决定了它的设计理念和系统特点与偏重话音应用的IS95和CDMA20001X系统有着根本的区别。我们可以从1XEV-DO系统的前反向链路物理层的特点看出来。

1.2.1 1XEV-DO前向链路物理层特点

（1）功率独享。即前向链路对每个用户都是全功率发射，这与1X/95系统有着本质的区别。

（2）时分为主，码分为辅。 前向链路采用时分多址技术，而不是像1X/95系统中采用码分多址技术。

（3）速率控制代替了功率控制。 前向链路根据接入终端的无线环境反馈（通过DRC信道传送），决定采用何种速率传送数据。前向链路共有38.4K-2.4M的12档、9种速率。

（4）采用自适应编码调制。前向链路采用QPSK/8-PSK/16-QAM调制方式。

1.2.2 1XEV-DO反向链路物理层特点

（1）功率分享。即反向链路每个用户的发射功率为全功率的一部分，它是根据用户所选择的传输速率自我调节的，这与1X/95系统类似。

（2）码分为主，时分为辅。反向链路主要采用码分多址技术。

（3）前向约束下速率自我调节。反向链路根据接入终端的无线环境申请一个发射速率，前向链路根据实际情况通知用户用何种速率发射。反向链路共有9.6K~153.6K的5档、5种速率。

（4）采用固定的编码调制方式。反向链路采用固定的BPSK调制方式。

1.3 1XEV-DO 系统的协议分层

图2 CDMA 1x EV-DO无线网络结构

从图2可以看出,EV-DO结构对原有的1X网络改变不大，在接口上增加了A12和A13两个接口，这两个接口都是从AN中新增加的SC/MM(会话控制/移动性管理)模块中发出的，分别与AN_AAA和其它AN连接，用于EV-DO终端的鉴权认证和切换。因此要从现有1X网络升级到EV-DO，只需在原来的BSC中增加SC/MM模块即可，有的厂家的设备为了最大限度地减少对原有设备的改动和对现有网络的影响，把SC/MM模块单独拿出来形成一个新的网元设备，并提供公开的A12和A13接口。

2 CDMA 1x EV-DO无线网络规划基础数据

服务质量目标：①在EV-DO覆盖范围内要求76.8Kbps的连续覆盖；②覆盖区内无线可通率：移动台在无线覆盖区内90%的位置，99%的时间可接入网络；③无线覆盖区边缘通信概率应达到75%以上；④包差错率(PER)：城区2%，郊区5%；⑤系统上行负载不大于50%；⑥切换配置比例因子：城区30%~40%。

3 CDMA 1x EV-DO无线组网方案

CDMA 1x EV-DO是面向移动高速数据业务的技术，在现有CDMA 1x网络基础上建设EV-DO网络，要遵循以下原则：①在对移动数据需求高的地方叠加EV-DO网络；②尽量保持EV-DO覆盖区域的连续性。

EV-DO网络可以与现有CDMA 1x网络采用“升级网”和“叠加网”两种组网方式。

（1）采用升级网。优点：①提供与CDMA 1x网络相同的设备商，与CDMA 1x网络共用站址和天线，仅仅在现有的网络设备中增加一些新的功能模块，升级方式简单，在经过良好优化的1x网络上可以很容易的开展EV-DO业务；②升级费用较少，与现有的CDMA网络能够很好地融合，最大限度地保护运营商的投资；③开展EV-DO业务时对1x网络服务无重大影响。

缺点：①需要在原有CDMA 1x网络基础上进行规划；②EV-DO与CDMA 1x网络需要一同优化。

（2）采用叠加网。优点：①可以根据实际需求单独进行网络规划，不受原有CDMA 1x网络的约束；②如果使用独立天线，可以对DO网络单独进行优化。

缺点：①使用不同设备商的设备；②如果共用天线，由于插入损耗的存在，可能影响到1x网络的覆盖；③如果使用不同的天线，需要适当的频率隔离；④投资相对较高。

4 CDMA 1x EV-DO无线网络估算

链路预算。一定传播环境下，小区的覆盖范围直接取决于收发端所允许的最大路径损耗，而链路预算可确定给定无线链路的最大允许路径损耗。链路预算中的最大允许路径损耗可大致地用下列公式定性表示：

最大允许路径损耗＝有效发射功率－接收机灵敏度－余量。（1）

链路预算时，根据计算得到允许的最大路径损耗（MAPL），利用合适的传播模型，可得到对应环境下基站的覆盖半径。

800MHz覆盖预测通常使用Hata模型。

由于有相同的码速率和解调要求，一些基本参数也相同，所以EV-DO反向链路预算与CDMA 1x相似。

但EV-DO前向链路预算比较复杂，和CDMA 1x相比有了很大的改动。例如EV-DO的前向链路是满功率发送，速率可调；并且前向没有软切换，采用的是虚拟软切换。所以对于前向链路预算，关键是考察在基站覆盖的边缘，前向链路是否能达到AT接收机的Eb/Nt最小要求。

由于在前向链路上EV-DO采用了一些新的技术，仅仅用与CDMA 1x相似的链路预算方法来预测基站的覆盖范围是不准确的，需要通过计算机仿真来确定前向链路的预算结果。目前根据一些设备厂商的仿真结果来看，EV-DO初期仍然是反向受限。

EV-DO密集城区反向链路预算如表2所示。

5 结束语

总之，1XEV-DO系统是目前最为成熟的3G系统，韩国已经投入商用，目前中国联通已经在广东、上海、山东等地开通了实验网。随着高速无线数据应用的普及，1XEV-DO技术必将为运营商带来更多的技术优势和核心竞争力。

从系统设备制造商看，目前为止，已经宣布支持EV-DO的设备制造商有：Hitachi, Samsung, Lucent, LGIC, Nortel, Ericsson, Airvana, ComDev, Motorola以及中兴、华为等。而且原来有CDMA2000 1X设备的厂家几乎都声称自己的设备可以“平滑升级到EV-DO”。

cdma20001x 和1xEV-DO能够提供非常重要的性能和经济效益给无线运营商，这个技术使得运营商能提供先进的数据服务，最有效地使用他们的频谱和网络资源，并能比其它技术领先相当的时间推出高性能的分组数据业务。事实上cdma2000系列的技术性能已超出ITU 3G的要求。

由于EV-DO 使用专门频道发展移动数据业务，运营商可免于话音和数据资源竞争的困境。EV-DO 空中接口加上 IP核心网络是一个强而有力的组合。

由于EV-DO借助了现有的软硬件设计，对设备制造商也能提供相当的利益，这个技术提供制造商较短的设计发展周期，从而使设备制造商获得了显著的经济效益。在ITU 定义的三代技术中，cdma2000 1xEV-DO 在未来几年内提供了用户最需要的业务，然而CDMA产业必须为EV-DO创造一个更迷人和更亲近用户的全球品牌。

参考文献：

\[1\] QUALCOMM INC..1xEV:1x Evolution,IS856 TIA/EIA Standard(Airlink Overview)\[EB/OL\].www.省略/main/whitepapers/1xEV_AirlinkOverview_110701.pdf

\[2\] Bender P，et al.CDMA/HDR ：A bandwidth-efficient high-speed wireless data service for nomadic users\[J\].IEEE Communications Magzine,2000(7).