CDMA2000高速分组数据_高速数据分组接入

CDMA2000高速分组数据由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“高速数据分组接入”。

一、概述

随着移动通信的日益普及，仅仅是移动话音通信已经不能满足人们获取信息的需要，移动数据通信业务因其可以提供办公、娱乐、与他人进行跨越地域界限的交流而显现出巨大的生命力和发展前景。预计到2005年我国移动用户数将达到3.5亿左右，移动数据业务将有快速发展，这是移动通信新的增长点和保持旺盛生命力的关键。1x EV-DO技术正是在这样的市场需求推动下应运而生的。

2000年3月在3GPP2 TSG-C中成立了1x EV工作组。CDMA2000 1x EV-DO（又称HDR）是一种为实现高速无线分组数据业务而进行优化了的技术，经3GPP2标准化组织定名为HRPD，它能在与IS-95A/CDMA2000 1x相同的1.25MHz频带内提供最高达2.4576Mbps的前向峰值速率，支持分组数据。由于它的频谱利用率高，与CDMA2000 1x后向兼容，具有与CDMA2000 1x相同的射频特性和网络规划，保证运营商的平滑升级，已赢得了越来越多的运营商和设备制造商的关注。

二、HRPD特点及与IS-95A、CDMA2000 1x对比

HRPD的目标是：提供高速不对称数据业务；与IS-95A和CDMA2000 1x保持兼容。简要概括一下HRPD的特点：

1.传输速率（每载频每扇区）

在IS-95A和CDMA2000 1x网络中仅可分别提供前、反向链路不高于14.4 kbps和153.6 kbps的数据速率。由于HRPD在空中接口上采用了新的调制技术并增加了数据速率控制、调度优化以及时分复用等方法，使得空中接口上的数据传输速率有了很达的提高。可以在一个CDMA载频（1.25MHz）上采用专用的数据信道支持高速分组数据业务，前向最高数据速率可达2.4576Mbps，反向最高数据速率可达153.6kbps。

2.分集方式

IS-95A和CDMA2000 1x前、反向信道均采用码分多址技术，HRPD在前向信道采用时分复用（TDM）和码分方式，多个用户共用同一信道；反向信道采用码分多址技术。

3.服务类型

IS-95A 和 CDMA2000 1x 均包含话音和数据业务。1xEV-DO可以支持端到端IP协议，提供长时间在线的数据服务，但不能支持话音业务，如果支持数据和语音需要HRPD/1x双模终端。

4.功率控制

IS-95A和CDMA2000 1x的功率控制原则是为通信条件差的用户提供更高的功率；HRPD的功率控制原则是为通信条件好的用户提供更高的带宽。为了提高空中接口上的数据传输效率，HRPD在前向始终以最大功率发送，进行速率控制，因此在前向链路上没有功率控制。反向链路仍然采用和IS-95A/CDMA2000 1x一样的开环、闭环反向功率控制。

5.切换

IS-95 A和CDMA2000 1x前、反向链路均支持软切换、更软切换和硬切换。HRPD中由于前向链路速率高、功率大和数据业务的特点，前向链路没有软切换，而是虚拟（更）软切换；反向链路与IS-95 A/CDMA2000 1x类似，支持软切换、更软切换和硬切换。支持双模终端在lx EV-DO与1x之间的Dormant切换，数据激活状态下双模终端在1x EV-DO与1x间的切换是通过先进入休眠状态，再进行休眠状态下网间切换实现的。

6.继承性

1x EV-DO与 IS-95A/CDMA2000 1X 具有相同的RF特性、码片速率、功率要求、覆盖区域等射频特性、Turbo编码等技术，1xEV-DO 基站可以共享 CDMA 1x 基站的射频发射设备、放大器和滤波器，但1xEV-DO与IS-95A/CDMA2000 1x采用不同的频点，需要增加相应的 1xEV-DO 专用载频。1x EV-DO能平滑的从 CDMA2000 1x 升级，使得在现有网络上增加HRPD载频的网络规划容易，最大限度地保护了运营商的现有投资。

7.核心网络结构

IS-95 A和CDMA2000 1x均基于ANSI-41网络结构，1xEV-DO基于无线IP网络结构。

三、HRPD标准体系

HRPD国际标准体系主要包括空中接口标准、互操作标准（即A接口标准）、IP标准及其它相关标准：

空中接口标准：

C.S.0024 :cdma2000高速分组数据空中接口标准

互操作标准（即A接口标准）：

A.S0001-A：CDMA2000接入网接口互操作规范（IOS）

A.S0007 Ver 2.0：1xEV-DO接入网接口互操作 IP标准：

P.S0001：无线IP网标准

TIA/EIA/TSB115：基于IETF协议的无线IP网结构

其它相关标准（测试规范）：

C.S0029 Ver 2.0：高速分组数据空中接口测试应用规范（TAS）C.S0032：cdma2000高速分组数据接入网建议最低性能标准 C.S0033：cdma2000高速分组数据接入终端建议最低性能标准

C.S0038：高速分组数据空中接口信令一致性规范

下面介绍一下CWTS在1xEV-DO方面的一些主要活动：

自从2002年1xEV-DO一直是CWTS会议中的重要议题之一。

CWTS第24次会议后，朗讯、北电和高通都会议上提交了1xEV-DO文稿。

为了进一步更深的研究1xEV-DO技术，在CWTS第30次会议上成立了1xEV-DO特别工作组。

在CWTS第33次会议上，CWTS制定了详尽的1xEV-DO标准工作计划。

在CWTS第35次会议上，提交HRPD空中接口和A接口技术规范送审稿。

四、网络结构

图1.HRPD网络结构示意图

图1为HRPD的网络结构示意图，其中网元：

AT（接入终端）等同于IS-95A/CDMA2000 1x系统中MS（移动终端）的概念,用户可以通过将计算机与接入终端（接入终端作为调制解调器）连接或直接使用支持分组数据业务的接入终端访问分组数据网。

AN（接入网络）包含传统上的BSC和BTS的功能，它一方面通过空中接口连接移动台，一方面通过A接口与分组数据网络相连。

AN AAA作为接入网络侧的一个鉴权机构，主要用于对终端的认证，其功能类似于电路域核心网中的HLR。在现网中该网元可以省略，通过分组域核心网的AAA对接入终端进行鉴权。下面有对鉴权的详细描述。

其它的网元如PCF、PDSN、AAA、HA等功能与1x系统中的相应网元相同。新增加两个接口（仍为A接口中的一部分）：

A12接口：AN-AN AAA之间的接口，基于远程认证拨号接入服务（RADIUS）协议，主要完成以下功能：

对终端AT执行AN级接入认证；

对鉴权通过的终端返回MN ID，用于A8/A9、A10/A11接口的链接建立。

A13接口：AN-AN之间的接口，在AN间切换时进行信令交互，在源AN与目标AN之间交换AT和PDSN之间的消息。

五、HRPD信道结构

CDMA2000 1x EV-DO的信道结构，特别是前向信道的结构最能体现1xEV-DO的设计特点。EV-DO的前向信道采用时分复用（TDM）的方式，在时间轴上将前向信道划分为以slot（时隙）为单位的结构，如图2所示。在MAC信道所占用的时间段内，再通过码分的方式复用多条信道，如RA（反向活动指示）信道、RPC（反向功控）信道等。

图2.前向信道时隙结构

前向信道的结构可以由下图3描述：在第一个层次上采用TDM的方式，共有四种类型的信道：Pilot（导频信道）、MAC（MAC信道）、Control（控制信道）、Traffic（业务信道）。在MAC信道内，通过码分的方式，分为RA子信道（占用MACIndex 4）和RPC子信道/DRCLock子信道（占用MACIndex 5-63），RPC子信道与DRCLock子信道通过时分的方式共享一条码分信道。

图3.前向信道结构

在前向信道中，业务信道用来传送业务数据，由多个用户时分复用。

控制信道相当与IS-95A/CDMA2000 1x系统中的寻呼信道，主要用于广播各种开销消息以及发送其它单播消息，如寻呼消息等。

MAC信道的三条子信道：

RA子信道主要用于空中接口反向过载控制，当反向信道过载时RA置1，反向空闲时RA置0。AT通过监视RA信道可以动态调整自己的反向发送输率。

RPC信道用于反向功控，每一个建立了空中链路的AT都会被分配到一个功控子信道。

DRCLock子信道是AN用于通知AT是否能正确解调AT的DRC信道的子信道，对于辅助AT进行前向虚拟切换具有很重要的意义。

1xEV-DO反向信道与CDMA2000 1x的类似，它分为反向接入信道和反向业务信道，整个结构如4图所示：

图4.反向信道结构

在反向信道中：

接入信道是AT用来发起呼叫或是回应网络寻呼消息而使用的信道，它包含Pilot子信道和Data子信道。

业务信道中：

DRC子信道：AT通过DRC子信道向AN快速反馈前向信道的质量，包括下一个时隙所能接受的最高前向速率以及期望从哪一个扇区接收数据。在DRC信道中包含两类信息：DRC Value和DRC Cover，其中DRC Value告诉AN期望接收的速率，DRC Cover指向AT认为前向信道质量最好的那个扇区。AN可以根据DRC信道的信息，最优地调整向AT发送数据时所采用的速率和使用的扇区，从而最大限度地利用空中资源。

ACK子信道：AT用ACK信道通知AN是否已正确接收前向业务信道数据包。如果AT已经正确解调，那么发送ACK比特；如果没有正确解调，那么发送NAK比特。AN在收到AT反馈回来的ACK比特后将停止当前包的发送而重新启动一个新包的发送流程。这种机制是对AT前向速率预测的一个调整，能使系统性能有较大地提升。

RRI子信道：指示AT发送Data信道的传输速率。

五、认证

对HRPD用户采用二级认证：

无线接入网认证：用于认证进入HRPD无线网（AN）的用户是否合法。接入认证由AN和AN-AAA配合完成，使用CHAP认证，认证成功后，AN-AAA向AN返回MN ID（如IMSI），用于A8/A9、A10/A11接口消息中的MN ID。无线接入认证主要用于无线运营商和分组核心网运营商不同的情况，可视运营商的需求取舍。

分组网认证：用于认证已经通过无线网认证的用户是否有权进入分组核心网。目前中国联通1X分组网认证采用PAP认证方法，即用户名/密码方式。所有用户使用相同的用户名/密码，主要目的是要区分不同业务类型。

目前，联通现网的AAA支持CHAP认证，从实施角度，可以将AN AAA与AAA合设为一个物理实体，但逻辑上仍然完全满足HRPD认证要求。若省略无线接入网认证部分，出于安全性考虑，需要对目前的分组核心网进行部分软件升级。

六、计费方式

HRPD分组业务系统仅提供作为承载层功能的计费，可以提供：

按照数据业务连接时长进行计费，连接时长为无线链路的连接时长，计费采集点为AN/PCF；

按照流量和QoS进行计费，计费采集点为PDSN。

目前的计费方式主要有：基于IMSI的计费方式和基于用户名（NAI）的计费方式计费方式与认证方式是相关联的。在IS-95A/CDMA2000 1x系统中一般采用基于IMSI的计费方式。随着网络技术的发展，特别是WLAN接入方式的引入和EVDO的实现，网络结构将发生一些变化，同时认证方式也有所变化。目前WLAN接入和EVDO接入所使用的认证方式均倾向采用用户名/密码认证方式（即CHAP方式），即采用用户名作为用户身份的唯一识别。使用基于用户名的计费方式减少对现有工业标准的修改，易于实现，并有利于国际漫游的实现。

七、HRPD业务

相对于CDMA2000 1x网络，HRPD可提供更高的前、反向链路速率，特别是前向链路速率可高达2.4576Mbps。HRPD更好的支持流媒体业务，典型业务如下：

企业虚拟专网接入VPN E-mail MP3 Web浏览/电子商务

音频/视频信息服务（VOD）

数字电视

可视电话、视频会议等

八、HRPD发展现状及其前景

CDMA2000 1x向前发展在技术上出现了两个分支，一个是CDMA2000标准定义的3X即将三个CDMA载频捆绑以提供高速数据；1x的另一个演进方向就是1x EV（包括1x EV-DO和1x EV-DV，EV-DV是混合高速数据和话音的技术），这两个分支均能满足ITU对第三代移动通信系统的要求（如分组数据速率为2Mbps）。目前高通提出一个新的技术1x EV-DO增强，1x EVDO增强可同时支持话音和更高速率的数据业务。通过采用基站和移动台接收分集、新型的声码器SMV和VoIP，1x EVDO增强技术可提供两倍于1x 系统的话音容量。通过改变信道结构（前向增加ARQ信道、反向增加DSC信道）、引入1xEV-DO均衡、反向物理信道使用H-ARQ、反向采用自适应调制、采用MAC层增强算法，1x EVDO增强可支持的前向信道最高速率达到3Mbps，反向信道最大速率达到1.2288 Mbps。

根据CDG（CDMA Development Group）的最新统计，自从2000年10月第一个CDMA2000 1x网络在韩国投入商用以来，到目前为止，全球范围内已经有33个CDMA2000 1x网络和31个HRPD网络投入商用。目前在南韩、巴西、美国已有CDMA1xEV-DO商用网。韩国的SKT于2002.1月部署了CDMA2000 1X EV-DO网络，KT Free Tel在2002.5月部署了CDMA2000 1X EV-DO，cdma2000 1X EV-DO 3G服务共有约1.6万用户。2002.10巴西运营商Vesper Telecom已定购了一个cdma2000 1X EV-DO系统用于里约热内卢的网络。预计这个网络将在2003年中商用。Monet公司于2002.10.29日在明尼苏达州的德鲁斯市推出Monet宽带服务。这是美国首个利用CDMA 20001x EV-DO无线标准的网络服务。到11月份，Monet计划在北达科塔州、南达科塔州以及威斯康新州也提供这样的服务。日本运营商KDDI将于2003年下半年部署1xEV-DO商用网络。

无论是从技术的成熟性还是商用的进展情况来看，HRPD已经成了从IS-95（2G CDMA）向前演进的事实上的方向.