CDMA2000_1xEV_DO原理介绍
CDMA 2000 1X EV-DO原理

第1章CDMA 2000 1X EV-DO原理1.1 1X EV-DO系统概述1.1.1 CDMA2000技术标准的演进IS-95 向CDMA2000 的技术演进路线如图5-1所示,其中空中接口系列标准包括CDMA200 0 1X、1X EV-DO 和1X EV-DV,核心网与无线接入网独立向前发展。
图5-1CDMA2000标准演进目前CDMA2000 1X 已经发展出CDMA2000 Release 0、Release A、Release B、Release C 和Release D 等5 个版本,商用较多的是Release 0 版本;部分运营网络引入了Release A 的一些功能特性;Release B 作为中间版本被跨越;1X EV-DV 对应于CDMA2000 Release C 和Rel ease D。
其中,Release C 增加前向高速分组传送功能;Release D 增加反向高速分组传送功能。
1X EV-DO 是一种专为高速分组数据传送而优化设计的CDMA2000 空中接口技术,已经发展出Rev 0 和Rev A 等两个版本。
其中,Rev 0 版本可以支持非实时、非对称的高速分组数据业务;Rev A 版本可以同时支持实时、对称的高速分组数据业务传送。
1.1.2 1X EV-DO与IS-95/1X网络的兼容性如图5-2所示,1X EV-DO系统与IS-95/1X使用不同的载频,但1X EV-DO系统的载频宽度仍为1.25MHz,与IS-95/1X系统相同。
图5-2 显示1X与1XEV-DO系统的频谱图5-21X与1X EV DO频谱对现有的网络配置无需做任何改动。
1X EV-DO系统与IS-95/1X系统可共用现有的基站、铁塔和天线而同时并存。
1.1.3 从CDMA2000 1X 向1X EV-DO 演进1X EV-DO 利用独立的载波提供高速分组数据业务,它可以单独组网,也可以与CDMA200 0 1X混合组网以弥补后者在高速分组数据业务提供能力上的不足。
EV-DO介绍

EV-DOEV-DO是英文Evolution-Data Optimized或者Evolution-Data onl y的缩写。
有时也写做EVDO或者EV。
EV-DO (CDMA2000 1x EV-DO标准)的介绍CDMA2000 1xEV-DO是一种可以满足移动高速数据业务的技术。
一条EV-DO信道的频宽为1.25 MHz。
实际建网时需要使用两个不同的载波支持语音与数据业务,这虽然降低了频率利用率,不过从频谱效率上看,CDMA2000 1X+CDMA2000 1xEV-DO的传输数据能力已经大大超过WCDMA(目前WCDMA能够实现的R4版本空中接口速率为2.4Mbps/5Mhz,而CDMA2000 1xEV-DO Release 0速率为2.4Mbps,CDMA2000 1xEV-DO Revision A速率为3.1Mbp s,CDMA2000 1xEV-DO Revision B速率为9.3Mbps)。
而且从技术实现上面来看,语音业务和数据业务分开,既保持了高质量的语音,又获得了更高的数据传输速率。
网络规划和优化上CDMA2000 1X和CDMA200 0 1xEV-DO也相同,各个主要设备制造商的系统都能支持从CDMA2000 1X向CDMA2000 1xEV-DO的平滑升级,这对于电信运营商在技术和投资方面的选择都很理想,有助于CDMA2000 1xEV-DO的推广。
技术优势EV-DO技术的基本思想是把语音业务和数据业务分别放在两个独立的载波上承载。
这样极大地简化了系统软件的设计难度,避免了复杂的资源调度算法。
EV-DO虽然使用单独的载波进行数据传输,但是从射频角度来看,IS-95/2000 1X与EV-DO是完全兼容的。
这就意味着基站的射频器件是与IS-95/2000 1X系统可以相同,设备制造商可以不改变设备元器件生产和采购方法,运营商可以在现有网络升级时使用现存的IS-95/2000 1X 射频部分,从而在很大程度上保护了之前的投资。
中兴通讯cdma2000 1x EV-DO移动通信系统

.▲.‘__.I一刖看cdma2000lxEV-DO移动通信系统CDMA技术的标准化经历了几个阶段。
IS95是cdmaOne系列中最先发布的标准,真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS95A,这一标准支持8K编码话音服务,以及1.9GHz的CDMAPCS系统的STD一008标准,其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。
随着移动通信对数据业务需求的增长,1998年2月,美国高通公司宣布将IS95B标准用于CDMA基础平台上。
IS95B可提升CDMA系统性能,并增加用户移动通信设备的数据流量,提供对64kbps数据业务的支持。
其后,cdma2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。
市场和技术发展背景El前,随着移动通信技术和市场的迅速发展,联通新时空的IS95A增强型CDMA蜂窝移动通信网络系统已成功升级为cdma2000lx网络,cdma2000lx移动通信系统已开始步入大规模商用化阶段。
同时,cdma20001x系统中的各种增强型技术已呈现替代cdma20003x技术的趋势,而成为未来CDMA演进体系下的3G技术标准。
从全球CDMA发展趋势可以看出,基于CDMA技术向第三代移动通信系统演进的速度将大大提前。
目前全球CDMA网络已经发展到44个国家、120多个网络;其中亚太地区占41%、北美洲占38%,拉丁美洲占19%。
预计到2006年,全球CDMA用户总数将达到2.8亿,其中80%的用户为cdma2000移动通信网络用户,每个用户每个月的移动数据量将超过200Mbytes,达到今天有线Internet的数据量应用水平。
在韩国、印度、新西兰、澳大利亚等国家,CDMA市场发展异常迅猛。
cdma2000技术的凰杨海发展,将经历cdma2000lx、1xEV-DO、1xEV—DV等三个阶段,其数据传输下行速率在1.25MHz频宽内,分别由153.6kbps上升到2.4mbps、甚至4.8mbps的传输速率,这直接导致频谱利用效率更高。
CDMA2000 1xEV-DO基本原理及信道结构_41

前向MAC信道之 DRC Lock
DRCLock 信道发送DRCLock比特,反映AN是否 成功锁定AT的DRC子信道,用于表征反向信道质 量
当前反向信道质量不对称时,DRCLock子信道可 以 帮助AT在前向虚拟切换时服务扇区(Serving sector)的选择
EVDO A的信道结构调整和改变都与协议上某一层 的特性相关,是对于EVDO 0的改进
小结
小结
EVDO A的基本概念 EVDO A有哪些重要的前反向信道? 关注EVDO 信道结构的同时要关注性
能的增强
思考题:这个信道实现了哪些功能?(请对比1x 系统)
课程内容
EVDO Rev A 信道基本概念 EVDO Rev A 反向信道 EVDO Rev A 前向信道 EVDO Rev A 的性能增强
信道增强特性与关键技术
EVDO A的很多信道增强特性与其关键技术有着密 不可分的关系,是实现关键技术的基础。
EVDO A的信道特性必须结合关键技术理解,是一 个不可分割的整体。
信道增强特性归纳
物理层特性增强
z 前向业务信道:增加了若干种编码方式,提高了前向速 率
z 反向业务数据子信道:同上
MAC层特性增强
z 前向ARQ子信道:实现了对于反向的资源控制 z 反向DSC子信道:实现了无缝的虚拟软切换 z ….
DRCLock信道数据速率为150/DRCLock Length (bps)
前向MAC信道之 RPC
每个建立连接的AT都会被分配一条RPC子信道, RPC子信道用来控制AT的反向发射功率;
EVDO 0系统里RPC信道和DRCLock信道时分复 用,所以RPC数据速率为600 × (1 − 1/DRCLockPeriod) bps
CDMA2000 1x EV—DO技术及组网应用

2 C 2 0 l V— D 0 0 x E DO组 网规划
1 C MA 0 0 1 V— O技术介绍 D 20 x E D
1 1 C MA2 0 X E D . D 0 0 l V— O的基本概念
l V意 思 是 E o u i n o D 2 0 X,D XE v l t o fC MA 0 0 1 O意 思
为 D t Onl O D t Opt m i e 。 C MA2 0 l aa y F aa i zd D 00 X
图l C MA技 术 发 展 过 程 D
13C . DMA 0 0 l V—D 2 0 x E O特点介绍
( )空 中接 口 1
的数据业务 能力 非常有限 ,不 能满足 未来业务 需求, 为此 ,
3 P 2 G—C于 2 0 G P TS 0 0年初成 立了 l V工 作小组 , 旨在 XE 制定 、提 供 解决 高速 不 对称 性分 组数 据 业务 的 解决 方 案 :
l V—D 技 术 。 XE O C M A 0 0 l V—D 标 准 最 早 起 源 于 Q a c mm 公 D 2 0 E X O u o l
l E X V—D O技 术 有 效地 解 决 了数 据 业 务 在空 中接 口 的传输瓶 颈问题 。相 比于 C MA 0 0 l D 20 X的 136b/S 5. k 速率, l V—D XE O前向链路峰值速率达 24 .Mb/S ,反向达 18 / .Mb S O R la e A的空 口标 准 已经 在 2 0 。D e e s 0 4年 发布,是 对原 l V—D e e s 技 术 的进 一步增 强。 支持更 多的速 XE O R la e 0
司的高速数据 ( D H R)技 术, 此后 ,经过不 断地完善和实验,
CDMA2000 1xEV-DO前向链路符号级迭代多用户检测器

CD 2 0 x V D 前 向链 路 符 号 级 迭 代 多 用 户检 测 器 MA 0 0l E - O
王家 恒 , 赵 春 明 , 蒋琦
( 东南 大 学 移 动 通 信 国 家 重 点实 验 室 ,江 苏 南 京 2 0 9 ) 10 6
摘要 :lE - 是 C x V DO[ DMA2 0 x针 对数据 业 务的增 强系 统 。为提高 数据传 输速 率 ,其前 向链路 用 1 0 0l 6个并行 的
文 将 lE - 系统 前 向链 路 的结 构 作 了一 些 简 化 。图 1是 其 简 化框 图 ,图 中 只包 括 业 务 或 控 制 信道 必 x V DO
收 稿 日期 t2 0 —82 050 —6
中图分 类号 :T 2 . 3 文献标 识码 :A N9 95 3
1 引言
作 为 第 三 代移 动 通 信 的关 键 技 术 ,CD MA从 早 期 的I一5 化 到 现 已投 入 商用 的CD 2 0 ,并 且 s9 演 MA 0 0 还 出现 了与之 并行 的WC DMA及T S D—CDMA等 标 准 。但 是 随着 通 信 技 术 的发 展 ,人 们对 通 信 质 量 和 速
l xEV. DOE1
。
lE - x V DO系统 的反 向链 路 与 C DMA2 0 x 本 相 同 ,但 其 前 向链 路 却 有 很 大 变 化 。用 户 001基
不 是 用 码 分 方 式 隔 离 ,而采 用 了时分 隔离 方 式 。为 了提 高 数据 传输 速 率 ,其 前 向链 路 除 了采 用 QP K、 S
消除 多码道 干扰 。仿真 结果 表 明,符 号级迭 代 多用户检 测器 的性 能好 于 R k a e接 收 机 和 码 片 级 均 衡 器 , 能 够 较 好 地 解 决系统在 多径 衰落信 道 中高速 数据传 输 的问题 。
CDMA2000 1x EV-DO 分层协议解析

CDMA2000 1x EV-DO 分层协议解析作者:徐万松来源:《中国新通信》 2015年第15期徐万松川北医学院现代教育技术中心【摘要】本文主要研究CDMA 1x-EVDO 中控制信道、前/ 反向业务信道、接入信道的分层协议结构,并依照协议采用由低至高逐层分析的方法对控制信道进行解析,通过实验室仪器产生信号验证该解析方法的正确性。
【关键词】 EVDO 协议解析控制信道一、引言随着移动通信技术的发展,人们对数据业务的需求越来越多,而CDMA2000 1x 的153.6Kbps 速率远远满足不了这种需求,而1xEV-DO 技术能够提供高达十几倍速率的高速分组数据业务,有效地解决了数据业务在空中接口的传输瓶颈问题;同时,1xEV-DO 组网简单, 并能利用现有投资进行平滑升级。
因此,1xEV-DO 技术已经成为实现高速分组数据业务的首选技术。
二、EV-DO 协议概述EV-DO 协议是一个分层协议,按功能划分从下到上依次为物理层、MAC 层、安全层、连接层、会话层、流层和应用层。
按照协议规定,各层的封装结构与其承载信道有关,即不同的物理信道在物理层、MAC 层有不同的封装形式。
下面就以控制信道的封装为例,对EV-DO 的分层协议解析做详细描述。
2.1 物理层协议封装过程在物理层,主要规定了发送消息的长度、速率、时间同步、调制方式、信道编码等要素,最终将消息、数据发送给对方。
EV-DO 物理层对于控制信道、接入信道、前/ 反向业务信道采用不同的封装过程,具体如图1 所示。
2.2 MAC 层协议封装过程在MAC 层主要将不同信道的消息打包发送到物理层,其封装形式如图2。
2.3 安全层协议封装过程在安全层主要进行密钥交换、鉴权、加密,确保信息安全,可采用加密/ 鉴权模式或者缺省模式。
2.4 连接层协议封装过程在连接层主要控制链路状态的开启、关闭,按照承载会话层数据包的数量分为A、B 两种格式。
2.5 会话层协议封装过程在会话层主要进行AT 与AN 之间的会话建立以及协议协商,本身不对消息包做任何处理。
8CDMA20001xEVDO网络技术-第6章

6.1 概述 1x EV-DO 网络安全架构如图6-1所示,它包含无线接入网安全机制和分组核心网安全机制。
图6-1 1x EV-DO 网络安全架构(移动IP )1x EV-DO 无线接入网安全机制包含空口安全机制和接入鉴权。
由于无线链路是共享的,为了保证消息或数据在空口传送的安全,在1x EV-DO 空口设置了安全层。
1x EV-DO 网络是运营商专有网络,与因特网等公共数据网络不同,只有签约用户才被允许接入。
为了节省空口信令开销,1x EV-DO 网络要求用户在建立空口会话的同时,完成一次接入鉴权,并获得建立R-P 会话所需要的用户标识MNID (或IMSI )。
1x EV-DO 分组核心网安全机制包含核心网鉴权和核心网数据保护(即AAA 鉴权)。
核心网鉴权用于鉴别用户是否有权与核心网进行数据通信;核心网数据保护则为用户敏感信息(如密钥和鉴权参数等)提供加密和消息完整性保护功能,核心网数据保护通常用于移动IP 接入时,负责完成对FA 与HA 及HA-AAA 之间传递的信令和数据的保护。
在上述安全功能中,有些是网络必须的,比如空口鉴权(或消息完整性保护)和核心网鉴权;有些安全功能是可选的,比如空口加密和接入鉴权。
核心网数据保护通常用于移动IP 时。
6.2 空口安全机制1x EV-DO 空口安全层协议包含密钥交换协议、安全协议、鉴权协议和加密协议。
密钥交换协议根据DH 密钥交换算法生成空中接口会话密钥,并由会话密钥生成空口消息完整性保护的密钥和空口数据加密的密钥;安全协议提供空口消息完整性保护或鉴权及数据加密所需要的Cryptosync 和时戳;鉴权协议完成空口消息完整性保护功能;加密协议则完成空口数据的加密功能。
关于空口安全机制的详细描述见第3.4节。
在上述空口安全机制中,消息完整性保护或鉴权是必须的,对空口数据的加密功能是可选的。
6.3 接入鉴权接入鉴权发生在AT与AN-AAA之间,在AT发起与AN的PPP连接时进行,它是网络对终端设备的鉴权,不需要用户参与。
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1xEV-DO 端到端连接
Internet Applications PPP
Abis PPP/T1-E1 Air Link
or
IP
R-P (A10/A11)
IP/Ethernet
IP/Ethernet
AT
DOM
Backhaul Network
Router
RNC
PDSN Internet
PSI A10
反向帧结构
• 数据速率可以每个子帧改变一次,即每 6.67 msec改变一次
而不再是 每帧(26.67 msec)改变。 • 一个子分组包要在一个子帧中传 – 当反向分组包关联了多个子分组包时,连续两子分组间间 隔两个子帧
Rev 0 RL Frame = 16 Slots (26.67 ms)
1
2
接入信道发送方式
接入过程由单个或多个接入探针构成,接入探针由接入信道前缀和多 个接入信道数据分组组成,在前缀部分只发送导频信道,在数据部分 同时发送导频信道和数据信道。发送前缀时的导频功率高于发送数据 时的导频功率。AT利用接入信道向基站发送请求或响应消息。
1 Frame = 16 Slots (26.67 ms)
• •
1
2
3
------
15 16
1
2
3
-------
15 16 1
------
400
64
96
64
400
Control/ Traffic
MAC
Pilot
MAC
Control/ Control/ Traffic Traffic
MAC
Pilot
MAC
Transmit Power
1xEV-DO FL Time Multiplexed User Traffic
Pilot
Control Channel
MAC Channel
Time
* e.g. for MUP or BCMCS
前向帧结构
• Forward physical layer channel 前向物理层信道 – Identical to IS-95/1X – Code spread at 1.2288 Mcps Only one Physical channel 仅有一个物理信道 Physical channel is divided into frames of 26.6 msec duration
GPRS
DL PDR : 50 kbps UL PDR : 21 kbps
EDGE
DL PDR : 236 kbps UL PDR : 118 kbps
GERAN
Net sync. SAIC PFC, NACC
…
HSDPA (5 MHz)
DL PDR : 3.7 Mbps UL PDR : 384 kbps
反向帧结构
反向物理帧=26.67 msec ,包含 4个子帧/子分组包
(Sub-Frames/Sub Packets) • 每个反向分组最多4个子分组(4个子帧)
Sub-Frame子帧 • 每个子帧4个时隙, i.e. 1.67 X 4 = 6.67 msec • 是最小的确认单元 • 6.67 msec是最小的发送周期
第二章 1xEV-DO Rev A 信道结构
1xEV-DO Rev A 前向链路
• BTS 发射最大的可用功率 – 前向没有功率控制 – 满功率发送 pilot and MAC • 没有前向链路软切换 – 每个用户在同一时刻只接收一 个基站的数据 • 1xEV-DO 在前向使用时分复用
– 时隙分配给用户去传送信息包 – 动态分配信道
RAB为“0”表明扇区反向链路闲
AT通过监视RA信道可以动态调整自己的反向发送速率
M A C信道: DRCLock信道
传送系统是否正确接收DRC信道的指示信息 DRCLock信道发送DRCLock比特,反映AN是否成功锁定AT 的DRC子信道,用于表征反向信道质量 当前反向信道质量不对称时,DRCLock子信道可以帮助AT 在前向虚拟软切换时完成服务扇区(Serving sector)的选 择
FL PDR* = Fwd Link Peak Data Rate RL PDR* = Rev Link Peak Data Rate * = Available in field/trials today
* April 2005 view
什么是1xEV-DO Rev A?
1x = 1.25MHz, EV = Evolution, DO = Data Optimized, Rev A 空中接口标准: IS-856 A (CDMA2000 1xEV-DO Revision A) • March 2004 Enable the end-to-end IP network 在移动环境可支持高速分组数据: • 前向链路最大 3.072 Mbps • 反向链路最大 1.843 Mbps 能和现有的 EV-DO Rev 0 或 IS-95/1X 共存
1x EV-DO IOS
1x EV-DO IOS是指EV-DO的交互式工作模式,它 是建立 在CDMA200 1x网络基础之上的数据网络。它继承了 CDMA2000 1x 分组网的A8/A9 和A10/A11 接口及PCF 和 PDSN 等功能实体,同时增加与1x EV-DO 接入鉴权有关的 A12 接口和AN-AAA 功能实体,并增加A13 接口以支持AN 之间的会话切换
CDMA2000 1xEV_DO 原理介绍
目标
1xEV-DO 网络结构介绍 1xEV-DO Rev A信道结构介绍
-前向信道结构 -反向信道结构 1xEV-DO Rev A 系统描述及主要流程介绍
第一章
1xEV-DO 网络结构介绍
标准的发展过程
1xRTT (1.25 MHz)
FL PDR: 153.6 kbps RL PDR: 153.6 kbps
Reverse Power Control
ARQ
: New in Rev A
导频信道
数据全“0”,使用Walsh码0调制,在I路上发送 前向PILOT是突发的,每半个时隙的中点突发96个码片
用于扑获系统,相干解调和链路质量的测量
手机通过导频信道完成对无线信道环境的预测估计
M A C信道
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 6
Rev A 1 Sub Frame
1
2
3
4
8 Slots (1.67 x 8 ms) = 13.36 ms 3 sub-frame interleaving
5
6
7
8
9
6.67 msec
1 0
1 1
1 2
Sub-packet 1
1 Slot (1.67 ms) = 2048 chips
EV-DO session (UATI)
EV-DO connection Air-interface Abis
EV-DO接入网网元功能
基站信道板功能:完成对EV-DO基带信号的处理,如信道 编码、交织、调制等。 新BSC功能:完成do的SC会话管理和 MM移动性管理功 能。 AN-AAA功能:实现do用户接入鉴权等安全性管理功能。
Platinum Multicast
(OFDM)
1xEV-DO –C (1.25 – 20 MHz)
DL: 70 - 200 Mbps UL: 30 – 45 Mbps4
CDMA Evolution 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 GSM/UMTS Evolution
1xEV-DO is also referred as HRPD (High Rate Packet Data)
CDMA2000 1xEV-DO 网络结构
CDMA2000 1xEV-DO演进: CDMA2000 1xEV-DO 仅仅提供数据业务 1x EV-DO 利用独立的载波提供高速分组数据业务,它可以单独组网,也 可以与CDMA2000 1x 混合组网以弥补后者在高速分组数据业务提供能力 上的不足。
Sub-packet 2
Sub-packet 3
反向链路信道结构
Reverse Channel Structure
Access
Traffic
PilotData来自Primary Pilot
Auxiliary Pilot
Medium Access Control
Ack
Data
Reverse Rate Indicator
EV-DO 网络主要接口
A8/A9 是AN 与PCF 之间的接口,它用于传送与数据会话、业务连接的建立/ 维持/释放以及休眠态切换等有关的信令和数据信息; A10/A11 是PCF 与PDSN 之间的接口,它用于传送与数据会话、业务连接的 建立/维持/释放、休眠态切换以及1x EV-DO 与CDMA2000 1x 之间的分组数 据会话切换等有关的信令和数据信息; A12 接口用于传送接入鉴权信令消息及鉴权参数; A13 接口实现不同AN之间的会话切换,用于传递原会话的配置信息;
1xEV-DO – B (1.25 – 20 MHz)
DL: 3.1 - 73 Mbps UL: 1.8 - 27 Mbps2
1xEV-DO - 0 (1.25 MHz)
FL PDR : 2.4 Mbps RL PDR : 153.6 kbps