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CDMA网络技术发展现状和趋势
2008年8月4日 13:45    通信世界周刊    评论()    
作 者:中国泰尔实验室 张玉凤

    (1)CDMA/TDM前向链路

    DORev.0是专门针对数据业务而优化设计的,其前向链路在信号传输时,对每一用户均以时分复用的方式在整个扇区内全功率和码空间发送,从而使系统能以最大的数据吞吐率(峰值可以达到2.4Mbit/s)高速传输突发的数据业务,并提高信号的传输质量。

    (2)自适应编码调制

    终端基于通信过程中无线导频信道的变化情况,将定期上报请求(速率最高可达600Hz)与当前前向链路信道条件匹配的服务速率(38.4kbit/s~2.4Mbit/s),每种服务速率将对应不同的调制方式(QPSK/8PSK/16QAM)和编码速率(Turbo编码,码率为2/3,1/3,1/5等)组合。

    自适应编码调制结合优化的调度算法使基站可以根据整个系统的实际情况(信道质量及终端所请求的数据速率)来确定每一用户的服务时间和实际传输速率,合理地匹配各终端的当前物理信道情况服务其业务请求。由于多个用户的信道衰落具有相对独立性,系统在调度过程中可以利用多用户分级增益(MultipleUserDiversity)达到更高的传输效率。

    (3)HARQ(TypeII)

    用户的移动和干扰的随机性使系统在服务用户与用户上报时的物理信道情况可能存在误差,这使用户在上报请求服务的数据速率时相对保守以保证数据包的可靠传输。

    DORev.0在前向信道引入了HARQ机制来保证系统数据传输时匹配用户当前物理信道的同时达到更高的传输效率。

    首先,系统在数据传输时引入了交织(Interlace)机制,系统在传输数据包时基于Turbo码可以将编码后的数据包分为若干子数据包,每个子信息包中包括数据或校验数据,子数据包中传输时使用非连续的时隙从而使系统在传输同一数据包所属数据时可以规避突发性的干扰,获得时间分级增益(TimeDiversity)。

    同时,用户接受每个子信息包后,将对接受的数据进行部分译码并基于译码结果对发送端进行反馈。如果部分译码成功,系统将提前终止该数据包的传输。增量式部分译码和提前终止的引入,可以使在用户进行报收信道估计的情况下保证对系统对信道的匹配从而提高传输效率。

    (4)前向虚拟软切换

    当用户在DO系统中移动时,用户将选择当前信号最好的扇区来进行数据传输;当用户检测到服务扇区发生变化时,将及时向系统进行指示并进行虚拟软切换切换服务扇区。

    虚拟软切换的引入消除了由于系统软切换所带来的系统负载,同时可以保证系统在给定相同的前向功率条件下达到最高的传输效率。

    2.Cdma20001xEVDORev.A

    DORev.A是DORev.0的演进,除了在前反向链路数据传输能力的增强之外,尤其值得一提的是DORev.A针对各种实时业务及应用,如广播、VoIP、可视电话、在线游戏、实时多媒体业务等,进行了专门的设计和优化,可以充分、有效地支持上述业务。

    DORev.A的主要特点和增强特性包括3个方面。

    (1)前反向峰值速率大幅度提高

    与DORev.0相比,在DORev.A中不仅前向链路峰值速率从2.4Mbit/s提升到3.1Mbit/s的新高度;更重要的是反向链路得到了质的提升。随着增量传送、灵活的分组长度结合、HybridARQ和更高阶调制等技术在反向链路的引入,DO Rev.A实现了反向链路峰值速率从DO Rev.0的153.6kbit/s到1.8Mbit/s的飞跃。

    (2)小区前反向容量均衡

    通过在手机中采用双天线接收分集技术和均衡技术,DORev.A的前向扇区平均容量可以达到1500kbit/s,较DORev.0(平均小区容量850kbit/s)提高了75%。DORev.A的反向平均小区容量也得到大幅度的提升,从DO Rev.0的300kbit/s增加了100%,达到600kbit/s。如果基站上采用4分支接收分集技术,反向平均小区容量还可进一步提高至1200kbit/s。

    (3)全面支持QoS

    与DORev.0相比,DORev.A在QoS支持方面也进行了优化,取得了显著提高,具体体现在以下方面.

    灵活和有效的QoS控制机制

    DORev.A中引入了多流机制,使系统和终端可以基于应用的不同QoS要求,对每个高层数据流进行资源分配和调度控制;同时,DORev.A中还提高了反向活动指示信道的传输速率,使终端可以实时跟踪网络的负载情况。在系统高负载时,保证低传输时延数据流的数据传输。此外,DORev.A还引入了更多的数据传输速率和数据包格式选择,使系统可以更灵活地进行调度。总之,DO Rev.A在保证系统稳定性的前提下,可以灵活而有效地满足不同数据流的传输要求,从而在一部终端上可以同时支持实时和非实时等多种业务。

    低接入时延

    DORev.A对接入信道和控制信道均进行了优化。首先,在接入信道上可以支持更高的传输速率和更短的接入前缀,使用户可以在发起服务请求时更快地接入网络;其次,在控制信道上可以支持更短的寻呼周期,使用户可以较快地响应来自网络的服务请求;此外,DORev.A高层协议中引入了三级寻呼周期机制,使终端可以在适配网络服务情况的同时降低功耗,延长待机时间。这对支持需要频繁建立和释放信道的业务如即按即讲(PTT)和即时多媒体通信(IMM)等非常重要。

    低传输时延

    在进行数据传输时,DORev.A引入了高容量模式和低时延模式。在低时延模式下可以采用不同的功率来传输某数据包的各子信息包,对首先传输的子信息包采用较高功率发射,从而使该数据包提前终止传输的概率提高,降低了平均传输时延。这对支持如VoIP和可视电话等实时业务十分重要。

    低切换时延

    DORev.A中引入了DSC信道,使终端在基于信道情况选择其他服务小区时,可以向网络进行预先指示,提前同步数据传输队列,大大降低了前向切换时延。这对支持VoIP和可视电话等实时业务十分重要且效果显著。

    3.cdma20001xEV-DORev.B

    DORev.B是在DORev.A基础上的多载波扩展和增强。DORev.B在前向链路增加了64-QAM调制方式和8192比特数据包,在单载波(1.25MHz)上系统峰值速率达到4.9Mbit/s。在多载波条件下,DO Rev.B系统所支持的峰值速率将随着载波数据成倍增加,在系统带宽支持15载波(20MHz)时系统前反向峰值速率将达到73.5~27Mbit/s。

    多载波系统相对于单载波系统而言,还可以利用无线信道的频率选择性(FrequencySelectivity)对用户的服务请求在多载波上进行联合调度,从而使系统在调度时获得时域和频域的多用户分级增益,提升系统容量;同时,如果将单载波上的高速数据流分解为多载波上中/低速数据流进行传输,可以获得更高的HARQ增益和降低终端发射功率,最终提升系统的数据吞吐量。

    另外,DORev.B系统数据传输引入了对称模式(前向载波数等于反向载波数)和非对称模式(前向载波数大于反向载波数)。

    对称模式下,前向与反向载波将一一映射,系统在成对载波上的数据和控制反馈信息的传输与DORev.A系统基本相同。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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