1 x EV - DO 无线数据网络的优势

黄延恩 宋少文
　　1x EV-DO

　　CDMA20001 x EV - DO 技术是美国高通公司 CDMA2000 家族标准的一员，同时经ITU的批准，它还是IMT-2000标准系列的一部分。1x表示该产品是 CDMA2000 家族的一员，EV表示系统演进，DO表示数据优化，以使分组通信达到最高性能。

　　技术特点

　　1 x EV - DO的空中链路是专门为分组数据而优化设计的，它的一个关键的设计思想是数据和语音具有非常不同的需求(语音业务具有低时延，低速率，上下行对称，对误码率要求不高。而数据业务具有突发性强，速率高，上下行不对称，对延时不敏感)，如果将数据和语音合在一起的话，经常会造成效率的降低。本着这种思想，1 x EV - DO需要数据和语音采用独立的载波，但是从射频的角度看，1xEV的波形是100%兼容 IS - 95/1 x RTT的波形：在终端和网络的设计上，1xEV使用相同的1.2 288 Mcps 码片速率、相同的链路预算方法、相同的网络规划方法和射频设计。而且，由于数据和语音优化使用不同的载波，对于两种业务都带来了很大的便利。可以对语音和数据分别采用不同的优化策略，大大提高频谱利用率，而且大大降低了系统软件的开发难度，避免了复杂的载荷平衡(调度)任务。

　　在忙时，1 x EV - DO 能提供比1 x RTT 和 WCDMA 高的频谱利用率，下面一个表格说明了这种差别：1 x EV - DO 采用了那些技术策略来达到较高的数据速率和频谱利用率的呢？运营无线数据业务，在有了良好的业务后，利润的空间将取决于网络的两个关键方面：网络容量：在固定的带宽内(比如1.2 5 MHz ) ，每个小区能够容纳的数据用户数；业务级别：能提供给每个用户的平均数据吞吐量。

　　所以当前无线技术的发展主要着眼于提高网络容量和业务级别；另外由于绝大多数互联网应用(网络浏览、音频、视频)都有不对称的带宽需求，通常要求较高的下载速率，对于无线数据业务，优化、增强前向链路(从基站到用户)的性能至关重要。

　　1 x EV - DO 主要从两方面来达到以上目的：一是提高突发数据速率，突发数据速率是当用户传输数据时用户所看到的真实的数据传输速率；二是提高复用效率，复用效率用于衡量设备如何有效的在多个激活的用户之间分配空中资源。

　　为了提高突发数据速率，1 x EV - DO 系统采用了自适应的速率操作，允许基站针对每一个激活的用户快速的调整数据速率(最小调度单位为一个1.6 66 ms ) ：在前向链路上，所有激活用户定时测量从基站接收的导频信号从而决定当前的信道质量，并向基站反馈自己所能接收的最大数据速率。根据所反馈的数据速率(从38.4 Kbps 到2.4 576 Mbps 可变)，基站将选择一个合适的多级调制编码方式(Q PSK 、8-PSK 、16-QAM ) ，这个特性使基站在任何时候都能以用户无线环境所支持的最大数据速率服务该用户。另外，为了能够保证在复杂无线环境特别是高速移动环境下系统性能的稳定性，1 x EV - DO 系统还采用了一个复合ARQ机制及时纠正终端数据速率测量的误差。同时，1 x EV - DO 系统也是第一个采用自适应的多级调制机制的商用移动蜂窝网络。

　　1 x EV - DO 系统还进一步使用了宏观分集技术提高突发数据速率，1 x EV - DO 系统使用了一种基于基站选择的分集技术。对于基站选择分集，每个激活终端会测量它所能收到的所有基站的导频信号质量，然后告诉网络它希望从那个基站接收信号，这样允许基站选择一个适当的基站服务该用户，从而获得最高的数据速率。

　　1 x EV - DO 系统利用多用户分集来大大提高系统的复用效率：在无线网络中，基站需要使用一定的复用策略在所有激活用户中分配前向链路的带宽，所采用的复用策略将直接影响到系统的性能，特别是忙时系统的性能。在以语音为中心设计的CDMA网络中，基站需要在所有的呼叫中分配码资源和发射功率，在信道质量差的时候，基站通常需要分配更多的空中资源(功率)以保持恒定的数据速率。这种做法对于语音呼叫是合适的，对于分组数据呼叫则适得其反，因为据有恶劣信道质量的用户会无谓地消耗大量的网络资源，吸食掉其他用户的带宽，从而降低了整个网络的性能。

　　为了提高系统的复用效率，1 x EV - DO 系统采用了基于时分复用(T DM ) 的策略，基站每次都以所有可能的空中资源、以接收者信道质量所允许的最大速率来给用户发送一个数据包。数据包的发送顺序(哪个用户的数据包先发、哪个后发)，并不是采用常规的时间片轮转方法(R ound - robin ) ，而是采用了基于信道质量的调度策略，基于这种策略：当激活用户的信道质量相对较好时，激活用户的数据速率将明显地增强。这样避免了资源的无谓浪费，大大提高整个系统的性能。上面的曲线图显示了采用多用户分集相对于时间片轮转，系统性能的提高。

　　组网方法

　　相对于1 x RTT 网络，1 x EV - DO 在网络结构并没有大的改变，所以1 x EV - DO 基站可以很好的融合到现有的 IS - 95/1 x RTT 网络中，具体有以下几种推荐的组网方式：集成式组网：在同一个基站里混插两种信道板，这种升级方式简单，升级费用少。对于无线数据业务发展的初期，提供少量用户的高速数据业务很方便。

　　补充式组网：1 x EV - DO 作为原有95/1 x 网络的补充，专门用于在少数高档写字楼、住宅区提供高速数据业务。

　　分布式组网：全面建设1 x EV - DO 网络，用于提供高速数据业务，这主要是在无线数据业务大发展或新的运营商进入市场时可以选择采用。

　　竞争优势

对于无线运营商，1 x EV - DO 技术是一项前所未有的革命，具有不可比拟的竞争优势。1xEV-DO有效地利用了1.2 5 MHz 的载频提供了最高的网络容量(最高前向峰值吞吐量：7.4 Mbps / cell ，最有效地使用运营商的频谱资源。通过让语音和数据使用不同的载波，保持了原有的高质量语音，并且获得了更高的数据速率(2 .4 Mbps ) 。1 x EV - DO 系统的高容量，使网络可以容纳更多的用户，增加了运营商获利的潜力。成兆的，可以与固定网络相比拟的数据速率，将吸引高端用户购买语音业务的同时购买数据业务。特定的运营商甚至可以在特定的环境下使用1 x EV - DO 系统提供固定的无线数据业务，以与 ADSL / W LAN 等技术竞争。由于1 x EV - DO 系统使用同样的网络资源提供了更高的系统容量，运营商可以对相同的数据量采用更低的资费，使自己的网络更具竞争力。1 x EV - DO 是目前最为成熟的、据有商用经验的3G技术，1 x EV - DO 网络提供了其他移动网络所无法比拟的竞争优势，这使运营商有机会不断从其他网络中吸收高端用户，增加市场份额。

　　1 x EV - DO 技术作为第一个经过商用检验的、成熟的3G技术，已经在和即将在多个国家和地区投入使用，凭着它优异的性能、成熟的产品和众多组织(3 GPP2 、CDG、TIA、ITU)、运营商和设备商的支持，1 x EV - DO 的部署将会加速发展。

　　(本文作者单位为中兴通讯CDMA事业部)

文章来源：通信产业报--赛迪网