EV-DO Rev.B關(guān)鍵技術(shù)及組網(wǎng)方案研究

黃白 彭雄根

摘要：EV-DO Rev.B在全球范圍內(nèi)已經(jīng)開始商用，作為EV-DO Rev.A的下一步演進(jìn)方向，EV-DO Rev.B能夠有效提升用戶體驗(yàn)，提高CDMA運(yùn)營商的市場競爭力。文章在分析EV-DO Rev.B關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，探討了多種覆蓋場景下的組網(wǎng)策略，并針對國內(nèi)實(shí)際情況，給出了EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)的部署建議。

關(guān)鍵詞：EV-DO Rev.B；多載頻；組網(wǎng)方案

中圖分類號：TN929文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）04-0120-04

一、研究背景及目的

自2009年發(fā)放3G牌照以來，國內(nèi)三家運(yùn)營商開始了3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營。中國電信3G網(wǎng)絡(luò)采用了CDMA2000的技術(shù)體制，運(yùn)營EV-DO Rev.A版本的網(wǎng)絡(luò)，中國移動的3G網(wǎng)絡(luò)采用了基于自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA技術(shù)體制，而中國聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò)則采用了WCDMA技術(shù)體制。

隨著3G市場和業(yè)務(wù)的發(fā)展，各運(yùn)營商在繼續(xù)強(qiáng)化傳統(tǒng)2G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的同時，同時加強(qiáng)了3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)力度和運(yùn)營探索。

一方面，在加強(qiáng)對業(yè)務(wù)特性和市場特點(diǎn)進(jìn)行研究的同時，中國移動和中國聯(lián)通一直在尋求網(wǎng)絡(luò)下一步的演進(jìn)方向。其中中國移動已經(jīng)啟動了TD-LTE的規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)，通過一段時間的建設(shè)、測試評估和研究，已著手考慮未來的演進(jìn)規(guī)劃。中國聯(lián)通則啟動了更大規(guī)模的HSPA＋試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)，在3G網(wǎng)絡(luò)未來的演進(jìn)方向上進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的探索和嘗試。在這一競爭態(tài)勢下，中國電信在3G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向這一問題上，迫切需要盡快制定演進(jìn)方向和路線。

另一方面，高通對CDMA的演進(jìn)路線進(jìn)行了調(diào)整，對于EV-DO Rev.B的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等方面的工作已經(jīng)基本完成，為CDMA運(yùn)營商將網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到EV-DO Rev.B奠定了基礎(chǔ)。

由于在全球的商用經(jīng)驗(yàn)尚不豐富，該技術(shù)的成熟性、功能的完備性、性能的優(yōu)越性和場景的多樣性等方面的商用借鑒不足，有必要就這些方面進(jìn)行研究。

二、CDMA網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀與演進(jìn)能力分析

（一）網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

CDMA2000作為國際上主要的移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，已在全球范圍內(nèi)得到越來越廣泛的應(yīng)用。據(jù)CDG統(tǒng)計，截至2011年5月，已經(jīng)有123個國家或地區(qū)的323家運(yùn)營商部署了CDMA網(wǎng)絡(luò)，其中包括310個CDMA2000 1x網(wǎng)絡(luò)和245個EV-DO網(wǎng)絡(luò)（包括Rel.0、Rev.A和Rev.B三個版本，其中，有122個EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)和3個EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)）。截至2010年第三季度，CDMA在全球擁有5.61億用戶，EV-DO用戶已經(jīng)超過1.56億。

自中國電信收購聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)后即開始了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。目前，中國電信已經(jīng)建成了世界上最大的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)，也是世界上最大的EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)，為CDMA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用注入了巨大的活力，在后期的演進(jìn)方向上，中國電信將發(fā)揮重要的作用。

隨著中國聯(lián)通HSPA＋的引入和中國移動TD-LTE試點(diǎn)工作的推進(jìn)，中國電信所面臨的競爭壓力日益凸現(xiàn)。為了保持在3G網(wǎng)絡(luò)上的先進(jìn)性，中國電信已先后在北京、上海和廣州等地進(jìn)行了基于EV-DO Rev.B技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)的外場測試，以驗(yàn)證該技術(shù)的商用成熟度并測試與現(xiàn)網(wǎng)的互操作性能等，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)升級提供決策參考。

（二）演進(jìn)能力

自CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來，CDMA技術(shù)就以前所未有的速度向前發(fā)展。從CDMA2000 1x開始，經(jīng)EV-DO Rel.0階段發(fā)展到大規(guī)模商用的EV-DO Rev.A階段。為應(yīng)對來自其它網(wǎng)絡(luò)的競爭壓力、滿足用戶對提高業(yè)務(wù)速率體驗(yàn)和提高頻譜利用率等方面的要求，3GPP2推出了EV-DO Rev.B技術(shù)（可分為Phase I和PhaseII兩個階段，其中，Phase I可軟件升級，Phase II需硬件升級），無線側(cè)的下行峰值速率提升至9.3M（Phase I）和14.7M（Phase II），上行峰值速率提升至5.4M，它與HSPA/HSPA＋的平均用戶實(shí)際

體驗(yàn)基本相同并能夠獲得與HSPA/HSPA＋相當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)能力。

三、EV-DO Rev.B關(guān)鍵技術(shù)

（一）多載頻捆綁

多載頻捆綁旨在將高速數(shù)據(jù)流分割成多個并行的低速數(shù)據(jù)流，在多個載頻上并行傳輸，以頻率資源為代價換取數(shù)據(jù)速率的提升。具體實(shí)現(xiàn)方式為：通過在EV-DO Rev.A的信道板上進(jìn)行軟件升級的方式實(shí)現(xiàn)多載頻配置，使EV-DO Rev.A的信道板支持EV-DO Rev.B單載頻。

數(shù)據(jù)在多個載頻上并行傳輸，并分別在終端側(cè)和BSC側(cè)進(jìn)行拆分重組。通過載頻捆綁的方式，單用戶前反向鏈路峰值速率成倍提升，邊緣用戶速率大幅改善，業(yè)務(wù)的一致性得到了保證。

（二）自適應(yīng)負(fù)荷均衡

在EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)中，捆綁的多個載頻間能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)負(fù)荷均衡。多載頻本身就是資源池，具有自適應(yīng)負(fù)荷均衡的能力，比傳統(tǒng)硬指配技術(shù)更能提高資源利用率，可獲得約5%～25%的載頻調(diào)度增益；同時，多載頻通過把單載頻上的高速數(shù)據(jù)流分解為低速數(shù)據(jù)流并行傳輸，可以獲得更高的HARQ增益并降低終端發(fā)射功率，從而提高了反向容量和反向的高速率覆蓋區(qū)域。自適應(yīng)負(fù)荷均衡使AN根據(jù)載頻負(fù)荷情況、終端流組成和終端能力來給每個接入終端分配載頻。前向鏈路上，AN可以在每個數(shù)據(jù)包上達(dá)到負(fù)荷均衡，在反向鏈路上，負(fù)荷均衡保證在每個載頻上的干擾量接近一致，有效提升系統(tǒng)資源利用率。

（三）反饋復(fù)用

EV-DO Rev.B多載頻能實(shí)現(xiàn)反饋復(fù)用，可將多個前向鏈路的反饋信道DSC/DRC/ACK復(fù)用到同一個反向鏈路上。因此，可以更高效的使用CE，占用的反向CE數(shù)與終端使用的反向載頻數(shù)一致，同時，基于業(yè)務(wù)需求，靈活調(diào)整反向載頻數(shù)，集中終端功率擴(kuò)大反向覆蓋范圍。

（四）高階調(diào)制

和EV-DO Rev.A相比，EV-DO Rev.B在前向鏈路采用比16QAM更高階的64QAM調(diào)制方式，并用超過5120bit的8192/7168/6144bit大包發(fā)送數(shù)據(jù)。

前向鏈路上，EV-DO Rev.B支持更加豐富、細(xì)化的速率格式，并能根據(jù)無線環(huán)境和業(yè)務(wù)實(shí)際需求自動分配，有效提升頻譜效率15%～20%。這些速率格式對應(yīng)的調(diào)制方式有QPSK、16QAM和64QAM，其中在EV-DO Rev.A的基礎(chǔ)上增加了3.7M、4.3M和4.9M三種更高速率格式，實(shí)現(xiàn)了Phase II階段的前向峰值速率4.9Mbps/1.25MHz或14.7Mbps/5MHz，帶來了更好的空口性能的體驗(yàn)。

在反向鏈路上，高通的CSM6850集成了全干擾消除技術(shù)TIC和導(dǎo)頻干擾消除技術(shù)PIC，單載頻容量提升顯著。

（五）DTX/DRX

EV-DO是時分系統(tǒng)，前向信道以時分為主、碼分為輔，反向信道以碼分為主、時分為輔。所以，EV-DO中數(shù)據(jù)傳輸和語音通信一樣，具有不連續(xù)的特性。基于此特性，高通在EV-DO Rev.B Phase II階段中引入了不連續(xù)發(fā)射/不連續(xù)接收技術(shù)（DTX/DRX）。

DTX模式適用于反向鏈路終端不連續(xù)發(fā)送信號的情形，終端根據(jù)實(shí)際情況在子幀中的部分時隙中合理減少DRC、DSC、ACK、RRI、Pilot等信道的發(fā)送時間，以此來降低對其他終端信號的干擾，同時有助于降低終端功耗，延長使用時間。

DRX模式適用于前向鏈路終端不連續(xù)接收信號的情形。在時分為主、碼分為輔的前向鏈路上，終端并不是時刻都有數(shù)據(jù)接收，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)傳輸時，AN會通知終端，終端在接收到網(wǎng)絡(luò)的指示后，可以拒絕接收這些空閑時隙。終端可向AN指定支持的DRX模式，AN只能在DRX模式指定的前向交織上向終端發(fā)送數(shù)據(jù)，終端只在指定的交織上接收數(shù)據(jù)。

對突發(fā)應(yīng)用而言，混合的DTX、DRX模式更利于延長終端的使用時間。

四、EV-DO Rev.B組網(wǎng)策略研究

（一）疊加組網(wǎng)和混合組網(wǎng)的選擇

EV-DO Rev.B（文中后續(xù)EV-DO Rev.B都特指EV-DO Rev.B Phase I階段）沿襲了EV-DO Rev.A的射頻特性，捆綁后多載頻的總發(fā)射功率與EV-DO Rev.A單載頻的發(fā)射功率相同，所采用的調(diào)制技術(shù)等技術(shù)體制均完全相同，二者具有相同的無線覆蓋性能。

由于采用了多載波捆綁技術(shù)，EV-DO Rev.B在EV-DO Rev.A覆蓋范圍內(nèi)的相應(yīng)位置，其物理層峰值速率相對于EV-DO Rev.A可獲得線性提升，所以從空口吞吐率的覆蓋角度來說，EV-DO Rev.B相對于EV-DO Rev.A可在獲得相同空口吞吐率的前提下達(dá)到更大的覆蓋。

由于EV-DO Rev.B具有軟件升級、工程量小和對現(xiàn)網(wǎng)影響小等特點(diǎn)，加之提升用戶體驗(yàn)是部署EV-DO Rev.B的主要目標(biāo)之一，因此，EV-DO Rev.B應(yīng)該與EV-DO Rev.A共站址、1：1設(shè)置。

相對于EV-DO Rev.A的覆蓋，EV-DO Rev.B的覆蓋組網(wǎng)策略有兩種，一是疊加式覆蓋組網(wǎng)，二是混合式覆蓋組網(wǎng)。

所謂疊加式覆蓋組網(wǎng)，即在維持EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)覆蓋的前提下，將全網(wǎng)或部分區(qū)域的EV-DO Rev.A站點(diǎn)升級到EV-DO Rev.B，EV-DO Rev.A終端駐留在EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)，EV-DO Rev.B終端則駐留在EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)，承載策略較為清晰，但是存在如下問題：一是EV-DO Rev.B技術(shù)本身即具有后向兼容的特點(diǎn)，對于EV-DO Rev.A終端具備承載能力，不需要再保留EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)為EV-DO Rev.A終端提供承載；二是沒有考慮到中國電信可用的EV-DO頻點(diǎn)有限這一事實(shí)，可供EV-DO Rev.B捆綁的載波數(shù)量將受到限制，不利于最大程度地提升用戶體驗(yàn)；三是在升級到EV-DO Rev.B之前，需要首先進(jìn)行載波擴(kuò)容，部署升級的成本大幅提升，不利于控制效益。

所謂混合式覆蓋組網(wǎng)，即在業(yè)務(wù)熱區(qū)內(nèi)，將現(xiàn)網(wǎng)EV-DO Rev.A站點(diǎn)全部升級為EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)，在這一區(qū)域內(nèi)不再保留EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)，利用EV-DO Rev.B的后向兼容特點(diǎn)，EV-DO Rev.A和EV-DO Rev.B終端全部由EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)承載，而在業(yè)務(wù)熱區(qū)意外，則由EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)承載。該組網(wǎng)策略存在的問題是，在EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)與EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合處，將發(fā)生網(wǎng)間切換，考慮到移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，用戶對切換性能的敏感度較低，加之根據(jù)外場測試，網(wǎng)間切換成功率較高，因此這一問題不影響該組網(wǎng)策略的合理性。由于BSC間切換時延較大，為最大程度地保障用戶感受，在實(shí)際部署中可通過合理設(shè)置切換帶，盡量避免不同BSC的網(wǎng)間切換。

綜上所述，應(yīng)采用混合式覆蓋組網(wǎng)策略將現(xiàn)網(wǎng)EV-DO Rev.A升級到EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)。

（二）室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋策略

一般情況下，室內(nèi)覆蓋小區(qū)話務(wù)量較同區(qū)域室外覆蓋小區(qū)要小很多。因此往往是室外小區(qū)需要多個EV-DO載頻，而室內(nèi)站只需要一個EV-DO載頻就可以滿足需求。

在上述情況下，室外站的多個載頻可以升級為EV-DO Rev.B，室內(nèi)站可規(guī)劃如下圖所示：

上述兩種方案對Rev.A用戶沒有影響，維持原來的切換方式。對Rev.B用戶，兩種方案都能進(jìn)行平滑的室內(nèi)外切換。其中，方案1可以提高室內(nèi)用戶的吞吐率，提升用戶感知；方案2可以節(jié)省投資，但是在室內(nèi)會降低用戶的吞吐率。

（三）連續(xù)覆蓋及熱點(diǎn)覆蓋策略

從EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)升級到EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)主要有兩種場景。

場景一：連續(xù)覆蓋。大面積連續(xù)覆蓋式的1:1升級，適合于連續(xù)話務(wù)需求較高的區(qū)域。即將現(xiàn)網(wǎng)所有Rev.A基站都軟件升級成Rev.B基站，或至少將BSC及歸屬此BSC的所有基站軟件升級至Rev.B。

場景二：熱點(diǎn)覆蓋。只是考慮熱點(diǎn)區(qū)域的升級，適合于個別話務(wù)需求較大的小區(qū)。

連續(xù)覆蓋可以最大限度發(fā)揮多載波優(yōu)勢，最大程度避免Rev.B和Rev.A之間的硬切換，減少切換時延，提高用戶感受；熱點(diǎn)覆蓋方式允許熱點(diǎn)地區(qū)非連續(xù)的Rev.B載波，增加建網(wǎng)靈活性，減少建網(wǎng)成本。

（四）郊區(qū)、農(nóng)村覆蓋策略

一般在容量型扇區(qū)（密集市區(qū)、市區(qū)）的覆蓋邊緣，手機(jī)的發(fā)射功率基本還是維持在0dBm以下，但是在覆蓋型扇區(qū)（郊區(qū)、農(nóng)村、高速公路）的覆蓋邊緣，手機(jī)的發(fā)射功率可能超過0dBm甚至10dBm，接近手機(jī)的最大發(fā)射功率23dBm。

在EV-DO Rev.B系統(tǒng)中，多個載頻的最大發(fā)射功率總和仍是23dBm，這就使得在覆蓋型小區(qū)邊緣存在載頻增加和去除現(xiàn)象，這樣手機(jī)的吞吐量就會相應(yīng)的有所提升和降低。因此，在升級郊區(qū)、農(nóng)村的EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)時，需要考慮到這些變化。

五、頻率承載方案研究

根據(jù)對中國電信頻率資源現(xiàn)狀的分析，結(jié)合電信集團(tuán)的相關(guān)政策要求和EV-DO Rev.B技術(shù)的特點(diǎn)，EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)的部署可采用800M段頻率承載。

該承載方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1．規(guī)避了2.1GHz產(chǎn)業(yè)鏈不完善的現(xiàn)狀并符合電信集團(tuán)的政策要求，將2.1GHz頻段預(yù)留給后續(xù)的演進(jìn)技術(shù)（如LTE）；

2．可發(fā)揮EV-DO Rev.B軟件升級的優(yōu)勢，不需添加支持2.1GHz頻段的硬件；

3．可充分利用800M段頻率優(yōu)良的傳播特性。

現(xiàn)網(wǎng)800M頻段共有3個EV-DO載頻（37、78、119號載頻）可用，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，不同區(qū)域的EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)配置了不同數(shù)量的載頻。在密集市區(qū)的數(shù)據(jù)高發(fā)區(qū)，配置三個EV-DO載頻；在一般城市的市區(qū)配置兩個EV-DO載頻；在縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域則只配置一個EV-DO載頻。

從載頻配置規(guī)模的角度考慮，升級到EV-DO Rev.B的頻率配置方案有兩個。

方案一：維持現(xiàn)網(wǎng)載頻配置不變，在EV-DO Rev.A的三載頻區(qū)域升級到三載頻EV-DO Rev.B配置，在EV-DO Rev.A的兩載頻區(qū)域升級到兩載頻EV-DO Rev.B配置，不對EV-DO Rev.A單載頻區(qū)域升級。該方案在各個區(qū)域均不需啟用新的EV-DO載頻，在當(dāng)前EV-DO網(wǎng)絡(luò)利用率相對較低的情況下，有利于網(wǎng)絡(luò)利用率的提高、避免載頻資源浪費(fèi)和有效控制部署投資。

方案二：不考慮EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)網(wǎng)載頻配置情況，以最大程度地提升用戶使用感知為目標(biāo)，在需要升級為EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域全部采用三載頻捆綁方案。

EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)升級部署應(yīng)本著“鎖定目標(biāo)、注重效益、熱區(qū)優(yōu)先、分批推進(jìn)”的總體策略，根據(jù)部署節(jié)奏的安排從高業(yè)務(wù)密度區(qū)開始分批升級部署。兼顧提升用戶感知和網(wǎng)絡(luò)利用率提升兩方面的要求，在分批推進(jìn)部署的情況下，推薦采用方案二的頻率承載配置方案。

該承載方案的示意見下圖所示：

圖5EV-DO Rev.B頻率承載方案示意圖（三載頻）

對于EV-DO Rev.A現(xiàn)網(wǎng)已啟用三載頻配置的區(qū)域，采用該混合承載方案可結(jié)合EV-DO Rev.A網(wǎng)絡(luò)利用率相對較低的現(xiàn)狀，利用EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)引入、承載新的用戶，提高現(xiàn)網(wǎng)頻點(diǎn)的使用效率。

對于EV-DO Rev.A現(xiàn)網(wǎng)尚未啟用三載頻配置的區(qū)域，采用該混合承載方案則既提升了EV-DO網(wǎng)絡(luò)的綜合容量承載能力，又能夠充分滿足改善用戶使用體驗(yàn)的需求，為市場的發(fā)展提供更好的網(wǎng)絡(luò)支撐。并且，由于采用分批推進(jìn)部署的策略，現(xiàn)網(wǎng)部分未啟用三載頻配置的區(qū)域?qū)才旁诤竺嫔壊渴穑瑸檫@些區(qū)域的業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留了時間窗口，將會避免投資超前導(dǎo)致的效益問題。

六、結(jié)論

作為EV-DO Rev.A的下一步演進(jìn)方向，EV-DO Rev.B能夠有效提升用戶體驗(yàn)，提高CDMA運(yùn)營商的市場競爭力。本文根據(jù)國內(nèi)CDMA網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，提出采用混合式覆蓋組網(wǎng)方案升級EV-DO Rev.B網(wǎng)絡(luò)，并對室內(nèi)覆蓋及室外覆蓋、連續(xù)覆蓋及熱點(diǎn)覆蓋、郊區(qū)及農(nóng)村覆蓋等主要覆蓋場景進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，還提出了合理及有效的頻率承載方案。

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作者簡介：黃白（1960-），男，移動通信，2010，（11）江蘇姜堰人，江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司高級工程師，研究方向：傳輸網(wǎng)、無線通信、交換應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：劉 艷）