网优认证初级004-EV DO部分.ppt

CDMA无线网优初级工程师知识点讲解培训 目标 了解EVDO技术发展掌握EVDO的网络结构掌握EVDO前反向信道掌握EVDO的关键技术掌握EVDO数据业务流程 学习完本章内容 您应该能够 目录 EVDO网络结构EVDO的物理信道EVDO的关键技术EVDO数据业务流程 更高的频谱效率和网络容量 更高的分组数据速率 更丰富的业务类型 平滑向3G过渡 CDMA发展历程 CDMA20001XEvolutionDataOptimized能够提供更高的无线分组数据速率 什么是1XEV DO EVDO网络架构 接口信息 EV DORev A接口信息 回顾 EVDORev A数据业务上下行速率是多少 EVDO网络与1X网络有什么不同 EVDO网络各网元功能及接口 目录 EVDO网络结构EVDO的物理信道EVDO的关键技术 EV DORev A前向包含的信道类型 前向信道 前向链路帧 时隙结构 Pilot全 0 AT用来捕获系统 定时以及C I计算等MediumAccessControl MAC 1 RPC 用于反向功率控制 2 DRCLockChannel 为具体用户锁定反向链路 3 RAB ReverseActivityBit 反向负载情况 4 ARQ 用来表示BS是否正确解调反向PacketTrafficChannel 1 分配给每一个激活用户 MACIndex 2 可变速率 4 8Kbpsto3 1MbpsControlChannel 1 38 4Kbps MACIndex3 2 76 8Kbps MACIndex2 前向信道作用 数据全 0 使用Walsh码0Cover 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 导频信道的作用主要是引导手机捕获系统 手机通过导频信道完成对无线信道环境的预测估计 前向导频信道 Pilot 媒体接入控制信道反向活动子信道 RA 数据速率控制锁定子信道 DRCLock 反向功率控制子信道 RPC 自动重传应答子信道 ARQ Rev A的MAC信道引入PDMA 以支持低速率 时延敏感业务每个时隙发送256个码片在MAC信道上 不同用户使用不同的MACIndex区分RA信道使用固定的MACIndex 4 与其他三个子信道区分 前向媒体接入控制信道 MAC 该信道RA信道发送RAB比特 ReverseActivityBit RAB若为 1 表明扇区反向链路忙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RA信道的数据速率为600bps 前向MAC信道之RA 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 Servingsector 的选择DRCLock信道数据速率为150 DRCLockLength bps 前向MAC信道之DRCLock 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 EVDORev 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 bpsEVDORev 0A系统里RPC信道和DRCLock信道分别用I和Q路发送 数据速率为150bps 前向MAC信道之RPC 用于响应反向链路 发送是否已成功解调反向包的证实在不同的情况下发送三种不同的ARQ比特H ARQL ARQP ARQ与DRCLock RPC信道时分复用 前向MAC信道之ARQ 相对于EVDORev 0 EVDORev A增加Subtype2 前向业务信道速率更加多样化 最小支持4 8kbps 最大支持3 072MbpsSubtype0和1数据包格式有1024bits 2048bits 3072bits 4096bits 与Rev 0相同Subtype2数据包格式有128bits 256bits 512bits 1024bits 2048bits 3072bits 4096bits和5120bits八种不同大小的包根据反向上报的前向信道环境 自适应选择适当的前向发送格式 前向业务信道 与EVDORev 0不同的前向数据速率 EVDORev A前向数据格式 前向控制信道分同步控制信道SCC和异步控制信道ACCSCC256时隙传送一次 ACC任意时间可以传送SCC包长1024bits 速率 ACC包长128 256 512 1024bits 速率19 2 38 4或76 8kbps前向控制信道包含的消息同步消息快速配置消息扇区参数消息 思考题 这个信道实现了哪些功能 请对比1x系统 子同步控制信道是同步信道的一种特例 与SCC相同包结构 可传输寻呼消息 以减少连接时延 前向控制信道 Control 反向信道结构 反向信道 反向业务信道分布 不同信道之间 既有时分 也有码分 Subtype0接入信道前缀为16个时隙 Subtype1和2接入信道前缀可为4个时隙 减少连接建立时间 反向信道之 接入信道 反向业务信道 反向业务信道各子信道作用 导频子信道 Pilot 反向信道估计和反向功率控制辅助导频子信道 AuxiliaryPilot 反向信道负载估计媒体接入子信道 MAC RRI DRC DSCAck子信道 指示是否已解调前向包数据子信道 Data 发送用户业务信息 全 0 的未调制序列在数据包过长时 超过AuxiliaryPilotChannelMinPayload 利用辅助导频子信道做信道估计辅助导频在负载超过门限之前的半个时隙发送发送功率由AuxPilotChannelGain定义 与Data信道增益相关 辅助导频子信道 反向速率指示子信道指示当前反向信道数据包大小指示当前反向信道数据包编号独立占用一个码分信道在EVDORel0版本里 该信道指示的是反向信道数据速率在EVDORel0版本里 该信道与反向导频信道时分复用 反向MAC信道之 RRI 数据速率控制子信道根据前向导频信道测量前向信道质量 自适应确定希望获得的前向数据速率向当前服务扇区 发送前向数据速率值Rev A支持Null rateDRC 即终端可接收低于最低速率发送的数据包在恶劣信道环境下DRC可映射到较低DRC 有效减小物理层PER思考题 DRC信道控制的是下行还是上行速率 反向MAC信道之 DRC 数据资源控制子信道告知AN所选定的前向服务扇区实现无缝虚拟软切换DSC信道包含3bit的DSCValue 用于指示选择前向服务扇区DSC值在发送后的1个时隙后有效DSCLength slots 是DSCValue传送的周期 当DSCValue需要改变时 要等到当前DSCLength周期结束3bit的DSCValue用8个固定的32位Walsh码进行块编码DSC信道数据速率 600 3 DSCLength bps DSC在1个时隙的后半个时隙发送 反向MAC信道之 DSC ACK信道响应前向业务包是否接收成功 以提前结束H ARQ 1 表示ACK 0 表示NAK实现前向链路H ARQ与前向业务信道的ARQ子信道有类似作用与DSC子信道时分复用 反向业务信道之 ACK 反向业务数据子信道调制方式 BPSK QPSK 8 PSK数据包的发送 4 8 12 16时隙 反向业务信道之 Data 由于反向ARQ 反向数据速率从最低4 8kbps到1843 2kbps 反向业务信道数据速率 目录 EVDO网络结构EVDO的物理信道EVDO的关键技术 前向时分复用比例公平调度算法前向虚拟切换自适应编码与调制Hybrid ARQ反向信道增强 EVDORev 0关键技术大纲 在EV DO中 前向信道作为一个 宽通道 供所有的用户时分共享 最小分配单位是时隙 slot 一个时隙有可能分配给某个用户传送数据或是分配给开销消息 称为activeslot 也有可能处于空闲状态 不发送任何数据 称为idleslot 关键技术之一 前向信道时分复用 前向满功率发送 1 调度算法的作用 由于前向业务信道时分复用 具体某一时刻向哪一个用户发送数据需要调度程序根据一定的调度策略来决定 2 调度算法的目标 同一扇区下所有用户尽可能公平 扇区总吞吐量尽可能最大 关键技术之二 比例公平调度算法 基本原理每个AT被服务的机会与AT所要求的DRC成正比 与AT最近一段时间所接收的数据量成反比 这样达到一个相对的公平 具体实现调度算法对每一个用户维持一个变量Tk 并且在每个时隙进行更新 用Tk n 表示用户k在时隙n时的变量调度决策基站选取最大的用户 为之调度前向数据 比例公平调度算法 P FairScheduler Serverbeforet1 Serveraftert1 关键技术之三 前向虚拟切换 服务扇区选择示意图 虚拟软切换的机制 每个处于连接状态的AT通过DRC信道向AN反馈信息 DRC信道包含两方面的信息 DRCcover和DRCvalue其中DRCCover表示servingsector的选择 DRCValue表示前向速率的选择 虚拟切换实现机制 系统能根据前向信道的变化情况自动调整前向信道的数据速率数据速率从38 4kbps到2 4576Mbps 对应自动选择不同的调制方式 QPSK 8 PSK 16QAM Turbo编码速率 2 3 1 3 1 5 信道环境好的时候使用较高的速率等级 信道环境差的时候使用较低的速率等级 前向信道自适应调整机制 是通过AT不停地测量前向信道的状况 并将这些信息通过DRC信道以600Hz的频率反馈给AN AN根据这些信息决定下一时隙的速率等级 关键技术之四 自适应编码与调制 前向业务信道速率等级 HybridARQ原理 在前向信道发包时 一般一个包会占用多个时隙 比如一个153 6kbps的包就要占用4个时隙 由于包在发送前 经过了很复杂的处理 包括Turbo编码 信道交织 重复 最后发送的符号里面包含了很多冗余的信息 终端有可能在收到部分的符号后即正确地解调出这个完整的数据包 那么在这种情况下 余下的时隙就可以不再发送 从而节省了前向信道的时隙资源 实现机制 AT根据前向信道的质量 估计下一时刻自己能正确接收的最大速率 并将该信息通过DRC信道通知AN 当调度到该AT时 AN按照AT指定的速率 向AT发送前向业务包 AT通过Ack信道向AN反馈接收的情况 若没能正确解调当前包则发送Nak比特 若正确解调了当前包则发送Ack比特 AN如果接收到AT的Ack比特 则停止当前包的发送而开始下一个包 关键技术之五 HybridARQ 下图描述的是一个由4个时隙组成的153 6kbps的物理层数据包 使用完全部4个时隙的发送情形 多时隙包正常发送结束 下图描述的是一个由4个时隙组成的153 6kbps的发送包仅使用3个时隙就完成了发送的情形 多时隙包提前发送结束 一个完整的前向业务包发送流程 Ack信道机制相当于是对AT前向速率预测的一个调整 使系统性能有较大地提升 Ack信道对系统性能影响 使用反向导频信道 AN可使用相干解调 使用定长帧结构 16slots 低码率的Turbo编码 1 2和1 4 反向信道速率可从9 6kbps到153 6kbps变化 并专门使用一个信道 RRI 指示反向信道速率 避免AN侧的速率判决 分布式的反向速率动态指配 AT根据要发送的数据量 最高速率限制 反向信道的忙闲 RAB 自己决定自己的发送速率 关键技术之六 反向信道增强 RA子信道是AN用来通知AT反向信道的忙闲程度当反向信道拥挤时RAB置1 空闲时RAB置0AT通过监视RA信道可以动态调整自己的反向发送速率当反向闲时终端会按一定的概率往上调整自己的发送速率 当反向忙时终端会按一定的概率往下调整自己的发送速率 反向信道速率与RA子信道 EVDORev A是对EVDORev 0的演进 部分关键技术是在原有基础上的增强 部分关键技术是新增关键技术增强 如 前向时分复用虚拟软切换自适应编码与调制新增关键技术 如 反向链路ARQ反向资源控制快速连接建立 关键技术的演进 回顾EVDORev 0 假定AN侧接收到来自AT的信号要好于实际解调能力Eb Nt AN侧会如何 在完成接收16个反向时隙之前 就已成功解调一个反向帧终端将一帧内没有发射完的其他时隙继续发送完成以上情况出现的原因 功控无法做到完美在恶劣的无线环境下 为了确保目标PER 业务信道增益设置过高所以 需要反向链路ARQ 新关键技术之一 反向链路ARQ 前向ARQ子信道三种不同的确认 3bit H ARQ HybridARQ 对前三个子包进行确认L ARQ LastARQ 对最后一个子包进行确认P ARQ PacketARQ 对整个包进行确认三种不同类型的ARQ比特分别针对不同的情况 前向ARQ的类型 EVDORev A的反向峰值速率相对于EVDORev 0有较大幅度的提升 1 8MbpsVs153 6kbps EVDORev A不同类型业务的支持BE BestEffort service 如FTP上传 下载DS Delay sensitive service 如VoIPEVDORev 0的反向速率控制已经无法满足对RoT的控制要求EVDORev A引入反向资源控制 新关键技术之二 反向资源控制 RoT Rise over Thermal热噪抬高量T2P Indicationofresourceusage资源利用率指示TxT2P TransmitTraffic to Pilotpowerratio发送业务 导频功率比RoToperationpoint 反向资源控制的几个概念 AN根据收到的功率直接测量RoT 比较判断决定RABAT根据RAB T2P T2PInflow决定TxT2P 并发送 反向资源控制实现 T2P算法 基于EVDORev 0的虚拟软切换技术 并改进任何时候前向始终用一个扇区传送数据给用户相关信道 DRC DSC DRCLock前向发生切换时 并没有中断数据包的发送 新关键技术之三 无缝虚拟软切换 EVDORev 0 当DRCCover改变时 BS1停止发送数据EVDORev A 当DSCCover改变时 BS1继续发送数据 EVDORev 0Vs EVDORev A EVDORev A中 AT通过改变DSCCover提前告知AN 在小区A还在继续发送数据的同时 小区B已经准备好发送数据 避免了数据发送的长时间中断 无缝虚拟软切换的实现机制 EVDORev 0系统设计目标 为时延可容忍业务设计没有优化连接建立时长固定的接入信道速率 9 6kbpsEVDORev A系统设计目标 可以支持时延敏感业务为需要立刻接入的业务优化连接建立时长多样的接入信道速率 最高为38 4kbps AN侧控制 新关键技术之四 快速连接建立 接入信道包长均为1024bit传送一个接入信道包的时间不一样不同速率的接入信道使用不同的发射功率 反向接入信道 EVDORev A引入SSC 子同步控制 信道 大大缩短了接入时长 前向控制信道 EVDORev A前向控制信道包不仅兼容EVDORev 0的所有包格式 还引入了短包格式 128 4 1024 256 4 1024 512 4 1024 EVDORev 0的控制信道传输平均时延为128时隙 而EVDORev A在引入短包后 时延最低可以达到4时隙 典型的平均值为64时隙 大大缩短了连接建立时长 前向短包 EVDORev 0中 一个物理层包只能包含一个用户的数据 每个用户分别调度 EVDORev A中 多个用户的数据可以装在同一个物理层包中 多个用户可以同时调度 多用户包主要用于支持类似VoIP的应用 流量小 时延敏感型应用 新关键技术之五 多用户包 多用户包与MACIndex EVDORev 0的双网监听模式EVDORev 0系统中 通过双模终端交叉监听1x DO两个网络 来实现双网运营 1X网络的寻呼周期由SCI决定 DO网络的寻呼周期为12个CCcycle 5 12s 双模终端可以通过与DO网络协商 确定其寻呼时隙的offset 以保证两网的寻呼时隙不会重叠 1X与DO网络共用一套PDSN 保证双模终端两网切换时PPP不断 新关键技术之六 交叉寻呼 Initializationstate 双模终端首先搜索1x网络 之后搜索DO网络 搜索成功后进入1x