CBBTCEVDO无线关键技术PPT课件.ppt

EVDOA关键技术 中兴通讯学院CDMA BSS课程团队 课程目标 学习完此课程 您将会 巩固EVDO0的关键技术掌握EVDOA对已有关键技术的改进掌握EVDOA新的关键技术 2 课程大纲 EVDORel0关键技术回顾EVDORel0存在的问题和解决EVDORevA的新关键技术 3 EVDO0关键技术大纲 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 EVDO0关键技术回顾 关键技术之一 前向信道时分复用 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 EVDO0关键技术回顾 前向信道时隙结构图 MAC64Chips Pilot96Chips MAC64Chips MAC64Chips Pilot96Chips MAC64Chips Data400Chips Data400Chips Data400Chips Data400Chips MAC64Chips Pilot96Chips MAC64Chips MAC64Chips Pilot96Chips MAC64Chips Slot1024Chips Slot1024Chips ActiveSlot IdleSlot 1timeslot 1 666 msec 2048chips信道以全部的扇区功率发射 没有数据时除外 时隙中的Data部分由业务信道和控制信道共用 EVDO0关键技术回顾 前向满功率发送 小区发射功率 小区发射功率 时间 时间 IS95 1x前向链路功率示意图 1xEV DO前向链路功率示意图 Totaltraffic EVDO0关键技术回顾 关键技术之二 比例公平调度算法 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 EVDO0关键技术回顾 比例公平调度算法 P FairScheduler 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 EVDO0关键技术回顾 多用户分集增益 根据比例公平调度算法用户获得调度的机会与其申请的DRC成正比 由于无线信道环境的衰落特性 调度程序会倾向于在用户的无线环境好于最近平均水平时服务该用户 随着用户数增多 这种机会逐渐增加 EVDO0关键技术回顾 关键技术之三 前向虚拟软切换 DO系统跟任何CDMA系统一样 支持软切换和更软切换 但是DO软切换仅存在于反向链路 而前反向链路的切换方式并不对应 这样就导致了DO系统中一种特殊的切换 前向虚拟软切换 virtualsofthandoff 在DO系统中 任何一个时刻对同一个AT 最多只有一个扇区 Servingsector 在给该AT发送数据 即只有一条腿AT根据不同扇区前向信道的好坏决定选择哪个作为当前的服务扇区 servingsector EVDO0关键技术回顾 前向虚拟切换示意图 Serverbeforet1 Serveraftert1 EVDO0关键技术回顾 服务扇区选择示意图 EVDO0关键技术回顾 虚拟切换实现机制 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 EVDO0关键技术回顾 关键技术之四 自适应编码与调制 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 EVDO0关键技术回顾 速率控制vs功率控制 无线信道增益 1xRTTPowerControl速率固定 功率随着信道条件的变化而变化 1xEV DORateControl功率固定 速率随着信道条件的变化而变化 EVDO0关键技术回顾 前向业务信道速率等级 EVDO0关键技术回顾 前向业务信道与反向DRC信道时序图 a AT对应的前向信道 b AT在DRC信道的发射 1 66 ms Estimatedatarate Requestdatarate TXatrequesteddatarate DRC Pilot DRC DRC a b DRC PilotBursts 1 66 ms EVDO0关键技术回顾 前向速率随信道条件变化图 EVDO0关键技术回顾 关键技术之五 HybridARQ 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 EVDO0关键技术回顾 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的物理层数据包 使用完全部4个时隙的发送情形 EVDO0关键技术回顾 多时隙包提前发送结束 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 EVDO0关键技术回顾 一个完整的前向业务包发送流程 EVDO0关键技术回顾 Ack信道对系统性能影响 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 EVDO0关键技术回顾 关键技术之六 反向信道增强 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 EVDO0关键技术回顾 反向信道速率与RA子信道 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 EVDO0关键技术回顾 课程大纲 EVDORel0的关键技术EVDORel0存在的问题和解决EVDORevA的新关键技术 27 EVDO设计初衷和需求发展 EVDO设计初衷 仅为满足高速无线数据业务需求用户需求的发展 多样化的业务上行业务高速率数据和语音并发更高效率的资源利用 EVDO0存在的问题和解决 EVDOA的技术改进 EVDOA的目标 提高反向链路吞吐量提高前向链路利用率增强对于QOS的支持完善1x DO的双模操作 EVDO0存在的问题和解决 EVDOA新的增强特性 底层的增强物理层对QoS敏感业务有更好的支持更高的频谱利用效率更高的峰值速率MAC层控制信道 接入信道的快速接入上层的增强多流数据应用协议电路服务通知协议 EVDO0存在的问题和解决 课程大纲 EVDORel0的关键技术EVDORel0的问题和解决EVDORevA的新关键技术 31 关键技术的演进 EVDOA是对EVDO0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 EVDOA的新关键技术 EVDOA新关键技术提纲 EVDOA的新关键技术非常多 重要的有反向链路ARQ 反向资源控制 无缝虚拟软切换 快速连接 多用户包交叉寻呼 EVDOA的新关键技术 新关键技术之一 反向链路ARQ 回顾EVDO0 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 EVDOA的新关键技术 前向ARQ的类型 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 EVDOA的新关键技术 反向数据包发送正常结束 EVDOA的新关键技术 反向数据包发送提前结束 EVDOA的新关键技术 反向链路提前终止AT发送的概率 注 A B C D E是不同的信道环境思考题 如果该包发送失败 ARQ信道是何种状况 EVDOA的新关键技术 新关键技术之二 反向资源控制 EVDOA的反向峰值速率相对于EVDO0有较大幅度的提升 1 8MbpsVs153 6kbps EVDOA不同类型业务的支持BE BestEffort service 如FTP上传 下载DS Delay sensitive service 如VoIPEVDO0的反向速率控制已经无法满足对RoT的控制要求EVDOA引入反向资源控制 EVDOA的新关键技术 反向资源控制的几个概念 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 EVDOA的新关键技术 反向资源控制实现 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 EVDOA的新关键技术 T2P算法 EVDOA的新关键技术 新关键技术之三 无缝虚拟软切换 基于EVDO0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 EVDOA的新关键技术 EVDO0Vs EVDOA EVDO0 当DRCCover改变时 BS1停止发送数据EVDOA 当DSCCover改变时 BS1继续发送数据 EVDOA的新关键技术 无缝虚拟软切换的实现机制 EVDOA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 EVDOA的新关键技术 新关键技术之四 快速连接建立 EVDO0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 6kbpsEVDOA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 EVDOA的新关键技术 反向接入信道 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 EVDOA的新关键技术 前向控制信道 EVDOA引入SSC 子同步控制 信道 大大缩短了接入时长 EVDOA的新关键技术 前向短包 EVDOA前向控制信道包不仅兼容EVDO0的所有包格式 还引入了短包格式 128 4 1024 256 4 1024 512 4 1024 EVDO0的控制信道传输平均时延为128时隙 而EVDOA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 EVDOA的新关键技术 前向速率控制 EVDOA的新关键技术 新关键技术之五 多用户包 EVDO0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 EVDOA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 EVDOA的新关键技术 多用户包与MACIndex EVDOA的新关键技术 新关键技术之六 交叉寻呼 EVDO0的双网监听模式EVDO0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 EVDOA的新关键技术 EVDO0双模终端的呼叫状态转移 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 DOIdle状态 Idlestate 双模终端在idle状态下 将根据两网的寻呼周期定时监听两张网络 在1x网络的idlestateprocedure包括monitoring registration idlehandoff 在DO网络的idlestateprocedure包括monitoring sess