作者:曹磊
WCDMA的R99和R4系統能夠提供的最高上下行速率分別為64kbps和384kbps,為了能夠與CDMA1XEV-DO抗衡,WCDMA在R5規范中引入了HSDPA,在R6規范中引入了HSUPA,HS-DPA和HSUPA合稱為HSPA。
HSDPA與EV-DORev0屬于類似的技術,提出的目的都是為了提供高速的下行數據業務;HSUPA和EV-DORevA技術也是屬于類似的技術,提出的主要目的是對上行鏈路進行增強。作為類似的技術,EV-DO和HSPA在技術上具有很多相似點,同時也存在技術實現上的一些差異。
要害技術的相似之處
在技術的實現上,EV-DO與HSPA具有很多相似之處,都采用了如下要害技術。首先是下行鏈路時分復用。EV-DO和HSPA系統在下行鏈路都采用了時分復用的方式,不同的用戶共享下行信道,通過時分方式接入。其次是AMC(自適應調制編碼)。EV-DO和HSPA技術都采用了自適應的調制編碼方式,根據信道質量的好壞進行編碼和調制方式的調整,使得數據傳輸速率最大化。再者是高階調制。EV-DO和HSPA系統都引入了高階調制。然后是快速鏈路適配。EV-DO和HSPA系統根據無線環境作適配,進行快速用戶調度,充分利用小區的功率和頻譜資源:在EV-DO中最小的調度時間間隔為1.67ms,HSPA的調度時間間隔為2ms。最后是HARQ。1xEV-DO和HSPA系統綜合了前向糾錯碼(FEC)和重傳(ARQ)兩種方式的特點,重傳功能移至基站,一方面減小數據傳輸的時延,另一方面,它充分利用了已傳送的信息,獲得時間分集的增益。
技術實現的差異
雖然EV-DO與HSPA都采用了一些相同的要害技術,但它們在具體的技術實現上仍存在不少的差異。第一是上行鏈路調制方式。在HSPA系統中,上行只支持BPSK方式,而在EV-DORevA系統中上行鏈路可以支持BPSK、QPSK和8PSK三種調制方式。第二是下行鏈路多用戶復用。在HSPA系統中,下行鏈路不僅支持多路用戶數據的時分復用,還支持碼分復用的方式,通過不同的OVSF碼復用多路用戶信號,在同一時刻最大的服務用戶數為15。而在EV-DO系統中,下行鏈路只支持多路用戶數據的時分復用,不支持用戶的碼分復用方式,即在下行鏈路的某一時刻只有一個用戶的數據被傳送。第三是HARQ。雖然HSPA和EV-DO都采用了HARQ技術,但在技術實現上兩者仍存在一定的不同。HSPA在物理層都采用了HARQ技術,同樣都支持兩種合并機制:對基站重發相同的分組包進行前后合并或對基站重發含有不同信息(即冗余信息)的分組包進行增量冗余合并。EV-DO合并方式為增量冗余軟合并(IR),支持“提前終止”技術,即根據速率確定分組重傳的最大時隙數,在傳送過程中,當發送端收到接收方的ACK應答后,立即停止重傳開始發送下一個新的數據分組。第四是承載方式。HSPA業務既可以與R99/R4業務共享同一載頻,也可以使用獨立的載頻承載,但EV-DO業務必須使用獨立的載頻承載,不能與CDMA1X共享載頻。第五是業務能力。HSPA(R6版本)目前不支持Voip業務,VoIP的相關規范在R7版本中定義,目前大概完成了50%,而EV-DORevA通過物理層、MAC層、高層的改進和QoS控制增強,可以支持低時延的實時性業務,如VoIP、VT等。
QoS策略的不同
評估業務服務質量時通常關注的主要指標包括以下幾項。
——帶寬。帶寬指系統在單位時間內傳送的平均數據量,由系統的吞吐能力決定。CDMA系統的帶寬通常受限于空口帶寬,空口帶寬與用戶和業務種類、無線環境以及無線資源分配機制密切相關。
——時延。端到端的業務延時是實時業務QoS的重要評價指標。業務端到端的時延包括無線接入網時延、傳輸層時延和應用層時延。
——時延抖動。時延抖動也是評價實時業務質量的主要指標之一,業務時延抖動指標受同時服務用戶數、系統數據傳送能力、數據緩存能力等因素的影響。
——丟包率。丟包率是一個比值,指在單位時間內發送的數據包和未收到數據包的比。
就HSPA的QoS策略而言,承載在E-DCH上用戶業務的QoS由UE及服務NodeB來決定。對UE而言,NodeB通過調度控制其資源的分配。UE通過E-TFC的選擇、MAC-ePDU的多路復用、HARQ操作三種方式來控制所有映射到E-DCH上的邏輯信道的QoS。QoS配置原則如同R99業務一樣,HSPA業務的RAB屬性在SRNC中定義。啟動E-DCH的QoS功能,QoS的相關信息才能在UE及NodeB中起作用。UE側,QoS的相關信息主要是E-TFC的選擇,MAC-ePDU的多路復用及HARQ操作。
就EV-DO的QoS策略來說,它在分組核心網引入了IP流的概念,以支持多種IPQoS業務。在具體實現時,把每種業務看成由一個或多個IP流復合而成,對業務QoS的支持就變成對相應IP流QoS的支持。EV-DORevA版本對業務的QoS控制進行了增強,提出了完整的QoS架構:在空口引入了多IP流和多RLP流,定義了相應的QoS請求機制;在RAN重點解決了多IP流、RLP流、A8和A10連接彼此間的映射關系;在PDSN提出了業務流模板(TFT)、QoSPRofile等概念以解決每個IP流的IPQoS的資源申請,規定了基于IP流的資源申請流程;在AAA存儲每個用戶的QoSProfile,以區分不同用戶的QoS等級。
EV-DORevA不僅可以根據用戶的QoSProfile對不同的用戶實現不同的QoS要求,同時由于引入了多個RLP流的支持,使同一用戶的具有不同QoS要求的應用可以映射到不同的RLP流,每個RLP流的參數可以單獨設置,實現用戶內的QoS控制,即在同一個用戶(終端)的不同應用之間實現QoS,解決不同QoS要求業務的并發問題。
CDMA2000在全球發展迅速,目前共有166個運營商部署了161個CDMA1X和46個EV-DO商用網絡,27個1X和40個EV-DO網絡處于部署中。目前,全球CDMA1X的用戶數已超過2.66億,EV-DO的用戶數已接近4000萬。截至今年9月,有121個HSDPA網絡計劃在55個國家和地區開展商用,其中已有59個HSDPA商用網絡在37個國家開始商用。
EV-DORev0早在2002年就開始了商用,今年年底即可實現RevA的商用。HSDPA的商用時間普遍在今年的3月及后期,相對來說,整個HSDPA還處于商用初期,HSUPA的設備預計在今年第四季度會有商用產品,相關動向我們拭目以待。
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