CDMA学习笔记(一):历史和基本概况

  在向移动业务发展时,我觉得有必要对CDMA 2000的技术进行一个学习,尤其涉及需要在Rev A上带有QoS要求的业务流。空口的知识几乎除了几个名词都不懂,这方面也不需要了解太深,有个大概印象就可以了,这些东西估计看看也忘了,所以还是记录一些可能能记下的东西。好了,开始学习。

  IS-95A是1995年美国TIA正式颁布的窄带CDMA(N-CDMA)标准。IS-95B是IS-95A的进一步发展,于1998年制定的标准。主要目的是能满足更高的比特速率业务的需求,IS-95B可提供的理论最大比特速率为115kbit/s,实际只能实现64kbit/s。IS-95A和IS-95B均是系列标准,其总称为IS-95。cdmaOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于cdmaOne技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。(我听说以前联通的CDMA就是CDMA One,是个老的技术,因此电信接受,需要进行改造

  cdma2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。(以前一些学交换的90年代早期或者中期开始工作的同事,老喜欢用窄带和宽带两个词,好像IP就是宽带的,语音就是窄的,一种很古怪的不恰当的分类,但是由于中低层领导年龄的问题,这种说法维持了很长的一段时间。

  cdma2000 1X原意是指采用单载波形式的cdma2000系统,也可以理解为cdma2000的第一阶段,可支持308kbit/s的数据传输,网络部份引入了分组交换,可支持移动IP业务。

  有人称cdma2000 3X为cdma2000第二阶段,实际上并不准确。它与cdma2000 1x的主要区别是前向CDMA信道采用3载波方式,而cdma2000 1X用单载波方式。因此它的优势在于能提供更高的速率数据,但占用频谱资源也较宽。从目前的情况来看,在较长时间内运营商未必会考虑cdma2000 3X,而会考虑cdma2000 1X/EV。

  cdma2000-1X/EV是在cdma2000-lx基础上进一步提高速率的增强体制。这个技术也分为两个部分,一个被称为1X/EV-DO技术,主要对数据业务进行了增强,另一个叫做1X/EV-DV技术,同时对数据业务和语音业务进行了增强。

  cdma2000前向链路上支持多载波(MC)和直扩(DS)两种方式;反向链路仅支持直扩方式。当采用多载波方式时,能支持多种射频带宽,即射频带宽可为 N×l.25MHz,其中N=1、3、5、9或12。目前技术仅支持前两种,即1.25MHz(cdma2000-1X)和 3.75MHz(cdma2000-3X)。cdma2000 lX采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。(这段估计记不住的)

  尽管cdma2000lx数据承载能力已经有了很大的提高,但对于丰富多彩的多媒体业务还是存在空中接口上的瓶颈。为了解决空中接口上的瓶颈问题,3GPP2(Third Generation Partnership Project 2)发布了1X/EV-DO(正式的名称为HRPD-High Rate Packet Data)的标准。1x EV-DO是一种1x增强型技术,DO即DataOnly,表示该技术只支持数据而不支持话音业务,主要目标是提高无线接口的数据传输速率,相对于cdma20001x的153.6kbit/s,lxEV-DO技术用于解决数据业务上网,解决最后一跳的问题。EVDO和1X虽然在空口技术上不一样,但是其中有些部分是可以复用的。CDMA2000 1xEV-DO(IS-856)由Rev0,RevA和RevB组成,同时我们也对比CDMA2000 1X:

  • 1X:153.6kbps(FL,前向链路),153.6kbps(RL,反向链路)
  • 1xEV-DO Rel0:2.4Mbps(FL),153.6kbps(RL),需要注意,这里2.4M是峰值,平均的前向均值大概是300-600kbps。Rev0用于广域的移动无线以太网(Wide-Area Mobile Wireless Ethernet),支持下行带宽需求大,对时延容忍的业务。
  • 1xEV-DO RevA:3.1Mbps(FL),1.8Mbps(RL)
  • 1xEV-DO RevB:73.5Mbps(FL),27Mbps(RL)(好像有点夸张,嘿嘿)

  1xEVDO名字比较多,曾经称为WARP,HDR,现在也称为TIA/EIA/IS-856,3GPP2 C.S0024(空口定制,CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification)

CDMA的系统时间

  CDMA支持GPS,GPS提供定位能力的一个关键就是有精确的系统时间,因此CDMA手机是提供自动时间校对的。对于CDMA系统零时:定义1980年6月1日12:00:00时整为系统起始时间。偏置为零的长码和短码此时同时处于初始状态。所有基站将在GPS时间的每个偶秒起始时刻(或在此之后80ms整数倍处)作为0偏置PN码(周期为80/3 ms)的初态,即在此之前恰好输出了1个“1”和连续15个“0”这样的PN码片所有基站需将1980年1月6日零时(GPS起始时间)作为m序列长码的初态(在此之前恰好输出了一个“1”码片和41个连续的“0”码片)。

无线网络的演进

  这是从高通公司网站中的图:对比图已经之前的,对于CDMA 2000的现实网络,提供1X上网,以及EVDO,EVDO版本Rel0 和Rev A两种。在CDMA 1X的方式,带宽为(153.6kbps,153.6kbps),在EVDO Rel0(2.4M,153.6Kbps)和RevA(3.1M,1.8M,QoS)。1X和Rel0,RevA。对于RevB在Google中查,目前都是试验,例如中电信EV-DO Rev.B测试进入尾声之类的。中国电信内部人士同时证实:今年年内,中国电信将在上海、北京、广州和成都这四座城市商用升级后的Rev.B网络。 我们开发的业务如果要使用到RevA的QoS的数据流,需进行空口协商,需要和Modem配合,需要基站同意,如果不只是使用Best Effort流,而是需要带QoS,不清楚是否已经支持。中国电信RevA可以支持没有QoS要求的BE流,但是带QoS就不清楚了。RevA的带宽是提供了,但RevA的QoS是否开放?

CDMA学习笔记(一):历史和基本概况_第1张图片

  • CDMA20001X主要用于传统的话音。1.5x increase with available freatures
  • 1X Advanced:4x increase compared to todays voice capacity
    • 4x voice capaicty increase over toady's 1x networks
    • Frees up spectrum for EV-DO data
    • Up to 70% increase in coverage
    • Simple cost effective upgrade
  • EV-DO Rel 0: Boradband Downloads;
  • EV-DORev A: Broadband Uploads,Qos
    • DL 3.1M, UL 1.8M
    • Doubles data capacity over Rel.0
    • Rich multimedia application senabled
    • Platinum Multicasting for high capacity content delivery
    • Full backward compatibility and easy upgrade
  • EV-DO Rev.B
    • EV-DO Rev.B Multicarrier 3x data rates to all users, DL-9.3Mbps, UL-5.4Mbps
    • EV-DO Rev.B H/W Upgrade: Higher capacity and data rates, DL-14.7Mbps,UL-5.4Mbps
    • Multicarrier triples data rates for all users in the cell
    • Multicarrier more than doubles capacity of bursy apps
    • Cost effective software upgrade to Multicarrier
    • Hardware upgrade provides even higher data rates and capacity
  • DO Advanced: Higher capacity by adapting network to varying demand
    • DL-32Mbps, UP-12.4Mbps
    • Higher network capacity and improved user experience
    • Benefits existing devices
    • cost-effective software upgrade
    • Improves performance of all deployment scenarios
  • HSPA : Rel-5(HSDPA), Rel-6(HSUPA)
    • Rel-5: Broadband Downloads; Rel-6: Broadband Uploads, QoS
    • Doubles Dl and triples UL data capacity over WCDMA
    • Rich multimedia applications enabled
    • MBMS for high capacity content delivery
    • Full backward compatibility and easy upgrade
    • Rel-5: DL:1.8-14.4Mbps, UL:384 Kbps
    • Rel-6: DL 1.8-14.4Mbps, UL: 5.7 Mbps
  • Rel-7: 2x Data capacity, >2X voice capacity
    • Enhanced mobile broadband
    • Doubles data capacity over HSPA and more than doubles voice capacity over WCDMA
    • Enhanced user experience
    • Similar HSPA+ and LTE performance
    • The natural evolution at a lower cost
    • DL: 28 Mbps, UL 11 Mbps
  • Rel-8: Multicarrier-doubled data rates to all users
    • Expands HSPA+ to 10MHz
    • Multicarrier enhances broadband experience
    • Multicarrier increases capacity of bursty apps
    • Standardized support for Femtocells
    • Cost effective natural evolution
    • DL: 42Mbps ,UL 11Mbps
  • Rel-9 and Beyond: Multicarrier Enhancements
    • Multicarrier across spectrum bands
    • HSPA+ Expanded to 20MHz
    • Evolution toward femto networks
    • Improved performance with uplink tx Diversity
    • DL: 84-168Mbps, UP 23 Mbps
  • LTE: Boosts Data Capacity in Dense-Urban Areas
    • Leverages new,wider and TDD spectrum
    • Parallel evolution path to 3G with seamless interoperability
    • Powered by Qualcomm's leading LTE/3G multimode chipsets
    • DL: 73-150Mbps, UL: 36-75Mbps
  • LTE Anvanced:The Global 4G Solution
    • Leverages advanced topology networks
    • Ultra-wide deployments
    • Leading IMT-Advanced candidate
    • Qualcomm: LTE Advanced leadershio
    • DL: up to 1Gbps, DL 375+Mbps

资料参考:CDMA技术发展综述,中国电信网上大学CDMA2000系列2010年版,高通公司网站

相关链接:我的产业生态链和杂谈文章

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