cdma2000 1x 系统简介

BUPT Radio Communication Center Proprietary page: 1

BUPT Wireless Research Center

cdma2000 1x cdma2000 1x 系统简介系统简介

北京邮电大学无线通信中心June, 2002June, 2002

（ 1~1.5 学时）


BUPT Wireless Research Center提纲提纲• cdma2000 1x 系统

• 特点，体系结构，接入过程，软切换• cdma2000 1xEV-DO （ HDR ）系统

• 特点，体系结构，工作过程• cdma2000 1xEV-DV 系统

• 特点，体系结构，工作过程



cdma2000 / IS-2000cdma2000 / IS-2000

• cdma2000 面向 3G• 满足或超过IMT-2000的要求

室内相对静止时的最高数据传输速率达 2Mbps 步行环境 384Kbps 车载环境 144Kbps ；

• 宽松的性能范围：从话音到低速数据、到非常高速的分组和电路数据业务• 提供多种复合的业务：仅传话音、同时传话音和数据、仅传数据和定位业务• 具有先进的多媒体服务质量（ QoS ）控制能力，支持多路话音、高速分组数据同时传送• 支持从 2G 系统的演进

与现存的 TIA/EIA-95-B 系统具有无缝的互操作性和切换能力；具有从基于 TIA/EIA-95-B 的系统平滑演进的能力；

• cdma2000 的标准为 IS-2000



IMT-2000IMT-2000 最低性能要求最低性能要求IMT-2000 候选无线传输技术（ RTT ）最低性能陆地测试环境

测试环境室内办公室外或室内步行车速移动性考虑移动性类型（低）移动性类型（中）移动性类型（高）

切换需要需要需要对通用业务能力（ General Service ）的支持需要 / 不需要需要 / 不需要需要 / 不需要

分组数据需要需要需要非对称业务需要需要需要

多媒体需要需要需要可变比特速率需要需要需要数据业务能力用户比特速率用户比特速率用户比特速率

电路方式至少 2,048 Kbit/s 至少 384 Kbit/s 至少 144 Kbit/s

分组方式至少 2,048 Kbit/s 至少 384 Kbit/s 至少 144 Kbit/s


BUPT Wireless Research Center为满足前面的要求所采用的主要技术（为满足前面的要求所采用的主要技术（ 11））• 这里主要针对 cdma2000 1x 和 3x ，而事实上 3x 已不是热点• 基于导频相干解调的反向空中接口链路；• 连续的反向空中接口波形；• 快速的前向和反向空中接口的功率控制；• 允许采用辅助导频来支持波束赋形应用和增加容量• 支持多种范围的射频信道带宽： 1.25MHz; 3.75MHz; 7.5MH

z; 11.25MHz 和 15MHz ；• 增强的 MAC 功能以支持高效率的高速分组数据业务；


BUPT Wireless Research Center为满足前面的要求所采用的主要技术（为满足前面的要求所采用的主要技术（ 22））• 为支持 MAC 对物理层进行了优化：

• 采用了专用控制信道（ DCCH ）；• 可变帧长的分组数据控制信道操作（例如 5ms 、 20ms 等）；• 为支持快速分组数据业务的接入控制采用了增强的寻呼信道和接入信道；

• 为支持更高传送速率和增加系统容量采用 TURBO 码；• 可支持多种空中接口信令的灵活的信令结构；• 1x 引入 QPSK 使 Walsh 码空间比 IS-95 加倍（不包括准正交函数 QOF ）• 采用变长的正交函数使资源的划分更加细致和灵活，利用更充分（但控制机制更复杂）• 可采用不同的信道组合以及动态信道分配，更适合支持数据业务



IS-2000IS-2000 体系结构体系结构

RLP

数据业务

话音业务

高层信令

LAC信令

SDBTS

SRBP

数据

数据突发

L3 PDU

LAC PDU

话音

数据

QoS复用及子层

话音

RLP

RLP PDU

f / r-dtch

f / r-csch

Nul lARQf / r-dtch

f / r-dsch

LAC PDU

F-SYNC F-BCCH F-CACH R-EACH F-

CPCCHF/ R-DCCH F/ R-FCH R-ACH F-PCH F/ R-

CCCHF/ R-SCHi

资源配置

数据库

信令与物理层接口

高层

物理层（编码调制）

LAC子层

MAC子层

物理层


BUPT Wireless Research Center前向链路（前向链路（ FLFL ）） CDMACDMA 信道信道前向CDMA信道（SR1和SR3）

公共指配信道

公共功率控制信道导频信道公共控制

信道同步信道业务信道广播控制信道

寻呼信道（SR1）

快速寻呼信道

前向导频信道

发送分集导频信道

辅助导频信道

0-1专用控制信道

0-1基本信道功率控制子信道

0-7补充码分信道（RC1-2）

0-2补充信道（RC3-9）

辅助发送分集导频信道

SR1/3 指 Spreading Rate 1/3 ，即 1x / 3x ，两者可以混合部署



FLFL 公用物理信道公用物理信道F - P I C H Ç °Ï òµ ¼Æ µÐ Åµ À

F - T D P I C H · ¢Ë Í· Ö¼ µ̄ ¼Æ µÐ Åµ À

F - P C H * Ç °Ï òÑ °º ôÐ Åµ À

F - C C C H Ç °Ï ò¹ «¹ ²¿ ØÖ ÆÐ Åµ À

F - S Y N C Ç °Ï òÍ ¬² ½Ð Åµ À

F - B C C H Ç °Ï ò¹ ã² ¥¿ ØÖ ÆÐ Åµ À

F - Q P C H Ç °Ï ò¿ ìË ÙÑ °º ôÐ Åµ À

F - C P H C HÇ °Ï ò¹ «¹ ²Î ïÀ íÐ Åµ À

F - C A C H Ç °Ï ò¹ «¹ ²Ö Å̧ äÐ Åµ À

F - C P C C H Ç °Ï ò¹ «¹ ²¹ ¦Â Ê¿ ØÖ ÆÐ Åµ À

F - A P I C H Ç °Ï ò̧ Ö̈ úµ ¼Æ µÐ Åµ À

F - A T D P I C H Ç °Ï ò̧ Ö̈ ú· ¢Ë Í· Ö¼ µ̄ ¼Æ µÐ Åµ À

¹ «¹ ²µ ¼Æ µÐ Åµ À

Ó ÃÓ Ú² Ê̈ ø³ ÉÐ Îµ Äµ ¼Æ µÐ Åµ À

Ó ÃÓ ÚÖ §³ ÖÔ ¤Á ô½ ÓÈ ëÄ £Ê ½µ ÄÐ Åµ À

Ó ÃÓ ÚÖ §³ ÖÑ °º ô£ ¬Ð Åµ ÀÖ Å̧ ä£ ¬¶ ÌÏ ûÏ ¢¹ ã² ¥£ ¬Ò Ô¼ °Ï µÍ ³¿ ªÏ úÏ ûÏ ¢µ ÄÐ Åµ À



FLFL 专用物理信道专用物理信道F - A P I C H Ç °Ï ò× Ó̈ Ã̧ Ö̈ úµ ¼Æ µÐ Åµ À

F - F C H Ç °Ï ò» ù± ¾Ð Åµ À

F - S C H T (Ç °Ï ò² ¹³ äÐ Åµ ÀÀ àÐ Í)

F - F C H * Ç °Ï ò» ù± ¾Ð Åµ À

F - D P H C HÇ °Ï ò× Ó̈ ÃÎ ïÀ íÐ Åµ À

F - S C C H T * (Ç °Ï ò² ¹³ äÂ ë· ÖÐ Åµ ÀÀ àÐ Í)

F - SC C H 1* Ç °Ï ò² ¹³ äÂ ë· ÖÐ Åµ À1

F - SC C H 7* Ç °Ï ò² ¹³ äÂ ë· ÖÐ Åµ À7

F - D C C H Ç °Ï ò× Ó̈ Ã¿ ØÖ ÆÐ Åµ À

* º óÏ ò¼ æÈ ÝÐ Åµ À

...

F -S C H 1 Ç °Ï ò² ¹³ äÐ Åµ À1

F -S C H 2 Ç °Ï ò² ¹³ äÐ Åµ À2


BUPT Wireless Research Center反向链路（反向链路（ RLRL ）） CDMACDMA 信道信道反向CDMA信道（SR1和SR3）

接入信道

反向导频信道

增强接入信道操作

增强接入信道

反向导频信道

反向公共控制信道操作

反向公共控制信道

反向基本信道

反向业务信道操作(RC1或2)

0到7个反向补充码分信道

反向业务信道操作(RC3到6)

反向导频信道

0或1个反向专用控制信道0或1个反向基本信道

0到2个反向补充信道反向功率控制子信道



RLRL 公用物理信道公用物理信道

R-CPHCH反向公共物理信道

R-ACH* 反向接入信道

R-EACH 反向增强接入信道

* 后向兼容信道反向公共控制信道R-CCCH



RLRL 专用物理信道专用物理信道


BUPT Wireless Research Center链路层：链路层： LAC LAC 和和 MACMAC

•支持更多速率的业务•支持电路型和分组型业务的不同QoS

•支持并发的对 QoS 有不同要求的业务



LACLAC 子层（子层（ 11 ））• 链路接入控制（ LAC ）层主要与信令信息有关• 为高层的信令提供在 cdma2

000 无线信道上的正确传输和发送• 对于某些关键的信令要求及时、正确 / 可靠、有序、并无重复地到达对等的实体，信令的格式和处理比较复杂。• 当高层信令数据穿过 LAC层时，它要经过不同协议子层的处理• 每一子层依次处理，处理的数据区域各有不同，所起的作用也各有分工• 这些处理又按不同的逻辑信道划分而不同

层3

LA

C子层

低层

MAC子层

物理层

鉴权,ARQ,寻址

分割和重装子层

功用子层(Utility

Sublayer)

层3 PDU

LAC SDU

LAC SDU

LAC SDU

LAC SDU CRCL

部分组装好的LAC PDU

LAC PDU

封装好的PDU

封装好的PDU片段

···

MAC SDU



LACLAC 子层（子层（ 22 ））• 鉴权子层只是用于接入信道，完成一定的鉴权功能（另外还有的鉴权功能在层 3完成）。• ARQ 子层和对等实体中的 ARQ 子层一起工作，为逻辑信道提供 SDU 的可靠传输，并排除重复的发送（顺序号、证实机制和重发等）。

• 确认发送（ Assured Delivery ）• 非确认发送（ Nonassured Delivery ）两种服务

• 寻址子层只用于公共信道上，它所管理的数据区域提供了对特定MS 的标识，以便消息能被相匹配的 MS 接收。• 功用子层（ Utility Sublayer ）对 LAC PDU 进行打包和拆包。它所要管理的数据区域有：

• 消息类型• LAC 长度• 扩展加密域• 无线环境报告• 以及填充比特

• SAR 子层在发送时，给 LAC PDU 加上长度指示和 CRC ；然后将处理后的 PDU 切成适合 MAC 层处理的数据片。在接收时， SAR 合并低层来的数据片，并进行 CRC校验。



MACMAC 子层子层• MAC = 媒体接入控制，连接业务数据和物理层• 能满足并发的话音、分组数据业务及电路交换的数据业务之 QoS 要求• 结构

• 资源配置数据库（ RCD ）• 数据业务（ RLP ），面向连接，基于 Negative ACK

• 短数据突发及信令（ SRBP ），无连接• 主要功能

• “尽力而为的发送”（ Best Effort Delivery ）：由无线链路协议（RLP ）“尽力而为”的保证传输的可靠性，实现在无线链路上能够适度可靠的传输；

• 复用（ Mux ）和 QoS 控制：通过协调由竞争业务产生的冲突请求以及为接入请求安排合适的优先级来确保实施协商好的 QoS级别。


BUPT Wireless Research Center复用和复用和 QoSQoS 控制控制• 复用的对象

• 公用信道• 专用信道

• 工作模式• 模式 A ，用于和 TIA/EIA-95-B 的物理层工作时（ FCH 及 SCCH ）• 模式 B ，用于和 cdma2000 的物理层工作时（ FCH 和 DCCH ，高速数据需用 SCH ）

信令数据业务（ sr_id = 1）

数据块

dsch

数据块

dtch, sr_id=1

数据块

数据块

dtch, sr_id=1

逻辑/物理信道映射表

复用子层

数据块数据块

报头(格式比特)

MuxPDU类型1, 2, 或6

FCH或DCCHSDU

CRC数据块 CRC数据块

MuxPDU报头

MuxPDU报头

MuxPDU类型3 或5

LTU

MuxPDU类型3 或5

LTU

SCH SDU

PDU：Protocol Data Unit，协议数据单元，业务用户交给业务提供者的，由数据、报头和控制信息组成的基本单元。SDU：Service Data Unit，服务数据单元，业务提供者由业务用户处得到的，由数据、报头和控制信息组成的基本单元。LTU：Logical Transmission Unit，逻辑传输单元，这里由类型3或5的MuxPDU加16比特CRC构成。



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 11 ））• 与 MAC 子层的实现紧密相连• 其接入信息是由 SRBP 及公共信道复用子层封装入物理信道发送出的• 1x 的接入与 IS-95 的接入方式后向兼容• IS-95 的接入方式为时隙 ALOHA方式• 1x 增加了新的信道（ R-EACH ）和工作模式，更适应数据业务的需要



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 22 ））• IS-95 A/B 的接入方式，非重叠方式（即发送接入请求的长度不超过时隙的宽度）

初始功率

增加功率

接入试探序列

1 -16个帧 3 - 10个帧

TART

(Preamble)前缀部分 (Message)消息部分

(probe)接入信道试探



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 33 ））IS-95 的接入方案有其自身的局限性：• 由于它采用非重叠的时隙 ALOHA ，时隙的长度必须大于接入试探的长度。• 接入速度很慢，时延较长。典型的接入时间为 620ms （ 30

0+320ms ），而在恶劣的情况下，可达 1340ms 。• 没有应用功控及软切换等技术，误码率较高。• 发射功率较高，对系统的干扰大，出现错误时导致系统整体性能的恶化。• 在支持数据业务方面，由于低吞吐量和大的时延，支持面向无连接的分组数据业务的能力弱。



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 44 ））1x 中接入的改进：• 采用重叠时隙 ALOHA 的方法，使长码作为时隙的函数以防止碰撞• 用户发送的接入信息在时间轴上可以部分重叠，减小了时延• 缩短了时隙的长度（由 200ms减为最小 1.25ms ）及超时参数等• 接入信道上还采用了闭环功率控制，减小了接入消息的差错概率• 应用了软切换• 对较长的消息可以另外用专用信道传送，使接入信道的负荷不致过高



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 55 ））R-EACH 上的接入特点：• 时隙长度较短，为 EACH_SLOTs×1.25ms ，• 移动台的长码掩码与时隙相对应（总的时隙数为 512 ）• 不同时隙用不同的长码掩码接入，允许接入试探有部分重叠，可减小接入时碰撞的概率及接入时延。• 支持多种速率和不同帧结构：

• 9.6kbps （ 20ms 帧）• 19.2kbps （ 10 、 20ms 帧）• 38.4kbps （ 5 、 10 、 20ms 帧）• 可根据接入消息的长短灵活的选择接入速率及帧长，提高效率。

• 两种接入模式：• 基本接入模式（确认消息来自 F-CCCH ）• 预留模式（各 R-EACH都有一个 F-CACH 与之对应，但确认消息来自 F-CCCH ）



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 66 ））• 接入模式选择基于：

• LAC PDU 的长度• 移动台所支持的所用的 R-EACH 或 R-CCCH 的传输速率• 移动台能连续在 R-EACH 或 R-CCCH 上传送的最大持续时间

• 基本接入模式适合长度较短（例如小于 20ms ）的消息• 预留模式适合于较长、但尚无需建立专用信道进行传输的消息 • 两者的试探（ probe ）发送与 R-ACH 类似，但要在 FL 导频的强度满足一定条件下才能发出



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 77 ））R-EACH 的基本接入模式：

消息

消息

前缀

前缀

R-EACH_1

R-EACH_1

R-EACH_1

R-EACH 时隙

ACK. ACK. ACK.F-CCCH

消息前缀

报头

报头

报头

字段长度 (bits)HASH_ID 16

RATE_WORD 3MODE_ID 1

HO_REQ_ID 0 或 1NEIGHBOR_PN 0 或 9

RESERVED

R-EACH报头的结构



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 88 ））R-EACH 的预留接入模式（非软切换方式下举例）：

EACAM

消息体

F-CACH

R-EACH

R-CCCH

CPCCH

TEACAM

报头前缀

延迟

MS开始功率控制

功率控制比特

R-CCCH前缀



cdma2000 1x cdma2000 1x 接入过程（接入过程（ 99 ））R-EACH 的预留接入模式（软切换方式下举例）：

EACAM

消息

CACH

EACH

R-CCCH

CPCCH_1

CPCCH_2

PCCAM

TEACAM

报头前缀

延迟MS开始功率控制

R-CCCH前缀

功率控制比特


BUPT Wireless Research Center 层层 33 （（ Layer 3Layer 3 ））• 指在 LAC 层协议之上所定义的部分 • 层 3 协议侧重于描述系统的控制消息 ( 信令 ) 的交互• 消息的内容和格式；• 消息交互的流程。• MS侧的层 3按照状态转移来描述• BS侧的层 3 结合 MS 的工作过程来描述• 下面以切换为例简介层 3 的信令交互


BUPT Wireless Research Center切换切换• 通常与业务信道相关• 当 MS将它与某 BS 所建立的通信连接转移到另外的 BS 上时，就发生了切换• 在 cdma2000 中，由MS 辅助的切换包括的步骤：

• MS搜索新的 BS （工作于本系统内同频带的、或本系统内不同频带的、甚至不同的系统的）；• MS 向当前的 BS报告搜索结果；• 当传输条件满足且网络支持时， BS 指示MS 切换到新的 BS 上。

• 下面主要以软切换为例介绍


BUPT Wireless Research Center软切换软切换• MS 在中断与原来 BS 的业务通信之前，和工作在相同频点的另一 BS建立起业务连接• 通常这发生在同一运营商的 CDMA 系统内• 目前版本的 cdma2000 中软切换的方式可大致分为两类

• 即与 IS-95A后向兼容的方式• 增强的方式


BUPT Wireless Research Center与与 IS-95AIS-95A 后向兼容的软切换后向兼容的软切换

1. MS 发导频测量2. BS 发切换指示3. MS 发切换完成

Pilot强度

相邻集激活集相邻集

T_ADDT_DROP

时间1 2 3 4 5 6 7

候选集

T_ADD：导频加入门限。T_DROP：导频去掉门限。

4. MS启动 DROP定时5. 超时， MS 发导频测量6. BS 发切换指示7. MS 发切换完成


BUPT Wireless Research Center增强的软切换增强的软切换

1. MS将 P2 加入候选集2. P2 超过动态门限， MS 发导频测量3. BS 发切换指示， MS 发切换完成4. P1 低于动态门限， MS启动 DROP定时

5. 超时， MS 发导频测量6. BS 发切换指示， MS 发切换完成7. P1 低于 T_DROP ， MS启动定时器8. 超时， P1 移到相邻集

Pilot强度导频1

（P1）

相邻集候选集激活集候选集相邻集

T_ADD

T_DROP

时间1 2 3 4 5 6 7 8

导频2（P2）



提纲提纲• cdma2000 1x 系统






1x EV-DO (HDR)1x EV-DO (HDR)

• 1x EV-DO (HDR)• 2000年 10月， IS-856• 1.25 MHz 带宽• 只支持数据业务，没有话音业务• 射频与 cdma2000 1x 基本相同，两者间互操作为硬切换

• 话音业务• 要求延迟相对稳定而且短• 能够容忍一定的 bit差错• 上行和下行对称

• 数据业务• 能容忍较大的延迟和延迟变化• 对 bit差错敏感• 上行和下行不对称• 突发

HDR = High Data RateDO = Data Only Optimized



1x EV-DO (HDR)1x EV-DO (HDR) 的特点的特点• 为了更好地提供数据业务，提出了 HDR 的概念• 下行 FL

• TDM方式，基站满功率发射，速率可变 (38.4kbps - 2.4576Mbps)

• 快速、低延迟的信道状态反馈 (600Hz)

• TURBO 码，自适应编码和调制 (R=1/4-1/2, 4-PSK, 8-PSK, 16-QAM)

• 满功率的时分导频• 无软切换• 多用户分集，多接收天线分集

• 上行 RL• 有 pilot 的相干解调 (4.8kbps - 153.6kbps)

• 软切换• 开 /闭环功率控制



FL FL 多址方式多址方式IS-95CDMA

( 50 Hz 话音 / 数据帧 , 800 Hz 功率控制 )

1x EV-DOTDMA

( 37.5 Hz 数据帧 , 600 Hz 速率控制 )p ilo t and con tro l b u rs ts a red is tribu ted w ith in the da tabu rs ts a t re gu la r in te rva ls

user 1 rece ive s X bytes@ 245 7 .6 kbps (t ~ T )

co ns tan t tra nsm it pow erleve l d u rin g a ll b urs ts

time

frequency

poweruser 3 receives X bytes@ 1228.8 kbps (t ~ 2T)

user 2 receives 2X bytes@ 1843.2 kbps (t ~ 3T)

redu cedvo ice ac tiv ity

by user 2

p ilo t

user 3user 2user 1

syncpag ing

time

frequency

pow

er

gradu

al ch

ange

s in

voice

activ

ity / T

x

power

over

time

两者 FL都使用时间同步的基站



FL FL 发送功率发送功率IS-95 1x EV-DO

HDR 使用连续最大发射功率传送信息没有 margin 效率更高 !

p ilo t

pag ing

sync

tim e

averagetransm itpower

P T X (m ax)

to ta l tra ffic

unu sed m arg in

pilo

tco

ntro

l

tim e

averagetransm itpower

P T X (m ax) tota

l dat

a



1xEV-DO1xEV-DO 切换切换

AccessPoint 1

AccessPoint 2

DRC Data DRC Data

FL 数据 FL 数据

• FL ：• 激活集相当于软切换• 数据为硬切换

• RL ：• 与 IS-95 类似的软切换


BUPT Wireless Research Center1xEV-DO1xEV-DO 覆盖与数据速率举例覆盖与数据速率举例

38.4 kbps - 3.94 km

153.6 kbps - 2.92 km

614.4 kbps - 2 .04 km

1843.2 kbps - 1 .30 km

76.8 kbps - 3.39 km

307.2 kbps - 2.37 km

1228.8 kbps - 1 .56 km

2457.6 kbps- 1 .13 km

IS-95 voice - 1.95 km

Forw ard link

4.8 kbps - 2.91 km

19 .2 kbps - 2.32 km

76.8 kbps - 1.74 km

9.6 kbps - 2 .58 km

38.4 kbps - 2.03 km

153.6 kbps- 1.39 km

IS-95 voice - 1 .69 km

R everse link



1xEV-DO FL1xEV-DO FL 信道分类信道分类

FL

Pilot ControlTrafficMAC

RA RPCMAC Medium Access ControlRA Reverse ActivityRPC Reverse Power Control



Data400 chips

1xEV-DO FL slot1xEV-DO FL slot 结构结构

MAC64

Chips

Pilot96

Chips

MAC64

Chips

Data400 chips

Data400 chips

MAC64

Chips

Pilot96

Chips

MAC64

Chips

Data400 chips

MAC64

Chips

Pilot96

Chips

MAC64

Chips

MAC64

Chips

Pilot96

Chips

MAC64

Chips

½ Slot1024 Chips

½ Slot

1024 Chips

1 Slot 1.66.. ms

Active Slot

Idle Slot



1xEV-DO FL 1xEV-DO FL 小节小节• 用户间为 TDMA• 对每个用户都是满功率发射• 可变数据速率， 38.4kbps ~ 2.4Mbps• 基本单位为 1.66..ms slots• Packet 大小从 1 slot 到 16 slots• Packet 大小取决于数据速率和调制编码方式• QPSK / 8PSK / 16QAM



1xEV-DO RL1xEV-DO RL 信道分类信道分类RL

Traffic Access

Pilot ACKDataMAC Pilot Data

RRI DRCRRI Reverse Rate IndicatorDRC Data Rate Control



1xEV-DO RL 1xEV-DO RL 业务信道业务信道 packetpacket 格式格式

MAC 层 Packet234,490,1002,2026,or 4074BitsFCS

16Bits

TAIL6

Bits

物理层 Packet(256,512,1024,2048,or 4096 Bits)



1xEV-DO RL 1xEV-DO RL 特点特点• 用户之间为 CDMA ，同 IS-95/1x• 可变数据速率： 9.6kbps ~ 153.6kbps• 物理层 packet 为 26.66..ms• 所有数据速率都为 BPSK 调制



提纲提纲• cdma2000 1x 系统





BUPT Wireless Research Center背景（背景（ 11 ））• DV = Data & Voice

• 对 1x EV-DV 的要求• 核心网

1xEV-DV规范应与 ANSI-41核心网标准兼容根据 MC MAP规范 ,1xEV-DV规范不应排除对 GSM MAP核心网的支持并应与之兼容。

• 系统容量和信息数据速率同时发生的话音呼叫至少是 cdma2000 的两倍。对于任何处于室外高速车载环境的用户，峰值数据速率如下

– FL 至少 1.25Mbps ；– RL 至少 1.25Mbps ；– FL 和 RL 要求必须同时满足

在室外高速车载环境下，满负荷系统每扇区平均数据速率如下– FL 至少 600Kbps– RL 至少 600Kbps 。– FL 和 RL 要求必须同时满足。


BUPT Wireless Research Center背景（背景（ 22 ））• 对 1x EV-DV 的要求

• 系统容量和信息数据速率对于任何处于步行速率环境的用户，峰值数据速率如下

– 前向数据传送信道至少达到 2Mbps– 反向数据传送信道至少达到 2Mbps– 前向和反向信道要求必须同时满足。

对于处于室内静止环境的用户，峰值（即最大瞬时值）数据速率如下– 前向数据传送信道至少达到 2Mbps 。– 反向数据传送信道至少达到 2Mbps 。– 前向和反向信道要求必须同时满足。

以上所列地所有要求，前向和反向信道的对称和不对称模式均应支持当 1x EV-DV 工作于 3x 无线配置下，对于系统性能的要求（峰值和系统均值）应按技术标准发展组规定的方式成比例放大。



• 一般要求对于给定的射频环境和系统负荷，在满足 QoS 要求的同时，自适应地调整数据传输速率和操作参数，使得系统容量达到最大。支持 QoS 要求不断变化的业务，包括在多条 / 一条信道上传输的话音、视频和数据。在工作于 1x EV-DV 的扇区和工作于 cdma2000 标准族其它标准的扇区之间进行切换。当两个扇区支持相等的数据和话音业务时，需要满足这一要求，（当这两个扇区提供不同的容量时， QoS 或数据速率会有所不同）。每个用户有多个同时发生的分组数据进程。支持已有的话音和分组数据服务功能。存在一种工作模式使得话音质量达到或超过 cdma2000 系统。使用现有的基站天线满足此处所述的全部系统容量、信息数据速率和无线环境的要求。支持现有的 cdma2000语音编码器。不应排除对 GSM全速语音编码器的 AMR编码器的支持。



• 无线环境当基站位置、发送功率和基站天线相同，且移动台具有相同的天线增益时， 1xEV－ DV规范应能配置系统，使系统覆盖超过之前 cdma20

00 标准族成员所能达到的覆盖。系统频带范围外的发射应满足与 cdma2000 1x 系统相同的要求。支持 1xEV－ DV 的系统应能支持移动台和固定移动台。

• 兼容性 1xEV－ DV规范应该许可支持 1xEV－ DV 的扇区向一个服从 cdma2

000 标准族之前版本的移动台提供服务。 IS－ 2000 码片速率和频段规划必须支持现有的帧长，但这并不排除增加新的帧长。 1xEV－ DV规范应该允许使用服从 cdma2000 标准族之前版本的基站的天线配置。

• 互用性 1xEV－ DV规范应该被一个基于演进的 4.0版互用性规范的开放无线接入网络所支持。


BUPT Wireless Research Center背景（背景（ 55 ））• 1x EV-DV 提案

• L3NQS (LGE, LSI, Lucent, Nortel, Qualcomm, Samsung)• 1XTREME (Motorola, Nokia, Philips, TI, Altera)

• LAS-CDMA (LinkAir)

• 其它• 3GPP2 正在将 F-PDCH 和部分与之有关的信道及操作加入

cdma2000 标准，成为 Release C

• 3GPP: High Speed Downlink Packet Access (HSDPA)



1x EV-DV1x EV-DV 特点（特点（ 11 ））• 每帧都快速地自适应调整调制和编码 A

•参数的调整基于 BTS 可用资源待发送的数据量信道条件

• 这样可使可用的资源得到充分利用• 每次发送的时间很短

• 帧长为 1.25 ms ~ 5 ms:

• 使下列因素带来的变化在发送过程中尽可能小剩余资源信道条件



1x EV-DV1x EV-DV 特点（特点（ 22 ））• 某一时刻只向 1个或 2个用户传送

• 当某用户的信道条件处于相对于其自身最好的时候，向其发送数据•避免了当信道严重衰落时浪费功率• 使资源的利用更为充分

• 提供了一种快速而且高效的重传技术• MS 对接收到的 packet 快速给出 ACK 或 NAK

•将重传与前面的传送合并以获得更好的解码效果• 允许达到非常高的数据传输速率



1x EV-DV1x EV-DV 的信道的信道• 前向链路

• 对分组数据信道 (F-PDCH) 实行动态资源分配 F-PDCH 在分组数据用户间时分共享

– 可以通过 CDM方式分给两个用户（可选方式）• 控制信道用于和 F-PDCH 有关的 MAC 信令

F-PDCCH --“Packet Data Control Channel”

• 反向链路• 2个新增的信道用以支持 F-PDCH

R-CQICH 传送 C/I 反馈和扇区选择 R-ACKCH 传送 ACK/NAK



F-PDCHF-PDCH

• F-PDCH 在某一时刻只向一个用户发送的情况

Time

上限

For User 1

FCH 和 SCH Overhead Channels

For User 2

与 1x EV-DO 对比

BTS发射功率


BUPT Wireless Research Center快速功率分配快速功率分配


BUPT Wireless Research Center工作过程工作过程

CQICH

CQICHCQICH

CQICH

PDCH

PDCCH

MS 2MS 2

MS 1MS 1

BSBS

选择将传送数据的MS

选择调制和编码参数

ACKCH



F-PDCHF-PDCH 工作过程工作过程事件时间顺序

BTS MSBroadcast PDCH space info

C/I

PDCH: Header+Data

ACK/NACK



F-PDCHF-PDCH 工作过程工作过程



L3QS F-PDCH L3QS F-PDCH 速率和编码速率和编码


BUPT Wireless Research Center递增冗余递增冗余 (ARQ)(ARQ)

• Encoded packet 分为几个 sub-packets:

• 每个 sub-packet:• 在一个或多个 slot 内发送• 独立进行调度和调制 ( 允许在信道变好后重传 )

R=1/5 encoded, interleaved symbols Copy of R=1/5 encoded …

1st TX 2nd TX 3rd TX 4th TX

Minimum1.25 ms


BUPT Wireless Research Center异步重传异步重传 (1)(1)

来自一个 Encoder Packet 的 sub-packet ，以 4 种不同的 MCS 发送


BUPT Wireless Research Center异步重传异步重传 (2)(2)

• 同步递增冗余 (Synchronous IR, SIR): 以固定间隔重传，每次调制和编码方案相同• 异步递增冗余 (Asynchronous IR, AIR): 当被调度上时才重传，每次调制和编码方案相同• 异步自适应递增冗余 (Asynchronous Adaptive IR ， AAIR

or A2IR): 属于 AIR ，但可以根据信道条件和可用资源的情况动态改变调制和编码方案• 改变调制可以使

• 跟踪信道条件和重传时的剩余可用功率• 可以对各 sub-packet独立解码

不必知道第一个 sub-packet 的速率对报头丢失造成的分组错误更不敏感

• 调度时可以基于前面已有的 sub-packet 的累积的 C/I



调度

1xEV-DV FL 1xEV-DV FL 小节小节

• 在话音和数据用户间快速分配功率• 功率控制与速率控制相结合• 异步自适应递增冗余 (A2IR)

• 灵活的调度• 动态 Walsh 码空间分配

功率 Walsh

话音用户功率 Walsh

数据用户

功率控制速率控制


BUPT Wireless Research Center工作模式工作模式

MS

F-DCCH F-SCH R-DCCHR-SCH

MS

F-CPCCH F-PDCH R-DCCHR-SCH

1x 1x 配置举例配置举例 1xEV-DV 1xEV-DV 配置举例配置举例

• 1xEV-DV 的运作独立于 FCH, DCCH, 和 SCH

• MS 可以在没有 FL fundicated 信道 (F-FCH or F-DCCH)的情况下工作• 功率控制 bit由 F-CPCCH 传送• 信令信息在 F-PDCH 上传送


BUPT Wireless Research Center与与 cdma2000cdma2000 的兼容的兼容• cdma2000 Release C (1x EV-DV) 是完全后向兼容的 :

• IS-95A 或新一些的 MS 可以在 Release C 的小区中工作• 支持 1xEV-DV 的 MS 可以在老一些的系统中传送数据

支持 Release C 的 MS

支持支持Release CRelease C的的 BSBS

F-PDCH

支持支持Release 0Release 0的的 BSBS

F-SCH

支持 Release C 的 MS支持 Release C 的 MS

F-PDCH



1x EV-DV RL1x EV-DV RL

• RL 上尚无大的改进• 新增了用于支持 FL 的信道

• Reverse Channel Quality Indicator Channel (R-CQICH)

• Reverse Acknowledgment Channel (R-ACKCH)

• 特殊的操作• 小区交换信令• R-CQICH 和 R-ACKCH 采用降低的速率

• 很多问题尚在研究，数据部分的标准仍和 Release B 的相同


BUPT Wireless Research Center部分缩略语部分缩略语ARQ Automatic Repeat reQuestBS Base StationDS Direct SpreadFL Forward LinkLAC Link Access ControlMAC Media Access ControlMC Multi-CarrierMCSB Message Control and Status BlockMS Mobile StationOTD Orthogonal Transmit DiversityPCG Power Control GroupPN Pseudo NoiseQOF Quasi-Orthogonal FunctionQoS Quality of ServiceRC Radio ConfigurationRL Reverse LinkRLP Radio Link ProtocolSAR Segmentation And ReassembleSRBP Signaling Radio Burst ProtocolSR Spreading RateSTS Space Time Spreading



谢谢！谢谢！

cdma2000 1x 系统简介

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