高速移动数据业务技术实现分析:HSPA对比EV-DO

2006-10-25 09:49:10来源: 中国信息产业网-人民邮电报
WCDMA的R99和R4系统能够提供的最高上下行速率分别为64kbps和384kbps,为了能够与CDMA1XEV-DO抗衡,WCDMA在R5规范中引入了HSDPA,在R6规范中引入了HSUPA,HS-DPA和HSUPA合称为HSPA。

HSDPA与EV-DORev0属于类似的技术,提出的目的都是为了提供高速的下行数据业务;HSUPA和EV-DORevA技术也是属于类似的技术,提出的主要目的是对上行链路进行增强。作为类似的技术,EV-DO和HSPA在技术上具有很多相似点,同时也存在技术实现上的一些差异。

  关键技术的相似之处

在技术的实现上,EV-DO与HSPA具有很多相似之处,都采用了如下关键技术。首先是下行链路时分复用。EV-DO和HSPA系统在下行链路都采用了时分复用的方式,不同的用户共享下行信道,通过时分方式接入。其次是AMC(自适应调制编码)。EV-DO和HSPA技术都采用了自适应的调制编码方式,根据信道质量的好坏进行编码和调制方式的调整,使得数据传输速率最大化。再者是高阶调制。EV-DO和HSPA系统都引入了高阶调制。然后是快速链路适配。EV-DO和HSPA系统根据无线环境作适配,进行快速用户调度,充分利用小区的功率和频谱资源:在EV-DO中最小的调度时间间隔为1.67ms,HSPA的调度时间间隔为2ms。最后是HARQ。1xEV-DO和HSPA系统综合了前向纠错码(FEC)和重传(ARQ)两种方式的特点,重传功能移至基站,一方面减小数据传输的时延,另一方面,它充分利用了已传送的信息,获得时间分集的增益。

  技术实现的差异

虽然EV-DO与HSPA都采用了一些相同的关键技术,但它们在具体的技术实现上仍存在不少的差异。第一是上行链路调制方式。在HSPA系统中,上行只支持BPSK方式,而在EV-DORevA系统中上行链路可以支持BPSK、QPSK和8PSK三种调制方式。第二是下行链路多用户复用。在HSPA系统中,下行链路不仅支持多路用户数据的时分复用,还支持码分复用的方式,通过不同的OVSF码复用多路用户信号,在同一时刻最大的服务用户数为15。而在EV-DO系统中,下行链路只支持多路用户数据的时分复用,不支持用户的码分复用方式,即在下行链路的某一时刻只有一个用户的数据被传送。第三是HARQ。虽然HSPA和EV-DO都采用了HARQ技术,但在技术实现上两者仍存在一定的不同。HSPA在物理层都采用了HARQ技术,同样都支持两种合并机制:对基站重发相同的分组包进行前后合并或对基站重发含有不同信息(即冗余信息)的分组包进行增量冗余合并。EV-DO合并方式为增量冗余软合并(IR),支持“提前终止”技术,即根据速率确定分组重传的最大时隙数,在传送过程中,当发送端收到接收方的ACK应答后,立即停止重传开始发送下一个新的数据分组。第四是承载方式。HSPA业务既可以与R99/R4业务共享同一载频,也可以使用独立的载频承载,但EV-DO业务必须使用独立的载频承载,不能与CDMA1X共享载频。第五是业务能力。HSPA(R6版本)目前不支持VoIP业务,VoIP的相关规范在R7版本中定义,目前大概完成了50%,而EV-DORevA通过物理层、MAC层、高层的改进和QoS控制增强,可以支持低时延的实时性业务,如VoIP、VT等。

  QoS策略的不同

评估业务服务质量时通常关注的主要指标包括以下几项。

——带宽。带宽指系统在单位时间内传送的平均数据量,由系统的吞吐能力决定。CDMA系统的带宽通常受限于空口带宽,空口带宽与用户和业务种类、无线环境以及无线资源分配机制密切相关。

——时延。端到端的业务延时是实时业务QoS的重要评价指标。业务端到端的时延包括无线接入网时延、传输层时延和应用层时延。

——时延抖动。时延抖动也是评价实时业务质量的主要指标之一,业务时延抖动指标受同时服务用户数、系统数据传送能力、数据缓存能力等因素的影响。

——丢包率。丢包率是一个比值,指在单位时间内发送的数据包和未收到数据包的比。

就HSPA的QoS策略而言,承载在E-DCH上用户业务的QoS由UE及服务NodeB来决定。对UE而言,NodeB通过调度控制其资源的分配。UE通过E-TFC的选择、MAC-ePDU的多路复用、HARQ操作三种方式来控制所有映射到E-DCH上的逻辑信道的QoS。QoS配置原则如同R99业务一样,HSPA业务的RAB属性在SRNC中定义。启动E-DCH的QoS功能,QoS的相关信息才能在UE及NodeB中起作用。UE侧,QoS的相关信息主要是E-TFC的选择,MAC-ePDU的多路复用及HARQ操作。

就EV-DO的QoS策略来说,它在分组核心网引入了IP流的概念,以支持多种IPQoS业务。在具体实现时,把每种业务看成由一个或多个IP流复合而成,对业务QoS的支持就变成对相应IP流QoS的支持。EV-DORevA版本对业务的QoS控制进行了增强,提出了完整的QoS架构:在空口引入了多IP流和多RLP流,定义了相应的QoS请求机制;在RAN重点解决了多IP流、RLP流、A8和A10连接彼此间的映射关系;在PDSN提出了业务流模板(TFT)、QoSProfile等概念以解决每个IP流的IPQoS的资源申请,规定了基于IP流的资源申请流程;在AAA存储每个用户的QoSProfile,以区分不同用户的QoS等级。

EV-DORevA不仅可以根据用户的QoSProfile对不同的用户实现不同的QoS要求,同时由于引入了多个RLP流的支持,使同一用户的具有不同QoS要求的应用可以映射到不同的RLP流,每个RLP流的参数可以单独设置,实现用户内的QoS控制,即在同一个用户(终端)的不同应用之间实现QoS,解决不同QoS要求业务的并发问题。

CDMA2000在全球发展迅速,目前共有166个运营商部署了161个CDMA1X和46个EV-DO商用网络,27个1X和40个EV-DO网络处于部署中。目前,全球CDMA1X的用户数已超过2.66亿,EV-DO的用户数已接近4000万。截至今年9月,有121个HSDPA网络计划在55个国家和地区开展商用,其中已有59个HSDPA商用网络在37个国家开始商用。

EV-DORev0早在2002年就开始了商用,今年年底即可实现RevA的商用。HSDPA的商用时间普遍在今年的3月及后期,相对来说,整个HSDPA还处于商用初期,HSUPA的设备预计在今年第四季度会有商用产品,相关动向我们拭目以待。

关键字:速率  数据  编码

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