中兴通讯 All-IP CDMA2000 DO Rev.A 宽带多媒体解决方案

一、  前言

　　CDMA2000 1xEV-DO Rel.0技术作为全球第一个率先规模商用的3G标准，在日本、韩国、美国等地取得了很大的成功。该技术提供前向2.4Mbps的下行速率，使得运营商可以开展很多的宽带应用，提升了运营商的数据业务ARPU值，弥补了话音业务ARPU值的逐年下跌。日前，作为1xEV-DO Rel.0技术之后的下一代版本1xEV-DO Rev.A已经具备了规模商用的能力，开始进入各大运营商的网络。

　　1xEV-DO Rev.A之所以能被运营商广泛接受，主要在于它在DO Rel.0的基础上对于实时业务的支持做了极大的增强。由于DO Rel.0在设计之初，当时的理念主要是为了给广大用户提供一个宽的数据通道，所以这种技术在支持文件下载等Best Effort业务时有很高的效率，但是在支持话音等实时业务时则显得先天不足。正是看到这一点，DO Rev.A在设计时，除了继续提高数据业务的带宽之外，更多的精力放在QoS保证上。在DO Rev.A网络上，QoS要求相差甚远的各种业务同时并发，网络保证各种业务流能获得其相应的业务质量保证，传统电路域上的话音业务可以通过VoIP的方式在DO Rev.A网络上得到支持。3G CDMA2000 DO Rev.A技术为移动网络走向宽带化和多媒体化提供了坚实的技术基础。

二、  CDMA2000 1xEV-DO Rev.A特性介绍

　　DO Rev.A之前的版本EV-DO Rel.0，主要是针对Best Effort业务，特别是不对称的高速下载业务开发的。随着无线宽带业务的发展，用户越来越不满足只是通过宽带上网那么简单，他们希望能够进行VoIP通话，玩在线游戏，或者视频交流。同时，以IP技术为基础的核心网的融合发展迅猛，原来归属传统电路域的业务逐渐在向分组域转移。正是在这些需求的推动，加速了DO Rev.A系统的面世。

　　针对EV-DO Rev. 0版本在原设计上的局限，并结合新业务和网络功能的要求，EV-DO Rev. A版本主要从以下几个方面进行了改进：

（1） 提高了系统空中链路的容量，特别是大幅度地提高了反向链路的容量。在DO Rel.0中，前向峰值速率为2.4Mbps，反向只有153.6kbps，前反向容量的不对称使得运营商在开展VoIP等前反向对称业务时，反向成为瓶颈。DO Rev.A把前向的峰值速率提高到3.1Mbps，但是把反向峰值速率提高到了1.8Mbps。反向容量的大幅度提高，主要得益于以下新技术的采用：

• 引入高阶调制。在DO Rel.0中反向信道使用的是BPSK调制，在DO Rev.A中，反向引入了QPSK和8PSK调制。更高的调制模式允许一个符号传送更多的有用信息，比如QPSK一个符号可以携带2bit的信息，8PSK一个符号可以携带3bit的信息，而BPSK一个符号只能携带1bit的信息。当然高阶调制需要更复杂的技术来保证，在复杂多变的无线环境下，接收端能正确理解发送端发出的信息。
• 混合自动重传（Hybrid-ARQ）。该技术在DO Rel.0的前向链路已经得到应用，在DO Rev.A中进一步把它应用到反向链路。一个原始数据包在经过交织、重复、编码后，得到的报文会有很多冗余信息，理论上讲，接收端可以通过它的报文的片断，就能解出完整的原始数据包。Hybrid-ARQ正是利用了这一点：系统会把一个编码后的数据报文分成几个片断发送，一旦成功解出原始数据包，接收端就会通知发送端，停止余下片断的发送，由于系统中止了冗余信息的传输，从而提高了资源的利用效率。这样做最后的效果是：在给定的信号强度下，系统总会尽可能使用最快的速度发送数据。
• 新增反向辅助导频信道。在传输高速数据时，反向辅助导频信道可以辅助基站对高速数据进行解调，提高反向吞吐量。

（2）降低了系统时延，或者说，是缩短了手机和网络设备之间往返传输数据的时间。我们知道，对于支持实时业务来说，时延是一项非常关键的指标，时延变大会使得通话的双方感觉不自然甚至完全无法接受。DO Rev.A在缩短时延方面下了很多功夫，包括进一步提高包的细分粒度，提供更多的短包格式；反向引入H-ARQ降低QoS要求高的数据报发送所需的时长；引入更高速率的接入信道和更快的寻呼信道，提高终端的接入速度；在切换时通过引入DSC信道，大幅度降低切换时延。从实际数据看，在DO Rev.A网络上，平均往返传输时间还不到1xEV-DO Rel.0网络或HSDPA网络的一半时间, 只是WCDMA网络的十分之一时间。

（3） 增强的QoS支持。在DO Rev.A网络中为了支持应用的QoS划分（Application level QoS），引入了数据流（flow）的概念。一个数据流其实就是一组QoS相同或相近的数据包队列。一个用户可以与网络同时建立多个数据流的传输，网络根据各个数据流的不同QoS要求，给它们分配不同的资源，确保在满足用户需求的同时，最大化资源的利用率。由于DO Rev.A系统在空口的前向链路上是采用统计时分复用机制，所有的数据包都会在此排队，等待着被调度程序一个接一个进行发送。因此QoS机制在这里体现得非常明显：QoS要求高的数据报可以强插在QoS要求低的数据报之前发送，从而保证其要求的时延或者吞吐量。假如没有QoS保证，当一个使用DO Rev.A网络的用户同时进行VoIP和下载文件时，下载文件这个动作会对他的VoIP话音质量产生严重的负面影响，话音数据包会与大量的文件数据报文夹杂在一起排队等待调度，从而使得话音变得断续。如果启动QoS机制，VoIP的通话质量会一直非常稳定，不受网络负荷波动的干扰。

（4） 铂金多播（Platinum Broadcast）。通过在前向链路引入OFDM调制技术，铂金多播大大提高了多播信道的容量，运营商可以提供更多的广播频道供用户选择。通过灵活调整单播业务与多播业务占用系统资源的比例，运营商可以最大限度地发挥网络的能力，提高运营收益。

　　通过以上的改进，使得DO Rev.A系统不再只是一个数据管道提供者的角色，开展各种交互式的实时性业务成为可能。从目前来看，在DO Rev.A上可以开展的比较典型的实时业务有：

• VoIP。DO Rev.A技术使得蜂窝运营商可以提供电信级的无线IP电话服务。在保证话音质量不下降的前提下，这种通讯方式的成本将会比传统的电路域语音服务低。原因在于，其一，网络总的基础设施投资会减少，新建网络不再需要传统的电路交换设备，如MSC等；其二，在话音容量方面，采用DO Rev.A技术提供的VoIP服务可以比传统的1x或者WCDMA网络提供更大的容量，模拟表明，在一个1.25MHz FDD频段上，一个扇区可以大约同时支持50个VoIP话音通讯。
• 可视电话。可视电话（VT）可使用户在与另外一个或多个用户讨论时不仅能互相听到声音还能同时分享到实时视频。VT作为一个标志性的3G业务，一直备受业界关注。WCDMA系统通过电路域已经实现了VT业务，DO Rev.A则通过分组域实现了VT。本质上讲，由于视频业务编码后的突发性，在分组网上传输会有更高的效率。
• PTT业务。PTT(Push To Talk)，即只需按一个键便可实现与一个或多个用户的半双工（一次一个方向）的语音通讯。即时多媒体（IMM）在此基础上进行了扩展，还可提供文字、图片或图像。
• 在线游戏。在线游戏应用有些已成功地在DO Rel.0网络中推出, 但是在DO Rev.A网络上使用时会显得更具互动性。

　　从以上分析可以看到，DO Rev.A网络第一次使得运营商可以在一张无线分组网络上提供统一的数据、话音、视频服务，为移动、宽带、多媒体的融合提供了一个良好的契机。对于运营商来讲，可以通过该技术创造新的利润增长点，降低建网成本和运维成本，获得更大的竞争优势。对于终端用户来说，话音、图象、数据的融合可以为用户创造一个无缝的多媒体通信体验，提升用户的满意度。

三、  中兴通讯CDMA2000 1xEV-DO Rev.A解决方案

　　中兴通讯于2004年全面启动EV-DO Rev.A系统的研发，2005年成功地完成了系统的研发和实验室测试，2006年推出了EV-DO Rev.A全套系统解决方案的商用局版本，并于第一时间在多个运营商网络得到应用。

　　中兴通讯CDMA2000 1xEV-DO Rev.A移动通信系统具有全兼容、大容量、高集成度、全系列化等特点，与1X和EV-DO Rel.0系统使用相同的软硬件平台，三者不同之处在于使用不同的基带处理模块，但这些模块在同一个BTS内可以混插，这使得从1X系统或者EV-DO Rel.0系统向EV-DO Rev. A系统的升级变得平滑、简便、升级费用低，并且允许和1X载波和EV-DO Rel.0载波灵活组合和配置，满足用户的各种建网需求。

中兴通讯CDMA2000 1xEV-DO Rev. A系统组网图

　　中兴通讯CDMA2000 1xEV-DO Rev. A移动通信系统主要由BSC、BTS、PDSN和AN AAA/AAA构成，基于全IP平台设计，可以平滑过渡到下一代网络。中兴通讯提供系列化基站解决方案，可以降低投资成本，满足不同层次覆盖的需求。

　　中兴通讯EV-DO Rev. A系统具有以下优势：

• 领先的全IP技术。中兴通讯是All-IP的积极倡导者，并率先推出了全IP的CDMA2000商用产品。当前业界已经达成共识：全IP是移动网络发展的方向。全IP技术的通用性和廉价性，以及中兴通讯的统一的全IP硬件平台，将大大降低运营商在EV-DO网络建设上的CAPEX和OPEX值。全IP平台与DO Rev.A技术的结合，将使得运营商建设统一的移动宽带多媒体网络变得更加容易。
•  超大数据吞吐量。单BSC支持6Gbps以上的数据吞吐量。随着多媒体业务(如视频电话VT、流媒体业务)的快速发展需要，BSC的超大容量不但能很好满足当前无线宽度业务的开展需要，对以后的各种新兴业务也保留了平滑扩容的余地。
• 全业务支撑。3G发展在业务，中兴通讯全套解决方案能提供丰富的业务类型，包括流媒体类业务、WAP业务、多媒体短信MMS、短信和短信群积业务、手机电视、BCMCS业务、多样的定位业务、彩铃、PTT等。 <