網絡技術讀書報告

時間：2024-07-16 15:53:20

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　　CDMA系統是一個自干擾系統，某個用戶相對于其他用戶來說就是干擾，每個小區也會對其他小區構成干擾，尤其是同頻相鄰小區，干擾越大，負載越高，小區覆蓋范圍越小，反之干擾越小，負載越低，小區覆蓋半徑越大。因此，處于動態變化過程中的小區，容量也是變化的，具有很大的不確定性，跟具體應用環境、客觀條件以及系統提供的服務質量相關聯，尤其是前向容量的分析是一個復雜且關系到網絡指標的重要內容。本文從協議標準的角度來考察cdma20001x及EV-DO的容量，分析容量跟哪些因素緊密相關。

　　cdma20001x容量

　　1.無線配置

　　無線配置是cdma2000與IS-95系統的重要區別。無線配置（RC：radio configuration）是一系列通過物理層參數（如傳輸速率、調制方式及擴頻因子等）標識的前向業務信道的集合。前向無線配置（RC：radio configuration）共有9種：1～9。反向無線配置（RC：radio configuration）共有6種：1～6。無論前向還是反向RC1、RC2都是分配給IS-95。此外前向RC6至RC9分配給cdma20003x，RC3、RC4及RC5分配給cdma20001x。反向RC3、RC4分配給cdma20001x，RC5、RC6分配給cdma2000 3x。這里只重點介紹cdma2000 1x。

　　(1)前向無線配置

　　RC3的主要特點是：最大速率153.6kbit/s，QPSK調制，卷積碼的R=1/4，提供8kbit/s的語音源速率，只能采用Walsh64；

　　RC4的主要特點是：最大速率307.2kbit/s，QPSK調制，卷積碼的R=1/2，提供8kbit/s的語音源速率，可采用Walsh128；

　　RC5的主要特點是：最大速率230.4kbit/s，QPSK調制，卷積碼的R=1/4，提供13kbit/s的語音源速率，只能采用Walsh64；

　　RC513kbit/s的語音源速率，占用無線資源大，因此目前沒有采用。那么就只有RC3、RC4了。從上面的描述可以看出，RC3采用了Walsh64，抗干擾能力強（卷積碼的R=1/4，冗余度高），而RC4采用Walsh128，抗干擾能力相對弱（卷積碼的R=1/2，冗余度低），目前的聯通現網采用的就是RC3的配置。

　　(2)反向無線配置

　　RC3的主要特點是，最大速率153.6kbit/s，OQPSK調制（手機的功控能力差，OQPSK是防止過零點的一種方法），卷積碼的R=1/4，提供8kbit/s的語音源速率；

　　RC4的主要特點是：最大速率230.4kbit/s，OQPSK調制，卷積碼的R=1/4，提供13kbit/s的語音源速率；

　　RC413kbit/s的語音源速率，占用無線資源大，因此目前沒有采用，只采用RC3了。

　　2.前向容量分析

　　Walsh碼的自相關為1，互相關為0，cdma20001x利用其良好的自相關性，將Walsh碼與下行信道緊密結合，用Walsh碼區分信道。由于采用RC3配置，即下行采用Walsh64，即有64個下行信道，每個信道的傳輸速率是9.6kbit/s。下行信道中，有系統必不可少的公共信道，如：一個導頻信道，占用walsh0；一個同步信道，占用walsh32；一個尋呼信道，占用walsh1。因此只剩下61個可提供業務的walsh碼道。

　　從語音業務的角度看，理想狀態的理論極限值是61個，即64個碼道扣除公共信道外的碼道，但在實際的網絡中，只能支持35個左右的語音業務，這是由于網絡干擾程度決定的。據最新標準研究公布，如果cdma20001x采用干擾消除技術后，可將單小區的網絡容量提升至50甚至更高。

　　從數據業務的角度分析，cdma20001x采用了補充信道-SCH。正是由于這一信道的引入，使得前反向的數據傳輸速率增加至153.6kbit/s。在進行前向的數據傳輸時，用戶獲得的速率與使用的Walsh碼息息相關。前向64階Walsh碼的信道傳輸速率是9.6kbit/s，因此獲得153.6kbit/s的數據速率，需要使用4階的Walsh碼，但是導頻信道、同步信道以及尋呼信道必須存在，而且是固定的walsh碼道。如上所述，因此理論上可分配給153.6kbit/s的數據業務的Walsh4碼字最多2個。當然從目前的情況看，語音業務還是能保證營業收入的主要來源，因此單載頻中配置2個walsh4碼字給數據業務的可能性不大。

　　3.反向容量分析

　　Walsh碼除了區分信道外，另一個重要應用是抗干擾。從walsh碼的產生原則分析，一個walsh碼如果出錯，出錯的位數必須為N/2（如果是walsh64，則意味著錯32位），才可能產生干擾，否則不會，因此Walsh碼在下行區分信道，但在上行作為擴頻碼，進行擴頻，同樣采用的是Walsh64。

　　但是上行的容量跟Walsh無關。其實，從無線通信的原理來看，上行的容量一般是受限于上行負載的水平，主要是要求系統工作在一個穩定的狀態，一般表現為手機的發射功率過低或者基站的解碼靈敏度過低。隨著同時接入用戶數的增加，干擾也愈大，基站的接收靈敏度在某一時刻便會達到臨界狀態，無法正確地解調手機的信號。因此整個上行容量（語音還是數據）跟實際的應用環境息息相關。

　　cdma20001xEV-DO系統分析

　　cdma20001xEV-DO有Rev0，RevA兩個版本。Rev0的設計初衷是為了提供非對稱的高速分組數據業務。它的前向鏈路采用了HARQ、多用戶分集、自適應速率調整、虛擬軟切換和自適應調制編碼等多種關鍵技術，獲得了良好的前向平均吞吐量，峰值速率高到2.4Mbit/s，但是，隨著多媒體數據業務的發展，如時延敏感的對稱性業務VoIP、PTT、視頻電話、無線游戲等Rev0暴露出不足：反向吞吐量不足以開展多種應用；反向速率相對于前向速率偏小，限制了對稱性數據業務的應用。為解決上述問題，RevA應運而生。除了將前向鏈路峰值速率提高到3.072Mbit/s之外，最大的改進是將反向鏈路的峰值速率提高到1.8Mbit/s。同時，cdma20001xEV-DORevA在反向物理鏈路實現中引入高階調制和HARQ技術，并通過反向MAC的流體控制機制精確控制反向鏈路的T2P，進而提升ROT 控制門限，大幅提高反向鏈路的傳送速率和容量，同時進一步改善前向鏈路吞吐量，以支持對稱性寬帶多媒體業務，適應分組數據業務發展對系統容量的要求。

　　1．關鍵技術

　　cdma20001xEV-DORevA相對Rev0以及cdma20001x來講，采用一系列的新技術，來提高前反向數據速率主要如下。

　　下行時分復用：充分發揮共享的優勢，下行選擇在不同的時間上給不同用戶傳輸數據。增強的接入信道：RevA將接入信道速率由原來的9.6kbit/s提高到19.2kbit/s以及38.4kbit/s，縮短用戶接入時延，提升用戶感受。

　　自適應調制和編碼，系統根據無線環境，自動匹配調制方式及編碼方式，靈活應對無線環境的變化。最大限度地利用系統的功率資源，即全功率發射的方式，以自適應的調制編碼技術代替傳統的功率控制技術。

　　HARQ重傳次數在傳輸格式中進行了明確的定義，每一個重傳時隙的間隔也是固定的，所標稱的速率是傳輸數據包大小與傳輸時隙數所用時間的比值，即“提前終止”技術。快速多用戶調度：下行資源處于動態共享狀態，調度時主要基于信道條件，同時考慮等待發射的數據量以及業務的優先級等情況，并充分發揮AMC和HARQ的管理特性，實現無線資源的合理分配。

　　快速小區選擇：RevA中引入了DSC信道，提前進行切換準備，取消了由于切換導致的數據傳送中斷，實現了無縫虛擬軟切換，有效保證時延敏感類的如VoIP等業務。

　　2.前向容量分析

　　(1)數據傳輸格式

　　表1給出了DORevA采用的前向數據傳輸的參數列表，第一列為傳輸格式，如

　　(128,16,1024)，128代表傳輸數據的包大小，即128bit，16代表傳輸所需的solt，1024代表preamble的長度。第二列代表編碼的速率，第三列是調制方式，第四列是最終的速率。由此可見，RevA不同速率采用不同大小的物理層包，不同的調制方式，不同的傳送slot數

　　。

　　2008年8月7日 11:19 通信世界周刊作者：中國電信廣州研究院朱紅梅

　　表1DORevA前向數據傳輸參數列表

　　舉例如下：對于(128,16,1024)的格式，它的數據速率計算方法：128bit/

　　（16x1.667ms）=4.8kbit/s。最后兩行是RevA新引入的特性，由此可見，RevA的最大速率為5120bit/（1x1.667ms）=3072kbit/s。

　　析RevA的容量，實際上，它的速率不可能達到3072.0kbit/s，因為即使無線環境足夠好，但是為了系統的可靠性以及正確解碼，系統的控制信道是周期性出現的，RevA標準規定控制信道的出現周期為256slot（426.67ms），同時每個周期中必須有一個SC（Synchronous Control Channel Capsule：同步膠囊），這就意味著在多slot下，如256slot、5120bit的數據里一定包含控制信息，而不可能全部為數據信息，這樣數據速率就會下降，但是下降的程度很大程度上是跟無線環境緊密相關。

　　(2)MAC-index的使用，具體分配如表2所示。

　　RevA下行不直接采用walsh來區分用戶，而是引入了MAC-index的概念，MAC-index共128個，每個都與確定的Walsh碼相對應。

　　表2MAC–index分配一覽表

　　在128個MAC-index中，從上表格可見，只有114個MC-index可用，當然如果MAC-index5不用做廣播而用作業務，可有115個。當然這些都是從理論的角度來分析，實際的系統不可能提供如此多的用戶，否則網絡質量惡化，用戶感受下降。

　　3.反向容量分析

　　DoA反向數據發送格式及等效數據速率如表3所示。第一列是數據包大小，第二列是數據包傳輸格式，B代表BPSK，Q代表QPSK，E代表8PSK，后面的數字代表walsh的長度，而Q4Q2說明I/Q之路的傳輸。第3大列是等效速率，由于反向采用

　　4-slotinterlacing的方式，即前后兩次數據傳輸要間隔4個slot，所以有4、8、12、16的概念，當然時隙越長，速率越低，因此當4-slot中止時，它對應的最大速率為1843.2kbit/s。

　　表3DoA反向數據發送格式及等效數據速率

　　當然這個也是理論分析，實際的應用也是跟無線環境緊密相關。

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