戴國華，趙子彬，劉兆元

（中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630）

EV-DO Rev B終端現(xiàn)狀分析與研究

戴國華，趙子彬，劉兆元

（中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630）

本文介紹了EV-DO Rev B終端應(yīng)用現(xiàn)狀，對Rev B終端關(guān)鍵技術(shù)以及特性進(jìn)行分析，并對可能影響終端商用進(jìn)程的射頻、數(shù)據(jù)性能、現(xiàn)網(wǎng)兼容性等方面問題進(jìn)行研究探討。

EV-DO Rev B；多載波；射頻；數(shù)據(jù)性能

1 概述

國內(nèi)電信業(yè)重組完成之后，我國3大運(yùn)營商目前均實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)運(yùn)營，3G業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展。在基礎(chǔ)業(yè)務(wù)日益飽和的情況下，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長迅猛，其競爭也日漸白熱化。為了滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，作為EV-DO Rev A的自然演進(jìn)技術(shù)EV-DO Rev B越來越受到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注。

Rel 0和RevA可支持的前反向峰值速率分別為2.4 Mbit/s/153 kbit/s和3.1 Mbit/s/1.8 Mbit/s，而在Rev B中前反向則可支持高達(dá)73.5 Mbit/s/27 Mbit/s的峰值速率（使用15個(gè)1.25 MHz的載波捆綁），商用環(huán)境中由于受硬件設(shè)備所限，Rev B通常將捆綁2～3個(gè)載波。如圖1所示，Rev B的演進(jìn)分兩個(gè)階段進(jìn)行：Phase I階段，只針對EV-DO Rev A的信道板芯片（高通CSM6800）和BSC進(jìn)行軟件升級，通過捆綁3個(gè)Rev A載波前反向峰值速率可達(dá)9.3Mbit/s/5.4 Mbit/s；Phase II階段，基于新的高通基站芯片 （如CSM6850），需要對信道板進(jìn)行硬件升級，下行可支持高階調(diào)制方式64QAM，通過捆綁3個(gè)Rev A載波前向峰值速率可達(dá)14.7 Mbit/s。

圖1 cdma20001x EV-DO技術(shù)演進(jìn)路線

2 EV-DO Rev B終端應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前3GPP2關(guān)于EV-DO Rev B終端測試標(biāo)準(zhǔn)已準(zhǔn)備就緒。射頻方面根據(jù)3GPP2 C.S0033-B v1.0制定完成，在原先Rev A標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，修改和新增了7項(xiàng)用例。Rev B協(xié)議一致性標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)3GPP2 C.S0038-B v1.0 HRPD SigConf Spec制定完成，在原先Rev A標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，修改和新增了15項(xiàng)用例。

根據(jù)CDG報(bào)告，日本KDDI在2009年6月宣布了測試和部署Rev B的計(jì)劃，中國電信、摩洛哥運(yùn)營商Wana也正在推進(jìn)Rev B升級和部署的測試計(jì)劃。2010年1月，巴基斯坦綜合電信運(yùn)營商巴基斯坦電信（PTCL）攜手華為部署端到端EV-DO Rev B商用網(wǎng)絡(luò)，首期覆蓋巴基斯坦的重要城市卡拉奇和拉合爾。PTCL的Rev B網(wǎng)絡(luò)將先覆蓋對移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)需求強(qiáng)烈的熱點(diǎn)地區(qū)，后續(xù)通過軟件升級，將現(xiàn)有的Rev A網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)至覆蓋全國的Rev B網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前開發(fā)EV-DO Rev B的芯片廠家只有高通一家，其生產(chǎn)規(guī)劃情況見表1。高通量產(chǎn)的芯片主要有QSD8650、MSM8655、MSM7630，2010年底還會(huì)推出專門針對數(shù)據(jù)卡的MDM6600，但目前Rev B商用產(chǎn)品主要采用QSD8650。

目前EV-DO Rev B的終端款式和數(shù)量較少，形態(tài)主要以數(shù)據(jù)卡為主。2009年6月，華為公司率先發(fā)布了全球第 1款EV-DO Rev B上網(wǎng)卡EC367。后續(xù)，中興通訊也陸續(xù)推出了兩款Rev B上網(wǎng)卡ZTE AC2970和ZTE AC600。同時(shí)，聯(lián)想、LG等公司正在積極研發(fā)支持Rev B的手機(jī)。

除此之外，大部分終端廠商還處于觀望狀態(tài)。雖然目前可正式投入商用的Rev B終端較少，但是市面上支持Rev A的終端產(chǎn)品平臺，有部分是基于高通QSD8650解決方案。采用此種方案的Rev A終端產(chǎn)品只需廠商對軟件升級即可支持Rev B，待運(yùn)營商Rev B商用計(jì)劃正式推出后，終端產(chǎn)品會(huì)日益豐富起來。

3 EV-DO Rev B終端關(guān)鍵技術(shù)分析及系統(tǒng)特性

表1 高通EV-DO Rev B芯片生產(chǎn)規(guī)劃情況

3.1 多載波技術(shù)

多載波技術(shù)可對用戶體驗(yàn)帶來很大提升。首先，多載波可產(chǎn)生信道分集作用，提高扇區(qū)的整體射頻效率。由于終端在同一扇區(qū)不同信道上接收的信號強(qiáng)度是不同的，尤其是在一個(gè)衰落信道里，而每個(gè)Rev B的扇區(qū)可以實(shí)時(shí)根據(jù)不同載頻的信道情況，安排與信道情況相適應(yīng)的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣可達(dá)到原有Rev A系統(tǒng)沒有的信道分集作用；其次，多載波技術(shù)所帶來的信道集群效應(yīng)（trunking efficiency）也可帶來整個(gè)服務(wù)扇區(qū)容量的提升。由于現(xiàn)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐话l(fā)性（bursty data）使得不同Rev A載頻會(huì)產(chǎn)生話務(wù)不平衡，從而導(dǎo)致整體容量效率的下降，而Rev B的數(shù)據(jù)分配消除了載頻間負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，提高了整體性能和用戶感知度。

3.2 反饋復(fù)用技術(shù)

反饋復(fù)用技術(shù)可將多個(gè)前向鏈路的反饋信道復(fù)用到同一個(gè)反向鏈路上，減少反向信道資源的消耗，提高信道資源利用率，因此可以給Rev B系統(tǒng)提供靈活的載波分配方式，終端前反向信道的分配可以不對稱，如圖2所示。

圖2 Rev B終端前方向信道分配不對稱方式

在一個(gè)持續(xù)的通話過程中，可以靈活改變分配給終端的前反向載波的數(shù)量。如果用戶需要更高的前向速率，系統(tǒng)可以分配更多的前向信道給終端，以增加用戶的體驗(yàn)。在小區(qū)邊緣，由于終端的發(fā)射功率已經(jīng)接近最大，為了維持通話過程并減少發(fā)射功率，可以只用單個(gè)反向信道與基站保持聯(lián)系，如果終端還有多余的功率，可以分配多個(gè)反向信道給終端。

3.3 前向新的調(diào)制方式和包格式

Rev B系統(tǒng)在前向鏈路上新增了高階調(diào)制方式64QAM，并且在Rev A、Rel 0基礎(chǔ)上引入許多新的包格式，從而產(chǎn)生更多、更細(xì)的前向信道速率，如圖3所示。

在新增的包格式中，3種包長分別為6144 bit、7168 bit和8192 bit的包格式采用了64QAM高階調(diào)制方式，從而抬升了空口的峰值吞吐量。同時(shí)，包格式的調(diào)制編碼粒度更細(xì)，可更好適配空口能力，提高混合自動(dòng)重傳請求（HAPQ）傳輸效率，從而提升空口平均吞吐量。

3.4 非連續(xù)發(fā)送/接收模式

在Rel 0/Rev A系統(tǒng)中，不管反向數(shù)據(jù)是否傳送，無線鏈路導(dǎo)頻和開銷信道（RL pilot+overhead channel）對于一個(gè)激活連接是連續(xù)發(fā)射的。Rev B中引入了非連續(xù)發(fā)送（DTX）技術(shù)，在不傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，允許無線鏈路導(dǎo)頻和開銷信道在50%的時(shí)間內(nèi)發(fā)射，而在另外50%的時(shí)間不發(fā)射，同時(shí)通過加大發(fā)射功率來保持原有的開銷信道的性能。因此，終端在50%的時(shí)間內(nèi)可以關(guān)閉發(fā)射，節(jié)省了電池能量，還降低了反向RF干擾，對于像VoIP這類低速率業(yè)務(wù)，可提升系統(tǒng)容量。

非連續(xù)接收（DRX）是指終端向網(wǎng)絡(luò)側(cè)告知所支持的DRX模式，網(wǎng)絡(luò)側(cè)在指定的前向交織時(shí)段上向終端發(fā)送數(shù)據(jù)，終端在指定的交織時(shí)段接收數(shù)據(jù)，這種方式能進(jìn)一步減少終端的耗電。

Rev B通過引入DTX和DRX技術(shù)，可以節(jié)省30%的電池能量，有效增加了待機(jī)和可通話時(shí)間。

3.5 反向干擾消除

圖3 RevB終端新增支持的前向信道速率

Rev B第一階段，系統(tǒng)所使用的芯片CSM6800支持反向的PIC（導(dǎo)頻干擾消除），在第二階段時(shí)芯片CSM6850將進(jìn)一步支持TIC（業(yè)務(wù)信道干擾消除），可使反向鏈路數(shù)據(jù)的容量增加65%，VoIP容量增加45%。

3.6 快速尋呼信道

Rev B系統(tǒng)中新引入的快速尋呼信道（QPCH），可使系統(tǒng)預(yù)先向終端指示尋呼到達(dá)信息，縮短了終端在尋呼周期到達(dá)時(shí)監(jiān)聽系統(tǒng)控制信道的時(shí)間，使終端快速接入。

3.7 EV-DO Rev B系統(tǒng)特性小結(jié)

Rev B載波部署方式靈活。如圖4所示，Rev A載波f1可有選擇性地在數(shù)據(jù)要求比較高的扇區(qū)部署載波f2。對于在Rev B商用初期，可以首先只考慮熱點(diǎn)（hot spot）區(qū)域網(wǎng)絡(luò)升級，減少運(yùn)營商前期的投資成本。

EV-DO Rev B有益于突發(fā)業(yè)務(wù)。對于突發(fā)業(yè)務(wù)（如：打開網(wǎng)頁），Rev B多載波極大地改善了用戶感受。如圖5所示：對于2載波和3載波Rev B，在系統(tǒng)容量（即扇區(qū)內(nèi)激活用戶數(shù)）相同的條件下，其獲得的數(shù)據(jù)速率比3個(gè)Rev A載波要高出很多。

圖4 Rev B多載波非均勻加載方式

Rev B多載波系統(tǒng)相對于同樣多個(gè)Rev A單載波能夠產(chǎn)生更大的系統(tǒng)容量增益。如圖6所示，左半部分代表多個(gè)Rev A單載波，一行車道代表一個(gè)載波，每輛小車代表在載波上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。右半部分代表3載波捆綁的Rev B系統(tǒng)，我們可以看到Rev B系統(tǒng)上，沒有明確劃分出各個(gè)車道，每輛小車不必拘泥于在固定的某條車道上行駛。事實(shí)上，突發(fā)業(yè)務(wù)會(huì)使每個(gè)載波上產(chǎn)生無法使用的時(shí)隙。而從圖6中，我們也可以形象地發(fā)現(xiàn)，Rev A單載波用戶不能利用其他載波上的空時(shí)隙，而多載波用戶能夠把在多個(gè)載波上沒有使用的時(shí)隙結(jié)合在一起，并取得一個(gè)能夠和單載波用戶相當(dāng)?shù)钠骄俾?。因此，Rev B多載波更高的資源利用率使得系統(tǒng)得到了更高的容量。

4 Rev B終端商用面臨的風(fēng)險(xiǎn)

目前Rev B未有商用網(wǎng)絡(luò)部署，國內(nèi)外運(yùn)營商正在陸續(xù)針對終端和設(shè)備進(jìn)行試商用。從目前情況來看，Rev B終端商用還面臨若干風(fēng)險(xiǎn)，值得關(guān)注和研究。

4.1 終端技術(shù)性能方面

圖5 突發(fā)業(yè)務(wù)下Rev B數(shù)據(jù)性能與系統(tǒng)容量

圖6 時(shí)隙利用率機(jī)制Rev B與Rev A

由于多載波干擾，對比Rev A系統(tǒng)，Rev B在第一階段時(shí)其覆蓋范圍可能會(huì)有較大減少。為了降低多載波系統(tǒng)中鄰波干擾影響，國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Rev B終端最大發(fā)射總功率需要在原先Rev A的基礎(chǔ)上 （[23 dBm，30 dBm]）回退3.3 dBm，意味著Rev B終端最大發(fā)射功率會(huì)比Rev A終端低3.3 dBm，這樣無疑會(huì)降低終端的接入半徑。同時(shí)，由于多載波干擾，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)Rev B系統(tǒng)在建立呼叫過程中，基站發(fā)射功率需由原來Rev A使用的-90 dBm增加到-80 dBm，終端才可正常呼叫2載波，否則將出現(xiàn)終端自動(dòng)丟載波的現(xiàn)象。

在相同信道環(huán)境下，現(xiàn)有第一階段的2載波Rev B終端數(shù)據(jù)傳輸速率與Rev A的2倍差距較大。我們使用華為EC-367、ZTE-AC600兩款數(shù)據(jù)卡進(jìn)行Rev B雙載波和Rev A單載波對比測試，部分測試數(shù)據(jù)如表2所示。

由表2可見，被測的兩款終端從空閑模式進(jìn)入到服務(wù)模式時(shí)，對于EV-DO數(shù)據(jù)呼叫中空中接口信道建立和拆卸的時(shí)間分別都小于1 s。EV-DO數(shù)據(jù)呼叫在被測的移動(dòng)終端發(fā)起的休眠過程中，空中接口信道建立和拆卸的時(shí)間也都小于1 s，Rev A與Rev B一致。

數(shù)據(jù)吞吐量方面的測試主要針對兩種傳輸方式進(jìn)行：FTP和UDP。由于UDP和FTP的傳輸機(jī)制不同，同等信道條件下，UDP的吞吐量略大于FTP吞吐量。在信道條件相對較好，信號功率為-65 dBm，噪聲功率為-80 dBm，Ior/Ioc=15 dB的情況下，2載波時(shí)被測終端前向速率大約為4 Mbit/s，單載波時(shí)為 2.7 Mbit/s左右；2載波反向速率為3 Mbit/s左右，單載波時(shí)為1.6 Mbit/s左右。從數(shù)據(jù)來看，2載波帶來的數(shù)據(jù)速率提升幅度有限。說明多載波系統(tǒng)下，相鄰載波間的干擾較為嚴(yán)重。

終端在Rev B網(wǎng)絡(luò)下使用時(shí)，需短信更新PRL，PRL要增加Rev B使用頻點(diǎn)；同時(shí)，不同廠家的終端與不同廠家的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間兼容性問題較多。例如連接及空閑狀態(tài)下從Rev B到Rev A的屬性切換、連接及空閑狀態(tài)下從Rev A到Rev B的屬性切換等場景，某些廠家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持，而有些廠家不支持。

4.2 Rev B測試儀表研發(fā)進(jìn)展較慢

目前業(yè)界能提供EV-DO Rev B終端射頻、協(xié)議、數(shù)據(jù)性能測試儀表的公司只有1～2家，測試儀表提供廠家數(shù)量太少。由于Rev B測試系統(tǒng)沒有經(jīng)過任何商用的洗禮，因此對部分測試標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)還存在疑問，導(dǎo)致儀表使用初期存在一些問題。從目前測試系統(tǒng)驗(yàn)證情況來看，測試儀表成熟還需要運(yùn)營商和終端廠商以及測試方案提供商之間加大合作力度，不斷對系統(tǒng)進(jìn)行完善。

4.3 其他方面風(fēng)險(xiǎn)

從技術(shù)上來看，Rev B相對Rev A在峰值速率、QoS上有優(yōu)異性。但從目前運(yùn)營商推出的業(yè)務(wù)來看，還沒有針對Rev B特性部署開展應(yīng)用。運(yùn)營商應(yīng)積極推廣更多高寬帶、高QoS要求業(yè)務(wù)來滿足用戶需求，進(jìn)行差異化競爭。同時(shí)，由于高速率帶來的高功耗，手機(jī)終端在保證足夠的待機(jī)和通話時(shí)間方面面臨一定風(fēng)險(xiǎn)。

Rev B終端的商用還需要考慮政府LTE牌照發(fā)放時(shí)間。如果政府較快發(fā)放LTE牌照，那么中國電信為了保證其市場競爭力就會(huì)加快網(wǎng)絡(luò)升級至LTE的步伐，這會(huì)減少EV-DO Rev B商用的緊迫性。

表2 Rev B終端數(shù)據(jù)性能測試數(shù)據(jù)

5 結(jié)束語

Rev B終端能夠滿足用戶高速下載和高分辨率視頻電話的需求，對突發(fā)性業(yè)務(wù)能夠提供更好的用戶體驗(yàn)，混合頻率復(fù)用技術(shù)能有效改善系統(tǒng)覆蓋邊緣的性能，功耗優(yōu)化技術(shù)延長了終端的待機(jī)和工作時(shí)間?？梢哉fEV-DO Rev B為運(yùn)營商提供了一個(gè)低價(jià)高效的多載波寬帶系統(tǒng)。雖然目前看來Rev B終端產(chǎn)業(yè)鏈還不是太成熟，但Rev B的技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，而且隨著Rev B正式商用的日程表日趨明朗，Rev B終端必將日益成熟滿足商用要求。

Analysis and Study of the Application Status of EV-DO Rev B Terminal

Dai Guohua,Zhao Zibin,Liu Zhaoyuan
(Guangzhou Research Institute of of China Telecom Co.，Ltd.，,Guangzhou 510630,China)

This article introduced the application status of the EV-DO Rev B terminal,and analy sed the key technologies and it's characteristics of Rev B terminal.It also studied aspects of commercial,such as RF performance,data application performance,field test compatibility and so on.

EV-DO Rev B,multi-carrier,RF,data application performance

2010-07-08）