EV-DO Rev.B關鍵技術及組網方案研究

黃白 彭雄根

摘要：EV-DO Rev.B在全球范圍內已經開始商用，作為EV-DO Rev.A的下一步演進方向，EV-DO Rev.B能夠有效提升用戶體驗，提高CDMA運營商的市場競爭力。文章在分析EV-DO Rev.B關鍵技術的基礎上，探討了多種覆蓋場景下的組網策略，并針對國內實際情況，給出了EV-DO Rev.B網絡的部署建議。

關鍵詞：EV-DO Rev.B；多載頻；組網方案

中圖分類號：TN929文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）04-0120-04

一、研究背景及目的

自2009年發放3G牌照以來，國內三家運營商開始了3G網絡的建設和運營。中國電信3G網絡采用了CDMA2000的技術體制，運營EV-DO Rev.A版本的網絡，中國移動的3G網絡采用了基于自主知識產權的TD-SCDMA技術體制，而中國聯通的3G網絡則采用了WCDMA技術體制。

隨著3G市場和業務的發展，各運營商在繼續強化傳統2G網絡運營的同時，同時加強了3G網絡的建設力度和運營探索。

一方面，在加強對業務特性和市場特點進行研究的同時，中國移動和中國聯通一直在尋求網絡下一步的演進方向。其中中國移動已經啟動了TD-LTE的規模試驗網建設，通過一段時間的建設、測試評估和研究，已著手考慮未來的演進規劃。中國聯通則啟動了更大規模的HSPA＋試驗網建設，在3G網絡未來的演進方向上進行了實質性的探索和嘗試。在這一競爭態勢下，中國電信在3G網絡演進方向這一問題上，迫切需要盡快制定演進方向和路線。

另一方面，高通對CDMA的演進路線進行了調整，對于EV-DO Rev.B的技術標準和產業基礎等方面的工作已經基本完成，為CDMA運營商將網絡演進到EV-DO Rev.B奠定了基礎。

由于在全球的商用經驗尚不豐富，該技術的成熟性、功能的完備性、性能的優越性和場景的多樣性等方面的商用借鑒不足，有必要就這些方面進行研究。

二、CDMA網絡現狀與演進能力分析

（一）網絡現狀

CDMA2000作為國際上主要的移動通信技術標準之一，已在全球范圍內得到越來越廣泛的應用。據CDG統計，截至2011年5月，已經有123個國家或地區的323家運營商部署了CDMA網絡，其中包括310個CDMA2000 1x網絡和245個EV-DO網絡（包括Rel.0、Rev.A和Rev.B三個版本，其中，有122個EV-DO Rev.A網絡和3個EV-DO Rev.B網絡）。截至2010年第三季度，CDMA在全球擁有5.61億用戶，EV-DO用戶已經超過1.56億。

自中國電信收購聯通CDMA網絡后即開始了大規模的網絡建設。目前，中國電信已經建成了世界上最大的CDMA2000網絡，也是世界上最大的EV-DO Rev.A網絡，為CDMA技術的發展和應用注入了巨大的活力，在后期的演進方向上，中國電信將發揮重要的作用。

隨著中國聯通HSPA＋的引入和中國移動TD-LTE試點工作的推進，中國電信所面臨的競爭壓力日益凸現。為了保持在3G網絡上的先進性，中國電信已先后在北京、上海和廣州等地進行了基于EV-DO Rev.B技術試驗網的外場測試，以驗證該技術的商用成熟度并測試與現網的互操作性能等，為后續網絡升級提供決策參考。

（二）演進能力

自CDMA2000標準發布以來，CDMA技術就以前所未有的速度向前發展。從CDMA2000 1x開始，經EV-DO Rel.0階段發展到大規模商用的EV-DO Rev.A階段。為應對來自其它網絡的競爭壓力、滿足用戶對提高業務速率體驗和提高頻譜利用率等方面的要求，3GPP2推出了EV-DO Rev.B技術（可分為Phase I和PhaseII兩個階段，其中，Phase I可軟件升級，Phase II需硬件升級），無線側的下行峰值速率提升至9.3M（Phase I）和14.7M（Phase II），上行峰值速率提升至5.4M，它與HSPA/HSPA＋的平均用戶實際

體驗基本相同并能夠獲得與HSPA/HSPA＋相當的業務能力。

三、EV-DO Rev.B關鍵技術

（一）多載頻捆綁

多載頻捆綁旨在將高速數據流分割成多個并行的低速數據流，在多個載頻上并行傳輸，以頻率資源為代價換取數據速率的提升。具體實現方式為：通過在EV-DO Rev.A的信道板上進行軟件升級的方式實現多載頻配置，使EV-DO Rev.A的信道板支持EV-DO Rev.B單載頻。

數據在多個載頻上并行傳輸，并分別在終端側和BSC側進行拆分重組。通過載頻捆綁的方式，單用戶前反向鏈路峰值速率成倍提升，邊緣用戶速率大幅改善，業務的一致性得到了保證。

（二）自適應負荷均衡

在EV-DO Rev.B網絡中，捆綁的多個載頻間能夠實現自適應負荷均衡。多載頻本身就是資源池，具有自適應負荷均衡的能力，比傳統硬指配技術更能提高資源利用率，可獲得約5%～25%的載頻調度增益；同時，多載頻通過把單載頻上的高速數據流分解為低速數據流并行傳輸，可以獲得更高的HARQ增益并降低終端發射功率，從而提高了反向容量和反向的高速率覆蓋區域。自適應負荷均衡使AN根據載頻負荷情況、終端流組成和終端能力來給每個接入終端分配載頻。前向鏈路上，AN可以在每個數據包上達到負荷均衡，在反向鏈路上，負荷均衡保證在每個載頻上的干擾量接近一致，有效提升系統資源利用率。

（三）反饋復用

EV-DO Rev.B多載頻能實現反饋復用，可將多個前向鏈路的反饋信道DSC/DRC/ACK復用到同一個反向鏈路上。因此，可以更高效的使用CE，占用的反向CE數與終端使用的反向載頻數一致，同時，基于業務需求，靈活調整反向載頻數，集中終端功率擴大反向覆蓋范圍。

（四）高階調制

和EV-DO Rev.A相比，EV-DO Rev.B在前向鏈路采用比16QAM更高階的64QAM調制方式，并用超過5120bit的8192/7168/6144bit大包發送數據。

前向鏈路上，EV-DO Rev.B支持更加豐富、細化的速率格式，并能根據無線環境和業務實際需求自動分配，有效提升頻譜效率15%～20%。這些速率格式對應的調制方式有QPSK、16QAM和64QAM，其中在EV-DO Rev.A的基礎上增加了3.7M、4.3M和4.9M三種更高速率格式，實現了Phase II階段的前向峰值速率4.9Mbps/1.25MHz或14.7Mbps/5MHz，帶來了更好的空口性能的體驗。

在反向鏈路上，高通的CSM6850集成了全干擾消除技術TIC和導頻干擾消除技術PIC，單載頻容量提升顯著。

（五）DTX/DRX

EV-DO是時分系統，前向信道以時分為主、碼分為輔，反向信道以碼分為主、時分為輔。所以，EV-DO中數據傳輸和語音通信一樣，具有不連續的特性。基于此特性，高通在EV-DO Rev.B Phase II階段中引入了不連續發射/不連續接收技術（DTX/DRX）。

DTX模式適用于反向鏈路終端不連續發送信號的情形，終端根據實際情況在子幀中的部分時隙中合理減少DRC、DSC、ACK、RRI、Pilot等信道的發送時間，以此來降低對其他終端信號的干擾，同時有助于降低終端功耗，延長使用時間。

DRX模式適用于前向鏈路終端不連續接收信號的情形。在時分為主、碼分為輔的前向鏈路上，終端并不是時刻都有數據接收，當沒有數據傳輸時，AN會通知終端，終端在接收到網絡的指示后，可以拒絕接收這些空閑時隙。終端可向AN指定支持的DRX模式，AN只能在DRX模式指定的前向交織上向終端發送數據，終端只在指定的交織上接收數據。

對突發應用而言，混合的DTX、DRX模式更利于延長終端的使用時間。

四、EV-DO Rev.B組網策略研究

（一）疊加組網和混合組網的選擇

EV-DO Rev.B（文中后續EV-DO Rev.B都特指EV-DO Rev.B Phase I階段）沿襲了EV-DO Rev.A的射頻特性，捆綁后多載頻的總發射功率與EV-DO Rev.A單載頻的發射功率相同，所采用的調制技術等技術體制均完全相同，二者具有相同的無線覆蓋性能。

由于采用了多載波捆綁技術，EV-DO Rev.B在EV-DO Rev.A覆蓋范圍內的相應位置，其物理層峰值速率相對于EV-DO Rev.A可獲得線性提升，所以從空口吞吐率的覆蓋角度來說，EV-DO Rev.B相對于EV-DO Rev.A可在獲得相同空口吞吐率的前提下達到更大的覆蓋。

由于EV-DO Rev.B具有軟件升級、工程量小和對現網影響小等特點，加之提升用戶體驗是部署EV-DO Rev.B的主要目標之一，因此，EV-DO Rev.B應該與EV-DO Rev.A共站址、1：1設置。

相對于EV-DO Rev.A的覆蓋，EV-DO Rev.B的覆蓋組網策略有兩種，一是疊加式覆蓋組網，二是混合式覆蓋組網。

所謂疊加式覆蓋組網，即在維持EV-DO Rev.A網絡覆蓋的前提下，將全網或部分區域的EV-DO Rev.A站點升級到EV-DO Rev.B，EV-DO Rev.A終端駐留在EV-DO Rev.A網絡，EV-DO Rev.B終端則駐留在EV-DO Rev.B網絡，承載策略較為清晰，但是存在如下問題：一是EV-DO Rev.B技術本身即具有后向兼容的特點，對于EV-DO Rev.A終端具備承載能力，不需要再保留EV-DO Rev.A網絡為EV-DO Rev.A終端提供承載；二是沒有考慮到中國電信可用的EV-DO頻點有限這一事實，可供EV-DO Rev.B捆綁的載波數量將受到限制，不利于最大程度地提升用戶體驗；三是在升級到EV-DO Rev.B之前，需要首先進行載波擴容，部署升級的成本大幅提升，不利于控制效益。

所謂混合式覆蓋組網，即在業務熱區內，將現網EV-DO Rev.A站點全部升級為EV-DO Rev.B網絡，在這一區域內不再保留EV-DO Rev.A網絡，利用EV-DO Rev.B的后向兼容特點，EV-DO Rev.A和EV-DO Rev.B終端全部由EV-DO Rev.B網絡承載，而在業務熱區意外，則由EV-DO Rev.A網絡承載。該組網策略存在的問題是，在EV-DO Rev.B網絡與EV-DO Rev.A網絡的結合處，將發生網間切換，考慮到移動數據業務的特點，用戶對切換性能的敏感度較低，加之根據外場測試，網間切換成功率較高，因此這一問題不影響該組網策略的合理性。由于BSC間切換時延較大，為最大程度地保障用戶感受，在實際部署中可通過合理設置切換帶，盡量避免不同BSC的網間切換。

綜上所述，應采用混合式覆蓋組網策略將現網EV-DO Rev.A升級到EV-DO Rev.B網絡。

（二）室內覆蓋和室外覆蓋策略

一般情況下，室內覆蓋小區話務量較同區域室外覆蓋小區要小很多。因此往往是室外小區需要多個EV-DO載頻，而室內站只需要一個EV-DO載頻就可以滿足需求。

在上述情況下，室外站的多個載頻可以升級為EV-DO Rev.B，室內站可規劃如下圖所示：

上述兩種方案對Rev.A用戶沒有影響，維持原來的切換方式。對Rev.B用戶，兩種方案都能進行平滑的室內外切換。其中，方案1可以提高室內用戶的吞吐率，提升用戶感知；方案2可以節省投資，但是在室內會降低用戶的吞吐率。

（三）連續覆蓋及熱點覆蓋策略

從EV-DO Rev.A網絡升級到EV-DO Rev.B網絡主要有兩種場景。

場景一：連續覆蓋。大面積連續覆蓋式的1:1升級，適合于連續話務需求較高的區域。即將現網所有Rev.A基站都軟件升級成Rev.B基站，或至少將BSC及歸屬此BSC的所有基站軟件升級至Rev.B。

場景二：熱點覆蓋。只是考慮熱點區域的升級，適合于個別話務需求較大的小區。

連續覆蓋可以最大限度發揮多載波優勢，最大程度避免Rev.B和Rev.A之間的硬切換，減少切換時延，提高用戶感受；熱點覆蓋方式允許熱點地區非連續的Rev.B載波，增加建網靈活性，減少建網成本。

（四）郊區、農村覆蓋策略

一般在容量型扇區（密集市區、市區）的覆蓋邊緣，手機的發射功率基本還是維持在0dBm以下，但是在覆蓋型扇區（郊區、農村、高速公路）的覆蓋邊緣，手機的發射功率可能超過0dBm甚至10dBm，接近手機的最大發射功率23dBm。

在EV-DO Rev.B系統中，多個載頻的最大發射功率總和仍是23dBm，這就使得在覆蓋型小區邊緣存在載頻增加和去除現象，這樣手機的吞吐量就會相應的有所提升和降低。因此，在升級郊區、農村的EV-DO Rev.A網絡時，需要考慮到這些變化。

五、頻率承載方案研究

根據對中國電信頻率資源現狀的分析，結合電信集團的相關政策要求和EV-DO Rev.B技術的特點，EV-DO Rev.B網絡的部署可采用800M段頻率承載。

該承載方案具有如下優點：

1．規避了2.1GHz產業鏈不完善的現狀并符合電信集團的政策要求，將2.1GHz頻段預留給后續的演進技術（如LTE）；

2．可發揮EV-DO Rev.B軟件升級的優勢，不需添加支持2.1GHz頻段的硬件；

3．可充分利用800M段頻率優良的傳播特性。

現網800M頻段共有3個EV-DO載頻（37、78、119號載頻）可用，根據業務需求，不同區域的EV-DO Rev.A網絡配置了不同數量的載頻。在密集市區的數據高發區，配置三個EV-DO載頻；在一般城市的市區配置兩個EV-DO載頻；在縣城和鄉鎮等區域則只配置一個EV-DO載頻。

從載頻配置規模的角度考慮，升級到EV-DO Rev.B的頻率配置方案有兩個。

方案一：維持現網載頻配置不變，在EV-DO Rev.A的三載頻區域升級到三載頻EV-DO Rev.B配置，在EV-DO Rev.A的兩載頻區域升級到兩載頻EV-DO Rev.B配置，不對EV-DO Rev.A單載頻區域升級。該方案在各個區域均不需啟用新的EV-DO載頻，在當前EV-DO網絡利用率相對較低的情況下，有利于網絡利用率的提高、避免載頻資源浪費和有效控制部署投資。

方案二：不考慮EV-DO Rev.A網絡的現網載頻配置情況，以最大程度地提升用戶使用感知為目標，在需要升級為EV-DO Rev.B網絡的區域全部采用三載頻捆綁方案。

EV-DO Rev.B網絡升級部署應本著“鎖定目標、注重效益、熱區優先、分批推進”的總體策略，根據部署節奏的安排從高業務密度區開始分批升級部署。兼顧提升用戶感知和網絡利用率提升兩方面的要求，在分批推進部署的情況下，推薦采用方案二的頻率承載配置方案。

該承載方案的示意見下圖所示：

圖5EV-DO Rev.B頻率承載方案示意圖（三載頻）

對于EV-DO Rev.A現網已啟用三載頻配置的區域，采用該混合承載方案可結合EV-DO Rev.A網絡利用率相對較低的現狀，利用EV-DO Rev.B網絡引入、承載新的用戶，提高現網頻點的使用效率。

對于EV-DO Rev.A現網尚未啟用三載頻配置的區域，采用該混合承載方案則既提升了EV-DO網絡的綜合容量承載能力，又能夠充分滿足改善用戶使用體驗的需求，為市場的發展提供更好的網絡支撐。并且，由于采用分批推進部署的策略，現網部分未啟用三載頻配置的區域將會安排在后面升級部署，為這些區域的業務發展預留了時間窗口，將會避免投資超前導致的效益問題。

六、結論

作為EV-DO Rev.A的下一步演進方向，EV-DO Rev.B能夠有效提升用戶體驗，提高CDMA運營商的市場競爭力。本文根據國內CDMA網絡現狀，提出采用混合式覆蓋組網方案升級EV-DO Rev.B網絡，并對室內覆蓋及室外覆蓋、連續覆蓋及熱點覆蓋、郊區及農村覆蓋等主要覆蓋場景進行了分析。在此基礎上，還提出了合理及有效的頻率承載方案。

參考文獻

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作者簡介：黃白（1960-），男，移動通信，2010，（11）江蘇姜堰人，江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司高級工程師，研究方向：傳輸網、無線通信、交換應用。

（責任編輯：劉 艷）