cdma 2000空中接口技术的演进

摘要　首先介绍了AIE阶段一的具体需求和主要的技术点。接着重点描述了AIE阶段二的具体需求、工作流程以及需要确定的解决方案，最后讨论了在融合过程中的资源分配和功率控制技术。

1、概述

　　2005年3月，3GPP2启动了CDMA2000演进技术的研究与标准化工作，其空中接口技术的演进称为AIE（Air Interface Evolution）。cdma2000空中接口技术演进的基本思路为：提高峰值数据速率和系统吞吐量能力；保护现有投资和保持后向兼容性；提升宽带无线体验。

　　为了满足不同市场的需求，降低开发复杂度，3GPP2将AIE的工作分为两个阶段。

　　（1）阶段一实现多载波EV-DO（Nx EV-DO），即EV-DO Rev.B。该阶段在性能提高的前提下尽可能后向兼容，减少系统对基础硬件的影响，在性能与市场化进程之间折衷。

　　（2）阶段二实现cdma2000增强数据分组空中接口（E-PDAI）。该阶段可满足市场长远发展的需要，大幅度提升系统性能。

2、阶段一

　　阶段一立足于快速发展的市场化进程，保持后向兼容性，满足近期市场的需求。它主要是基于现有的1x EV-DO，通过合并多个1x EV-DO载波来提供更高的分组数据速率。

2.1　具体需求

　　（1）Nx EV-DO系统不应修改多信道的1x EV-DO Rev.A基站或基础硬件。

　　（2）Nx EV-DO的总传送带宽应为CDMA信道的整数倍。

　　（3）Nx EV-DO系统应完全后向兼容EV-DO Rev.A。低于1x EV-DO版本的接入终端应能接收来自Nx EV-DO系统的服务；Nx EV-DO终端应能接收低于EV-DO版本的系统在接入网络提供的服务。

　　（4）在Nx EV-DO系统中，可单独建立和释放前向链路（FL）和反向链路（RL）CDMA信道，并且可按需动态改变FL和RL CDMA的信道集。

　　（5）在Nx EV-DO系统中，FL CDMA信道数可与指配的RL CDMA信道数不同。

　　（6）在Nx EV-DO系统中，可支持独立指配RL CDMA信道的能力，不必遵循cdma2000 FL／RL FDD成对的原则。

　　（7）Nx EV-DO技术标准应支持Nx EV-DO接入网分配连续和不连续的N-CDMA信道，并应支持不同频段类别间信道的合并。

　　（8）Nx EV-DO技术标准前向应支持至少NF×3.1 Mbit/s的总峰值速率，反向应支持至少NR×1.8 Mbit/s的总峰值速率。其中，NF为前向链路的载波数，NR为反向链路的载波数。

　　（9）Nx EV-DO技术标准应允许为单载波AT（如1x EV-DO）分配Nx EV-DO接入终端使用的载波。

　　阶段一的技术定位决定了多载波EV-DO基于1x EV-DO Rev.A物理层，主要是对媒质接入控制（MAC）层和高层进行修改，以支持多载波的调度、增加、删除和不对称前反向载波。

2.2　主要技术点

　　（1）为了支持更高的数据速率，可采用高阶调制64QAM，并支持更大的数据分组。

　　（2）对于ACK/DRC等控制信道来说，当前向、反向载波数对称时，采用与EV-DO Rev.A相同的方式；当前向、反向载波数不对称时，尤其是前向载波数大于反向载波数时，采用长码掩码（Long Code Mask，LCM）实现一个反向载波上多个ACK/DRC信道的复用。

　　（3）将物理层分为对称模式、基本不对称模式和增强不对称模式三种。对称模式涵盖单载波操作，是必须支持的，并且它对于所有反向链路载波都采用相同的LCM；在基本不对称模式中，每个前向链路载波的前向开销信道（DRC/ACK）采用惟一的LCM，也就是说每个前向链路载波采用一个LCM，则（NxFL，1xRL）要采用N个惟一的LCM；在增强不对称模式中，每4个前向链路载波采用一个LCM，即采用CDM+TDM方式实现前向开销信道。

　　（4）采用DTX/DRX和快速循环以降低终端耗电。

　　（5）采用混合频率复用以提高小区边缘用户的性能。

　　目前，阶段一即EV-DO Rev.B的空中接口标准已于2006年6月正式颁布。EV-DO Rev.B的芯片正在积极研发当中，预计一两年内投入市场。

3、阶段二

　　阶段二立足于远期的市场需求，采用新技术提高频谱效率和数据速率。

3.1　具体需求

　　（1）语音容量：每MHz每扇区支持100个并发VoIP会话。

　　（2）数据吞吐量。在带宽为20 MHz的情况下讨论。

　　①用户峰值数据速率见表1。

表1　用户峰值数据速率


　　②系统平均吞吐量。当系统处于满负荷状态时，在室外高速车载环境下，前向速率为60 Mbit/s，反向速率为30 Mbit/s。

　　（3）频谱效率≥4 bit/s/Hz。

　　（4）系统时延。空闲状态时延为10 ms，传送时延为10 ms，切换时延为20 ms。

　　（5）与其他cdma2000技术的无缝互操作。

　　（6）与其他无线接入技术的无缝切换。

3.2　工作流程

　　阶段二的工作首先由TSG-C中负责物理层的工作组WG3启动。2005年5月，WG3确定了阶段二的工作流程。

　　（1）首先由TSG-S确定最终的需求和技术文稿。

　　（2）更新评估方法。该评估方法主要包含信道模型、空间调整、天线配置、业务模型、控制信道模型和干扰模型。

　　（3）各公司正式提交阶段二的建议。

　　（4）校准和决议。评估和选择技术并形成标准。

　　WG3于2005年12月初步确定了阶段二的工作计划，如图1所示。


图1　阶段二的工作计划