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江苏电信EVDO技术培训系列提高

'江苏电信EVDO技术培训系列提高'
江苏电信EVDO技术培训系列(一)江苏电信无线网优中心 2008.11 EVDO 的前身 HDR 概述EVDO REV 0(HDR) 技术特点分析 日期:2019年7月11日 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 里程碑v1997年8月, 提出HDR的概念。v1999年10月, MSM5500芯片发布。v2000年5月, HDR成为1xEV标准。v2000年5月, CSM5500芯片发布。v2000年10月,IS-856讨论通过(Rev0)。v2004年, IS-856 Rev A发布 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 HRPD特点v分组数据与语音数据的区别 1. 延迟:数据几秒钟没有问题,语音100ms就难以忍受; 2. 可容错率:数据对BER的要求比语音高。采用TURBO编码; 3. 前反向的数据不对称性; 4. 吞吐量:实际的吞吐量依赖于用户数和用户的C/I.。v前向链路采用时分复用,全功率发送;反向链路采 用码分复用,需要功率控制。v单独使用一载频提供数据业务。v前向速率从38.4kbps到2.4576Mbps,反向速率从 9.6bps到153.6kbps。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心v采用TURBO编码,延迟较大,对C/I要求低。符 合数据业务的特点。v反向信道采用RRI和DRC信道,根据链路状态自 行调整速率。v前向链路最多支持59个用户/Sector。v前向发射功率始终最大(空闲除外)。v前向链路采用独特的调度算法。v反向支持闭环功率控制。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 网络结构 AN A10 IS 856 A8 AT PCF PDSN A9 A11 A13 A12IS 856 AN AAA AN 业务数据 AAA:Authentication Authorization Accounting 信 令 PCF: Pakcet control Function 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 网络结构vA12 接口连接源AN 与AN AAA,只传送信令。该接 口主要完成AN 级的认证功能,同时AN AAA 向AN 返回AT 在A8/A9、A10/A11 接口需要使用的MN ID (Mobile Node Identification)(IMSI)。vA13 接口也只传送信令,主要用于不同AN 间切换 时AT 相关信息的交换。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心协议栈使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心7层协议结构 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心7层协议功能说明 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心7层协议功能说明(续) 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 会话(Session)v会话(Session):相当于到银行申请开户获得账 号,一种由AN和AT 共同维护的状态。会话主要维 护如下信息:(1)UATI(Unicast AT Identifier):在一子网内, 分配给一个AT的唯一标识。(2)AN和AT通过空中链路交互信息使用的协议(3)协议使用的参数配置 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 连接(Connection)v连 接 , 是 这 样 一 种 特 殊 的 状 态 , 在 这 种 状 态 下 , 接 入 终 端 被 指 配 了 一 条 前 向 业 务 信 道 、 一 条 反 向 业 务 信 道 和 相 应 的 MAC信 道 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向信道结构 Reverse Access Traffic MediumPilot Data Pilot Access Ack Data Control Reverse Data Rate Rate Indicator Control 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向信道v 反向信道包括 接入信道 导频(Pilot)+数据(Data) 数据信道 导频(Pilot)+RRI+DRC+ACK+Data 16 16 8 4v 用户码分:Pilot=W0 ,DRC=W8 ,ACK=W4 ,Data=W2v 各种速率均采用BPSK调制。v 各信道不同的发射功率。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向信道v每个业务信道由用户长码区分。v不同扇区的接入信道由接入信道长码区分。v接入信道和反向业务信道帧均为26.66ms,与短 码周期同步。均为16个slots。一个slot为 1.666ms,为2048个chips。v接入信道Pilot持续发送。Pilot不与RRI时分复 用。v反向业务信道下,Pilot和RRI时分复用,且持 续发送。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向信道v 各信道功能如下: § RTC 信道中导频信道帮助AN 对AT 的捕获。 § MAC 信道中的RRI信道用于通知AN 目前AT 数据信道 的传输速率。RRI与导频信道以时分方式进行复用。 § AT的DRC 信道根据对各扇区的导频信道测量结果,选 定导频信号最强扇区与之通信,同时要求该扇区按AT 规定好的传输速率进行传输,从而对前向链路进行速 控。为减小干扰,DRC 信号在发送时可以采用门控与 非门控两种方式传送。反向标识扇区用DRC Cover。 § Ack 信道则向AN 发出响应,表明AT 已经正确收到了 AN 所发送的数据; 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向接入信道v AT用来发起呼叫或回应网络的消息。包括Pilot和Data信 道。v Pilot在I信道发送;Data在Q信道上发送,速率为9.6kbps。Ø 。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 接入试探v 接入试探包括接入试探前缀和接入试探消息包。参数由 接入信道MAC层协议规定。v 发送接入试探前缀时,仅发送Pilot。v 发送接入试探消息包时,Pilot和Data均要发送。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向业务信道vAT用来发送业务或信令到AN。v反向业务信道包括:Pilot、RRI、DRC、ACK、 Data信道。v时分复用RRI和Pilot,称之为Pilot。vPilot和ACK在I信道上发送。vDRC和Data在Q信道上发送。v信道码分。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心反向业务信道调制图 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 PilotvAT在Pilot上发送全“0”数据。与RRI时分复 用一个Walsh信道。与RRI的发送功率相同, 且持续发送。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 RRIv AT使用RRI信道指示反向速率,方便AN解调。每16个slots 3bit数据。v 每3bit编码成7bit,重复37次,忽略后3码片。得到256 个二进制码片,与Pilot时分复用。v 如果反向业务信道上没有数据包发送,AT将在RRI上发送0。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 DRCv AT使用DRC子信道反馈前向信道的质量,包括DRC Value 和DRC Cover。v AT使用DRC Value指示AN其期望的接收速率。v AT使用DRCCover指示AN哪个小区的前向信道质量最好。v 请求的前向业务信道速率被映射成4bit的DRC Value。由 8阶Walsh函数(由DRC Cover指示)扩展。v DRC Value的发送速率为600/DRCLength。当DRC Length>1,DRC Value和Cover要重复几次发送。取值范 围为1、2、4、8。v AT可能会支持门控方式发送。v DRC信道在Q信道上发送。v 发送时刻为每个时隙的中间。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 ACKv ACK子信道是AT用来通知AN是否正确接收到前向业务信道数据包。对 于每一个前向业务信道数据包,AT均发送一个ACK信道的1bit。 8v 每个slot,ACK为1bit,重复128次之后,由W4 扩展,进行BPSK调制。 在I信道上发送。v 对于一个业务信道物理层数据包,如果FCS通过,则认为正确接收, AT发送ACK bit。否则,发送NAK bit。AN收到ACK,将停止当前抱的 发送,重新启动一个新包的发送流程。v 如果前向业务信道在slot n上发送,相应的ACK bit将在slot n+3上 发送。ACK信道应该在该时隙的前半个时隙发送,持续1024个chip。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心ACK信道一个例子 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向业务信道v 反向业务信道可以采用以下五种速率:9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、 76.8kbps、153.6kbps。v 采用16slots的帧结构。v 具体的反向速率由反向最高速率限制、当前发送的数据包大小、RAB值以 及转移概率矢量共同决定。AT根据这些信息自行决定反向业务信道的发 送速率。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 前向信道结构 Forward MediumPilot Access Traffic Control Control ReverseReverse DRC Lock PowerActivity Control 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 前向业务信道v 前向信道包括:Pilot、MAC、CC和FTC。v 其中MAC信道包括:RA、DRCLock和RPC子信道。v Pilot、MAC和Data为时分。MAC内RA和DRCLock为码分, DRCLock和RPC子信道为时分。Data内FTC和CC也是时分。v FTC进一步划分为Preamble和Data两部分。v FTC信道的发射速率从38.4kbps到2.4576Mbps。v CC信道的发射速率为38.4或76.8Kbps。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 前向信道时隙结构v Slot=1.666…ms=2048chips。v 前向以最大功率发射(IdleSlot除外)。v FTC根据速率从1~16slot。v 控制信道周期为256slots。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心前向信道调制图 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心FTC和CC信道调制参数 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心MAC信道调制参数 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 Pilotv 与95/1x系统连续导频不同,1xEV-DO系统采用突发的方式 (Burst pilot)。v Burst Pilot以蜂窝最大的发射功率发射,方便AT获得最高 的SNR以满足快速和精确的C/I估计。v 各个扇区的Pilot在同一时刻发送。v Pilot在I信道上发送全0的码符号。在每半个slot的中间发 送,持续96CHIP。由Walsh函数0扩频。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 前向MAC信道v MAC信道进行BPSK调制。每个MAC信道由0~63的MACIndex区分。每个slot 发送四次,共256CHIP。v MAC信道内,通过码分的方式,分为RA子信道(占用MACIndex4)和RPC子 信道(占用MACIndex5-63,其余MACIndex预留),其中RPC子信道与 DRCLock子信道通过时分的方式共享一条码分信道。v MACIndex与Walsh函数的对应关系: i为MACIndex。偶数MACIndex对应的Walsh函数调制的RPC信道或RA信 道(即使用0~31调制)在I信道上发送,奇数MACIndex对应的Walsh函数 调制RPC信道(32~63)在Q信道上发送。v RA信道占用Q信道,时分复用的RPC和DRCLock占用I信道。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心MACIndex与信道的对应关系 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 RPCv 每个AT均有一个RPC信道,用来发送RPC bit给AT。指 示AT升降功率。v RPC信道将与DRCLock信道时分复用。RPC信道占用 DRCLockPeriod个slots的DRCLockPeriod-1个slot。v 发送速率为600×(1-1/DRCLockPeriod)bps。其中 参数DRCLockPeriod为前向业务信道MAC层协议。v RPC信道发送时刻:v 每个RPC bit,将在一个slot内占用64×4CHIP发送4次。v 与1x/95系统功控bit速率比较: 1x/95系统,功控bit的速率为800bps,但是这是对于 全速率情况(40%)。半速率为400bps,1/4速率为 200 bps,1/8速率为100bps。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 DRCLock子信道v 每个AT均需分配一条DRCLock子信道。v 用来反映AN是否成功锁定AT的DRC信道,是反向信道质量的重 要表征参数。v 每个DRCLock bit将重复发送DRCLockLength次,因此发送速率 为600/(DRCLockLength × DRCLockPeriod)。v 发送时刻: (T -FrameOffset) mod DRCLockPeriod = 0v DRCLock bit更新时刻: (T-FrameOffset)mod(DRCLockLength×DRCLockPeriod)=0v 每个DRCLock bit,将在一个slot内占用64×4CHIP发送4次。v 当前反向信道质量不对称时,可以协助AT在前向虚拟切换时选 择服务扇区(Serving Sector)。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 RA子信道v 每个扇区一个RA子信道,用来发送RAB。 64v 使用MACIndex=4对应的Walsh函数,即W2 ,在I信道发送。v 一个RAB将在连续的RABLength个slot上发送,发射时刻:T mod RABLength = RABOffsetv RABLength和RABOffset为路由更新协议中信道指派消息里指定。v RA子信道数据速率为600/RABLength bps。v RA子信道主要用于空中接口过载控制。当反向信道忙时,置RAB为1, 指示AT降低反向发送速度。每当反向信道闲时,置RAB为0,指示AT提 高反向发送速率。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 FTC和CC子信道v FTC和CC时分复用。同样速率下两者的调制参数相同。v 每个AT的业务信道分配一个MACIndex(5~63)。v 控制信道速率为76.8kbps时,分配MACIndex=2,速率为 38.4kbps时,分配MACIndex=3。v 前向业务信道的速率是根据某个AT在反向DRC信道上申请 的速率发射。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 前向业务信道前缀v每个前向业务信道和控制信道物理层数据包均有 前缀伴随发送,以辅助AT同步各个slot上不同的 发射速率。v前缀为全0包,仅在I信道上发送。与前向业务信 道时分复用。v前缀由32阶Walsh函数调制。然后重复。v32阶Walsh函数: 其中i为MACIndex。 为Walsh函数的补码。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 编码v采用编码速率1/3或1/5的Turbo编码。vTurbo编码器 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 信道交织Channel Interleavingv信道交织(Channel Interleaving)包括码符 号的重新排序(Symbol Reordering)和序列 改变(Symbol Permuting)。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 调制使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 时分复用Time-Division Multiplexingv前向业务信道和控制信道调制chip按照下列图所 示与前缀、Pilot和MAC信道时分复用前向信道时 隙。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心时分复用Time-Division Multiplexing 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心前缀、Pilot、MAC和Data复用参数 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心Quadrature Spreading 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 CSM5500和信道板v560脚Super BGA封装v功能:解调,调制,TURBO解码.v性能指标:每扇区支持59个业务MAC,在QUALCOMM的信 道板设计中,三扇区反向总共支持96个。v两个外部处理器:一片负责前向,另一个负责反向;v调制:1片CSM5500, 2片DSPS, 16M SRAMv解调:4片CSM5500, 8片DSPS, 64M SRAMvTURBO解码:1片CSM5500,1片ADSP,3M 双口RAM。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 CSM5500信道板原理图 CSM5500 in Demodulation Mode 2 DSPs 16Mbits Power Control & Demodulation Tile 0 Data Rate Control Bus .Reverse Link 8260 .Sub-system CSM5500 in CSM5500 in Demodulation Mode Modulation Mode Forward Link 8260 2 DSPs 16Mbits 1 ADSPs 3Mbit Sub-system Dual port Demodulation Tile 3 Modulation Tile Symbol Bus CSM5500 in Turbo Decoder Mode Local Bus 8Mbits Local Bus Turbo Decoder Tile 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心江苏电信无线网优中心江苏电信EVDO技术培训系列(一)江苏电信无线网优中心 2008.11 EVDO 的前身 HDR 概述EVDO REV 0(HDR) 技术特点分析 日期:2019年7月11日 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 里程碑v1997年8月, 提出HDR的概念。v1999年10月, MSM5500芯片发布。v2000年5月, HDR成为1xEV标准。v2000年5月, CSM5500芯片发布。v2000年10月,IS-856讨论通过(Rev0)。v2004年, IS-856 Rev A发布 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 HRPD特点v分组数据与语音数据的区别 1. 延迟:数据几秒钟没有问题,语音100ms就难以忍受; 2. 可容错率:数据对BER的要求比语音高。采用TURBO编码; 3. 前反向的数据不对称性; 4. 吞吐量:实际的吞吐量依赖于用户数和用户的C/I.。v前向链路采用时分复用,全功率发送;反向链路采 用码分复用,需要功率控制。v单独使用一载频提供数据业务。v前向速率从38.4kbps到2.4576Mbps,反向速率从 9.6bps到153.6kbps。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心v采用TURBO编码,延迟较大,对C/I要求低。符 合数据业务的特点。v反向信道采用RRI和DRC信道,根据链路状态自 行调整速率。v前向链路最多支持59个用户/Sector。v前向发射功率始终最大(空闲除外)。v前向链路采用独特的调度算法。v反向支持闭环功率控制。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 网络结构 AN A10 IS 856 A8 AT PCF PDSN A9 A11 A13 A12IS 856 AN AAA AN 业务数据 AAA:Authentication Authorization Accounting 信 令 PCF: Pakcet control Function 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 网络结构vA12 接口连接源AN 与AN AAA,只传送信令。该接 口主要完成AN 级的认证功能,同时AN AAA 向AN 返回AT 在A8/A9、A10/A11 接口需要使用的MN ID (Mobile Node Identification)(IMSI)。vA13 接口也只传送信令,主要用于不同AN 间切换 时AT 相关信息的交换。 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心协议栈使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心7层协议结构 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心7层协议功能说明 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心7层协议功能说明(续) 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 会话(Session)v会话(Session):相当于到银行申请开户获得账 号,一种由AN和AT 共同维护的状态。会话主要维 护如下信息:(1)UATI(Unicast AT Identifier):在一子网内, 分配给一个AT的唯一标识。(2)AN和AT通过空中链路交互信息使用的协议(3)协议使用的参数配置 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 连接(Connection)v连 接 , 是 这 样 一 种 特 殊 的 状 态 , 在 这 种 状 态 下 , 接 入 终 端 被 指 配 了 一 条 前 向 业 务 信 道 、 一 条 反 向 业 务 信 道 和 相 应 的 MAC信 道 使命 融合 超越 中国电信江苏公司 无线网络优化中心 反向信道结构
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