EV-DO Rev B终端现状分析与研究

戴国华，赵子彬，刘兆元

（中国电信股份有限公司广东研究院 广州 510630）

EV-DO Rev B终端现状分析与研究

戴国华，赵子彬，刘兆元

（中国电信股份有限公司广东研究院 广州 510630）

本文介绍了EV-DO Rev B终端应用现状，对Rev B终端关键技术以及特性进行分析，并对可能影响终端商用进程的射频、数据性能、现网兼容性等方面问题进行研究探讨。

EV-DO Rev B；多载波；射频；数据性能

1 概述

国内电信业重组完成之后，我国3大运营商目前均实现全业务运营，3G业务蓬勃发展。在基础业务日益饱和的情况下，移动数据业务增长迅猛，其竞争也日渐白热化。为了满足业务发展需求，作为EV-DO Rev A的自然演进技术EV-DO Rev B越来越受到整个产业链的关注。

Rel 0和RevA可支持的前反向峰值速率分别为2.4 Mbit/s/153 kbit/s和3.1 Mbit/s/1.8 Mbit/s，而在Rev B中前反向则可支持高达73.5 Mbit/s/27 Mbit/s的峰值速率（使用15个1.25 MHz的载波捆绑），商用环境中由于受硬件设备所限，Rev B通常将捆绑2～3个载波。如图1所示，Rev B的演进分两个阶段进行：Phase I阶段，只针对EV-DO Rev A的信道板芯片（高通CSM6800）和BSC进行软件升级，通过捆绑3个Rev A载波前反向峰值速率可达9.3Mbit/s/5.4 Mbit/s；Phase II阶段，基于新的高通基站芯片 （如CSM6850），需要对信道板进行硬件升级，下行可支持高阶调制方式64QAM，通过捆绑3个Rev A载波前向峰值速率可达14.7 Mbit/s。

图1 cdma20001x EV-DO技术演进路线

2 EV-DO Rev B终端应用现状

当前3GPP2关于EV-DO Rev B终端测试标准已准备就绪。射频方面根据3GPP2 C.S0033-B v1.0制定完成，在原先Rev A标准基础上，修改和新增了7项用例。Rev B协议一致性标准根据3GPP2 C.S0038-B v1.0 HRPD SigConf Spec制定完成，在原先Rev A标准基础上，修改和新增了15项用例。

根据CDG报告，日本KDDI在2009年6月宣布了测试和部署Rev B的计划，中国电信、摩洛哥运营商Wana也正在推进Rev B升级和部署的测试计划。2010年1月，巴基斯坦综合电信运营商巴基斯坦电信（PTCL）携手华为部署端到端EV-DO Rev B商用网络，首期覆盖巴基斯坦的重要城市卡拉奇和拉合尔。PTCL的Rev B网络将先覆盖对移动宽带业务需求强烈的热点地区，后续通过软件升级，将现有的Rev A网络演进至覆盖全国的Rev B网络。

当前开发EV-DO Rev B的芯片厂家只有高通一家，其生产规划情况见表1。高通量产的芯片主要有QSD8650、MSM8655、MSM7630，2010年底还会推出专门针对数据卡的MDM6600，但目前Rev B商用产品主要采用QSD8650。

目前EV-DO Rev B的终端款式和数量较少，形态主要以数据卡为主。2009年6月，华为公司率先发布了全球第 1款EV-DO Rev B上网卡EC367。后续，中兴通讯也陆续推出了两款Rev B上网卡ZTE AC2970和ZTE AC600。同时，联想、LG等公司正在积极研发支持Rev B的手机。

除此之外，大部分终端厂商还处于观望状态。虽然目前可正式投入商用的Rev B终端较少，但是市面上支持Rev A的终端产品平台，有部分是基于高通QSD8650解决方案。采用此种方案的Rev A终端产品只需厂商对软件升级即可支持Rev B，待运营商Rev B商用计划正式推出后，终端产品会日益丰富起来。

3 EV-DO Rev B终端关键技术分析及系统特性

表1 高通EV-DO Rev B芯片生产规划情况

3.1 多载波技术

多载波技术可对用户体验带来很大提升。首先，多载波可产生信道分集作用，提高扇区的整体射频效率。由于终端在同一扇区不同信道上接收的信号强度是不同的，尤其是在一个衰落信道里，而每个Rev B的扇区可以实时根据不同载频的信道情况，安排与信道情况相适应的速率发送数据，这样可达到原有Rev A系统没有的信道分集作用；其次，多载波技术所带来的信道集群效应（trunking efficiency）也可带来整个服务扇区容量的提升。由于现网中数据传输的突发性（bursty data）使得不同Rev A载频会产生话务不平衡，从而导致整体容量效率的下降，而Rev B的数据分配消除了载频间负荷不平衡的现象，提高了整体性能和用户感知度。

3.2 反馈复用技术

反馈复用技术可将多个前向链路的反馈信道复用到同一个反向链路上，减少反向信道资源的消耗，提高信道资源利用率，因此可以给Rev B系统提供灵活的载波分配方式，终端前反向信道的分配可以不对称，如图2所示。

图2 Rev B终端前方向信道分配不对称方式

在一个持续的通话过程中，可以灵活改变分配给终端的前反向载波的数量。如果用户需要更高的前向速率，系统可以分配更多的前向信道给终端，以增加用户的体验。在小区边缘，由于终端的发射功率已经接近最大，为了维持通话过程并减少发射功率，可以只用单个反向信道与基站保持联系，如果终端还有多余的功率，可以分配多个反向信道给终端。

3.3 前向新的调制方式和包格式

Rev B系统在前向链路上新增了高阶调制方式64QAM，并且在Rev A、Rel 0基础上引入许多新的包格式，从而产生更多、更细的前向信道速率，如图3所示。

在新增的包格式中，3种包长分别为6144 bit、7168 bit和8192 bit的包格式采用了64QAM高阶调制方式，从而抬升了空口的峰值吞吐量。同时，包格式的调制编码粒度更细，可更好适配空口能力，提高混合自动重传请求（HAPQ）传输效率，从而提升空口平均吞吐量。

3.4 非连续发送/接收模式

在Rel 0/Rev A系统中，不管反向数据是否传送，无线链路导频和开销信道（RL pilot+overhead channel）对于一个激活连接是连续发射的。Rev B中引入了非连续发送（DTX）技术，在不传输数据的时候，允许无线链路导频和开销信道在50%的时间内发射，而在另外50%的时间不发射，同时通过加大发射功率来保持原有的开销信道的性能。因此，终端在50%的时间内可以关闭发射，节省了电池能量，还降低了反向RF干扰，对于像VoIP这类低速率业务，可提升系统容量。

非连续接收（DRX）是指终端向网络侧告知所支持的DRX模式，网络侧在指定的前向交织时段上向终端发送数据，终端在指定的交织时段接收数据，这种方式能进一步减少终端的耗电。

Rev B通过引入DTX和DRX技术，可以节省30%的电池能量，有效增加了待机和可通话时间。

3.5 反向干扰消除

图3 RevB终端新增支持的前向信道速率

Rev B第一阶段，系统所使用的芯片CSM6800支持反向的PIC（导频干扰消除），在第二阶段时芯片CSM6850将进一步支持TIC（业务信道干扰消除），可使反向链路数据的容量增加65%，VoIP容量增加45%。

3.6 快速寻呼信道

Rev B系统中新引入的快速寻呼信道（QPCH），可使系统预先向终端指示寻呼到达信息，缩短了终端在寻呼周期到达时监听系统控制信道的时间，使终端快速接入。

3.7 EV-DO Rev B系统特性小结

Rev B载波部署方式灵活。如图4所示，Rev A载波f1可有选择性地在数据要求比较高的扇区部署载波f2。对于在Rev B商用初期，可以首先只考虑热点（hot spot）区域网络升级，减少运营商前期的投资成本。

EV-DO Rev B有益于突发业务。对于突发业务（如：打开网页），Rev B多载波极大地改善了用户感受。如图5所示：对于2载波和3载波Rev B，在系统容量（即扇区内激活用户数）相同的条件下，其获得的数据速率比3个Rev A载波要高出很多。

图4 Rev B多载波非均匀加载方式

Rev B多载波系统相对于同样多个Rev A单载波能够产生更大的系统容量增益。如图6所示，左半部分代表多个Rev A单载波，一行车道代表一个载波，每辆小车代表在载波上传输的数据。右半部分代表3载波捆绑的Rev B系统，我们可以看到Rev B系统上，没有明确划分出各个车道，每辆小车不必拘泥于在固定的某条车道上行驶。事实上，突发业务会使每个载波上产生无法使用的时隙。而从图6中，我们也可以形象地发现，Rev A单载波用户不能利用其他载波上的空时隙，而多载波用户能够把在多个载波上没有使用的时隙结合在一起，并取得一个能够和单载波用户相当的平均速率。因此，Rev B多载波更高的资源利用率使得系统得到了更高的容量。

4 Rev B终端商用面临的风险

目前Rev B未有商用网络部署，国内外运营商正在陆续针对终端和设备进行试商用。从目前情况来看，Rev B终端商用还面临若干风险，值得关注和研究。

4.1 终端技术性能方面

图5 突发业务下Rev B数据性能与系统容量

图6 时隙利用率机制Rev B与Rev A

由于多载波干扰，对比Rev A系统，Rev B在第一阶段时其覆盖范围可能会有较大减少。为了降低多载波系统中邻波干扰影响，国际标准规定Rev B终端最大发射总功率需要在原先Rev A的基础上 （[23 dBm，30 dBm]）回退3.3 dBm，意味着Rev B终端最大发射功率会比Rev A终端低3.3 dBm，这样无疑会降低终端的接入半径。同时，由于多载波干扰，在试验中发现Rev B系统在建立呼叫过程中，基站发射功率需由原来Rev A使用的-90 dBm增加到-80 dBm，终端才可正常呼叫2载波，否则将出现终端自动丢载波的现象。

在相同信道环境下，现有第一阶段的2载波Rev B终端数据传输速率与Rev A的2倍差距较大。我们使用华为EC-367、ZTE-AC600两款数据卡进行Rev B双载波和Rev A单载波对比测试，部分测试数据如表2所示。

由表2可见，被测的两款终端从空闲模式进入到服务模式时，对于EV-DO数据呼叫中空中接口信道建立和拆卸的时间分别都小于1 s。EV-DO数据呼叫在被测的移动终端发起的休眠过程中，空中接口信道建立和拆卸的时间也都小于1 s，Rev A与Rev B一致。

数据吞吐量方面的测试主要针对两种传输方式进行：FTP和UDP。由于UDP和FTP的传输机制不同，同等信道条件下，UDP的吞吐量略大于FTP吞吐量。在信道条件相对较好，信号功率为-65 dBm，噪声功率为-80 dBm，Ior/Ioc=15 dB的情况下，2载波时被测终端前向速率大约为4 Mbit/s，单载波时为 2.7 Mbit/s左右；2载波反向速率为3 Mbit/s左右，单载波时为1.6 Mbit/s左右。从数据来看，2载波带来的数据速率提升幅度有限。说明多载波系统下，相邻载波间的干扰较为严重。

终端在Rev B网络下使用时，需短信更新PRL，PRL要增加Rev B使用频点；同时，不同厂家的终端与不同厂家的网络设备之间兼容性问题较多。例如连接及空闲状态下从Rev B到Rev A的属性切换、连接及空闲状态下从Rev A到Rev B的属性切换等场景，某些厂家网络设备支持，而有些厂家不支持。

4.2 Rev B测试仪表研发进展较慢

目前业界能提供EV-DO Rev B终端射频、协议、数据性能测试仪表的公司只有1～2家，测试仪表提供厂家数量太少。由于Rev B测试系统没有经过任何商用的洗礼，因此对部分测试标准细节实现还存在疑问，导致仪表使用初期存在一些问题。从目前测试系统验证情况来看，测试仪表成熟还需要运营商和终端厂商以及测试方案提供商之间加大合作力度，不断对系统进行完善。

4.3 其他方面风险

从技术上来看，Rev B相对Rev A在峰值速率、QoS上有优异性。但从目前运营商推出的业务来看，还没有针对Rev B特性部署开展应用。运营商应积极推广更多高宽带、高QoS要求业务来满足用户需求，进行差异化竞争。同时，由于高速率带来的高功耗，手机终端在保证足够的待机和通话时间方面面临一定风险。

Rev B终端的商用还需要考虑政府LTE牌照发放时间。如果政府较快发放LTE牌照，那么中国电信为了保证其市场竞争力就会加快网络升级至LTE的步伐，这会减少EV-DO Rev B商用的紧迫性。

表2 Rev B终端数据性能测试数据

5 结束语

Rev B终端能够满足用户高速下载和高分辨率视频电话的需求，对突发性业务能够提供更好的用户体验，混合频率复用技术能有效改善系统覆盖边缘的性能，功耗优化技术延长了终端的待机和工作时间。可以说EV-DO Rev B为运营商提供了一个低价高效的多载波宽带系统。虽然目前看来Rev B终端产业链还不是太成熟，但Rev B的技术优势十分明显，而且随着Rev B正式商用的日程表日趋明朗，Rev B终端必将日益成熟满足商用要求。

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）