EV-DO Rev.B关键技术及组网方案研究

黄白 彭雄根

摘要：EV-DO Rev.B在全球范围内已经开始商用，作为EV-DO Rev.A的下一步演进方向，EV-DO Rev.B能够有效提升用户体验，提高CDMA运营商的市场竞争力。文章在分析EV-DO Rev.B关键技术的基础上，探讨了多种覆盖场景下的组网策略，并针对国内实际情况，给出了EV-DO Rev.B网络的部署建议。

关键词：EV-DO Rev.B；多载频；组网方案

中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）04-0120-04

一、研究背景及目的

自2009年发放3G牌照以来，国内三家运营商开始了3G网络的建设和运营。中国电信3G网络采用了CDMA2000的技术体制，运营EV-DO Rev.A版本的网络，中国移动的3G网络采用了基于自主知识产权的TD-SCDMA技术体制，而中国联通的3G网络则采用了WCDMA技术体制。

随着3G市场和业务的发展，各运营商在继续强化传统2G网络运营的同时，同时加强了3G网络的建设力度和运营探索。

一方面，在加强对业务特性和市场特点进行研究的同时，中国移动和中国联通一直在寻求网络下一步的演进方向。其中中国移动已经启动了TD-LTE的规模试验网建设，通过一段时间的建设、测试评估和研究，已着手考虑未来的演进规划。中国联通则启动了更大规模的HSPA＋试验网建设，在3G网络未来的演进方向上进行了实质性的探索和尝试。在这一竞争态势下，中国电信在3G网络演进方向这一问题上，迫切需要尽快制定演进方向和路线。

另一方面，高通对CDMA的演进路线进行了调整，对于EV-DO Rev.B的技术标准和产业基础等方面的工作已经基本完成，为CDMA运营商将网络演进到EV-DO Rev.B奠定了基础。

由于在全球的商用经验尚不丰富，该技术的成熟性、功能的完备性、性能的优越性和场景的多样性等方面的商用借鉴不足，有必要就这些方面进行研究。

二、CDMA网络现状与演进能力分析

（一）网络现状

CDMA2000作为国际上主要的移动通信技术标准之一，已在全球范围内得到越来越广泛的应用。据CDG统计，截至2011年5月，已经有123个国家或地区的323家运营商部署了CDMA网络，其中包括310个CDMA2000 1x网络和245个EV-DO网络（包括Rel.0、Rev.A和Rev.B三个版本，其中，有122个EV-DO Rev.A网络和3个EV-DO Rev.B网络）。截至2010年第三季度，CDMA在全球拥有5.61亿用户，EV-DO用户已经超过1.56亿。

自中国电信收购联通CDMA网络后即开始了大规模的网络建设。目前，中国电信已经建成了世界上最大的CDMA2000网络，也是世界上最大的EV-DO Rev.A网络，为CDMA技术的发展和应用注入了巨大的活力，在后期的演进方向上，中国电信将发挥重要的作用。

随着中国联通HSPA＋的引入和中国移动TD-LTE试点工作的推进，中国电信所面临的竞争压力日益凸现。为了保持在3G网络上的先进性，中国电信已先后在北京、上海和广州等地进行了基于EV-DO Rev.B技术试验网的外场测试，以验证该技术的商用成熟度并测试与现网的互操作性能等，为后续网络升级提供决策参考。

（二）演进能力

自CDMA2000标准发布以来，CDMA技术就以前所未有的速度向前发展。从CDMA2000 1x开始，经EV-DO Rel.0阶段发展到大规模商用的EV-DO Rev.A阶段。为应对来自其它网络的竞争压力、满足用户对提高业务速率体验和提高频谱利用率等方面的要求，3GPP2推出了EV-DO Rev.B技術（可分为Phase I和PhaseII两个阶段，其中，Phase I可软件升级，Phase II需硬件升级），无线侧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，它与HSPA/HSPA＋的平均用户实际

体验基本相同并能够获得与HSPA/HSPA＋相当的业务能力。

三、EV-DO Rev.B关键技术

（一）多载频捆绑

多载频捆绑旨在将高速数据流分割成多个并行的低速数据流，在多个载频上并行传输，以频率资源为代价换取数据速率的提升。具体实现方式为：通过在EV-DO Rev.A的信道板上进行软件升级的方式实现多载频配置，使EV-DO Rev.A的信道板支持EV-DO Rev.B单载频。

数据在多个载频上并行传输，并分别在终端侧和BSC侧进行拆分重组。通过载频捆绑的方式，单用户前反向链路峰值速率成倍提升，边缘用户速率大幅改善，业务的一致性得到了保证。

（二）自适应负荷均衡

在EV-DO Rev.B网络中，捆绑的多个载频间能够实现自适应负荷均衡。多载频本身就是资源池，具有自适应负荷均衡的能力，比传统硬指配技术更能提高资源利用率，可获得约5%～25%的载频调度增益；同时，多载频通过把单载频上的高速数据流分解为低速数据流并行传输，可以获得更高的HARQ增益并降低终端发射功率，从而提高了反向容量和反向的高速率覆盖区域。自适应负荷均衡使AN根据载频负荷情况、终端流组成和终端能力来给每个接入终端分配载频。前向链路上，AN可以在每个数据包上达到负荷均衡，在反向链路上，负荷均衡保证在每个载频上的干扰量接近一致，有效提升系统资源利用率。

（三）反馈复用

EV-DO Rev.B多载频能实现反馈复用，可将多个前向链路的反馈信道DSC/DRC/ACK复用到同一个反向链路上。因此，可以更高效的使用CE，占用的反向CE数与终端使用的反向载频数一致，同时，基于业务需求，灵活调整反向载频数，集中终端功率扩大反向覆盖范围。

（四）高阶调制

和EV-DO Rev.A相比，EV-DO Rev.B在前向链路采用比16QAM更高阶的64QAM调制方式，并用超过5120bit的8192/7168/6144bit大包发送数据。

前向链路上，EV-DO Rev.B支持更加丰富、细化的速率格式，并能根据无线环境和业务实际需求自动分配，有效提升频谱效率15%～20%。这些速率格式对应的调制方式有QPSK、16QAM和64QAM，其中在EV-DO Rev.A的基础上增加了3.7M、4.3M和4.9M三种更高速率格式，实现了Phase II阶段的前向峰值速率4.9Mbps/1.25MHz或14.7Mbps/5MHz，带来了更好的空口性能的体验。

在反向链路上，高通的CSM6850集成了全干扰消除技术TIC和导频干扰消除技术PIC，单载频容量提升显著。

（五）DTX/DRX

EV-DO是时分系统，前向信道以时分为主、码分为辅，反向信道以码分为主、时分为辅。所以，EV-DO中数据传输和语音通信一样，具有不连续的特性。基于此特性，高通在EV-DO Rev.B Phase II阶段中引入了不连续发射/不连续接收技术（DTX/DRX）。

DTX模式适用于反向链路终端不连续发送信号的情形，终端根据实际情况在子帧中的部分时隙中合理减少DRC、DSC、ACK、RRI、Pilot等信道的发送时间，以此来降低对其他终端信号的干扰，同时有助于降低终端功耗，延长使用时间。

DRX模式适用于前向链路终端不连续接收信号的情形。在时分为主、码分为辅的前向链路上，终端并不是时刻都有数据接收，当没有数据传输时，AN会通知终端，终端在接收到网络的指示后，可以拒绝接收这些空闲时隙。终端可向AN指定支持的DRX模式，AN只能在DRX模式指定的前向交织上向终端发送数据，终端只在指定的交织上接收数据。

对突发应用而言，混合的DTX、DRX模式更利于延长终端的使用时间。

四、EV-DO Rev.B组网策略研究

（一）叠加组网和混合组网的选择

EV-DO Rev.B（文中后续EV-DO Rev.B都特指EV-DO Rev.B Phase I阶段）沿袭了EV-DO Rev.A的射频特性，捆绑后多载频的总发射功率与EV-DO Rev.A单载频的发射功率相同，所采用的调制技术等技术体制均完全相同，二者具有相同的无线覆盖性能。

由于采用了多载波捆绑技术，EV-DO Rev.B在EV-DO Rev.A覆盖范围内的相应位置，其物理层峰值速率相对于EV-DO Rev.A可获得线性提升，所以从空口吞吐率的覆盖角度来说，EV-DO Rev.B相对于EV-DO Rev.A可在获得相同空口吞吐率的前提下达到更大的覆盖。

由于EV-DO Rev.B具有软件升级、工程量小和对现网影响小等特点，加之提升用户体验是部署EV-DO Rev.B的主要目标之一，因此，EV-DO Rev.B应该与EV-DO Rev.A共站址、1：1设置。

相对于EV-DO Rev.A的覆盖，EV-DO Rev.B的覆盖组网策略有两种，一是叠加式覆盖组网，二是混合式覆盖组网。

所谓叠加式覆盖组网，即在维持EV-DO Rev.A网络覆盖的前提下，将全网或部分区域的EV-DO Rev.A站点升级到EV-DO Rev.B，EV-DO Rev.A终端驻留在EV-DO Rev.A网络，EV-DO Rev.B终端则驻留在EV-DO Rev.B网络，承载策略较为清晰，但是存在如下问题：一是EV-DO Rev.B技术本身即具有后向兼容的特点，对于EV-DO Rev.A终端具备承载能力，不需要再保留EV-DO Rev.A网络为EV-DO Rev.A终端提供承载；二是没有考虑到中国电信可用的EV-DO频点有限这一事实，可供EV-DO Rev.B捆绑的载波数量将受到限制，不利于最大程度地提升用户体验；三是在升级到EV-DO Rev.B之前，需要首先进行载波扩容，部署升级的成本大幅提升，不利于控制效益。

所谓混合式覆盖组网，即在业务热区内，将现网EV-DO Rev.A站点全部升级为EV-DO Rev.B网络，在这一区域内不再保留EV-DO Rev.A网络，利用EV-DO Rev.B的后向兼容特点，EV-DO Rev.A和EV-DO Rev.B终端全部由EV-DO Rev.B网络承载，而在业务热区意外，则由EV-DO Rev.A网络承载。该组网策略存在的问题是，在EV-DO Rev.B网络与EV-DO Rev.A网络的结合处，将发生网间切换，考虑到移动数据业务的特点，用户对切换性能的敏感度较低，加之根据外场测试，网间切换成功率较高，因此这一问题不影响该组网策略的合理性。由于BSC间切换时延较大，为最大程度地保障用户感受，在实际部署中可通过合理设置切换带，尽量避免不同BSC的网间切换。

综上所述，应采用混合式覆盖组网策略将现网EV-DO Rev.A升级到EV-DO Rev.B网络。

（二）室内覆盖和室外覆盖策略

一般情况下，室内覆盖小区话务量较同区域室外覆盖小区要小很多。因此往往是室外小区需要多个EV-DO载频，而室内站只需要一个EV-DO载频就可以满足需求。

在上述情况下，室外站的多个载频可以升级为EV-DO Rev.B，室内站可规划如下图所示：

上述两种方案对Rev.A用户没有影响，维持原来的切换方式。对Rev.B用户，两种方案都能进行平滑的室内外切换。其中，方案1可以提高室内用户的吞吐率，提升用户感知；方案2可以节省投资，但是在室内会降低用户的吞吐率。

（三）连续覆盖及热点覆盖策略

从EV-DO Rev.A网络升级到EV-DO Rev.B网络主要有两种场景。

场景一：连续覆盖。大面积连续覆盖式的1:1升级，适合于连续话务需求较高的区域。即将现网所有Rev.A基站都软件升级成Rev.B基站，或至少将BSC及归属此BSC的所有基站软件升级至Rev.B。

场景二：热点覆盖。只是考虑热点区域的升级，适合于个别话务需求较大的小区。

连续覆盖可以最大限度发挥多载波优势，最大程度避免Rev.B和Rev.A之间的硬切换，减少切换时延，提高用户感受；热点覆盖方式允许热点地区非连续的Rev.B载波，增加建网灵活性，减少建网成本。

（四）郊区、农村覆盖策略

一般在容量型扇区（密集市区、市区）的覆盖边缘，手机的发射功率基本还是维持在0dBm以下，但是在覆盖型扇区（郊区、农村、高速公路）的覆盖边缘，手机的发射功率可能超过0dBm甚至10dBm，接近手机的最大发射功率23dBm。

在EV-DO Rev.B系统中，多个载频的最大发射功率总和仍是23dBm，这就使得在覆盖型小区边缘存在载频增加和去除现象，这样手机的吞吐量就会相应的有所提升和降低。因此，在升级郊区、农村的EV-DO Rev.A网络时，需要考虑到这些变化。

五、频率承载方案研究

根据对中国电信频率资源现状的分析，结合电信集团的相关政策要求和EV-DO Rev.B技术的特点，EV-DO Rev.B网络的部署可采用800M段频率承载。

该承载方案具有如下优点：

1．规避了2.1GHz产业链不完善的现状并符合电信集团的政策要求，将2.1GHz频段预留给后续的演进技术（如LTE）；

2．可发挥EV-DO Rev.B软件升级的优势，不需添加支持2.1GHz频段的硬件；

3．可充分利用800M段频率优良的传播特性。

现网800M频段共有3个EV-DO载频（37、78、119号载频）可用，根据业务需求，不同区域的EV-DO Rev.A网络配置了不同数量的载频。在密集市区的数据高发区，配置三个EV-DO载频；在一般城市的市区配置两个EV-DO载频；在县城和乡镇等区域则只配置一个EV-DO载频。

从载频配置规模的角度考虑，升级到EV-DO Rev.B的频率配置方案有两个。

方案一：维持现网载频配置不变，在EV-DO Rev.A的三载频区域升级到三载频EV-DO Rev.B配置，在EV-DO Rev.A的两载频区域升级到两载频EV-DO Rev.B配置，不对EV-DO Rev.A单载频区域升级。该方案在各个区域均不需启用新的EV-DO载频，在当前EV-DO网络利用率相对较低的情况下，有利于网络利用率的提高、避免载频资源浪费和有效控制部署投资。

方案二：不考虑EV-DO Rev.A网络的现网载频配置情况，以最大程度地提升用户使用感知为目标，在需要升级为EV-DO Rev.B网络的区域全部采用三载频捆绑方案。

EV-DO Rev.B网络升级部署应本着“锁定目标、注重效益、热区优先、分批推进”的总体策略，根据部署节奏的安排从高业务密度区开始分批升级部署。兼顾提升用户感知和网络利用率提升两方面的要求，在分批推进部署的情况下，推荐采用方案二的频率承载配置方案。

该承载方案的示意见下图所示：

图5EV-DO Rev.B频率承载方案示意图（三载频）

对于EV-DO Rev.A现网已启用三载频配置的区域，采用该混合承载方案可结合EV-DO Rev.A网络利用率相对较低的现状，利用EV-DO Rev.B网络引入、承载新的用户，提高现网频点的使用效率。

对于EV-DO Rev.A现网尚未启用三载频配置的区域，采用该混合承载方案则既提升了EV-DO网络的综合容量承载能力，又能够充分满足改善用户使用体验的需求，为市场的发展提供更好的网络支撑。并且，由于采用分批推进部署的策略，现网部分未启用三载频配置的区域将会安排在后面升级部署，为这些区域的业务发展预留了时间窗口，将会避免投资超前导致的效益问题。

六、结论

作为EV-DO Rev.A的下一步演进方向，EV-DO Rev.B能够有效提升用户体验，提高CDMA运营商的市场竞争力。本文根据国内CDMA网络现状，提出采用混合式覆盖组网方案升级EV-DO Rev.B网络，并对室内覆盖及室外覆盖、连续覆盖及热点覆盖、郊区及农村覆盖等主要覆盖场景进行了分析。在此基础上，还提出了合理及有效的频率承载方案。

参考文献

[1]3GPP2 C.S0024-B version 2.0：cdma2000 high rate packet data air interface specification．

[2]BRIEFING PAPER：CDMA 2000 EV-DO Revision B，MOTOROLA．

[3]A Technical Whitepaper：EV-DO Rev.B，Airvana．

[4]李路鹏．EV-DO Rev.B系统性能验证和部署策略建议[J].

[5]上海贝尔股份有限公司．EV-DO RevB与EVRC-B技术交流．

作者简介：黄白（1960-），男，移动通信，2010，（11）江苏姜堰人，江苏省邮电规划设计院有限责任公司高级工程师，研究方向：传输网、无线通信、交换应用。

（责任编辑：刘 艳）