网络技术读书报告

CDMA系统是一个自干扰系统，某个用户相对于其他用户来说就是干扰，每个小区也会对其他小区构成干扰，尤其是同频相邻小区，干扰越大，负载越高，小区覆盖范围越小，反之干扰越小，负载越低，小区覆盖半径越大。因此，处于动态变化过程中的小区，容量也是变化的，具有很大的不确定性，跟具体应用环境、客观条件以及系统提供的服务质量相关联，尤其是前向容量的分析是一个复杂且关系到网络指标的重要内容。本文从协议标准的角度来考察cdma20001x及EV-DO的容量，分析容量跟哪些因素紧密相关。

cdma20001x容量

1.无线配置

无线配置是cdma2000与IS-95系统的重要区别。无线配置（RC：radio configuration）是一系列通过物理层参数（如传输速率、调制方式及扩频因子等）标识的前向业务信道的集合。前向无线配置（RC：radio configuration）共有9种：1～9。反向无线配置（RC：radio configuration）共有6种：1～6。无论前向还是反向RC1、RC2都是分配给IS-95。此外前向RC6至RC9分配给cdma20003x，RC3、RC4及RC5分配给cdma20001x。反向RC3、RC4分配给cdma20001x，RC5、RC6分配给cdma2000 3x。这里只重点介绍cdma2000 1x。

(1)前向无线配置

RC3的主要特点是：最大速率153.6kbit/s，QPSK调制，卷积码的R=1/4，提供8kbit/s的语音源速率，只能采用Walsh64；

RC4的主要特点是：最大速率307.2kbit/s，QPSK调制，卷积码的R=1/2，提供8kbit/s的语音源速率，可采用Walsh128；

RC5的主要特点是：最大速率230.4kbit/s，QPSK调制，卷积码的R=1/4，提供13kbit/s的语音源速率，只能采用Walsh64；

RC513kbit/s的语音源速率，占用无线资源大，因此目前没有采用。那么就只有RC3、RC4了。从上面的描述可以看出，RC3采用了Walsh64，抗干扰能力强（卷积码的R=1/4，冗余度高），而RC4采用Walsh128，抗干扰能力相对弱（卷积码的R=1/2，冗余度低），目前的联通现网采用的就是RC3的配置。

(2)反向无线配置

RC3的主要特点是，最大速率153.6kbit/s，OQPSK调制（手机的功控能力差，OQPSK是防止过零点的一种方法），卷积码的R=1/4，提供8kbit/s的语音源速率；

RC4的主要特点是：最大速率230.4kbit/s，OQPSK调制，卷积码的R=1/4，提供13kbit/s的语音源速率；

RC413kbit/s的语音源速率，占用无线资源大，因此目前没有采用，只采用RC3了。

2.前向容量分析

Walsh码的自相关为1，互相关为0，cdma20001x利用其良好的自相关性，将Walsh码与下行信道紧密结合，用Walsh码区分信道。由于采用RC3配置，即下行采用Walsh64，即有64个下行信道，每个信道的传输速率是9.6kbit/s。下行信道中，有系统必不可少的公共信道，如：一个导频信道，占用walsh0；一个同步信道，占用walsh32；一个寻呼信道，占用walsh1。因此只剩下61个可提供业务的walsh码道。

从语音业务的角度看，理想状态的理论极限值是61个，即64个码道扣除公共信道外的码道，但在实际的网络中，只能支持35个左右的语音业务，这是由于网络干扰程度决定的。据最新标准研究公布，如果cdma20001x采用干扰消除技术后，可将单小区的网络容量提升至50甚至更高。

从数据业务的角度分析，cdma20001x采用了补充信道-SCH。正是由于这一信道的引入，使得前反向的数据传输速率增加至153.6kbit/s。在进行前向的数据传输时，用户获得的速率与使用的Walsh码息息相关。前向64阶Walsh码的信道传输速率是9.6kbit/s，因此获得153.6kbit/s的数据速率，需要使用4阶的Walsh码，但是导频信道、同步信道以及寻呼信道必须存在，而且是固定的walsh码道。如上所述，因此理论上可分配给153.6kbit/s的数据业务的Walsh4码字最多2个。当然从目前的情况看，语音业务还是能保证营业收入的主要来源，因此单载频中配置2个walsh4码字给数据业务的可能性不大。

3.反向容量分析

Walsh码除了区分信道外，另一个重要应用是抗干扰。从walsh码的产生原则分析，一个walsh码如果出错，出错的位数必须为N/2（如果是walsh64，则意味着错32位），才可能产生干扰，否则不会，因此Walsh码在下行区分信道，但在上行作为扩频码，进行扩频，同样采用的是Walsh64。

但是上行的容量跟Walsh无关。其实，从无线通信的原理来看，上行的容量一般是受限于上行负载的`水平，主要是要求系统工作在一个稳定的状态，一般表现为手机的发射功率过低或者基站的解码灵敏度过低。随着同时接入用户数的增加，干扰也愈大，基站的接收灵敏度在某一时刻便会达到临界状态，无法正确地解调手机的信号。因此整个上行容量（语音还是数据）跟实际的应用环境息息相关。

cdma20001xEV-DO系统分析

cdma20001xEV-DO有Rev0，RevA两个版本。Rev0的设计初衷是为了提供非对称的高速分组数据业务。它的前向链路采用了HARQ、多用户分集、自适应速率调整、虚拟软切换和自适应调制编码等多种关键技术，获得了良好的前向平均吞吐量，峰值速率高到2.4Mbit/s，但是，随着多媒体数据业务的发展，如时延敏感的对称性业务VoIP、PTT、视频电话、无线游戏等Rev0暴露出不足：反向吞吐量不足以开展多种应用；反向速率相对于前向速率偏小，限制了对称性数据业务的应用。为解决上述问题，RevA应运而生。除了将前向链路峰值速率提高到3.072Mbit/s之外，最大的改进是将反向链路的峰值速率提高到1.8Mbit/s。同时，cdma20001xEV-DORevA在反向物理链路实现中引入高阶调制和HARQ技术，并通过反向MAC的流体控制机制精确控制反向链路的T2P，进而提升ROT 控制门限，大幅提高反向链路的传送速率和容量，同时进一步改善前向链路吞吐量，以支持对称性宽带多媒体业务，适应分组数据业务发展对系统容量的要求。

1．关键技术

cdma20001xEV-DORevA相对Rev0以及cdma20001x来讲，采用一系列的新技术，来提高前反向数据速率主要如下。

下行时分复用：充分发挥共享的优势，下行选择在不同的时间上给不同用户传输数据。 增强的接入信道：RevA将接入信道速率由原来的9.6kbit/s提高到19.2kbit/s以及38.4kbit/s，缩短用户接入时延，提升用户感受。

自适应调制和编码，系统根据无线环境，自动匹配调制方式及编码方式，灵活应对无线环境的变化。最大限度地利用系统的功率资源，即全功率发射的方式，以自适应的调制编码技术代替传统的功率控制技术。

HARQ重传次数在传输格式中进行了明确的定义，每一个重传时隙的间隔也是固定的，所标称的速率是传输数据包大小与传输时隙数所用时间的比值，即“提前终止”技术。 快速多用户调度：下行资源处于动态共享状态，调度时主要基于信道条件，同时考虑等待发射的数据量以及业务的优先级等情况，并充分发挥AMC和HARQ的管理特性，实现无线资源的合理分配。

快速小区选择：RevA中引入了DSC信道，提前进行切换准备，取消了由于切换导致的数据传送中断，实现了无缝虚拟软切换，有效保证时延敏感类的如VoIP等业务。

2.前向容量分析

(1)数据传输格式

表1给出了DORevA采用的前向数据传输的参数列表，第一列为传输格式，如

(128,16,1024)，128代表传输数据的包大小，即128bit，16代表传输所需的solt，1024代表preamble的长度。第二列代表编码的速率，第三列是调制方式，第四列是最终的速率。由此可见，RevA不同速率采用不同大小的物理层包，不同的调制方式，不同的传送slot数

。

2008年8月7日 11:19 通信世界周刊 作 者：中国电信广州研究院 朱红梅

表1DORevA前向数据传输参数列表

举例如下：对于(128,16,1024)的格式，它的数据速率计算方法：128bit/

（16x1.667ms）=4.8kbit/s。最后两行是RevA新引入的特性，由此可见，RevA的最大速率为5120bit/（1x1.667ms）=3072kbit/s。

析RevA的容量，实际上，它的速率不可能达到3072.0kbit/s，因为即使无线环境足够好，但是为了系统的可靠性以及正确解码，系统的控制信道是周期性出现的，RevA标准规定控制信道的出现周期为256slot（426.67ms），同时每个周期中必须有一个SC（Synchronous Control Channel Capsule：同步胶囊），这就意味着在多slot下，如256slot、5120bit的数据里一定包含控制信息，而不可能全部为数据信息，这样数据速率就会下降，但是下降的程度很大程度上是跟无线环境紧密相关。

(2)MAC-index的使用，具体分配如表2所示。

RevA下行不直接采用walsh来区分用户，而是引入了MAC-index的概念，MAC-index共128个，每个都与确定的Walsh码相对应。

表2MAC?index分配一览表

在128个MAC-index中，从上表格可见，只有114个MC-index可用，当然如果MAC-index5不用做广播而用作业务，可有115个。当然这些都是从理论的角度来分析，实际的系统不可能提供如此多的用户，否则网络质量恶化，用户感受下降。

3.反向容量分析

DoA反向数据发送格式及等效数据速率如表3所示。第一列是数据包大小，第二列是数据包传输格式，B代表BPSK，Q代表QPSK，E代表8PSK，后面的数字代表walsh的长度，而Q4Q2说明I/Q之路的传输。第3大列是等效速率，由于反向采用

4-slotinterlacing的方式，即前后两次数据传输要间隔4个slot，所以有4、8、12、16的概念，当然时隙越长，速率越低，因此当4-slot中止时，它对应的最大速率为1843.2kbit/s。

表3DoA反向数据发送格式及等效数据速率

当然这个也是理论分析，实际的应用也是跟无线环境紧密相关。