第8章-CDMA2000移动通信系统.doc

第8章 CDMA2000移动通信系统教学内容、难点等教学内容： CDMA2000系统的主要特点； CDMA2000 1X 网络结构，主要网元和接口功能； CDMA2000 1X 空中接口协议结构、物理信道及 功能； CDMA2000 1X EV-DO的特点及网络结构； CDMA2000 1X EV-DV的基本要求 教学要求 了解CDMA2000系统的主要特点； 掌握CDMA2000 1X 网络结构，主要网元和接口功能； 掌握CDMA2000 1X 空中接口协议结构、物理信道及功能； 掌握CDMA2000 1X EV-DO的特点及网络结构； 了解CDMA2000 1X EV-DV的基本要求。重点难点 掌握CDMA2000 1X 网络结构，主要网元和接口功能； 掌握CDMA2000 1X 空中接口协议结构、物理信道及功能； 掌握CDMA 2000 1X EV-DO的特点及网络结构；8.1 CDMA2000概述8.1.1 CDMA2000简介1995年5月美国电信工业协会（TIA，Telecommunication Industry Association）正式颁布了窄带CDMA标准（IS-95A），它是CDMA标准系列中第一个投入商用的标准。IS-95A标准在一个业务信道上只能使用一个扩频码。为了满足更高速率数据业务的需求，于1999年3月完成IS-95B标准的制定。IS-95B的目标是在一个业务信道上可连续使用8个码字，通过对物理信道的捆绑应用，使得系统可以提供的最大比特速率达115.2kbit/ s。不过因为要将8个信道的资源分配给一个用户使用，IS-95B的商用系统很少。通常IS-95A和IS-95B总称为IS-95。一般把基于IS-95标准系列的CDMA系统称为CDMAOne系统。人们习惯将CDMAOne系统称为IS-95 CDMA系统，很少使用CDMAOne系统这个名称。CDMA2000是美国电信工业协会（TIA）标准组织提出的第三代CDMA移动通信系统的技术建议，是IMT2000系统的三大主流技术标准之一，也是IS-95标准向第三代移动通信系统演进的技术体制方案。实现CDMA2000技术体制的正式标准名称为IS-2000，由TIA制定，并经3GPP2批准成为第三代移动通信系统的空中接口标准。CDMA2000技术体制向下兼容IS-95系统。CDMA2000代表一个体系结构，可以表示一系列的子标准或不同版本的CDMA2000标准。CDMA2000也可以代表空中接口所采用的技术。CDMA2000系统的一个载波带宽为1.25MHz。如果系统分别独立使用每个载波，则称为CDMA2000 1X 系统；如果系统将3个载波捆绑使用，则称为CDMA2000 3X系统。CDMA2000 3X是与CDMA2000 1X 一起提出的规范，但由于各种原因，在这个领域开展的研究很少，厂商和运营商都没有选用这个系统，而CDMA2000 1X 系统已经在世界上多个国家和地区投入商用。8.1.2 CDMA2000 1X 特点 CDMA2000 1X 是CDMA2000移动通信系统发展的第一阶段。其对应的协议版本为CDMA2000 Release 0、CDMA2000 Release A以及CDMA2000 Release B。相比IS-95系统，CDMA2000 1X 系统在空中接口部分引入的新技术如下。(1)前向链路采用快速功率控制移动台向基站发出调整基站发射功率的指令，闭环功率控制速率可以达到800Hz，这样可以对功率进行更为精确的调整。降低了前向链路的干扰，可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平，从而降低移动台信噪比要求，最终可以起到增大系统前向信道容量、节约基站耗电的作用。(2)增加了反向导频信道基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射，再用Rake接收机实现相干解调。与IS-95采用非相干解调相比，提高了反向链路性能，降低了移动台发射功率，提高了反向链路容量。(3)前向链路采用发射分集技术前向链路采用发射分集技术有两种方式：正交发射分集(OTD)和空时扩展(STS)。前者是先分离数据流，再用不同的正交Walsh码对两个数据流进行扩频，并通过两个发射天线发射。后者使用空间两根分离天线发射已交织的数据，使用相同的原始Walsh码信道。发射分集技术提高了系统的抗衰落能力，改善了前向信道的信号质量。系统容量也会有进一步的增加。 (4)前向链路引入快速寻呼信道基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令，决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗状态的睡眠状态。移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道，可减少移动台激活时间，减小了移动台功耗，提高了移动台的待机时间。 (5)编码采用Turbo码CDMA2000 1X 中，数据业务信道可以采用Turbo编码，Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道。 (6)灵活的帧长CDMA2000 1X 支持5ms、l0ms、20ms、40ms、80ms和160ms多种帧长，根据不同类型信道选择不同帧长。 (7)定义了新的接入方式新的接入方式既兼容IS-95的接入模式，又对IS-95的不足进行了改进，可以减少呼叫建立时间，提高接入效率，并减少移动台在接入过程中对其他用户的干扰。8.1.3 CDMA2000网络的演进1. 无线侧的演进CDMA2000 1X 系统的下一个发展阶段称为CDMA2000 1X EV，其中EV是Evolution(演进)的缩写，也是目前国际上研究的重点，意指在CDMA2000 1X 基础上的演进系统。不仅要和原有系统保持后向兼容，而且要能够提供更大的容量，更佳的性能，满足数据业务和语音业务的需求。CDMA2000 1X EV又分为两个阶段：CDMA2000 1X EV-DO 和CDMA2000 1X EV-DV。DO指Data Only或Data Optimized。DV是Data and Voice的缩写。CDMA2000 1X EV-DO 通过与语音业务不同的独立载波提供高速数据业务。其前向链路的主要特点是在CDMA技术的基础上引入了TDMA技术，采用了动态功率控制、快速自适应的调制编码、灵活的调度算法和快速小区交换等技术，从而大幅度提高了数据业务的性能。在实际使用中，CDMA2000 1X EV-DO 系统需要使用独立的载波，虽然对资源的控制相对简单，语音业务和高速数据业务之间没有影响，但是，CDMA2000 1X EV-DO 不能兼容CDMA2000 1X 。移动台也需要使用双模方式来支持语音和数据，不能实现语音业务和高速数据业务之间的资源共享。为了克服CDMA2000 1X EV-DO 技术在兼容方面的缺点，CDMA2000 1X EV-DV采用了后向兼容思路，既可以与1X系统共存在同一个载波中，同时也提高了数据业务的速率和语音业务的容量。CDMA2000 1X EV-DV综合了CDMA2000 1X 和CDMA2000 1X EV-DO 的优点，在1.25MHz的带宽内同时提供语音和分组数据业务。2. 网络侧的演进CDMA2000网络向ALL-IP演进分为4个阶段。（1） Phase 0和Phase l阶段基于传统电路模式的无线网络，支持电路交换技术和初始分组交换技术。提供对分组数据会话的切换功能，支持电路域语音业务和分组域数据呼叫同时进行的并发业务，无线接入网侧业务信令采用IP方式传输。（2） Phase 2阶段也称为传统MS域（LMSD，Legacy MS Domain)阶段，核心网络引入软交换思想、基于呼叫控制和承载分离原则，用分组网技术替换时分多路复用(TDM ，Time Division Multiplexing)技术，将传统的电路域移动交换机(MSC ，Mobile Switching Center)分离为移动交换中心仿真(MSCE ，Mobile Switching Center Emulation)和媒体网关(Media Gateways，MGW)两个功能实体，MSCE提供呼叫控制和移动性管理功能，MGW提供媒体承载和编解码转换功能。（3） Phase 3阶段也称为多媒体域(Multimedia Domain)阶段，包含两个子系统：分组数据子系统(PDS ，Packet Data Subsystem)和IP多媒体子系统(IMS ，IP Multimedia Subsystem)，PDS为IP多媒体子系统提供可靠的IP承载通道，IMS为CDMA2000网络提供移动多媒体相关业务。3G业务统一基于一个ALL-IP架构上来实现，业务实现形式变得更加容易和丰富。Phase3为网络融合提供了很好的契机，分别基于3GPP2和3GPP标准的移动网络可以实现融合，而且移动网络也可以实现与固定网络的融合。8.2 CDMA2000 1X 网络8.2.1 CDMA2000 1X 网络结构1 CDMA2000 1X 网络结构（1）CDMA2000 1X 系统网络组成基于ANSI-41核心网的CDMA2000 1X 系统网络结构如图8-1所示，网络结构由四部分组成。图8-1 CDMA2000 1X 系统的网络结构 移动台（MS）移动台（MS，Mobile Station），通过空中接口为用户提供服务的设备，按照不同的射频能力，移动台可以分为车载台，手提式及手机3种类型。 无线网络（RN）无线网络（RN，Radio Network），为移动用户提供服务的无线接入点，实现无线信息传输到有线信息传输的互换，完成无线资源的管理和控制，并与网络交换系统交换信息，包括有基站收发信机（BTS，Base Station Transceiver）、基站控制器（BSC，Base Station Controller）和分组控制功能（PCF，Packet Control Function）。 网络交换系统（NSS）网络交换系统（NSS，Network Switching System），分为电路域和分组域两部分，为移动用户提供基于电路交换和分组交换的业务，所有的业务都在无线网络中分流。核心网电路域与IS-95一样，包括BTS、BSC、MSC/VLR和HLR/AUC等网元。网络结构中核心网分组域新增的网元为分组数据服务器（PDSN，Packet Data Serving Node）、归属代理（HA，Home Agent）、鉴权授权与计帐服务器（AAA，Authentication Authorization and Accounting）。 操作维护系统（OMS）操作维护系统（OMS，Operation and Maintennce System），提供在远端操作、管理和维护CDMA网络的能力，包括有网络管理中心（NMC，Network Management Centre）和操作维护中心（OMC,Operation and Maintaenance Centre）两部分。（2）新增模块及功能相对于IS-95网络，CDMA2000 1X 网络中新增模块及功能如下。分组控制功能（PCF）PCF通常作为无线网络设备设置于基站控制器(BSC)内，也可以与BSC同址外置。作为实现分组业务所必备的功能单元，主要用来建立、保持和终结至PDSN的连接，与PDSN之间进行互操作支持休眠切换，用来保持无线资源状态(如激活、休眠等)，缓存和转发由PDSN到达的分组数据，请求无线资源管理等等。分组数据服务器(PDSN)PDSN是连接无线网络(RN)和分组数据网的接入网关。主要功能是提供移动IP服务，使用户可以访问公共数据网或专有数据网。PDSN可以为每一个用户终端建立、终止点对点协议（PPP，Point to Point Protocol）连接，以向用户提供分组数据业务。PDSN与RADIUS服务器配合向分组数据用户提供认证功能、授权和计费功能。PDSN从AAA服务器接收用户的特性参数，从而区分不同业务和不同安全机制。 归属代理（HA）HA提供用户漫游时的IP地址分配、路由选择和数据加密等功能，主要负责用户分组数据业务的移动管理和注册认证，包括鉴别来自移动台的移动IP的注册信息，将来自外部网络的分组数据包发送到外地代理(FA)，通过加密服务建立、保持或终止FA与PDSN之间的通信，接收从鉴权授权与计帐服务器（AAA)得到的用户身份信息，为移动用户分配动态或静态的归属I P地址等。鉴权授权与计帐服务器（AAA）AAA主要负责管理分组交换网的移动用户的权限，开通的业务，提供身份认证、授权以及计费服务。因为AAA主要采用的协议为RADIUS，AAA有时也被称为RADIUS服务器。2. CDMA2000 1X 接口简介IS-2000是CDMA2000技术的接口标准或规范，定义了MS和BSC之间的接口。IS-2000物理层规范定义了无线传输部分的内容，包括频率参数、扩频参数、系统定时、射频调制、差错控制及物理信道的配置参数等。IS-2001是第三代移动通信系统采用的互操作性规范，定义了无线网络与网络交换系统的接口，如BSC与MSC的接口、PCF与PDSN及BSC与PCF等等。MSC/VLR与HLR/AUC之间的接口基于ANSI-41协议。BTS在小区建立无线覆盖区域用于移动台通信，移动台可以是基于IS-95或CDMA2000 1X 制式的手机。BSC可对多个BTS进行控制，Abis接口用于连接BTS和BSC，A1接口用于MSC与BSC之间的信令信息，A2接口用于传输MSC与BSC之间的语音信息，A3接口用于传输BSC与业务数据单元（SDU，Service Data Unit）之间的用户业务（包括语音和数据）和信令，A7接口用于传输BSC之间的信令，支持BSC之间的软切换。电路域完成用户基于电路交换技术的传统服务，如语音业务、低速的电路数据业务等，同时提供这些服务所需的呼叫控制、移动性管理和用户管理等功能。PCF用于转发无线子系统和PDSN分组控制单元之间的信息，PDSN节点为CDMA2000 1X 接入Internet的接口模块。A8接口用于传输BSC和PCF之间的用户业务，A9接口用于传输BSC和PCF之间的信令信息，A10和A11接口都是无线接入网和分组核心网之间的开放接口，A10接口用于传输PCF和PDSN之间的用户业务，A11接口用于传输PCF和PDSN之间的信令信息。PCF和PDSN通过支持移动IP的A10、A11接口互连，可以支持分组数据业务传输。3. 分组业务协议栈CDMA2000分组数据网大量采用已有的IP技术，分组核心网逻辑实体及相关接口基于IETF协议集。CDMA2000网络中常用的因特网工程任务小组（IETF）协议集为PPP、IPSec、IKE、隧道协议、传输协议(如TCP、UDP)、RADIUS协议等，详细描述请参见相关IETF协议。CDMA2000分组数据网大量采用已有的IP技术，通过在原有网络组成结构中引入分组控制功能(PCF)和分组数据服务节点(PDSN)实现数据传输服务。分组核心网协议接口包括R-P接口（RAN与PDSN的接口），P-P接口（相邻的PDSN间接口）和Pi接口（PDSN与因特网间的接口），所采用协议均为IETF协议。当采用简单IP时，图8-2描述了系统提供分组业务时的协议栈结构。 图8-2 CDMA2000 1X 分组业务的数据传送协议（简单IP）R-P接口连接RAN与PDSN，完成无线到有线的转换，由IS-2000的互操作接口规范定义，即A10和A11，二者分别用于传输PCF与PDSN之间的业务数据和信令消息。PPP通常用于低速的点对点连接，在MS和PDSN间实现IP协议。PDSN为每一个用户终端建立和终止PPP连接，向用户提供分组数据业务。从PPP和IP的角度来讲，RAN仅提供一个信息传送通道。当采用移动IP时，用户数据、控制信令及IKE传送的协议栈如图8-3和图8-4所示。在图8-3中，PDSN与HA采用隧道传送，利用IPSec协议对业务数据、控制信令及IKE信息提供保护。可以通过Pi协商并实现HA与FA之间隧道。在图8-4中，采用UDP传送移动IP的信令消息，IKE用于建立PDSN与HA之间的安全关联（SA，Security Association），负责安全参数的更新。 图8-3 CDMA2000 1X 分组业务的数据传送协议（移动IP） 图8-4 CDMA2000 1X 分组业务的信令及IKE传送协议（移动IP）8.2.2 IP技术在CDMA2000 1X 中的应用CDMA2000 1X 提供了简单IP和移动IP两种分组业务接入方式。（1） 简单IP基于简单IP的CDMA2000分组数据网的网络结构如图8-5所示。授权与计帐服务器（AAA），即鉴权、授权与计费服务器，选用RADIUS协议来实现，用于在呼叫建立时，对分组数据用户进行鉴权和授权，判决用户的合法性以及哪类业务对用户是开放的，负责呼叫过程中采集分组数据计费信息。图8-5 简单IP接入网络结构 简单IP的呼叫流程简述如下：移动台首先与无线接入网络（RAN）建立空中接口连接。RAN向PDSN请求建立链路层连接，PDSN收到请求后，发出响应消息，并与移动台建立链路层连接。PDSN向拜访地AAA发送接入请求，启动认证过程。AAA完成认证后，向PDSN返回接入允许消息。PDSN与MS建立PPP连接，移动用户连接至业务提供网络，开始分组数据的传输。（2） 移动IP实现移动IP接入网络结构如图8-6所示，移动IP业务主要涉及的功能实体有：移动台（MS）、分组数据节点（PDSN）、归属代理（HA）、鉴权、授权与计帐服务器（AAA）。就网络结构而言，简单IP仅比移动IP少一个HA。 图8-6 移动IP接入网络结构 归属代理（HA）实际上是MS在归属网中的一个路由器，至少有一个接口在归属网络，用于维护移动台的当前位置信息，负责建立MS的IP地址和转发地址关系。当移动台离开注册网络后，需要向HA进行登记，HA在收到发往移动台的数据包时，通过HA与MS的转发地址之间的隧道将数据包送往MS，完成移动IP功能。外地代理（FA）可以是移动台拜访网络的一个路由器，对已在HA登记的MS提供IP地址转发和IP选路服务。CDMA2000 1X 网络中由PDSN承担着FA的功能，它为CDMA2000 1X 移动台提供拜访Internet或Intranet的服务。与简单IP相比，移动IP网络中增加的HA具有公共的IP地址并且可不位于一个专用网之内。移动用户通过PDSN/ FA到HA注册，并从HA获得IP地址，通过在PDSN/ FA和HA之间建立一条单向(从HA到PDSN)的业务隧道，之后就可以访问互联网络。与简单IP的呼叫流程不同，移动IP呼叫过程中，在PPP连接建立之后，MS向PDSN发出移动IP请求信息。PDSN再次启动认证过程，通过拜访AAA向归属AAA发出接入请求信息。认证完成后，PDSN向HA发出移动IP请求消息，并把接收到的响应消息转发给MS。最终在PDSN与MS之间建立IP连接。无线网络技术和IP技术的融合是一个必然的发展趋势，CDMA2000 1X 也不例外。目前移动用户使用最多的还是简单IP的接入方式，通过简单IP实现网页浏览、收发E-mail等。如果移动用户使用移动IP接入方式，移动用户可以方便地获得定位业务、实时被叫、移动ICQ、移动电子商务等服务。随着新业务的推广，由于简单IP技术自身的局限性，移动IP技术必将获得广泛应用。8.2.3 CDMA2000 1X 空中接口1. CDMA2000 1X 空中接口的协议结构CDMA2000 1X 空中接口的协议结构中包括物理层、数据链路层及高层，其中数据链路层又分为媒体接入控制子层(MAC)和链路接入控制(LAC)子层。CDMA2000 1X 空中接口的协议分层结构是在开放系统互连参考模型（OSI，Open System Interconnect）的七层基础上合并而来的，高层对应于OSI的37层。CDMA2000 1X 空中接口的协议结构如图8-7所示。图8-7 CDMA2000 1X 空中接口协议结构各层的主要功能简述如下。(1)物理层物理层处于CDMA2000 1X 空中接口协议体系的最低层，由一系列前向物理信道和反向物理信道组成，通过各种物理信道完成高层信息与空中无线信号之间的相互转换。物理层的协议详细定义了空中接口物理传输部分的内容，主要包括CDMA系统定时规定、频率参数、射频输出参数、编码与扩频等调制参数、差错控制技术和各种反向、前向物理信道的规范等。 物理信道是移动台和基站之间承载信息的路径。逻辑信道是移动台和基站之间协议层中的通信路径。通过把信息分成不同的组构成一个逻辑信道。图8-7中物理信道用大写字母命名，逻辑信道用小写字母命名。逻辑信道的信息最终要在一个或多个物理信道上运载。逻辑信道与物理信道的映射关系可以是永久性的，也可以仅仅在一个呼叫期间内进行定义，如表8-1所示。表中f/r-csch表示前/反向公共信令信道,f/r-dsch表示前/反向专用信令信道,f/r-dtch表示前/反向专用业务信道。比如，f-csch承载的信息可以映射到前向同步信道 (F-SYNCH)，前向寻呼信道(F-PCH)，以及前向广播控制信道(F-BCCH)。表8-1 逻辑信道与物理信道的映射关系(2) 数据链路层MAC子层是为了适应更大的带宽需求以及处理多种业务的需要，根据LAC子层不同业务实体的要求对物理层资源进行管理与控制，并负责提供LAC子层业务实体所需的QoS级别。MAC层与物理层的定时是同步的，MAC层必须按照物理层信道的定时要求，及时地利用物理层中特定的信道发送、接收数据。LAC子层具有与物理层独立的链路管理与控制，通过自动重复请求（ARQ）等方式保证高层的QoS级别。与信令消息相关的主要功能是保证高层的信令在无线信道上的正确传输和发送，完成信令信息的打包、分割、重装、寻址、鉴权以及重传控制。(3)高层CDMA2000 1X 空中接口是三层结构的协议体系，有时也将高层称为第三层。它通过LAC子层提供服务，按照协议所规定的语法和定时关系来发送和接收MS与BS之间的信令消息，以便于高层实现特定的应用服务。高层协议侧重于描述系统控制信息 (信令)的交互。2. CDMA2000 1X 物理信道CDMA2000 1X 的物理信道从传输方向上分为前向信道和反向信道两大类，前向信道从基站到移动台，反向信道从移动台到基站。根据物理信道是针对多个移动台还是针对某个特定移动台分为公共信道和专用信道两大类。下面主要介绍Release C之前的信道。（1）前向链路物理信道图8-8 CDMA2000 1X 前向链路物理信道结构前向链路中的导频信道包括前向导频信道(F-PICH，Forward Pilot Channel)、发送分集导频信道(F-TDPICH，Forward Transmit Diversity Pilot Channel)、辅助导频信道(F-APICH，Forward Auxiliary Pilot Channel)和辅助发送分集导频信道(F-ATDPICH，Forward Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel)。它们所承载的都是未经调制的扩频信号，作用是使基站覆盖范围内的移动台可以获得基本的同步信息。前向同步信道(F-SYNCH，Forward Sync Channel)用于传送同步信息，在基站覆盖的范围内，处于开机状态的移动台利用它来获得初始的时间同步。前向寻呼信道(F-PCH，Forward Paging Channel)供基站在呼叫建立阶段传送基站系统信息和控制信息。前向广播控制信道(F-BCCH，Forward Broadcast Control Channel)用来发送系统开销信息和一些广播消息。前向公共控制信道(F-CCCH，Forward Common Control Channel)用于在未建立呼叫时，基站用来给整个覆盖区的移动台传递系统空中信息以及传给移动台的特定信息，如寻呼消息。前向公共控制信道是经过卷积编码、码序列重复、交织、扰码、扩频和调制的信号。前向快速寻呼信道(F-QPCH，Forward Quick Paging Channel)供基站来通知工作于时隙模式且处于空闲状态的移动台，是否应该在下一个F-CCCH或F-PCH的时隙上接收F-CCCH或F-PCH。这样，移动台可以不必去监听没有相关消息的时隙，延长移动台的待机时间。前向公共功率控制信道(F-CPCCH，Forward Common Power Control Channel)用于基站对多个反向公共控制信道(R-CCCH)和反向增强接入信道(R-EACH)进行功控，从而实现在移动台接入时对其接入功率进行控制。前向公共指配信道（F-CACH，Forward Common Assignment Channel）用于快速响应反向链路的信道分配，支持反向链路的随机接入。前向专用控制信道（F-DCCH，Forward Dedicated Control Channel）针对特定的移动台在某次呼叫中传递用户和信令信息。前向基本信道(F-FCH，Forward Fundamental Channel)用于特定的基站传输用户和信令信息。每个前向业务信道分配一个前向基本信道。前向辅助信道(F-SCH，Forward Supplemental Channel)适用于RC3RC9，用于通话过程中向特定的移动台传送用户信息。其中RC（无线配置）是根据前向和反向业务信道不同的物理层传输特性进行的分类，每种RC支持一种数据速率。前向码分辅助信道(F-SCCH，Forward Supplemental Code Channel) 适用于RC1和RC2，用于通话过程中向特定的移动台传送用户信息。其中为公共信道，为专用信道。（2）反向链路物理信道反向链路物理信道的分类结构如图8-9所示。图8-9反向链路信道结构 反向导频信道(R-PICH，Reverse Pilot Channel) 是一个移动台发射的未调制扩频信号，用于辅助基站进行相关检测。在CDMA2000 1X 系统中，增加了反向导频信道(R-PICH)，使得反向链路可以进行相干解调。反向接入信道(R-ACH，Reverse Access Channel)是移动台用来发起同基站的通信或者响应基站发来的寻呼信道消息。接入信道由接入试探组成，一个接入试探由接入前缀和一系列接入信道帧组成。反向增强接入信道(R-EACH，Reverse Enchanced Access Channel)用于移动台初始接入基站或基站响应移动台信令消息，它采用了随机接入协议，可能用于以下三种接入模式：基本接入模式、功率受控接入模式和预留接入模式。 反向公共控制信道(R-CCCH，Reverse Common Control Channel)用于在没有使用反向业务信道时向BS发送用户信息和信令。 反向基本信道(R-FCH，Reverse Fundamental Channel)主要承载话音业务以及信令信息，与IS-95系统是后向兼容的。反向专用控制信道(R-DCCH，Reverse Dedicated Control Channel)功能与F-DCCH类似。用于传送低速的小量数据或相关控制信息，比较适合于突发方式的数据，但不支持语音业务。反向辅助信道(R-SCH，Reverse Supplemental Channel)功能与F-SCH相似，用于在通话中向BS发送用户信息。反向辅助码分信道(R-SCCH，Reverse Supplementary Code Channel)功能与F-SCCH相似，用于在通话中向BS发送用户信息。其中为公共信道，为专用信道。8.3 CDMA2000 1X EV-DO 8.3.1 CDMA2000 1X EV-DO 特点CDMA2000 1X EV-DO 概念开始是由Qualcomm公司于1997年8月向CDMA发展组织(CDG，CDMA Development Croup)提出的高速数据速率(HDR，High Data Rate)技术。随着技术的成熟，2000年3月，3GPP2成立了针对HDR的工作组并开始标准化工作，1X EV的名称是在制定标准的过程中得到的，同年10月，1X EV-DO的标准获得通过，在TIA/ EIA中编号为IS-856，在3GPP2中编号为C. S0024。2001年12月，CDMA2000 1X EV-DO 成为CDMA 2000家族的一员，为IMT-2000标准之一，由3GPP2命名为高速分组数据(HRPD，High Rate Packet Data)。CDMA2000 1X EV-DO 主要针对的是数据业务，为了和CDMA2000 1X 的话音业务区别，CDMA2000 1X EV-DO 规范中没有使用基站(BS)和移动台(MS)这两个概念，而是采用了接入网络（AN：Access Network）和接入终端（AT：Access Terminal）的概念。为了避免使用过多的术语，后面我们不区分AN/ AT与BS/ MS之间的差别。CDMA2000 1X EV-DO 系统在频宽为1. 25MHz的载波上，前向数据速率最高可达2. 4Mbit/ s，反向可达153.6kbit/s。其特点如下：前向链路采用时分复用CDMA2000 1X EV-DO 系统充分利用了数据通信业务的不对称性和数据业务对实时性要求不高的特征，前向链路设计为时分多址方式，不同用户在不同时刻接受服务。当用户没有数据传输时，就不必给用户分配信道。在反向链路上，采取码分多址方式。速率控制技术在前向链路上，发射功率保持不变，即不再采用功率控制，而是采用速率控制，是1X EV-DO特有的技术。终端根据当前的无线环境向基站申请最佳的传输速率，基站根据服务范围内终端的总体情况快速调整数据发送速率，保证终端尽可能快速地接收信息。反向链路仍然采用和CDMA2000 1X 一样的开环、闭环反向功率控制。自适应调制编码技术CDMA2000 1X EV-DO 系统能根据信道变化情况快速调整编码调制方案，获得任何时刻所可能达到的最大速率，从而能够充分利用空中链路资源，满足用户需求。系统根据前向链路的传输质量，自适应地采用不同的编码和调制方式，充分利用系统资源来满足用户的需求。调度算法在基站中，由一种调度算法决定下一个时隙分配给哪个终端使用。这样，在保证系统综合性能最优的同时，合理安排各终端的业务请求，保证所有用户都能获得适当的服务。虚拟软切换在CDMA2000 1X EV-DO 系统中，由于前向链路速率高、功率大和实时数据业务等特点，前向链路的业务信道上没有采用软切换技术，采用的是快速小区交换技术，称为虚拟软切换。而在前向链路的控制信道以及反向链路上，系统仍采用软切换技术，以保证较好的通信质量。射频部分的继承性CDMA2000 1X EV-DO 与IS-95、CDMA2000 1X 具有相同的射频特性、码片速率、功率要求、覆盖区域。CDMA2000 1X EV-DO 系统可以共享CDMA 1X射频部分，但需要增加相应的CDMA2000 1X EV-DO 专用载频。CDMA2000 1X EV-DO 能平滑地从CDMA2000 1X 升级，从而最大限度地保护了运营商的现有投资。组网灵活IS-95和CDMA2000 1X 核心网均基于ANSI-41网络结构，而CDMA2000 1X EV-DO 基于IP网络结构，并支持和1X之间的切换。对于只需要分组数据业务的用户，可以基于IP单独组网；同时需要语音和数据业务的用户，可以与IS-95和CDMA2000 1X 混合组网。8.3.2 CDMA2000 1X EV-DO 网络结构CDMA2000 1X EV-DO 网络由接入终端（AT，Access Terminal）、无线接入网(RAN，Radio Access Network)、分组核心网(PCN，Packet Core Network)等逻辑实体组成。接入终端与无线接入网间通过空中接口（Um）相连，无线接入网与分组核心网间通过A接口相连，分组核心网与外部IP网络通过Pi接口相连，如图8-20所示。 图8-20 CDMA 1X EV-DO网络结构从网络结构上看，CDMA2000 1X EV-DO 网络结构与CDMA 2000 1X 网络结构基本相同，所不同的是CDMA 2000 1X 网络为数据业务专用网络，不存在电路核心网，不支持电路型语音业务；从接口协议上看，CDMA2000 1X EV-DO 定义了新的Um接口协议，A接口与CDMA 2000 1X 网络基本相似，分组核心网内部接口协议、与外部IP网络的接口协议与CDMA 2000 1X 网络基本相同。1. 接入终端（AT）接入终端（AT）是提供给用户数据连接的一种设备，等同于IS-95A/CDMA2000 1X 系统中移动台(MS，Mobile Station)的概念，用户可以把接入终端作为调制解调器与计算机连接，也可以直接使用支持分组数据业务的接入终端访问分组数据网。 接入终端的组成如图8-21 所示，包括移动设备（ME ，Mobile Equipment）和用户识别模块（UIM ，User Identity Module）两部分，ME 由终端设备2（TE2，Terminal Equipment ）和移动终端2（MT2，Mobile Terminal 2）组成。图8-21 接入终端的组成l UIM 作为用户数据和签约信息的存储及处理模块，通过内部接口与MT2相连。l MT2 作为网络通信设备，可以是手机等移动终端，通过Um 接口与RAN相连。l TE2 作为数据终端处理设备，可以是手机或便携机，通过Rm 接口与MT2 相连。根据Rm协议模型的不同，可以处理不同形式的分组数据。如果采用中继层协议模型，MT2相当于一个调制解调器，通过外部接口与便携机相连，典型应用即为数据卡。如果采用网络层协议模型，MT2相当于一个路由器，除具有调制解调功能外，还可以单独提供分组数据业务，典型应用即为手机。AT与RAN之间通过Um接口相连，为分组数据业务及信令消息提供可靠的、高效的无线传送通道。2. 无线接入网无线接入网提供接入终端与核心网间的无线承载，负责建立和维护无线信道、进行无线资源管理和移动性管理，完成会话控制功能。AT通过信令消息与PCN 进行业务信息的交互。无线接入网结构如图8-22所示，包括接入网（AN，Access Network，）、分组控制功能（PCF，Packet Control Function）和接入网鉴权/授权/计费（AN-AAA ，AN-Authentication，Authorizationand Accounting）等功能实体。A12和A13接口是CDMA2000 1X EV-DO 新增接口，A8、A9、A10和A11接口的定义与CDMA2