第6周 10大经典题 (DO综合与VoIP)

第6周经典10题——DO综合与VoIP（1）HRPD Session是什么？有哪些状态？答：HRPD（High Rate Packet Data高速率分组数据）为1X EV-DO的“学名”。

话音业务的一次业务过程叫做Call，数据业务的一次业务过程叫做Session，以上网业务为例，其业务模型如下所示。

下图给出了三种状态之间的转移关系。

在空闲态，若建立空口连接、A8连接、A10 连接和建立PPP 连接，则转移到激活态。

在休眠态，若释放A10 连接和PPP 会话，则转移到空闲态。

在激活态，若释放空口连接和A8 连接，中断PPP 连接，保留PPP 会话，则转移到休眠态；若同时释放空口连接、A8 连接和A10 连接，并中断PPP 连接和清除PPP 会话，则转移到空闲态。

（2）C/I与Ec/Io的关系是什么样的？如何换算？答：DO的终端在前向链路上，能够得到的速率等级和所收到信号的载干比（C/I）成正比。

C/I与Ec/Io的关系与换算公式如下所示。

至于实例，下表为高通的一个仿真结果，可供参考（3）什么是UATI？其主要作用是什么？答：Unicast Access Terminal Identifier 单播接入终端标识。

在进行HRDP会话时，系统将为参与会话的AT分配唯一性的会话标识（地址标识），系统与AT通过会话标识来识别消息或数据的归宿。

UATI 是长度为128 位的终端地址标识或会话标识，它的高位默认为子网地址标识，低位作为终端在该子网内的地址标识。

UATI 与SectorID 的结构类似，UATI 在会话建立和子网变更时进行更新，而SectorID 在发生切换时进行更新。

（4）DO系统中，色码是什么？有什么作用？答：色码用于区分DO系统中不同的子网（Subnet），EVDO网络的Sector ID（128bit）格式如下：MCC：移动国家码，12比特。

MNC：移动网络号，12比特。

Prov：省编号，6比特。

Res：预留位，23比特。

IP Address: BSC的IP地址，32比特。

Color Code：色码，标识不同的Subnet，8比特。

Sector ID：标识子网下的不同Sector，24比特。

以上的Sector ID 格式可以全球唯一识别DOA网络中的Sector。

这种格式支持1个BSC下划分多个子网也支持多个BSC组成一个子网。

色码与子网的图示如下：（5）DO中的HARQ和提前终止技术是如何实现的？答：EVDO Rev.0 只在前向引入了HARQ 技术，EVDO Rev.A 系统在反向也引入了HARQ 技术。

传统的ARQ（自动重传请求）技术都有一个共同的缺点：只对错误帧进行重传，本身没有纠错功能。

为了节约系统资源，EVDO 系统采用了融合信道编码的检纠错功能与传统ARQ 重传功能的HARQ（混合自动重传请求）。

Type-I HARQ 将前向差错控制（Front Error Control，FEC）机制与ARQ 结合起来，对于收到的数据帧，先进行译码和纠错，若能纠错，则接收该数据帧；否则，丢弃该数据帧，同时发送NAK 应答，请求发送端重发该数据帧。

Type-I HARQ 只是简单地丢弃出错的数据帧，未能充分利用出错数据帧中包含的有用信息。

Type-II HARQ 保存无法正确译码的数据帧，并与收到的重传数据帧进行合并并译码，以提高正确译码的概率。

与Type-I HARQ 相比，实现Type-II HARQ 需要在接收端增加存储和合并处理能力。

具体实现时，EVDO 前向链路采用Turbo 编码，编码器输出码流由被编码的原始信息码流及其校验码流组成；在多时隙传送情况下，基站先发送原始信息码流，若终端正确译码，则返回确认消息ACK，基站提前中止传送后续码流；否则，终端返回NAK；系统收到NAK 后，重传其后续校验码流；终端继而对之前收到的原始信息码流与已收到的校验码流进行合并译码。

实现过程如下图所示。

Turbo 编码具有强大的纠错功能，进一步提高了HARQ 的纠错能力；提前中止技术的采用，使得大部分数据分组包在实际传送中所占用的时隙数少于为DRC请求速率所分配的最大时隙数；节约的时隙可以用于新的数据分组的传送，从而提高了前向链路资源的吞吐量以及系统频谱效率。

（6）EVDO采用速率控制技术的必要性何在？其在前向和反向分别是如何实现的？答：在CDMA2000 1X 系统中，中低速数据业务和语音业务是码分复用的，共享基站发射功率、码道和频率资源。

基站通过快速闭环功率控制技术补偿因信道衰落带来的影响，从而获得较高的频谱利用效率，对于中低速数据及语音业务而言，这是最佳的选择。

但是，对于高速分组数据业务，这种快速功率控制并不能保证系统具有很高的频谱利用效率，尤其是当高速分组数据业务与低速语音业务采用码分方式共享频率和基站功率资源时，系统效率会较低。

EVDO 前向链路优化的目标是：使得系统吞吐量最大化，在前向链路采用时分复用和多用户调度技术，而分组传送速率是多用户调度的一个关键参数，所以如何根据无线链路质量和系统资源状况，调整分组传送速率，就成为系统吞吐量性能改善所面临的重要问题。

EVDO 反向链路优化的目标是：使得当前服务扇区内所有用户的平均分组缓存队列长度尽量小，根据系统负载和终端缓存队列长度等因素，采用速率控制有助于提高反向链路无线资源的利用率。

同时考虑到EVDO的反向链路是码分多址的，需要采用功率控制以限制基站处多用户的干扰水平。

EVDO 反向链路速率控制结合功率控制机制，可以更好地保证多用户接入和系统吞吐量等方面的要求。

EVDO 前向链路速率控制的原理是：在每个时隙内，终端测量前向导频的信干噪比，估计下一个时隙内前向链路所能支持的最大传送速率，然后以速率请求的形式反馈给系统，系统按照该终端的请求速率来分配无线资源。

EVDO 前向链路以时隙为单位进行速率控制。

EVDO 反向链路速率控制的原理是：在每帧内，基站测量反向链路的ROT（Rise Over Thermal），根据ROT 计算出系统的当前负载水平（忙或非忙），并通知本小区所有终端；终端收到激活集中所有基站的负载信息后，进行组合判决系统是忙或是非忙，并结合其反向业务信道的当前传送速率及其速率转移概率、终端发送缓冲区的数据量大小和速率上限等共同决定下一帧的传送速率。

（7）DO系统中，T2P的概念非常抽象，应该如何理解？答：T2P （Traffic to Pilot业务信道相对于导频信道的功率）的作用最直观的理解就是确定当前子帧发包的包长大小和终止包数，进而确定数据包的发送速率和AT的发射功率，换句话说T2P 就是用来衡量AT 在当前子帧时刻的发包能力。

对于相同大小的数据包，AT 可以以高容量High Capacity （低功率发送，如FTP业务）模式或低时延Low Latency（高功率发送，如VoIP业务）模式发送，如下图所示。

DO Rev A的MAC层采用了T2P控制算法进行资源调度，T2P为系统资源，表示以某个速率把某个物理帧发送出去的时候需要多少资源，终端发送这个物理帧的功率用TxT2P表示。

为了有效控制TxT2P对基站负荷的影响，引入了令牌桶(Token Bucket)的概念，令牌桶是针对每个流来做的，每个流的流入（T2P Inflow）与流出（TxT2P）是个反馈系统，且T2P Inflow 是以基站的忙闲为自变量。

如下图所示。

当基站的底噪抬升ROT增加时，可以通过控制终端流出的资源（TxT2P）来减少对基站的影响，此时流入的资源T2P Inflow也要减小。

反向激活比特RAB用来标识基站的负荷，基站会定期测量实际的ROT值，如果在某个时刻测量的ROT比设定的门限高，则RAB=1，表示此时系统忙，此时终端将通过降低速率的方式来降低发射功率。

反之，RAB=0则表示基站不忙，此时终端可以加大发射功率。

（8）T2P的分配机制是如何实现的？答：DO系统中，不同业务对QoS 指标有不同的要求，对于BE（Best Effort）类业务，如FTP 和HTTP 等，可以容忍较高的端到端的传输时延，并且对吞吐量也不作要求。

AF（Assured Forwarding）类业务同BE 类业务的最大不同之处就是AF 业务对吞吐量有最低的要求。

EF （Expedited Forwarding）业务的典型应用是VoIP 和在线游戏，因而它对端到端的延迟要求较高，但是对于吞吐量和PER 的要求较低。

为了满足不同业务的QoS 要求，对不同类型业务T2P 的分配原则也就不一样。

由于EF 类业务（如VoIP）对时延要求比较严格，这就是说对于EF 类业务一旦上游有数据流到来就立即发送出去，即以小包的形式发送出去，这就要求有足够的T2P 资源随时可用。

AF 类业务对吞吐量有一定的要求，因而对于AF 类业务就要分配较多的T2P 资源，使它的发送包长维持在一个中等大小，从而保证其吞吐量。

针对BE 类业务的QoS 要求，对BE 类业务的T2P 资源的分配是根据负荷的变化而变化，发送包长也有很大的变化范围。

下图为T2P资源分配的一个示意图，可以明显看到，随着系统负荷的增加，3种不同类型业务的T2P资源分配有不同的变化趋势。

（9）EV-DO系统中QoS保障的必要性何在？怎么样实现不同业务的QoS保障？答：基于无线终端的各种实时多媒体应用的需求日趋广泛，如移动视频电话、VoIP和手机实时在线游戏等实时业务应用，对网络的时延、抖动及丢包率等性能指标都有不同的要求。

传统的1X数据分组网络只能提供基于尽力而为（Best Effort）服务原则，不能向用户提供有效的服务质量保障（QoS），因而需要一套完整地QoS机制，完成对分组无线接入网的实时业务服务质量的有效控制。

随着EV-DO RevA的提出，QoS的控制机制有了很大的提升，包括基于流的接纳控制、媒体接入控制、调度和QoS鉴权授权等QoS控制机制，从而为各种实时多媒体业务应用提供良好的业务平台。

EV-DO的QoS实现架构如下图所示。

与QoS的实现流程很复杂，其涉及的主要概念有：①Profile ID：当终端启动一个QoS应用时，会向AN（Access Network）发送QoS请求，这个请求包含了该应用的每个IP流所期望的Profile ID。

Profile ID用来标示一套QoS参数，例如所需带宽、时延和丢包率等。

②授权：收到QoS请求消息后，BSC判断消息中所带的Profile ID是否为允许的，如果允许，则接受该QoS请求消息，否则拒绝。

用户授权的Profile ID在AAA中配置。

③接纳控制：为保证QoS流的服务质量能够持续地得到保证，AN需要对QoS请求进行接纳控制，检查系统是否有足够的可用资源，包括空口带宽和Abis链路带宽等。