CDMA2000基本原理-4EV-DO

EVDO前向信道
前向信道物理层将MAC层分组按指定速率构造物理层数据分组，根据 对应的参数配置表（时隙数、调制编码方式及序列重复次数等），对各 数据分组进行编码、序列重复、扩频、调制和加载波等处理，最后从空 中接口发送出去。 前向信道划分 ：
EVDO前向信道
前向信道由导频信道、MAC信道、业务信道和控制信道组成，MAC信 道又分为反向活动（Reverse Activity，RA）子信道、反向功率控制（ Reverse Power Control，RPC）子信道和 DRCLock子信道。 导频信道用于系统捕获、相干解调和链路质量的测量； RA用作系统反 向负载的指示；RPC承载反向业务信道的功率控制信息；DRCLock指示 系统是否正确接收DRC信息；控制信道用于承载系统控制消息；业务信 道则用于承载物理层数据分组。 DO的前向信道采用时分与码分结合的方法进行区分，Pilot、MAC、 Control和Traffic信道采用时分机制，MAC信道中的Reverse Power Control和ARQ采用时分后再与Reverse Activity、DRCLock信道采用码 分机制。
前向信道
W064
EVDO前向各信道作用
接入终端监视Pilot信道，以选择信号最 强小区及接入速率 RA信道通知终端反向链路负荷是否过 高；若是的话，通知终端降低速率 RPC承载反向业务信道的功率控制信息 DRCLock指示系统是否正确接收DRC消息 控制信道为空闲态终端携带开销消息， 同时亦可携带业务数据
EVDO空中接口协议栈模型
EVDO空中接口协议栈模型
EVDO空中接口协议层组成
EVDO空中接口由七个协议层组成，从下到上依次为物理层、MAC层 、安全层、连接层、会话层、流层和应用层，如图 2-1所示。各协议层 按功能划分，而非按承载划分，各层之间没有严格的上下层承载关系 ：在时间上，各层协议可以同时存在，不存在严格的先后关系；在数 据封装上，业务数据自上而下进行封装，可以跨越部分协议层。
连接层
连接层完成系统的捕获、连接的建立/维持/释放、连接状态下的移动 性管理和链路控制、以及对会话层数据分组的复用和对安全层数据分 组的解复用功能。 其中，无线链路管理协议用于维护 AT与 AN之间的无线链路状态；初 始化状态协议规定了终端接入网络的过程及消息；空闲状态协议定义 了终端在已成功捕获网络但连接尚未打开时所遵循的流程及消息；连 接状态协议定义了连接打开后 AT与 AN通信所需消息及交互过程；路 径更新协议完成对终端位置的跟踪、维护及其跨扇区移动时的无线链 路维护等功能；分组合并协议完成对会话层数据分组的复用和对安全 层数据分组的解复用功能。
物理层
物理层规定了前反向物理信道的结构、输出功率、数据封装、基带及 射频处理和工作频点等。其中，基带及射频处理包括调制编码、编解 码、序列重复、交织、信道复用、基带成形、加载波等步骤。
MAC层
MAC层完成对物理信道的访问控制功能。其中，控制信道MAC协议规 定了控制信道的传送方式和时序要求，接入信道MAC协议规定了终端 接入系统的方式和长码（Long Code）生成方式，前向业务信道MAC协 议规定了前向业务信道的速率控制和复用/解复用方式，反向业务信道 MAC协议规定了反向业务信道的捕获和速率选择机制。
EVDO空中接口信息传送方式
空中接口会话定义了AT与AN之间的通信环境，它包括会话主体和会话 配置两部分。会话主体是AT和 AN：网络一旦建立起来，作为空口会话 主体的AN一方也随之确定下来，AN的地址信息由扇区标识（Sector Identifier）提供；AN可同时与多个AT之间存在空口会话，为了区分空 口会话主体的另一方AT，会话时 AN将为 AT分配唯一性的终端地址标 识（Unicast Access Terminal Identifier， UATI）或会话标识（Session Identifier）。话配置是指AT与 AN通信时所使用的协议及其参数：在会 话刚建立起来时，AT与AN之间立即进行协议类型及其配置的协商，也 可以采用缺省配置；在会话期间，根据用户或业务的不同属性，允许对 会话的相关协议类型及其配置进行协商，但是协商结果在下次连接建立 后才开始生效。 空中接口连接是指为 AT分配前反向业务信道及其对应的MAC信道。连 接建立可以伴随着空接口的鉴权过程；连接期间则伴随着导频集的维护 和物理信道 MACIndex的指配过程。
会话层、流层、应用层
会话层完成空口会话的建立、维持和释放功能。其中，会话管理协议 负责会话层其他协议的激活、会话 KeepAlive和会话的关闭，地址管理 协议负责会话终端的地址分配，会话配置协议负责与会话相关的协议 类型及其属性的协商和配置。注意，OSI协议模型中的会话层是端到端 的，而 EVDO空口的会话层只针对接入层面。 流层完成应用层数据和信令流的QoS标识功能，将单个或多个应用层分 组流（Flow）合成为流层的径流（Stream）。 应用层完成分组应用和信令应用数据分组的收发及其控制功能。
EVDO空中接口信息传送方式
EVDO空中接口信息传送方式
上述通信接口只是规定了EVDO空中接口协议之间的通信方式，而没有 规定空中接口信息的传送方式。EVDO在传送空中接口信息时，首先必 须建立和配置空中接口会话（Session）的环境，然后建立空中接口连接 （Connection），最后按照分组数据单元（Packet Data Unit，PDU） 格式进行数据传送。PDU在空中接口的不同协议层有不同的定义，如 MAC层的 PDU以数据分组（Packet）为最小单位；在物理层，PDU可以 是由一个或多个数据分组构成的分组包囊（Capsule）。
EVDO空中接口信息传送方式
在一次会话期间，可以多次建立或释放空中接口连接。一次会话的最大持 续时间缺省值是54小时，如果在此时间内AT与AN之间没有信息交互而导 致超时，会话将被关闭。会话关闭后，如果双方想发送数据给对方，就必 须重新建立会话。 在一次连接期间，收发双方按照 PDU进行信息交互，可以传递一个或多 个 PDU。如果一段时间内没有数据传送，将进入会话休眠状态。
安全层
安全层完成 CryptoSync的生成、密钥交换、数据加密和空口鉴权等功 能。其中，安全协议用于生成鉴权和加密密钥的 CryptoSync和时戳， 密钥交换协议用于 AT和 AN交换空口鉴权和数据加密所需要的会话密 钥，鉴权协议用于检验终端是否为某空口会话的合法拥有者，加密协 议用于 AT和 AN加密业务数据。
图中显示了一次会话期间包含N个连接和在第一次连接内传送M个PDU的 情况。
EVDO物理层
EVDO物理层规定了前反向物理信道的结构、输出功率、数据封装、基 带及射频处理和工作频点等。其中，基带及射频处理包括分组数据的编 码、序列重复、交织、信道复用、基带成形和加载波等步骤。 EVDO与 CDMA2000使用相同的频段（ Band Class）和载波（Carrier） 带宽。协议未指定EVDO工作频段内的首选频点号（Channel Number ），当 EVDO与 CDMA2000工作在相同的频段时，可以灵活配置两网 的工作频点。EVDO也可以工作在 ITU规定的其他频段上（包括2GHz核 心频段）。另外，EVDO系统的切片速率、带宽、发射功率及基带成形 滤波器系数等与 CDMA2000一致。 因此，EVDO系统的 RF与CDMA2000兼容。 EVDO前向信道 前向信道物理层将MAC层分组按指定速率构造物理层数据分组，根据 对应的参数配置表（时隙数、调制编码方式及序列重复次数等），对各 数据分组进行编码、序列重复、扩频、调制和加载波等处理，最后从空 中接口发送出去。
EVDO前向信道
前向信道的标识
EVDO系统支持多个同时处于会话激活状态的用户，为了区分不同用 户，EVDO系统引入了 6比特的MACIndex，作为与之通信的用户标识 或前向信道（MAC信道、业务信道和控制信道）标识。 前向MAC信道由彼此正交的 Walsh码来区分，每个 Walsh码与 MACIndex存在一一对应的映射关系。 控制信道与业务信道以时分方式共享同一物理信道，终端根据信道前 缀中的MAC Index来判断是控制信道还是业务信道。 EVDO RA MAC Index为7bit支持每扇区100个以上的MAC信道，前 向MAC信道（RPC、DRCLock、ARQ）使用128bit的walsh调制，前 向业务数据前导采用64位双正交调制，后向兼容原有版本的MAC Index
实现反向链路的HARQ功能
同一时间为一个用 户携带业务数据 前向信道通过时隙划分； 有数据业务时，业务信道时隙处于激活状态，各信道按一定顺序和码片数进 行复用； 没有数据业务时，业务信道时隙处于空闲状态，只传送MAC和导频信道；
前向信道时分特性
物理层前向帧结构
1 time slot=1.67msec=2048chips 基站以满功率发射
仅支持数据分组业务及实 时业务
2.4567Mbps/153.6bps 3.072Mbps/1.8Mbps 1.2288Mcps 1.2288Mcps Turbo码 Turbo码 前向QPSK/8-PSK/16- 前向QPSK/8-PSK/16-QAM QAM； ； 反向BPSK 反向BPSK/QPSK/8-PSK 26.667ms 26.667ms 前向最大功率发射，无 前向最大功率发射，无功 功控； 控； 反向同1X 反向同1X，增加T2P 前向虚拟软切换； 反向同1X，增加DSC信道
MAC Index MAC信道使用 0和1 2 3 4
Preamble使用
5
64&65 66 67 68
69
70
71
未使用 未使用 未使用 76.8k控制信道 使用 未使用 38.4k控制信道 使用 RA 未使用 RPC、DRCLock、ARQ 前向业务信道使用（若Broadcast未被协 商） 未使用 未使用 未使用 多用户包 （128/256/512/1024，4，256） 未使用 多用户包（2048， 4，128） 未使用 多用户包（3072， 2，64） 未使用 多用户包（4096， 2，64） 未使用 多用户包（5120， 2，64） 未使用 19.2/38.4/76.8kbps控制信道使用 未使用 128/256/512，4， 1024