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CDMA学习笔记（一）：历史和基本概况

news 来源：原创 2024/5/19 19:01:05

　　在向移动业务发展时，我觉得有必要对CDMA 2000的技术进行一个学习，尤其涉及需要在Rev A上带有QoS要求的业务流。空口的知识几乎除了几个名词都不懂，这方面也不需要了解太深，有个大概印象就可以了，这些东西估计看看也忘了，所以还是记录一些可能能记下的东西。好了，开始学习。

　　IS-95A是1995年美国TIA正式颁布的窄带CDMA(N-CDMA)标准。IS-95B是IS-95A的进一步发展，于1998年制定的标准。主要目的是能满足更高的比特速率业务的需求，IS-95B可提供的理论最大比特速率为115kbit/s，实际只能实现64kbit/s。IS-95A和IS-95B均是系列标准，其总称为IS-95。cdmaOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称，即所有基于cdmaOne技术的产品，其核心技术均以IS-95作为标准。（我听说以前联通的CDMA就是CDMA One，是个老的技术，因此电信接受，需要进行改造）

　　cdma2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议，是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案，这是一种宽带CDMA技术。（以前一些学交换的90年代早期或者中期开始工作的同事，老喜欢用窄带和宽带两个词，好像IP就是宽带的，语音就是窄的，一种很古怪的不恰当的分类，但是由于中低层领导年龄的问题，这种说法维持了很长的一段时间。）

　　cdma2000 1X原意是指采用单载波形式的cdma2000系统，也可以理解为cdma2000的第一阶段，可支持308kbit/s的数据传输，网络部份引入了分组交换，可支持移动IP业务。

　　有人称cdma2000 3X为cdma2000第二阶段，实际上并不准确。它与cdma2000 1x的主要区别是前向CDMA信道采用3载波方式，而cdma2000 1X用单载波方式。因此它的优势在于能提供更高的速率数据，但占用频谱资源也较宽。从目前的情况来看，在较长时间内运营商未必会考虑cdma2000 3X，而会考虑cdma2000 1X/EV。

　　cdma2000-1X/EV是在cdma2000-lx基础上进一步提高速率的增强体制。这个技术也分为两个部分，一个被称为1X/EV-DO技术，主要对数据业务进行了增强，另一个叫做1X/EV-DV技术，同时对数据业务和语音业务进行了增强。

　　cdma2000前向链路上支持多载波(MC)和直扩(DS)两种方式；反向链路仅支持直扩方式。当采用多载波方式时，能支持多种射频带宽，即射频带宽可为 N×l.25MHz，其中N=1、3、5、9或12。目前技术仅支持前两种，即1.25MHz(cdma2000-1X)和 3.75MHz(cdma2000-3X)。cdma2000 lX采用扩频速率为SR1，即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。（这段估计记不住的）

　　尽管cdma2000lx数据承载能力已经有了很大的提高，但对于丰富多彩的多媒体业务还是存在空中接口上的瓶颈。为了解决空中接口上的瓶颈问题，3GPP2 （Third Generation Partnership Project 2）发布了1X/EV-DO(正式的名称为HRPD-High Rate Packet Data)的标准。1x EV-DO是一种1x增强型技术，DO即DataOnly，表示该技术只支持数据而不支持话音业务，主要目标是提高无线接口的数据传输速率，相对于cdma20001x的153.6kbit/s，lxEV-DO技术用于解决数据业务上网，解决最后一跳的问题。EVDO和1X虽然在空口技术上不一样，但是其中有些部分是可以复用的。CDMA2000 1xEV-DO（IS-856）由Rev0，RevA和RevB组成，同时我们也对比CDMA2000 1X：

1X：153.6kbps（FL，前向链路）， 153.6kbps（RL，反向链路）
1xEV-DO Rel0：2.4Mbps（FL），153.6kbps（RL），需要注意，这里2.4M是峰值，平均的前向均值大概是300-600kbps。Rev0用于广域的移动无线以太网（Wide-Area Mobile Wireless Ethernet）,支持下行带宽需求大，对时延容忍的业务。
1xEV-DO RevA：3.1Mbps（FL），1.8Mbps（RL）
1xEV-DO RevB：73.5Mbps（FL），27Mbps（RL）（好像有点夸张，嘿嘿）

　 1xEVDO名字比较多，曾经称为WARP，HDR，现在也称为TIA/EIA/IS-856， 3GPP2 C.S0024（空口定制，CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification）

CDMA的系统时间

　　CDMA支持GPS，GPS提供定位能力的一个关键就是有精确的系统时间，因此CDMA手机是提供自动时间校对的。对于CDMA系统零时：定义1980年6月1日12:00:00时整为系统起始时间。偏置为零的长码和短码此时同时处于初始状态。所有基站将在GPS时间的每个偶秒起始时刻（或在此之后80ms整数倍处）作为0偏置PN码（周期为80/3 ms）的初态，即在此之前恰好输出了1个“1”和连续15个“0”这样的PN码片所有基站需将1980年1月6日零时（GPS起始时间）作为m序列长码的初态（在此之前恰好输出了一个“1”码片和41个连续的“0”码片）。

无线网络的演进

　　这是从高通公司网站中的图：对比图已经之前的，对于CDMA 2000的现实网络，提供1X上网，以及EVDO，EVDO版本Rel0 和Rev A两种。在CDMA 1X的方式，带宽为（153.6kbps，153.6kbps），在EVDO Rel0（2.4M，153.6Kbps）和RevA（3.1M，1.8M，QoS）。1X和Rel0，RevA。对于RevB在Google中查，目前都是试验，例如中电信EV-DO Rev.B测试进入尾声之类的。中国电信内部人士同时证实：今年年内，中国电信将在上海、北京、广州和成都这四座城市商用升级后的Rev.B网络。我们开发的业务如果要使用到RevA的QoS的数据流，需进行空口协商，需要和Modem配合，需要基站同意，如果不只是使用Best Effort流，而是需要带QoS，不清楚是否已经支持。中国电信RevA可以支持没有QoS要求的BE流，但是带QoS就不清楚了。RevA的带宽是提供了，但RevA的QoS是否开放？

ＣＤＭＡ20001X主要用于传统的话音。1.5x increase with available freatures
1X Advanced:4x increase compared to todays voice capacity
- 4x voice capaicty increase over toady's 1x networks
- Frees up spectrum for EV-DO data
- Up to 70% increase in coverage
- Simple cost effective upgrade
EV-DO Rel 0: Boradband Downloads;
EV-DORev A: Broadband Uploads,Qos
- DL 3.1M, UL 1.8M
- Doubles data capacity over Rel.0
- Rich multimedia application senabled
- Platinum Multicasting for high capacity content delivery
- Full backward compatibility and easy upgrade
EV-DO Rev.B
- EV-DO Rev.B Multicarrier 3x data rates to all users, DL-9.3Mbps, UL-5.4Mbps
- EV-DO Rev.B H/W Upgrade: Higher capacity and data rates, DL-14.7Mbps,UL-5.4Mbps
- Multicarrier triples data rates for all users in the cell
- Multicarrier more than doubles capacity of bursy apps
- Cost effective software upgrade to Multicarrier
- Hardware upgrade provides even higher data rates and capacity
DO Advanced: Higher capacity by adapting network to varying demand
- DL-32Mbps, UP-12.4Mbps
- Higher network capacity and improved user experience
- Benefits existing devices
- cost-effective software upgrade
- Improves performance of all deployment scenarios
HSPA : Rel-5(HSDPA), Rel-6(HSUPA)
- Rel-5: Broadband Downloads; Rel-6: Broadband Uploads, QoS
- Doubles Dl and triples UL data capacity over WCDMA
- Rich multimedia applications enabled
- MBMS for high capacity content delivery
- Full backward compatibility and easy upgrade
- Rel-5: DL:1.8-14.4Mbps, UL:384 Kbps
- Rel-6: DL 1.8-14.4Mbps, UL: 5.7 Mbps
Rel-7: 2x Data capacity, >2X voice capacity
- Enhanced mobile broadband
- Doubles data capacity over HSPA and more than doubles voice capacity over WCDMA
- Enhanced user experience
- Similar HSPA+ and LTE performance
- The natural evolution at a lower cost
- DL: 28 Mbps, UL 11 Mbps
Rel-8: Multicarrier-doubled data rates to all users
- Expands HSPA+ to 10MHz
- Multicarrier enhances broadband experience
- Multicarrier increases capacity of bursty apps
- Standardized support for Femtocells
- Cost effective natural evolution
- DL: 42Mbps ,UL 11Mbps
Rel-9 and Beyond: Multicarrier Enhancements
- Multicarrier across spectrum bands
- HSPA+ Expanded to 20MHz
- Evolution toward femto networks
- Improved performance with uplink tx Diversity
- DL: 84-168Mbps, UP 23 Mbps
LTE: Boosts Data Capacity in Dense-Urban Areas
- Leverages new,wider and TDD spectrum
- Parallel evolution path to 3G with seamless interoperability
- Powered by Qualcomm's leading LTE/3G multimode chipsets
- DL: 73-150Mbps, UL: 36-75Mbps
LTE Anvanced:The Global 4G Solution
- Leverages advanced topology networks
- Ultra-wide deployments
- Leading IMT-Advanced candidate
- Qualcomm: LTE Advanced leadershio
- DL: up to 1Gbps, DL 375+Mbps