高速移动数据业务技术分析：HSPA对比EV-DO

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WCDMA的R99和R4系统能够提供的最高上下行速率分别为64kbps和384kbps，为了能够与CDMA1XEV-DO抗衡，WCDMA在R5规范中引入了HSDPA，在R6规范中引入了HSUPA，HS-DPA和HSUPA合称为HSPA。
     HSDPA与EV-DORev0属于类似的技术，提出的目的都是为了提供高速的下行数据业务；HSUPA和EV-DORevA技术也是属于类似的技术，提出的主要目的是对上行链路进行增强。作为类似的技术，EV-DO和HSPA在技术上具有很多相似点，同时也存在技术实现上的一些差异。
     关键技术的相似之处
     在技术的实现上，EV-DO与HSPA具有很多相似之处，都采用了如下关键技术。首先是下行链路时分复用。EV-DO和HSPA系统在下行链路都采用了时分复用的方式，不同的用户共享下行信道，通过时分方式接入。其次是AMC(自适应调制编码)。EV-DO和HSPA技术都采用了自适应的调制编码方式，根据信道质量的好坏进行编码和调制方式的调整，使得数据传输速率最大化。再者是高阶调制。EV-DO和HSPA系统都引入了高阶调制。然后是快速链路适配。EV-DO和HSPA系统根据无线环境作适配，进行快速用户调度，充分利用小区的功率和频谱资源：在EV-DO中最小的调度时间间隔为1.67ms，HSPA的调度时间间隔为2ms。最后是HARQ。1xEV-DO和HSPA系统综合了前向纠错码(FEC)和重传(ARQ)两种方式的特点，重传功能移至基站，一方面减小数据传输的时延，另一方面，它充分利用了已传送的信息，获得时间分集的增益。
     技术实现的差异
     虽然EV-DO与HSPA都采用了一些相同的关键技术，但它们在具体的技术实现上仍存在不少的差异。第一是上行链路调制方式。在HSPA系统中，上行只支持BPSK方式，而在EV-DORevA系统中上行链路可以支持BPSK、QPSK和8PSK三种调制方式。第二是下行链路多用户复用。在HSPA系统中，下行链路不仅支持多路用户数据的时分复用，还支持码分复用的方式，通过不同的OVSF码复用多路用户信号，在同一时刻最大的服务用户数为15。而在EV-DO系统中，下行链路只支持多路用户数据的时分复用，不支持用户的码分复用方式，即在下行链路的某一时刻只有一个用户的数据被传送。第三是HARQ。虽然HSPA和EV-DO都采用了HARQ技术，但在技术实现上两者仍存在一定的不同。HSPA在物理层都采用了HARQ技术，同样都支持两种合并机制：对基站重发相同的分组包进行前后合并或对基站重发含有不同信息(即冗余信息)的分组包进行增量冗余合并。EV-DO合并方式为增量冗余软合并(IR)，支持“提前终止”技术，即根据速率确定分组重传的最大时隙数，在传送过程中，当发送端收到接收方的ACK应答后，立即停止重传开始发送下一个新的数据分组。第四是承载方式。HSPA业务既可以与R99/R4业务共享同一载频，也可以使用独立的载频承载，但EV-DO业务必须使用独立的载频承载，不能与CDMA1X共享载频。第五是业务能力。HSPA(R6版本)目前不支持VoIP业务，VoIP的相关规范在R7版本中定义，目前大概完成了50%，而EV-DORevA通过物理层、MAC层、高层的改进和QoS控制增强，可以支持低时延的实时性业务，如VoIP、VT等。
     QoS策略的不同
     评估业务服务质量时通常关注的主要指标包括以下几项。
     ——带宽。带宽指系统在单位时间内传送的平均数据量，由系统的吞吐能力决定。CDMA系统的带宽通常受限于空口带宽，空口带宽与用户和业务种类、无线环境以及无线资源分配机制密切相关。
     ——时延。端到端的业务延时是实时业务QoS的重要评价指标。业务端到端的时延包括无线接入网时延、传输层时延和应用层时延。
     ——时延抖动。时延抖动也是评价实时业务质量的主要指标之一，业务时延抖动指标受同时服务用户数、系统数据传送能力、数据缓存能力等因素的影响。
     ——丢包率。丢包率是一个比值，指在单位时间内发送的数据包和未收到数据包的比。
     就HSPA的QoS策略而言，承载在E-DCH上用户业务的QoS由UE及服务NodeB来决定。对UE而言，NodeB通过调度控制其资源的分配。UE通过E-TFC的选择、MAC-ePDU的多路复用、HARQ操作三种方式来控制所有映射到E-DCH上的逻辑信道的QoS。QoS配置原则如同R99业务一样，HSPA业务的RAB属性在SRNC中定义。启动E-DCH的QoS功能，QoS的相关信息才能在UE及NodeB中起作用。UE侧，QoS的相关信息主要是E-TFC的选择，MAC-ePDU的多路复用及HARQ操作。
     就EV-DO的QoS策略来说，它在分组核心网引入了IP流的概念，以支持多种IPQoS业务。在具体实现时，把每种业务看成由一个或多个IP流复合而成，对业务QoS的支持就变成对相应IP流QoS的支持。EV-DORevA版本对业务的QoS控制进行了增强，提出了完整的QoS架构：在空口引入了多IP流和多RLP流，定义了相应的QoS请求机制；在RAN重点解决了多IP流、RLP流、A8和A10连接彼此间的映射关系；在PDSN提出了业务流模板(TFT)、QoSProfile等概念以解决每个IP流的IPQoS的资源申请，规定了基于IP流的资源申请流程；在AAA存储每个用户的QoSProfile，以区分不同用户的QoS等级。
     EV-DORevA不仅可以根据用户的QoSProfile对不同的用户实现不同的QoS要求，同时由于引入了多个RLP流的支持，使同一用户的具有不同QoS要求的应用可以映射到不同的RLP流，每个RLP流的参数可以单独设置，实现用户内的QoS控制，即在同一个用户(终端)的不同应用之间实现QoS,解决不同QoS要求业务的并发问题。
     CDMA2000在全球发展迅速，目前共有166个运营商部署了161个CDMA1X和46个EV-DO商用网络，27个1X和40个EV-DO网络处于部署中。目前，全球CDMA1X的用户数已超过2.66亿，EV-DO的用户数已接近4000万。截至今年9月，有121个HSDPA网络计划在55个国家和地区开展商用，其中已有59个HSDPA商用网络在37个国家开始商用。
     EV-DORev0早在2002年就开始了商用，今年年底即可实现RevA的商用。HSDPA的商用时间普遍在今年的3月及后期，相对来说，整个HSDPA还处于商用初期，HSUPA的设备预计在今年第四季度会有商用产品，相关动向我们拭目以待。
    作者：曹磊