cdma2000 1x 和1xEV-DO的發(fā)展與應用

　　一、前言

　　自20世紀90年代中期以來，商用CDMA數(shù)字無線網(wǎng)絡優(yōu)越的性能引起了全球的廣泛認可。它除了能提供清晰、高質(zhì)量的話音服務，其在蜂窩系統(tǒng)的創(chuàng)新也極大地提高了頻譜使用率。第一個商用部署的IS-95A CDMA系統(tǒng)實現(xiàn)的話音容量是第一代模擬蜂窩技術(shù)的10～20倍，超過GSM和TDMA系統(tǒng)3～4倍。因此，國際電信聯(lián)盟在充分考察了CDMA技術(shù)出色的性能和潛力后，決定將CDMA作為第三代無線系統(tǒng)的技術(shù)平臺。

　　二、標準與技術(shù)的成熟度

　　cdma2000標準是由CDMA IS-95標準演進而來的，話音容量為IS-95A系統(tǒng)的兩倍，并提供高達307.2kbit/s（A版本）的峰值速率。cdma2000是一種成熟的、經(jīng)過商用驗證的技術(shù)，目前全球已超過11 800萬用戶。

　　cdma2000 1x增強型技術(shù)1xEV-DO已于2000年11月被標準化組織接受為IS-856標準。1xEV-DO是目前在3G標準中數(shù)據(jù)速率最高的技術(shù)（在1.25MHZ的帶寬內(nèi)，可支持高達2.4Mbit/s的峰值速率）。

　　1. cdma2000 1x概述

　　cdma2000 1x是由IS-95A/B演化而來的，它是cdma2000移動通信系統(tǒng)的第一個階段。其主要特點就是與現(xiàn)有的IS-95A/B系統(tǒng)后向兼容。cdma2000 1x的話音容量大約是IS-95A/B的1.5～2倍，其在無線信道類型、物理信道調(diào)制和無線分組接口功能上都有很大的增強。由于快速尋呼信道的功能，極大地減少了終端的電源消耗，提高了終端近一半的待機時間。網(wǎng)絡部分則根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c引入了分組交換機制，支持移動IP業(yè)務，支持QoS，能適應更多、更復雜的第三代業(yè)務。

　　cdma2000 1x 0版本是cdma2000 1x的最初版本，于1999 年8月公布。它為多載波模式定義了物理層，可實現(xiàn)約為IS-95A/B兩倍的話音業(yè)務和分組數(shù)據(jù)業(yè)務，其數(shù)據(jù)速率可達153kbit/s。0版本采用了QIB模式的前向快速功率控制和OTD模式的前向發(fā)送分集技術(shù)，支持快速尋呼信道和反向?qū)ьl信道，并可為用戶同時提供多種類型的業(yè)務。

　　2000年3月公布的A版本，數(shù)據(jù)速率可達307kbit/s，其前向快速功率控制采用QIB模式，前向發(fā)送分集為STS模式，支持輔助導頻，支持QoS功能。它在0版本的基礎上增加了新的公共信道（F-BCCH，F(xiàn)-CCCH，F(xiàn)-CACH，F(xiàn)-CPCCH，R-EACH和R-CCCH），采用了無線鏈路協(xié)議（RLP）來保證全速率數(shù)據(jù)業(yè)務的可靠傳輸，并支持并發(fā)業(yè)務和增強型的加密協(xié)議，同時還提供對多媒體業(yè)務的信令支持。

　　2000年5月公布的B版本與A版本基本相同，主要增加了“援救”信道，以增加通話的可靠性，降低掉話率。

　　cdma2000 1x C版本公布于2002年5月，在前向鏈路（也就是從基站到移動臺）中引入了高速數(shù)據(jù)支持能力，前向鏈路最大數(shù)據(jù)速率可達3.1Mbit/s。cdma2000 1x D版本反向鏈路（也就是從移動臺到基站）最大數(shù)據(jù)速率可達1.8 Mbit/s。cdma2000 1x C版本和D版本又稱為本1xEV-DV。

　　2. cdma2000 1xEV-DO 概述

　　cdma2000 1xEV-DO（IS-856）主要是為了優(yōu)化數(shù)據(jù)應用而設計的。EV-DO（版本0）在反向鏈路可以達到 153.6kbit/s 而在前向鏈路則可以達到2.4Mbit/s。EV-DO版本A的反向鏈路可以達到1.8Mbit/s，而前向鏈路則可達到 3.1Mbit/s 的峰值速率。 由于大多數(shù)因特網(wǎng)的應用上下行是不對稱的， 所以設計較高的前向數(shù)據(jù)速率是適當?shù)�。EV-DO優(yōu)越性能的關鍵是它使用了“閉路速率控制”（Closed-loop rate control）和“增強容量調(diào)度算法”（Capacity enhancing scheduler）將可能的最高速率以突發(fā)的方式將數(shù)據(jù)傳送給每個用戶。換句話說，調(diào)制方法和傳送時間選擇可以根據(jù)信道環(huán)境而做動態(tài)的控制以獲取最佳的效果。

　　EV-DO 吞吐量優(yōu)于其他3G 技術(shù)，在一個3扇區(qū)的基站中，平均的鏈路吞吐量為：

　�。�1）前向鏈路（徒步環(huán)境）：3.2Mbps/cell（一個接收天線），4.4Mbps/cell（二個接收天線）；

　�。�2）反向鏈路：660kbps/cell。

　　除此之外， 版本 A 將數(shù)據(jù)速率再次提高， 同時也有其他方面的增強。增強包括服務質(zhì)量（QoS），“即時多媒體”， 定位服務（LBS），均衡器，接收分集，VoIP和多載波。QoS允許EV-DO 以不同的方式處理不同的應用（例如IP電話和可視電話），因此，運營商可以為不同的數(shù)據(jù)用量和QoS級別提供不同等級的計費。事實上QoS可以用軟件升級的方式在EV-DO版本 0 實施。均衡器可以消除干擾并可增加話音和數(shù)據(jù)容量。分集天線迅速地成為 EV-DO裝置的標準配備。 越多用戶使用具有分集天線的EV-DO裝置就可使網(wǎng)絡吞吐量大大增加。VoIP的使用可使EV-DO話音品質(zhì)，話音容量和頻譜效率都達到1x的水平。未來使用多載波技術(shù)可使數(shù)據(jù)速率達到 44Mbit/s。 cdma2000 1xEV-DO是基于IP設計的，并支持使用虛擬專用網(wǎng)（VPN）。 它使用標準的RADIUS服務器來執(zhí)行鑒權(quán)和授權(quán)程序，能借由0.5秒的接續(xù)時間讓用戶有“始終在線”的體驗。

　　三、3G業(yè)務與應用

　　1. 支持3G業(yè)務的技術(shù)平臺

　�。�1）BREW

　　BREW——無線二進制運行時環(huán)境是一個端到端的解決方案。完整的BREW解決方案包括為終端用戶提供應用下載的方式；為開發(fā)商提供的BREW SDKTM（軟件開發(fā)包）；為設備廠商提供的BREW應用平臺和移植包；以及由移動運營商控制和管理的BREW發(fā)布系統(tǒng)（BDS）。

　　對手機而言，BREW平臺的功能是與嵌入芯片的操作系統(tǒng)的接口，包括：BREW啟動、終止、暫停、重啟各種應用以及向應用發(fā)送各種事件。

　　BREW平臺為開發(fā)商編寫應用提供了一個簡單的標準化的平臺，讓一種應用在多種不同的手機上運行。BREW平臺解放了開發(fā)商，使他們不必去了解每一部手機的操作系統(tǒng)的細節(jié)。BREW還為開發(fā)商方便地分發(fā)他們的應用以及從應用中獲取收入提供了一條途徑。

　　BREW讓運營商通過空中下載的方式向他們的客戶提供應用。BREW分發(fā)系統(tǒng)還幫助運營商管理BREW應用的鑒權(quán)、分發(fā)和計費。最后，BREW應用需要通過嚴格測試的過程，以保證應用的發(fā)布不會意外地或故意地破壞他們的網(wǎng)絡。

　　BREW 應用平臺上能開發(fā)下列類型的應用：

　　◆移動文本通信：增強的電子郵件，增強的即時報文傳送；

　　◆信息：新聞，天氣預報，體育信息，電影指南，飯店指南；

　　◆企業(yè)：日歷程序和工商名錄；

　　◆定位業(yè)務：導航助手，找朋友；

　　◆娛樂：視頻流，多媒體圖鈴下載，無線互聯(lián)網(wǎng)游戲，離線和在線，3D動作、影像和音樂。

　�。�2）gpsOne移動定位解決方案

　　gpsOne是無線輔助GPS與CDMA三角定位技術(shù)相結(jié)合的混合定位技術(shù)。簡單講，gpsOne技術(shù)首選CDMA網(wǎng)絡輔助GPS定位，在GPS定位環(huán)境較為惡劣的情況下（如地下室，大型百貨商店內(nèi)等）采用CDMA三角定位技術(shù)（AFLT-Advanced Forward Link Trilateration）進行輔助定位。這種CDMA網(wǎng)絡輔助GPS與CDMA三角運算的有機結(jié)合可以使兩種不同的定位技術(shù)在不同的定位環(huán)境中優(yōu)劣勢得到互補：在農(nóng)村或郊外CDMA三角定位因無線基站稀少精度較差，而CDMA網(wǎng)絡輔助GPS定位在這些環(huán)境中正好充分發(fā)揮優(yōu)勢；反之，在城市繁華地區(qū)或大型商廈、寫字樓環(huán)境下，CDMA網(wǎng)絡輔助GPS定位較為困難，而在這些地區(qū)由于CDMA基站往往分布較密，因此CDMA三角定位技術(shù)的優(yōu)勢得以充分發(fā)揮。gpsOne技術(shù)也可以支持Cell ID定位方式，以確保定位成功率。

　�。�3）MediaFLOTM

　　MediaFLOTM是一個端到端的系統(tǒng)，可使運營商在現(xiàn)有的網(wǎng)絡上增強多媒體業(yè)務。MediaFLO是專門為用戶在使用無線手機時享受的高品質(zhì)視頻和音頻業(yè)務而設計的。MediaFLO解決方案是由一個發(fā)送系統(tǒng)，一個媒體分配系統(tǒng)（MDS）和一個新的僅有前向鏈路（FLO）的傳送器所組成的。MDS是一個客戶服務器，它能在網(wǎng)絡預定時間表內(nèi)安全高效地傳送高品質(zhì)多媒體內(nèi)容給廣大的用戶群。MDS使用實時視頻和音頻流以及在非高峰時間利用網(wǎng)絡空閑的容量，采用背后影片下載。FLO是一個新的空中接口可在最優(yōu)化的情況下同時將多媒體內(nèi)容傳輸達給大量用戶。多媒體內(nèi)容包括視頻和音頻，非即時多媒體和IP數(shù)據(jù)。

　　2. 3G應用

　�。�1）普遍覆蓋的寬帶服務

　　cdma2000 1xEV-DO與其他無線和有線寬帶不同之處在于，它能在覆蓋區(qū)和移動性方面提供普遍深入的覆蓋。cdma2000 1xEV-DO 能夠在任何地方提供服務。 不像DSL、Cable MODEM和固定無線服務，它們通常使用戶受限于一個特定區(qū)域。 cdma2000 1xEV-DO允許用戶在不同的地點和在移動的情況時使用。cdma2000 1xEV-DO 使得許多新的應用和服務更能引起人們的興趣。

　�。�2）Cable MODEM/DSL擴充服務

　　寬帶因特網(wǎng)接入受限于兩個方面：它們只能在網(wǎng)絡能到達的地點提供高速因特網(wǎng)接入，而且通常都不能支持移動和漫游。Cable MODEM/DSL運營商可以使用 EV-DO，他們可獲得自己的頻譜或者購買空中使用時間， 以便在他們目前的服務區(qū)之外提供寬帶因特網(wǎng)服務。他們也可以把固定網(wǎng)和EV-DO 服務捆綁以便支持移動業(yè)務。

　�。�3）音頻流業(yè)務

　　cdma2000 1xEV-DO擁有足夠吞吐量和容量為市場提供音頻流業(yè)務。多數(shù)因特網(wǎng)廣播電臺音頻流為 56～64 kbit/s。EV-DO可以在負載較重的情況下維持 500kbit/s 的平均吞吐量，它應該可以支持大量音頻流的音樂用戶。

　　長期看來， 無線音頻流業(yè)務可能會成為一個極大的市場。只要廣播公司經(jīng)由因特網(wǎng)播放節(jié)目，移動用戶就能在世界任何地點聽任何廣播電臺，也允許用戶根據(jù)需求點播音樂。這項應用可能引起無線電廣播事業(yè)的根本改變，數(shù)字式無線電廣播產(chǎn)業(yè)可能推動現(xiàn)有的廣播公司尋求如EV-DO 般的雙向數(shù)字媒介。

　　（4）短視頻業(yè)務（SVS）

　　近來由于 wireless LANs，cdma2000 1x和EV-DO 的成功顯示無線產(chǎn)業(yè)的徹底轉(zhuǎn)變。雖然無線產(chǎn)業(yè)容量和吞吐量限制無法和有線電視直接相比，但移動接入提供了網(wǎng)頁瀏覽和電子郵件的速度也已超過最快的撥號上網(wǎng)，并與 Cable MODEM 和DSL 的速度相配（甚至更快）。短視頻業(yè)務的應用有許多重要的機會。 它的應用包括：新聞報道，電影預告片，體育運動集錦，電視音樂，簡短視頻（由數(shù)字相機上載），卡通動畫片，商業(yè)廣告和即時培訓。

　　在韓國， 已有許多電視廣播公司將他們的電視節(jié)目以視頻流傳送給EV-DO用戶。 用戶可在活動時收看他們喜愛的電視節(jié)目和運動項目，雖然觀看小銀幕的體驗不大相同， 但在許多情況它是足夠好了。

　�。�5）多媒體短信業(yè)務（MMS）

　　多媒體短信業(yè)務借著蓬勃的短消息業(yè)務（SMS）而更進一步發(fā)展到包含文字， 聲音， 圖像和視頻的消息。 MMS 最少需要一個像GPRS這種的“2.5G”業(yè)務。 然而使用3G網(wǎng)絡它會更為強大和快速。

　　cdma2000 1xEV-DO提供的吞吐量大約是GPRS的25倍。 具有照相功能的電話正在快速成長，它能加速MMS業(yè)務的發(fā)展。

　�。�6）移動游戲業(yè)務

　　短消息業(yè)務（SMS）激活了以文字為基礎的游戲。NTT DoCoMo 的i-mode引進下載游戲到手機的能力。cdma2000 1xEV-DO 有能力將移動游戲提升到另一個水平，更為強大及內(nèi)容豐富的游戲可以下載到筆記本電腦，多人游戲給移動終端提供一個非常重要的發(fā)展機會。

　�。�7）定位業(yè)務（LBS）

　　定位業(yè)務并不一定需要cdma2000 1xEV-DO， 但它能夠大大加強此項業(yè)務的功能。EV-DO 可使下載地圖、說明書和餐館菜單更快速和更容易。因此 EV-DO 可以促進內(nèi)容豐富的定位業(yè)務，它可以經(jīng)常更新最新的地圖甚至道路構(gòu)筑工程。移動廣告業(yè)也給定位業(yè)務提供了巨大的機會。

　�。�8） 移動商務

　　大多數(shù)的電子交易并不包括大量數(shù)據(jù)，似乎它并不能因 1xEV-DO而獲益，然而EV-DO 能夠采用多媒體內(nèi)容而加強售前售后的信息。例如用戶可以使用銀行和信用卡的帳戶信息，使得出差的人可以追蹤觀察他的開支并在出差之后自動上載傳遞開支報告。

　�。�9）無所不在的虛擬專用網(wǎng)（VPN）業(yè)務

　　一種最受歡迎WLAN的應用似乎是在旅行中經(jīng)由虛擬專用網(wǎng)（VPN）接入企業(yè)網(wǎng)絡。在推出cdma 2000 1x and WCDMA之前，移動數(shù)據(jù)網(wǎng)并沒有足夠吞吐量支持企業(yè)網(wǎng)絡。雖然cdma2000 1x 和 WCDMA改善了這種情形，但由于受速度和覆蓋的限制VPN的使用并沒有被廣泛的接受。cdma2000 1xEV-DO 解決了速度的問題。如果分散的 Wi-Fi熱點能推動移動用戶接入企業(yè)網(wǎng)絡，覆蓋無所不在的EV-DO應該能做得更好。事實上，只有結(jié)合廣域的 EV-DO和局部的（主要是室內(nèi)）Wi-Fi才可能使移動用戶接入企業(yè)網(wǎng)絡成為主流應用。最引人注目的應用是定購產(chǎn)品，服務和查詢帳單。這些功能都必須在消費者或顧客所處的任何地點。

　　四、全球商用情況

　　目前cdma2000 1x和1xEV-DO 商用網(wǎng)和用戶正在蓬勃發(fā)展，WCDMA 經(jīng)過一段緩慢的發(fā)展期，目前也漸漸有些起色。截至2004 年10月份，已有113個運營商在50個國家發(fā)展了1.4億cdma 2000 和WCDMA用戶。其中68個運營商發(fā)展了1.18億cdma 20001x用戶，9個運營商發(fā)展了1020萬1xEV-DO用戶，43 個運營商發(fā)展了1190萬WCDMA用戶。目前3G市場已有484種cdma 2000 1x終端，69 種 1xEV-DO終端和 53種WCDMA終端。根據(jù)EMC的預測，到2008年底，全球?qū)⒂?4億無線移動用戶。

　　北美市場移動電話普及率已達54%。為滿足高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展需要，Verizon已在華盛頓、洛杉磯、圣地亞哥等城市部署cdma2000 1xEV-DO網(wǎng)絡，目前正在進行全國部署。Sprint PCS 也宣布部署EV-DO的計劃。Sprint PCS計劃投資10億美金于2004年下半年在部分城市進行，而2005年將進行大部分市場部署。AT&T于7月已開始進行WCDMA網(wǎng)絡部署。截至2004年7月，已有20家北美運營商運營22個3G網(wǎng)絡，其中19個cdma2000 1x網(wǎng)絡，2個1xEV-DO網(wǎng)絡和1個WCDMA網(wǎng)絡。

　　韓國市場移動電話普及率已達74%。韓國1xEV-DO用戶預計在年底可超過1000萬，并計劃于2005年將1xEV-DO網(wǎng)絡升級為A版本并提供多播服務。KTF于7月1日提供號碼攜帶功能服務，LGT也將于2005年1月1日提供號碼可攜帶功能。由于1xEV-DO的迅速發(fā)展，SKT無線互聯(lián)網(wǎng)收入已超過總數(shù)收入的20%。

　　日本移動電話普及率已達64%。KDDI 和DoCoMo都制定了全新數(shù)據(jù)業(yè)務計劃并降低了價格。KDDI新的固定資費數(shù)據(jù)計劃：$18計劃包括 40 000條數(shù)據(jù)業(yè)務（可發(fā)送3600 條電子郵件信息）。DoCoMo 提供了$35固定資費無限制數(shù)據(jù)計劃并降低視頻服務費。DoCoMo計劃于2006財年將FOMA用戶數(shù)達到2500萬（目前，用戶數(shù)為700萬）。DoCoMo也計劃于明年春季發(fā)布售價為$185（目前手機售價為$275）低端手機。中國移動電話普及率已達21.8%。截至2004年10月，中國聯(lián)通CDMA用戶已達到2860萬。中國聯(lián)通將繼續(xù)擴展cdma2000 1x網(wǎng)絡。預計在年底網(wǎng)絡容量達7000萬用戶。中國聯(lián)通于8月5日發(fā)布雙模GSM1x世界風手機，這款手機提供了GSM用戶使用CDMA的數(shù)據(jù)服務并且提供了由GSM 到 CDMA漫游的能力。

　　印度移動電話普及率只達3.5%，2004年移動電話用戶由3000萬增至4600萬。目前印度正積極推動CDMA市場發(fā)展。Reliance將在主要大城市部署cdma2000 1xEV-DO網(wǎng)絡同時也將在5000個城鎮(zhèn)推行CDMA業(yè)務（現(xiàn)有1100個城鎮(zhèn)）并宣布對預付業(yè)務減少60%的資費。Tata將投資2.4億美金擴大CDMA網(wǎng)絡容量到150個城鎮(zhèn)。預計于2005年3月，用戶基數(shù)將加倍至500萬。

　　巴西移動電話普及率已達29%。截止至2004年9月，Vivo CDMA用戶已達到1726萬，并在里約熱內(nèi)盧和圣保羅為商業(yè)用戶建立cdma2000 1xEV-DO試驗網(wǎng)。百慕大、巴西、危地馬拉和委內(nèi)瑞拉的4家運營商部署或已有計劃部署EV-DO。

　　五、 結(jié)束語

　　cdma20001x 和1xEV-DO提供運營商許多優(yōu)勢：占有市場先機，產(chǎn)品成熟，使用現(xiàn)有的頻譜，1xEV-DO與cdma2000 1x向后兼容，可選擇性地部署網(wǎng)絡，在世界各地已有許多成功的發(fā)展例子。

　　當cdma2000 1xEV-DO和cdma2000 1x 結(jié)合使用時，它提供了第一個完全而豐富的3G無線經(jīng)驗，EV-DO提供諸如音樂和VOD等吸引人的業(yè)務以滿足消費者的需求。

　　cdma20001x 和1xEV-DO能夠提供非常重要的性能和經(jīng)濟效益給無線運營商，這個技術(shù)使得運營商能提供先進的數(shù)據(jù)服務，最有效地使用他們的頻譜和網(wǎng)絡資源，并能比其他技術(shù)領先相當?shù)臅r間推出高性能的分組數(shù)據(jù)業(yè)務。事實上cdma2000系列的技術(shù)性能已超出ITU 3G的要求。

　　由于EV-DO 使用專門頻道發(fā)展移動數(shù)據(jù)業(yè)務，運營商可免于話音和數(shù)據(jù)資源競爭的困境。EV-DO 空中接口加上 IP核心網(wǎng)絡是一個強而有力的組合。

　　由于EV-DO借助了現(xiàn)有的軟硬件設計，對設備制造商也能提供相當?shù)睦�益，這個技術(shù)提供制造商較短的設計發(fā)展周期，從而使設備制造商獲得了顯著的經(jīng)濟效益。

　　在ITU 定義的三代技術(shù)中，cdma2000 1xEV-DO 在未來幾年內(nèi)提供了用戶最需要的業(yè)務，然而CDMA產(chǎn)業(yè)必須為EV-DO創(chuàng)造一個更迷人的和更親近用戶的全球品牌。


----《中國多媒體視訊》