总第１９９期 ２００９年０８月 高性能计算技术 Ｓｕｍ Ｎｏ．１９９ Ａｕｇ．２００９ Ｈｊ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＣＤＭＡ２０００１ ｘ ＥＶ—ＤＯ关键技术及其演进 侯春雨 季鲲 （１．广州民航职业技术学院 广州 ５１００００；２．江南计算技术研究所 无锡 ２１４０８３） 摘 要 ｌｘ ＥＶ．ＤＯ是一种针对分组数据业务进行优化的、高频谱利用率的ＣＤＭＡ无线通信 技术。本文介绍了ｌｘ ＥＶ－ＤＯ为实现高速数据业务而采用的混合自动重传请求、自适应编码 调制和多用户调度等关键技术，并介绍了ｌｘ ＥＶ－ＤＯ的技术标准现状，同时对该技术未来演 进的趋势进行了分析。 关键词 ＥＶ－ＤＯ 关键技术 演进 中图法分类号ＴＮ９１１ 窝网络向移动用户提供类似于有线网络（如 ＡＤＳＬ）那样的高速数据业务。目前商用的１ｘ ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ａ已经可以在１．２５ＭＨｚ带宽内提供 ＣＤＭＡ２ＯＯＯＩｘ是由ＩＳ一９５Ａ／Ｂ演进而来的，并 与ＩＳ一９５Ａ／Ｂ系统后向兼容。与ＩＳ一９５Ａ／Ｂ相比， ３．１Ｍｂｐｓ的下行传输速率。 为了满足以上的要求，１ｘ ＥＶ—ＤＯ系统中采 用了时分复用、混合自动重传请求、自适应调制 编码和多用户调度等关键技术 ，从而获得较高 的系统容量和频谱利用率，实现分组数据在空中 接口上的高速传输。 ２。１ 时分复用 ＣＤＭＡ２０００１ｘ在信道类型、物理信道结构和无线 分组接口功能上都有很大的增强，网络部分则根 据数据传输的特点引入了分组交换机制。随着无 线接入到因特网需求的增长，对无线高速数据业 务的需求也随之增长，随着用户需求的不断增加， ３ＧＰＰ２提出了ＣＤＭＡ２０００ ｌｘ的演进技术一 ＥＶ—ＤＯ。ＣＤＭＡ２０００ ｌｘＥＶ—ＤＯ作为一种可以满足 针对分组业务的突发性特点，ＥＶ—ＤＯ前向链 路采用时分复用方式，避免了码分导致的同扇区 多用户干扰和低速用户分享系统功率导致的资源 利用率下降。ＥＶ—ＤＯ前向链路传送以时隙为单 位，每个时隙为５／３ｍｓ，由２０４８个码片组成，系 移动高速数据业务的技术是ＣＤＭＡ２０００１ｘ的增强 型技术，它针对支持高速无线互联分组数据的传 输进行了优化。１ｘ ＥＶ—ＤＯ系统的基本设计思想 是将高速分组数据业务与低速语音及数据业务分 离开来，利用单独载波提供高速分组数据业务， 而传统的语音业务和中低速分组数据业务由 ＣＤＭＡ２０００ ｌｘ系统提供，这样可以获得更高的频 谱利用效率，网络设计也比较灵活。 统根据前向信道数据分组的大小与速率等参数， 在１～１６个时隙内完成传送。 ＥＶ—ＤＯ同一扇区内的不同用户间以时分复 用的方式共享系统时隙资源，在每个时隙内，系 统只为指定的用户服务，此外不同的前向业务信 道也通过时分的方式共享每个时隙。 ２．２混合自动重传请求ＨＡＲＱ ２ １ Ｘ ＥＶ—ＤＯ关键技术 ｉｘ ＥＶ—ＤＯ作为一种专为高速分组数据传送 而优化设计的ＣＤＭＡ２０００空中接口技术，高速传 送是对１ｘ ＥＶ—ＤＯ系统设计的核心功能要求。１ｘ ＥＶ—ＤＯ 需要基于有限的无线频谱资源，利用蜂 作为提高无线信道传输可靠性的主要手段， 差错控制技术正在发挥越来越大的作用。１ｘ ＥＶ—ＤＯ系统采用的自动重传请求ＨＡＲＱ技术是 收稿日期：２００９—０２—０３ 作者简介：侯春雨（１ ９７６一），男，广州民航职业技术学院通讯工程系教师，主要研究方向为３Ｇ无线通信技术。 第４期 侯春雨等：ＣＤＭＡ２００Ｏｌｘ ＥＶ—ＤＯ关键技术及其演进 将前向纠错编码ＦＥＣ的检纠错功能与传统ＡＲＱ ２．３ 自适应调制编码ＡＭＣ 的重传功能结合起来的一种差错控制方案，它综 合了二者的优势。ＨＡＲＱ技术通过将ＦＥＣ和ＡＲＱ 方法结合起来，接收方对接收到的数据进行检错 纠错，若无法正确译码则保存本次接收的数据包 并请求发送方重发，接收方将重传的数据包和先 前接收到的数据包按照一定的方式进行合并后再 ｌｘＥＶ—ＤＯ系统采用的自适应调制编码ＡＭＣ 技术能根据无线信道环境的瞬时变化进行调制方 式和编码格式的调整，从而自动调整前向信道的 数据速率。在较好的无线环境下采用高阶调制和 高码率的信道编码方式来提高传输速率，而在较 差的无线环境下采用低阶调制和低码率来保证通 信质量，从而达到增加系统容量和改善通信质量 的目的。 解码，形成纠错能力更强的前向纠错码。接收方 通过向发送方反馈的ＡＣＫ或ＮＡＣＫ消息，决定是 否要重传数据包。 在实际应用中，通过终端不停地测量前向信 道的状况，预测下一时隙内前向链路所能支持的 最大传送速率，并将这些信息通过数据速率控制 ＤＲＣ信道以６００Ｈｚ的更新速率反馈给基站，基站 根据调度算法选择被服务用户，然后再根据用户 ｌｘ ＥＶ—ＤＯ的ＨＡＲＱ技术中采用的是递增冗 余译码机制，通过逐次增加发送码字的冗余度， 来提高正确译码的概率。初次传送经编码的数据 帧时，先采用的编码速率比较高而且冗余度比较 低的方式来发送；如果接收端未能正确译码，则 降低编码速率以增大编码的冗余度，重传出错的 数据帧；接收端将前后多次收到的相同信息的数 据帧进行合并译码；如此反复多次，直到正确译 码或达到规定的最大重传次数为止。 请求的传输速率决定下一时隙的调制与编码方 式。通常系统可以采用ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ等 调制方式，可以采用码率为２／３、１／３、１／５的Ｔｕｒｂｏ 编码方式。ＡＭＣ的具体编码、调制方式与ＤＲＣ 请求速率的对应关系如表１所示。 表１ ＡＭＣ调制编码方式与速率对应关系 数据速率（ｋｂｐｓ） ３８．４ ７６．８ １５３．６ ３０７．２ ３０７．２ ６１４．４ ６１４．４ 每数据包占用时隙数 数据包大小（ｂｉｔｓ） 编码速率 １６ ８ ４ ２ ４ １ ２ 调制方式 ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ １０２４ １０２４ ｌ０２４ １０２４ １０２４ １０２４ ２０４８ １／５ １／５ １／５ １／５ １／３ １／３ １／３ ９２１．６ ｌ２２８．８ １２２８．８ ２ １ ２ ３０７６ ２０４８ ４０９６ １／３ １／３ １／３ ８ＱＰＳＫ ＱＰＳＫ １６ＱＡＭ １８４３．２ ２４５７．６ １ １ ３０７６ ４０９６ １／３ １／３ ８ＱＰＳＫ １６ＱＡＭ ２．４多用户调度 在１ｘ ＥＶ—ＤＯ的系统中，由于前向采用时分 为了在系统吞吐量最大化与服务公平性之间 取得折衷，兼顾系统的效率与公平，ｌｘＥＶ—ＤＯ通 常采用比例公平调度算法，其主要原理是跟踪以 下两个变量：用户当前申请的速率与该用户的平 均吞吐量。用户当前申请的速率越高，越有可能 得到服务；用户历史吞吐量越高，那么在后面得 到服务的概率就越小。 从上面的比较可以看出，如果终端信道条件 复用的方式，所有用户时分共享前向信道，为了 提高时隙资源的利用率，１ｘ ＥＶ—ＤＯ系统将前向 链路时隙在多个用户之间进行分配，系统根据特 定的多个用户调度算法选择在每个时隙内所服务 的具体用户。 高性能计算技术 ２００９往 较好，其请求传输的速率也较高，就会使其优先 权提高，确保了系统的传输效率；如果一个用户 因为信道条件较差，特别是由于其处于小区边缘， 长时间得不到传输机会，则其平均吞吐量就会减 小，这同样会使其优先权提高，获得传输机会， 确保了系统服务的公平性。 ３ １ ｘ ＥＶ—ＤＯ技术现状与未来演进 至今为止，ｌｘ ＥＶ—ＤＯ空中接口标准已经发 展出Ｒｅ１．０、Ｒｅｖ．Ａ和Ｒｅｖ．Ｂ三个版本。目前， ＣＤＭＡ２０００ ｌｘ ＥＶ—ＤＯ Ｒｅ１．０及Ｒｅｖ．Ａ已在全球实 现大规模商用，ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｂ的规范也已公布， 并有望于２０１０年实现商用部署。 ＣＤＭＡ２０００ Ｉｘ ＥＶ—ＤＯ Ｒｅ１．０是为了提供非对 称的高速分组数据业务而设计的，前向峰值速率 达到２．４Ｍｂｐｓ，反向峰值速率为１５３．６Ｋｂｐｓ，适合 提供基于文件下载、网页浏览和电子邮件等非对 称的分组数据业务。 针对ＥＶ—ＤＯ Ｒｅ１．０反向速率偏低和ＱｏＳ保证 方面的局限性，ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ａ特别增强了反向的 数据传输能力，峰值速率提高到１．８Ｍｂｐｓ，将下 行最高传输速率增强至３．１Ｍｂｐｓ，使上、下行能 力进一步平衡。同时ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ａ系统针对实时 业务和多媒体业务进行了优化，降低了接入和传 输时延，并对业务进行ＱｏＳ的差异化控制。 ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｂ为多载波ＥＶ—ＤＯ技术 ，可使 用１５个载频（２０ＭＨｚ带宽），其峰值速率可提升 到前向７３．５Ｍｂｐｓ（单载波４．９Ｍｂｐｓ）、反向２７Ｍｂｐｓ （单载波１．８Ｍｂｐｓ），从峰值速率、ＱｏＳ要求等方 面增强用户体验。同时由于多载波系统能够在时 域和频域同时得到多用户分集，因此ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｂ能达到更高的频谱效率。 ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｂ技术作为ＡＩＥ ＴＥＭ确定的 ＥＶ—ＤＯ演进第一阶段，并不是ＥＶ—ＤＯ系统的最 终版本，ＥＶ—ＤＯ未来演进还包括ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ （ＥＶＤＯ增强型）和ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｄ标准。ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ中要引入ＯＦＤＭ、ＭＩＭＯ、ＳＤＭＡ以及干扰 消除技术，从而使下行链路的峰值传输速率提高 到２００ Ｍｂｉｔ／ｓ，以提高扇区吞吐量。３ＧＰＰ２在２００６ 年６月收集了针对ＥＶ～ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ系统的建议和反 馈意见，而ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｄ很有可能是严格意义上 的４Ｇ技术。 但由于目前ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ和ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｄ 标准化完成的时间点尚不确定，并且随着 ＣＤＭＡ２０００阵营中的运营商与设备商纷纷选择长 期演进技术ＬＴＥ作为其后期演进的方向，从１ｘ ＥＶ—ＤＯ向ＬＴＥ的演进也不断取得了新的进展。 在标准层面，为支持ＥＶ—ＤＯ向ＬＴＥ的演进， ３ＧＰＰ／３ＧＰＰ２两大标准组织都制定了相应系列规 范，并于２００８年年底已基本完成，可以说ＥＶ—ＤＯ 向ＬＴＥ的演进已是大势所趋。 因此，１ｘ ＥＶ—ＤＯ系统整体上的演进路线有 如下两条： １）ＥＶＤＯ Ｒｅ１．０—｝ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ａ—ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｂ－－－￣ＥＶ－ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ—｝ＬＴＥ： ２）ＥＶＤＯ Ｒｅ１．０ ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ａ— ＥＶ—Ｄ０ Ｒｅｖ．Ｂ—｝ＬＴＥ。 ＥＶ—ＤＯ增强型技术ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ的提出一 方面体现了部分设备厂商延续ＥＶ—ＤＯ技术使用 时间的需求，另一方面体现了已经投入大量资金 的运营商对系统演进更加平滑的希望。ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ能否成功商用，此技术的标准化工作完成 的时间点将对其产生重要影响。如果３ＧＰＰ２标准 化组织能够抓住ＬＴＥ网络化试验前的时间点，完 成ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ标准工作以及试验网络的建设， 无疑会为ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ争取到商用时机。毕竟从 ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ａ向Ｒｅｖ．Ｂ演进，以及继续升级到 ＥＶ—ＤＯ Ｒｅｖ．Ｃ网络，运营商所付出的经济成本要 远远低于直接升级至ＬＴＥ网络。 ４ 结束语 从２００２年开始商用至今，ｌｘ ＥＶ—ＤＯ技术作 为主流的３Ｇ标准已在全球获得了成功的商业应 用，验证了ｌｘ ＥＶ—ＤＯ作为因特网的无线延伸， 在提供高速分组数据业务方面的优良性能。无论 后续ＥＶ—ＤＯ选择何种路线进行演进，最终都会 必然演进至ＬＥＴ技术，并采用频谱利用率高、抗 多径干扰好的正交频分复用技术ＯＦＤＭ，以及可 以增加无线系统的容量和可靠性的ＭＩＭＯ技术等 核心技术。 参考文 献 ［１】 ３ＧＰＰ２，Ｃ．Ｓ００２４．ＣＤＭＡ２０００ Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ【Ｓ】，２００ １—０５． 【２］ ３ＧＰＰ２，Ｃ．Ｓ００２４－Ａ．ＣＤＭＡ２０００ Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉ ｃａｔｉ０ｎ［Ｓ】，２００４—０３． 【３】 ３ＧＰＰ２，Ｃ．Ｓ００２４－Ｂ．ＣＤＭＡ２０００ Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｍｃａｔｉ０ｎ【Ｓ】，２００６—０５． 第４期 侯春雨等：ＣＤＭＡ２０００１ｘ ＥＶ—ＤＯ关键技术及其演进 ・５５・ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ＣＤＭＡ ２０００１ｘ ＥＶ－ＤＯ ＨＯＵ Ｃｈｕｎ—ｙｕ ＪＩ Ｋｕｎ （１．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，５ １ ００００） （２．Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉ，２ １ ４０８３） Ａｂｓｔｒａｃｔ ｌ ｘ ＥＶ－ＤＯ ｉｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈａｔ ｏｐｔｉｍｉｚｅｓ ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ ｓｅｒｖｉｃｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｌ ｘ ＥＶ－ＤＯ，ｓｕｃｈ ａｓ ＨＡＲＱ，ＡＭＣ ａｎｄ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ－ｏｆ－ｔｈｅ－ａｒｔ ｏｆ ｌ ｘ ＥＶ－ＤＯ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＥＶ－ＤＯ，ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ Ｉｌｌｕｍｂｅｒ ＴＮ９ １１ （责任编辑：周 丽） 美国开发单芯片６４Ｇｂｉｔ内存容量的产品 非易失性内存风险企业美国Ｕｎｉｔｙ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ公司近日正式发表了该公司的产品战略，将开发 以单块芯片实现６４Ｇｂｉｔ内存容量的产品。此外，该公司还宣布新接受２２００万美元的追加投资，合计 接受投资７５００万美元。 Ｕｎｉｔｙ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ是一家成立于２００２年的风险企业，其目标是以比ＮＡＮＤ闪存更低的成本生 产存储密度更高的产品。该公司预定采用自主技术“ＣＭＯｘ”的６４ＧｂｉｔＬＳＩ产品于２０１１年第二季度开 始量产供货。试生产将在２０１０年下半年内开始。目标性能为，支持１００ＭＨｚ以内的工作时钟频率，支 持６０Ｍｂｉｔ／秒的写入速度及ｌＯＯＭｂｉｔ／秒的读取速度。首先用于笔记本电脑和服务器等，目标是用于ＳＳＤ 类装置。 Ｕｎｉｔｙ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ正在开发的ＣＭＯｘ技术是“ｃｒｏｓｓ—ｐｏｉｎｔ ｍｅｍｏｒｙ ａｒｒａｙ”形式的内存技术。使 用的金属氧化物没有公开。该公司采用名为“ＢＥＯＬ（ｂａｃｋ ｅｎｄ ｏｆｌｉｎｅ）Ｍｅｍｏｒｙ”的制造工艺和９０ｎｍ 规格的ＣＭＯＳ工艺。 （禾 刀）