網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讀書報告

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網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讀書報告

cdma系統(tǒng)是一個自干擾系統(tǒng)，某個用戶相對于其他用戶來說就是干擾，每個小區(qū)也會對其他小區(qū)構(gòu)成干擾，尤其是同頻相鄰小區(qū)，干擾越大，負載越高，小區(qū)覆蓋范圍越小，反之干擾越小，負載越低，小區(qū)覆蓋半徑越大。因此，處于動態(tài)變化過程中的小區(qū)，容量也是變化的，具有很大的不確定性，跟具體應(yīng)用環(huán)境、客觀條件以及系統(tǒng)提供的服務(wù)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)，尤其是前向容量的分析是一個復(fù)雜且關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)指標的重要內(nèi)容。本文從協(xié)議標準的角度來考察cdma1_及ev-do的容量，分析容量跟哪些因素緊密相關(guān)。

cdma1_容量

1.無線配置

無線配置是cdma與is-95系統(tǒng)的重要區(qū)別。無線配置（rc：radio configuration）是一系列通過物理層參數(shù)（如傳輸速率、調(diào)制方式及擴頻因子等）標識的前向業(yè)務(wù)信道的集合。前向無線配置（rc：radio configuration）共有9種：1～9。反向無線配置（rc：radio configuration）共有6種：1～6。無論前向還是反向rc1、rc2都是分配給is-95。此外前向rc6至rc9分配給cdma3_，rc3、rc4及rc5分配給cdma1_。反向rc3、rc4分配給cdma1_，rc5、rc6分配給cdma 3_。這里只重點介紹cdma 1_。

(1)前向無線配置

rc3的主要特點是：最大速率153.6kbit/s，qpsk調(diào)制，卷積碼的r=1/4，提供8kbit/s的語音源速率，只能采用walsh64；

rc4的主要特點是：最大速率307.2kbit/s，qpsk調(diào)制，卷積碼的r=1/2，提供8kbit/s的語音源速率，可采用walsh128；

rc5的主要特點是：最大速率230.4kbit/s，qpsk調(diào)制，卷積碼的r=1/4，提供13kbit/s的語音源速率，只能采用walsh64；

rc513kbit/s的語音源速率，占用無線資源大，因此目前沒有采用。那么就只有rc3、rc4了。從上面的描述可以看出，rc3采用了walsh64，抗干擾能力強（卷積碼的r=1/4，冗余度高），而rc4采用walsh128，抗干擾能力相對弱（卷積碼的r=1/2，冗余度低），目前的聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)采用的就是rc3的配置。

(2)反向無線配置

rc3的主要特點是，最大速率153.6kbit/s，oqpsk調(diào)制（手機的功控能力差，oqpsk是防止過零點的一種方法），卷積碼的r=1/4，提供8kbit/s的語音源速率；

rc4的主要特點是：最大速率230.4kbit/s，oqpsk調(diào)制，卷積碼的r=1/4，提供13kbit/s的語音源速率；

rc413kbit/s的語音源速率，占用無線資源大，因此目前沒有采用，只采用rc3了。

2.前向容量分析

walsh碼的自相關(guān)為1，互相關(guān)為0，cdma1_利用其良好的自相關(guān)性，將walsh碼與下行信道緊密結(jié)合，用walsh碼區(qū)分信道。由于采用rc3配置，即下行采用walsh64，即有64個下行信道，每個信道的傳輸速率是9.6kbit/s。下行信道中，有系統(tǒng)必不可少的公共信道，如：一個導(dǎo)頻信道，占用walsh0；一個同步信道，占用walsh32；一個尋呼信道，占用walsh1。因此只剩下61個可提供業(yè)務(wù)的walsh碼道。

從語音業(yè)務(wù)的角度看，理想狀態(tài)的理論極限值是61個，即64個碼道扣除公共信道外的碼道，但在實際的網(wǎng)絡(luò)中，只能支持35個左右的語音業(yè)務(wù)，這是由于網(wǎng)絡(luò)干擾程度決定的。據(jù)最新標準研究公布，如果cdma1_采用干擾消除技術(shù)后，可將單小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)容量提升至50甚至更高。

從數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的角度分析，cdma1_采用了補充信道-sch。正是由于這一信道的引入，使得前反向的數(shù)據(jù)傳輸速率增加至153.6kbit/s。在進行前向的數(shù)據(jù)傳輸時，用戶獲得的速率與使用的walsh碼息息相關(guān)。前向64階walsh碼的信道傳輸速率是9.6kbit/s，因此獲得153.6kbit/s的數(shù)據(jù)速率，需要使用4階的walsh碼，但是導(dǎo)頻信道、同步信道以及尋呼信道必須存在，而且是固定的walsh碼道。如上所述，因此理論上可分配給153.6kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的walsh4碼字最多2個。當然從目前的情況看，語音業(yè)務(wù)還是能保證營業(yè)收入的主要來源，因此單載頻中配置2個walsh4碼字給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可能性不大。

3.反向容量分析

walsh碼除了區(qū)分信道外，另一個重要應(yīng)用是抗干擾。從walsh碼的產(chǎn)生原則分析，一個walsh碼如果出錯，出錯的`位數(shù)必須為n/2（如果是walsh64，則意味著錯32位），才可能產(chǎn)生干擾，否則不會，因此walsh碼在下行區(qū)分信道，但在上行作為擴頻碼，進行擴頻，同樣采用的是walsh64。

但是上行的容量跟walsh無關(guān)。其實，從無線通信的原理來看，上行的容量一般是受限于上行負載的水平，主要是要求系統(tǒng)工作在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，一般表現(xiàn)為手機的發(fā)射功率過低或者基站的解碼靈敏度過低。隨著同時接入用戶數(shù)的增加，干擾也愈大，基站的接收靈敏度在某一時刻便會達到臨界狀態(tài)，無法正確地解調(diào)手機的信號。因此整個上行容量（語音還是數(shù)據(jù)）跟實際的應(yīng)用環(huán)境息息相關(guān)。

cdma1_ev-do系統(tǒng)分析

cdma1_ev-do有rev0，reva兩個版本。rev0的設(shè)計初衷是為了提供非對稱的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它的前向鏈路采用了harq、多用戶分集、自適應(yīng)速率調(diào)整、虛擬軟切換和自適應(yīng)調(diào)制編碼等多種關(guān)鍵技術(shù)，獲得了良好的前向平均吞吐量，峰值速率高到2.4mbit/s，但是，隨著多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，如時延敏感的對稱性業(yè)務(wù)voip、ptt、視頻電話、無線游戲等rev0暴露出不足：反向吞吐量不足以開展多種應(yīng)用；反向速率相對于前向速率偏小，限制了對稱性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用。為解決上述問題，reva應(yīng)運而生。除了將前向鏈路峰值速率提高到3.072mbit/s之外，最大的改進是將反向鏈路的峰值速率提高到1.8mbit/s。同時，cdma1_ev-doreva在反向物理鏈路實現(xiàn)中引入高階調(diào)制和harq技術(shù)，并通過反向mac的流體控制機制精確控制反向鏈路的t2p，進而提升rot 控制門限，大幅提高反向鏈路的傳送速率和容量，同時進一步改善前向鏈路吞吐量，以支持對稱性寬帶多媒體業(yè)務(wù)，適應(yīng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展對系統(tǒng)容量的要求。

1．關(guān)鍵技術(shù)

cdma1_ev-doreva相對rev0以及cdma1_來講，采用一系列的新技術(shù)，來提高前反向數(shù)據(jù)速率主要如下。

下行時分復(fù)用：充分發(fā)揮共享的優(yōu)勢，下行選擇在不同的時間上給不同用戶傳輸數(shù)據(jù)。 增強的接入信道：reva將接入信道速率由原來的9.6kbit/s提高到19.2kbit/s以及38.4kbit/s，縮短用戶接入時延，提升用戶感受。

自適應(yīng)調(diào)制和編碼，系統(tǒng)根據(jù)無線環(huán)境，自動匹配調(diào)制方式及編碼方式，靈活應(yīng)對無線環(huán)境的變化。最大限度地利用系統(tǒng)的功率資源，即全功率發(fā)射的方式，以自適應(yīng)的調(diào)制編碼技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的功率控制技術(shù)。

harq重傳次數(shù)在傳輸格式中進行了明確的定義，每一個重傳時隙的間隔也是固定的，所標稱的速率是傳輸數(shù)據(jù)包大小與傳輸時隙數(shù)所用時間的比值，即“提前終止”技術(shù)。 快速多用戶調(diào)度：下行資源處于動態(tài)共享狀態(tài)，調(diào)度時主要基于信道條件，同時考慮等待發(fā)射的數(shù)據(jù)量以及業(yè)務(wù)的優(yōu)先級等情況，并充分發(fā)揮amc和harq的管理特性，實現(xiàn)無線資源的合理分配。

快速小區(qū)選擇：reva中引入了dsc信道，提前進行切換準備，取消了由于切換導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳送中斷，實現(xiàn)了無縫虛擬軟切換，有效保證時延敏感類的如voip等業(yè)務(wù)。

(1)數(shù)據(jù)傳輸格式

表1給出了doreva采用的前向數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮?shù)列表，第一列為傳輸格式，如

(128，16，1024)，128代表傳輸數(shù)據(jù)的包大小，即128bit，16代表傳輸所需的solt，1024代表preamble的長度。第二列代表編碼的速率，第三列是調(diào)制方式，第四列是最終的速率。由此可見，reva不同速率采用不同大小的物理層包，不同的調(diào)制方式，不同的傳送slot數(shù)

。

____年8月7日 11:19 通信世界周刊 作 者：中國電信廣州研究院 朱紅梅

表1doreva前向數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)列表

舉例如下：對于(128，16，1024)的格式，它的數(shù)據(jù)速率計算方法：128bit/

（16_1.667ms）=4.8kbit/s。最后兩行是reva新引入的特性，由此可見，reva的最大速率為5120bit/（1_1.667ms）=3072kbit/s。

析reva的容量，實際上，它的速率不可能達到3072.0kbit/s，因為即使無線環(huán)境足夠好，但是為了系統(tǒng)的可靠性以及正確解碼，系統(tǒng)的控制信道是周期性出現(xiàn)的，reva標準規(guī)定控制信道的出現(xiàn)周期為256slot（426.67ms），同時每個周期中必須有一個sc（synchronous control channel capsule：同步膠囊），這就意味著在多slot下，如256slot、5120bit的數(shù)據(jù)里一定包含控制信息，而不可能全部為數(shù)據(jù)信息，這樣數(shù)據(jù)速率就會下降，但是下降的程度很大程度上是跟無線環(huán)境緊密相關(guān)。

(2)mac-inde_的使用，具體分配如表2所示。

reva下行不直接采用walsh來區(qū)分用戶，而是引入了mac-inde_的概念，mac-inde_共128個，每個都與確定的walsh碼相對應(yīng)。

表2mac–inde_分配一覽表

在128個mac-inde_中，從上表格可見，只有114個mc-inde_可用，當然如果mac-inde_5不用做廣播而用作業(yè)務(wù)，可有115個。當然這些都是從理論的角度來分析，實際的系統(tǒng)不可能提供如此多的用戶，否則網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量惡化，用戶感受下降。

doa反向數(shù)據(jù)發(fā)送格式及等效數(shù)據(jù)速率如表3所示。第一列是數(shù)據(jù)包大小，第二列是數(shù)據(jù)包傳輸格式，b代表bpsk，q代表qpsk，e代表8psk，后面的數(shù)字代表walsh的長度，而q4q2說明i/q之路的傳輸。第3大列是等效速率，由于反向采用

4-slotinterlacing的方式，即前后兩次數(shù)據(jù)傳輸要間隔4個slot，所以有4、8、12、16的概念，當然時隙越長，速率越低，因此當4-slot中止時，它對應(yīng)的最大速率為1843.2kbit/s。

表3doa反向數(shù)據(jù)發(fā)送格式及等效數(shù)據(jù)速率

當然這個也是理論分析，實際的應(yīng)用也是跟無線環(huán)境緊密相關(guān)。

報告格式怎么寫