图三 蜂巢技术的效能演进
为了保障业者的投资,两项标准都基于对既有网路做最小更动的原则来进行演进设计,也就是尽量不更动网路架构和核心网路,而且使用既有的频谱资源。在此情况下,就必须透过先进的技术来进行革新,而两项标准都运用了AMC、HARQ等技术作法,以下将做一比较说明。
■1xEV-DO
1xEV-DO(Evolution-Data Optimized)是一项已商业化的可行3G技术,能将资料传输率提高到2Mbps,所使用的频宽是1.25MHz,比起CDMA2000 1xRTT 和WCDMA这两种以语音服务中心的技术快上3~4倍。
1xEV-DO虽然是CDMA2000标准的一部分,但它完全没有仰赖CDMA语音网路中的任何元件来提供服务、移动性或漫游。系统业者不需要行动交换中心(Mobile Switching Center;MSC)或如家庭和访客位置註册(home and visitor location registers;HLR/VLR)的网路元件。因此不管系统业者目前使用的是何种语音技术,只要具有1.25MHz的成对频谱(paired spectrum),就能够建置1xEV-DO。
在1xEV-DO 网路有三个主要单元,如(图四)所示:
●无线节点(Radio Nodes;RNs)
●无线网路控制器(Radio Network Controller;RNC)
●封包数据服务节点(Packet Data Serving Node;PDSN)
图四 1xEV-DO网路架构
每个无线节点一般皆支援三个区域(sector)和服务一个蜂窝系统,而每个区域中有一个专属发射器,用来节取用户数据机和无线节点之间的空中连结。 1xEV-DO中的更高层协定会在RNC中处理,RNC也负责传递RN和PDSN之间的用户数据资料。PDSN是一台用来连结无线网路和网际网路的无线边缘路由器(EDGE Router)。这个架构和一些其他的3G无线技术不一样的地方,在于它不需要依赖行动交换中心(MSC)。
除了RNC和PDSN,1xEV-DO数据中心还有一台聚合路由器(aggregation router)、一台元件管理系统(element management system;EMS)和数台ISP伺服器。聚合路由器节取从RN来的IP资讯,再传送到RNC;EMS负责管理无线接取网路。至于常用的ISP伺服器包括网路名称系统(Domain Name System;DNS)、动态主机组态协定(Dynamic Host Configuration Protocol;DHCP)和认证/授权/稽查(Authentication, Authorization, and Accounting;AAA)等标准IP伺服器。
整体来说,1xEV技术(也称为High Data Rate;HDR)是一种高效能和符合成本效益的网际网路解决方案,这项高速的技术能与CDMA网路相容,并提供最佳化的封包数据服务。更特别的是,它以最小的网路和频谱资源来达成其效能表现,是一项高频谱效率的技术。
■HSDPA
HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)是基于3GPP R99/R4架构的附加方案,也就是UMTS的一种空中介面,其架构中主要包含三个元件,分别是用户设备(User Equipment;UE)、Node B和无线网路控制器(RNC),如(图五)所示。在基本型的标准下,采用耙式接收器(rake receiver)的六类(category 6)行动用户,其尖峰资料传输率可达3.6Mbps;采用先进接收器方案的十类(category 10)行动用户则可再提升到14.4Mbps。
图五 HSDPA协定架构
HSDPA是基于现有WCDMA网路的演进,其网路建设成本主要用于Node B(基地台)和RNC的软/硬件升级。它将关键的数据处理从RNC转移到Node B,使数据处理与空中介面更靠近,从而实现更高的系统传输量并改善服务品质。不仅如此,HSDPA还能扩大系统容量,与现有的WCDMA技术相比,HSDPA能在同一个无线载频上为更多的高速率用户提供服务。
基本上HSDPA是WCDMA下行链结的封包式数据服务,其数据传送速率在5MHz的频宽下可达8~10Mbps(采用MIMO系统可达20Mbps)。它加入一项新的高速下行共用通道(High Speed Downlink Shared Channel;HS-DSCH),这个通道采用分割代码的方式,将主通道分成了15个子通道,而且配合缩短的TTI(transmission time interval)作法,在2ms的时间内对不同用户进行通道时间分配。这样一来,多个用户就能同时分享频宽,进而提升了频谱的利用率。