Evolution-Data Optimized ( EV-DO , EVDO и т. д.) — это телекоммуникационный стандарт для беспроводной передачи данных с помощью радиосигналов , как правило, для широкополосного доступа в Интернет . EV-DO — это эволюция стандарта CDMA2000 ( IS-2000 ), который поддерживает высокие скорости передачи данных и может быть развернут вместе с голосовыми услугами беспроводного оператора. Он использует передовые методы мультиплексирования , включая множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), а также мультиплексирование с временным разделением каналов (TDM) для максимизации пропускной способности. Он является частью семейства стандартов CDMA2000 и был принят многими поставщиками услуг мобильной связи по всему миру, особенно теми, которые ранее использовали сети CDMA . Он также используется в спутниковой телефонной сети Globalstar . [1]
Канал EV-DO имеет полосу пропускания 1,25 МГц, ту же полосу пропускания, что и IS-95A ( IS-95 ) и IS-2000 ( 1xRTT ), [2] хотя структура канала сильно отличается. Внутренняя сеть полностью основана на пакетах и не ограничена ограничениями, обычно присутствующими в сети с коммутацией каналов .
Функция EV-DO сетей CDMA2000 обеспечивает доступ к мобильным устройствам со скоростью прямого канала радиоинтерфейса до 2,4 Мбит/с с Rel. 0 и до 3,1 Мбит/с с Rev. A. Скорость обратного канала для Rel. 0 может достигать 153 кбит/с, в то время как Rev. A может достигать 1,8 Мбит/с. Он был разработан для работы от начала до конца как сеть на основе IP и может поддерживать любое приложение, которое может работать в такой сети и ограничениях по скорости передачи данных.
.jpg/1280px-Huawei_E173_3G_HSPA+_Modem_USB_Movistar_Colombia_(6).jpg)
Было несколько ревизий стандарта, начиная с Release 0 (Rel. 0). Позднее он был расширен с Revision A (Rev. A) для поддержки качества обслуживания (для улучшения задержки) и более высоких скоростей на прямом и обратном канале. В конце 2006 года была опубликована Revision B (Rev. B), функции которой включают возможность объединения нескольких носителей для достижения еще более высоких скоростей и меньших задержек (см. TIA-856 Rev. B ниже). Обновление с EV-DO Rev. A до Rev. B включает обновление программного обеспечения модема сотовой станции и дополнительное оборудование для новых носителей EV-DO. Существующим операторам cdma2000, возможно, придется перенастроить некоторые из своих существующих каналов 1xRTT на другие частоты, поскольку Rev. B требует, чтобы все носители DO находились в пределах 5 МГц.
Первоначальный дизайн EV-DO был разработан Qualcomm в 1999 году для соответствия требованиям IMT-2000 для нисходящего канала со скоростью более 2 Мбит/с для стационарной связи, в отличие от мобильной связи (т. е. подвижной сотовой телефонной связи). Первоначально стандарт назывался High Data Rate (HDR), но был переименован в 1xEV-DO после того, как он был ратифицирован Международным союзом электросвязи (МСЭ) под обозначением TIA-856 . Первоначально 1xEV-DO расшифровывалось как «1x Evolution-Data Only», что указывает на то, что он является прямой эволюцией стандарта радиоинтерфейса 1x (1xRTT), по каналам которого передаются только данные. Название документа стандарта 1xEV-DO — «cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification», поскольку cdma2000 (строчные буквы) — это другое название стандарта 1x, имеющего цифровое обозначение TIA-2000.
Позже, из-за возможных негативных коннотаций слова «only», часть «DO» в названии стандарта 1xEV-DO была изменена на «Data Optimized», полное название — EV-DO теперь означает «Evolution-Data Optimized». Префикс 1x был убран многими крупными операторами и продается просто как EV-DO. [3] Это обеспечивает более дружественный рынку акцент на том, что технология оптимизирована для данных.
Основная характеристика, которая отличает канал EV-DO от канала 1xRTT, заключается в том, что он мультиплексирован по времени на прямом канале (от вышки до мобильного телефона). Это означает, что один мобильный телефон имеет полное использование канала прямого трафика в определенной географической области (секторе) в течение заданного интервала времени. Используя эту технологию, EV-DO может модулировать временной интервал каждого пользователя независимо. Это позволяет обслуживать пользователей в благоприятных условиях радиочастот с помощью очень сложных методов модуляции , а также обслуживать пользователей в плохих условиях радиочастот с помощью более простых (и более избыточных) сигналов. [4]
Прямой канал разделен на слоты, каждый длиной 1,667 мс. В дополнение к пользовательскому трафику в поток вплетены служебные каналы, в том числе «пилот», который помогает мобильному устройству находить и идентифицировать канал, канал доступа к среде (MAC), который сообщает мобильным устройствам, когда запланированы их данные, и «канал управления», который содержит другую информацию, которую сеть должна знать мобильным устройствам.
Модуляция , которая будет использоваться для связи с данным мобильным устройством, определяется самим мобильным устройством; оно прослушивает трафик на канале и в зависимости от силы принимаемого сигнала, а также воспринимаемых условий многолучевого распространения и затухания делает наилучшее предположение о том, какую скорость передачи данных оно может поддерживать, сохраняя при этом разумный уровень ошибок кадра 1-2%. Затем оно передает эту информацию обратно в обслуживающий сектор в виде целого числа от 1 до 12 по каналу «Digital Rate Control» (DRC). В качестве альтернативы мобильное устройство может выбрать «нулевую» скорость (DRC 0), указывая на то, что мобильное устройство либо не может декодировать данные ни на какой скорости, либо пытается передать данные другому обслуживающему сектору. [4]
Значения DRC следующие: [5]
Другим важным аспектом канала прямой связи EV-DO является планировщик. Наиболее часто используемый планировщик называется « пропорциональной справедливостью ». Он предназначен для максимизации пропускной способности сектора, а также для гарантии каждому пользователю определенного минимального уровня обслуживания. Идея состоит в том, чтобы планировать мобильные устройства, сообщающие о более высоких индексах DRC, чаще, с надеждой, что те, которые сообщают о худших условиях, со временем улучшатся.
Система также включает в себя Incremental Redundancy Hybrid ARQ . Каждый подпакет многослотовой передачи представляет собой турбокодированную копию исходных битов данных. Это позволяет мобильным устройствам подтверждать пакет до того, как будут переданы все его подсекции. Например, если мобильное устройство передает индекс DRC 3 и запланировано для получения данных, оно будет ожидать получения данных в течение четырех временных интервалов. Если после декодирования первого интервала мобильное устройство способно определить весь пакет данных, оно может отправить раннее подтверждение обратно в это время; оставшиеся три подпакета будут отменены. Однако если пакет не подтвержден, сеть продолжит передачу оставшихся частей до тех пор, пока все не будут переданы или пакет не будет подтвержден. [4]
Обратная связь (от мобильного телефона обратно к базовой приемопередающей станции ) на EV-DO Rel. 0 работает очень похоже на CDMA2000 1xRTT . Канал включает пилот-сигнал обратной связи (помогает декодировать сигнал) вместе с каналами пользовательских данных. Некоторые дополнительные каналы, которых нет в 1x, включают канал DRC (описанный выше) и канал ACK (используемый для HARQ ). Только обратная связь имеет какой-либо контроль мощности , поскольку прямая связь всегда передается на полной мощности для использования всеми мобильными телефонами. [5] Обратная связь имеет как открытый, так и закрытый контур управления мощностью. В открытом контуре мощность передачи обратной связи устанавливается на основе принимаемой мощности на прямом канале. В закрытом контуре мощность обратной связи регулируется вверх или вниз 800 раз в секунду, как указано обслуживающим сектором (аналогично 1x ). [6]
Все каналы обратной связи объединяются с использованием кодового разделения и передаются обратно на базовую станцию с использованием BPSK [7] , где они декодируются. Максимальная скорость, доступная для пользовательских данных, составляет 153,2 кбит/с, но в реальных условиях это редко достигается. Типичные достигаемые скорости составляют 20-50 кбит/с.
Версия A EV-DO вносит несколько дополнений в протокол, сохраняя при этом полную обратную совместимость с версией 0.
Эти изменения включали введение нескольких новых скоростей передачи данных по прямой линии связи, которые увеличивают максимальную скорость передачи с 2,45 Мбит/с до 3,1 Мбит/с. Также были включены протоколы, которые уменьшали время установления соединения (называемые улучшенным каналом доступа MAC), возможность для нескольких мобильных устройств совместно использовать один и тот же таймслот (многопользовательские пакеты) и введение флагов QoS . Все это было введено для обеспечения связи с низкой задержкой и низкой скоростью передачи данных, такой как VoIP . [8]
Дополнительные форвардные ставки для EV-DO Rev. An следующие: [9]
В дополнение к изменениям в прямом канале, обратный канал был улучшен для поддержки модуляции более высокой сложности (и, следовательно, более высоких скоростей передачи данных). Был добавлен дополнительный вторичный пилот, который активируется мобильным устройством, когда оно пытается достичь повышенной скорости передачи данных. Для борьбы с перегрузкой обратного канала и ростом шума протокол требует, чтобы каждому мобильному устройству был предоставлен допуск на помехи, который пополняется сетью, когда условия обратного канала это позволяют. [9] Обратный канал имеет максимальную скорость 1,8 Мбит/с, но в нормальных условиях пользователи испытывают скорость приблизительно 500-1000 Кбит/с, но с большей задержкой, чем DOCSIS и DSL .
EV-DO Rev. B — это многоканальная эволюция спецификации Rev. A. Она сохраняет возможности EV-DO Rev. A и обеспечивает следующие улучшения:
Qualcomm на раннем этапе поняла, что EV-DO — это временное решение, и предвидела грядущую войну форматов между LTE и определила, что понадобится новый стандарт. Qualcomm изначально назвала эту технологию EV-DV (Evolution Data and Voice). [10] По мере того, как EV-DO становился все более распространенным, EV-DV превратился в EV-DO Rev C.
Стандарт EV-DO Rev. C был определен 3GPP2 для улучшения стандарта мобильных телефонов CDMA2000 для приложений и требований следующего поколения. Он был предложен Qualcomm как естественный путь эволюции для CDMA2000, а спецификации были опубликованы 3GPP2 (C.S0084-*) и TIA (TIA-1121) в 2007 и 2008 годах соответственно. [11] [12]
Торговая марка UMB (Ultra Mobile Broadband) была введена в 2006 году как синоним этого стандарта. [13]
UMB был задуман как технология четвертого поколения , которая должна была конкурировать с LTE и WiMAX . Эти технологии используют высокопропускную способность, низкую задержку, базовую сеть TCP/IP с высокоуровневыми услугами, такими как голосовая связь, построенная поверх. Широкое развертывание сетей 4G обещает сделать приложения, которые ранее были невозможны, не только возможными, но и повсеместными. Примерами таких приложений являются мобильная потоковая передача видео высокой четкости и мобильные игры.
Как и LTE, система UMB должна была основываться на сетевых технологиях Интернета, работающих на радиосистеме следующего поколения, с пиковыми скоростями до 280 Мбит/с. Ее разработчики хотели, чтобы система была более эффективной и могла предоставлять больше услуг, чем технологии, которые она должна была заменить. Чтобы обеспечить совместимость с системами, которые она должна была заменить, UMB должна была поддерживать передачу обслуживания с другими технологиями, включая существующие системы CDMA2000 1X и 1xEV-DO.
Использование OFDMA компанией UMB позволило бы устранить многие недостатки технологии CDMA, использовавшейся ее предшественником, включая феномен «дыхания», сложность добавления емкости с помощью микросот, фиксированные размеры полосы пропускания, ограничивающие общую полосу пропускания, доступную для мобильных телефонов, и практически полный контроль одной компании над необходимой интеллектуальной собственностью.
В то время как емкость существующих сетей Rel. B может быть увеличена в 1,5 раза за счет использования голосового кодека EVRC-B и подавления помех телефонной трубки QLIC, 1x Advanced и EV-DO Advanced предлагают увеличение емкости сети до 4 раз за счет подавления помех BTS (подавление помех обратной линии связи), многоканальных соединений и технологий интеллектуального управления сетью. [14] [15]
В ноябре 2008 года Qualcomm , главный спонсор UMB, объявил, что прекращает разработку технологии, отдавая предпочтение LTE . Это последовало за объявлением о том, что большинство операторов CDMA решили принять стандарт WiMAX или LTE в качестве своей технологии 4G. Фактически ни один оператор не объявил о планах принять UMB. [16]
Однако в ходе продолжающегося процесса разработки технологии 4G компания 3GPP добавила некоторые функциональные возможности в LTE, что позволило ей стать единственным путем обновления для всех беспроводных сетей.
