CDMA2000 1X EVDO网络
EVDO设计思想
1X EVDO 是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。
随着无线接入到因特网（Internet）需求的增长，对无线分组数据业务的需求也随之增长，以无线局域网为代表的无线接入技术虽然能提供较高的带宽，但是，在安全性、计费和覆盖等方面的局限性，限制了它的应用，如果通过蜂窝移 动通信网络提供无线因特网业务，无疑具有极大的应用前景。同时考虑到与以 ADSL为代表的有线数据网络竞争的需要，要求这种新的蜂窝网络至少能提供与 ADSL 相比拟的数据带宽。
鉴于此，高通公司从1996 年开始开发了 HDR（HighDataRate）技术，并于2000 年被 TIA/EIA 接受为 IS856 标准（以 Release 0 版本发布），又称为 HRPD（High Rate Packet Data）或 1X EVDO。1X 表示它与 CDMA2000 1X 系统所采用的射频带宽和码片速率完全相同，具有良好 的后向兼容性；EV（Evolution）表示它是 CDMA2000 1X 的演进版本；DO（Data Optimization）表示它是专门针对分组数据业务而经过优化了的技术。1XEVDO于2001年被 ITU 接受为3G 技术标准之一。
1X EVDO 系统最初是针对非实时、非对称的高速分组数据业务而设计的。高速传送是对1X EVDO 系统设计的核心功能要求，高速意味着需要基于有限的带宽资源，利用蜂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。最初设计1X EVDO 系统时，主要是为了提供网页浏览、文件下载等无线因特网业务，它们要么具有非实时的特点，对业务的QoS 保证没有严格的要求；要么具有非对称的特点，要求前向链路的传送速率和吞吐量明显高于反向链路。显然，随着业务的发展，对1X EVDO 系统功能要求也将随之提高。
在CDMA2000 1X 系统中，中低速数据业务和语音业务是码分复用的，共享基站发射功率、扩频码和频率资源。基站通过快速闭环功率控制技术补偿因信道衰落带来的影响，从而获得较高的频谱利用效率，对于中低速数据及语音业务而言，这是最佳的选择。但是，对于高速分组数据业务，这种快速功率控制并不能保证系统具有很高的频谱利用效率，尤其是当高速分组数据业务与传统的语音业务采用码分方式共享频率和基站功率资源时，系统效率会较低。
1X EVDO 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 1X 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。
在具体设计时，应充分考虑到1X EVDO 系统与CDMA2000 1X 系统的兼容性，并利用CDMA20001X/1X EVDO 双模终端或混合终端（Hybrid Access Terminal）的互操作，来实现低速语音业务与高速分组数据业务的共同服务。
从网络结构设计上看：1X EVDO 继承了CDMA2000 1X 的分组核心网及其与无线接入网的互操作规范；由于1X EVDO 网络是数据业务专用网，故不存在电路核心网，其接入鉴权功能由无线接入网完成，要求增加无线接入网与接入鉴权功能实体之间的互操作；1X EVDO与CDMA2000 1X 网络结构设计的主要区别体现在空中接口的设计上，空中接口协议栈模型按功能分层，各层之间没有严格的上下层承载关系，业务数据自上而下进行封装时可以跨越部分协议层。由于1X EVDO 与CDMA2000 1X 网络结构上的上述联系和差异，两者在数据呼叫流程上也存在一定的联系和差异。
从无线链路设计上看：当初设计1X EVDO 系统的目的在于提供非对称的高速分组数据业务，系统设计优化的重点在于前向链路，对反向链路的优化相对较少。1X EVDO 前向链路采用了时分复用、自适应调制编码、混合自动重传请求（HARQ）、多用户调度、功率分配和虚拟软切换等关键技术；1X EVDO 反向链路采用了速率控制和功率控制等关键技术。1XEVDO 系统关键技术与其空中接口的实现密切相关，通常也被看作空中接口关键技术。
从网络安全性设计上看：1X EVDO 分组核心网安全机制与CDMA2000 1X 分组核心网安全机制相同；1X EVDO 无线接入网安全机制与CDMA2000 1X 存在较大差异，1X EVDO 采用了新的空中接口安全机制和接入鉴权机制。
从业务提供能力上看：由于1X EVDO 系统最初是为了提供非实时业务而设计的，故缺乏明确的QoS 业务设计要求；随着多媒体数据业务的发展，1X EVDO Release A 版本将能够提供完整的端到端的QoS 业务。
从系统性能上看：1X EVDO 系统优化主要体现在前向链路，在相同的边缘覆盖条件下，1X EVDO 可以提供的数据吞吐量远高于CDMA2000 1X；1X EVDO 反向链路所作优化相对较少，反向链路覆盖和系统容量与CDMA2000 1X 比较接近。
从组网方式上看：1X EVDO 采用单独的载波提供分组数据业务，可以单独组网；考虑到1X EVDO 与CDMA2000 1X 在射频带宽、码片速率、链路覆盖等方面的一致性，两者也可以混合组网。
从网络规划优化来看：1X EVDO 继承了传统CDMA 系统所具有的网络规划优化的准则、方法和流程等；1X EVDO 系统设计的特点决定了它在网络规划优化上的特殊要求。
3.1技术特征
从网络结构设计上看，EVDO 与CDMA2000 1X 的差异主要体现在空中接口设计上。EVDO 网络只提供分组业务，空中接口的设计相对比较简单，其中采用了按功能分层的思想，将空中接口分为七个协议层，各协议层功能可以独立完成，也可以根据需要决定是否全部实现。
从无线链路的设计上看，当初设计EVDO 系统的目的在于提供非对称的高速分组数据业务，系统设计优化的重点在于前向链路。为了解决前向链路的高速分组在无线链路的可靠性传送问题，并实现系统吞吐量的最大化，EVDO 系统前向采用了时分复用、多用户调度、链路自适应、HARQ 和速率控制等多种关键技术。

3.2.1.时分复用
针对分组业务的突发性特点，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高低速用户分享系统功率导致的资源利用率下降。
EVDO 前向链路的时分复用体现在两个方面：
不同的前向信道分时共享每个时隙（Slot），每种信道满功率发射，具体的时隙结构将在第二章详细介绍。
不同用户分享系统的时隙资源，在每个时隙内，系统只为特定的用户服务，多用户调度准则的选择取决于前向链路的优化目标。

3.2.2.多用户调度
时隙资源是EVDO 前向链路最宝贵的资源，为了提高时隙资源的利用率，EVDO 系统将前向链路时隙在多用户之间进行分配，在每个时隙内，在保证多用户服务公平性的前提下，选择链路质量最好的用户进行服务，利用这种多用户调度技术，可以获得较高的多用户分集增益，提高系统容量。

3.2.3.链路自适应
无线链路条件是动态变化的，为了避免无线资源的分配与链路质量失配，EVDO 系统前向采用了链路自适应技术，主要体现在两方面：
前向链路传送速率选择的自适应性：在每个时隙内，终端测量前向链路的质量，由此预测下一个时隙内前向链路所能支持的最大传送速率，并将所请求的速率反馈给系统。
前向业务信道调制编码方式选择的自适应性：系统收到用户的请求速率后，选择与之匹配的前向链路调制编码方式。
由于EVDO 前向链路是基于时隙调度的，每时隙长度为1.67ms，EVDO 前向链路调制编码方式的选择和调整速度快。

3.2.4.HARQ
EVDO 系统采用HARQ 机制主要基于以下两方面原因：
为了解决分组业务在无线链路中的可靠性传送问题，EVDO 引入物理层重传机制，以减轻无线链路协议（Radio Link Protocol，RLP）数据分组重传的比率及由此所引发的过量传送延迟。
EVDO 前向链路速率估计通常比较保守，会造成部分无线资源的浪费。HARQ 结合递增冗余（Incremental Reduncy） 和提前中止（EarlyTermination）技术，在多时隙传送和链路质量比较好时，终端不需要等到基站传完所有分配的时隙，即可实现正确接收，从而使得实际的传送速率高于所请求的速率，部分克服了因为速率估计比较保守而导致的无线资源浪费问题。

HARQ 机制的原理是：EVDO 前向链路采用Turbo 编码，数据分组（原始码流）编码后，同时输出原始码流及其校验码流。在多时隙传送情况下（系统根据速率等级决定所分配的时隙数），系统先发送原始码流，若终端正确译码，则提前中止传送后续码流，剩余时隙可以分配给其他用户使用；若终端未能正确译码，则返回否定应答信息（NAK），请求系统重传后续码流；系统收到NAK 应答后，在分配的下一个时隙传送后续码流；终端收到后将其与之前收到的对应码流进行组合译码，根据译码结果判断是中止传送还是请求重传。重复上述步骤，直到系统传完全部分配的时隙或终端正确译码为止。

3.2.5.速率控制
EVDO 前向链路优化的目标是使得系统吞吐量最大化，在前向链路采用时分复用和多用户调度技术，而分组传送速率是多用户调度的一个关键参数，所以如何根据无线链路质量和系统资源状况，调整分组传送速率，就成为系统吞吐量性能改善所面临的重要问题。EVDO 反向链路优化的目标是使得当前服务扇区内所有用户的平均分组缓存队列长度尽量小，根据系统负载和终端缓存队列长度等因素，采用速率控制有助于提高反向链路无线资源的利用率。同时考虑到EVDO的反向链路是码分多址的，需要采用功率控制以限制基站处多用户的干扰水平。
EVDO 反向链路速率控制结合功率控制机制，可以更好地保证多用户接入和系统吞吐量等方面的要求。
EVDO 前向链路速率控制的原理是：在每个时隙内，终端测量前向导频的信干噪比，估计下一个时隙内前向链路所能支持的最大传送速率，然后以速率请求的形式反馈给系统，系统按照该终端的请求速率来分配无线资源。EVDO 前向链路以时隙为单位进行速率控制。
EVDO 反向链路速率控制的原理是：在每帧内，基站测量反向链路的ROT（Rise Over Thermal），根据ROT 计算出系统的当前负载水平（忙或非忙），并通知本小区所有终端；终端收到活跃集中所有基站的负载信息后，进行组合判决系统是忙或是非忙，并结合其反向业务信道的当前传送速率及其速率转移概率、终端发送缓冲区的数据量大小和速率上限等共同决定下一帧的传送速率。EVDO反向链路以帧为单位进行速率控制，反向链路速率由终端基于前向约束自主决定。


3.2EVDO与1X的比较
EVDO和CDMA1X是CDMA2000技术发展的不同阶段，虽然侧重点不同，但两者的技术基础具有广泛的一致性，具体表现在5个方面。
(1）两者的无线网络规划流程相似。
(2）两者的射频特性相同，包括3个方面。一是两者使用的载频特性相同，但EVDO必须单独使用一个载频；二是射频子系统相同，两者可以共用；三是无线传播模型、路径损耗计算方法相同。
(3）两者的站点选择、天线选择方法相同。
(4）两者均为反向覆盖受限。
(5）两者的反向覆盖半径接近，因此两者的网络拓扑结构可以相似。

EVDO专门为高速数据业务而开发，与CDMA1X网络规划的差异体现在7个方面：
(1）系统网络结构不同。
(2）业务模型不同。1X包括语音业务和数据业务；EVDORev.A包括低时延业务和数据业务，但数据业务的种类比1X多，平均速率比1X高。
(3）容量计算方法不同。1X需要计算前反向语音、数据业务容量；EVDORev.A需要综合计算低时延、数据业务容量，但计算方法与1X不同。
(4）单用户吞吐量差异大。EVDORev.A的前向（3.1Mbit/s）、反向单用户理论峰值速率（1.8Mbit/s）均比1X大幅提高。
(5）扇区前向总吞吐量差异明显。EVDORev.A的前向、反向扇区吞吐量均比1X明显提高。
(6）EVDO前向覆盖范围大于1X。主要原因是：EVDO前向以满功率发射，EVDO双天线接收终端存在前向分集接收增益。
(7）两者链路预算的主要差异如下表所示：

表1-3-1 EVDO与1X的比较


CDMA1X EVDO与CDMA2000 1X特性比较
CDMA1X EVDO与CDMA2000 1X特性比较
CDMA1X EVDO Rel 0CDMA1X EVDO Rel ACDMA2000 1X
多址方式前向时分+码分HARQ，反向码分前向时分+码分HARQ，反向码分HARQ前反向均为码分多址
业务特点仅支持分组数据业务仅支持分组数据业务语音+数据业务
前向最高速率2.4576Mbps3.072Mbps153.6kbps（RC3）
反向最高速率153.6kbps1.8Mbps153.6kbps（RC3）
码片速率/载频1.2288Mcps/1.25MHz1.2288Mcps/1.25MHz1.2288Mcps/1.25MHz
编码方式Turbo编码Turbo编码卷积编码、Turbo编码
调制方式前向QPSK、8PSK、16QAM，反向BPSK前向QPSK、8PSK、16QAM，反向BPSK、QPSK、8PSK前向QPSK，反向HPSK
帧长26.667ms26.667ms5ms、20ms、40ms、80ms
切换前向支持虚拟（更）软切换，反向支持软切换、更软切换、硬切换前向支持虚拟（更）软切换，反向支持软切换、更软切换、硬切换，增加DSC信道前反向均支持软切换、更软切换、硬切换
功控前向无功控，以最大功率发射，反向开环、闭环功控前向无功控，以最大功率发射，反向开环、闭环功控，增加T2P前向快速功控，反向开环、闭环功控



3.3EVDO网络结构
3.4.1.网络构成及其基本功能


图1-3-1 EVDO网络结构
EVDO网络结构如图 1-3-1 所示，它由无线接入网和核心网组成。 无线接入网（Radio Access Network，RAN）主要包含接入网（Access Network， AN）、分组控制功能（Packet Ccontrol Function，PCF）和接入网鉴权/认证/计费 服务器（AN-Authentication， Authorization and Accounting，AN-AAA）等功能实体。
RAN 主要负责无线信道的建立、维护及释放，进行无线资源管理和移动性管理，提供PCN 与AT 之间的无线承载，传送用户数据和非接入层面的信令消息，AT 通过这些信令消息与PCN 进行业务信息的交互。
核心网构成与 EVDO 接入因特网的方式有关。在简单IP情况下，核心网主要包含PDSN及其鉴权/认证/计费服务器（Authentication，Authorizationand Accounting，AAA）等功能实体。PDSN 完成分组数据会话的建立、管理和释放 功能。AAA 负责与用户有关的登记、鉴权和计费工作。
在移动IP 情况下，核心网还包括功能实体外部代理（ForeignAgent，FA）和归属代理（HomeAgent，HA）。其中，FA 作为移动 IP 技术中的外部代理，负责登记、计费和转发用户数据等工作，可以与 PDSN 合设。HA 是 IPSec 安全隧道的起点，用于提供用户漫游（Roaming）时的 IP 地址分配、路由（Routing）选择和数据加密等功能。
不同功能实体之间通过互操作（Inter-OperationSpecification，IOS）协议接口进行通信。EVDO IOS 接口包括 A8/A9、A10/A11、A12 和 A13。
A8/A9 是 AN与 PCF 之间的内部接口，A8 承载业务数据，A9 提供信令承载。
A10/A11 是 PCF与PDSN之间的接口，也称为R-P接口，A10承载数据，A11承载信令。
A12是 AN 与 AN-AAA 之间的接口，用于承载用户接入鉴权（Access Authentication）的消息。
A13 接口是源（Source）AN 与目标（Target）AN 之间的接口，在会话切换时，源AN和目标AN通过A13传递原有会话的配置信息。

各网络实体功能如下：
1．接入终端AT。
AT是为用户提供数据连接的设备。它可以与计算设备（如个人电脑）连接，或自身为一个独立的数据设备（如手机）。接入终端包括移动设备（Mobile Equipment，ME）和用户识别模块（User Identity Module，UIM）两部分，ME 由终端设备2（Terminal Equipment 2，TE2）和移动终端2（Mobile Terminal 2，MT2）组成。
2．接入网AN
AN在分组网（主要为因特网）和接入终端之间提供数据连接的网络设备，完成基站收发、呼叫控制及移动性管理功能。
AN 类似于CDMA2000 1X 系统中的基站，可以由基站控制器（Base Station Controller，BSC） 和基站收发器（Base Transceiver Station，BTS）组成。通常，BTS 完成Um 接口物理层协议功能；BSC 完成Um 接口其他协议层功能、呼叫控制及移动性管理功能。A8/A9、A12、A13 接口在AN 的附着点是BSC；BSC 与BTS 之间通过Abis 接口相连。Abis 接口是非标准接口，在CDMA2000 相关规范中未规定其协议层结构。

3．AN-AAA
AN-AAA 是接入网执行接入鉴权和对用户进行授权的逻辑实体。它通过A12 接口与AN交换接入鉴权的参数及结果。
在空中接口PPP-LCP 协商阶段，可以协商进行CHAP 鉴权。在AT 与AN 之间完成CHAP查询-响应（Challenge-Response）信令交互后，AN 向AN-AAA 发送A12 接入请求消息，请求AN-AAA 对该消息所指示的用户进行鉴权。AN-AAA 根据所收到的鉴权参数和保存的鉴权算法，计算鉴权结果，并返回鉴权成功或失败指示。若鉴权成功，则同时返回用户标识MNID（或IMSI），用作建立R-P 会话时的用户标识。
AN-AAA 可以与分组核心网的AAA 合设，此时需要在AN 与AAA 之间增设A12 接口。
接入鉴权功能是可选的，可以选择不实现AN-AAA。
4．PCF
PCF 与AN 配合完成与分组数据业务有关的无线信道控制功能。在具体实现时，PCF 可以与AN 合设，此时A8/A9 接口变成AN/PCF 的内部接口。PCF 通过A10/A11 接口与PDSN进行通信。1X EVDO 的PCF 与CDMA2000 1X 的PCF 的功能相同，详细介绍参见IS-2001标准。


3.4.2. 网络接口协议及其功能

图1-3-2EVDO 网络协议栈模型（简单IP）
采用简单IP 时，EVDO 网络协议栈模型如图1-3-2所示，它主要由空中接口、PPP（Point-to-Point Protocol）和IP 等协议层组成，各协议层之间有着严格的上下层承载与被承载关系。在空口上面是PPP 协议层，它主要完成链路控制协商、网络控制协商以及IP 分组的传送等功能；PPP 以上各层都属于IETF 定义的IP 协议集。

采用移动IP 时，EVDO 网络协议栈模型如图1-3-3 所示，其中HA 与PDSN 之间采用IPSec 隧道，保证数据传递的安全性。

图1-3-3 EVDO 网络协议栈模型（移动IP）
3.4空中接口
3.5.1协议栈模型
1X EVDO 空中接口协议栈结构如图 1-3-4 所示，它由七个协议层组成，从下到上依次为物理层、MAC 层、安全层、连接层、会话层、流层和应用层。各协议层按功能划分，而非按承载划分，各层之间没有严格的上下层承载关系：在时间上，各层协议可以同时存在，不存在严格的先后关系；在数据封装上，业务数据自上而下进行封装，可以跨越部分协议层。


图1-3-4 空中接口协议栈结构
物理层规定了前反向物理信道的结构、输出功率、数据封装、基带及射频处理和工作频点等。
MAC 层完成对物理信道的访问控制功能。其中，控制信道MAC 协议规定了控制信道的传送方式和时序要求；接入信道MAC 协议规定了终端接入系统的方式和长码（Long Code）生成方式；前向业务信道MAC 协议规定了前向业务信道的速率控制和复用/解复用方式；反向业务信道MAC 协议规定了反向业务信道的捕获和速率选择机制。
安全层完成CryptoSync 的生成、密钥交换、数据加密和空口鉴权等功能。其中，安全协议用于生成鉴权协议和加密协议所需要的CryptoSync 和时戳等变量；密钥交换协议生成空口鉴权和数据加密所需要的密钥；鉴权协议完成安全层数据分组消息的完整性保护功能，可以用于检验终端是否为某空口会话的合法拥有者；加密协议完成空口数据的加密。
连接层完成系统的捕获、连接的建立/维持/释放、连接状态下的移动性管理和链路控制，以及对会话层数据分组的复用和对安全层数据分组的解复用功能。其中，无线链路管理协议用于维护AT 与AN 之间的无线链路状态；初始化状态协议规定了终端捕获网络的过程及消息；空闲状态协议定义了终端在已成功捕获网络但连接尚未打开时所遵循的流程及消息；连接状态协议定义了连接打开后AT 与AN 通信所需消息及交互过程；路径更新协议完成对终端位置的跟踪、维护及其跨子网移动时的无线链路维护等功能；分组合并协议完成对会话层数据分组的复用和对安全层数据分组的解复用功能。
会话层完成空口会话的建立、维持和释放功能。其中，会话管理协议用于激活会话层其他协议及维护与关闭会话；地址管理协议用于会话终端的地址分配；会话配置协议负责与会话相关的协议及其配置的协商。
流层对应用层数据流和信令流打QoS 标识，将单个或多个应用流（Flow）合成为流层的径流（Stream）。
应用层完成分组应用和信令应用数据分组的收发及其控制功能。

3.5.2 协议通信方式
1X EVDO 空中接口不同协议层之间及对等协议层之间的通信方式如图 1-3-5 所示，包含以下四类通信接口。

图 1-3-5 空中接口协议的通信方式

（1）消息（Message）型接口：用于AT 和AN 同层协议之间的通信。
（2）命令（Command）型接口：用于AT 或AN 内高层协议向低层协议下发命令消息。
（3）指示（Indication）型接口：用于AT 或AN 内低层协议向高层协议上报发生的事件。
（4）公共数据（Public Data）型接口：提供对等协议层之间或不同层协议之间的数据共享。

3.5.3 信息传送方式
上述通信接口只是规定了1X EVDO 空中接口协议之间的通信方式，而没有规定信息在空中接口的传送方式。1X EVDO 在传送空中接口信息时，首先必须建立和配置空中接口会话（Session）的环境，然后建立空中接口连接（Connection），最后按照分组数据单元（PDU）格式进行数据传送。PDU 在空中接口的不同协议层有不同的定义，如MAC 层的PDU 以数据分组（Packet）为最小单位；在物理层，PDU 可以是由一个或多个数据分组构成的分组包囊（Capsule）。
空中接口会话定义了AT 与AN 之间的通信环境，它包括会话主体和会话配置两部分。
会话主体是AT 和AN：网络一旦建立起来，作为空口会话主体的AN 一方也随之确定下来，AN 的地址信息由扇区标识（Sector Identifier）提供；AN 可同时与多个AT 之间存在空口会话，为了区分空口会话主体的另一方AT，会话时AN 将为AT 分配惟一性的终端地址标识（UnicastAccess Terminal Identifier，UATI）或会话标识（Session Identifier）。会话配置是指AT 与AN通信时所使用的协议及其参数：在会话刚建立起来时，AT 与AN 之间立即进行协议类型及其配置的协商，也可以采用缺省配置；在会话期间，根据用户或业务的不同属性，允许对会话的相关协议类型及其配置进行协商，但是协商结果在下次连接建立后才开始生效。
空中接口连接是指为AT 分配前反向业务信道及其对应的MAC 信道。连接建立可以伴随着空中接口的鉴权过程；连接期间则伴随着导频集的维护和信道标识的指配过程。
在一次会话期间，可以多次建立或释放空中接口连接。一次会话的最大持续时间缺省值是54h，如果在此时间内AT 与AN 之间没有信息交互而导致超时，会话将被关闭。会话关闭后，如果双方想发送数据给对方，则必须重新建立会话。
在一次连接期间，收发双方按照PDU 进行信息交互，可以传递一个或多个PDU。如果一段时间内没有数据传送，会话将进入休眠状态。
图 1-3-6 显示了一次会话期间包含N 个连接和在第一次连接内传送M 个PDU 的情况。

图 1-3-6 空口会话、连接和PDU 之间的关系

3.5.4物理层
1X EVDO 物理层规定了前反向物理信道的结构、输出功率、数据封装、基带及射频处理和工作频点等。其中，基带及射频处理包括调制编码、序列重复、交织、信道复用、基带成形、加载波等步骤。
下面先介绍EVDO Release 0物理信道。
3.5.4.1前向信道
前向信道物理层将MAC 层分组按指定速率构造物理信道数据分组，根据对应的参数配置表（时隙数、编码调制方式及序列重复次数等），对物理信道数据分组进行编码调制、序列重复、加扰、扩频、正交扩展、滤波、加载波等处理，最后从空中接口发送出去。
1. 前向信道划分
1X EVDO 前向信道结构如图1-3-7 所示，它由导频信道、MAC 信道、业务信道和控制信道组成；MAC 信道又分为反向活动（Reverse Activity，RA）子信道、反向功率控制（ReversePower Control，RPC）子信道及DRCLock 子信道。

图 1-3-7 前向信道结构
导频信道用于系统捕获、相干解调和链路质量的测量；RA 子信道用于传送系统的反向负载指示；RPC 子信道用于传送反向业务信道的功率控制信息；DRCLock 子信道用于传送系统是否正确接收DRC 信道的指示信息；控制信道用于传送系统控制消息；业务信道则用于传送物理层数据分组。

2. 前向信道时隙结构
1X EVDO 前向以时分为主，以码分为辅；导频信道、MAC 信道及业务/控制信道之间时分复用；RPC 子信道与DRCLock 子信道之间时分复用；不同用户的RPC/DRCLock 子信道与RA 子信道码分复用。
1X EVDO 前向链路传送以时隙为单位，每个时隙为5/3ms，由2048 码片组成，其时隙结构如图 1-3-8 所示。基站根据前向信道数据分组的大小和速率等参数，在1~16个时隙内完成传送。有数据业务时，业务信道时隙处于激活状态，各信道按一定顺序和码片数进行复用；没有数据业务时，业务信道时隙处于空闲状态，只传送MAC 信道和导频信道。

图1-3-8 前向信道时隙结构



3. 前向信道标识
1X EVDO 系统支持多个同时处于会话激活状态的用户，为了区分不同用户，1X EVDO系统采用6bit 的MACIndex，作为与之通信的用户的标识或前向信道（MAC 信道、业务信道和控制信道）的标识。
前向MAC 信道由彼此正交的Walsh 码区分，每个Walsh 码与MACIndex 存在一一对应的映射关系。前向MAC 信道的MACIndex 与Walsh 码之间的映射关系如下：

（3-1）
式中，i 为MACIndex 的取值。
前向业务信道由前缀和数据两部分组成，前缀携带信道标识MACIndex，它与Walsh 码之间的映射关系如下：
 （3-2）

式中，RPC 子信道与DRCLock 子信道时分复用，它们使用相同的MAC 信道标识；RPC/DRCLock 子信道与RA 子信道码分复用MAC 信道，它们通过MAC 信道标识来区分。
如果一个前向业务数据分组分成多个时隙传送，则只在第一个时隙发送业务信道前缀。前缀是由式（3-2）所给出的长度为32 码片的Walsh 码重复多次而成，其长度与数据速率有关。通常，数据速率越高，前缀长度越短。比如，数据速率为38.4kbit/s 的业务信道前缀最长（1024 码片），数据速率为2.4576Mbit/s 的业务信道前缀最短（64 码片）。不同数据速率对应的业务信道前缀长度见表1-3-1。
控制信道主要用于传送广播消息或特定终端的消息，它与业务信道以时分方式共享同一物理信道，终端根据信道前缀中的信道标识MACIndex 来判断是控制信道还是业务信道。
1X EVDO 前向MAC 信道、业务信道和控制信道的信道标识MACIndex 分配见表1-3-2。
表1-3-1 前向业务信道前缀长度与数据速率的映射关系

表1-3-2 MACIndex 分配表




4. 前向业务/控制信道的参数配置和时隙复用
前向业务/控制信道的参数配置见表1-3-3。
表1-3-3 前向业务/控制信道参数配置



其中各参数之间的关系如下：
（1）不同速率物理信道的时隙分配：1X EVDO 前向物理信道帧长为80/3ms，对应于16个时隙，每个时隙为5/3ms。1X EVDO 前向业务信道共支持38.4~2.45Mbit/s 范围内的12 个标称速率等级。根据终端请求速率的不同，每个物理层的数据分组可以在1、2、4、8 或16个时隙内传完。
（2）提供的调制符号数=（数据分组长度/编码速率）×调制符号的维数。
（3）需要的调制符号数=时隙数×每时隙内数据比特的数－业务/控制信道前缀。
（4）重复因子=需要的调制符号数/提供的调制符号数。
（5）最后传送的调制符号数=需要的调制符号数mod 提供的调制符号数。
根据提供的调制符号数、允许的最大时隙数和业务/控制信道的前缀长度，可以将前向业务/控制信道的时隙复用情况分为以下四种：
时隙复用情况1，它允许单时隙传送，提供的调制符号数只能填充单个时隙，对应于614.4kbit/s-1slot 速率配置。
时隙复用情况2，它允许单时隙传送，提供的调制符号数可填充多个时隙，对应于1.2Mbit/s-1slot、1.8Mbit/s-1slot 和2.4Mbit/s-1slot 速率配置。
时隙复用情况3，它允许多时隙传送，前缀长度小于400bit，对应于153.6kbit/s-4slot、307.2kbit/s-4slot、307.2kbit/s-2slot、614.4kbit/s-2slot、921.6kbit/s-2slot 和1.2Mbit/s-2slot 速率配置。
时隙复用情况4，它允许多时隙传送，前缀长度大于400bit，对应于38.4kbit/s 和153.6kbit/s 速率配置。



3.5.4.2反向信道
1．反向信道划分
1X EVDO 反向信道结构如图 1-3-9 所示。它包括接入信道和反向业务信道。接入信道由导频信道和数据信道组成；反向业务信道由导频信道、MAC 信道、应答（ACK）信道及数据信道组成。其中，MAC 信道又分为反向速率指示（Reverse Rate Indicator，RRI）子信道和数据速率控制（Data Rate Control，DRC）子信道。

图 1-3-9 反向信道结构

接入信道用于传送基站对终端的捕获信息。其导频部分用于反向链路的相干解调和定时同步，以便于系统捕获接入终端；数据部分携带基站对终端的捕获信息。
反向业务信道用于传送反向业务信道的速率指示信息和来自反向业务信道MAC 协议的数据分组，同时用于传送对前向业务信道的速率请求信息和终端是否正确接收前向业务信道数据分组的指示信息。其中，MAC 信道辅助MAC 层完成对前反向业务信道的速率控制功能；
RRI 信道用于指示反向业务信道数据部分的传送速率；DRC 信道携带终端请求的前向业务信道的数据速率值及其通信基站的标识，分别用DRCValue 和DRCCover 表示；ACK 信道用于指示终端是否正确接收前向业务信道数据分组；数据部分用于传送来自反向业务信道MAC层的数据分组；导频部分除了用于连接状态下对反向链路的相干解调和定时控制外，还可以用于链路质量估计，系统由此计算反向业务信道的闭环功率控制信息。

2．反向信道物理结构
接入信道由导频信道和数据信道组成。导频信道传送全零的码流，数据信道以9.6kbit/s 的速率传送接入信道物理层数据分组。
接入过程由单个或多个接入探针构成，接入探针由接入信道前缀和多个接入信道数据分组组成，在前缀部分只发送导频信道，在数据部分同时发送导频信道和数据信道。发送前缀时的导频功率高于发送数据时的导频功率。AT 利用接入信道向基站发送请求或响应消息。
反向业务信道以码分为主，以时分为辅。其中，导频信道与RRI 信道时分复用；导频/RRI 与DRC、ACK 以及数据信道之间码分复用。反向信道以帧（26.67ms）为单位进行传送。
ACK 信道携带终端是否正确接收前向业务信道数据分组的应答指示信息。
DRC 信道用于承载与该终端进行通信的基站标识及其速率请求信息。
数据信道传送反向业务信道数据分组，支持从9.6~153.6kbit/s 的五种传送速率，均采用BPSK 调制。
3．反向业务信道的性能分析
下面对DRC 信道、ACK 信道及反向数据信道的传送可靠性和功率特性作简单的分析。
前向链路的自适应性能取决于DRC 信道和ACK 信道的传送可靠性。DRC信道差错会导致前向分组速率与链路质量的失配；ACK 信道差错会导致不必要的丢包或重传；DRC 信道和ACK 信道的高误码率会带来前向吞吐量的损失。
前反向链路不平衡可能影响DRC 和ACK 信道的传送可靠性。当EVDO 系统在一段时间内无法正确解调DRC 信道时，它通过DRCLock 信道指示终端重新选择服务基站。
DRCLength 和DRCGain 是DRC 信道的两个重要参数，前者由前向业务信道MAC 协议指定，后者由对DRC 信道的闭环功控决定。通常，DRCLength 越大，前向链路吞吐量越低；DRCGain 越大，反向链路容量越低。当终端的导频活跃集发生变化时，DRCLength 和DRCGain 也随之变化。
EVDO 反向业务信道的发射功率以反向导频信道的发射功率为基准。在每一帧内，只对导频信道进行闭环功控，调整ACK、DRC 或数据信道相对于导频信道的功率增益，相对功率增益分别为ACKChannelGain、DRCChannelGain 和DataChannelGain。经过功率调整后，导频与ACK 信道叠加，DRC 与数据信道叠加，分别作为复正交扩展器的I、Q 支路输入。

4．长码生成与同步
1X EVDO 反向链路通过长码区分用户。1X EVDO 系统长码由42 位长码掩码（Long CodeMask）与42 位寄存器输出异或后对2 取模（Mod 2）并相加而成。接入信道所用长码掩码由接入信道MAC 协议指定，反向业务信道所用长码掩码由反向业务信道MAC 协议指定。长码的周期与短码的更新周期相同，均等于帧长，在每个短码周期的起始时刻，长码的42 位寄存器状态被重新加载。1X EVDO 系统通过捕获导频信道，从控制信道接收到的同步消息来完成定时同步。

5．反向信道参数配置
表1-3-4 反向业务/控制信道参数配置


3.5.4.3EVDO Release A物理信道及对QoS的增强
1. 物理信道

1X EVDO Release A物理信道在Release 0的基础修改和增加部分信道，如下图所示。




图1.5-5 1X EVDO前反向物理信道组成

Release A前向调整了RPC和DRCLock信道，增加ARQ子信道。由于Release A反向以子帧为单位传送，每个子帧占4个时隙，支持HARQ重传机制，相应地在前向增设ARQ信道，ARQ信道与RPC或DRCLock信道时分复用。其中，ARQ信道在每个子帧的前三个时隙发送，RPC或DRCLock在每个子帧的第四个时隙发送；RPC每四个时隙发送一次，DRCLock的发送周期与长度由前向业务信道MAC协议指定。
HARQ重传机制：每个反向数据分组分四个子帧发送，每个子帧占用四个时隙。在反向高速数据传送期间，可以采用HARQ和提前中止技术，以提高传送效率，降低传送时延。根据反向子帧传送情况的不同，
基站对反向链路按以下三种ARQ方式进行响应：
（1） 基站使用H-ARQ对每个反向业务信道数据分组的前三个子帧分别进行响应，每个H-ARQ 响应占用连续3个时隙。
（2） 基站使用L-ARQ对每个反向业务信道数据分组的第四个子帧进行响应。
（3） 基站利用P-ARQ指示终端是否正确收到整个数据分组。
提前中止技术：基站在收到前两个子帧后即正确译码，在ARQ信道上发送含有ACK信息的H-ARQ比特；终端收到ACK 响应后停止发送后续子帧，剩余时隙可以用于发送新的数据分组。
Release A对接入信道和控制信道进行了修改，使其功能增强。接入信道支持9.6kbit/s、19.2kbit/s和38.4kbit/s等三种可变速率，通过灵活选择接入速率、接入前缀的大小等接入参数，并采用功率突发机制，可实现对实时业务用户的快速接入。控制信道支持19.2kbit/s、38.4kbit/s和76.8kbit/s等三种传送速率，通过增设相对较短的子同步控制周期发送寻呼消息，可实现对实时业务用户的快速寻呼。
Release A前、反向业务信道支持更长的分组和更小的分组（可以是单用户或多用户分组）。前向链路最低速率和最高速率分别为4.8kbit/s和3.1 Mbit/s，反向链路最低速率和最高速率分别为4.8kbit/s 和1.8 Mbit/s，在最低速率和最高速率之间，由于前、反向链路均采用了HARQ和提前中止技术，衍生出多种非标称的速率等级，从而实现更灵活地业务速率适配，进一步提高了频谱效率。
Release 0反向RRI信道与反向导频信道时分复用，采用3bit信息表示5个反向速率等级。在Release A中，反向共包含12个标称速率等级，并按照子帧方式传送，RRI改用6bit信息来表示，其中4bit信息表示标称速率等级，2bit信息表示子帧序号。由于每个子帧都要速率指示，因此Release A的RRI信道使用独立的扩频码，不再与反向导频信道时分复用。
Release A反向增加了辅助导频信道，为反向传送长数据分组时提供较强的相干解调基准。辅助导频信道与基本导频信道共存，比数据提前半个时隙发送，在数据传送完后半个时隙结束，并按照半时隙进行功率调整。
Release A反向增加了DSC信道，实现切换时连续数据传送。DSC与DRC信道配合使用，提高虚拟软切换的成功率，大幅度地降低切换时延。DSC信道在切换之前DSCLength个时隙开始发送，在发送完一个时隙后开始生效，有效期由反向业务信道MAC协议参数DSCLength指定。在有效期间，基站根据DSC与DRC信息决定是否进行虚拟软切换。DSC与ACK时分复用。
在Release 0中，前向链路单用户峰值速率为2.4Mbit/s，反向链路单用户峰值速率为153.6kbit/s；而在Release A中，前向链路单用户峰值速率提高到3.1 Mbit/s，反向链路单用户峰速率大幅度提高到1.8 Mbit/s。
Release 0采用6bit的MACIndex 标识，系统的理论极限用户容量为64。在Release A中，采用7bit的MACIndex标识，系统的理论极限用户容量提高一倍，所需要的Walsh码也相应增加一倍。
Release A反向增加了专门用于传送切换信息的DSC信道。当终端希望切换时，首先由DSC信道通知新基站；在新基站进行切换准备期间，终端仍然保持与旧基站的连接；当新基站准备好通信后，终端马上断开与旧基站的连接，转而与新基站建立连接。由于终端与旧基站之间的数据通信和新基站的切换准备过程是并行的，可以实现业务在新旧基站之间的无缝切换，降低了因切换导致的业务延迟及中断概率。

2. Release A对QoS的增强
Release A对接入信道和控制信道的改进提高了接入速率和寻呼速度，有利于降低业务延迟和改善用户服务体验。由于前向业务信道支持更小的分组（单用户分组或多用户分组）和更大的分组，实现业务速率和传输方式的灵活适配。支持更小的分组，可以很好地满足实时业务的低时延要求。支持更大的分组，可以很好地改善对大数据量用户的信道传送性能。
Release A反向业务信道以子帧为传送单位，一个子帧的平均传送时间为10ms（子帧长20/3ms +平均等待时间10/3ms），远低于Release 0反向业务信道帧的平均传送时间40ms（帧长80/3ms +平均等待时间40/3ms）。数据分组的传送更好地匹配信道的变化，有助于减小业务传送的时延和提高频谱利用效率。




3.5.5MAC 层
3.5.5.1MAC层协议功能
MAC 层由控制信道MAC 协议、接入信道MAC 协议、前向业务信道MAC 协议和反向业务信道MAC 协议组成，它们分别规定了控制信道、接入信道和前反向业务信道的操作规则。控制信道MAC 协议规定了系统发送控制信息和开销（Overhead）信息所必须遵循的时序规则，以及终端的地址分配和接收控制信道MAC 层数据分组所必须遵循的规则。接入信道MAC 协议规定了终端在接入信道上发送信息的时序关系和功率参数。
前向业务信道MAC 协议规定了终端在DRC 信道上发送数据和系统解读DRC 信道所遵循的规则，以及在固定速率和可变速率状态下前向业务信道的数据传送规则。
反向业务信道MAC 协议规定了反向业务信道传送速率的选择规则。
3.5.5.2 MAC层地址匹配
对于安全层发送的消息类数据分组，采用控制信道MAC 协议或接入信道MAC 协议进行封装，构造控制信道MAC 层数据分组或接入信道MAC 层数据分组。该数据分组包头中含有终端标识记录（ATIRecord）字段，终端根据ATIRecord 中的UATI 对所收到的数据分组进行地址匹配，以判断该数据分组的归宿。对于安全层发送的业务数据分组，采用前/反向业务信道MAC 协议进行封装，构造前/反向业务信道MAC 层数据分组，该数据分组前无需包头，终端根据对应的物理层数据分组前缀中的用户标识MACIndex 对收到的数据分组进行地址匹配，以判断该数据分组的归宿。下面以终端接收前向业务/控制信道数据分组为例来说明地址匹配的过程，如图 1-3-10 所示。

图 1-3-10 前向业务/控制信道数据分组的地址匹配

前向业务/控制信道数据分组的地址匹配过程如下：
（1）终端读取前向业务/控制信道数据分组的前缀，根据其中的信道标识MACIndex（记作 MACIndex(r)）判断该信道是控制信道还是业务信道。
（2）若为控制信道，则终端读取MAC 层数据分组包头中的ATIRecord，并计算出该数据分组所归属终端的地址标识UATI(r)。若它与接收终端的地址标识UATI(s)一致，则接收终端读取该MAC 层数据分组的净荷，并提交给安全层；否则，接收终端丢弃该MAC 层数据分组。
（3）若为业务信道，则接收终端比较MACIndex(r)与MACIndex(s)。若两者一致，则接收终端读取该MAC 层数据分组的净荷，并提交给MAC 层；否则，接收终端丢弃该MAC 层数据分组。

3.5.5.3控制信道MAC
1．数据封装
数据封装（Encapsulation）是指将来自上层的一个或多个数据分组进行组合，并添加包头（Header）或包尾（Tailer）及填充位（Pad）等，构成一个或多个本层数据分组的过程，一个或多个本层数据分组构成一个分组包囊。
控制信道MAC 协议封装一个或多个安全层数据分组，并以数据分组或分组包囊的形式发送控制信道信息。控制信道MAC 层数据封装的过程如图 1-3-11 所示。
发送时，控制信道MAC 协议先在每个安全层分组前添加MAC 层包头，组合多个安全层分组，并添加控制信道包头（Control Channel Header）、填充位（使数据分组总长为1000bit）和保留位（2bit），构造MAC 层数据分组。接收时，控制信道MAC 协议在确认该消息的归宿后，将属于自身的数据分组的包头、填充位和保留位剥离，然后将分组净荷（Payload）提交给安全层。

图 1-3-11 控制信道MAC 层数据封装

控制信道MAC 层数据分组的MAC 层包头指定了安全层分组的长度和格式、连接层分组的格式以及接收该安全层分组的ATIRecord。ATIRecord 由ATIType 和UATI 组成。
2．消息传送方式
控制信道消息在控制信道周期内以同步分组包囊（Synchronous Capsule，SC）或异步分组包囊（Asynchronous Capsule，AC）的形式发送，如图 1-3-12 所示，SC 只能在特定时间传送，AC 可以在控制信道周期内除发送SC 以外的任何时间发送。控制信道周期等于256 个时隙，在一个控制信道周期内只能发送一个SC，但可以发送多个AC。一个SC 可以包含一个或多个控制信道MAC 层数据分组；一个AC 通常包含一个控制信道MAC 层数据分组，特殊情况下可以组合多个控制信道MAC 层数据分组得到扩展的AC。终端开机后，通常先读取SC。

图 1-3-12 控制信道MAC 层分组包囊的传送

在发送控制信道MAC 层分组包囊时，系统在每个MAC 层数据分组前加上包头信息，包头由SyncCapsule、FirstPacket、LastPacket 和Offset 组成，前两个参数指示数据分组的传送情况。具体而言，对于SyncCapsule 字段，在发送SC 的第一个MAC 层数据分组时将其设为‘1’，在发送AC 时将其设为‘0’；对于LastPacket 字段，在发送最后一个数据分组时将其设为‘1’，在发送其余数据分组时将其设为‘0’；Offset 字段用于确定SC 的起始发送时间T，T 是以时隙为单位表示的系统时间，它满足关系式T mod 256=Offset。
SC 通常传送系统同步消息（Sync Message）、快速配置消息（QuickConfig Message）、扇区参数消息（Sector Parameter Message）和寻呼消息（Paging Message）。其中，同步消息携带系统定时和导频PN 偏置等参数；快速配置消息携带SectorID、ColorCode 和接入标识等参数；扇区参数消息携带用户位置、系统时间、邻区列表和子网掩码等参数。AC 通常传送对特定终端的应答消息（Ack Message）和RLP 控制信息。


3.5.5.4接入信道MAC
1．数据封装
接入信道MAC 协议封装一个安全层数据分组，并以数据分组或分组包囊的形式发送接入信道信息。接入信道MAC 层数据封装过程如图 1-3-13 所示。接入信道MAC 协议先在每个安全层数据分组前添加MAC 层包头，在每个安全层数据分组包尾添加帧校验序列（FCS）和填充位，构造MAC 层分组包囊，填充位使得MAC 层分组包囊的长度等于232bit 的整数倍；
再将MAC 层分组包囊分段，得到一个或多个232bit 的MAC 层分组包囊分段，在每个分段后面加入2bit 的保留位，从而构造一个或多个MAC 层数据分组。
接入信道MAC 层分组包囊的MAC 层包头指定了安全层分组的长度和格式、连接层分组的格式、ATIRecord 以及SessionConfigToken。SessionConfigToken 是在用户开机建立会话期间，系统为该用户分配的会话标识，在下次建立连接时终端传送该标识，系统即启用该标记对应的会话配置。

图 1-3-13 接入信道MAC 层数据封装

2．接入探针结构
1X EVDO 接入信道以接入探针的形式发送接入数据。接入探针结构如图 1-3-14 所示，它由接入信道前缀和接入信道分组包囊组成。在每次发送接入探针时，先发送作为接入信道前缀的仅在I 支路出现的导频信号，发送的持续时间由接入参数消息（Access Parameter Message）中的前缀长度字段PreambleLength 给出；随后在Q 支路发送接入信道数据分组，发送持续时间由接入信道分组包囊的最大长度字段CapsuleLengthMax 给出。

图 1-3-14 接入探针结构
系统时间必须满足以下两个条件，才允许终端发送接入探针：
（1）系统时间等于接入信道周期（AccessCycleDuration）的整数倍；
（2）系统时间与接入周期数（AccessCycleNumber）的差值为256 的整数倍。
由于接入周期数的差异，不同终端发送接入探针的起始时间不同，从而降低了多用户接入发生冲突的概率。

3．接入探针序列结构
1X EVDO 以探针序列的形式多次尝试接入。接入探针序列结构如图 1-3-15 所示，单次接入过程由Ns 个探针序列组成，单个探针序列包含Np 次接入探针。Ns 的最大值由探针序列的最大值（ProbeSeqMax）给出，缺省值为3；Np 由单个探针序列包含的探针数（ProbeNumStep）给出，取值范围为0~15。


图 1-3-15 接入探针序列结构
在每个探针序列中，发送一个接入探针后，终端会随机地等待一段时间sτ 。若在这段时间内未收到系统的响应消息，终端将开始下一次接入探针过程。τp 由公式τp=TACMPTProbeTimeout+(y ×AccessCycleDuration) 给出。其中， y 是（0，ProbeBackoff）上均匀分布的随机数，ProbeBackoff 表示探针的避退时间（缺省值为4 个接入信道周期）；接入探针等待响应定时器TACMPTProbeTimeout 通常设为128 个时隙；AccessCycleDuration 通常设为64个时隙。
在发送一个探针序列后，终端会随机地等待一段时间sτ 。若在这段时间内未收到系统的响应消息，终端将会开始下一次探针序列。为了避免多用户同时尝试接入到同一个扇区而导致系统阻塞，在发送第一次接入探针前和两个探针序列之间要求进行一致性测试（PersistenceTest）。在一致性测试时，终端产生（0， 1）上均匀分布的随机数RANDp，并与一致性测试参数p 比较。若RANDp<p 或p/4，则通过一致性测试，允许终端在当前的接入信道周期内尝试接入；否则，终端在下一个接入信道周期内重复一致性测试过程。p 是终端类型的函数，它的值由接入参数消息指定。
在每个探针序列中，探针i 的发射功率由公式Xi=X0+(i−1)×PowerStep 计算出来。其中，PowerStep 表示功率步长，通常取值为0.5dB；X0 表示开环功控情况下反向导频信道的发射功率。X0 由公式X0=−MeanRxPower+OpenLoopAdjust+ProbeInitialAdjust 计算出来，MeanRxPower表示终端接收信号的平均功率，它在每次接入探针期间估算出来。
4．接入过程
在接入之前，终端需要检验新收到的快速配置消息中SectorSignature 和AccessSignature与终端的当前配置是否一致，若不一致，则必须更新终端的系统参数配置。
在接入期间， 进行每次接入探针时， 终端首先发送接入信道前缀， 然后发送CapsuleLengthMax 个接入信道数据分组。每次接入探针发送一个接入信道MAC 层分组包囊，单次接入过程中多个接入探针所传送的信息完全相同。
在以下几种情况下，终端中止接入过程：
（1）在探针序列数未超过系统规定的最大值之前，终端收到系统的接入信道应答消息（ACAck Message），表示本次接入成功。
（2）在探针序列数未超过系统规定的最大值之前，收到Deactive 命令，表示本次接入失败。
（3）当探针序列数达到系统规定的最大值时，终端仍未收到系统的接入信道应答消息，表示本次接入失败。
1X EVDO 与CDMA2000 1X 的接入过程存在差异。比如，CDMA2000 1X 允许在接入过程中进行切换，而1X EVDO 无此规定；CDMA2000 1X 接入信道帧长为20ms，而1X EVDO接入信道帧长为80/3ms；其他诸如功率步长和接入信道MAC 层数据分组的大小等参数设置也存在差异。
5．接入信道长码掩码
1X EVDO 接入信道使用长码区分用户。长码由长码掩码与42 位寄存器的输出异或而成，寄存器的初始状态与系统的GPS 时间相关，长码掩码与系统及用户信息有关。

5．主要消息及其关键参数
接入信道MAC 层消息主要包括接入参数消息和接入信道应答消息等。系统使用接入信道应答消息作为收到接入信道MAC 层数据分组的应答信号。接入参数消息携带接入信道周期、接入参数更新标识、功控参数、每个探针序列包含的最大探针数和前缀长度等参数。该消息的最大发送周期等于三个控制信道周期，以控制信道同步包囊的形式发送；若终端在一定时间内无法收到该消息，则终端转入系统判决状态。
此外，在会话期间，终端与系统还可以通过配置请求消息（ConfigRequest Message）和配置响应消息（ConfigResponse Message）协商接入信道分组包囊的最大帧数（缺省值为2帧）、最大探针序列数（缺省值为3 帧）、接入探针的功率步长（缺省值为3dB）、接入探针的避退时间（缺省值为4 个接入信道周期）和探针序列的避退时间（SeqBackoff，缺省值为8个接入信道周期）等参数。


3.5.5.5前向业务信道MAC
1．数据封装
前向业务信道MAC 协议封装一个安全层数据分组，并以MAC 层数据分组的形式发送前向业务信道信息。前向业务信道MAC 层数据封装的过程如图 图 1-3-16 所示。发送时，前向业务信道MAC 协议在安全层分组包尾添加MAC 层包尾，构造MAC 层数据分组，然后将其送往物理层；接收时，前向业务信道MAC 协议根据包尾的MACLayerFormat 字段值判断MAC 层净荷是否为有效的安全层数据分组， 若为有效的安全层分组， 则将净荷和包尾的ConnectionLayerFormat 字段值提交给安全层。

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图 1-3-16 前向业务信道MAC 层数据封装

前向业务信道数据分组的长度有1024bit、2048bit、3072bit 和4096bit 等四种选项，它与前向业务信道MAC 层数据分组之间的关系如图 图 1-3-16 所示。


2．状态转移流程
在CDMA2000 系统中，终端无权决定前反向速率和选择与之通信的基站，相比之下，1XEVDO 终端则具有较大的自主性。1X EVDO 终端既可以通过DRC 信道请求服务基站（DRCCover）以速率（DRCValue）传送业务数据，也可以以消息方式通知活跃集中的某个基站以固定速率传送业务数据。
前向业务信道MAC 协议主要规定了DRC 信道的传送规则和前向业务信道的速率控制方法，它包含非激活状态、变速率状态和固定速率状态，如图1-3-17 所示。

图 1-3-17 前向业务信道MAC 协议状态转移流程
当系统给终端分配前向业务信道时，前向业务信道MAC 协议被激活。在激活态，前向业务信道存在固定速率和变速率两种传送模式：在变速率传送情况下，系统根据DRC 请求速率发送前向业务信道数据分组；在固定速率传送情况下，系统根据终端在固定模式使能消息（FixedModeEnable Message）中指定的速率发送前向业务信道数据分组。
当终端希望前向业务信道以变速率传送时，终端通过DRC 信道向DRCCover 标识的活跃集基站发送速率请求信息；基站收到DRC 速率请求信息后，将该终端加入到前向调度队列中，并按照DRC 请求速率向该终端发送前向业务信道数据分组。
当前反向链路严重不平衡或功率控制失当，造成系统无法正确解调DRC 信道或DRC 信道丢失时，系统向终端发送DRCLock 指示信息，通知终端重新选择服务基站；终端收到DRCLock 指示信息后，发送DRCCover 为NULL 的DRC 信道，并通过固定模式使能消息指示被请求的活跃集基站在规定时间内以特定的速率传送；基站和终端进入固定速率传送模式，在此期间，终端可以多次发送固定模式请求消息，以延长固定速率服务时间；当服务时间结束或服务基站被剔除出活跃集时，终端将退出固定速率状态。若终端无法收到以规定速率传送的业务数据，终端将通过固定模式关闭消息（FixedModeXoff Message）告知服务基站，并进入变速率传送模式。
在传送前向业务信道数据分组时，如果终端检测到更强的活跃集导频，则终端必须等到当前服务基站传完当前数据分组后，才能切换到新的服务基站。
3.5.5.6反向业务信道MAC
1．数据封装
反向业务信道MAC 协议封装一个安全层数据分组，并以数据分组的形式发送反向业务信道信息。反向业务信道MAC 层数据封装的过程如图 1-3-18 所示。
发送时，反向业务信道MAC 协议在安全层分组包尾添加MAC 层包尾，构造MAC 层数据分组，然后将其送往物理层。接收时，反向业务信道MAC 协议根据包尾的MACLayerFormat 字段值判断MAC 层净荷是否为有效的安全层数据分组， 若为有效的安全层分组， 则将净荷和包尾的ConnectionLayerFormat 字段值提交给安全层。反向业务信道MAC 层数据分组包尾的构成及功能见表3-7。


图 1-3-18 反向业务信道MAC 层数据封装

反向业务信道数据分组的长度有256、512、1024、2048 和4096bit 等五种选项，它与反向业务信道MAC 层数据分组之间的关系如图 1-3-18 所示。

2．反向业务信道速率控制
与CDMA2000 1X 系统决定其反向业务信道传送速率不同，1X EVDO 终端根据前向约束自主决定反向业务信道的传送速率。
1X EVDO 反向业务信道的速率控制与活跃集扇区的负载（CombinedBusyBit）、当前速率（CurrentRate）、速率转移概率、终端缓存数据量的大小、最小负载限制、最大速率（MaxRate）、当前速率上限（CurrentRateLimit）以及反向链路速率控制算法等因素有关。
CombineBusyBit
CombineBusyBit 是导频活跃集中所有扇区忙或非忙的标识，仅当所有扇区最近发送的RA比特均为‘1’时，终端才将CombineBusyBit 设为‘1’。
CurrentRate
CurrentRate 表示终端准备发送新数据前上次业务数据的发送速率，若此前未发送业务数据，则CurrentRate 设为0。
速率转移概率
反向业务信道存在五种速率状态，在每种速率状态下，系统非忙和忙时对应的速率转移概率矢量为（pi，qi），如图 1-3-19 所示。终端根据当前速率所对应的转移概率矢量，进行一致性测试：终端产生0~1 的随机数，并与系统忙（或非忙）时的速率转移概率qi（或pi）比较；若随机数小于速率转移概率，则通过一致性测试，并结合其他速率控制因素执行速率调整判决；否则，维持当前速率不变。

图 1-3-19 反向业务信道速率转移概率

速率转移概率由反向业务信道MAC 协议指定，并通过属性配置消息下发。系统可以根据业务类型或用户优先级配置速率转移概率。对于优先级较高的业务类型或用户，系统将其非忙时的速率转移概率设为较高的值，以获得更好的服务。
最小负载限制
1X EVDO 终端保存反向速率与最小负载的映射表，它规定了每种速率对应的最小发送字节数。终端在选定某种速率时，每次要传送的数据量必须满足对应的最小负载要求，即要求终端缓存数据量不小于该速率所要求的反向业务信道MAC 层数据分组净荷的比特数。如图1-3-18 所示，对于19.2kbit/s 的传送速率，终端缓存数据量不能低于233bit。
MaxRate
MaxRate 由CurrentRate、CombineBusyBit 值以及随机数等多个参量联合决定。终端先产生一个0~1 的随机数，并与CurrentRate 速率对应的转移概率比较，根据比较结果设置MaxRate。系统可以根据业务类型或用户优先级配置速率上限。对于优先级较高的业务类型或用户，系统给予较高的MaxRate，以保证用户能以更高的速率传送。
CurrentRateLimit
CurrentRateLimit 表示反向速率的上限，它的初始值设为9.6kbit/s。当终端收到反向速率限制消息（ReverseRateLimit）时，按以下方法更新CurrentRateLimit：
（1）若该消息中的RateLimit 小于CurrentRateLimit，则终端在接收完该消息后立即将CurrentRateLimit 设置为RateLimit；
（2）若该消息中的RateLimit 大于CurrentRateLimit，则终端在接收完该消息再经过一帧
后才将CurrentRateLimit 设置为RateLimit。
反向链路速率控制算法
反向业务信道传送速率由上述因素共同决定，其速率控制过程如下：
（1）根据导频活跃集中所有扇区的RAB，终端判断反向链路状态（忙或不忙），设置CombineBusyBit；
（2）根据CombineBusyBit 和CurrentRate 对应的转移概率，执行一致性测试；
（3）若未通过一致性测试，则维持当前速率；
（4）若通过一致性测试，并且反向链路忙，则反向速率减半（减半后的速率不能低于9.6kbit/s）；
（5）若通过一致性测试，并且反向链路不忙，则反向速率加倍（加倍后的速率不能超过
MaxRate、CurrentRateLimit 以及终端发送功率所能支持的最大传送速率）。
3．反向链路静默
1X EVDO 系统反向负载的估计精度直接影响到反向业务信道速率控制的准确性。反向业务信道MAC 算法使用ROT 来衡量反向链路负载的大小，并根据ROT 控制反向链路资源的分配。为了保证反向链路负载测量的准确性，1X EVDO 系统采用了反向链路静默机制。反向链路静默起始时间T（以帧为单位的系统时间）满足关系式T mod (2048×2ReverseLinkSilencePeriod−1)=0；静默时长ReverseLinkSilenceDuration 通常设为0~3 帧；静默周期ReverseLinkSilencePeriod可以在54s（2025 帧）、109s（4050 帧）、218s（8100 帧）和437s（16200 帧）中选取。系统通过扇区参数消息下发反向链路静默起始时间、静默时长和静默周期等参数；终端收到这些参数后，立即停止在反向业务信道上的数据发送。
反向链路静默会挤占部分反向业务信道的传送时间。考虑最差的情况：当静默时长为3帧和静默周期为437s 时，反向链路静默占用约0.15%的系统时间资源，可以忽略不计。
4．反向业务信道长码
1X EVDO 反向业务信道的长码在物理层由长码掩码与42 位寄存器的输出异或而成，寄存器的初始状态与系统的GPS 时间相关，长码掩码则与系统及用户信息有关。

5．主要消息及其关键参数
反向业务信道MAC 层消息主要包括反向业务信道应答消息（RTCAck Message）、广播反向速率上限消息（BroadcastRevRateLimit Message）和单播反向速率上限消息（UnicastRevRateLimit Message）等。其中，反向业务信道应答消息携带基站正确捕获到反向业务信道后给终端的确认信号；广播反向速率上限消息携带系统对扇区内所有终端的速率控制信息；单播反向速率上限消息携带系统对扇区内特定终端的速率控制信息。
在会话期间，终端与系统可以通过配置请求消息和配置响应消息协商反向业务信道相对于反向导频信道的功率偏置和速率转移概率等属性参数。

3.5.6安全层
3.5.6.1协议功能
安全层协议包括密钥交换协议、鉴权协议、加密协议和安全协议。其中，密钥交换协议生成空口鉴权和数据加密所需密钥；鉴权协议完成空口鉴权或消息完整性保护；加密协议完成数据加密；安全协议提供鉴权协议和加密协议所需要的公共变量（如CryptoSync、时戳等）。
3.5.6.2数据封装
图 1-3-20 显示了安全层数据封装的过程。若会话层配置为空的安全层或使用已配置的安全协议，则安全层数据分组的长度为零或没有包头和包尾，MAC 层新增字段也指示了安全层是否存在包头和包尾。加密协议包头可包含加密协议所用的变量（如初始矢量），加密协议可增加包尾以隐藏明文的实际长度或由加密算法增加填充位。鉴权协议包头或包尾可包含用于验证鉴权协议数据分组中需鉴权部分（如密文）的数字签名，从而避免鉴权失败时不必要的解密。安全协议包头或包尾可包含鉴权协议和加密协议所需要的公共变量（如CryptoSync、时戳等）。

图 1-3-20 安全层数据封装
3.5.6.3安全协议
安全协议分为缺省安全协议和通用安全协议。缺省安全协议除在鉴权协议和MAC 层之间传递数据分组外，不提供任何业务功能。对于通用安全协议，发送方通过该协议提供空口鉴权和加密协议所需要的CryptoSync 或时戳，接收方根据该协议的包头信息计算出CryptoSync。每个安全层数据分组包含一个鉴权协议数据分组，安全层数据分组可以包含安全协议包头或包尾。发送时，安全协议处理从安全层送往MAC 层的数据分组时所遵循的规则如下：
（1）当收到要求被鉴权或加密的数据分组时，安全协议会设置对应的时戳，并添加安全协议数 据分组包头。
（2）当收到未要求被鉴权或加密的数据分组时，安全协议对其不做任何处理，即无需添加安全协议数据分组包头。
接收时，安全协议处理从MAC 层送往安全层的数据分组时所遵循的规则如下：
（1）当收到已被鉴权或加密的数据分组时，安全协议根据安全协议包头计算出CryptoSync后，去掉安全协议包头。
（2）当收到未被鉴权和加密的数据分组时，安全协议自动设置此数据分组为连接层数据分组。

3.5.6.4密钥交换协议
密钥交换协议分为空（NULL）密钥交换协议和缺省密钥交换协议。空密钥交换协议不提供任何业务功能，它与空加密协议和缺省鉴权协议配合使用。缺省密钥交换协议（即DH密钥交换协议）使用Diffie-Hellman（DH）算法计算会话密钥（SKey），通过密钥请求消息（KeyRequest Message）和密钥响应消息（KeyResponse Message）交换公共密钥，通过接入网密钥完成消息（ANKeyComplete Message）和接入终端密钥完成消息（ATkeyCompleteMessage）传送会话密钥校验信息。
在会话配置期间，AT 和AN 执行DH 密钥交换，产生公共会话密钥。密钥交换过程如图1-3-21所示，包含以下步骤：
（1）AN 侧DH 密钥交换协议生成AN 随机数（ANRand），计算AN 公共密钥（ANPubKey），并通过密钥请求消息发送给AT。
（2）AT 收到密钥请求消息后，按照同样方法生成AT 随机数（ATRand），计算AT 公共密钥（ATPubKey），并通过密钥响应消息发送给AN；然后AT 由ANPubKey 等参数计算SKey。
（3）AN 收到密钥响应消息后，由ATPubKey 等参数计算SKey；然后采用SHA-1 算法计算出经过加密的消息摘要（Message Digest），得到数字签名，并通过接入网密钥完成消息（KeySignature 字段存放数字签名）发送给AT。
（4）AT 收到该消息后，采用SHA-1 算法计算出经过加密的消息摘要，得到数字签名；再将该数字签名与所收到的数字签名进行比较。若两者一致，则DH 密钥交换成功，AT 返回Result 字段为‘1’的接入终端密钥完成消息，AN 和AT 利用Skey 产生鉴权密钥和加密密钥；若定时器TKEPKeyCompAT 和TKEPSigCompAN 均超时，或AN 收到Result 字段为‘0’的接入终端密钥完成消息，则DH 密钥交换失败，AN 和AT 中止密钥交换过程。
注意：DH 密钥交换过程由AN 发起，在空中接口会话建立和配置期间进行；AN 和AT通过步骤（1）和（2）完成公共密钥的交换，通过步骤（3）和（4）完成会话密钥的校验；若DH 密钥交换成功，则AN 和AT 将由会话密钥计算空口鉴权和数据加密所需密钥；AN 和AT 所协商的会话密钥在本次空口会话期间生效。


图 1-3-21 DH 密钥交换信令流程

3.5.6.5加密协议
1X EVDO Release 0 空口安全层使用缺省加密协议，无加密和解密功能，不添加加密协议包头或包尾，即不修改安全层数据分组的净荷。
在1X EVDO 的增强安全规范IS-925 中引入了AES 加密模式，利用AES 对1X EVDO 空口数据进行加密保护。加密密钥由DH 密钥交换协议生成。
3.5.6.6鉴权协议
鉴权协议分为空鉴权协议和缺省鉴权协议。空鉴权协议除在加密协议和安全协议间传递数据分组外，不提供任何业务功能。缺省鉴权协议使用SHA-1 算法计算消息摘要，并利用鉴权密钥对其进行加密得到数字签名，实现消息完整性保护功能，防止数据分组在空口传输时被破坏。
在会话配置期间，DH 密钥交换生成由AN 与AT 共享的鉴权密钥。由于鉴权密钥与空口会话是一一对应的，所以，消息完整性保护实际上也隐含着对终端是否为某空口会话的合法拥有者进行校验的功能，这也是称之为空口鉴权的原因之一。开启空口鉴权功能后，可以避免终端每次建立空口连接时都要求接入鉴权。
下面以接入信道数据分组为例，介绍缺省鉴权协议的工作原理。
AT 发送时，鉴权协议接收加密协议分组，在每个接入信道加密协议数据分组前添加鉴权协议数据分组包头，构成接入信道鉴权协议数据分组，并将其送往安全协议；AN 接收时，缺省鉴权协议接收到接入信道的安全协议数据分组时，去掉鉴权协议包头，构造加密协议分组，并将其送往加密协议。
无论是发送还是接收，鉴权协议都将根据ACAuthKey、加密协议分组、系统时间和SectorID 等参数，采用SHA-1 算法计算经过加密的消息摘要，取其低64 位作为接入信道MAC层分组鉴权码（ACPAC）。发送时就将计算出来的ACPAC 写入鉴权协议数据分组包头，接收时就将计算出来的ACPAC 与收到的鉴权协议数据分组包头的ACPAC 进行匹配，两者一致时表示接入信道鉴权成功；否则，鉴权协议发送失败指示，并丢弃安全层数据分组。
注意，在计算ACPAC 之前，AT 根据会话密钥构造RPCAuthKey，并协商ACAuthKey的长度，同时按照如下方式构造ACAuthKey：
（1）如果RPCAuthKey 的长度等于ACAuthKey 的长度，那么ACAuthKey 等于RPCAuthKey。
（2）如果RPCAuthKey 的长度大于ACAuthKey 的长度，那么截取RPCAuthKey 末尾的ACAuthKey 的长度位作为ACAuthKey。
（3）如果RPCAuthKey 的长度小于ACAuthKey 的长度，那么在RPCAuthKey 的末尾补零，使之长度等于ACAuthKey 的长度，由此得到ACAuthKey。


3.5.7连接层
连接层协议包括无线链路管理协议、初始化状态协议、空闲状态协议、连接状态协议、分组合并协议、路径更新协议和开销消息协议，它主要完成系统的捕获、连接的建立/维持/释放/监控、连接状态下的无线链路管理和移动性管理等功能。发送时，连接层无线链路资源管理协议根据业务的优先级，为来自会话层的业务分组分配无线链路资源；接收时，则对来自安全层的业务分组进行解封装，并送往会话层。连接层各子协议既可以通过开销消息协议协商，又可以分别独立协商。
在打开无线连接后，为终端分配前反向业务信道和RRI子信道，终端与系统之间通过这些信道进行通信。在关闭无线连接后，不为终端分配任何专用的无线链路资源，终端与系统之间通过接入信道和控制信道进行通信。

3.5.7.1状态转移
无线链路管理协议负责维护AT 与AN 之间的无线链路状态。终端侧的无线链路状态如图 1-3-62 所示，它包含初始化状态、空闲状态及连接状态等三个子状态。初始化状态指终端尚未捕获网络时的状态，终端刚开机、重选系统或空闲态情况下系统监管失败时工作在此状态；
空闲状态指终端已经捕获网络但尚未建立无线连接时的状态，终端完成网络捕获、连接关闭或连接状态下系统监管失败时工作在此状态；连接状态指终端已经捕获网络和建立无线连接时的状态。根据终端所处的状态，无线链路管理协议负责激活该状态对应的初始化状态协议、空闲状态协议或连接状态协议。


图 1-3-22 无线链路状态及其转移流程（终端侧）

初始化状态协议规定了终端接入网络时所需要遵循的规则。该协议可以工作在非激活状态、网络判决子状态、导频捕获状态或同步状态。根据初始化状态协议，终端开机时首先会进入非激活状态；然后进入网络判决状态，选择系统、频段、频点等参数，对网络进行搜索与捕获；接着进入导频捕获状态，对在网络判决状态下选定频点所对应的频段进行导频搜索和捕获（最长时间为60s）；如果终端正确解调某基站的导频信道，则终端进入同步状态，完成与系统时间的同步。1X EVDO 系统与CDMA2000 系统的初始化状态协议流程相似。
空闲状态协议定义了终端在已成功捕获网络但尚未打开连接时所遵循的规则。该协议可以工作在非激活状态、空闲状态、监控状态或连接建立状态。
在非激活状态下，终端等待激活命令。
在空闲状态下，终端周期性地转移到监控状态，以监听控制信道周期性发送的同步包囊。
在监控状态下，终端完成频点选择（或与CDMA2000 1X 系统的切换）、监听开销消息（扇区参数消息和位置更新消息）和寻呼消息以及转换到空闲状态等功能。此时，终端支持以下几种工作模式：
（1）连续模式：终端连续监听控制信道。
（2）时隙模式：终端在特定的控制信道周期内醒来以监听控制信道，随后进入空闲状态，空闲状态周期的缺省值等于12 个控制信道周期（5.12s）。终端先连续监听控制信道一段时间，然后工作在时隙模式。在空闲状态下终端的时隙工作模式如图1-3-23 所示。

图1-3-23 时隙工作模式

（3）挂起（Suspend）模式：若由于某些原因，终端连接中断，并且未发生位置变更，终端可以进入挂起模式；在挂起模式下，当系统有数据要发送时，系统无需发送寻呼请求，可以直接指配业务信道，建立快速连接。在挂起模式开始之前，终端通过连接关闭消息（ConnectClose Message）告诉系统它已进入挂起模式。
当终端在当前的控制信道周期内收到最新的扇区参数消息和接入参数消息，不需要对系统消息进行响应和未工作在挂起模式时，终端从监控状态转移到空闲状态。
在连接建立状态下，AT 与AN 之间建立正常呼叫连接的信令流程如图 1-3-24 所示。其中，AT 通过接入信道发送连接请求消息（ConnectRequest Message）和路径更新消息（RouteUpdateMessage）；AN 返回ACAck 消息；AN 下发业务信道指配消息；AT 收到该消息后，发送反向导频信道和DRC 信道；AN 正确解调反向业务信道后，在前向业务信道上发送RTCAck 消息，建立起前反向业务信道。
连接状态协议提供了连接打开后AT 与AN 之间进行通信所需要遵循的规则，它可以工作在非激活状态、连接打开状态或连接关闭状态。在非激活状态下，AT 与AN 等待激活命令以进入连接打开状态；在连接打开状态下，AT 与AN 之间已经建立了无线链路连接，通过前反向业务信道和控制信道进行数据通信；在连接关闭状态下，AT 与AN 已经完全释放前反向业务信道，若要进行通信，必须重新建立无线连接。




图 1-3-24 无线连接建立过程

3.5.7.2 连接管理
1．连接建立
连接状态协议支持正常呼叫连接建立和快速连接建立。正常呼叫连接的建立过程由终端通过连接请求消息发起。快速连接的建立过程由AN 发起，当AN 有数据要发送时，不需要发送寻呼请求消息，直接发送业务信道指配消息。快速连接建立在挂起模式下特别有用，该功能对AN 可选，对AT 必选。
AT 和AN 通过流层消息XonRequest 和XonResponse 通知对方前反向业务信道连接已经完全建立起来，并触发AN 发起A8 和A10 连接的建立过程。
2．连接关闭
在连接打开状态下，终端监听控制信道和前向业务信道。如果终端收到连接关闭消息或监管失败，终端将向系统发送连接关闭消息，并继续监听网络直到连接关闭后一段时间为止，这段时间被称为挂起时间。在这段时间内，如果终端收到寻呼消息，则可以快速建立连接。
3．路径更新
路径更新协议完成对终端位置的跟踪、维护及其跨扇区移动时的无线链路维护等功能。在空闲状态时，路径更新协议指示终端实时测量导频集内导频强度的变化，并通过路径更新消息上报测得的导频强度值；基站收到该消息后，估计终端当前的无线环境，同时完成注册登记或位置更新。
在连接状态，路径更新协议的作用主要表现为辅助完成导频集的管理。一般地，在连接建立阶段，会同时触发路径更新协议工作，并发送路径更新消息。1X EVDO 路径更新消息与CDMA2000 导频强度测量消息（Pilot Strength Measurement Message）的格式、功能和触发条件基本一致。例如，当终端检测到某一导频的强度高于PilotAdd 时，终端发送路径更新消息；系统将该导频纳入活跃集，并通过业务信道指配消息进行响应；终端收到该消息后，返回业务信道完成（TrafficChannelComplete）消息进行确认，从而实现对导频集的管理功能。
路径更新协议的属性（如导频搜索窗和导频集管理等）在会话配置期间进行协商和配置。
4．分组合并
分组合并协议完成对会话层数据分组的合并/分解功能。对会话层数据分组的合并包含A和B 两种格式。对于格式A，每个连接层数据分组包含一个会话层数据分组，不包含包头和填充位；对于格式B，每个连接层数据分组包含一个或多个会话层数据分组，每个会话层数据分组包含包头，必要时连接层数据分组也可以包含部分填充位。
5．开销消息管理
1X EVDO 系统开销消息包括快速配置消息和扇区参数消息。开销消息协议完成这些消息的发送、接收和监控功能。系统在每个控制信道周期内发送快速配置消息，在至少NOMPSectorParameters 个控制信道周期（常设为12 个控制信道周期：5.12s）内发送扇区参数消息。
在发送快速配置消息时， 网络将SectorSignature 字段设为下一个扇区参数消息的SectorSignature 字段，并将AccessSignature 设为接入参数消息中的AccessSignature。
开销消息协议也定义了终端对系统开销消息的监控过程。终端侧维护两个系统开销消息监控定时器TOMPQCSupervision 和TOMPBIT/Supervision（通常设为12 个控制信道周期）。如果终端在定时器超时前未收到快速配置消息或扇区参数消息，则终端返回监控失败指示，开始网络判决过程；如果收到其中一个或两个消息，终端将对应的定时器复位，开始新一轮的监控。
此外，快速配置消息也定义了对前向业务信道的监管字段FTCValid。当终端处于连接状态时，系统将对应于该终端的FTCValid 设为‘1’；如果在业务信道的有效时间内基站无法正确接收反向信道，则FTCValid 清零，并释放前向业务信道资源，转换到休眠状态。

3.5.8会话层
在终端与系统进行数据通信之前，必须先建立会话。会话的过程包含会话协议的激活、地址分配和协议参数配置等几个阶段，对应的会话层协议包括会话管理协议（SessionManagement Protocol，SMP）、地址管理协议（Address Management Protocol，AMP）和会话配置协议（Session Configuration Protocol，SCP）。SMP 完成会话协议的激活、会话的管理和关闭等功能；AMP 为会话终端分配惟一性的地址标识UATI；SCP 实现会话协议或其他协议及其属性的协商和配置。
3.5.8.1 会话管理
SMP 完成会话管理功能，通过该协议激活AMP 和SCP，实现会话终端的地址分配和会话协议的属性协商及配置。下面结合一次完整的开机会话过程来说明SMP 与AMP 及SCP 之间的交互过程（如图1-3-25 所示）。
（1）终端捕获到网络后，进入空闲状态，监听系统的开销信息，完成系统配置更新，激活SMP，开始会话建立过程。
（2）终端SMP 激活AMP，AMP 触发终端向系统发送UATIRequest 消息，请求系统为其分配UATI。MAC 层将封装UATIRequest 消息的数据分组包头的终端地址标识类型设为RATI或UATI。
（3）系统收到UATIRequest 消息后，根据一定算法计算出分配给该终端的UATI，并发送UATIAssignment 消息。UATIAssignment 消息中包含UATI104、UATI024 和UATISubnetMask等字段，分别对应于所分配UATI 的高104 位、低24 位以及当前扇区的子网掩码等。
（4）终端收到UATIAssignment 消息后，根据该消息携带的RATI 或UATI 判断其归宿，若属于自身， 则计算UATI= （UATI104|UATI024 ） 及其对应的UATISubnetMask ； 若UATIAssignment 不包含UATI104 和UATISubnetMask 字段，则终端设置UATI=（SectorID[127:24]|UATI024），UATISubnetMask 设为扇区参数消息中的SubnetMask。终端向系统发送UATIComplete 消息作为对UATIAssignment 的应答。UATI 分配完毕后，会话建立起来，此时会话缺省配置生效。
（5）SMP 激活SCP，SCP 触发终端与系统之间的配置协商过程。配置协商主要利用配置请求消息和配置响应消息等实现对空中接口不同协议层的各子协议及其属性的协商和配置。



图1-3-25 会话层协议的交互流程

（6）在会话过程中，若收到会话关闭消息（SessionClose Message）、会话超时或终端离开网络，SMP 将负责关闭本次会话。

此外，SMP 还负责完成会话的KeepAlive 监测和关闭功能。在会话期间，当未建立无线连接时，AT 与AN 通过KeepAliveRequest 和KeepAliveResponse 消息实现对会话的KeepAlive监测，并通过TSMPClose调整会话的KeepAlive 参数。若要关闭会话，可将TSMPClose设为0，TSMPClose的缺省值为54h。
3.5.8.2地址分配
1. UATI 的构成
UATI 是长度为128 位的终端地址标识或会话标识，它的高位默认为子网地址标识，低位作为终端在该子网内的地址标识。UATISubnetMask 表示终端所在的子网掩码，一般情况下，它的高位设为全“1”，低位设为全“0”。如前所述，若UATIAssignment 消息中不包含UATI104和UATISubnetMask，则终端根据扇区参数消息中的SectorID 和SubnetMask 来构造UATI 和UATISubnetMask。UATI 与SectorID 的结构类似，UATI 在会话建立和子网变更时进行更新，而SectorID 在发生切换时进行更新。
考虑到在空中接口传送128 位的UATI 需要占用较多的无线资源，在1X EVDO 空中接口协议中引入了子网地址映射的概念。将UATI 的高104 位（一般为子网地址）映射成长度为8位的子网色码（ColorCode），构造出在空中传送的长度为32位的UATI短版本结构，亦即UATI=（ColorCode|UATI024）；当子网发生变化时，其ColorCode 也随之改变。AT 与AN 必须存储ColorCode 与子网地址的映射表，AT 在内存中同时保留完整的UATI 长版本结构，亦即UATI=（UATI104| UATI024）。
2. UATI 的分配
在会话建立期间，AN 为参与会话的终端分配惟一性的会话标识或地址标识，系统与终端通过会话标识来判别消息或数据的归宿。
在建立新会话时，AT 向AN 发送UATIRequest 消息，请求AN 为其分配UATI。MAC 层将封装UATIRequest 消息的数据分组包头中的终端地址标识类型设为RATI 或UATI。系统收到UATIRequest 消息后，根据一定的算法计算出分配给该AT 的UATI，并发送UATIAssignment消息。此后，通过UATI，AN 与指定AT 进行空中接口不同协议层的各子协议及其属性的协商和配置。
UATI 随着会话的建立而分配，并随会话的结束而释放。会话关闭后，若要新建会话，则需要重新进行UATI 分配和会话协商。
3. UATI 与移动性管理
当终端跨越不同子网时，可以请求目标AN 恢复先前的会话。在会话恢复过程中：当目标AN 收到UATIRequest 消息时，若目标AN 存有ColorCode 与子网地址的映射表，则可以由此表计算出分配给该终端的UATI 长版本，并通过A13 接口（详见第4 章）从源AN 获得原会话的属性配置，然后更新UATI，并将更新后的UATI 与获得的原会话属性配置进行绑定。
若目标AN 未存储ColorCode 与子网地址的映射表，则目标AN 可以通过UATIAssignment消息指示终端，终端通过UATIComplete 消息上报其内存中保留的UATI 长版本中的高UpperOldUATILength 位；目标AN 由此判断源AN，并从源AN 获得原会话的属性配置，然后再更新UATI，并将更新后的UATI 与获得的原会话属性配置进行绑定，从而避免了重新进行会话配置协商和DH 密钥交换过程。
3.5.8.3 配置协商
SCP 负责空中接口各协议层的不同子协议及其属性的协商和配置，这种协商既可以由AT发起，也可以由AN 发起。
会话配置协商可以由通用配置协议所定义的消息流程来实现，其基本流程是：发送方以配置请求消息发起协商请求，该消息指定了待协商的协议属性及其一个或多个可选值；接收方从配置请求消息所给出的协议属性的可选值中选择一个，并通过配置响应消息送往发送方；若接收方认为某一属性无合适的可选值，则接收方跳过此属性，发送方使用该属性的缺省值。
由此完成对空中接口某一子协议及其属性的协商和配置过程。注意：在本次无线连接期间所协商的会话属性，在下次连接建立后才开始生效。
图1-3-26 给出了AT 与AN 之间进行会话配置协商的信令流程。在UATI 分配和空口连接建立起来后，开始会话配置协商过程。会话配置协商是可选的，可以由AN 或AT 发起。在会话配置协商期间，AN 与AT 之间还进行DH 密钥交换，生成由AN 与AT 共享的会话密钥，该会话密钥与空口会话是一一对应的。







图 1-3-26 会话配置协商信令流程


3.5.9流层
流层的主要功能是对不同QoS 要求的业务应用打标识，连接层根据标识对不同优先级的业务分组进行合并重组。对来自应用层的数据分组，流层只在数据分组包头加上对应的流层标识，流层标识与对应的业务应用见表1-3-5。
表1-3-5 流层标识与业务应用的关系
流层标识二进制的流层数据分组头业务应用传送要求
Steam 000信令应用Reliable/Best Effort
Steam 101数据应用Best Effort
Steam 210未用—
Steam 311未用—


3.5.10应用层
应用层主要为来自1X EVDO 空中接口各协议层和上层的多种应用而设置。应用层协议包括缺省信令应用协议和缺省分组应用协议。
3.5.10.1 缺省信令应用
缺省信令应用协议是为实现信令消息的路由、可靠传送、拆分、组合以及重序检测等功能而设计的，由信令网络协议（SignalingNetwork Protocol，SNP）和信令链路协议（SignalingLink Protocol，SLP）构成。
1．信令网络协议
SNP 是一种消息路由协议。SNP数据分组由包头和净荷两部分组成。其中，包头的Type 字段给出了在会话建立及会话配置期间所需要协商的协议类型，比如，当Type 字段值为0x10 时，表示在会话建立期间要进行SMP 协商；净荷携带由对应协议层子协议来处理的消息，这些消息至少包含以下四方面内容：
（1）承载该消息的物理信道类型，如控制信道（以SC 或AC 形式发送）、接入信道、前向业务信道或反向业务信道。
（2）对该消息的传送模式，如尽力而为（Best Effort）或可靠（Reliable）传送模式。
（3）寻址模式（Addressing），如单播、广播或多播模式。
（4）业务应用的优先级（Priority），连接层的分组合并协议根据优先级判断该信令应用的
优先级，并为其分配无线链路资源。
2．信令链路协议
SLP 层主要完成SNP 数据分组的传递和分段功能。
SLP 层由传递子层（SLP-D）和分段子层（SLP-F）组成。SLP-D 完成SNP 数据分组的可靠传送或尽力而为传送；在可靠传送模式下，SLP-D 还包含重序检测和重传功能。SLP-F 完成SLP-D 数据分组的分段功能，并在每个分段前添加包头以构成SLP-F 数据分组。

消息封装（无分段）

消息封装（分段）
图 1-3-27 消息封装

所有SNP 数据分组都会穿越SLP 层。如果SNP 数据分组恰好能放入一个SLP 数据分组，则该数据分组无需分段；否则，如图1-3-27 所示，在每个SNP 数据分组前加上包头以构成SLP-D数据分组，然后将SLP-D 数据分组分段，每段作为一个SLP-F 数据分组的净荷，并在净荷前添加SLP-F 数据分组包头。
当SNP 数据分组采用可靠传送模式时，SLP 可以通过SLP-D 数据分组包头中的AckSeqNum 字段进行确认，确认信号由应答消息携带。
当SNP 数据分组采用尽力而为传送模式时，SLP 不需要发送确认信号，但为了增加传送的可靠性，可以连续多次发送同一个数据分组。
3.5.10.2缺省分组应用
缺省分组应用协议是为实现分组数据应用在无线链路的可靠传送、移动性管理和流控功能而设计的，它由RLP、流控协议（Flow Control Protocol，FCP）和位置更新协议（Locatin Update Protocol，LUP）组成。
1．无线链路协议
RLP 是为实现分组数据应用在无线链路的可靠性传送而设计的。它兼具重序检测和重传功能，有效地实现了无线链路的低差错率传送，为基于TCP/IP 的上层应用创造了条件。
RLP 传送是针对字节流的分组数据传送。如图1-3-28 所示，对来自高层的数据分组，RLP将其看作一个个的字节流，作为RLP 数据分组的净荷，在前面添加包头就构成了RLP 数据分组。RLP 数据分组包头中的发送序号SEQ 表示待发送的下一个RLP 数据分组的首字节序号。

RLP包头
(SEQ)：22bitRLP净荷
（字节流）
图1-3-28 RLP 数据分组封装

RLP 使用基于NAK 的重传机制。若接收端RLP 发现接收出错或数据丢失，则返回否定应答消息请求重传这部分数据，从而实现RLP 字节流的可靠性传送。在重传期间，接收端可以继续接收后续数据分组。在AT 和AN 中，RLP 重传次数通常设为1。
为了实现发送字节的重序检测和可靠性传送，在收发两端都设置了RLP 数据缓冲区，使用字节序号来标记所收发字节在数据缓冲区中的位置，跟踪所收发字节在数据缓冲区中的状态。

( I ) RLP 数据分组的发送及重传
如图1-3-29 所示，RLP 发送端维护一个S 位的发送序号变量V(S)，它表示待发送的下一个RLP 数据分组的首字节序号。对于每个新RLP 数据分组，其SEQ 字段根据V(S)来设置。
V(S)的初始化值为0；每发送一个字节，V(S)加1；每发送一个RLP 数据分组，V(S)设为待发送的下一个RLP 数据分组的首字节序号，同时启动定时器TRLPFlush。
（1）若在TRLPFlush 超时之前，RLP 要发送另一个数据分组，RLP 必须先复位和重启TRLPFlush；
（2）若TRLPFlush 超时，RLP 将在关闭TRLPFlush 后，至少重发字节序号为V(S)−1 的数据分组，即RLP 在等待TRLPFlush 后，以无条件重发的方式来克服最后若干字节丢失的问题。
若收到对某字节流的首个Nak 消息，则RLP 优先重传Nak 消息的FirstErased 和WindowLength 字段所指向的那部分字节流。

( II ) . RLP 数据分组的接收及应答
RLP 数据分组的接收过程如图1-3-30所示。其中，V(N)表示第一个丢失字节的序号；V(R)表示期望收到的新字节的序号，两者均为S 位的接收序号变量。此外，RLP 接收端还要跟踪

图1-3-29 数据分组的发送序号变量


图1-3-30RLP 数据分组的接收序号

每个字节在接收缓冲区中的状态，以指示它是否被正确接收。假设X 为接收端实际收到的字节序号，则RLP 按照如下规则进行处理：
（1）若X<V(N)，则该字节被认为重复接收而丢弃。
（2）若V(N)≤X<V(R)，并且该字节尚未在接收缓冲区，则
1）RLP 将收到的字节存入接收缓冲区；
2）若X=V(N)，则RLP 将接收缓冲区中序号高于V(N)的所有有序字节流发往更高层， 并将已传递完的字节流移出接收缓冲区，随后将V(N)设为（LAST＋1），LAST 为从接收缓冲区发往更高层的末字节序号。
（3）若V(N)<X<V(R)，并且该字节已经存入接收缓冲区，则该字节被认为重复接收而丢弃。
（4）若X=V(R)，则
1）若V(N)=V(R)，则V(N)和V(R)加1，并将该字节发往更高层；
2）若V(N)≠V(R)，则V(R)加1，并将该字节存入接收缓冲区。
（5）若X>V(R)，则
1）RLP 应该将该字节存入接收缓冲区；
2）RLP 应该发送NAK 消息，以请求重传从V(R)到X-1 的所有丢失字节，同时启动NAK定时器TRLPNak；若TRLPNak 超时，则将V(N)设为本次请求重传字节的序号最小值，并将接收缓冲区内低于该序号的字节流发往更高层；
3）RLP 应该设置V(R)为X+1。
2. 位置更新协议
位置更新协议是为实现分组数据应用的移动性管理功能而设计的，其协议工作流程如下：
（1）在AN 侧，当位置更新协议收到来自会话层地址管理协议的子网改变指示时，系统要么通过位置请求消息（LocationRequest Message）请求AT 上报其当前位置信息，要么通过位置指配消息（LocationAssignment Message）更新AT 的当前位置信息。
（2）如果AT 收到位置请求消息，AT 将返回位置响应消息（LocationResponse Message），该消息的位置属性字段设为终端保存的当前位置变量值。
（3）如果AT 收到位置指配消息，AT 将返回位置完成消息（LocationComplete Message），并根据该消息的位置属性字段更新AT 保存的当前位置变量值。
位置更新协议主要用于支持混合终端跨1X EVDO 与CDMA2000 1X 网络的切换。当混合终端在CDMA2000 1X 网络上检测到1X EVDO 信号时，开始执行休眠态会话切换，向1XEVDO 系统发送位置通告消息（LocationNotification Message），触发建立新的A10 连接。在这种情况下，CDMA2000 1X 和1X EVDO 网络的位置属性字段都采用ANID（Access Network IDentifier）这种兼容格式，亦即三元组（SID，NID，PZID）标识。
3. 流控协议
流控协议是为实现分组数据应用的流控机制而设计的，包含关闭和打开两种状态。其中，在关闭状态下，缺省分组应用不收发任何RLP 数据分组；在打开状态下，缺省分组应用可以收发RLP 数据分组。
流控协议实现数据流控的信令交互流程如图1-3-31所示。
在p_p_p_流控协议关闭状态，若系统有数据要发送，则系统可以发送数据准备好消息（DataReadyMessage）给终端；终端收到该消息后，会在一定时间内返回数据准备应答消息（DataReadyAckMessage），并触发开启请求消息（XonRequest Message）；系统收到该消息后，发送开启响应消息（XonResponse Message），并发送数据。若终端有数据要发送，终端可以发送开启请求消息给系统；系统收到该消息后，会在一定时间内发送开启响应消息；终端收到开启响应消息后开始发送数据。
当终端和系统的流控协议均处在打开状态时，双方才能开始收发RLP 数据分组。此时，若要流控协议进入关闭状态，终端可以发送关闭请求消息（XoffRequest Message）；系统收到该消息后，将在一定时间内发送关闭响应消息（XoffResponse Message），同时系统进入流控协议关闭状态；终端收到关闭响应消息后，也进入流控协议关闭状态。

图1-3-31 流控协议信令交互流程




3.5EVDO 空中接口演进
随着移动宽带通信技术的飞速发展，用户对移动宽带业务的需求也在不断的提高，移动宽带化与宽带移动化这两股力量正在移动通信领域迅速发展，这使得多种标准共存的移动通信市场中竞争更加激烈。
目前3G主流标准有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WIMAX这四种，标准化组织3GPP和3GPP2分别针对WCDMA和CDMA2000系列标准启动了更强大的演进方案， 不但增强了原有版本的性能，而且进一步提高了数据速率，改进了用户体验。

3.6.1cdma2000 1X EVDO标准演进历程
cdma2000空中接口演进版本1X EVDO是通信业界推出的第一个高性能、低成本的无线高速数据传输成熟解决方案。其标准化工作由3GPP2在2000年9月完成，并颁布为C.S0024系列标准。在2001年6月的国际电联会议上，cdma2000 1X EVDO被正式批准成为IMT-2000标准的一部分。cdma2000 1X EVDO是cdma2000 1X的增强型技术，采用了向下兼容性的设计。
目前，1X EVDO系列标准有几个演进的版本：3GPP2 C.S0024-0版本、C.S0024-A版本、C.S0024-B版本和UMB版本。图1 给出了CDMA2000 1X EVDO系列标准的演进过程。






图1??? cdma2000 1X EVDO系列标准的演进路线


标准化组织3GPP2启动了针对cdma2000系列标准的空中接口演进（AIE， Air Interface Evolution）方案，并将其演进划分为两个阶段。
第一阶段，引入多载波以及其它关键技术，提高前反向峰值速率，与此有关的标准制定工作已完成。第二阶段，使用更宽的系统带宽，同时采用OFDM、MIMO等关键技术，进一步提高频谱利用率和峰值速率，降低时延，增强系统性能。这个版本的标准通常称为EVDO Rev.C版本，其正式的名称是超移动宽带（UMB，Ultra Mobile Broadband），3GPP2于2007年4月份发布了UMB标准的1.0版本，并于同年9月24日正式发布了2.0版本。
EVDO标准与名称：
（1）空口标准
2000年10月，TIA/EIA组织投票通过CDMA2000 1XEVDO标准，命名为IS-856
3GPP2组织将EVDO标准命名为C.S0024
（2）曾用过的名称
1X EVDO: 1X Evolution Data-Only or Data-Optimized
HRPD: High Rate Packet Data
HDR: High Data Rate

3.6.2第一阶段EVDO Rev.B标准
cdma2000标准AIE第一阶段主要立足于对市场的需求、保持后向兼容性、减少系统升级对硬件的影响等方面进行设计。这一阶段的标准代表是cdma2000 1X EVDO Rev.B，它是在EVDO Rev.A基础上的多载波扩展和增强。基于Rev.B系统，基站与终端之间可以在前反向多个载波上同时传输数据，从而获得更高的峰值传输速率和系统吞吐量。
EVDO Rev.B系统的突出特点是采用了多载波的设计，载波数为1~15个，可以支持从1.25MHz（单载波）到20MHz（15个载波）的各种载波配置，灵活的匹配不同频率的分配。在Rev.0版本和Rev.A版本中可支持的前向峰值速率分别为2.4Mbps和3.1Mbps，而在Rev.B版本中则可支持高达73.5Mbps的前向峰值速率（使用15个1.25MHz 载波）。此外，由于多个载波的引入，在时域和频域均可以获得多用户分集增益，系统每扇区数据吞吐量随着载波数目的引入将获得额外的提升。
EVDO Rev.B中引入了更多的数据传输速率和数据包选择格式，使系统可以更灵活的进行调度，在前向链路还增加了64-QAM调制方式和新的传输包格式，允许包扩展（packet extension），这使得前向链路数据能力得以提升。在单载波（1.25MHz）上系统峰值速率达到4.9Mbps ，在三载波（5MHz）和15载波（20MHz）上系统前向峰值速率可达到14.7 Mbps和73.5 Mbps 。此外，EVDO Rev.B还引入了非对称传输模式，支持前反向采用非对称载波数目进行数据传输。
在该版本中，还应用了优化调度、速率控制、自适应调制等技术，这使得每一扇区的数据吞吐量显著提高并为多媒体业务提供了多种数据选择。并且随着增量传送、灵活的分组长度结合、HARQ和更高阶调制等技术在反向链路的应用，反向链路的峰值速率也得到了很大的飞跃。除此之外，系统在QoS支持方面也进行了优化，使用了灵活有效的QoS控制机制，降低系统的接入时延、传输时延和切换时延。另外，在Rev.B中还支持VoIP及VoIP和数据的并发业务，能够同时支持实时和非实时等业务要求。
基于以上特性，EVDO Rev.B将实现更高的频谱利用率，同时支持灵活的前反向载波配置，这便于使用不同的频段对EVDO系统进行扩展。其中，系统扩展可以采用不同的部署方式，如热点覆盖等，在提高系统稳定性的同时，也提高了系统的数据吞吐能力。

3.6.3第二阶段UMB标准
UMB是cdma2000系列标准中最新的演进升级版本，它是一种专门针对无线移动环境和实时应用而优化的移动无线宽带标准。该系统继承了EVDO系统的自适应编码调制、HARQ以及QoS控制机制，引入了处于世界领先地位的正交频分多址接入（OFDMA）技术，并结合多路输入输出（MIMO）、空分多址（SDMA）和波束形成（Beamforming）等多天线技术，使得网络具有先进的移动宽带服务和引人注目的用户体验。
UMB系统可以在1.25MHz和20MHz带宽之间以约150kHz的频率增量灵活部署，因此，能够为网络带来更大的升级空间和灵活的部署能力，同时增大了带宽和频段的选择范围。该系统能够在移动的环境下提供高速的数据传输，当系统基于20MHz传输带宽时，前向和反向的峰值速率分别可以达到288 Mbps 和 75 Mbps，并且平均时延低于16ms。UMB还可支持任何环境中的语音和宽带数据业务，支持全移动场景（速度大于300km/h），这使得系统的数据容量得以提升。另外，UMB空中接口设计通过先进的调制方式、高效的资源分配方式等支持VoIP容量的增强，有研究表明[5]，在带宽为5MHz的移动环境中，可支持320个VoIP用户使用语音服务同时支持前向链路的数据吞吐量达2.26 Mbps，而当带宽为20MHz时，可支持1000个VoIP用户使用语音服务且数据吞吐量不会降低。除此之外，UMB还增强了对系统网络的覆盖和各类QoS服务，支持多媒体高速组播及网络间的无缝切换。
此外，UMB在编码调制技术上也有很多新的亮点。编码中引入了一种称为tail-biting的卷积码，在部分信道中还采用了比Turbo码性能更好的低密度奇偶校验码（LDPC），进一步提高了编译码效率。在调制时引用了高级的分层调制方式，而前向链路部分信道除支持传统的OFDM外，还支持旋转的OFDM数据传输。
因此，作为下一代移动宽带通信网络的标准之一，UMB能够使数据传输速率达到比目前的商用系统更高的数量级，为用户带来先进的移动宽带服务，如在提供低速、低时延的语音服务的同时有效的提供超高速、非时延敏感的宽带数据通信业务。此外，UMB支持与现有cdma2000 1X 和1X EVDO系统之间进行跨系统间的无缝切换，支持融合接入网的部署，还可以提供无缝漫游的广域覆盖或者热点地区的部分覆盖。

3.6EVDO Rev.B空中接口
2006年5月，3GPP2发布了EVDO Rev.B空中接口协议，即多载波EVDO。EVDO Rev.B具有如下优势:进一步提升前向及反向传输速率；后向兼容cdma2000 1X和1X EVDO网络及终端设备；从峰值速率和QoS等方面增强用户体验；降低单比特开销（这对运营商而言意味着更低的成本）。
目前，中兴、华为也推出了支持EVDO Rev.B的基站产品。

3.7.1EVDO Rev.B协议栈模型
与EVDO Rev.A协议结构相比，EVDO Rev.B协议栈整体并没有太大的改动，只是在连接层、MAC层和物理层分别增加了一些与多载波相关的协议，如图？？所示。
其中，连接层增加了快速空闲协议和多载波路由更新协议，用于提供移动台或接入网之间建立程序或者传递消息，使网络能够了解移动台的大概位置，当移动台移动到覆盖范围的其他扇区时仍能同网络保持无线连接。MAC层增加了针对多载波的前向和反向业务信道MAC协议；物理层在原有的Subtype1和Subtype2物理层协议的基础上，增加了Subtype3物理层协议。

图？？　EVDO Rev.B协议栈结构
Subtype3物理层协议规定的前向及反向物理信道结构如图3所示。前向信道主要包括：导频信道、MAC信道、控制信道和业务信道。其中，MAC信道可以分为反向激活比特（RA）、速率控制锁定（DRCLock）、反向功率控制（RPC）以及自动清求重传（ARQ）4个子信道。这与EVDO Rev.A的前向物理信道结构基本相同。但是EVDO Rev.B前向业务信道增加了6 144、7 168和8 192 Bit三种较大的包，并增加了16QAM调制方式，MACIndex扩展至384个，前向业务信道和控制信道采用128阶的Walsh码。

图3　Subtype3物理信道结构
反向信道包括：接入信道和反向业务信道。接入信道包括一个导频信道和一个数据信道。反向业务信道可能包括一个或多个导频信道，一个或更多的RRI、ACK、DSC、DRC和数据信道。反向业务信道也可能包括一个或更多的副导频信道。在反向物理信道中，将DRC信道、ACK信道和DSC信道归于前向反馈信道，用于反向链路对前向信道的反馈。根据反向对前向多载波的不同反馈信道复用方式，可以将复用模式分为无反馈复用模式、基本反馈复用模式和增强反馈复用模式三种：在无反馈复用模式下，反向业务信道由一个或多个使用惟一用户长码的反向CDMA信道组成，路由更新协议的公共参数定义了分配的反向CDMA信道，每个反向CDMA信道承载最多一个子激活集的前向信道的反馈信道；在基本反馈复用模式下，反向信道由一个或多个反向CDMA信道组成，不同的前向CDMA信道对应的DRC信道、ACK信道和DSC信道复用到一个反向CDMA信道，这个反向CDMA信道使用惟一的用户长码传输；在增强反馈复用模式下，至少有一个使用某个长码的反向CDMA信道承载了4个不同子激活集的前向CDMA信道的反馈，一个反向CDMA信道最多使用4个长码，因此一个反向载波最多可以承载16个前向CDMA信道的反馈。
3.7.2增强技术
3.7.2.1 功率控制
与EVDO Rev.A不同的是，EVDO Rev.B是多载波系统，前向和反向可能同时存在多个载波，不同载波间功率如何分配成为EVDO Rev.B中需重要解决的问题。移动台能够为每个反向激活CDMA信道提供两种独立的功率控制手段：一是由移动台完成的开环估计；二是由移动台和接入网共同参加的闭环修正。
对于某个给定的AT，它相邻两个载波的发送功率值的差别不能超过一个最大值差值门限（MaxRLTxPwrDiff）。对于任意两个相邻的反向CDMA信道对，即使增加其中某载波的功率值，移动台也应该保证两载波之间的功率差别不超过该功率的差值门限。当更新MaxRLTxPwrDiff值后，新的MaxRLTxPwrDiff值只能应用在这个包已经达到最大传输次数后的子帧时刻或者这个包提前终止的那个时刻。也就是说，只有当一个包传输完毕，才能更新MaxRLTxPwrDiff。
3.7.2.2集合管理
单载波系统使用导频信道的PN偏置来区分不同的导频。而在多载波系统中，由于同一个基站可能配备多个载波，单纯依靠PN偏置是不够的，因此采用【PN码偏置，CDMA信道（即载波号）】这样的二维向量来区分不同的导频。具有相同PN码偏置的导频归属于同一个导频组，这样可以避免移动台向属于同一基站的多个导频重复发送报告，导频组中的一个导频就可以代表整个导频组。在激活集、候选集和相邻集中，移动台只报告每个集合中单个导频的强度。激活集中可以有多个来自同一个导频组的导频。但是从激活集中退出的导频不一定就加入候选集，由于导频组的存在，若该导频想加入候选集，则要求该导频所在的导频组不能存在于激活集之内。也就是说，属于激活集的以及导频组中的所有导频不能再出现在候选集和相邻集中。
3.7.2.3 调制方式
反向数据信道的CDMA信道的调制方式有BPSK、QPSK和8PSK三种，以及4阶Walsh码和2阶Walsh码调制。因此，调制方式有Q4、Q2、Q4Q2、E4E2和E2等节种，这与EVDO Rev.A是相同的。与EVDO Rev.A相比，在原有QPSK、8PSK和16QAM的基础上，前向物理层包的调制方式增加了64QAM，前向MAC信道的MACIndex扩展至384个。
3.7.2.4 多载波RLP
　　在多载波系统中，原本属于一个数据流的多个数据包应如何在多个载波上进行传输与合并，是由多载波无线链路协议（RLP）完成的。多链路RLP的主要功能是把分流在不同载波上的数据在接收端按照发送时设置的序号重新组合在一起。为了避免错误地检测分组丢失，多载波RLP在RLP序号的基础上，增加了链路序号。终端使用链路序号在每个单独的链路上检测该链路上是否存在分组缺失，然后再使用RLP序号重组不同链路上接收到的分组。链路序号在分组重传时无需使用，并且链路序号的长度应充分大，以避免在某个链路上出现链路序号的循环重叠。
3.7.2.5 负载均衡
负载均衡的目的是保证网络负载均匀地分配在载波上。负载均衡可以分为静态均衡和自适应均衡两大类。静态负载均衡是通过把每个新接入终端分配到某些载波上实现。但是由于应用层数据流的变化和数据源的突发性，静态负载均衡不能在短的时间刻度上达到均衡负载，而自适应负载均衡可以通过在接入网和移动台之间协作实现。
可以在连接建立阶段分配载波，由网络根据终端的流请求、可用功率余量和终端的功能等为终端分配载波。除此之外，网络可以根据需要在连接中再分配和解除载波。载波的分配和解除可以由网络或者终端发起，但大多数情况下均由网络决定最终的分配方案。
3.7.2.6 载波部署
EVDO Rev.B系统支持灵活的载波部署方案。有两种部署方案：一种为重叠方式，即在当前EVDO Rev.A单载波系统的基础上增加载波；另一种为混合频率复用方式，即不同的载波使用不同的频率复用系数，所有反向链路载波的复用系数均为1，并在前向链路载波复用系数为1的基础上，增加频率复用系数为3的载波。
　　混合频率复用方式使得EVDO Rev.B系统可以利用非对称或者零散频带，以提高系统频带配置的灵活性和多样性。