当整个无线传输工业朝向第三代通讯的服务迈进时，数据数据传输的服务相对上占非常大的一部分。一般而言，数据数据的传输可经由传统的电路交换网络，亦可以经由分封交换的网络来运作，以现阶段最热门的数据数据的应用就是多媒体短讯服务（MMS）、加强型短讯服务（EMS）、短讯服务（SMS）及WAP或无线上网等。以长远的角度来看，多数的无线网络其核心网络将朝向专有的分封交换网络迈进，即为因特网协议（Internet protocol；IP）。

由于短讯的内容长度有限，因此它可利用一般的控制信道或话务信道来传送至另一手机。短讯服务使用现有的电路交换网络为较具效率之做法。因其信息的长度较短，故数据可利用单一讯息经由控制信道或使用和传输语音相同的话务信道至手机端。然而假使应用在传送大量的数据封包，例如多媒体短讯服务（MMS）、浏览因特网、影像传输或无线上网，传统的传输方式便无法应付此种流量的需求。封包数据系统成为主要成长之区域且具有高度成长潜力。

分封交换系统与电路交换系统最大的差异在于，电路交换系统启动联机后时，即使没有数据要传输，手机还是会一直处于联机状态，而在分封交换系统中，仅在有数据传送时才会占用到系统资源，因此可以利用不同的时间（或时槽），将实际资源分配给不同的用户，达到更有效率地使用资源。

新封包数据系统结合cdma2000的技术，正式被称为高速的封包数据系统，3GPP2标准制定委员会取名为1xEV-DO，描述该系统为只针对数据服务的1x演进版（1x Evolution for Data Only；1xEV-DO）。相关1xEV-DO的规范被定义在3GPP2的文件C.S0024第三版中，在美国的版本是来自于电信工业协会（TIA）的IS-856文件中。在cdma的标准中建议的功能有两个兼容（interoperable）的模式：一为合并的1x模式，针对实时语音与中等的数据速率作优化；另一个为1xEV-DO模式，为针对高容量与高速率的数据与进接因特网来作优化。

探讨1xEV-Do技术

1xEV-DO的技术，又称之为高数据速率（High Data Rate；HDR）的技术，它针对一般消费者与商业专业人士提供高性能与价格优惠的因特网方案，并实现利用小型网络与有限频谱资源来提供非常高的频谱效能。除此之外，它亦提供高速且高容量的无线因特网技术，而此技术兼容于之前的CDMA网络且针对封包式的数据服务做有效的优化。1xEV-DO结合了高性能与较经济的利益，提供史无前例的优点在可携、移动式与固定式的系统服务能力上。

现在已有部分系统业者开始针对多样数据传输的需求推出1xEV-DO的服务。基本上，一系统业者若想要在单一个cdma2000载波频率，针对平均传输速率需求在100 kbps以上的客户群来提供服务，在这样的层级上，配合经济的考虑与频谱使用的效能，最好有专属的载波信道给新的cdma系统，来针对纯数据数据的传输提供服务。

基本上，1xEV-DO系统需要网络系统业者提供专属的1.25MHz带宽，做为以封包数据传输为主的系统之CDMA载波。而这个专属的载波上并不提供实时语音服务，在整个系统的规格上，由于它使用相同于cdma2000系统或IS-95系统的chip速率及基频滤波器，因此它的讯号频谱特性和原先的系统相同。在1xEV-DO系统中，常使用进接广播站（Access Networks；AN）一词来取代基地台的称呼，而行动台又称之为进接终端机（Access Terminals；AT）。

来自信息技术（IT）与因特网的大幅成长，与针对一般热门的即时消息服务的渴望，创造出针对在高性能无线因特网技术上的需求。而在通讯装置的趋势，例如PC-on-a-Chip、无线通信能力的个人数字助理（PDA）与智能型手机等具有数据链路能力的装置，能在任何地点与时间均利用无线方式来通讯，1xEV-DO便是提供这类的无线因特网服务的技术。

1xEV-DO的网络使用现成的IP网络组件来建立以IP为主的主干网络，因此现有1x的网络无需做任何修改，且它在设计上与CDMA网络具有很高的兼容性，并保有与IS-95与1xCDMA系统相同的RF特性。在特定的网络中，IS-95/1x双模与1xEV-DO装置允许用户经由IS-95/1x载波来进接语音服务，而经由1xEV-DO载波来接收数据数据服务。IS-95/1x双模与1xEV-DO进接终端机能被设计成小型且便宜划算的产品。无线电话的用户将会受惠来自于IS-95/1x系统提供的高质量语音，亦来自于1xEV-DO高性能的数据数据服务与移动性上之便利。(图一)为1xEV-DO系统的信道架构图。

《图一 cdma 2000 1xEV-DO信道架构图》

已有网络设备制造商公开宣布同时支持1xEV-DO与1x，例如Lucent、Hitachi、LGIC、Samsung、Nortel、Ericsson、Airvana与Motorola等。

1xEV-DO并提供非对称的数据服务，它可在单一CDMA载波（1.25MHz）上，提供大约是7.4 Mbps/cell（或2.457 Mbps/sector）合计的顺向峰值数据传输率，而反向的峰值数据传输率约是153.6 kbps/sector。因此在一般情况之下，每个扇形细胞，在顺向信道中，每秒钟可传送之位计数大约是旧有IS-95系统传输率的10倍，约是cdma2000系统的三倍。而反向信道架构和cdma2000系统非常相似，因此性能应该是差不多的。

1xEV-DO顺向链路有效地使用发射功率，进接终端机与AN共同来决定每位用户顺向链路的数据速率，进接终端机量测AN的导引讯号强度并基于信道的状况，连续地要求适当的数据速率，因此，AN根据进接终端机实时请求的传输率，将数据依此速率编码后传送出去。系统根据这个速率控制机制让AN总是传送全功率来达到非常高的峰值速率并有良好的电波函盖区域。

顺向链路

分享的顺向链路信道

1xEV-DO之设计可使用于一个分享的顺向链路信道且能同时服务一位用户，当进行服务时，进接终端机接收来自基地台所送出的全部功率，如(图二)所示。而进接终端机计算它的C/I值且告诉AN它可接收的最高数据传输率。此举可让AN的发射机操作在全功率状态上，且根据进接终端机所要求的最高传输速率来传送数据。而使用分享式的顺向链路信道还有其他优点──在顺向链路中利用表定的算法达到数据传输的优化。当越多的用户进接1xEV-DO系统时，系统既定的分配机制，将预定传送的数据分别传送至每位使用中的电话用户，来帮助改善话务流程，经过改善的效能确实增加用户的平均流量。

《图二 1xEV-DO经由有效率的利用AN的输出功率，将数据流量达到最大值》

1xEV-DO和主要早期CDMA系统的差异在于顺向链路使用的是分时多路传输（Time Division Multiplexing；TDM）的方式，即为当基地台（或Access Network；AN）数据传输期间，数据同一时间仅直接和进接终端机链接，并使用AN的全功率来传送最高可能的数据传输率给一个用户。利用一个动态的程序，藉由AN与其他网络路由设备可决定进接终端机接下来取得数据的方式。当有TDM时，则没有预先指配的时槽，相反的，它是使用动态的配置方式。(图三)为显示1xEV-DO顺向链路TDM基本架构。

《图三 1xEV-DO顺向链路TDM架构》

(图三)共显示1xEV-DO顺向链路中四个TDM信道，包括话务/控制信道、MAC信道、前置码信道与导引信道，只有MAC信道与话务信道中的控制信道有能力平行送出达一个以上的信息。MAC信道的主要信息为反向功率控制（Reverse Power Control；RPC）位，并包覆在各自Walsh码后平行传送，之后再对应在I或Q路信道。而其他三个信道同一时间只能使用一个Walsh码。

突波式导引信号

1xEV-DO使用突波式的导引信号，目的为针对突波式的封包数据服务做优化。突波式的导引信号并非如同于IS-95或1x系统中在个别分开的码信道上传送，而是在预先定义的区间中，穿刺（puncture）于顺向链路的波形上。当细胞在传送1xEV-DO的导引信号时，是以全功率发射出来。而使用全功率在导引信号提供进接终端机最高可能的讯杂比（SNR），以至于即使在动态的信道条件下，亦可快速获得精准的讯杂比估算。

《图四 1xEV-DO活动与闲置时槽的TDM架构》

(图四)为显示两个使用在1xEV-DO活动与闲置时槽的TDM架构：其中一个为活动时槽，它使用在当数据传输发生时；另一为闲置时槽，它使用在无数据传送给任一用户时，当闲置时槽传送时，时槽内只有导引与MAC信道会被传送，因此由时间轴来看，它会呈现不连续的传送。每一个在细胞中活动的进接终端机将会请求网络端，提供当时的链路可支持之最高可能的传输速率，该请求动作会在每一时槽执行一次，因此AN到进接终端机之传输速率会随着链路的质量而改变。较高的数据传输率会被要求在一个较好的链路环境中传输，因此在传送时会使用较少的编码。(图五)说明在不同的传输速率与最小的讯杂比（S/N）的关系。在最小的传输率下，若要增加一倍的传输率则链路之质量须有3dB的改善。在最高的传输率使用中，由于使用较高阶的调变技术与较弱的错误更正技术，整个系统将会变得没有效率，因此每位会需要较多的功率。

《图五 讯杂比（SNR）与传输率的关系》

经过编码后的话务信道非常复杂，它支持的传输速率从最低的38.4kbps至最高为2.46Mbps。在最低的速率使用的是QPSK的调变方式，而最高速率时则使用的是16QAM。其整个编码的方式如(图六)与(图七)所示。

《图六 顺向链路之话务信道编码架构》

在cdma的系统中，针对输入数据使用涡轮码的信道编码技术，将可提供相较于回旋编码技术时，约高于3dB的编码增益。然后这些数据在使用扰乱码进行扰乱编码，由于此码对于每位用户均是独一无二的，因此这个扰乱码可提供在语音的保密上。而扰乱后的数据利用信道的交错器将数据顺序重新排列与交换。数据顺序重新排列与交换的程序随着编码速率为1/3或1/5而有所不同，低编码速率表示较高的传输速率，最后数据将转换对应至个别在I与Q的值。在低速率时，会使用四相调变（QPSK），每两个数据位会对应至适当的I与Q，也就是一个符码代表两个位。

而在较高的数据传输率时，调变方式将会使用8PSK，也就是一个符码对应到三个位，在最高数据传输率时，调变方式将会使用16QAM，也就是一个符码对应到四个位，须注意到在调变后，I与Q的讯号就变成带有正负符号的调变讯号。

《图七 速率匹配与Walsh编码》

之后，这些从最先编码产生的I与Q的符码对应至如(图七)的程序。首先须先经过速率匹配（rate matching）的动作。一般而言，这个动作为将输入数据重复数遍来达到输出数据速率为1.2288Msps。第二的动作为分解I与Q的数据串至16组平行的I与Q的数据集合，这每一组I与Q的数据再与16个长度为16的Walsh码的其中一个作编码。最后所有经过Walsh码相乘后的I与Q讯号再相加起来，成为最后的基频讯号。之后这个基频讯号再通过一低通带的基频滤波器，这滤波器和使用在IS-95/1x系统的一样，最后再作IQ调变。而最后的步骤并未增加系统的增益，而是提供一些附加的时间分集（time diversity）并让传送的讯号特性更随机。这讯号起始于一个复合的信道（complex channel），它是来自16组平行路径的多路传输。虽然这些多路传输的讯号加成后看似总强度应为原始讯号的16倍，由于每一个路径的讯号其强度约为原始信号单位净值增益的1/16，事实上，总强度在单位净值上是不变的。

1xEV-DO系统的性能在每细胞中的每个扇形区域中，预期的平均数据传输速率大约为600 kbps。这粗估为现有cdma2000 1x系统顺向链路传输率的三倍。1xEV-DO顺向链路支持的各个数据速率如下(表一)所示：

顺向链路适应性调变

1xEV-DO顺向链路提供一系列不同的数据速率。QPSK调变使用在38.4kbps至1.2288Mbps数据率上（除921.6 kbps外），8-PSK调变使用在921.6kbps与1.8432Mbps，而16-QAM使用在1.2288 Mbps与2.4576 Mbps。1xEV-DO顺向链路支持动态的数据速率，进接终端机时常量测信道中的C/I，针对信道的状况，每1.67ms会要求AN适当的传输率。当AN实时地接收到进接终端机要求特定的数据率时，它会以最高可能要求的数据传输率将顺向链路的数据传送出去。1xEV-DO系统在某种程度上，允许进接终端机在低码框错误下进行译码工作。以下为1xEV-DO系统顺向链路适应性调变进行的步骤：

《图八 基于实时的C/I量测提供动态数据率服务》

反向链路

1xEV-DO反向链路和原先的cdma2000系统非常相似，同样有内含的导引信道，且系统允许平行的码信道各别被传送在基频的I与Q信道。但仍有几个关键性的差异需注意，例如在cdma2000中，专属的子信道用来作为顺向链路中快速的功率控制使用。而在1xEV-DO系统中，网络局端设备（基地站或AN）总是会传送它最大的发射功率，因此便没有需要作功率控制。相反的，为了优化链路链接，系统利用速率控制，速率控制则利用增加名为数据传输率信道（Data Rate Channel；DRC）的专属信道来达成。这个信道以每1.667ms的时间发射，并告知网络端现有顺向链路所能支持最快的传输速率；假使在软性交递时，此信道亦可提供网络端，在现有可连接的细胞中，链接链路为最好且其可提供的速率。

进接信道（Access Channel）使用在当进接终端机要与基地站起始一个通讯，或要响应一个进接终端机命令讯息（Access Terminal Directed Message）时。而进接信道是由一个导引信道与一个数据信道组成。一个进接探测讯号（access probe）包括一个前文（preamble），接着跟随着数据封包。在前文传送期间，只有导引信道在发送。在进接信道的数据封包传送期间，则导引信道与数据信道均被发送。在反向链路中，话务信道使用在当进接终端机要传送用户指定的话务，或给AN的上层信令信息。

反向链路之话务信道是由一个导引信道、一个MAC信道、一个确认（ACKnowledgement；ACK）信道与一个数据信道所组成，进接终端机将其相加成后再进行HPSK的调变传送出去。而MAC信道由一个数据传输率信道与一个反向速率指针信道（Reverse Rate Indication；RRI）所构成。反向速率指针信道为使用在当进接终端机须确认网络端在反向话务信道中的传输速率，这允许AN在针对反向传送的信号译码时，不需使用盲蔽式侦测（Blind Detection）方式来得知其数据传输速率。确认信道为使用在当进接终端机要告知AN其是否成功的接收到每一笔数据封包时。

反向链路总容量为200 kbps/sector（大约是IS-95A的2.2倍），这是使用如涡轮编码与从较长的分包大小增益分集（gaining diversity）及导引信道中才能达到。以下是这些反向链路信道的说明：

《图九 1xEV-DO反向链路信道架构》

导引信道（Pilot channel）

在cdma2000，导引数据的内容以3：1的穿刺（puncture）模式（三个导引位与一个数据位）来载送功率控制位（PCB），穿刺周期为一功率控件组或1.25 msec，而功率控制的数据率为每20ms的码框占16个位。在1xEV-DO，在每个时槽穿刺样本为7：1，经由编码后的导引数据其传输数率约每个码框26.67ms占三个位。导引数据被连续传送在I信道，使用编号为0之Walsh码作为展频之编码，并与反向速率指针（RRI）信道作时间分工，导引/反向速率指针信道的编码架构如(图十)所示。

《图十 导引/RRI信道的架构》

确认信道（ACK Channel）

确认信道主要的功能是让进接终端机侦测码框的正确性，只要当进接终端机成功地侦测到带有前文的码框，且这个码框是要传送给它，则确认信道就会被传送出去。由于它使用的是BPSK调变，这代表它的值只有两种，象征进接终端机成功的接收封包或封包错误，其中位「0」代表确认成功 （ACK），而位「1」表示确认错误（NAK），它使用长度为8而编号为4的Walsh码传送1/2时槽在I信道，ACK信道的编码架构如(图十一)所示。

《图十一 ACK信道架构》

数据传输率信道（DRC Channel）

数据传输率信道在每个时槽中包含4个位字，这允许服务的AN有16种不同传输率的选择，使用在DRC中不同编号的Walsh码，表示在现役集合（Active Set）中，哪一个细胞或扇形细胞适合传送移送。(图十二)为显示DRC信道的架构。

《图十二 DRC信道架构》

数据信道（Data Channel）

在反向链路，数据信道能支持五种数据传输速率，每一级传输率间相差两倍，其中四种传输率是利用变动重复因子来改变传输率，最高传输率是使用涡轮码编码。(图十三)说明数据信道编码的架构。从图中可知，数据信道原始的数据率从9.6kbps至153kbps，再经由1/4或1/2编码率，变成38.4kbps至307.2kbps，之后根据其速率重复一至八次，将最后的速率推至307.2kbps。

《图十三 数据信道架构》

实际上，1xEV-DO系统反向链路的性能预期是和cdma2000系统的相同。(图十四)显示最后的编码架构，I与Q信道的讯号在某种程度上为加成各个信道的结果。最后展频的方式和cdma2000非常相似，也就是使用HPSK。导引/反向速率指针信道、确认信道、数据传输率信道与数据信道一起构成反向话务信道（RTC），长码稍微与早先典型的cdma系统不同，在IS-95与cdma2000中长码产生器是建立在系统时间上，也就是一个连续的频率。在1xEV-DO系统，其长码的种子采用固定的样本，且长码每26.67ms也就是相当于导引信道的周期，则重新产生一次，而I与Q长码使用分开不同的长码屏蔽（Long Code Mask）。

《图十四 1xEV-DO系统之反向链路架构》

1xEV-DO的交递

1xEV-DO进接终端机同一时间只有接收来自一个AN的数据，不同于一般CDMA系统的手机是结合来自多个AN的发射能量，1xEV-DO进接终端机能快速的切换与从一个AN到另一个AN的通讯。进接终端机量测来自所有可量测到的导引信道的C/I，且向来自最强导引信号的AN要求服务，此方式依据最佳的服务原则，让进接终端机在任一特定的时间与被请求的AN来通讯。而顺向链路的导引信道提供进接终端机得到快速与精准C/I估计。1xEV-DO反向链路作为软性交递装置的使用，进接终端机的发射讯号可以被一个以上的AN接收，网络端会从这些AN中，选择质量最好的码框。位置更新讯息让AN在链接至PDSN，依然维持与进接终端机PPP状态，因此能根据接收到进接终端机的位置更新讯息，立即重新安排至进接终端机的话务路线。该方法允许进接终端机维持它相同的IP地址且相同的PPP联机，因此容许一个无缝隙的交递。

1xEV-DO至IS-95或1x系统的交递

1x与1xEV-DO网络的网内间运作被定义于TIA标准中的IS-878文件。以下是有关的范例在1x与1xEV-DO系统可能发生的交递情况：

状况一

进接终端机建立数据通话在1xEV-DO射频进接网络（Radio Access Network；RAN）

，当进接终端机闲置时，它可能进行一个1xEV-DO射频进接网络至另一个1xEV-DO射频进接网络间闲置时的交递。

状况二

当进接终端机正在与1xEV-DO系统交换数据，它接收一个传呼针对瞬间从1x系统进来的语音服务。由于进接终端机会周期地监控1x系统的顺向共同信道，它可以接收针对瞬间语音服务的传呼讯息。在这个状况，进接终端机可以有以下的程序：

状况三

当进接终端机正在与1xEV-DO系统交换数据时，它可能接收SMS，因此SMS将在被指配的传呼时槽或广播时槽期间，被进接终端机接收

状况四

当进接终端机正与1xEV-DO系统交换数据时，它可起始一个语音通话在1x系统。在这个状况，进接终端机可有以下的程序：

状况五

进接终端机离开1xEV-DO涵盖的范围而进入了1x系统的涵盖区域，进接终端机进行从1xEV-DO系统至1x系统的进阶网络变更（Access Network Change）动作。

比较1xEV-DO、W-CDMA与cdma2000 1x的服务

1xEV-DO系统的能力已被广泛的测试，并在韩国、日本及美国部份地区已推出服务，它预估可提供三倍于其他系统的容量，但它并无法提供实时语音的服务。W-CDMA是比其他cdma2000系统家族复杂，同时它也有较大的弹性，利用修改编码架构来做优化以符合不同的状况。WCDMA与cdma2000这两个系统已被设计具备有提供语音与数据数据的服务，而1xEV-DO则在数据服务上有较显著的优势。

一般数据或文件的讨论总是集中在系统所能提供个别用户在最佳情况中最高的传输率，通常这种情况是在理想的状况且用户是静止、无其他用户的状况下。一个无线系统要有较好的效能指数（Figure of Merit）需要两个要件：单位扇形细胞系统所能提供的语音用户的数目，与针对数据应用在单位扇形细胞系统所能提供的位传输率。由于1xEV-DO只能载送数据数据，因此第一个效能指数不适合在这个系统中讨论。当在评估一个系统时，则需考虑到系统在众多细胞与其在一个大区域的涵盖状况，还有系统遭受的实际负载与干扰。在此种情况下，cdma2000与W-CDMA在单位带宽下的比较中，基本性能相当接近。而许多人会以根据在技术上的论点争论这容量或性能的问题，因此也许会造成大约10％至20％在容量的变动或误差。

结论

1xEV-DO系统对于系统营运商提供显著的性能与经济效益，该技术使营运商能提供更高阶的数据服务，让它们的频谱与网络资源的使用更有效率，而经由提供高性能封包数据服务，率先超越其他技术来引领无线因特网市场。CDMA2000系列的技术，已超越了ITU对3G的要求。对于1xEV-DO服务，只需针对既有1x的软硬件升级，节省了投资所需的经费，因此在系统营运商提供显著益处。1xEV-DO利用简便使用与无线行动装置，解开了因特网与终端用户间的束缚，让多样的进接终端机提供在移动、可携与固定式的服务。无线网络生活方式，来自下一个因特网的革命，在1xEV-DO的用户上，利用增加他们的生产力与改善他们的生活质量，将有持续积极的效果。而1xEV-DO在CDMA2000完整的结构网下，利用规格统一化的方式，提供完整的工业演进路径。

参考数据：