


Evolution-Data Optimized ( EV-DO、EVDOなど) は、無線信号によるデータの無線伝送のための電気通信規格であり、通常はブロードバンドインターネットアクセスに使用されます。EV-DOは、高速データレートをサポートし、無線キャリアの音声サービスと並行して展開できるCDMA2000 ( IS-2000 ) 規格の進化版です。スループットを最大化するために、符号分割多重アクセス(CDMA) や時分割多重(TDM)などの高度な多重化技術を使用しています。CDMA2000ファミリー規格の一部であり、特に以前はCDMAネットワークを使用していた世界中の多くの携帯電話サービスプロバイダーに採用されています。Globalstar衛星電話ネットワークでも使用されています。[ 1 ]
EV-DOチャネルの帯域幅は1.25MHzで、IS-95A( IS-95)やIS-2000(1xRTT) と同じ帯域幅サイズですが、チャネル構造は大きく異なります。 [ 2 ]バックエンドネットワークは完全にパケットベースであり、回線交換ネットワークに通常存在する制約を受けません。
CDMA2000ネットワークのEV-DO機能は、Rel. 0では最大2.4 Mbit/s、 Rev. Aでは最大3.1 Mbit/sのフォワードリンク無線インターフェース速度でモバイルデバイスへのアクセスを提供します。Rel. 0のリバースリンク速度は最大153 kbit/s、Rev. Aは最大1.8 Mbit/sで動作します。これは、エンドツーエンドでIPベースのネットワークとして動作するように設計されており、このようなネットワーク上で動作し、ビットレートの制約を満たすあらゆるアプリケーションをサポートできます。


標準規格はリリース0(Rel. 0)から始まり、何度か改訂されています。その後、サービス品質(レイテンシの改善)とフォワードリンクおよびリバースリンクでの高速化をサポートするために、リビジョンA(Rev. A)で拡張されました。2006年後半には、リビジョンB(Rev. B)が公開されました。この規格の特徴には、複数のキャリアをバンドルしてさらに高速化と低レイテンシを実現する機能が含まれています(下記のTIA-856 Rev. Bを参照)。EV-DO Rev. AからRev. Bへのアップグレードには、セルサイトモデムのソフトウェア更新と、新しいEV-DOキャリア用の追加機器が必要です。Rev. BではすべてのDOキャリアが5 MHz以内である必要があるため、既存のcdma2000オペレーターは、既存の1xRTTチャネルの一部を別の周波数に再調整する必要がある場合があります 。
EV-DO の初期設計は、移動体通信 (つまり、移動中の携帯電話サービス) とは対照的に、固定通信用の2 Mbit/s を超えるダウンリンクに対するIMT-2000 の要件を満たすために、1999 年に Qualcomm によって開発されました。当初、この規格は High Data Rate (HDR) と呼ばれていましたが、国際電気通信連合(ITU) によってTIA-856 の指定の下で承認された後、1xEV-DO に改名されました。元々、1xEV-DO は「1x Evolution-Data Only」の略で、チャネルがデータトラフィックのみを伝送する1x (1xRTT) エアインターフェース規格の直接の進化形であることを意味していました。1xEV-DO 規格文書のタイトルは「cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification」で、cdma2000 (小文字) は、数値で TIA-2000 と指定される 1x 規格の別名です。
その後、「only」という言葉に否定的な意味合いがある可能性があるため、規格名1xEV-DOの「DO」の部分が「Data Optimized」に変更され、正式名称EV-DOは現在「Evolution-Data Optimized」となっています。1xの接頭辞は多くの主要キャリアによって削除され、単にEV-DOとして販売されています。[ 3 ]これにより、データ最適化技術であることをより市場に適した形で強調することができます。
EV-DO チャネルと 1xRTT チャネルを区別する主な特徴は、フォワードリンク (タワーからモバイル端末へ) で時分割多重化されていることです。これは、特定の地理的エリア (セクター) 内で、1 つのモバイル端末が、特定の時間スロット中にフォワードトラフィックチャネルを完全に使用できることを意味します。この技術を使用することで、EV-DO は各ユーザーのタイムスロットを独立して変調できます。これにより、良好な RF 環境にあるユーザーには非常に複雑な変調技術でサービスを提供できる一方で、劣悪な RF 環境にあるユーザーにはより単純な (かつ冗長性の高い) 信号でサービスを提供できます。[ 4 ]
フォワードチャネルは、それぞれ1.667ミリ秒の長さのスロットに分割されます。ユーザトラフィックに加えて、オーバーヘッドチャネルがストリームにインターレースされます。これには、モバイルデバイスがチャネルを見つけて識別するのに役立つ「パイロット」、モバイルデバイスにデータのスケジュールを通知するメディアアクセスチャネル(MAC)、およびネットワークがモバイルデバイスに知らせる必要があるその他の情報を含む「制御チャネル」が含まれます。
特定の移動端末との通信に使用する変調方式は、移動端末自身によって決定されます。移動端末はチャネル上のトラフィックを監視し、受信信号強度と認識されるマルチパスおよびフェージング条件に応じて、1~2%の妥当なフレームエラー率を維持しながら維持できるデータレートを推測します。そして、この情報を「デジタルレート制御」(DRC)チャネル上の1~12の整数としてサービスセクタに返送します。あるいは、移動端末は「ヌル」レート(DRC 0)を選択することもできます。これは、移動端末がどのレートでもデータを復号できないか、または別のサービスセクタにハンドオフしようとしていることを示します。[ 4 ]
DRCの値は以下のとおりです。[ 5 ]
EV-DOフォワードリンクチャネルのもう一つの重要な側面はスケジューラです。最も一般的に使用されているスケジューラは「比例公平」と呼ばれています。これは、セクターのスループットを最大化すると同時に、各ユーザーに一定の最低限のサービスレベルを保証するように設計されています。その考え方は、DRCインデックスが高いモバイル端末をより頻繁にスケジューリングし、状態が悪いと報告している端末は時間とともに改善することを期待するというものです。
このシステムには、インクリメンタル冗長ハイブリッドARQも組み込まれています。マルチスロット送信の各サブパケットは、元のデータビットのターボ符号化された複製です。これにより、モバイル端末は、すべてのサブセクションが送信される前にパケットを承認できます。たとえば、モバイル端末がDRCインデックス3を送信し、データを受信する予定である場合、4つのタイムスロットでデータを受信することが期待されます。最初のスロットを復号した後、モバイル端末がデータパケット全体を判断できる場合、その時点で早期に承認を送信できます。残りの3つのサブパケットはキャンセルされます。ただし、パケットが承認されない場合、ネットワークは、すべてが送信されるか、パケットが承認されるまで、残りの部分の送信を続行します。[ 4 ]
EV-DO Rel. 0の逆リンク (移動局から基地局に戻る) は、CDMA2000 1xRTTと非常によく似た動作をします。このチャネルには、ユーザデータチャネルとともに逆リンクパイロット (信号の復号に役立ちます) が含まれます。1x には存在しない追加チャネルには、DRC チャネル (上記で説明) と ACK チャネル ( HARQに使用) があります。順方向リンクは常に全移動局で使用できるように最大電力で送信されるため、電力制御があるのは逆リンクのみです。 [ 5 ]逆リンクには、オープンループとクローズドループの両方の電力制御があります。オープンループでは、逆リンクの送信電力は順方向リンクで受信された電力に基づいて設定されます。クローズドループでは、逆リンクの電力は、サービスセクター ( 1xと同様) によって示されるように、1 秒間に 800 回上下に調整されます。[ 6 ]
すべての逆方向リンクチャネルは符号分割を使用して結合され、 BPSK [ 7 ]を使用して基地局に送信され、そこで復号されます。ユーザデータに利用可能な最大速度は 153.2 kbit/s ですが、実際の状況ではこの速度が達成されることはほとんどありません。達成される典型的な速度は 20 ~ 50 kbit/s です。
EV-DOのリビジョンAでは、リリース0との完全な後方互換性を維持しながら、プロトコルにいくつかの追加が行われています。
これらの変更には、最大バーストレートを 2.45 Mbit/sから 3.1 Mbit/s に引き上げる新しいフォワードリンクデータレートの導入が含まれていました 。また、接続確立時間を短縮するプロトコル (拡張アクセスチャネル MAC と呼ばれる)、複数のモバイル端末が同じタイムスロットを共有できる機能 (マルチユーザーパケット)、およびQoSフラグの導入も含まれていました。これらはすべて、 VoIPなどの低遅延、低ビットレートの通信を可能にするために導入されました。[ 8 ]
EV-DO Rev. A の追加フォワードレートは次のとおりです。[ 9 ]
フォワードリンクの変更に加えて、リバースリンクも強化され、より複雑な変調(したがってより高いビットレート)をサポートするようになりました。オプションのセカンダリパイロットが追加され、モバイルがデータレートの向上を試みるときにアクティブになります。リバースリンクの混雑とノイズの増加に対処するため、プロトコルでは、各モバイルに干渉許容値を与えるように要求しており、リバースリンクの状態が許すとネットワークによって補充されます。[ 9 ]リバースリンクの最大レートは 1.8 Mbit/s ですが、通常の状態では、ユーザーは約 500〜1000 kbit/s のレートを経験しますが、 DOCSISやDSLよりも遅延 が大きくなります。
EV-DO Rev. Bは、Rev. A仕様のマルチキャリア版です。EV-DO Rev. Aの機能を維持しつつ、以下の機能強化が施されています。
クアルコムは早い段階でEV-DOが一時しのぎの解決策であることを認識し、LTE間のフォーマット戦争が迫っていることを予見し、新しい標準が必要になると判断しました。クアルコムは当初、この技術をEV-DV(Evolution Data and Voice)と呼んでいました。[ 10 ] EV-DOが普及するにつれて、EV-DVはEV-DO Rev Cへと進化しました。
EV-DO Rev. C 規格は、次世代アプリケーションと要件に対応するためにCDMA2000携帯電話規格を改善する目的で3GPP2によって規定されました。これは、CDMA2000 の自然な進化の道としてQualcommによって提案され、仕様は 2007 年に 3GPP2 (C.S0084-*) によって、2008 年に TIA (TIA-1121) によってそれぞれ公開されました。[ 11 ] [ 12 ]
UMB(Ultra Mobile Broadband)というブランド名は、この規格の同義語として2006年に導入されました。[ 13 ]
UMBは第4世代技術として開発され、 LTEやWiMAXと競合することを目的としていました。これらの技術は、高帯域幅、低遅延のTCP/IPネットワークを基盤とし、その上に音声などの高度なサービスを構築しています。4Gネットワークの普及により、これまで実現不可能だったアプリケーションが、可能になるだけでなく、広く普及することが期待されています。こうしたアプリケーションの例としては、モバイル高解像度ビデオストリーミングやモバイルゲームなどが挙げられます。
LTEと同様に、UMBシステムは次世代無線システム上で動作するインターネットネットワーク技術を基盤とし、最大280 Mbit/sのピーク速度を実現する予定でした。設計者たちは、このシステムが、置き換え対象となる技術よりも効率的で、より多くのサービスを提供できることを目指していました。置き換え対象となるシステムとの互換性を確保するため、UMBは既存のCDMA2000 1Xや1xEV-DOシステムを含む他の技術とのハンドオフをサポートする予定でした。
UMBがOFDMAを採用していれば、前身のCDMA技術が抱えていた多くの欠点、例えば「呼吸」現象、マイクロセルによる容量追加が困難であること、固定帯域幅によって携帯端末で利用可能な総帯域幅が制限されること、そして必要な知的財産権がほぼ一企業によって完全に支配されていることなどが解消されただろう。
既存の Rel. B ネットワークの容量は EVRC-B 音声コーデックと QLIC ハンドセット干渉除去を使用することで 1.5 倍に増やすことができますが、1x Advanced および EV-DO Advanced は、BTS 干渉除去 (逆リンク干渉除去)、マルチキャリアリンク、スマートネットワーク管理技術を使用して最大 4 倍のネットワーク容量増加を提供します。[ 14 ] [ 15 ]
2008年11月、 UMBの主要スポンサーであるクアルコムは、この技術の開発を終了し、代わりにLTEを優先すると発表した。これは、ほとんどのCDMAキャリアが4G技術としてWiMAXまたはLTE規格のいずれかを採用することを選択したという発表に続くものであった。実際、UMBを採用する計画を発表したキャリアはなかった。[ 16 ]
しかし、4G技術の開発が進む中で、3GPPはLTEにいくつかの機能を追加し、LTEがUMTSとCDMA2000ネットワークの両方にとってアップグレードパスとなるようにした。
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