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进步WCDMA基站传输功率的一种有用战略

在实现Ethernet-To-NodeB(即3GPP R5中定义的IP UTRAN选项)之前,WCDMA的基站传输仍将以E1或STM-1为主,但随着数据业务的不断发展和HSDPA技术的引入,Iub接口

 1、 移动数据事务商场开展趋势

  与第二代移动通讯体系比较,WCDMA网络将不再局限于语音和低速数据事务,而是一起供给可视电话、高速因特网接入、视频流和网络游戏等移动数据事务,无线承载类型除了AMR语音之外,还包含CSD64、PS128、PS384等数据事务才干。在3GPP TS22.105标准中,依据无线承载特性的不同,将UMTS事务分为会话类、流媒体类、交互类和后台类四种。

图一 UMTS无线接入承载事务特性

  关于大多数WCDMA运营商而言,尽管在WCDMA建网初期依然以话音事务为主,但带宽移动数据使用将是3G事务新的增加点,这一开展趋势正日益闪现。依据DrKW Equity Research对欧洲商场移动事务开展的研讨猜测,到2010年移动视频事务和分组数据事务(如Internet, email等使用)的使用量将会逾越话音事务。


图二 欧洲商场移动事务量增加猜测

  事实上,国外许多移动运营商,如NTT-Docomo、Vodafone、Orange和Cingular等已不再满意于3GPP R99的数据事务才干,计划在2005年逐步引进3GPP R5中下行无线增强技能-HSDPA(高速下行分组接入)以供给更高速、更大容量和更丰厚的移动数据使用,在移动通讯商场上争夺更大的竞赛优势。

  2、3G与2G的事务差异对基站传输带来的影响

  在3GPP R99和R4标准中为了确保多事务传送的QoS功用和经过计算复用进步带宽功率,选取了面向衔接的ATM作为UTRAN网络Iub、Iur和Iu接口的传输层协议;与2G基站的传输办法比较, R99和R4中的Iub的物理接口尽管仍以E1和STM-1为主,但因为事务类型发生了改变,因而在传送层带宽装备方面面对新的问题。

  首要,数据事务具有较强的突发性,峰/均值比高,在高突发性数据事务的影响下,假如依然沿袭2G网络中面向话音事务、依据均匀话务量的固定带宽装备办法,很难统筹不同事务的服务质量(如会话类事务的时延及时延颤动和)和链路使用率:

  1)假如选用稳定比特率(CBR)办法为各类事务别离装备固定带宽的VCC,只能经过“过量装备”(over-provisioning)满意各类事务的峰值带宽需求,并且预先固定带宽区别办法,难以习惯改变的事务的份额构成,丧失了ATM计算复用的优势;

  2)假如不对事务加以区别,各类事务同享同一个稳定比特率(CBR)带宽VCC,为了减轻突发的数据事务对语音等会话类事务QoS的影响,也只能经过“过量装备”、下降传输带宽负荷(占用率)来确保完成后者在时延、时延颤动方面的要求。

  别的,即便高速数据用户的份额很小或忙时均匀数据吞吐率较低,当一个激活的PS384用户跨基站切换时,相当于十几乃至几十个话音用户的切换。因为其颗粒度较大,对带宽装备提出新的应战:假如沿袭2G网络中依据均匀话务量的固定装备办法,很简单因传输带宽装备缺乏而形成呼损。

  因而,有必要研讨怎么依据3G不同事务类型特色,充分发挥ATM计算复用的特色,在满意各类事务QoS需求的前提下,进步传输带宽使用率,减轻及推迟传输扩容带来的出资担负。

  3、使用多优先级发送功用进步传输带宽使用率

  依据时延要求的不同,能够将Iub接口的事务量大致区别为以下四类:

  1)操控平面的NBAP信令音讯,例如无线链路的树立、软切换的履行等进程的信令音讯;考虑到对网络功用(KPI)的影响,当时延要求最严厉,排队时延一般应操控在ms量级;

  2)对时延灵敏的话音、可视电话等会话类事务及视频流事务;以UE-UE话音呼叫为例,因为端到端的时延须操控在250ms左右,扣除抽样、编码、交错和结点处理等时延,在Iub接口上的排队时延和颤动应操控在10ms左右;

  3)时延要求相对较低的交互及后台类(I/B)事务,如移动因特网使用;其端到端的时延通常在秒级,因而在Iub接口上的排队时延从用户体会的视点看没有严厉要求;

  4)办理保护(OAM)信息,如软件下载、功用及毛病办理中的信息传递;其实时性要求最低,带宽需求乃至能够不做硬性规则,例如软件下载可选在非忙时进行。

  它们正好映射为ATM中的rt-VBR、nrt-VBR和UBR事务:

  1)实时可变比特率事务(rt-VBR):适用于需求最小信元拖延改变(CDV)和信元传输拖延(CTD)的使用,如语音和视频,其衔接特征由峰值信元率(PCR)、可维持信元率(SCR)和最大突发长度(MBS)规则,信源希望以可变速率发送信元;

  2)非实时可变比特率事务(nrt-VBR):具有突发事务的非实时使用,其衔接特征由PCR、SCR和MBS规则,希望在所洽谈范围内传输的信元具有较低的信元丢掉率(CLR),支撑计算复用,不规则信元拖延上限;

  3)未指定比特率事务(UBR):无传输时延要求和硬性带宽要求,优先级最低,但增强型未指定比特率事务(UBR+)可设置最小信元速率(MCR)。

  因而,依据上述各种事务不同的传输时延和时延改变的要求,能够经过RNC和NodeB的事务类型整理功用,将其别离映射到不同的发送优先级行列中(优先级反映事务量发送的急切程度):NBAP信令和rt-VBR事务具有最高的发送优先级,其次是nrt-VBR事务,而依据UBR+的OAM事务的发送优先级最低。


图三 Iub接口ATM装备


图四 ATM的多优先级发送

  这样能够确保高优先级类事务(操控平面音讯和DS类用户事务)的Qos要求,使NDS类事务量对DS类事务的时延不发生大的影响;反之,假如不做事务分类,DS类与NDS类事务混在一个同享行列中,只要经过下降电路负荷(即进步工程余量),才干满意DS类事务的对推迟要求。

  相关仿真研讨标明,就单条E1链路而言,当不选用多优先级发送时,受NDS事务的影响,DS事务将饱尝较大的排队时延:当链路负荷超越35%时,时延到达几十ms,这关于端到端事务质量而言这是难以承受的;反之,假如选用多优先级发送功用,DS事务的排队时延能够稳定地操控10ms以内,链路负荷能够超越70%。与前一种办法比较,带宽使用率简直进步了一倍。


图五 多优先级发送功用对话消息元时延和传输链路使用率的影响

  此仿真依据以下事务参阅模型:


表一 呼叫参阅模型

  与CBR固定带宽区别办法不同,依据rt-VBR、nrt-VBR和UBR+的多优先级传送办法,无论是在单条E1仍是在IMA E1组内,都能够充分发挥ATM的计算复用优势,每个VCC的峰值信元率(PCR)都能够到达1920kb/s(单条E1)或n*1920kb/s(IMA n*E1),明显下降了信令和话音事务的传送时延,也能更好地应对突发性高速数据带宽需求。

  四、小结

  在完成Ethernet-To-NodeB(即3GPP R5中界说的IP UTRAN选项)之前,WCDMA的基站传输仍将以E1或STM-1为主,但随着数据事务的不断开展和HSDPA技能的引进,Iub接口带宽需求将会越来越大,其间的数据事务的份额也将明显进步。假如对ATM技能的计算复用和事务类型区别功用不加以充分使用,依然沿袭2G网络中面向纯话音的固定带宽装备办法,将很难统筹不同事务的服务质量和带宽使用率。而经过本文中所介绍依据多优先级发送功用的传输解决方案,不仅能明显进步E1的传输带宽使用率,并且能够更好地满意各类事务的QoS需求。

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