wcdma無線接入網(wǎng)絡(luò)測試場景及參數(shù)

WCDMA無線接入網(wǎng)性能測試場景及參數(shù)1. WCDMA 簡介WCDMA 是寬帶碼分多址復(fù)用(Wideband Code Division Multiple Access) 的簡稱，是由歐洲和日本提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)中國聯(lián)通在 2009 年接入 WCDMAWCDMA采用了諸多技術(shù)，例如分集、信道卷積和Turbo編碼、上下行不同調(diào)制、功率控制、相干解調(diào)、軟切換等在此不是討論重點(diǎn)作為3G的三大標(biāo)準(zhǔn)，WCDMA具有最廣泛的應(yīng)用地域，也具有 最高的接入速度2. 移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特性多徑效應(yīng)及衰落無線電波在空氣中的多徑傳輸，每條路徑會有不同的時(shí)延，從而進(jìn)一步在接 收機(jī)處產(chǎn)生干涉隨著傳播路徑的變化，各個(gè)分量場也會隨時(shí)間而變化，從而引 起合成波場的隨機(jī)變化，造成接收場的衰落針對這一情況， WCDMA 采用了各種分集技術(shù)來降低多徑帶來 的衰落影響包括信道編碼和交織的時(shí)間分集， RAKE 接收機(jī)的相干檢測多徑分 集，分布式天線的空間分集，以及頻率分集等有效降低了多徑影響，提高了信 號的信噪比在正常應(yīng)用環(huán)境下，不必專門對多徑影響進(jìn)行分析3GPP規(guī)定的誤碼率最低標(biāo)準(zhǔn)為10-3，在較差的環(huán)境下，10-2也是可以接受的。

在高速運(yùn)動情況下，誤碼率不會有明顯下降，因?yàn)闉榱吮ＷC通 信質(zhì)量，在高速運(yùn)動下會降低數(shù)據(jù)通信速率，通過減小通信量的方式保證通信的 質(zhì)量在良好的通信環(huán)境下，誤碼率可達(dá)到 10-7的水平WCDMA 的網(wǎng)絡(luò)延遲不會隨著速度產(chǎn)生明顯變化，通過分集后， 多徑效應(yīng)對延遲的影響也不大接入網(wǎng)產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延遲并不大，主要延遲來自于 通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)擁塞尤其在密集地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)延遲可能會達(dá)到 300ms，最好情況則可達(dá)到20ms在網(wǎng)絡(luò)過載情況下，可能出現(xiàn)丟包甚至斷網(wǎng)的 情況由于新終端游戲?qū)?shí)時(shí)性要求都較弱，因此延遲產(chǎn)生的影響并不大終端移動性移動互聯(lián)網(wǎng)的終端是移動的，有時(shí)候甚至可以高達(dá)300Km/h的速度在這種 情況下，首先會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)WCDMA的主要工作頻段為2.1GHz，將移動終端 按照速度劃分，根據(jù)最大多普勒頻移計(jì)算公式可以得到不同速度下的最大頻移場景移動速度多普勒頻移靜止及低速移動0-60Km/h0-117HZ高速路100-150Km/h194-291Hz高速列車200-300Km/h390-580Hz實(shí)際產(chǎn)生的頻移是多普勒頻移的兩倍但是對于WCDMA而言, 其采用的是寬帶載波，帶寬可達(dá)5MHz，因此1°'Hz數(shù)量級的頻率偏移對載波的影 響可以忽略。

但是在切換時(shí)，多普勒效應(yīng)會產(chǎn)生影響，但是基本可以通過技術(shù)降 低影響終端移動性的第二個(gè)影響是切換，WCDMA采用軟硬切換結(jié)合 的方式WCDMA采用不同的擾碼來區(qū)分小區(qū)，在不同的業(yè)務(wù)場景下WCDMA采用的 小區(qū)范圍也是不同的中國聯(lián)通給出的WCDMA不同場景的小區(qū)半徑參數(shù)如下小區(qū)半徑說明AMR12.2kCS64kPS128kPS384k—0?3—0?5km0?3—0?5km0.2-0.4kmCS64k連續(xù)覆蓋；緊密城區(qū)站間距600-800m；覆蓋率：~95%—0.7-0.9km0.7—0.9km—CS64k連續(xù)覆蓋；普通城區(qū)站間距l(xiāng)T?2km；覆蓋率：~95%2?0—3?0km1.2-2.0km——CS64k連續(xù)覆蓋；郊區(qū)站間距2-2.5km；覆蓋率：~95%5?0—8?0km3?0—6?0km——CS64k連續(xù)覆蓋；農(nóng)村站間距5—6km；覆蓋率：95%6.0-9.0km4.0—7.0km——保證高速車內(nèi)覆高速公路蓋；覆蓋率：95%按照小區(qū)半徑，選擇典型移動場景，假定終端恰好從小區(qū)直 徑穿過，計(jì)算終端在移動時(shí)的小區(qū)切換的最長間隔時(shí)間由于是軟切換，因此不 會斷開連接，只是會有一定概率出現(xiàn)切換失敗。

切換間隔時(shí)間/s緊密城區(qū)普通城區(qū)郊區(qū)農(nóng)村鐵路交通干線站間距600—800m站間距l(xiāng)-1.2km站間距2-2.5km站間距5—6km站間距1? 5—3km2? 5—4?5km步行0-10Km/h216s ~ 8360s ~ 00720s ~ 81800s ~OO——低速30-60Km/h36s ~ 96s60s ~ 144s120s ~300s300s ~720s——高速80—150Km/h—24s ~ 54s48s ~ 112s120s ~270s—60s ~ 220s超高速200-300Km/h————18s ~54s—在 WCDMA 系統(tǒng)中，出現(xiàn)硬切換的情況只有在 RNC 之間和異頻小區(qū)之間一個(gè)RNC最多支持2400個(gè)NodeB,最多支持2448個(gè)小區(qū)，具體還要根據(jù)用戶數(shù)量及 連接數(shù)等確定，但總之RNC的范圍非常大，例如整個(gè)沈陽只有12個(gè)RNC如此 來看，在低速移動時(shí)，完全可以忽略RNC之間硬切換帶來的斷網(wǎng)問題在高速和 超高速移動時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際場景來判斷RNC的大小以及出現(xiàn)硬切換的概率另一種硬切換發(fā)生在異頻小區(qū)之間理論上，軟切換的比例通?？刂圃?20%-30%,從而減少基站的下行發(fā)射功率，節(jié)約系統(tǒng)資源。

實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，尤其是城 區(qū)，基站數(shù)量密集，為了保證用戶語音和數(shù)據(jù)通信，軟切換比例會提高到 40%-50% 每次硬切換需要100-300ms的斷網(wǎng)，才能重新建立連接軟切換需要200ms-600ms 的RNC處理時(shí)間和200ms的UE處理時(shí)間，但是并不會造成斷網(wǎng)但是由于處理 數(shù)據(jù)，軟切換會出現(xiàn)500ms左右的時(shí)延在切換成功率方面，軟切換的正常成功率在99.95%以上，硬切換成功率在 95%左右，一般硬切換成功率不能低于 89%，而軟切換成功率則需要達(dá)到 96%以上通過上述數(shù)據(jù)可以算出，軟切換的概率近似40%-50%，每次有大概500ms的 延遲而硬切換概率為50%-60%，每次會出現(xiàn)100-300ms左右的斷網(wǎng)而平時(shí)的 網(wǎng)絡(luò)延遲根據(jù)具體環(huán)境而定帶寬和速率WCDMA (HSPA)的理論速率下行速率可達(dá)14.4Mbps,上行可達(dá)5.76Mbps但 是下行帶寬是整個(gè)小區(qū)所有用戶公用的，而且實(shí)際場景中存在用戶間干擾，實(shí)際 速率進(jìn)一步降低根據(jù)實(shí)際測試報(bào)告，各個(gè)主要場景的接入速率大致如下實(shí)際平均下行速率實(shí)際平均上行速率非移動環(huán)境170-180 KB/s (1.44Mbps)130-150 KB/s (1.2Mbps)步速或密集城區(qū)48KB/s (384Kbps)40KB/s (320Kbps)郊區(qū)或高速移動18KB/s (144Kbps)15KB/s (120Kbps)3. WCDMA 接入網(wǎng)性能仿真的主要場景及參數(shù)根據(jù)上述分析，對WCDMA的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和場景進(jìn)行分類，并且為各個(gè)場景設(shè)定合理的網(wǎng)絡(luò)模擬模型和參數(shù)。

主要參數(shù)有：誤碼率，延遲，帶寬，網(wǎng)絡(luò)切換四個(gè)在某些 惡劣場景下會設(shè)置一定的丟包率主要場景有：1室內(nèi)靜止， 2密集活動場所， 3 普通市區(qū)低速 移動， 4 郊區(qū)低速移動， 5郊區(qū)高速移動， 6 高速公路， 7 高鐵， 8 地鐵， 9 頻繁 切換由于 NEWT 無法周期性的設(shè)置時(shí)延，因此軟切換引起的延遲無 法很好的模擬由于軟切換引起的延遲持續(xù)時(shí)間約600ms，延遲為500ms左右, 而且一般在100s才會發(fā)生一次只有高鐵場景下會比較頻繁，這時(shí)可以考慮通 過增加平均延遲來近似模擬各個(gè)場景的參數(shù)設(shè)定如下：WCDMA場景1室內(nèi)靜止誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-5 ~ 10-7的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-5 ~ 10-7的水平延遲上行鏈路：固定延遲，20ms ~ 40ms120ms下行鏈路：固定延遲，20ms ~ 40ms 120ms帶寬上行鏈路：1.2Mbps 1.5Mbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：1.44Mbps 2.5Mbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換無丟包率無5%WCDMA場景2密集活動場所誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平延遲上行鏈路：固定延遲，200ms ~ 300ms下行鏈路：固定延遲，200ms ~ 300ms帶寬上行鏈路：200Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：250Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換無丟包率隨機(jī)丟包，丟包率10-28%WCDMA場景3普通市區(qū)低速移動誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-4的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-4的水平延遲上行鏈路：固定延遲，40ms ~ 60ms150ms下行鏈路：固定延遲，40ms ~ 60ms150ms帶寬上行鏈路：320Kbps 800Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：384Kbps 950Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換周期性斷網(wǎng)，概率50%，連接時(shí)間為100s，斷開時(shí)間為500mso丟包率無5%WCDMA場景4郊區(qū)低速移動誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平延遲上行鏈路：固定延遲，40ms ~ 60ms150ms下行鏈路：固定延遲，40ms ~ 60ms150ms帶寬上行鏈路：120Kbps 600Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：12044Kbps 750Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列 Packet-Drop Tail 模式，長度 100網(wǎng)絡(luò)切換周期性斷網(wǎng)，概率60%，連接時(shí)間為400s，斷開時(shí)間為500mso丟包率無6%WCDMA場景5郊區(qū)高速移動誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平延遲帶寬下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平上行鏈路：固定延遲，40ms ~ 100ms250ms下行鏈路：固定延遲，40ms ~ 100ms250ms上行鏈路：120Kbps 160Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：144Kbps 180Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換 周期性斷網(wǎng)，概率60%,連接時(shí)間為80s，斷開時(shí)間為500ms。

丟包率無8%WCDMA場景6高速公路誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平延遲上行鏈路：固定延遲，40ms ~ 60ms300ms下行鏈路：固定延遲，40ms ~ 60ms300ms帶寬上行鏈路：120Kbps 130Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：144Kbps 160Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換周期性斷網(wǎng)，概率1%，連接時(shí)間為100s，斷開時(shí)間為800mso丟包率無10%WCDMA場景7高速鐵路誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平延遲上行鏈路：固定延遲，60ms ~ 100ms350ms下行鏈路：固定延遲，60ms ~ 100ms350ms帶寬上行鏈路：120Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：144Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換周期性斷網(wǎng)，概率1%，連接時(shí)間為30s，斷開時(shí)間為800mso丟包率無15%WCDMA場景8地鐵誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-3的水平延遲上行鏈路：固定延遲，200ms ~ 300ms下行鏈路：固定延遲，200ms ~300ms帶寬上行鏈路：120Kbps 300Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：144Kbps 800Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換周期性斷網(wǎng)，概率60%，連接時(shí)間為30s (24-54s)，斷開時(shí)間為500ms。

丟包率無10%WCDMA場景9頻繁切換誤碼率上行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-4的水平下行鏈路：隨機(jī)比特誤碼，誤碼率在10-4的水平延遲上行鏈路：固定延遲，20ms ~ 40msl20ms下行鏈路：固定延遲，20ms ~ 40msl20ms帶寬上行鏈路：1.2Mbps 1.5Mbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100下行鏈路：1.44Mbps 2.5Mbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長度100網(wǎng)絡(luò)切換周期性斷網(wǎng)，概率100%，連接時(shí)間為30s，斷開時(shí)間為500ms ~ 1s丟包率無8%。