wcdma無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試場(chǎng)景及參數(shù)

1、WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)性能測(cè)試場(chǎng)景及參數(shù)                                               

2、;                                     1.       WCDMA簡(jiǎn)介WCDMA是寬帶碼分多址復(fù)用（Wideband Code Di

3、vision Multiple Access）的簡(jiǎn)稱，是由歐洲和日本提出的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)聯(lián)通在2009年接入WCDMA。         WCDMA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.      

4、; 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特性多徑效應(yīng)及衰落無(wú)線電波在空氣中的多徑傳輸，每條路徑會(huì)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(chǎng)也會(huì)隨時(shí)間而變化，從而引起合成波場(chǎng)的隨機(jī)變化，造成接收?qǐng)龅乃ヂ洹?#160;        針對(duì)這一情況，WCDMA采用了各種分集技術(shù)來(lái)降低多徑帶來(lái)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(cè)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(hào)的信噪比。在正常應(yīng)用環(huán)境下，不必專門對(duì)多徑影響進(jìn)行分析。  

5、0;      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(dòng)情況下，誤碼率不會(huì)有明顯下降，因?yàn)闉榱吮ＷC通信質(zhì)量，在高速運(yùn)動(dòng)下會(huì)降低數(shù)據(jù)通信速率，通過(guò)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(huì)隨著速度產(chǎn)生明顯變化，通過(guò)分集后，多徑效應(yīng)對(duì)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(lái)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)

6、絡(luò)延遲可能會(huì)達(dá)到300ms，最好情況則可達(dá)到20ms。在網(wǎng)絡(luò)過(guò)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(dòng)性移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的終端是移動(dòng)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(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。WCDMA的主要工作頻段為2.1GHz，將移動(dòng)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(chǎng)景移動(dòng)速度多普勒頻移靜止及低速移動(dòng)0-60Km/h0-117Hz高速路100-150Km/h194-291Hz高速列車200-300Km/h390-580Hz    

7、     實(shí)際產(chǎn)生的頻移是多普勒頻移的兩倍。但是對(duì)于WCDMA而言，其采用的是寬帶載波，帶寬可達(dá)5MHz，因此Hz數(shù)量級(jí)的頻率偏移對(duì)載波的影響可以忽略。但是在切換時(shí)，多普勒效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生影響，但是基本可以通過(guò)技術(shù)降低影響。         終端移動(dòng)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(lái)區(qū)分小區(qū)，在不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景下WCDMA采用的小區(qū)范圍也是不同的。中國(guó)聯(lián)通給出的WCDMA不同場(chǎng)景的小區(qū)半徑參數(shù)如下。 小區(qū)半徑說(shuō)明AMR12.2

8、kCS64kPS128kPS384k緊密城區(qū)-0.3-0.5km0.3-0.5km0.2-0.4kmCS64k連續(xù)覆蓋；站間距600-800m；覆蓋率：95%普通城區(qū)-0.7-0.9km0.7-0.9km-CS64k連續(xù)覆蓋；站間距1-1.2km；覆蓋率：95%郊區(qū)2.0-3.0km1.2-2.0km-CS64k連續(xù)覆蓋；站間距2-2.5km；覆蓋率：95%農(nóng)村5.0-8.0km3.0-6.0km-CS64k連續(xù)覆蓋；站間距5-6km；覆蓋率：95%高速公路6.0-9.0km4.0-7.0km-保證高速車內(nèi)覆蓋；覆蓋率：95%     

9、0;   按照小區(qū)半徑，選擇典型移動(dòng)場(chǎng)景，假定終端恰好從小區(qū)直徑穿過(guò)，計(jì)算終端在移動(dòng)時(shí)的小區(qū)切換的最長(zhǎng)間隔時(shí)間。由于是軟切換，因此不會(huì)斷開(kāi)連接，只是會(huì)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1-1.2km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 360s 720s 1800s -低速30-60Km/h36s 96s60s 144s120s 300s300s 720s-高速80-150Km/h-24s 54s48s 112s120s 270s-60s

10、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(yáng)只有12個(gè)RNC。如此來(lái)看，在低速移動(dòng)時(shí)，完全可以忽略RNC之間硬切換帶來(lái)的斷網(wǎng)問(wèn)題。在高速和超高速移動(dòng)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景來(lái)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，軟切換的比例通常控制在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(yǔ)音和

11、數(shù)據(jù)通信，軟切換比例會(huì)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(huì)造成斷網(wǎng)。但是由于處理數(shù)據(jù)，軟切換會(huì)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(guò)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(huì)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WC

12、DMA（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(chǎng)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(cè)試報(bào)告，各個(gè)主要場(chǎng)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(dòng)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(dòng)18KB/s（144Kbps）15KB/s（120Kbps）3.       WCDMA接

13、入網(wǎng)性能仿真的主要場(chǎng)景及參數(shù)         根據(jù)上述分析，對(duì)WCDMA的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和場(chǎng)景進(jìn)行分類，并且為各個(gè)場(chǎng)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(chǎng)景下會(huì)設(shè)置一定的丟包率。         主要場(chǎng)景有：1室內(nèi)靜止，2密集活動(dòng)場(chǎng)所，3普通市區(qū)低速移動(dòng)，4郊區(qū)低速移動(dòng)，5郊區(qū)高速移動(dòng)，6高速公

14、路，7高鐵，8地鐵，9頻繁切換。         由于NEWT無(wú)法周期性的設(shè)置時(shí)延，因此軟切換引起的延遲無(wú)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(huì)發(fā)生一次。只有高鐵場(chǎng)景下會(huì)比較頻繁，這時(shí)可以考慮通過(guò)增加平均延遲來(lái)近似模擬。         各個(gè)場(chǎng)景的參數(shù)設(shè)定如下：WCDMA場(chǎng)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

15、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(zhǎng)度100下行鏈路：1.44Mbps 2.5Mbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)度100網(wǎng)絡(luò)切換無(wú)丟包率無(wú)5%WCDMA場(chǎng)景2密集活動(dòng)場(chǎng)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

16、隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)度100下行鏈路：250Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)度100網(wǎng)絡(luò)切換無(wú)丟包率隨機(jī)丟包，丟包率10-28%WCDMA場(chǎng)景3普通市區(qū)低速移動(dòng)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(zhǎng)度100下行鏈路：384Kbps 950Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)

17、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(kāi)時(shí)間為500ms。丟包率無(wú)5%WCDMA場(chǎng)景4郊區(qū)低速移動(dòng)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(zhǎng)度100下行鏈路：12044Kbps 750Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)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(kāi)時(shí)間為500ms。丟

18、包率無(wú)6%WCDMA場(chǎng)景5郊區(qū)高速移動(dòng)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 100ms250ms下行鏈路：固定延遲，40ms 100ms250ms帶寬上行鏈路：120Kbps 160Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)度100下行鏈路：144Kbps 180Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)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(kāi)時(shí)間為500ms。丟包率無(wú)8%WCDMA場(chǎng)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

19、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(zhǎng)度100下行鏈路：144Kbps 160Kbps，網(wǎng)卡隊(duì)列Packet-Drop Tail模式，長(zhǎng)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(kāi)時(shí)間為800ms。丟包率無(wú)10%WCDMA場(chǎng)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