CDMA 1x分组数据的容量分析

CDMA1x分组数据的容量分析CDMA1x数据呼叫过程...SupplementalchannelsInactivityTimerInactivityTimerSessionEndPPPDisconnectDataCallReconnectionstimeFundamentalChannelBurstBurstBurstDormantDataCallOriginationDataSessionDataCall(Active)DataCall(Active)DataCall(Active)FundamentalChannel-9.6KbpsSupplementalChannel-19.2-153.6KbpsRLPRLPDormant无线分组数据呼叫的特点无线数据呼叫与话音呼叫最大的区别就是对信道的占用不同每个话音呼叫以固定的速率占用一条FCH（9.6kbps）。在分组数据呼叫中是多个用户分时共享一定数量的数据信道。并且随着无线环境的变化，分配给用户的数据信道的数量和速率也不同。由于无线分组数据系统中变化的因素很多,因此度量它的容量/性能往往更具有统计学的意义。在进行容量设计、设备配置时需要充分考虑各种因素的统计概率。无线分组数据系统的容量表示通常可以用下面几个参数来说明无线分组数据系统的容量/性能：峰值信道速率(PeakChannelRate)最大平均总吞吐量/扇区/载频(AverageAggregateThroughput)每用户的平均数据吞吐量(AverageUserDataThroughput)用户感知数据吞吐量(PerceivedUserDataThroughput)峰值信道速率峰值信道速率是指在最佳干扰环境下系统在前向链路或反向链路上可以分配给单一用户的最大数据速率。CDMA1x的峰值信道速率是153.6kbps。由于峰值速率对环境的要求很高，在用户进行数据传输时，用峰值速率来传输的几率相应的就很小。用这样一个小概率事件来进行系统容量规划和硬件配置是不恰当的。平均吞吐量系统最大平均总吞吐量（AverageAggregateThroughput）是指基站通过空中接口最多所能传送或接收的平均总吞吐量。每用户的平均吞吐量（AverageUserDataThroughput）是指用户在一个数据会话期间(session)的平均速率。每用户的平均吞吐量反映了用户由于传送数据而带给系统的负荷或干扰。因此它是用来设计系统容量的一个重要因子。而系统平均总吞吐量则将各种信道速率及其出现的概率都考虑进去了，其中包括峰值速率对它的贡献。反映了系统在满足功率限制和时分特性的条件下，能够提供给用户传输数据的平均能力。综上所述，应该用平均吞吐量用来规划系统容量。数据系统的配置及使用的参数从RF的角度来看，平均吞吐量综合考虑了系统的各种干扰，可以用来确定系统可以支持的数据用户数，以及用来配置系统需要的附加信道数（SCH）。在配置基站的硬件时，为了能够达到系统的平均总吞吐量，必须配置足够的信道数来支持系统可以达到的最大峰值吞吐量，也就是要使系统能为用户提供峰值信道速率来传输数据。因为在平均总吞吐量中也有峰值数据信道的一份。CDMA1x系统的峰值吞吐量和平均吞吐量CDMA1x的信道速率最大可达到153.6kbps。平均每载频每扇区可以支持一个153.6kbps。这个信道速率并不是在基站范围内的任何地方都可以达到。如果用户离基站很近，系统有可能同时支持2个153.6kbps的信道。在基站的边缘，可能只支持19.2kbps或其他低速率信道。Lucent通过基于HTTP应用以及在移动环境下的模拟试验，得到每载频每扇区的平均最大总吞吐量为110kbps。数据呼叫的空中容量对于数据呼叫来说，可以将吞吐量的限制转换为爱尔兰限制（可以同时支持的最大的PPPSession数）。使用如下公式：其中Max_Throughput表示空中最大的平均总吞吐量。每载频每扇区的空中最大平均总吞吐量为110kbps。Avg_user_Throughput表示每用户的平均数据吞吐量。CDMA1x系统可支持的数据用户数从爱尔兰角度计算：系统支持的最大数据用户数＝空中数据爱尔兰容量/每用户数据爱尔兰数每用户数据爱尔兰数＝忙时会话时长/3600s＝（每用户忙时传输的数据总量/平均用户数据吞吐量）/3600s从吞吐量角度计算：系统支持的最大数据用户数＝最大平均总吞吐量/每用户忙时平均吞吐量每用户忙时平均吞吐量＝每用户忙时传输的数据量/3600s1x数据和语音混合系统的容量在1x数据和语音混合的系统中，空中的容量使用下面的公式来计算：其中：Pt表示数据呼叫或语音呼叫的话务比例。Et_Limit表示系统为100%数据呼叫或100%语音呼叫时的空中容量。对于1x语音呼叫来说，空中容量为26.4Erl。1x语音和数据混合载频的空中容量图示1xdatathroughputvsvoicecapacity020406080100120051015202530Voicecapacity(Erlangs/sector/carrier)DataThroughput(kbps/sector/carrier)容量分析从容量计算公式和示意图可以看出：当用户的平均吞吐量越大时，数据呼叫的空中爱尔兰容量越小。则语音和数据的混合容量也越小。当系统中语音用户的话务越小，数据用户可以达到的平均吞吐量越大。在混合系统的空中容量中，语音呼叫和数据呼叫可以根据它们所占的比例分别得到各自贡献的话务量。从语音话务量可以得到系统能支持的语音用户数,数据用户的数量可以从话务量和吞吐量两个方面来进行计算。举例说明－计算空中容量100%语音用户的系统：空中容量为26.4Erl/载频/扇区假设语音用户和数据用户的比例为1:1，每用户的平均吞吐量为3.3kbps。每语音用户忙时话务量为0.02Erl，每数据用户为0.0275Erl(SessiontimeinBH/3600)，数据用户的资源占用时长比例为0.2。则语音和数据的话务比例分别为42.1%和57.9%。100%数据呼叫系统的空中Erl容量为110/3.3＝33.34Erl(Simultaneousdormant+ActivePPPSession)语音和数据的混合容量为：1/(42.1%/26.4+57.9%/33.34)＝30.02Erl假设语音呼叫和数据呼叫的话务比例不变，每用户的平均吞吐量增大为10kbps100%数据呼叫系统的空中Erl容量为110/10＝11Erl语音和数据的混合容量为1/(42.1%/26.4+57.2%/11)＝14.72Erl举例说明－计算用户数以系统的混合容量为30.02Erlang为例语音呼叫占30.02*42.1%=12.64Erl数据呼叫占30.02*57.9%=17.38系统可支持的用户数：语音用户12.64/0.02＝632数据用户17.38/0.0275=632若已知数据呼叫和语音呼叫的资源占用比例Pr，对混合系统中数据呼叫和语音呼叫所占的成分可以分别计算：语音呼叫：26.4Erl*Pr语音数据呼叫：Et_Limit数据*Pr数据举例说明－计算信道数设SCHUtilization为85%。需要的FCH数为：ErlangB((12.64+17.38*0.2)*3，0.02）＝59考虑软切换率：RondUp(59*1.35）＝80需要的FSCH数为：Roundup(2*632*3.3*0.0275*3/9.6)=36考虑SCHUtilization：RoundUp(36/85%)＝43FSCH至少配16条每基站:FSCH=Max(43,16)=43需要的RSCH数为：Roundup((2*632*3.3*0.0275*3/4/19.2)/85%)＝6RSCH至少配8条每基站:Max(8,6)＝8RSCH有软切换:RSCH＝RoundUp(8*1.35)=11