WCDMA接入网传输带宽需求计算

龙青良 ，王新刚 ，郭景赞 （.中讯邮电咨询设计院有限公司，北京 00048；.中讯邮电咨询设计院有限公司，河南 郑州450007）

0 前言

随着3G网络大规模部署的不断实施，其对传输网的容量、业务解决能力、可靠性及扩展性等要求越来越高，而现有传输网在接口、容量、承载效率等方面都还无法满足3G业务快速发展的需要。如何充分利用现有传输网络资源、提高网络容量及承载效率、降低网络建设成本，已成为3G传输网建设的关键所在。无线传输网的规划以基站及用户终端分布等无线网络规划为基础，而接入网各接口带宽的计算是无线网络规划的基础，也是无线传输网络规划的重点。本文给出了WCDMA接入网各接口带宽的计算方法，并根据业务模型实例详细阐述了不同承载方式下各接口的带宽需求。

1 WCDMA网络的传输接口

3G网络传输接口分别来源于宽带通信的ATM协议族和国际互联网的IP协议族。3GPP规范推荐了WCDMA不同发展阶段的承载技术。在R99和R4版本中，Iub、Iu-CS及Iu-PS接口都将ATM作为承载层；在R5和R6版本中，引入IP作为承载层，以实现网络的全IP化。WCDMA网络接口见图1，其中WCDMA接入网有以下接口。

a）Iub接口。Iub是Node B与RNC间的接口。接口 类 型 为 E1 （IMA/MLPPP）、N ×E1 （IMA/MLPPP）、STM-1（ATM）及FE/GE等。在R5版本中，Iub是从ATM向IP过渡的接口。

b）Iu-CS接口。Iu-CS是RNC与MSC间的CS接口。接口类型为STM-1（ATM）及FE/GE等。

c）Iu-PS接口。Iu-PS是RNC与SGSN间的PS接口。接口类型为STM-1（ATM）及FE/GE等。

图1 WCDMA网络接口

d）Iur接口。Iur是RNC与RNC间的接口。接口类型为STM-1（ATM）及FE/GE等。

2 WCDMA接入网接口带宽计算方法

下面分别介绍WCDMA接入网Iub、Iu及Iur接口带宽计算方法。

2.1 Iub接口

Iub接口协议结构见图2。

Iub接口包括用户和控制2个平面，分别传输数据和信令。鉴于数据带宽为Node B到RNC间的CS12.2k、CS64k及PS等3部分业务之和，因此在计算Iub接口带宽前需先分别计算出CS12.2k、CS64k及PS业务的净流量，然后再加上不同承载方式下的承载开销及信令开销，其中信令带宽包括NBAP、Alcap、Uu及Com等带宽的计算。Iub接口带宽计算式为

图2 Iub接口协议结构

式中：

BIub——Iub接口带宽

BIubData——Iub接口用户面带宽

BIubSig——Iub接口控制面带宽

式中：

TCS——CS12.2k业务的净业务流量

CIubCS——Iub接口承载CS12.2k业务时开销所占的比例（见表1）

TVS——CS64k业务的净业务流量

CIubVS——Iub接口承载CS64k业务时开销所占的比例（见表1）

TPS——PS业务的净业务流量

CIubPS——Iub接口承载PS业务时开销所占的比例（见表 1）

RIub——宏分集对Iub接口流量的影响系数

Rlay——各接口流量计算时的冗余系数

式中：

BIubUuSig——Iub接口Uu信令带宽

BIubComSig——Iub接口Com信令带宽

BIubNBAPSig——Iub接口NBAP信令带宽

BIubAIcaSig——Iub接口Alcap信令带宽

式中：

ECS——CS12.2k业务的忙时话务量

EVS——CS64k业务的忙时话务量

EPS——PS业务的忙时话务量

VRRC——RRC信令速率

CIubUuSig——Iub接口承载Uu信令时开销所占比例

式中：

NC——小区数

VCOM——单小区公共信道平均流量

式中：

N——用户数

BIubNcpSig_U——平均每用户的Iub接口NCP信令流量

BIubCcpSig_U——平均每用户的Iub接口CCP信令流量

CIubNBAPSig——Iub接口承载NBAP信令开销所占比例

式中：

BIubAlcapSig_U——平均每用户的Iub接口ALCAP信令流量

2.2 Iu接口

2.2.1 Iu-CS接口

Iu-CS接口带宽计算式为

式中：

BIuCS——Iu-CS接口带宽

BIuCSData——Iu-CS接口用户面带宽

BIuCSSig——Iu-CS接口控制面带宽

式中：

CIuCS——对应接口承载对应业务时开销所占的比例（见表1）

CIuVS——对应接口承载对应业务时开销所占的比例（见表1）

式中：

BIuCSSig_U——平均每用户的Iu-CS信令流量

CIu_IurSig——对应接口承载对应业务时开销所占的比例（见表1）

2.2.2 Iu-PS接口

Iu-PS接口带宽计算式为

式中：

BIuPS——Iu-PS接口带宽

BIuPSData——Iu-PS接口用户面带宽

BIuPSSig——Iu-PS接口控制面带宽

2.3 Iur接口

Iur接口带宽计算式为

式中：

BIur——Iur接口带宽

BIurData——Iur接口用户面带宽

BIurSig——Iur接口控制面带宽

式中：

RIur——宏分集对Iur接口流量的影响系数

式中：

BIurSig_U——平均每用户的Iur接口信令流量

CIu_IurSig——对应接口承载对应业务时开销所占的比例（见表1）

2.4 中间参数计算

下面详细说明在Iub接口和Iu/Iur接口带宽计算时所涉及中间参数的计算方法。

式中：

ECS——CS12.2k业务的忙时话务量

η——语音激活因子，值为0.6～0.9

式中：

Rd——下行数据比例

VU——平均每用户的双向数据流量

表1 承载开销参数

2.5 开销参数

WCDMA接入网传输带宽的计算还与不同承载方式下的承载开销及各种信令开销有关。表1为根据经验总结得到的承载开销参数值。

3 实例分析

3.1 确定业务模型

WCDMA接入网传输带宽的计算需结合具体话务模型、用户分布方式及承载方式等进行。为更好地说明计算方法及其流程，下面就以某话务模型为实例（见表2）进行分析。在该话务模型下，若设计10个RNC，则每个RNC的数据为：用户30万户、Node B 200个、小区600个，平均每个Node B为1 500个用户。

3.2 Iub接口的传输承载方式

表2 话务模型实例

WCDMA接入网Iub接口有以下传输承载方式。

3.2.1 全部采用传统传输网络

a）采用E1-IMA。Iub接口采用E1-IMA-ATM方式实现传输。RNC和Node B采用ATM技术进行交互，通过E1-IMA方式接入传输网络。

b）采用E1-PPP。Iub接口采用E1-PPP-IP方式实现传输。RNC和Node B采用IP技术进行交互，通过E1-PPP方式接入传输网络。

3.2.2 全部采用IP传输网络

Iub接口采用FE/GE方式实现传输。RNC和Node B采用IP技术进行交互，通过FE/GE方式接入传输网络。

3.2.3 采用分路传输

同时采用传统传输网络和IP传输网络的分路传输方式。

a）CS业务和信令采用E1-IMA-ATM方式实现传输。针对CS业务，RNC和Node B采用ATM技术进行交互，通过E1-IMA方式接入传统传输网络。

b）PS业务采用FE/GE方式实现传输。针对PS业务，RNC和Node B采用IP技术进行交互，通过FE/GE方式接入IP传输网络。

3.3 Iu/Iur接口的传输承载方式

a）全部采用传统传输方式实现传输。采用ATM承载技术进行交互，通过STM-1方式接入传输网络。

b）采用IP承载技术，Iu/Iur接口通过GE方式接入传输网络。

c）同时采用传统传输网络和IP传输网络。Iu-CS接口和Iur接口用STM-1传送，Iu-PS接口用GE接口传送。

表3 各接口的传输配置

3.4 各接口的带宽需求

由实例可知，传输带宽需求与Node B或RNC所带用户数量、业务模型、接口类型及承载方式有关。

根据本案例的用户数和业务模型，以及不同接口在不同承载方式下的带宽需求和相关计算式，得出如表3所示各接口的传输配置。

4 结束语

我国各大电信运营商的传输网经多年建设都拥有了较为丰富的网络资源。在进行业务网建设时，应充分利用已有的传输网络资源来满足新的传输需求。从3G无线网络规划及实施情况来看，3G基站多与2G基站共址，这为充分利用已有管道、光纤及光纤传输系统提供了便利条件。从上述分析中可得出如下结论。

a）Iub接口采用IP over E1方式带宽需求最小，其次为分路传输方式。

b）Iu-CS接口采用ATM over STM-1方式带宽需求较小。

c）Iu-PS接口采用IP over GE/FE方式带宽需求较小。

d）在热点区域，若数据业务量大、空口充分占用时，传输带宽需求很大、E1需求极大，宜采用分路传输方式。

根据上述结论及有关计算结果，对各接口的承载方式作如下建议。

a）Iub接口。Iub接口宜采用分路传输方式，其中：信令和电路域业务走E1，分组业务走FE/GE。

b）Iu-CS接口。Iu-CS接口宜采用STM-1方式。

c）Iu-PS接口。Iu-PS接口宜采用IP方式。

d）Iur接口。Iur接口宜采用IP方式。

［1］3GPP TR 25.427 UTRAN Iub/Iur interface user plane protocol for DCH data streams（Release 8）. ［S/OL］. ［2010-06-09］.http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25427.htm.

［2］3GPP TR 25.435 UTRAN Iub interface User plane protocols for Common Transport Channel data streanms（Release 7）.［S/OL］.［2010-06-09］.http://www.www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25435.htm.