龍青良 ，王新剛 ，郭景贊 （.中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，北京 00048；.中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州450007）

0 前言

隨著3G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署的不斷實(shí)施，其對(duì)傳輸網(wǎng)的容量、業(yè)務(wù)解決能力、可靠性及擴(kuò)展性等要求越來(lái)越高，而現(xiàn)有傳輸網(wǎng)在接口、容量、承載效率等方面都還無(wú)法滿足3G業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需要。如何充分利用現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)資源、提高網(wǎng)絡(luò)容量及承載效率、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，已成為3G傳輸網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵所在。無(wú)線傳輸網(wǎng)的規(guī)劃以基站及用戶終端分布等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為基礎(chǔ)，而接入網(wǎng)各接口帶寬的計(jì)算是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)，也是無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重點(diǎn)。本文給出了WCDMA接入網(wǎng)各接口帶寬的計(jì)算方法，并根據(jù)業(yè)務(wù)模型實(shí)例詳細(xì)闡述了不同承載方式下各接口的帶寬需求。

1 WCDMA網(wǎng)絡(luò)的傳輸接口

3G網(wǎng)絡(luò)傳輸接口分別來(lái)源于寬帶通信的ATM協(xié)議族和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的IP協(xié)議族。3GPP規(guī)范推薦了WCDMA不同發(fā)展階段的承載技術(shù)。在R99和R4版本中，Iub、Iu-CS及Iu-PS接口都將ATM作為承載層；在R5和R6版本中，引入IP作為承載層，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P化。WCDMA網(wǎng)絡(luò)接口見(jiàn)圖1，其中WCDMA接入網(wǎng)有以下接口。

a）Iub接口。Iub是Node B與RNC間的接口。接口 類 型 為 E1 （IMA/MLPPP）、N ×E1 （IMA/MLPPP）、STM-1（ATM）及FE/GE等。在R5版本中，Iub是從ATM向IP過(guò)渡的接口。

b）Iu-CS接口。Iu-CS是RNC與MSC間的CS接口。接口類型為STM-1（ATM）及FE/GE等。

c）Iu-PS接口。Iu-PS是RNC與SGSN間的PS接口。接口類型為STM-1（ATM）及FE/GE等。

圖1 WCDMA網(wǎng)絡(luò)接口

d）Iur接口。Iur是RNC與RNC間的接口。接口類型為STM-1（ATM）及FE/GE等。

2 WCDMA接入網(wǎng)接口帶寬計(jì)算方法

下面分別介紹WCDMA接入網(wǎng)Iub、Iu及Iur接口帶寬計(jì)算方法。

2.1 Iub接口

Iub接口協(xié)議結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

Iub接口包括用戶和控制2個(gè)平面，分別傳輸數(shù)據(jù)和信令。鑒于數(shù)據(jù)帶寬為Node B到RNC間的CS12.2k、CS64k及PS等3部分業(yè)務(wù)之和，因此在計(jì)算Iub接口帶寬前需先分別計(jì)算出CS12.2k、CS64k及PS業(yè)務(wù)的凈流量，然后再加上不同承載方式下的承載開(kāi)銷及信令開(kāi)銷，其中信令帶寬包括NBAP、Alcap、Uu及Com等帶寬的計(jì)算。Iub接口帶寬計(jì)算式為

圖2 Iub接口協(xié)議結(jié)構(gòu)

式中：

BIub——Iub接口帶寬

BIubData——Iub接口用戶面帶寬

BIubSig——Iub接口控制面帶寬

式中：

TCS——CS12.2k業(yè)務(wù)的凈業(yè)務(wù)流量

CIubCS——Iub接口承載CS12.2k業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表1）

TVS——CS64k業(yè)務(wù)的凈業(yè)務(wù)流量

CIubVS——Iub接口承載CS64k業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表1）

TPS——PS業(yè)務(wù)的凈業(yè)務(wù)流量

CIubPS——Iub接口承載PS業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表 1）

RIub——宏分集對(duì)Iub接口流量的影響系數(shù)

Rlay——各接口流量計(jì)算時(shí)的冗余系數(shù)

式中：

BIubUuSig——Iub接口Uu信令帶寬

BIubComSig——Iub接口Com信令帶寬

BIubNBAPSig——Iub接口NBAP信令帶寬

BIubAIcaSig——Iub接口Alcap信令帶寬

式中：

ECS——CS12.2k業(yè)務(wù)的忙時(shí)話務(wù)量

EVS——CS64k業(yè)務(wù)的忙時(shí)話務(wù)量

EPS——PS業(yè)務(wù)的忙時(shí)話務(wù)量

VRRC——RRC信令速率

CIubUuSig——Iub接口承載Uu信令時(shí)開(kāi)銷所占比例

式中：

NC——小區(qū)數(shù)

VCOM——單小區(qū)公共信道平均流量

式中：

N——用戶數(shù)

BIubNcpSig_U——平均每用戶的Iub接口NCP信令流量

BIubCcpSig_U——平均每用戶的Iub接口CCP信令流量

CIubNBAPSig——Iub接口承載NBAP信令開(kāi)銷所占比例

式中：

BIubAlcapSig_U——平均每用戶的Iub接口ALCAP信令流量

2.2 Iu接口

2.2.1 Iu-CS接口

Iu-CS接口帶寬計(jì)算式為

式中：

BIuCS——Iu-CS接口帶寬

BIuCSData——Iu-CS接口用戶面帶寬

BIuCSSig——Iu-CS接口控制面帶寬

式中：

CIuCS——對(duì)應(yīng)接口承載對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表1）

CIuVS——對(duì)應(yīng)接口承載對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表1）

式中：

BIuCSSig_U——平均每用戶的Iu-CS信令流量

CIu_IurSig——對(duì)應(yīng)接口承載對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表1）

2.2.2 Iu-PS接口

Iu-PS接口帶寬計(jì)算式為

式中：

BIuPS——Iu-PS接口帶寬

BIuPSData——Iu-PS接口用戶面帶寬

BIuPSSig——Iu-PS接口控制面帶寬

2.3 Iur接口

Iur接口帶寬計(jì)算式為

式中：

BIur——Iur接口帶寬

BIurData——Iur接口用戶面帶寬

BIurSig——Iur接口控制面帶寬

式中：

RIur——宏分集對(duì)Iur接口流量的影響系數(shù)

式中：

BIurSig_U——平均每用戶的Iur接口信令流量

CIu_IurSig——對(duì)應(yīng)接口承載對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)時(shí)開(kāi)銷所占的比例（見(jiàn)表1）

2.4 中間參數(shù)計(jì)算

下面詳細(xì)說(shuō)明在Iub接口和Iu/Iur接口帶寬計(jì)算時(shí)所涉及中間參數(shù)的計(jì)算方法。

式中：

ECS——CS12.2k業(yè)務(wù)的忙時(shí)話務(wù)量

η——語(yǔ)音激活因子，值為0.6～0.9

式中：

Rd——下行數(shù)據(jù)比例

VU——平均每用戶的雙向數(shù)據(jù)流量

表1 承載開(kāi)銷參數(shù)

2.5 開(kāi)銷參數(shù)

WCDMA接入網(wǎng)傳輸帶寬的計(jì)算還與不同承載方式下的承載開(kāi)銷及各種信令開(kāi)銷有關(guān)。表1為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得到的承載開(kāi)銷參數(shù)值。

3 實(shí)例分析

3.1 確定業(yè)務(wù)模型

WCDMA接入網(wǎng)傳輸帶寬的計(jì)算需結(jié)合具體話務(wù)模型、用戶分布方式及承載方式等進(jìn)行。為更好地說(shuō)明計(jì)算方法及其流程，下面就以某話務(wù)模型為實(shí)例（見(jiàn)表2）進(jìn)行分析。在該話務(wù)模型下，若設(shè)計(jì)10個(gè)RNC，則每個(gè)RNC的數(shù)據(jù)為：用戶30萬(wàn)戶、Node B 200個(gè)、小區(qū)600個(gè)，平均每個(gè)Node B為1 500個(gè)用戶。

3.2 Iub接口的傳輸承載方式

表2 話務(wù)模型實(shí)例

WCDMA接入網(wǎng)Iub接口有以下傳輸承載方式。

3.2.1 全部采用傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)

a）采用E1-IMA。Iub接口采用E1-IMA-ATM方式實(shí)現(xiàn)傳輸。RNC和Node B采用ATM技術(shù)進(jìn)行交互，通過(guò)E1-IMA方式接入傳輸網(wǎng)絡(luò)。

b）采用E1-PPP。Iub接口采用E1-PPP-IP方式實(shí)現(xiàn)傳輸。RNC和Node B采用IP技術(shù)進(jìn)行交互，通過(guò)E1-PPP方式接入傳輸網(wǎng)絡(luò)。

3.2.2 全部采用IP傳輸網(wǎng)絡(luò)

Iub接口采用FE/GE方式實(shí)現(xiàn)傳輸。RNC和Node B采用IP技術(shù)進(jìn)行交互，通過(guò)FE/GE方式接入傳輸網(wǎng)絡(luò)。

3.2.3 采用分路傳輸

同時(shí)采用傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)和IP傳輸網(wǎng)絡(luò)的分路傳輸方式。

a）CS業(yè)務(wù)和信令采用E1-IMA-ATM方式實(shí)現(xiàn)傳輸。針對(duì)CS業(yè)務(wù)，RNC和Node B采用ATM技術(shù)進(jìn)行交互，通過(guò)E1-IMA方式接入傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

b）PS業(yè)務(wù)采用FE/GE方式實(shí)現(xiàn)傳輸。針對(duì)PS業(yè)務(wù)，RNC和Node B采用IP技術(shù)進(jìn)行交互，通過(guò)FE/GE方式接入IP傳輸網(wǎng)絡(luò)。

3.3 Iu/Iur接口的傳輸承載方式

a）全部采用傳統(tǒng)傳輸方式實(shí)現(xiàn)傳輸。采用ATM承載技術(shù)進(jìn)行交互，通過(guò)STM-1方式接入傳輸網(wǎng)絡(luò)。

b）采用IP承載技術(shù)，Iu/Iur接口通過(guò)GE方式接入傳輸網(wǎng)絡(luò)。

c）同時(shí)采用傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)和IP傳輸網(wǎng)絡(luò)。Iu-CS接口和Iur接口用STM-1傳送，Iu-PS接口用GE接口傳送。

表3 各接口的傳輸配置

3.4 各接口的帶寬需求

由實(shí)例可知，傳輸帶寬需求與Node B或RNC所帶用戶數(shù)量、業(yè)務(wù)模型、接口類型及承載方式有關(guān)。

根據(jù)本案例的用戶數(shù)和業(yè)務(wù)模型，以及不同接口在不同承載方式下的帶寬需求和相關(guān)計(jì)算式，得出如表3所示各接口的傳輸配置。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)各大電信運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)經(jīng)多年建設(shè)都擁有了較為豐富的網(wǎng)絡(luò)資源。在進(jìn)行業(yè)務(wù)網(wǎng)建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分利用已有的傳輸網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)滿足新的傳輸需求。從3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及實(shí)施情況來(lái)看，3G基站多與2G基站共址，這為充分利用已有管道、光纖及光纖傳輸系統(tǒng)提供了便利條件。從上述分析中可得出如下結(jié)論。

a）Iub接口采用IP over E1方式帶寬需求最小，其次為分路傳輸方式。

b）Iu-CS接口采用ATM over STM-1方式帶寬需求較小。

c）Iu-PS接口采用IP over GE/FE方式帶寬需求較小。

d）在熱點(diǎn)區(qū)域，若數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量大、空口充分占用時(shí)，傳輸帶寬需求很大、E1需求極大，宜采用分路傳輸方式。

根據(jù)上述結(jié)論及有關(guān)計(jì)算結(jié)果，對(duì)各接口的承載方式作如下建議。

a）Iub接口。Iub接口宜采用分路傳輸方式，其中：信令和電路域業(yè)務(wù)走E1，分組業(yè)務(wù)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.