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[導讀]1 引言在WCDMA R6中增加了一系列新的業(yè)務:WSS(Wideband Speech Service),PSS(Packet-switch Streaming Service ),MMS(Multimedia Messaging Service),IMS(IP Multimedia Services)。這些新業(yè)務的共同特

1  引言

WCDMA R6中增加了一系列新的業(yè)務:WSS(Wideband Speech Service),PSS(Packet-switch Streaming Service ),MMS(Multimedia Messaging Service),IMS(IP Multimedia Services)。這些新業(yè)務的共同特點就是對多媒體的支持,這也正是WCDMA R6所強調(diào)的重點及其優(yōu)勢所在。實際上,MSS和PSS標準就是3GPP針對短消息(SMS)之后的龐大市場而專門制定的標準,可見其意義之重大。

WCDMA R6將為核心網(wǎng)提供全IP網(wǎng)絡,這樣,就形成了一個支持音頻和視頻服務的IP多媒體網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡能夠保障所提供的音頻和視頻服務的服務質(zhì)量(QoS),另外還支持音頻和視頻通信的無縫集成。這樣,就對WCDMA的流量分析造成了以下兩方面的影響。

首先,與傳統(tǒng)的請求/應答的HTTP流量相比,多媒體流通常有更長的持續(xù)時間。一般情況下,多媒體流采用UDP協(xié)議作為下層的傳輸協(xié)議,這樣就對網(wǎng)絡擁塞反應較慢。所以,多媒體流的流量特性與Web流量的差異很大。隨著多媒體流流量的增加,網(wǎng)絡性能會受到重要影響。所以,WCDMA R6新業(yè)務對多媒體的支持極大地加大了對系統(tǒng)帶寬的要求,對系統(tǒng)資源的設計、配置增加了不小的壓力。為設計新的網(wǎng)絡,對系統(tǒng)資源進行合理分配,人們需要了解WCDMA新業(yè)務的流量特性和流量模型。

其次,這些新業(yè)務極大地豐富了客戶的選項和需求。為了更加有效地使用系統(tǒng)資源、滿足不同客戶的各種要求,QoS對WCDMA R6的重要性相應地上升到前所未有的高度。為了在WCDMA R6的網(wǎng)絡中有效地提高QoS,人們也需要了解WCDMA新業(yè)務的流量特性和流量模型。

從以上兩方面出發(fā),WCDMA R6的運營商和設備供應商都迫切需要了解WCDMA新業(yè)務的流量特性和流量模型,這也是本文所關注的重點。

2  3G移動通信網(wǎng)絡新業(yè)務的網(wǎng)絡流量模型

WCDMA R6的新業(yè)務有WSS,PSS,IMS,MMS。其中,PSS是包交換業(yè)務流服務,IMS是實時IP多媒體服務,MMS是非實時多媒體消息服務。

在這3類新業(yè)務中,WSS為音頻業(yè)務流,其余均為多媒體流,本文分別予以討論。

2.1  WSS業(yè)務的網(wǎng)絡流量模型

WSS為音頻業(yè)務流,包括用戶的語音通話。盡管在WCDMA R6中,可用帶寬增加了,但這對用戶的語音通話的行為方式?jīng)]有影響。所以WSS的流量特性仍然符合傳統(tǒng)的語音通話流量模型。

語音通話行為用交替的活躍時段和安靜時段表示,一個事件驅動的狀態(tài)模型(見圖1)被用來刻畫這兩種隨機時段。實際上,活躍時段和安靜時段均符合負指數(shù)分布。Tactive表示通話處于活躍時段,并且在上行鏈路上進行發(fā)送的平均時間,Tsilent表示通話處于安靜時段,并且在下行鏈路上進行接收的平均時間。并且,兩者的均值滿足:Tsilent+Tactive=3s。這使得一條通話信道的活躍期大約為50%~60%。這里需要注意,所有移動用戶的通話行為彼此無關。

圖1 通話行為模型

如圖2所示,一次語音通話服務的會話持續(xù)時間的均值為tD,Speech=120,該會話持續(xù)時間符合負指數(shù)分布。而且在這一時段,建立該會話的連接將獨占系統(tǒng)的相關資源。

圖2  話音業(yè)務服務模型

2.2  PSS,IMS和MMS業(yè)務的網(wǎng)絡流量模型

由于WCDMA R6增加了可用帶寬,這幾種新業(yè)務都能夠為移動設備同時提供多媒體服務,并且支持以下多種媒介類型:音頻業(yè)務流(包括語音),視頻業(yè)務流,靜態(tài)圖片,2D和3D圖形及動畫,文本(包括簡單文本類型和復雜文本類型,如可描述字體、顏色、大?。?,合成的音頻流,元數(shù)據(jù)(Metadata)。

這樣,我們就可以將這幾種新業(yè)務的流量分為數(shù)據(jù)業(yè)務流(包括以上媒介類型的后5種,因為它們都是以數(shù)據(jù)流的形式來傳輸?shù)模?、視頻業(yè)務流和音頻業(yè)務流服務這3類。當然,就流量來說,前兩者占了絕大多數(shù)。

PSS,IMS和MMS業(yè)務以數(shù)據(jù)業(yè)務流、視頻業(yè)務流和音頻業(yè)務流這樣的流傳輸?shù)臋C制提供服務。

對于音頻流而言,可以用符合截斷式Pareto分布的ON/OFF模型來刻畫:

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模型的具體參數(shù)為:

● 會話時段:形狀參數(shù)α=1.6,均值m=2.4s的Pareto分布。

● 兩次會話間的間歇時段:參數(shù)λ=36/0.16K的指數(shù)分布,K是一個用戶建立的音頻連接數(shù)的均值。

● 會話數(shù)傳率:20kbit/s。

● 包大?。?00bytes。

● ON時段:參數(shù)為0.2s的指數(shù)分布。

● OFF時段:一個確定值,均值m=2.4s。

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