cdma1x无线分组数据网络时延分析

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1、CDMA1x无线分组数据网络时延分析http://www.c114.net(2008/4/2809:57)摘要　本文以在我国已大规模部署的Release0CDMA1x无线分组数据网络为基础，通过围绕最大程度减小网络时延从而提升用户体验这一命题，对CDMA1x无线网设计和优化中需重点考虑的因素进行分析，并给出设计建议。1、引言CDMA1x分组数据网络时延主要受以下因素影响：（1）呼叫建立时延；（2）物理层数据吞吐量；（3）网络传输时延；（4）网络服务器响应和外部网（internet）的通信时延；（5）终端内容处理和提交的时延。总的来说，总网络时延必须得以有

2、效的降低，其中第4、5项不在无线网设计的范畴内，但对总网络时延存有不可忽视的影响。网络服务器的性能、业务处理并发能力应在网络业务规划阶段做仔细的分析，确保不应成为网络时延的瓶颈。因特网流量控制导致的时延、终端内容提交的时延也应该尽量达到最小化，或者掩饰起来，这对于交互式业务的推广尤其重要。本文以CDMA1x无线网设计为目标，重点对第1、2、3项进行分析，并得出若干设计建议。2、呼叫建立时延分析图1　典型分组数据业务呼叫流程如图1所示，一次分组数据业务呼叫主要包括以下步骤：（1）呼叫建立；（2）PPP建立；（3）IP数据交换；（4）前反向补充信道分配；（5

3、）休眠和激活状态的切换。呼叫建立时延即同时可以分解为：（1）信道分配时延；（2）业务连接时延；（3）RLP同步时延；（4）PPP建立时延。其中信道分配时延主要指从终端发出始发消息（originationmessage）到基站回复信道分配消息（CAM或者ECAM消息）的时延，其中也包括试探时间，该时延典型值为0.5～0.6秒。业务连接时延则是指从终端接收到CAM或者ECAM消息后到收到基站发来的业务连接消息（serviceconnectmessage）为止的时延，典型值为0.9s。此外，通过网络检测观察到的RLP同步时延约为0.4秒。以上3项合计为1.8～

4、1.9秒，同时也是处于空闲状态的终端重新建立呼叫的典型时延。这一时延对交互式业务的影响尤为显著。此外，PPP建立时延主要由LCP建立、鉴权、IP地址分配3项组成，约为1.4秒左右。这样第一次启动数据业务的用户总呼叫建立时延约为3.2～3.3秒左右。在网络设计时应控制用户总呼叫建立时延小于3.3秒，空闲状态终端的建立时延应小于1.9秒。主要的设计优化工作有以下几点：（1）优化网络质量，降低误帧率，使呼叫建立流程得以顺利进行，尤其应最大限度的减少RLP数据包丢失或者错误重传的次数；（2）优化数据帧格式，根据给定的物理层FER、数据包重发方案和信道配置采取最小

5、开销的帧格式提高RLP吞吐率；（3）优化业务参数设计，使尤其处在交互式业务中的终端能够长期在线，避免频繁建立呼叫；（4）对RLP同步过程进行优化，减少不必要的同步交换，进一步减少RLP同步时延；RLP同步采用握手机制实现同步交换，并预测RLP数据包的往返时间RTT，用以设定重发计时器。RTT前后会话的变化很小，可以通过基站记录RTT，并直接传送给终端，使RLP每次从空闲状态进入激活状态时无需重复估计，节约的时间长度约在0.18～0.24秒之间。（5）通过减少协商次数和信令交互来压缩PPP建立时延。3、数据吞吐量分析用户数据吞吐量直接决定了用户体验和感受到

6、的网络时延。扇区吞吐量则体现了空中接口的使用效率，扇区吞吐量越高，可提供服务的用户就越多，也能够改善接受服务的用户吞吐量。在分组数据系统设计中，除了尽可能提高平均扇区吞吐量以外，也必须兼顾到用户公平性，选取一个最佳的折衷方案。目前CDMA1x网的用户吞吐量的差异尚不明显，在设计优化中仍以提高扇区及平均用户吞吐量为主，只有存在绝大部分扇区吞吐量被少数用户占用的情况，再考虑用户之间的吞吐量平衡。现就影响数据吞吐量的几个主要因素分析如下：（1）补充信道目标FER补充信道的目标FER设置较高，会导致数据重传较多，降低用户数据吞吐量，但降低了每用户扇区功率占用，容

7、许更多用户接入；目标FER设置较低，提高用户的数据吞吐量，但每用户占用扇区功率相应提高，降低了扇区的用户容量。目前网络设计一般设置目标FER为5%。在后期网络优化时，建议根据扇区负荷情况，动态设置目标FER。当接入用户较少时，采用较低的目标FER，提高扇区和用户数据吞吐量；当接入用户较多时，提高FER目标值，即“软降级”，允许更多的数据用户接入。（2）无线配置（RC）CDMA1x网前向补充信道可采用RC3和RC4两种无线配置。它们的主要不同在于RC3的编码速率为1/4，walsh码空间为64；RC4的编码速率为1/2，walsh码空间为128；此外RC4

8、支持的最高数据速率为307.2kbit/s，是RC3的两倍，但RC4对Ec/Io