[发明专利]一种用于LTE的多层次时延-容量模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于LTE的多层次时延-容量模型，属于无线移动通信技术领域。

背景技术

随着技术的飞速发展和需求的不断增加，用户对网络性能和功能的要求也在逐渐提高。NGN(Next Generation Network)是以软交换为核心基于IP分组交换技术的开放式网络，在整体上具有三个主要特征：基于IP分组技术、具有开放的分层体系结构、网络发展由业务驱动，NGN网络日趋扁平化，即更多的功能被融入更少的协议层中。NGN提供包括互联网和电信业务在内的多种业务，能够利用不同的传输介质和带宽进行具有服务质量保证的数据传输，实现上层业务功能和底层传输技术的分离。而LTE是NGN中重要的无线接入部分。

LTE现在被用来表示UMTS的长期演进方案，其基本元素包含演进UMTS陆地无线接入(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access，E-UTRA)和演进UMTS陆地无线接入网(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，前者包括用户设备(User Equipment，UE)或手机，后者目前主要指基站(eNodeB)。然而整个系统不仅仅包括上述的演进无线接入网(Evolved Radio Access Network，E-RAN)E-RAN，还包括另一个平行的3GPP计划-----系统结构演进(System Architecture Evolution，SAE)，用于定义一种新的全IP分组核心网，即演进分组核心网(Evolved Packet Core，EPC)。因此包含EPC和E-RAN的整体被称为演进分组系统(Evolved Packet System，EPS)。虽然EPS是整个系统的唯一正确名称，但是人们往往使用LTE来表述这个概念。目前，LTE的若干演进版本中，Rel-8是各大公司正在实现商业化LTE系统的标准，同时整个规范仍然在不断演进，目前最新版本是Rel-10，即通常所说的LTE-A。在向全IP网络演进时保持与传统标准的共存(向下兼容性)。QoS指网络中有严格时间要求的协议与服务。在下一代网络QoS的性能参数中，时延和容量是十分重要的，它们关系到用户可以直接感知的服务质量，诸如VoIP和视频通话的实时业务和大数据量传输业务与这两个参数是密切相关的。因此建立针对时延和容量的分析模型，对于网络设计、管理层网络动态资源配置的建立和提高对用户的服务质量有着重要的意义。同时，针对实际的网络环境进行性能测试也是构建包括NGN在内的所有网络的重要过程。

在网络链路的各个参数中，网络中链路容量表示该链路中所允许的IP层最大可能传输率，因此容量的评估对网络底层结构的规划和管理都十分重要。另外在新型网络容量模型中还涉及了服务时间的概念，从某一角度来说这可以被认为是网络上某一层的服务时间。因此容量和服务时间与QoS性能相关，直接影响着终端用户可以感知的服务质量。

约二十年前，容量评估技术和工具便已得到较好的发展，且在有线网络中取得得到广泛应用。R.S.Prasad的文献“Bandwidth estimation：Metrics，measurement techniques and tools”中提出了有线链路容量评估技术并且介绍了相关的测试方法。然而，由于无线网络发展迅猛，在无线网络环境下，采用有线网络性能评估技术和工具，使得性能评估的准确性下降。其原因在于无线环境下潜在的信道内部干扰，但更重要是原有针对有线链路的经典容量评估模型忽略了网络架构中的一些因素，虽然这些因素对于有线链接的容量评估结果影响甚微，却对无线链接的容量参数产生不可忽略的影响。因此在趋于扁平化的下一代网络中，传统的时延-容量模型已经不能很好的满足实际需求。

在过去的几年里，一些针对无线链路容量测量的工具被开发出来，R.Kapoor，的文献“CapProbe：A simple and accurate capacity estimation technique”提出了用于无线链路容量测试的方法，虽然它修正了原有有线环境测量模型的一些缺陷，然而依旧不能提供令人满意的性能；之后L. Angrisani的文献“Capacity Measurement in Communication Networks”提出一种多层容量模型并被不断改良，它在协议栈的所有层中扩展了容量的概念，这种模型的进步和优势已经在已有的研究和试验中的到一定程度的验证，但是对于含有中间件和趋向于扁平化的下一代网络仍然存在着一些缺陷和不足。