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WCDMA网络中的多媒体流量特性及流量模型分析
http://www.cww.net.cn   2010年7月26日 15:35    电信网技术    
作 者:万志坤 王楠

实际上,在参考文献17和18中,作者证实M/Pareto过程可以作为一个实用的模型来描述累加的多媒体流量。本文认为,M/Pareto过程也能够近似地表示WCDMA R6新业务的流量。

具体地,M/Pareto流量由一些重合叠加的突发的流量组成。这些突发按照速率为λ的Poisson过程到达,一次突发中的包数到达的速率为r,包的流量本身符合衰减速率为γ的Pareto分布。

假设突发的流量为Pareto分布的随机变量X,其分布函数可表示为:

  (3)

可知,X的均值为:rδγ/(γ-1),方差为无限大。

这样,在一次突发中所到达的包数的平均值为:rδγ/(γ-1)。

根据该M/Pareto模型,在时段t内,所到达的流量的平均值为:λtrδγ/(γ-1)。

根据该M/Pareto模型,在时段t内,所到达的流量的方差为:

  (4)

这里,H=(3-γ)/2。

所以,该M/Pareto模型是一个渐进自相似的模型,其Hurst系数为H=(3-γ)/2。

3  新业务的合成流量对系统存储容量的要求

WCDMA R6新业务合成流量最重要的属性就是多媒体流在其总流量中占有绝大部分的比率。这对系统资源提出了更高的要求,尤其对网络设备的存储容量提出了新的要求。

本文在前面的叙述中已经阐述了多媒体流的流量特性是自相似的。而自相似的网络流量常常会造成网络丢包率和排队延迟增加,对网络所带来的实际影响是网络的交换设备和路由器的Buffer容量必须加大。

那么,是不是Buffer容量越大越好呢?答案是否定的。因为Buffer容量越大,所造成的延迟也越大,这对于实时多媒体通信而言是不利的(增加了延迟抖动),而且高延迟增加了QoS的复杂度,对优化网络性能是不利的。

所以,研究人员迫切需要有一个能够描述WCDMA R6系统存储容量的定量的模型。

当前,绝大多数移动通信网络流量方面的学术论文都将单个用户的流量模型自下而上地分为3个层次:会话级、连接级、包级,每一级的流量行为又都是用不同概率分布的、交替的ON/OFF周期来描述。与这自下而上的3个层次相对应的时间尺度是由小到大的,也就是说,移动通信网络的流量在不同时间尺度上都可以用ON/OFF模型来描述,具有相似的特点,而一个系统的自相似性正是指某种结构或过程的特征从不同的空间、时间尺度来看都是相似的。

其次,WCDMA R6允许一个用户并发地运行不同的应用程序,更何况,同一时刻都有许多用户共同使用WCDMA系统。这样,整个系统的合成流量就是由许多不同时间尺度的ON/OFF流量叠加重合而成,而相似过程的叠加重合正是形成自相似流量的主要原因。

另一方面,除了极少的WSS流量之外,PSS,IMS和MMS流量中,都是数据业务占绝大部分,都适于用自相似的流量模型来表征。

当然,无线网络的流量特性与有线网络的流量特性有所不同,但是实际上,Jiang和Trajkovic考察了CDPD无线网络的流量特性,验证其具有自相似性,而参考文献20根据Stanford大学83天无线局域网流量的测试结果进行分析,同样验证了无线局域网的流量具有自相似性。

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