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  • 峰值速率

    千次阅读 2014-11-17 15:21:07
    首先列举一些大家在新闻中经常能看到的速率数字,14Mbps(WCDMA HSPA with 16QAM);21Mbps(WCDMA HSPA with 64QAM);28Mbps(WCDMA HSPA with 2xMIMO);56Mbps(WCDMA HSPA with 4xMIMO...峰值速率定义为单用户在系

    首先列举一些大家在新闻中经常能看到的速率数字,14Mbps(WCDMA HSPA with 16QAM);21Mbps(WCDMA HSPA with 64QAM);28Mbps(WCDMA HSPA with 2xMIMO);56Mbps(WCDMA HSPA with 4xMIMO),这些速率其实都是所谓的“峰值速率(Peak Rate)”,是无线技术中的一个专门概念。峰值速率定义为单用户在系统中被分配最大的带宽(在TDD系统中上下行分别定义峰值速率,对应上下行分别最有利的TDD配置)、最高的调制编码方式、处于理想的无线环境时所能达到的最高速率。对应到实际网络测试中,当一个用户独占小区所有带宽、靠近基站、邻小区干扰极微弱时,测得的实际速率有可能达到该网络所声称的峰值速率。所以在实际网络中,用户只有在某些情况下才可以达到系统设计的峰值速率,大多数终端在大多数情况下是达不到峰值速率的。

     

        峰值速率本来只是研发范畴的名词,是无线技术最大频谱利用潜力的表征,在研发中是对两种无线技术进行比较的一系列指标中的一个(其他重要指标还包括小区平均速率、用户平均速率、小区边缘用户平均速率等)。出于市场和商业的目的,当向普通消费者解释时,一般营运商和设备商就只用峰值速率这个概念来表达系统的先进性,原因有这么几个:第一,该指标确实一定程度表征了系统的先进性;第二,这个指标最容易解释,可以直接根据系统参数简单计算出来,很难想象运营商能向一般消费者准确解释什么是“用户平均速率”;第三,这个指标最客观,不同系统之间的差别是固定的,无法造假,不像“用户平均速率”这类概念完全取决于如何定义得到该指标的条件,具备造假空间;第四,目前广大的宣传媒体甚至业内媒体对技术的理解只能到峰值速率这个程度,3G已是媒体评论的热点了,但至今涉及速率问题的新闻报道大部分还在传达错误概念,对速率的误解和曲解经常充斥媒体。

     

        目前对于“峰值速率”概念的使用情况中确实存在很多不妥之处,很多问题没有解释清楚,有些时候甚至纯属忽悠,负责任的运营商和媒体应该逐步向消费者传达正确的信息,严谨自己的话语,帮助消费者增强判断力。而香港的“峰值速率”之争里看到的却是一番闹剧景象,专业的争斗在以极业余、幽默的方式进行的同时却没有去向消费者解释应该如何理解峰值速率和用户速率这些概念的诚意,争斗的背后充满了另有所图的动机。

     

        最后,对此闹剧的参与方做几点评论:对于运营商,应该诚心诚意地向消费者解释清楚这些速率的来龙去脉,不要太高估自己的表演能力而太低估消费者的理解能力,消费者总会看懂已经发生的这些表演的,另外这事件也给全球运营商提了个醒,宣传要严谨;对于某些媒体,暂时无知不是错,毕竟记者不是工程师,但有意无知就是错了;对于设备商,还不清楚有哪些利益方牵涉在该事件里,但这个事件确确实实给中兴通讯以及承建的21Mbps HSPA网络做了一回免费的、可信度极高的、引起大量运营商关注的广告,对中兴通讯是意外的利好
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  • 《TCP友好速率控制:协议定义》 目录 1主要观点和解决的问题 2 2关键技术 2 2.1协议机制: 2 2.2数据发送方协议 3 2.3丢包率的计算 4 2.4数据接收方协议 4 3 论文的主要贡献 5 4思考 6 ...
    TCP Friendly Rate Control(TFRC):Protocol Specification
    《TCP友好速率控制:协议定义》

    目录
    1主要观点和解决的问题 2
    2关键技术 2
    2.1协议机制: 2
    2.2数据发送方协议 3
    2.3丢包率的计算 4
    2.4数据接收方协议 4
    3 论文的主要贡献 5
    4思考 6


    1主要观点和解决的问题
    这篇论文是互联网标准RFC3448关于一种能够用于传输协议的拥塞控制机制TFRC(TCP Friendly Rate Control)的说明书。讲述了在端到端系统的拥塞管理中,一种与TCP流公平的竞争带宽,适合于电话视频流等强调流畅发送速率的服务的拥塞控制机制TFRC。TFRC是一个基于接收方的机制,发送方根据接收方对于拥塞控制信息的计算(比如丢包率)等反馈信息,按照模型计算出来的速率值来调节发送数据的速度。
    TFRC有固定的数据包大小,通过不同的发送速率来响应当前拥塞情况。TFRC的缺陷在于对于可变带宽的反应上比TCP要慢,因此只适用于那些要求流畅吞吐量的应用。
    2关键技术
    2.1协议机制:
    TFRC 的运行过程如下:首先是“慢启动”阶段,直至丢失事件的发生。丢失事件发生后将按照吞吐量公式进行计算:
    (1) 接收方接收数据包,计算出丢失事件率p ,并把p 值和时间戳信息反馈至发送方;
    (2) 发送方从反馈信息中得到丢失事件率p 和时间戳信息,并通过时间戳计算出往返时间RTT;
    (3) 把参数p、RTT 和包的大小s (发送方已知道包的大小) 代入吞吐量公式, 得到一个速率(在TFRC 中, RTO 取4 RTT);
    (4) 最后把计算而得的速率与接收方上次接收速率的2倍进行比较(发送方有接收速率的拷贝) ,取两者中的较小者作为最终的发送速率,发送方以这个速率把数据包发送出去。
    TFRC的吞吐量方程式根据Reno方程而来,其理想方程应该是基于SACK的TCP方程,但是从仿真和实验的结果来看,两者之间的区别较小 。
    具体吞吐量方程为:
    X =
    其中X是每秒发送的传输速率
    s是数据包大小的字节数;
    R是往返时间;
    P是丢包率,在0到1.0之间,丢包数目除以总的发送数据包数目;
    t_RTO是超时计时器设定的时间;
    b是被TCP确认的数据包数目;
    作者分别在后面的章节讲述了s、p、R的计算方法。
    接下来作者描述了发送方数据包内容和接收方反馈报文内容,分别是:
    (1)数据包:
    1序列号;
    2时间戳(毫秒)此时间戳用于接收方来确定哪些丢包属于同一丢失的事件;
    3 发送方当前估计的RTT。
    (2)反馈包:
    1上次收到包的时间戳ts_i;
    2 发送方收到最近一次数据包所花时间t_delay;
    3 接收方根据最近一次接收数据发送反馈的时间估计出来的速率。
    2.2数据发送方协议
    由前面可知,发送方主要根据接收方返回的这个反馈包的信息来调整自己的发送速率,以此保证网络的传输的正常。反馈包如果在两个RTT时间内都不能到达,发送方将会将发送速率减半。该规则体现了网络拥塞控制的一个关键技术的特点,就是根据接收方的情况来确定发送方的发送速率。
    发送方协议主要分以下几步:
    一、测量将要发送的平均包的大小,取得s值;
    二、收到反馈包后发送方的行为,计算和更新RTT,更新超时时间和发送速率;
    三、无反馈包计时器超时后发送方的行为,即调整发送速率以适应当前网络状况;
    四、防止振荡(可选的),通过低程度的统计方法来改变发送方的发送速率;
    五、非实时操作系统的传输调度。
    2.3丢包率的计算
    丢失事件率的计算是TFRC中最关键的一个内容。
    TFRC需要维护丢失检测的鲁棒性,比如在一些数据包丢失是同一丢失事件的一部分。因此接收方需要将一个包丢失历史映射为一个丢包事件记录,丢包事件指的是在一个RTT内一个或多个包丢失。
    决定一个包丢失是否是一起新的丢包事件的开始,还是被计入已有的丢包事件当中去,我们需要比较到达接收方的包的序列号和时间戳。
    在文中关于丢包率的具体计算,作者采用了历史折扣的方法进行计算。具体做法是:
    首先计算各个折算因子:
    I_tot0 = I_0 * w_0
    I_tot1 = 0;
    W_tot0 = w_0
    W_tot1 = 0;
    for (i = 1 to n-1) {
    I_tot0 = I_tot0 + (I_i * w_i * DF_i * DF);
    W_tot0 = W_tot0 + w_i * DF_i * DF;
    }
    for (i = 1 to n) {
    I_tot1 = I_tot1 + (I_i * w_(i-1) * DF_i);
    W_tot1 = W_tot1 + w_(i-1) * DF_i;
    }
    然后对于时隙I_tot 再进行带有折算因子的加权平均:
    p = min(W_tot0/I_tot0, W_tot1/I_tot1);
    2.4数据接收方协议
    接收方提供反馈以使发送方能够计算RTT时间。同时,接收方也计算丢失事件率,反馈给发送方。
    接收方在接收到数据包后,将进行如下动作:
    (1)添加该包到包的历史记录,计算出新的p值;
    (2)如果p>p_prev,释放反馈计时器,执行相应操作;
    (3)然后进行接收数据包初始化,若出现第一个丢失事件则对丢失历史记录进行初始化;
    (4)提供反馈包给发送方。
    此外,作者还介绍了基于发送方的变种,指出在可以可靠的传递接收方发给发送方有关丢包信息的环境中,可以由发送方计算丢包率和可承受的传输速率,而不需要依靠接收方计算丢包率。但这种协议对于网络环境和传输协议有更严格的限制。
    相反,基于接收方的TFRC变种对于丢包具有很好的鲁棒性,不需要有可靠的传递反馈报文的要求。更适合于流媒体(web 服务器)这种需要服务器为客户端提供的服务。
    最后作者阐述了TFRC的实现问题,指出历史折扣机制可用于计算平均丢失
    率。
    关于TFRC的安全注意事项,作者指出了TFRC本身不是一个传输协议,而是与传输协议配合使用的用于拥塞控制的一种机制,因此安全问题要是由特定的传输协议和其认证机制来保证。因此有可能会被用于攻击者创造拒绝服务或者霸占更多的带宽,因此需要进一步的完善。
    3 论文的主要贡献
    随着互联网的发展、流媒体应用日益丰富,这些面向音视频的应用以其大数据量、实时性要求高等特性对网络的可用资源提出了巨大的挑战。
    传统基于UDP的实时媒体传输服务不具有TCP友好性,在瓶颈链路上很容易造成严重的资源不公平占用,甚至出现严重的拥塞,造成数据交付延迟、吞吐量下降、丢弃概率增加等等服务质量恶化的负面影响。在TCP流占主要成分的Internet,要实现实时流媒体传输必须保证其能同TCP流共同公平友好地分享链路资源,才能保证网络的高效稳定的运行。
    因此本文提出了一种基于接收方的传输控制机制,它在该善了传统AIMD慢收敛性的基础上,不仅具有很好的拥塞控制能力,同时还具有良好的TCP友好性。这就是TFRC协议。
    作者首先介绍了TCP吞吐量方程的计算方法,指出了在网络传输过程接收方和发送方各自应负责的任务与协议,指出了丢包率的具体算法。最后简略比较了基于发送方和接收方两种机制以及实现和安全问题的讨论。
    我们可以看到,在现今与多个TCP流竞争时TFRC所表现出来的高效的网络资源利用率、平稳的传输速率以及低的突发性等诸多良好的性能,已经为互联网拥塞控制的发展做出了很大的贡献。
    4思考
    同时我们要看到的是,尽管新机制有着如此优越的性能,但是TFRC机制仍然在一些方面不尽如人意:
    (1)对不断改变的网络状态的反应慢,因此在在要求快速响应的传输中,我们仍然建议使用TCP中有关拥塞控制模式。TFRC仅适用于稳定流畅的发送速率环境中。
    (2)由于TFRC本身不是一个传输协议,而是与传输协议配合使用的用于拥塞控制的一种机制,因此安全问题要是由特定的传输协议和其认证机制来保证。
    (3) 拥塞控制机制可能会被利用来创造拒绝服务,可能通过欺骗性的反馈发生这种情况。
    (4)拥塞控制机制可能会被一个贪婪的接收方操作,希望得到更多的网络带宽。可能的防御措施是接收方随机放入一些随机数反馈给发送方表明证据,然后这种随机数的实现细节也依赖于传输协议。
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  • LTE边缘速率

    千次阅读 2018-01-26 11:22:41
    1、定义:基站小区边缘用户的整体平均速率。 2、提高小区边缘速率的办法,主要有以下几种方法: (1)采用功率控制技术,提高小区边缘用户的上行和下行功率,从而提升SINR,提高数据速率。 (2)采用部分频率复用...

    1、定义:基站小区边缘用户的整体平均速率
    2、提高小区边缘速率的办法,主要有以下几种方法:
    (1)采用功率控制技术,提高小区边缘用户的上行和下行功率,从而提升SINR,提高数据速率。
    (2)采用部分频率复用技术,让处于小区中心的用户采用全频率复用,从而给边缘用户空出更多的频带资源,带宽提升会带来速率的提升。
    (3)采用异构网络技术,在小区边缘用户比较集中的地方部署低功率基站进行小范围覆盖,从而提高该范围内用户的SINR,提升数据速率。
    (4)在未来的LTE-A中,还可以利用载波聚合技术以及增强的MIMO技术来设计更加高效合理的资源分配方案,来提升小区边缘的用户数据速率。

    3、LTE中边缘RSRP、边缘SINR、边缘DL是怎么定义的

    应该是说一个eNodeB中的某个小区边缘差点的电平值,信号质量,和下行速度
    4、LTE小区边缘速率的上下行速率计算

    信号强度,发射功率有关系的,准确的计算公式应该是没有的,只能大概估计,做ftp测试可以测试当时的速率。

    结合LTE的应用标准场景(平原、山地等、室内室外),根据小区边缘的用户距离基站的最远距离,一般按照用户(手机)的下行速率能到2Mbps,上行速率能到256kbps计算,信号一格基本稳定在5mbp,再弱就注册不到4G网络了。


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  • 以下为各区域多次实测数据:北京邮电大学:中国移动5G网络下行平均速率约为1200Mbps,上行平均速率约为77Mbps。西长安街(职工之家):中国移动5G网络下行平均速率约为750Mbps,上行平均速率约...
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    日前,腾讯新闻《一线》在北京多地对即将正式商用的5G网络进行了实地测速。从数据结果来看,下行最高速率达到1617Mbps,最低为75Mbps;上行最高速率为139Mbps,最低为7.65Mbps。

    以下为各区域多次实测数据:

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    北京邮电大学:中国移动5G网络下行平均速率约为1200Mbps,上行平均速率约为77Mbps。

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    西长安街(职工之家):中国移动5G网络下行平均速率约为750Mbps,上行平均速率约为115Mbps。中国联通5G网络速率下行为544Mbps,上行为78.9;中国电信5G网络速率下行为445Mbps,上行为106Mbps。

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    东长安街(新东方天地):中国移动5G网络下行平均速率约为637Mbps,上行平均速率约为53Mbps。中国联通5G网络速率下行为228Mbps,上行为14.3Mbps;中国电信5G网络速率下行为111Mbps,上行为14.5Mbps。

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    金融街:中国移动5G网络下行平均速率约为891Mbps,上行平均速率约为75.9Mbps。中国联通5G网络速率下行为360Mbps,上行为55.9Mbps;中国电信5G网络速率下行为75Mbps,上行为7.65Mbps,是本次5G速率测试的最低值。

    丽泽SOHO:中国移动5G网络下行平均速率约为1180Mbps,上行平均速率约为70Mbps。该区域下行最高达到1617Mbps,是本次5G速率测试的最高值。这样的速率、让一秒下载一部高清影片变为现实。

    5G网络的理论下行速度为10Gb/s(相当于下载速度1.25GB)。从上述实测数据直观来看,5G网络的高速率毋庸置疑,它比现有4G网络快10倍甚至更高。一些手机厂商也利用5G高速率来吸引用户眼球,如小米9 Pro 5G手机在发布会时公开的实验室数据是2.02Gbps,要知道实验室和实际使用还是有很大差别,用户需谨慎。

    从覆盖效果来看,由于目前5G网络仍处于初期阶段,且基于NSA组网,所以覆盖不到位还是最大的问题,这从速率上大幅的落差便可窥见一斑。若单纯从数值上来看,中国移动表现最优,其次中国联通和中国电信。

    一位运营商人士对腾讯新闻《一线》表示,5G速率跟覆盖和优化都有非常密切的联系。“现在都是NSA组网,5G是同频组网,不同基站之间采用相同的频率,相互之间有干扰,如果控制的不好,会大大影响上网速率,所以三大运营商的5G速率有高有低。另外,5G继承了4G的时分复用技术(TD-LTE),这方面中国移动在技术上有积累,所以控制能力要强于联通和电信,自然速率也就高些。

    也有运营商人士表示,联通电信现在正处于5G基站共建共享的磨合期,速率不稳定也属正常。

    截至10月20日,北京市共计建设5G基站13014个,开通5G基站10829个,已提前超额完成年初计划全年建设10000个5G基站的目标。按照规划,预计今年年底,北京全市5G基站将超1.4万个,基本实现五环内部署完成,到2020年实现城郊5G网络全覆盖。随着5G网络基站的加快部署,速率也会得到提升。

    中国移动5G网络表现最佳的背后

    说实在话,在当前三大运营商都尚未大规模全国范围建网的情况下,除了本文上面的实测数据,当前网上流传的所谓三家5G网络的性能表现对比其实更多的是实验室的数据,并不具备说服力,毕竟现网环境下影响网络性能的因素有很多,这就需要考验各家运营商的网络优化的能力。

    但是,我们可以从另外的角度来进行对比,性能指标的背后是各家移动通信技术实力的表现,而这一点毫无疑问中国移动要领先一大截。

    早在5G需求定义阶段,中国移动就牵头制定了5G无线网络场景与需求标准,发布“5G之花”,定义了5G的主要系统指标。而在标准成熟阶段,中国移动最早带动5G核心技术大规模天线技术标准制定,使全球5G基站成熟提前一年以上。

    更值得关注的是,在5G架构设计方面,中国移动主导完成5G网络架构和独立组网核心网标准,成为首次由中国公司主导制定的新一代移动通信网络架构标准。在国际电信联盟、3GPP中,中国移动牵头32个标准化项目,累计贡献5G标准提案2700多篇,申请5G专利1000多项,均位列全球运营商前两位。所以,中国移动5G网络的性能毫无疑问值得信任。

    然后,我们再来看看网络覆盖方面。其实覆盖问题,背后就是各家运营商的资金实力问题。

    我们来看下面三家之前计划今年在5G上的投资情况:中国移动今年在5G方面的投资预计为240亿元,计划建设超过5万个5G基站,实现50个以上城市5G商用服务,明年就将进一步覆盖300个以上城市。

    中国联通今年5G方面的投资为80亿元左右,中国电信年初时公布今年5G建设的投资是90亿元。

    从上述数据可以看出,中国移动毫无疑问在投资是最大手笔的,其当前覆盖的城市数量也是最大的。更重要的是,不光是当下,着眼未来发展,据行业分析师预测,未来三到五年内,按照中国移动的资本市场和投资策略,其在5G网络建设上的投入仍然会大幅增加,而这种资本投入上的实力自然会转化为网络上的能力,可以预料,中国移动的5G复制其在4G的发展轨迹,进入一骑绝尘的状态。

    编辑:陈颖思

    来源:PChome、飞象网

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空空如也

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平均速率的定义