專利名稱：用于定出無線通信系統(tǒng)的尺寸的系統(tǒng)和方法
相關申請的交叉參考本申請要求在35 U.S.C.§119下的、序列號為No.60/236,927的美國臨時申請的優(yōu)先權利益，該申請在2000年9月28提交，在此全文引入，以供參考。
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明總的涉及無線通信，更具體地，涉及用于定出無線通信系統(tǒng)的尺寸的系統(tǒng)和方法。
2.背景在無線通信系統(tǒng)中，無線電系統(tǒng)工程師必須能夠確定在給定的區(qū)域中支持給定數(shù)目的用戶所需要的基站數(shù)目。這個處理過程，對于本說明書和跟隨的權利要求來說，被稱為定出無線通信系統(tǒng)的尺寸。在純電路交換系統(tǒng)中，這不是問題；然而，當引入分組數(shù)據(jù)時，就變得很難確定所需要的基站的數(shù)目。這是因為分組數(shù)據(jù)能力允許訂戶應用(諸如，萬維網(wǎng)接入，電子郵件，和多媒體應用)的復雜的混合。這些應用大大地增加了影響無線通信系統(tǒng)的容量的變量數(shù)目。例如，新的變量包括分組的突發(fā)性，分組尺寸，延遲約束條件，和延遲變量。不幸的是，被使用來跟蹤這些變量的傳統(tǒng)的分組數(shù)據(jù)統(tǒng)計特性與被使用來跟蹤這些影響電路交換應用的變量的統(tǒng)計特性不相關。
具體地，傳統(tǒng)上被使用來測量用于話音中心系統(tǒng)的容量的Erlang(愛爾蘭)模型不能應用于分組數(shù)據(jù)應用。簡單地，Erlang模型使用每秒進入的呼叫的平均數(shù)，以每秒計的、一個呼叫的平均長度，和可提供用來進行呼叫的線路數(shù)目。如果這三個變量是已知的，則可以應用Erlang公式來確定沒有線路可供其使用的進入呼叫的百分數(shù)，即，被阻塞或延遲的呼叫的百分數(shù)。
Erlang公式具有以下形式
E(t,c)=tcc![Σi=0ctii!]-1----(1)]]>其中t＝進入呼叫的數(shù)目；以及c＝線路的數(shù)目。
業(yè)務量t常常以無量綱單位“Erlang”表示。以Erlang計的業(yè)務量是表示在沒有阻塞時將被占用的線路或電路的預期數(shù)目的一個數(shù)。它可以通過把每個單位時間的呼叫的總的預期數(shù)目，即每秒的平均進入呼叫，與每個呼叫的平均長度相乘而得到。公式(1)的左邊提供被阻塞的呼叫的比例。所以，如果(t)和(c)是已知的，則被阻塞的呼叫的數(shù)目可被確定。
實際上，現(xiàn)代系統(tǒng)需要比起由公式(1)提供的、復雜得多的模型，但基本原理仍舊是相同的。所以，無線電系統(tǒng)工程師在規(guī)劃需要多少基站和把它們放置在何處時，會考察業(yè)務量(t)，可提供的電路的數(shù)目(c)，以及被認為可接受的阻塞呼叫的數(shù)目。因為系統(tǒng)的復雜性，業(yè)務量(t)是根據(jù)考慮諸如無線電資源管理方案和用戶移動性對每個呼叫的業(yè)務量的影響問題的復雜業(yè)務量模型而被確定的。被阻塞的呼叫的數(shù)目被稱為業(yè)務等級(GOS)。通過規(guī)定GOS和按照適當?shù)臉I(yè)務量模型確定業(yè)務量(t)，無線電系統(tǒng)工程師可確定所需要的電路的數(shù)目(c)。GOS典型地應用到忙時，后者是滑動的60分鐘時間段，在此期間，出現(xiàn)給定的24小時時間段中最大的總的業(yè)務量負荷。然而，分組數(shù)據(jù)應用不使用GOS。而是分組數(shù)據(jù)應用的特征在于服務質量(QOS)，它用誤比特率(BER)來度量。因此，分組數(shù)據(jù)應用考察與阻塞的呼叫數(shù)目成對比的、誤碼的數(shù)目。傳統(tǒng)的模型不提供使得電路交換應用中的GOS要求與分組數(shù)據(jù)應用中QOS要求等同的方法。
發(fā)明概要按照本發(fā)明的一個方面，用于定出一支持電路交換和分組數(shù)據(jù)應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸的系統(tǒng)和方法被提供作為使GOS和QOS要求等同的一個方法。這個方面的一個特性是工程師可以更好地確定在無線通信系統(tǒng)的給定業(yè)務區(qū)域中支持給定數(shù)目的用戶所需要的基站最佳數(shù)目。
在一個實施例中，提供了定出被配置成支持多個應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸的方法，其中，對于每個應用，都估值將使用該應用的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)。然后至少部分地根據(jù)將使用該應用的訂戶的估計百分數(shù)而確定對于該應用的訂戶輪廓。每訂戶忙時業(yè)務量比然后至少部分地根據(jù)對于該應用的訂戶輪廓而對于該應用被確定。
該方法還可包括從對于每個應用的每訂戶忙時業(yè)務量比來確定對于該無線通信系統(tǒng)的總的每訂戶忙時業(yè)務量比。然后，估計對于該無線通信系統(tǒng)的總的業(yè)務量容量。然后通過把估值的總的業(yè)務量容量除以總的每訂戶忙時業(yè)務量比而被計算該無線通信系統(tǒng)將支持的訂戶的數(shù)目。
當結合附圖考慮時，從以下的優(yōu)選實施例的詳細說明將明白本發(fā)明的其他方面，優(yōu)點和新的特征。
附圖簡述這里教導的本發(fā)明的優(yōu)選實施例是作為例子，而不是作為限制，來以附圖顯示的，其中

圖1是顯示示例性無線通信系統(tǒng)的方框圖。
圖2是用于確定無線通信系統(tǒng)(諸如，圖1顯示的系統(tǒng))的容量的方法的流程圖。
優(yōu)選實施例詳細描述圖1上顯示無線通信系統(tǒng)100的結構。在無線電信系統(tǒng)中，覆蓋區(qū)域被劃分成多個小區(qū)。系統(tǒng)100被劃分成三個互連的部件或子系統(tǒng)多個移動裝置(它們的一個例子被表示為移動裝置102)，基站子系統(tǒng)(BSS)104，和移動交換中心(MSC)118。一般地，移動裝置102是由系統(tǒng)100的訂戶攜帶的移動設備。傳統(tǒng)上，在無線通信系統(tǒng)100中使用的移動裝置是話音中心裝置，諸如蜂窩電話。然而，最近，數(shù)據(jù)中心裝置，諸如膝上型電腦和PDA，通常被設計用于移動應用。而且，即使今天的蜂窩電話也典型地被配置成用于數(shù)據(jù)應用。
BSS 104包括多個基站收發(fā)信臺(BTS)(它們的一個例子被表示為BTS 108)，和基站控制器(BSC)110。BTS 108通常是在小區(qū)的中心，以及包含一個或多個帶有天線的發(fā)射機。小區(qū)是特定的BTS 108的覆蓋區(qū)域。低功率發(fā)射機被利用，以使得在一個小區(qū)中使用的頻率可以在離得足夠遠的幾個小區(qū)中被使用，以避免干擾。BTS 108建立無線電鏈路以及操縱通過空中接口112與移動裝置102進行的無線通信。每個BSC110管理多個BTS 108。這涉及到分配和管理無線電“信道”和控制涉及移動裝置102從BTS 108到另一個BTS的通信“切換”。BTS 108和BSC 110通過標準化的“Abis”接口114進行通信，以及BSC 110又通過標準化的接口116與MSC 118通信。例如，接口116可以使用標準化的基站應用部分(BSAP)協(xié)議或標準化的SS7協(xié)議。MSC 118管理在移動裝置102之間的和在移動裝置102與公共網(wǎng)之間的通信。MSC 118可接口到的公共網(wǎng)的例子包括綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)120和公共交換電話網(wǎng)(PSTN)122。
系統(tǒng)100可以經(jīng)常支持各種各樣的數(shù)據(jù)業(yè)務。例如，MSC 118可以通過ISP 132把移動裝置102接口到互聯(lián)網(wǎng)。MSC 118可以通過PSTN 120或ISDN 122被接口到ISP 130，但互聯(lián)網(wǎng)使用非實時通信的分組數(shù)據(jù)通信。因為非實時通信對于話音通信是不可接受的，系統(tǒng)100使用電路交換載體134來載送通信到和自該移動裝置102。所以，當把MSC 118接口到互聯(lián)網(wǎng)時，也包括分組-組裝器-分拆器(PAD)(未示出)。PAD把來自移動裝置102的電路交換通信變換到分組數(shù)據(jù)通信，以及反之亦然。
然而，隨著移動數(shù)據(jù)應用的增多，產(chǎn)生了對于移動裝置102的更快速的數(shù)據(jù)業(yè)務的需要。像互聯(lián)網(wǎng)那樣，移動數(shù)據(jù)業(yè)務可使用非實時通信。所以，無線通信系統(tǒng)，如系統(tǒng)100，典型地包括分組數(shù)據(jù)載體136，用于在移動裝置102與互聯(lián)網(wǎng)之間傳送分組數(shù)據(jù)。典型地，移動分組數(shù)據(jù)不是由MSC 118控制。而是，分組數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)(PDSN)138操縱在移動臺102與互聯(lián)網(wǎng)之間通過分組數(shù)據(jù)載體136的通信。PDSN 138包括分組數(shù)據(jù)核心網(wǎng)140，授權、鑒權和計帳節(jié)點(AAA)142以及原籍代理(homeagent)144。分組數(shù)據(jù)核心網(wǎng)140操縱在移動裝置102和互聯(lián)網(wǎng)之間的業(yè)務量的路由。原籍代理144是在移動裝置的原籍網(wǎng)上的路由器，該路由器在移動裝置遠離它的原籍網(wǎng)時發(fā)送分組到移動裝置。它也保持登記的移動裝置的當前位置信息，被稱為移動性捆綁。AAA 142是存儲有關業(yè)務和對于移動臺102的鑒權的信息的服務器。AAA服務器也可提供安全參量。
不同的數(shù)據(jù)業(yè)務，無論是電路交換的還是分組交換的，將分別需要不同的GOS或QOS。今天，互聯(lián)網(wǎng)提供被稱為“盡力”的業(yè)務。當發(fā)送分組時，假定在那個時刻還提供了其他業(yè)務的話，網(wǎng)絡會盡力地轉發(fā)該分組，但網(wǎng)絡不會對傳遞速率或將完全傳遞該分組作出具體的保證。許多計算機應用非常自然地運行在不保證帶寬的范圍中，以及盡力業(yè)務已被證明是有效的。盡力業(yè)務在當前的用戶之間分割可提供的帶寬。使得應用有時運行得慢一點，通常并不造成嚴重的用戶不滿意。對于諸如遠程文件訪問的應用，事實上，盡力業(yè)務已證明是非常有效的。當然，盡力業(yè)務只在極限范圍內是可容忍的，以及完全擁塞的網(wǎng)絡將是不可接受的。
盡力業(yè)務的替代者是需要業(yè)務源宣稱它的業(yè)務要求的業(yè)務，這樣，網(wǎng)絡可保留和保證這個業(yè)務，或明確地拒絕該請求。當有額外的帶寬時，盡力業(yè)務和保留帶寬業(yè)務都工作得很好，使用戶高興。但當有擁塞時，要在使得所有的用戶多少有些減慢(如盡力業(yè)務的情形)或完全拒絕某些用戶以便用保留的帶寬充分服務于其他用戶之間作出選擇。對于某些應用，諸如實時音頻和視頻，保留業(yè)務可能是優(yōu)選的。因此，系統(tǒng)100可以在各種各樣的載體業(yè)務上提供多種數(shù)據(jù)應用。載體業(yè)務中的這種變化由QOS描述，它在技術界中被理解為覆蓋了控制延遲，帶寬，保證度對共享度，丟失率，等等。
互聯(lián)網(wǎng)和移動數(shù)據(jù)分組應用從單個盡力業(yè)務移到更復雜的模型，該模型帶有對于QOS的明確任選項，以支持諸如視頻和音頻的新的應用。在電路交換一邊，不同的載體依據(jù)GOS被規(guī)定。例如，用于CDMA2000無線通信系統(tǒng)的一個業(yè)務量模型使用兩個載體業(yè)務任選項，用于電路交換話音應用。第一個業(yè)務任選項，速率組1，運行在從9.6Kbps到1.2Kbps。第二個業(yè)務任選項，速率組2，運行在從14.4Kbps到1.2Kbps。CDMA2000標準允許在速率組1(9.6kbps)，速率組2(14.4kbps)的電路數(shù)據(jù)業(yè)務任選項，以及在64kbps的新的業(yè)務任選項。為了有效地使用新的業(yè)務任選項，需要端到端的ISDN業(yè)務。對于分組數(shù)據(jù)應用，CDMA2000階段1將提供144kbps的最大分組交換業(yè)務速率。
從訂戶(最終用戶)和源應用來看，四個主要的類別被識別，它們更好地表征分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務圖案交互，背景，會話，和流化。為了保持滿足交互類別要求的QoS，最終用戶要求是請求-響應序列以及有用負荷內容被保存。交互類別也可被分類為非實時的。一個很好的例子是傳統(tǒng)的萬維網(wǎng)應用或電子郵件。在背景類別中，唯一的最終用戶QoS要求是有用負荷內容被保存。對延遲或延遲的變化沒有設置期望值。背景類別也可被分類為非實時的。背景業(yè)務可包括當用戶被接到網(wǎng)絡(但不一定是主動的)時被推到或拉自該終端的數(shù)據(jù)。例子是股市信息，體育新聞，電子郵件，傳真等等。其他的例子可以是DNS業(yè)務，其他移動信息業(yè)務(都是與商業(yè)和社會有關的)，以及終端性質的軟件下載。這些業(yè)務應當是低成本的，以及利用了空閑帶寬。在交互類別中的業(yè)務在調度時比起背景類別業(yè)務具有更高的優(yōu)先級，這樣，只在交互應用不需要傳輸資源時，背景應用才使用它們。應當指出，定義成交互類別的某些郵件業(yè)務也可被看作為背景類別的一部分。交互類別和背景類別主要打算用于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應用，像萬維網(wǎng)應用，電子郵件，遠程登錄(Telnet)，F(xiàn)TP，和新聞。在這兩個類別中，資源被動態(tài)地保留，以及交互應用的響應性通過分隔開交互和背景應用而被確保。
在對話類別中，基本QoS特性是保持在源信息和具有低雙向延時的信息流的最后目的地之間的時間關系(變化)。這個類別是對延時最敏感的，所以，如果必須的話，即使要以有用負載內容為代價，也必須保持延時。對話類別也可被分類為實時的。對于這個類別的打算的應用是語音。在流類別中，基本QoS特性是保持在源信息和該信息流的最后目的地之間的時間關系。因為流類別業(yè)務對延遲不如對話類別業(yè)務那樣敏感(然而，它對延遲變化敏感)，所以比起對話類別它可以允許更好的錯誤率。流類別也可被歸類為實時的。這個類別的很好的例子是來自一個網(wǎng)站的視頻/音頻流。對話類別和流類別打算載送實時業(yè)務流，如語音和視頻流。而交互和背景類別具有傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應用的特性，如萬維網(wǎng)應用和電子郵件，以及用于多個縱向應用，如遙測和銷售點。對于實時應用而言以下的特性是所關心的(1)一個會話(即，‘呼叫’)的持續(xù)時間，(2)每個會話的字節(jié)量增加和降低，(3)分組尺寸增加和降低，(4)每天的會話(即，‘呼叫’)數(shù)目，以及(5)在一天中的會話(即，‘呼叫’)的分布。
在定出實施分組數(shù)據(jù)和電路交換應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸中一個主要挑戰(zhàn)是在訂戶應用(諸如話音、萬維網(wǎng)訪問、電子郵件、多媒體等等)的復雜混合中確定扇區(qū)容量的大小。在這樣的系統(tǒng)中，影響扇區(qū)容量的變量是諸如分組的突發(fā)性、分組尺寸、延遲約束、延遲變量等等，其數(shù)目是非常高的。使用多步驟處理過程，使用查找表、伸展表和傳播模型的定尺寸工具可被使用來克服這些問題?，F(xiàn)在討論由這樣的工具使用的方法。在開發(fā)工具時，相對于呼叫模型變量和它們對數(shù)據(jù)吞吐量的影響而作出工程簡化。傳統(tǒng)的表示容量的方法，如Erlang數(shù)，在這里由于分組交換的應用而不太適用，所以，業(yè)務量用在忙時中(在前向和后向鏈路中)載送的比特來表示，以及容量用每秒比特來表示。
圖2是顯示由工具使用的多步驟處理過程的流程圖。在本說明書末尾處的表1顯示將多步驟處理過程施加到假設的系統(tǒng)而得出的某些樣本結果。以及表1的A列列出可提供的載體業(yè)務和應用。在步驟202，必須確定每個應用的訂戶暢銷度，以及通過使用該暢銷度，找出在給定的時間使用特定應用的總的訂戶的百分數(shù)。為了作出這個判定，把預訂與給定的應用有關的載體業(yè)務的總的訂戶百分數(shù)與實際使用該應用的訂戶的百分數(shù)相乘。然后，把該乘積與使用率縮放因子相乘，這個因子是打算近似典型的訂戶將實際使用該應用的時間的百分數(shù)。這個計算可通過使用表1的第一個應用而顯示，該應用是通過分組數(shù)據(jù)載體業(yè)務的萬維網(wǎng)應用，帶有圖象。B列顯示預訂可應用的載體業(yè)務的訂戶百分數(shù)，該可應用的載體業(yè)務在這種情形下是分組數(shù)據(jù)載體業(yè)務。C列顯示預訂萬維網(wǎng)應用的訂戶的百分數(shù)。以及F列顯示這些訂戶實際上正在使用該業(yè)務的時間的百分數(shù)。因此，步驟202包含使被存儲在B，C和F列中的數(shù)值相乘，以及把結果存儲在H列。對于所考慮的萬維網(wǎng)應用，計算的結果是.80×.20×.50＝.08或8％。
接著，在步驟204，確定平均的訂戶輪廓。這個確定牽涉到對于每個應用估計每天由典型的訂戶參與的應用會話的數(shù)目(D列)，以及把該估值與對于每個會話的平均時間(以秒計)相乘(E列)。然后，把這個乘積除以3600(一小時的秒數(shù))，以產(chǎn)生忙時因子(G列)。繼續(xù)進行對于被使用來顯示步驟202的萬維網(wǎng)應用的分析，這個計算的結果是(3×250)/3600＝.20或20％。然后，使忙時因子乘以在給定的時間使用特定應用的訂戶的百分數(shù)，即，在H列中的數(shù)值，和對于這些用戶中每個用戶的會話數(shù)目，即，被存儲在D列中的數(shù)值，這樣得出的結果被存儲在I列中，這個計算的結果是.20×.08×3＝.048。
換句話說，被存儲在I列中的結果代表在無線通信系統(tǒng)中對總的訂戶平均的、每訂戶忙時呼叫/會話。由于這個計算是對于每個應用，即，對于在表1的A列中列出的每個應用進行的，所以這個計算提供對于每個應用的訂戶的平均使用特性，或在忙時的平均訂戶輪廓。該輪廓然后可被使用來計算每個訂戶的總的忙時數(shù)據(jù)比特要求，它被稱為“原始數(shù)據(jù)比特”。原始數(shù)據(jù)比特是對于分組數(shù)據(jù)和電路交換應用的共同的測量準則。一旦對于每個應用確定了原始數(shù)據(jù)比特，它們就可以以純算術方式被相加，以清楚地描述系統(tǒng)中在所有的應用上每個用戶的業(yè)務量。在下面的討論中將清楚地說明找出和使用對于每個應用的原始數(shù)據(jù)比特的處理過程和重要性。
在步驟206中，計算以每訂戶每忙時千字節(jié)計的平均忙時業(yè)務量(KB/BH/用戶)。然而，首先，通過把每個會話的分組呼叫的數(shù)目(J列)乘以每個呼叫的數(shù)據(jù)報數(shù)目(K和L列)和每個數(shù)據(jù)報的字節(jié)數(shù)目(M和N列)，而找出每個應用的總的千字節(jié)。這是對于前向和后向鏈路實行的。其次，使每個應用的總的千字節(jié)乘以從步驟204得出的平均訂戶輪廓，將其結果存儲在O和P列。應當指出，對于電路交換應用，并沒有應用每個呼叫的數(shù)據(jù)報數(shù)目和每個數(shù)據(jù)報的字節(jié)數(shù)目；所以，在表1中對于電路交換應用，這些列是空白的。對于當前的例子，每個訂戶的平均忙時業(yè)務量是(10×60×650)×.048＝18.72KB/BH/用戶(前向鏈路)(10×30×65)×.048＝.936KB/BH/用戶 (后向鏈路)應當指出，出現(xiàn)在表1中的實際數(shù)值比起這里計算的數(shù)值略有不同，這是因為在舍入各個結果和子結果中的差。另外，在步驟206執(zhí)行的計算也計及各種額外開銷比特。例如，如果無線通信系統(tǒng)是CDMA2000TM系統(tǒng)，則步驟206可以計及被包括在CDMA2000TM模型中的額外開銷比特。
因為表1包含對于CDMA2000TM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，所以被包含在O和P列中的實際數(shù)值不同于以上的計算所預測的數(shù)值。然而，基本上，O和P列的數(shù)值是通過以上的計算得到的。
系統(tǒng)100的某些實施例并不實現(xiàn)一個支持具有不同QoS要求的業(yè)務類別的多用戶調度器。而是，這些實施例使用基于盡力原理的單個用戶調度器，其中5秒的延遲約束條件典型地被看作為合理的限制。所以，當前的實施例把所有的分組數(shù)據(jù)應用都看作為交互業(yè)務類別以及把電路交換應用看作為對話類別。交互類別主要由諸如萬維網(wǎng)瀏覽的應用使用，以及具有以下的業(yè)務會話特性(1)一個會話的持續(xù)時間；(2)在一個會話中的請求數(shù)目；
(3)每個會話的字節(jié)量增加和降低；(4)分組尺寸增加和降低(5)文件尺寸降低；(6)請求間的時間；(7)每天的會話數(shù)目；(8)用戶接入(速率，QoS)(例如，具有最大速率的盡力)；以及(9)一天內的會話分布。
被存儲在表1的D，G，J，K，L，M和N列中的數(shù)值描述這樣的特性。因此，至今為止幾乎所有的數(shù)據(jù)都是當前具有UMPS缺省值的輸入數(shù)據(jù)。O和P列開始確定每個訂戶的忙時業(yè)務量的分析。這是對于每個應用進行的，以及O和P列存儲對于前向和后向鏈路的在忙時中每訂戶千字節(jié)。這個業(yè)務量的總和實際上是在忙時期間對于每個應用處理的有用負載。它是考慮系統(tǒng)中整個群體的每訂戶平均。隨后的分析關系到有關這個有用負載的各種額外開銷，以及試圖找出在兩個方向上空中鏈路中的原始數(shù)據(jù)比特。
一個這樣的額外開銷是調度效率因子，它是在步驟208對于分組數(shù)據(jù)和電路交換應用找出的。對于分組數(shù)據(jù)應用，在不同的數(shù)據(jù)速率下調度效率是數(shù)據(jù)突發(fā)性(即它的占空比)以及類似分組尺寸的特征的一個因子。對于在ISO-2000-A(CDMA2000)系統(tǒng)中的前向鏈路吞吐量的模擬被提供在Vieri Vanghi，IS-2000A前向鏈路吞吐量(Vangi)，EWU/TT/R-00002中，該文件整體地在此引用，以供參考，以及它被使用來提供用于以下的調度效率計算的某些細節(jié)。調度效率分別對于前向和后向鏈路被存儲在S和T列中。通過使用對于每個用戶的、效率數(shù)字(S和T列)和在O和P列中的業(yè)務量，對于每個應用確定相應于100％的調度效率的原始數(shù)據(jù)比特。記住100％調度效率是理想的數(shù)字，它只是在系統(tǒng)中沒有約束條件(諸如延遲約束，延遲變化等等)的情形下才是可能的。
表2說明對于分組數(shù)據(jù)應用的調度效率的示例的計算。表2中的調度效率是與分組呼叫模型的活動性因子或占空比有關的。假設，效率因子是與活動性因子成線性關系。還假設，通常，這個方法應用到任何呼叫模型，以及所假設的5秒的延遲約束被認為是在盡力實施方案中最小的性能限制。所以，如果對于至少兩個數(shù)據(jù)速率的活動性因子是已知的，則可以推導出線性方程，來找出對于任何數(shù)據(jù)速率的調度效率因子。
表2
表2的調度效率呼叫模型是取自Vanghi，這樣，平均分組尺寸是4.1千字節(jié)，分組到達間的時間是10秒，以及會話持續(xù)時間是10個分組，具有5秒的最大延遲。因為假設了對于用戶的調度效率與信道活動性因子之間的線性關系，所以一個線性方程可被應用到以上數(shù)據(jù)點，以找出該關系的斜率和交截點。以下的方程被使用來找出斜率斜率M＝(N2-N1)/(A2-A1)；＝(0.74-0.68)/(0.385-0.089)；＝0.2027為了找出交截點，我們應用(N-N1)＝M×(A-A1)，其中我們代入A＝0；因此。交截點C＝N＝0.68-0.2027(0.089)＝0.662，以及在活動性因子A時的調度效率N現(xiàn)在被給出為N＝M×A+C；或N＝0.2027×A+0.662 (2)這個公式是簡化的，以及通過以下的邏輯被證明為正確的如果用戶峰值數(shù)據(jù)速率是常數(shù)和活動性因子被減小，則調度器必須在系統(tǒng)中容納更多的用戶，以便充分利用可提供的帶寬。更多的用戶自然意味著調度效率下降以及在由公式(2)顯示的模型下，當信道活動性因子下降時，調度效率確實真的下降。同樣的邏輯應用到較高的信道活動性因子的相反情形。如果用戶峰值數(shù)據(jù)速率被增加，以及恒定的活動性因子被保持，則系統(tǒng)中用戶的數(shù)目將不得不被減小，以便容納每個用戶的增加的平均數(shù)據(jù)速率。因此盡管增加的數(shù)據(jù)速率可能提示調度效率的減小，但較小的訂戶數(shù)目將意味著相反的結果，以及總的調度效率將保持不變。在這種情形下，信道活動性因子將決定調度效率。在這些條件下，這兩個值保持不變。另一方面，如果用戶數(shù)據(jù)速率增加伴隨有活動性因子的按比例的減小，則調度效率也下降，這也由在公式(2)中顯示的模型表示。
所以，公式(2)被使用來計算對于表1的任何呼叫模型的調度效率。從以上例子繼續(xù)，對于萬維網(wǎng)應用的調度效率因子可以通過使用公式N＝0.2027×A+0.662被確定，其中根據(jù)該計算是對于前向還是后向信道進行，而使A用被存儲在O或P列中的數(shù)值分別除以Q或R列中的數(shù)據(jù)速率而得出。對于萬維網(wǎng)應用，該計算是0.2027×(19.2/38.4)+0.662＝.76335 (前向鏈路)0.2027×(1.416/38.4)+0.662＝.66948 (后向鏈路)在步驟208，電路交換應用被稍微不同地對待。目標是表征該電路交換應用，以便達到與對于分組數(shù)據(jù)應用計算的相同的原始數(shù)據(jù)比特數(shù)字。這將允許二者被合并，找出總的電路交換和分組交換業(yè)務量比特。話音和其他電路交換應用，如傳真，是實時的；所以，它們具有嚴格的延遲約束條件以及嚴格的延遲變化約束條件。因此，顯然它們應當具有相對較低的效率因子。傳統(tǒng)的業(yè)務等級的概念(或阻塞概率)現(xiàn)在被轉換成等價于分組交換應用中的調度效率因子的低效率因子?？紤]ErlangB模型和2％GOS，36條干線給出僅僅28Erlang的Erlang容量。這實際上意味著約28/36＝78％的效率因子。
應當指出，這是新的業(yè)務量工程方法，以及被創(chuàng)建來把分組數(shù)據(jù)和電路交換的應用合并成一個測量。Erlang B模型效率因子在話音應用中等價于調度效率因子。由于Eb/Io要求(它是被使用來表示對于特定信號的信號噪聲比的度量)對于話音比對于分組數(shù)據(jù)大了約1.3dB，所以調度效率計算包括另一個用于電路交換應用的效率因子，相應于10^(-1.3/10)＝74％。這兩個因子導致58％的平均利用效率。所以，被存儲在S和T列中的、對于電路交換應用的數(shù)值是0.58。為了計算話音呼叫的Erlang效率，考慮從呼叫接納控制看來可提供用于話音呼叫的整個空中鏈路容量。這意味著，話音呼叫在呼叫接納中得到超過數(shù)據(jù)呼叫的優(yōu)先級。
對于這一點的處理過程初步只考慮空中接口上的有用負載，但在步驟210也考慮在空中接口和物理層上的編幀的額外開銷。為了簡化和后向兼容性起見，用于電路交換的話音的這些值被匯集成話音活動性因子。對于數(shù)據(jù)應用，這些數(shù)值對不同的數(shù)據(jù)速率進行計算。U和V列在物理層將這個編幀額外開銷引入到前向和后向鏈路中。指出當數(shù)據(jù)速率上升時編幀額外開銷降低是有趣的。這是由于更多的比特為了更高的數(shù)據(jù)速率而被分組為相同的20ms幀，而CRC和結尾的比特保持為不變。類似的額外開銷由于在RLP/MUX-PDU/LTU幀中的MAC層額外開銷，以及RLP重新傳輸額外開銷，而加上。MAC層額外開銷被顯示在W和X列。RLP重新傳輸額外開銷被顯示在Y和Z列。
在步驟212，確定每個訂戶的歸一化忙時業(yè)務量(歸一化業(yè)務量)。所以該歸一化業(yè)務量是原始數(shù)據(jù)比特。從和AB列存儲該考慮來自先前步驟的額外開銷影響的歸一化業(yè)務量。對于各個電路交換的和分組數(shù)據(jù)應用的原始數(shù)據(jù)比特被歸一化，這樣，在空中接口容量方面，它們現(xiàn)在是相同的。因此，它們可以以代數(shù)方式被求和。在步驟214，總的每訂戶忙時業(yè)務量(總的原始數(shù)據(jù)比特)被計算為對于每個應用被存儲在AA和AB列中的數(shù)值的簡單相加。接著，在步驟216，通過把每個訂戶的業(yè)務量除以總的扇區(qū)容量，而確定每個扇區(qū)的、以訂戶數(shù)計的總的扇區(qū)容量。
表3分別概述對于話音吞吐量的扇區(qū)容量，對于分組數(shù)據(jù)用戶的有效吞吐量，和分組數(shù)據(jù)原始吞吐量。表3是基于從Vanghi得出的信息，例如，數(shù)值是對于60°的天線，NoW＝-105dBm，話音Eb/Io＝6dB，以及分組數(shù)據(jù)Eb/Io＝4.7dB，被確定的。
表3
對于話音吞吐量，效率因子因為已提到的兩個因素而非常低第一，電路交換的話音具有對于GOS的2％的Erlang B因子，導致低效率；以及第二，比數(shù)據(jù)更高的Eb/Io要求有1.3dB或65％的另一個校正。在步驟216，表3中的吞吐量被使用來計算扇區(qū)容量。對于城市和城郊環(huán)境的扇區(qū)容量被分開地計算。因此，給定以Kbps計的扇區(qū)容量和在忙時中每個用戶的原始數(shù)據(jù)比特后，扇區(qū)容量依據(jù)每頻率分配每扇區(qū)支持的用戶數(shù)目被計算。
這是簡單的方法，但大大地有助于了解和評估從電路交換到分組交換應用的示范改變。當前的實施例并不實現(xiàn)所需要的每個QoS的訂戶業(yè)務類別，例如，交互、背景、對話和流，而是使用在盡力原理上運行的帶有5秒的延遲約束條件的單個調度器。但是已經(jīng)為具有保證的QoS的業(yè)務類別的未來改變預作安排，在多個業(yè)務類別被引入時，將導致增加的效率。在表1和在對于模型的下面的假設中使用的幾個數(shù)值是從George Bertini的、用于CDMA2000 1xRTT的訂戶業(yè)務量模型，EWU/UT1551-3/FCP101 0746中得出的，這些模型整體地在此引用，以供參考。
在表1中實施的模型容易轉換成伸展表，它在用于確定無線通信系統(tǒng)(如系統(tǒng)100)的容量的工具中被使用。如前所述，這個容量分析也可以基于逐個扇區(qū)地被完成。容量分析的結果然后可被使用來定出系統(tǒng)的尺寸，以確保適當?shù)娜萘繉τ谒械挠啈羰强商峁┑摹?br> 雖然已顯示和描述本發(fā)明的實施例和實施方案，但應當看到，更多的實施例和實施方案屬于本發(fā)明的范圍內。因此，除了按照權利要求和它們的等價物外，本發(fā)明并不被限制。
表1
表1(續(xù))
表1(續(xù))
表1
首先，把用上述方法生成的記錄數(shù)據(jù)變換為圖2所示形狀的記錄脈沖波形，把該記錄脈沖波形重復8次圖形記錄到光盤上，研究記錄策略最佳化所需的平均操作次數(shù)。這時，每重復一次記錄脈沖波形，即在各記錄脈沖波形的前面記錄10T的基準標記，以根據(jù)該10T的基準標記再生出的再生波形為起點，取入再生波形的時間序列數(shù)據(jù)。這是為了提高數(shù)據(jù)取入的位置精度。而待形成起點的基準標記或間隔不必局限于10T的長度，只要是記錄數(shù)據(jù)中不用的圖形，且具有可穩(wěn)定檢出的長度(最好在激光光束的直徑以上)就行。
圖7示出使3T信號的起始脈沖的脈沖寬度Ttop在0.3T到0.5T間改變時的指標I2。圖7之中的4條曲線分別表示8個重復記錄脈沖波形之中的1個、2個、3個、8個的平均值。正如圖7所示，在平均化個數(shù)為1(未進行平均化操作)以及平均化個數(shù)為2的平均化操作之中，由于噪聲影響，指標I2的值很小，而且與用來使記錄策略最佳化的記錄補償參數(shù)的起始脈沖的脈沖寬度Ttop的變化對應的指標I2的變化并不明顯。因此，在平均化個數(shù)為2以下的平均化操作之中，很難決定最佳記錄策略。在平均化個數(shù)為3以上的平均化操作之中，指標I2的值很大，且與起始脈沖的脈沖寬度Ttop的變化對應的指標I2<p>
權利要求
1.一種定出被配置來支持多個應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸的方法，包括對于每個應用，估計將使用該應用的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)；對于每個應用，至少部分地根據(jù)將使用該應用的訂戶的估計百分數(shù)確定對于該應用的訂戶輪廓；以及對于每個應用，至少部分地根據(jù)對于該應用的訂戶輪廓確定對于該應用的每訂戶忙時業(yè)務量比。
2.權利要求1的方法，還包括對于該無線通信系統(tǒng)，從對于每個應用確定的每訂戶忙時業(yè)務量比來確定總的每訂戶忙時業(yè)務量比；對于該無線通信系統(tǒng)，估計總的業(yè)務量容量；以及對于該無線通信系統(tǒng)，通過把估計的總的業(yè)務量容量除以已確定的總的每訂戶忙時業(yè)務量比而確定該無線通信系統(tǒng)將支持的訂戶的數(shù)目。
3.權利要求2的方法，其中該總的每訂戶忙時業(yè)務量比是對于無線通信系統(tǒng)中的前向鏈路和后向鏈路被確定的。
4.權利要求2的方法，還包括對于每個應用，估計調度效率因子；以及對于每個應用，至少部分地根據(jù)估計的調度效率因子而歸一化每訂戶忙時業(yè)務量比，以確定需要的原始數(shù)據(jù)比特。
5.權利要求4的方法，其中確定對于該無線通信系統(tǒng)的、總的每訂戶忙時業(yè)務量比包括對每個應用所需要的原始數(shù)據(jù)比特求和。
6.權利要求5的方法，其中對于每個應用的每訂戶忙時業(yè)務量比的歸一化還基于以下的至少一項空中接口編幀額外開銷，MAC層編幀額外開銷；以及RLP重新傳輸額外開銷。
7.權利要求5的方法，其中每訂戶忙時業(yè)務量比，所需要的原始數(shù)據(jù)比特，和總的每訂戶忙時業(yè)務量比中每個項目都是以每訂戶每小時千字節(jié)測量的，以及其中總的業(yè)務量容量是以每小時千字節(jié)測量的。
8.權利要求1的方法，其中估計將使用給定應用的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)通過以下步驟被估計估計或測量第一百分數(shù)，該第一百分數(shù)是預訂支持該應用的載體業(yè)務的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)；估計或測量第二百分數(shù)，該第二百分數(shù)是預訂各個載體業(yè)務和將實際使用該應用的訂戶的百分數(shù)；估計使用率縮放因子；以及使第一百分數(shù)、第二百分數(shù)和使用率縮放因子相乘。
9.權利要求8的方法，其中確定對于每個應用的訂戶輪廓包括估計或測量被包括在第二百分數(shù)中的平均訂戶每天將參與的應用會話的數(shù)目；估計或測量每個應用會話的平均持續(xù)時間；根據(jù)測量或估計的應用會話數(shù)目和每個應用會話的測量或估計的平均持續(xù)時間，而確定忙時因子；以及使該確定的忙時因子乘以第二百分數(shù)，以確定對于該應用的訂戶輪廓。
10.權利要求9的方法，其中確定對于給定應用的訂戶輪廓還包括在無線通信系統(tǒng)的訂戶總數(shù)上平均該確定的訂戶輪廓，以得出對于該應用的平均訂戶輪廓。
11.權利要求9的方法，其中確定對于給定應用的每訂戶忙時業(yè)務量比包括估計或測量每個應用會話的字節(jié)數(shù)；以及把該估計或測量的、每個應用會話的字節(jié)數(shù)乘以所確定的訂戶輪廓。
12.權利要求1的方法，其中該多個應用包括電路交換的和分組數(shù)據(jù)應用。
13.權利要求12的工具，其中所有的分組數(shù)據(jù)應用被認為是交互業(yè)務類別，以及所有的電路交換應用被認為是對話業(yè)務類別。
14.權利要求1的方法，其中該無線通信系統(tǒng)的容量是基于每個扇區(qū)被確定的。
15.一種計算機可讀的媒體，其上存儲一個或多個指令序列，用于使得一個或多個處理器執(zhí)行定出被配置來支持多個應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸的方法，該步驟包括對于每個應用，估計將使用該應用的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)；對于每個應用，至少部分地根據(jù)將使用該應用的訂戶的估計的百分數(shù)而確定對于該應用的訂戶輪廓；以及對于每個應用，至少部分地根據(jù)對于該應用的訂戶輪廓而確定對于該應用的每訂戶忙時業(yè)務量比。
16.權利要求15的計算機可讀媒體，其中該步驟還包括對于該無線通信系統(tǒng)，從對于每個應用確定的每訂戶忙時業(yè)務量比來確定總的每訂戶忙時業(yè)務量比；對于該無線通信系統(tǒng)，估計總的業(yè)務量容量；以及對于該無線通信系統(tǒng)，通過把該估計的總的業(yè)務量容量除以已確定的總的每訂戶忙時業(yè)務量比而確定該無線通信系統(tǒng)將支持的訂戶的數(shù)目。
17.權利要求16的計算機可讀媒體，其中該步驟還包括對于每個應用，估計調度效率因子；以及對于每個應用，至少部分地根據(jù)估計的調度效率因子，歸一化每訂戶忙時業(yè)務量比，以確定需要的原始數(shù)據(jù)比特。
18.權利要求17的計算機可讀媒體，其中確定對于該無線通信系統(tǒng)的、總的每訂戶忙時業(yè)務量比包括對每個應用需要的原始數(shù)據(jù)比特求和。
19.一種用來定出被配置以支持多個應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括處理器；數(shù)據(jù)貯存區(qū)；以及執(zhí)行區(qū)，被配置來對于每個應用，估計將使用該應用的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)；對于每個應用，至少部分地根據(jù)將使用該應用的訂戶的估計的百分數(shù)確定對于該應用的訂戶輪廓；以及對于每個應用，至少部分地根據(jù)對于該應用的訂戶輪廓而確定對于該應用的每訂戶忙時業(yè)務量比。
20.權利要求19的系統(tǒng)，其中執(zhí)行區(qū)還被配置來對于該無線通信系統(tǒng)，從對于每個應用確定的每訂戶忙時業(yè)務量比來確定總的每訂戶忙時業(yè)務量比；對于該無線通信系統(tǒng)，估計總的業(yè)務量容量；以及對于該無線通信系統(tǒng)，通過使該估計的總的業(yè)務量容量除以已確定的總的每訂戶忙時業(yè)務量比而確定該無線通信系統(tǒng)將支持的訂戶的數(shù)目。
21.權利要求20的系統(tǒng)，其中執(zhí)行區(qū)還被配置來對于每個應用，估計調度效率因子；以及對于每個應用，至少部分地根據(jù)該估計的調度效率因子歸一化每訂戶忙時業(yè)務量比，以確定需要的原始數(shù)據(jù)比特。
22.權利要求21的方法，其中確定對于該無線通信系統(tǒng)的、總的每訂戶忙時業(yè)務量比包括對每個應用需要的原始數(shù)據(jù)比特求和。
全文摘要
定出被配置來支持多個應用的無線通信系統(tǒng)的尺寸的方法。該方法包括對于每個應用，估計將使用該應用的無線通信系統(tǒng)的訂戶的百分數(shù)。然后，至少部分地根據(jù)將使用該應用的訂戶的估計百分數(shù)，確定對于該應用的訂戶輪廓。然后，至少部分地根據(jù)對于該應用的訂戶輪廓，確定對于該應用的每訂戶忙時業(yè)務量比。
文檔編號H04B7/26GK1628473SQ01816414
公開日2005年6月15日 申請日期2001年9月27日 優(yōu)先權日2000年9月28日
發(fā)明者R·諾塔尼, P·薩拉菲 申請人:艾利森電話股份有限公司