專利名稱：一種碼分多址系統(tǒng)中的容量控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA，Code Divided Multi-Access)系統(tǒng)的容量與覆蓋管理技術，特別是指一種碼分多址系統(tǒng)中的容量控制方法。
背景技術：
在CDMA特別是寬帶碼分多址(WCDMA，Wideband Code DividedMulti-Access)系統(tǒng)中，容量與覆蓋是網(wǎng)絡質(zhì)量中很關鍵的參數(shù)，在進行網(wǎng)絡規(guī)劃時，這兩個參數(shù)是互相影響的。在實際的系統(tǒng)運營中，是通過準入和擁塞控制來使容量與覆蓋達到設計目標。
準入控制分為上行準入控制和下行準入控制，實際系統(tǒng)中上下行準入控制獨立完成，本文中主要涉及上行準入控制，因而為了方便，以下將上行準入控制簡稱為準入控制。準入控制的方法通常以負載預測為基礎，其基本思想是根據(jù)系統(tǒng)當前的負載情況以及當前的呼叫接入請求，預測在準入該呼叫請求后，將給系統(tǒng)帶來的負載變化情況，判斷系統(tǒng)能否在這一新的負載情況下正常運行，如果改變后的負載沒有超過系統(tǒng)正常運行的限制，則該接入請求被許可；反之，該接入請求被拒絕。
目前小區(qū)上行的準入控制主要有兩種方法第一種方法是基于負載因子的準入控制。
該方法是在收到新的用戶業(yè)務接入請求時，首先根據(jù)接收端測量得到的接收帶內(nèi)總功率(RTWP，Received Total Wideband Power)計算得到當前系統(tǒng)的負載因子ηUL，如公式(1)ηUL=Noiserise-1Noiserise---(1)]]>
其中，噪音上升(NR，Noiserise)為Noiserise=RTWPNo,]]>No是接收機系統(tǒng)的熱噪音。
然后，根據(jù)單用戶的負載因子定義公式(2)，預測接入該新增業(yè)務將帶來的負載因子增量Δη。
Δη=11+W(Eb/No)j×Rj×vj---(2)]]>其中，(Eb/No)j是當前新增用戶j業(yè)務解調(diào)需要的信噪比，Rj是新增用戶j業(yè)務的信息速率，vj是新增用戶j業(yè)務的激活因子。W是WCDMA基帶碼片速率，如取3.84Mbps。
從而得到假設新用戶j準入后，預測得到的負載因子ηUL′，如公式(3)ηUL′＝ηUL+Δη(3)其中，ηUL是該新增用戶j業(yè)務接入以前WCDMA的上行負載，并將該結(jié)果ηUL′與系統(tǒng)的上行負載因子門限相比較，如果沒有超過門限，則該接入請求被許可；反之，該接入請求被拒絕。
第二種方法是基于總業(yè)務歸一化因子的準入控制。
由于在實際系統(tǒng)中，會出現(xiàn)測量值不可用的情況，此時第一種基于測量的準入方案將不再可用，因此需要采用第二種方案。
首先，本方案中定義了業(yè)務歸一化因子κ，歸一化因子的意義是當前業(yè)務相當于多少標準業(yè)務，在下文中也將歸一化因子稱為等效用戶數(shù)。選擇一種特定的業(yè)務，如12.2k語音業(yè)務作為標準業(yè)務，定義其Ec/No。為參考(Ec/No)ref，假設某新增業(yè)務為(Ec/No)j，則定義該業(yè)務所對應的用戶j的歸一化因子為κ=(Ec/No)j(Ec/No)ref---(4)]]>另外，總業(yè)務歸一化因子是指小區(qū)中所有業(yè)務的歸一化因子之和。在有業(yè)務請求時，計算小區(qū)內(nèi)所有專用信道用戶的業(yè)務歸一化因子，再加上請求準入用戶的業(yè)務歸一化因子，得到假設準入后的總業(yè)務歸一化因子，將該總業(yè)務歸一化因子與預先設定的門限比較，如果沒有超過門限，則該接入請求被許可；反之，該接入請求被拒絕。總業(yè)務歸一化因子的判決也是上下行分別判決。
準入控制是系統(tǒng)穩(wěn)定的一個重要保障，但是當小區(qū)負載很重時，終端用戶設備(UE，User Equipment)移動、數(shù)據(jù)業(yè)務速率變化等帶來的小區(qū)負載波動也會很大，此時可能會出現(xiàn)功率控制無法跟上用戶業(yè)務實際需要功率的變化，或大量用戶業(yè)務在同一時段達到最大發(fā)射功率，使業(yè)務質(zhì)量無法保證等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象被稱為擁塞。因此，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定以及滿足用戶對服務質(zhì)量(QoS，Quality of Service)的要求，需要對系統(tǒng)的擁塞狀況進行控制。
擁塞控制要求當擁塞發(fā)生時，應及時降低承載業(yè)務的速率或者中斷某些用戶的業(yè)務，從而及時降低負載；當擁塞解除后，再恢復承載的業(yè)務速率。因此需要實時對小區(qū)系統(tǒng)中的噪音上升進行監(jiān)控，如果噪音負載超過門限，則需采取如降低用戶業(yè)務服務等級或中斷某個用戶的業(yè)務等相應的處理，以降低小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)的干擾噪音?，F(xiàn)有技術WCDMA系統(tǒng)中上行鏈路噪音負載門限，即噪音上升目標值NRTarget根據(jù)公式(5)計算NRTarget=10×lg(11-η0)+NRMargin---(5)]]>其中，η0是系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時設定的負載，NRMargin是根據(jù)噪音上升分布和用戶業(yè)務接入的阻塞概率而設定的一個噪音上升的余量。
由于現(xiàn)有的這些技術都是在只考慮系統(tǒng)頻譜比較干凈的情況下對系統(tǒng)的控制方法，而實際系統(tǒng)中會存在一些干擾，而且這些干擾會在一定時間內(nèi)無法清除，這樣在進行準入控制時，由于不考慮擁塞的情況，容易導致系統(tǒng)覆蓋發(fā)生劇烈變化，使整個網(wǎng)絡的性能降低。
特別地，在城域環(huán)境中，容量是關鍵因素，如果只基于噪音上升進行準入控制或者擁塞控制，在干擾環(huán)境中則將造成新業(yè)務無法接入，或進行中的業(yè)務被中斷，導致系統(tǒng)的容量急劇下降，甚至不可用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種碼分多址系統(tǒng)中的容量控制方法，在存在無法清除的干擾情況下，能夠有效地控制系統(tǒng)容量，避免系統(tǒng)覆蓋的劇烈變化。本發(fā)明的進一步目的是克服環(huán)境干擾導致的容量損失。
本發(fā)明提供的一種碼分多址系統(tǒng)的容量控制方法，包括a)判斷是否有業(yè)務請求接入，如果有，則進入步驟b)，否則，進入步驟d)；b)預測接入當前請求業(yè)務后的話音等效負載；c)判斷預測的話音等效負載是否超過系統(tǒng)負載門限，如果是，則進入步驟f)，否則，進入步驟d)；d)計算系統(tǒng)的總噪音負載；e)判斷得到的總噪音負載是否超過噪音負載門限值，如果是，則進入步驟f)，否則，進入步驟g)；f)進行相應的降噪處理，返回步驟a)；g)判斷當前是否有業(yè)務請求接入，如果是，則允許該業(yè)務接入，返回步驟a)，否則，返回步驟a)。
該方法所述步驟b)具體為采取基于業(yè)務歸一化因子的方法預測接入當前請求業(yè)務后的系統(tǒng)等效用戶數(shù)；步驟c)所述系統(tǒng)負載門限為預先設定的系統(tǒng)準入用戶數(shù)門限。
該方法如果當前沒有業(yè)務請求接入，則所述步驟d)具體包括d1)測量系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率；d2)根據(jù)得到的系統(tǒng)當前接收帶內(nèi)總功率計算系統(tǒng)當前的負載因子；d3)將得到的系統(tǒng)當前的負載因子作為預測的系統(tǒng)噪音等效負載值；如果當前有業(yè)務請求接入，則步驟d)具體包括d1’)預測接入當前請求業(yè)務所帶來的噪音負載增量；d2’)測量系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率；
d3’)根據(jù)得到的系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率計算系統(tǒng)當前的負載因子；d4’)將步驟d1’)得到的接入當前請求業(yè)務所帶來的噪音負載增量與步驟d3’)得到的系統(tǒng)當前負載因子的和作為預測的系統(tǒng)噪音等效負載值。
該方法所述噪音負載門限值為NRTarget′=10×lg(11-η0)+NRMargin+NRMargin_interference,]]>其中η0為系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時設定的負載，NRMargin為噪音上升的余量，NRMargin_interference為干擾余量。
該方法所述干擾余量為NRMargin_interference＝(-1)×α×10×lg(1-CLost)，其中α為路徑損耗因子，CLost為系統(tǒng)可容忍的覆蓋損失比例。
該方法所述干擾余量為0.9dB或1.8dB。
該方法所述干擾余量為基于實際測量進行確定。
該方法所述干擾余量的確定過程具體為在設定的時間內(nèi)周期地測量系統(tǒng)噪音負載，對得到的系統(tǒng)噪音負載取均值或濾波處理后作為干擾余量。
該方法步驟f)所述進行相應的降噪處理具體包括判斷當前是否有業(yè)務請求接入，如果是，則降低當前請求業(yè)務的服務質(zhì)量，或禁止該業(yè)務接入；否則，降低系統(tǒng)當前服務的優(yōu)先級最低的業(yè)務服務等級，或中斷一個優(yōu)先權(quán)最低的業(yè)務。
從上述方案可以看出，本發(fā)明提供的一種碼分多址系統(tǒng)中的容量控制方法，通過將準入控制與擁塞控制結(jié)合，綜合考慮準入和擁塞對系統(tǒng)的影響，避免了存在干擾的情況下，系統(tǒng)覆蓋的劇烈變化，又通過付出很少的覆蓋代價，增加系統(tǒng)的噪音負載門限，避免了環(huán)境干擾導致容量損失。從而使系統(tǒng)的容量與覆蓋更加穩(wěn)定。另外，本發(fā)明方案還可以避免兩個系統(tǒng)共存時，為避免干擾而需要在(PHS，Personal Handy-phone System)端進行的大規(guī)模網(wǎng)絡改造。


圖1為本發(fā)明較佳實施例的容量控制流程示意圖；
圖2為本發(fā)明較佳實施例的擁塞控制噪音負載門限示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。
本發(fā)明的容量控制方法的準入控制過程包括兩個控制原則首先，在每個用戶請求業(yè)務接入時，根據(jù)接入的用戶業(yè)務類型，計算等效的話音信道數(shù)，并判斷等效話音信道數(shù)是否超過門限，如果超過門限，則拒絕該業(yè)務類型的接入。其次，當用戶業(yè)務的等效話音信道數(shù)沒有超過門限的時候，再判斷該用戶業(yè)務接入后帶來的噪音上升值，如果等效的噪音上升超過該門限，也要中斷該業(yè)務類型的接入。另外，系統(tǒng)還實時根據(jù)噪音負載情況進行擁塞控制。
本發(fā)明較佳實施例中上行準入采用話音等效信道數(shù)，即歸一化因子的方式進行控制，各小區(qū)的系統(tǒng)根據(jù)不同的負載情況，并考慮受干擾情況下的噪音上升設定各自的擁塞控制門限。具體控制過程，參見圖1所示流程圖。
步驟101，系統(tǒng)實時監(jiān)測是否有用戶請求接入，如果有，則進入步驟102；否則，進入步驟105。
步驟102，判定請求接入用戶的業(yè)務類型，根據(jù)基于歸一化因子的準入控制算法預測接入當前用戶后的系統(tǒng)所承載的等效話音用戶數(shù)的值。
即根據(jù)公式(4)計算當前用戶j的業(yè)務歸一化因子κ=(Ec/No)j(Ec/No)ref,]]>再將該結(jié)果加上當前系統(tǒng)內(nèi)所有專用信道用戶的業(yè)務歸一化因子，得到預測的總業(yè)務歸一化因子作為預測的等效用戶數(shù)。
步驟103，判斷該預測的等效話音用戶數(shù)是否超過準入用戶數(shù)門限，如果沒有超過該門限，則進入步驟104；否則，進入步驟108。
步驟104，預測接入當前用戶所帶來的噪音負載增量。
可根據(jù)公式(2)Δη=11+W(Eb/No)j×Rj×vj]]>計算，Δη的值即為接入當前用戶所帶來的噪音負載增量。
步驟105，測量系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率RTWP。
步驟106，計算系統(tǒng)當前的總噪音等效負載ηUL′。
即根據(jù)公式(1)以及測量的系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率RTWP，首先計算當前系統(tǒng)噪音上升Noiserise=RTWPNo;]]>由Noiserise得到系統(tǒng)當前的負載因子ηUL=Noiserise-1Noiserise---(1)]]>；預測的系統(tǒng)總的噪音等效負載ηUL′就是ηUL′＝ηUL+Δη(3)。
這里，如果當前沒有用戶請求接入，則上式(3)中設定Δη的值等于0。
步驟107，判斷當前的系統(tǒng)總的噪音等效負載ηUL′是否超過預先設定的噪音負載門限值，如果是，則進入步驟108，否則，進入步驟109。
其中，噪音負載門限在清頻比較干凈的情況下，可直接根據(jù)用戶接入帶來的噪音上升均值，再加上根據(jù)一定中斷概率設定的余量作為噪音負載門限進行擁塞控制。但是在有干擾或者清頻不十分干凈的情況下，干擾的引入會導致噪音上升的分布改變，如果還采用目前的方法，會導致用戶的中斷概率很高，所以需要在干擾環(huán)境下設定一個干擾余量。
參見圖2所示，圖2中橫軸表示負載，縱軸表示噪音上升。從圖2中可以看出，WCDMA系統(tǒng)上行的噪音上升曲線是與負載有一定關系的。沒有負載時，系統(tǒng)的噪音上升就是系統(tǒng)底噪，沒有干擾的情況下，系統(tǒng)對應一定的目標負載可以找到某一個噪音上升值，但是在有干擾的情況下，需要將該值修正，提高一定的門限。
本發(fā)明中噪音負載門限，即噪音上升目標值NRTarget′如公式6所示NRTarget′=10×lg(11-η0)+NRMargin+NRMargin_interference---(6)]]>其中，NRMargin_interference為本發(fā)明設定的干擾余量，其值如公式(7)所示NRMargin_interference＝(-1)×α×10×lg(1-CLost) (7)其中，α是網(wǎng)絡規(guī)劃時設定的路徑損耗因子，CLost是網(wǎng)絡規(guī)劃設定的系統(tǒng)可容忍的覆蓋損失比例。
由于干擾余量的設定會導致系統(tǒng)覆蓋的減少，因此，本發(fā)明中以少量的覆蓋損失為代價換取系統(tǒng)的容量，這里覆蓋的減少量是根據(jù)覆蓋損失率確定的。根據(jù)公式(6)的計算，并考慮宏蜂窩系統(tǒng)的情況，較佳的設定5％的覆蓋半徑損失對應噪音干擾余量NRTarget′為0.9dB，10％的覆蓋半徑損失對應噪音干擾余量NRTarget′為1.8dB。
步驟108，根據(jù)不同的情況以及系統(tǒng)設定進行相應的降噪處理。比如通過判斷，如果是用戶請求接入，則降低請求接入用戶的服務質(zhì)量，或禁止該用戶接入；如果當前沒有用戶請求接入，則降低當前服務的優(yōu)先級最低的用戶服務等級，或中斷一個優(yōu)先權(quán)最低的用戶，返回步驟101。
步驟109、110，判斷當前是否是用戶接入，如果是，則允許該用戶接入，返回步驟101；否則，直接返回步驟101。
在上面實施例的步驟107中確定干擾余量的方式是基于固定的覆蓋損失為基礎的。另外，還可采取基于實際測量的確定干擾余量的方式，即根據(jù)實際系統(tǒng)的測量值來估計干擾余量，在實際系統(tǒng)中，首先確定一個測量總時間，在這段時間內(nèi)周期地測量系統(tǒng)的噪音負載，得到若干個值，然后對這些值取一個均值或者進行濾波，作為干擾余量。這種方式的好處是干擾余量與實際系統(tǒng)相關，但工程量比較大。
本發(fā)明方案除WCDMA外，同樣也可適用于CDMA2000等其它CDMA蜂窩通信系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種碼分多址系統(tǒng)中的容量控制方法，其特征在于，包括a)判斷是否有業(yè)務請求接入，如果有，則進入步驟b)，否則，進入步驟d)；b)預測接入當前請求業(yè)務后的話音等效負載；c)判斷預測的話音等效負載是否超過系統(tǒng)負載門限，如果是，則進入步驟f)，否則，進入步驟d)；d)計算系統(tǒng)的總噪音負載；e)判斷得到的總噪音負載是否超過噪音負載門限值，如果是，則進入步驟f)，否則，進入步驟g)；f)進行相應的降噪處理，返回步驟a)；g)判斷當前是否有業(yè)務請求接入，如果是，則允許該業(yè)務接入，返回步驟a)，否則，返回步驟a)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b)具體為采取基于業(yè)務歸一化因子的方法預測接入當前請求業(yè)務后的系統(tǒng)等效用戶數(shù)；步驟c)所述系統(tǒng)負載門限為預先設定的系統(tǒng)準入用戶數(shù)門限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果當前沒有業(yè)務請求接入，則所述步驟d)具體包括d1)測量系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率；d2)根據(jù)得到的系統(tǒng)當前接收帶內(nèi)總功率計算系統(tǒng)當前的負載因子；d3)將得到的系統(tǒng)當前的負載因子作為預測的系統(tǒng)噪音等效負載值；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果當前有業(yè)務請求接入，則步驟d)具體包括d1’)預測接入當前請求業(yè)務所帶來的噪音負載增量；d2’)測量系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率；d3’)根據(jù)得到的系統(tǒng)當前的接收帶內(nèi)總功率計算系統(tǒng)當前的負載因子；d4’)將步驟d1’)得到的接入當前請求業(yè)務所帶來的噪音負載增量與步驟d3’)得到的系統(tǒng)當前負載因子的和作為預測的系統(tǒng)噪音等效負載值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述噪音負載門限值為NRTarget′=10×lg(11-η0)+NRMargin+NRMargm_interference,]]>其中η0為系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃時設定的負載，NRMargin為噪音上升的余量，NRMargin_interference為干擾余量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述干擾余量為NRMargin_interference＝(-1)×α×10×lg(1-CLost)，其中α為路徑損耗因子，CLost為系統(tǒng)可容忍的覆蓋損失比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求5述的方法，其特征在于，所述干擾余量為0.9dB或1.8dB。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述干擾余量為基于實際測量進行確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述干擾余量的確定過程具體為在設定的時間內(nèi)周期地測量系統(tǒng)噪音負載，對得到的系統(tǒng)噪音負載取均值或濾波處理后作為干擾余量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟f)所述進行相應的降噪處理具體包括判斷當前是否有業(yè)務請求接入，如果是，則降低當前請求業(yè)務的服務質(zhì)量，或禁止該業(yè)務接入；否則，降低系統(tǒng)當前服務的優(yōu)先級最低的業(yè)務服務等級，或中斷一個優(yōu)先權(quán)最低的業(yè)務。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碼分多址系統(tǒng)中的容量控制方法，包括a)判斷是否有業(yè)務請求接入，如果有，進入步驟b)，否則，進入d)；b)預測接入當前請求業(yè)務后的系統(tǒng)負載；c)判斷預測的系統(tǒng)負載是否超過系統(tǒng)負載門限，如果是，進入f)，否則，進入d)；d)計算系統(tǒng)的總噪音等效負載；e)判斷得到的總噪音等效負載是否超過噪音負載門限值，如果是，進入步驟f)，否則，進入g)；f)進行相應的降噪處理，返回a)；g)判斷當前是否有業(yè)務請求接入，如果是，允許該業(yè)務接入，返回a)，否則，返回a)。本發(fā)明使碼分多址系統(tǒng)在存在無法清除的干擾情況下，也能夠有效地控制系統(tǒng)容量，避免系統(tǒng)覆蓋的劇烈變化，并可進一步克服環(huán)境干擾導致的容量損失。
文檔編號H04J13/02GK1684400SQ200410033819
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月14日
發(fā)明者尹東輝, 顧良 申請人:華為技術有限公司