CN100461941C - 码分多址通信***中的上行接纳控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址通信***中的上行接纳控制方法，包括：1)将某业务设为基准业务，基站预配置基准业务等效用户数、其他业务等效用户数、基准业务最大用户数和上行干扰门限；2)基站接收业务呼叫请求，查得其配置的等效用户数、基准业务的最大用户数和上行干扰门限、小区当前上行总干扰；3)若小区上行总干扰大于门限，则进步骤6)，否进步骤4)；4)若小区当前等效用户数及该业务等效用户数之和与基准业务的最大用户数大于基准业务的最大用户数，则进步骤6)，否进步骤5)；5)接受请求，并将小区当前等效用户数更新为步骤4)两等效用户数之和，返步骤2)；6)拒绝请求返回步骤2)；基站收业务释放请求释放该业务并更新小区当前等效用户数。本发明简单实用且高效。

Description

码分多址通信***中的上行接纳控制方法

技术领域

本发明涉及一种码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)通信***中的上行接纳控制方法。

背景技术

CDMA***的一个显著特点是其为一个自干扰***，在上行方向，对于一个特定的用户来说，其它用户的信号都是干扰。当一个新的用户接入以后，增加了对***中已有用户的干扰，为了保持通话质量，在闭环功率控制的作用下，所有用户都增加发射功率，出现功率攀升的现象。如果对接入***的用户数不加以限制，在极端情况下，功率攀升将导致所有用户都以最大功率进行发射，却仍然达不到所需的信噪比门限，所有用户都无法进行正常通话，***陷入瘫痪状态。为此，必须限制接入***的用户总数，使***的上行总干扰保持在一个特定门限以下，这个门限称为接纳控制门限，它是为保持***正常运行所能容忍的最大上行干扰。CDMA***必须具有接纳控制的功能，接纳控制的作用是在接到一个用户的呼叫请求时，对新呼叫接入后***的干扰进行预测，并与接纳控制门限进行比较，如果预测结果超过接纳控制门限，则拒绝该新的呼叫请求，以保持整个***的稳定。

不同种类的业务接入***后对***负荷的影响是不同的，这主要与业务的Qos(Quality of service，服务质量)有关，具体地说，与业务所要求的Eb/No(上行品质因素)和业务的比特速率有关。业务所要求的Eb/No越大，则用户的发射功率越高，在Eb/No相同时，用户的速率越大，发射功率也越高。接纳控制要综合考虑Eb/No和业务速率对***负荷的影响。

在已公开的各种接纳控制方法中，Harri Holma等(WCDMA for UMTS JOHNWILEY & SONS，LTD，2000)提出了一种基于负荷因子和干扰并针对单一业务的上行链路呼叫接纳允许控制方法，该方法中，如果新的总干扰水平高于干扰门限的话，即若I_{total_old}+ΔI>I_threshold，新用户将不被上行链路接纳控制算法所接纳。在对ΔI进行估计时采用了两种方法：其一是微分方法，其二是积分方法。这两种方法都考虑了单业务的负荷曲线，但对混合业务如何进行估计却没有涉及。

专利申请号为01101408.3的申请文件公开了题为“一种CDMA通信***中呼叫准入控制的方法”的技术，其提出了一种在CDMA***中进行接纳控制的方法，该方法只是简单地将请求接入时的***负荷与接纳门限进行比较，没有对新用户接入后的负荷进行预测，也没有对用户数进行限制，是一种非常粗略的接纳控制，在***负荷较高时，很容易造成***过载，接纳控制失效。申请号为02158074.X的申请文件公开了题为“码分多址移动通信***中的一种接纳控制方法”的技术，其提出了一种基于矩阵计算的接纳控制方法，通过判断功率矩阵的可逆性来决定是否接纳。该方法一个明显的缺点是矩阵运算的运算量大，不适于通信***的实时性要求。

很明显，现有技术并没有很好地解决CDMA通信***中的新用户上行接入时如何进行有效控制这一问题。而在无线资源管理中，接纳控制是服务质量的重要保障，在有限资源条件下，接纳控制可充分利用***资源并对保持***稳定发挥着重要作用。

发明内容

针对上述现***分多址通信***中的上行接纳控制方法中所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种简单实用、处理用户请求效率高的码分多址通信***中的上行接纳控制方法。

本发明是这样实现的：一种码分多址通信***中的上行接纳控制方法，包括以下步骤：

1)将***中各业务中的一种设置为基准业务，基站根据业务相关参数计算出基准业务用户数和其他业务相对于该基准业务的等效用户数，进而计算出基准业务的最大用户数和上行干扰门限；将基准业务等效用户数、其他业务等效用户数、基准业务的最大用户数和上行干扰门限作为配置参数存储于该基站数据库；并将小区当前等效用户数初始化为0。

2)基站接收到某业务呼叫请求后，根据业务类型查询其对应的配置参数得到其等效用户数、基准业务的最大用户数和上行干扰门限；同时调用基站测得的小区当前上行总干扰；

3)比较小区上行总干扰和上行干扰门限的大小，若大于门限值，则进入步骤6)，否则进入步骤4)；

4)将小区当前等效用户数及该业务等效用户数之和与基准业务的最大用户数进行比较，若大于基准业务的最大用户数，则进入步骤6)，否则进入步骤5)；

5)接受该业务呼叫请求，并将小区当前等效用户数更新为步骤4)中的两等效用户数之和，并返回步骤2)等待处理下一业务呼叫；

6)拒绝该业务呼叫请求，并返回步骤2)等待处理下一业务呼叫。

进一步地，该方法还包括：基站接收到业务的释放请求后，释放该业务，并将步骤5)中的小区当前等效用户数更新为其与该业务的等效用户数之差。

进一步地，所述小区上行总干扰由基站周期性公共测量得出并及时更新。

进一步地，所述业务相关参数包括业务的Eb/No、业务速率、扩频带宽、业务的话音激活因子、背景噪声功率及该小区允许的最大上行负荷因子等参数。

进一步地，所述各业务的业务速率随着业务流量变化而变化时，网络则根据业务流量动态调整分配给各业务相应的带宽，则需要根据调整后的业务速率所对应的速率重新查找对应业务的等效用户数，并同时更新小区当前的等效用户数。

进一步地，所述***中业务包括有诸如语音业务等的会话型业务、诸如流式多媒体业务等的流式业务、诸如数据库检索业务等的交互式业务和诸如文件传输业务等的后台业务。

本发明CDMA***中首先在各不同业务中设置一基准业务，并将各不同业务的等效用户数、基准业务的最大用户数等参数根据相关数据事先算好作为网络参数进行配置，而在进行接纳控制时，无需进行复杂的计算，只需根据业务类型即可得到该业务请求的等效用户数，进行简单的比较，就可以判定该业务请求是否可以被接入。同时，还对各小区的实时干扰进行了限制，避免了由于干扰的波动造成的误判决的情况。本发明简单实用且高效。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步详细地说明：

图1是WCDMA***中基站公共测量流程示意图；

图2是本发明WCDMA接纳控制流程示意图。

具体实施方式

在满足一定覆盖要求的条件下，CDMA***对某一种业务的容量是确定的，即***可以接入这种业务的用户总数是确定的。不同类型的业务，可以接入的最大用户数是不同的，这主要与业务的Eb/No和业务速率有关。本发明首先选择一种基准业务，例如话音业务，确定以这种基准业务的最大用户数表示的***的最大容量，而其它业务则根据Eb/No和业务速率映射为等效的基准业务用户数，在进行上行接纳判决时，只需要判断***总的等效基准用户数是否超过最大基准用户数即可。

CDMA***中，某种业务j的上行品质因素Eb/No可以表示为：

${(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j=\frac{W}{v_j{R}_j}\·\frac{P_j}{I_{\mathrm{total}}-P_j}=\frac{{\mathrm{PG}}_j}{v_j}\·\frac{P_j}{I_{\mathrm{total}}-P_j}---\left(1\right)$

(1)式中，W为扩频带宽，R_j为业务速率，v_j为该业务的话音激活因子，P_j为在基站接收到的该业务的信号功率，I_total为基站接收到的总干扰，等于所有用户的功率和背景噪声之和， ${\mathrm{PG}}_j=\frac{W}{R_j}$ 为该业务的处理增益。从(1)式可以得到j类业务的接收功率为：

$P_j=\frac{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j}{{\mathrm{PG}}_j/v_j+{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j}\·I_{\mathrm{total}}---\left(2\right)$

若重新定义 ${\mathrm{PG}}_j=\frac{W}{R_j\·v_j},$ 则(2)式可以表示为：

$p_j=\frac{1}{\frac{{\mathrm{PG}}_j}{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j}+1}\·I_{\mathrm{total}}---\left(3\right)$

而***的上行负荷因子为：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{UL}}=\frac{P_{\mathrm{total}}}{I_{\mathrm{total}}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j}{I_{\mathrm{total}}}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{\frac{{\mathrm{PG}}_j}{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j}+1}---\left(4\right)$

(4)式中，N为小区内总的用户数。可见，***的上行负荷因子是与基站接收到的每个用户的信号功率相关的，功率越大，对负荷因子的贡献越大。如果小区内只有一种业务，则(4)式变为：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{UL}}=\frac{N}{\frac{{\mathrm{PG}}_j}{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j}+1}---\left(5\right)$

选定一种基准业务，例如话音业务，它的Eb/No和PG表示为(Eb/No)_norm和PG_norm，第j类业务的Eb/No和PG表示为(Eb/No)_j和PG_j，定义第j类业务的等效用户数n_j为：

$n_j=\frac{P_j}{P_{\mathrm{norm}}}=\frac{\frac{{\mathrm{PG}}_{\mathrm{norm}}}{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_{\mathrm{norm}}}+1}{\frac{{\mathrm{PG}}_j}{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_j}+1}---\left(6\right)$

(4)式中的上行负荷因子可以重新表示为：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{UL}}=\frac{P_{\mathrm{total}}}{I_{\mathrm{total}}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j}{I_{\mathrm{total}}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{n}_j}{\frac{{\mathrm{PG}}_{\mathrm{norm}}}{{(\mathrm{Eb}/\mathrm{No})}_{\mathrm{norm}}}+1}---\left(7\right)$

上行负荷因子还可以表示为上行噪声提升：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{UL}}=1-\frac{1}{\mathrm{Noise}\_\mathrm{rise}}=1-\frac{1}{I_{\mathrm{total}}/P_N}=1-\frac{P_N}{I_{\mathrm{total}}}---\left(8\right)$

(8)式中的P_N为背景噪声功率。

本发明首先根据扩频带宽W、每种业务的速率R_j和每种业务的话音激活因子v_j来计算业务的处理增益PG_j；选取一种业务，例如话音业务作为基准业务，根据公式(6)计算每种业务的等效用户数n_j，将计算结果向上取整作为网络参数配置结果；根据网络规划的覆盖要求，确定小区允许的最大上行负荷因子η_UL，根据公式(5)计算基准业务的最大用户数Nmax，根据公式(8)计算最大负荷因子对应的上行干扰门限I_thresh。将各参数配置到相应基站。

下面以第三代移动通讯***中的宽带码分多址***(WCDMA)为例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

WCDMA的扩频带宽W＝3.84Mhz。WCDMA***支持多种具有不同Qos要求的业务，每种业务的Eb/No和速率R都不相同。在本例中，仅考虑业务速率为12.2kbps的话音业务，64kbps和144kbps的数据业务，并以12.2k话音业务作为基准业务，这三种业务的Qos配置参数如下表所示：

表1

 

业务编号	业务速率R(bps)	Eb/No(dB)	Eb/No(实数)	话音激活因子v<sub>j</sub>	处理增益PG	等效用户数n<sub>j</sub>
							1	12.2	7.2	5.2	0.67	469.8	1
2	64	3.4	2.2	1	60	4
							3	144	2.8	1.9	1	26.7	7

本例中，上行负荷因子η_UL＝75％，上行背景噪声功率P_N＝-107dBm，其它需要配置的参数如下表所示：

表2

 

上行负荷因子η<sub>UL</sub>	背景噪声P<sub>N</sub>(dBm)	背景噪声P<sub>N</sub>(实数)	最大话音用户数Nmax	干扰门限I_thresh(dBm)
					0.75	—107	1.9953e-011	68	-100.1

如图1所示，WCDMA***中，小区上行负荷(RTWP)均由基站(Node B)测量并周期上报给基站控制器(RNC)。RNC通过Iub口信息消息通知Node B启动公共测量，Node B准备好后，向RNC回响应消息，然后将测量结果通过Iub口消息上报给RNC。

如图2所示，本发明WCDMA***中接纳控制是在RNC内进行的，图中①表示返回步骤202。本发明具体包括以下步骤：

201、RNC在初始状态，启动Node B公共测量，报告方式为周期上报。小区当前等效用户数计数器Nuser清零。然后进入步骤202。

202、等待状态。

203、204，RNC收到Node B周期上报的公共测量报告，根据测量结果更新小区上行负荷Itotal，返回步骤202。

205、RNC收到用户的呼叫请求，执行步骤206。

206、根据呼叫请求的业务类型，从表1得到该业务的等效用户数n_j，从表2得到小区最大话音用户数Nmax，干扰门限I_thresh。

207、如果Itotal>I_thresh，执行步骤210。否则，执行步骤208。

208、如果Nuser+n_j>Nmax，执行步骤210，否则，执行步骤209。

209、接受该呼叫请求，令Nuser＝Nuser+n_j，返回步骤202。

210、拒绝该呼叫，返回步骤202。

211、212、基站收到用户的业务释放请求，释放该业务，并将步骤209中的小区当前等效用户数更新为其与该业务的等效用户数之差，即令Nuser＝Nuser-n_j，返回步骤202。

上述本发明的方法是假定所有业务的速率都是恒定的情况，即在整个呼叫激活过程中业务的速率是不变的。事实上，对于分组业务，其速率是随着业务流量而变化的，网络会根据业务流量情况动态调整分配给分组业务的带宽。在这种情况下，应根据调整后的业务速率所对应的速率重新查找对应业务的等效用户数，并修改小区当前等效用户数。因此，对于速率变化的情况，本发明的方法也是适用的。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种码分多址通信***中的上行接纳控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将***中各业务中的一种设置为基准业务，基站根据业务相关参数计算出基准业务等效用户数和其他业务相对于该基准业务的等效用户数，进而计算出基准业务的最大用户数和上行干扰门限；将基准业务等效用户数、其他业务等效用户数、基准业务的最大用户数和上行干扰门限作为配置参数存储于该基站数据库；并将小区当前等效用户数初始化为0；

2)基站接收到某业务呼叫请求后，根据业务类型查询其对应的配置参数得到其等效用户数、基准业务的最大用户数和上行干扰门限；同时调用基站测得的小区当前上行总干扰；

3)比较小区当前上行总干扰和上行干扰门限值的大小，若大于上行干扰门限值，则进入步骤6)，否则进入步骤4)；

4)将小区当前等效用户数及该业务等效用户数之和与基准业务的最大用户数进行比较，若大于基准业务的最大用户数，则进入步骤6)，否则进入步骤5)；

5)接受该业务呼叫请求，并将小区当前等效用户数更新为步骤4)中的两等效用户数之和，并返回步骤2)等待处理下一业务呼叫；

6)拒绝该业务呼叫请求，并返回步骤2)等待处理下一业务呼叫。

2.根据权利要求1所述的码分多址通信***中的上行接纳控制方法，其特征在于，该方法还包括：

基站接收到业务的释放请求后，释放该业务，并将步骤5)中的小区当前等效用户数更新为其与该业务的等效用户数之差。

3.根据权利要求1或2所述的码分多址通信***中的上行接纳控制方法，其特征在于，所述小区当前上行总干扰由基站周期性公共测量得出并及时更新。

4.根据权利要求1或2所述的码分多址通信***中的上行接纳控制方法，其特征在于，所述业务相关参数包括业务的Eb/No、业务速率、扩频带宽、业务的话音激活因子、背景噪声功率及该小区允许的最大上行负荷因子。

5.根据权利要求1或2所述的码分多址通信***中的上行接纳控制方法，其特征在于，所述各业务的业务速率随着业务流量变化而变化时，网络则根据业务流量动态调整分配给各业务相应的带宽，则需要根据调整后的业务速率所对应的速率重新查找对应业务的等效用户数，并同时更新小区当前的等效用户数。

6.根据权利要求1或2所述的码分多址通信***中的上行接纳控制方法，其特征在于，所述***中业务包括有会话型的语音业务、流式多媒体业务、交互式数据库检索业务和后台的文件传输业务。

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