CN100525481C - 移动通信***小区上行拥塞的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信***拥塞控制技术，公开了一种移动通信***小区上行拥塞的处理方法，使得在发生小区上行拥塞时，能够准确检测出发射功率异常的用户并释放其连接，从而有效控制小区上行总噪声水平，解除拥塞状态。本发明主要原理在于：首先，***通过判断用户设备的信号干扰比的测量值与目标值之差大于第一差值门限的持续时间是否超过预定的时间长度，准确的找出发射功率异常的用户；其次，当发生上行拥塞时，针对这些异常用户进行释放；另外，对于已确定为异常的用户设备，如果其信号干扰比的测量值与目标值之差小于第二差值门限的持续时间大于预定的时间长度，则重新将其确定为正常用户。

Description

移动通信***小区上行拥塞的处理方法

技术领域

本发明涉及移动通信***拥塞控制技术，特别涉及码分多址类移动通信***中小区上行拥塞的处理方法。

背景技术

宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)是在1998年1月的欧洲电信标准学会(European StandardsInstitute，简称“ETSI”)会议上，由欧洲作为国际移动通信(International MobileTelecommunication 2000，简称“IMT-2000”)的建议提出，与北美码分多址2000(Code Division Multiple Access 2000，简称“CDMA2000”)同为IMT-2000的主流传输制式，也是国际电信联盟-电信标准部(InternationalTelecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，简称“ITU-T”)已完成标准化工作的3种制式，即cdma2000、WCDMA、时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，简称“TD-SCDMA”)之一。其优点是***容量更大、抗多径衰落能力更好以及采用多信道方式和多帧方式等，因此近年来得到迅速发展。

但是另一方面，WCDMA技术是一种自干扰的无线通讯技术。具体的说，由于WCDMA***中不同的用户均使用相同的频率收发无线电信号，而仅仅通过不同的扰码来区分彼此的内容，由于码的正交性不可能做到完全理想，从而造成相互干扰，这种干扰是WCDMA***内部产生的干扰，并且随着用户数量的增加，这样的干扰情况将会越来越严重。因此，当同一个基站同时与上百个用户进行通讯时，这些用户的上行信号互相干扰，将会造成基站接收到的总噪声水平的攀升。

而基站的接收灵敏度是受硬件设备能力制约的，当总噪声水平超过硬件设备能力时，基站无法从噪声中正确提取有用的信号，无线通讯就会产生中断。这种上行总噪声水平超过一定门限，造成基站无法正确提取有用信号的现象被称为“小区上行拥塞”。

虽然在满足设计条件和设备正常运行中，由于有其他各种相关算法的保证，拥塞的发生概率很低，但是由于无线网络是一个复杂的***，而各种设备来自不同的制造商，因此仍然存在异常用户造成整个小区拥塞的情况。

举例而言，终端用户距离基站太近将会造成小区拥塞。这种情况比较普遍，具体的说，由于终端用户距离基站很近，因此该用户的上行信号非常强，会造成很大的上行干扰。虽然WCDMA***中有内环功控算法实时的调整终端发射功率，但是由于终端设备具有最小发射功率限制，不可能无限制降低功率，最多只能调整到最小发射功率，而这时对于近在咫尺的基站而言，该用户的上行发射功率依然很强。除此之外，终端质量不过关或者损坏，发射功率不受控，这种情况下也将造成小区拥塞。具体的说，如果某些终端质量较差，不符合业界标准，或者某些部件损坏，造成发射功率不受控，也会发生发射功率偏高的情况，这种异常用户对于网络的影响很大，一个用户就能造成整个小区的拥塞。

由此可见，如何准确识别异常用户并释放，是迅速有效降低***负载、解除拥塞的首要问题。下面介绍2种目前较为普遍的解决方法。

第一种方法是当小区上行拥塞时，限制终端可使用的传输格式组合(Transport Format Combination，简称“TFC”)，从而限制其带宽。降低某些、甚至全部用户的上行数据速率，从而降低其发射功率，由此间接影响基站的上行总噪声水平。

这种方法的缺点在于，为了保证***的稳定，牺牲正常用户的服务，而且未从实质上消除异常用户造成的影响，导致无法向正常用户提供令人满意的服务。

第二种方法是当小区上行拥塞时，按照优先级释放用户，从而降低基站的上行总噪声水平。

同样的，这种方法未从实质上解决异常用户造成的影响，而是通过放弃对正常用户的服务而降低总噪声水平，具有盲目性，影响了对正常用户的服务。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信***小区上行拥塞的处理方法，使得在发生小区上行拥塞时，准确检测出发射功率异常的用户并释放其连接，从而有效控制小区上行总噪声水平，解除拥塞状态。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动通信***小区上行拥塞的处理方法，包含以下步骤：

A所述***判断用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差大于第一差值门限的持续时间是否超过第一时间门限，如果是，则将该用户设备标记为异常用户；B所述***判断所述小区是否发生上行拥塞，如果是，则释放标记为异常用户的所述用户设备，其中，上行拥塞为上行总噪声水平超过一定门限，造成基站无法正确提取有用信号的状态。

其中，所述方法还包含以下步骤：

C判断已标记为异常用户的所述用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差小于第二差值门限的持续时间是否大于第二时间门限，如果是则撤消该用户设备的异常用户标记。

所述步骤C包含以下子步骤：

C1对于每一个标记为异常用户的所述用户设备，启动第二测量，监控该用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差，判断该差值是否小于第二差值门限，如果是，则启动第二定时器，该定时器的超时时长是第二时间门限；

C2在所述第二定时器超时前，如果所述差值大于所述第二差值门限，则终止所述第二定时器；

C3当所述第二定时器超时时，上报测量报告，撤消所述用户设备的异常用户标记。

所述步骤A包含以下子步骤：

A1对于每一个未标记为异常用户的所述用户设备，启动第一测量，监控该用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差，判断该差值是否大于第一差值门限，如果是，则启动第一定时器，该定时器的超时时长是第一时间门限；

A2在所述第一定时器超时前，如果所述差值小于所述第一差值门限，则终止所述第一定时器；

A3当所述第一定时器超时时，上报测量报告，将所述用户设备标记为异常用户。

所述信号干扰比的测量值事先经过平滑处理。

所述移动通信***是宽带码分多址通信***、码分多址2000通信***中的一种。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，首先，***通过判断用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差大于第一差值门限，即异常门限的持续时间是否超过预定的时间长度，准确的找出发射功率异常的用户；

其次，当发生上行拥塞时，有针对性地释放这些异常用户的连接；

另外，对于已确定为异常的用户设备，如果其信号干扰比的测量值与目标值之差小于第二差值门限，即正常门限，的持续时间大于预定的时间长度，则重新将其确定为正常用户。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即能够准确的找出发射功率异常的用户，并通过在小区发生上行拥塞时释放其连接，有效控制小区上行总噪声水平，解除拥塞状态。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的一种移动通信***中小区上行拥塞的处理方法流程示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的异常用户的识别流程示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的异常用户标记撤消流程示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的***发生上行拥塞时的处理流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

总的来说，本发明的原理在于，通过判断用户设备的信号干扰比的测量值与目标值之差大于第一差值门限的持续时间是否超过预定的时间长度，准确地找出发射功率异常的用户，并在小区发生上行拥塞时释放其连接，从而有效控制小区上行总噪声水平，解除拥塞状态。

需要说明的是，本专利中所有的测量物理量都需要经过平滑处理，即如果在某个时间点测得一个测量值时，该数值不会直接与门限进行比较，而是需要进行一些平滑处理，例如与此前的K个测量值加起来做算术平均 $(F_n=\frac{M_{n-k-1}+M_{n-k-2}+\·\·\·+M_n}{K}),$ 或者按照F_n＝(1-a)·F_n-1+a·M_n的方法进行滤波(公式中F_n为本次用于门限比较的滤波后的数值，F_n-1为上一次用于门限比较的滤波后的值，M_n为本次测量的值，α是一个可配置的系数)。

下面结合图1，进一步解释和说明本发明提出的移动通信***小区上行拥塞的处理方法。

如图1所示，首先在步骤200中，***设定第一差值门限和第一时间门限。需要指出，该第一差值门限的值不能任意设置，如果第一差值门限的值设置的太大，可能将极度靠近基站的用户设备误判为正常用户状态，从而可能造成小区上行拥塞现象。在本实施例中，第一差值门限的值应小于用户设备极度靠近基站时用户设备的信号干扰比测量值与***目标值之差。

另一方面，上述第一时间门限的值也不能任意设置。如果第一时间门限设置的太大，则将长时间失控的用户设备误判为正常状态，从而也可能加剧小区上行拥塞现象。由此可见，第一时间门限的值应该依据具体实际情况合理设置。

按上述要求设定好第一差值门限和第一时间门限后，对于每一个未标记为异常用户的用户设备，***启动第一测量，并在每个时隙测量记录好用户设备的信号干扰比的值，然后与***设定的目标值作差，得到一个差值，如果该差值大于第一差值门限的持续时间大于第一时间门限，则转入步骤210；否则在步骤200中继续监视每一个用户设备。

在步骤210中，由于用户设备的信号干扰比测量值与***目标值之差大于第一差值门限的持续时间大于第一时间门限，因此，***判定该用户设备为异常用户设备，并把该用户设备标记为异常用户。此后进入步骤240。

具体的说，如果用户设备距离基站很近，即使***采用内环功率控制(Inner-Loop Power Control，简称“ILPC”)功能能够来调整用户设备的发射功率，但是此时终端发射功率已经达到最低，无法再降。显然此时用户设备的信号干扰比的测量值与目标值之差将大于正常范围并持续相当长时间；如果用户设备质量不过关，发射功率不受控，则可能出现两种情况：一种是发射功率太小，这种情况影响不大，基站如果无法正常收到信号将会判决上行同步失败并中断该用户的连接；另一种是发射功率太大，这种情况影响很大，因为过强的信号将会造成基站接收到的总噪声水平的攀升，影响小区内其他用户的正常通讯。而后面一种情况的典型特征也是用户设备的信号干扰比的测量值与目标值之差将大于正常范围并持续相当长时间。因此，在上述情况当中，用户设备的信号干扰比测量值与目标值之差一般大于第一差值门限，并且持续的时间大于第一时间门限。于是***判定该用户设备为异常用户设备，并把该用户设备标记为异常用户。

为更好揭示***识别异常用户的详细过程，下面参照图2进行解释。

如图2所示，首先在步骤300中，***判断用户设备的信号干扰比的测量值与目标值的差是否大于第一差值门限。如果差值大于第一差值门限，则进入步骤310，***启动第一定时器，该第一定时器的时长为上述第一时间门限，然后***开始计时。接着进入步骤320，***判断定时器是否超时。如果超时，则进入步骤350。如果没有超时，则进入步骤330。

在步骤350中，将该用户设备标记为异常用户。

具体的说，***首先创建一个释放异常用户队列，***初启动时释放异常用户队列为空。如果***判断只有一个用户设备为异常用户，则***将该用户设备***到释放异常用户队列的队列头，修改队列头指针，将头指针指向该用户设备，然后将该用户设备标记为异常用户；如果***判断出多个用户设备为异常用户，则***将这些用户设备一一***异常用户队列中。

在步骤330中，***每隔一个时间间隙就测量该用户的信号干扰比之值，并将该测量值与***设定的目标值作差。如果该差值小于第一差值门限，则进入步骤340，终止第一定时器的计数；如果该差值大于第一差值门限，则进入返回步骤320。

上面已经对步骤200和210的具体实现进行了说明。下面继续参照图1对本发明的流程进行描述。

在步骤240中，***设定第二差值门限和第二时间门限，第二差值门限的值要小于第一差值门限。在本步骤中，对于已经标记为异常用户的用户设备进行持续的监测，如果该用户设备的信号干扰比测量值与目标值之差小于第二门限值的持续时间大于第二时间门限，就转入步骤250；否则在本步骤继续监测。

在步骤250中，***撤消该用户设备的异常用户标记。

下面需要结合图3，详细说明用户设备的异常标记撤消的详细过程。

如图3所示，对于每个标记为异常用户的用户设备，***启动第二监测，监控用户设备的信号干扰比的测量值与目标值的差是否小于第二差值门限。如果差值小于第二差值门限，则进入步骤410，***启动第二定时器，该第二定时器的时长为第二时间门限，然后***开始计时。接着进入步骤420，***判断定时器是否超时。如果超时，则进入步骤450，撤消该用户设备的异常用户标记；如果没有超时，则进入步骤430。

在步骤430中，***每隔一个时间间隙就测量该用户的信号干扰比之值，并将该测量值与***设定的目标值作差。如果该差值大于第二差值门限，则进入步骤440，终止第二定时器的计数；如果该差值小于第二差值门限，则进入返回步骤420。

在步骤450中，撤消用户设备的异常用户标记。因为在步骤420中判定该用户准备已经较长时间不处于异常的状态，例如该用户设备可能已经移动到离基站较远的位置，因此需要撤消该用户设备的异常用户标记，以免在发生拥塞时误将已经正常的用户设备释放。

下面结合图4对发生上行拥塞时的处理流程加以说明。

在步骤520中，***在每隔一个时间间隔检测上行总噪声水平，并判断该上行总噪声是否超过预先设定的上行拥塞门限，如果总噪声超过了上行拥塞门限，则***就判定小区发生了上行拥塞，转入步骤530；如果总噪声没有超过上行拥塞门限，***认为小区没有发生上行拥塞，在本步骤继续监测。

本领域的技术人员可以知道，上行拥塞是一种状态，它的判决不是仅仅做门限比较得到结论的。在上行拥塞状态的判断中，一般也是监控上行总噪声水平，如果超过预先设定的门限并持续一段时间才会判决进入拥塞状态。一旦判决进入拥塞状态后也要监控上行总噪声水平低于另一个预先设定的门限并持续一段时间才会判决离开拥塞状态。因为本发明重在说明拥塞的解决方法，所以对于拥塞的判决就不加以详细说明了。

在步骤530中，由于小区发生了上行拥塞，不能进行正常通信，于是***释放当前已经标记为异常用户的用户设备，强行释放掉为该用户设备所分配的一切资源。接着转入步骤520继续对上行拥塞状态进行监测。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种移动通信***小区上行拥塞的处理方法，其特征在于，包含以下步骤：

A所述***判断用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差大于第一差值门限的持续时间是否超过第一时间门限，如果是，则将该用户设备标记为异常用户；

B所述***判断所述小区是否发生上行拥塞，如果是，则释放标记为异常用户的所述用户设备，其中，所述上行拥塞为上行总噪声水平超过一定门限，造成基站无法正确提取有用信号的状态。

2.根据权利要求1所述的移动通信***小区上行拥塞的处理方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤：

C判断已标记为异常用户的所述用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差小于第二差值门限的持续时间是否大于第二时间门限，如果是则撤消该用户设备的异常用户标记。

3.根据权利要求2所述的移动通信***小区上行拥塞的处理方法，其特征在于，所述步骤C包含以下子步骤：

C1对于每一个标记为异常用户的所述用户设备，启动第二测量，监控该用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差，判断该差值是否小于第二差值门限，如果是，则启动第二定时器，其中，该定时器的超时时长是第二时间门限；

C2在所述第二定时器超时前，如果所述差值大于所述第二差值门限，则终止所述第二定时器；

C3当所述第二定时器超时时，上报测量报告，撤消所述用户设备的异常用户标记。

4.根据权利要求1到3任意一项所述的移动通信***小区上行拥塞的处理方法，其特征在于，所述步骤A包含以下子步骤：

A1对于每一个未标记为异常用户的所述用户设备，启动第一测量，监控该用户设备的到达基站时信号干扰比的测量值与目标值之差，判断该差值是否大于所述第一差值门限，如果是，则启动第一定时器，其中，该定时器的超时时长是第一时间门限；

A2在所述第一定时器超时前，如果所述差值小于所述第一差值门限，则终止所述第一定时器；

A3当所述第一定时器超时时，上报测量报告，将所述用户设备标记为异常用户。

5.根据权利要求4所述的移动通信***小区上行拥塞的处理方法，其特征在于，所述信号干扰比的测量值事先经过平滑处理。

6.根据权利要求5所述的移动通信***小区上行拥塞的处理方法，其特征在于，所述移动通信***是宽带码分多址通信***、码分多址2000通信***中的一种。

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