CN100375573C - 一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法 - Google Patents

Abstract

一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法，其包括以下步骤：所述系统获取相关参数；判断该次呼叫是混合业务还是单业务，根据相应的公式计算每符号能量与干扰功率谱密度的比值；根据相应公式预测该次呼叫在每个上行时隙引起的负载增量；判断各时隙上的负载增量与该时隙的接受带宽总功率之和是否会超过门限，如果超过预配置门限则上行接纳失败；当所有将承载该次呼叫的上行时隙的负载增量与时隙上的接受带宽总功率之和都不超过预配置门限，则上行接纳成功。本发明方法提出的上行接纳控制方法是基于时隙来进行的，考虑到了每个时隙上的当前不同的负载情况，新接入业务在不同时隙上的不同分配，使网络运行效率提高，呼损率和掉话率减少。

Description

一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法

技术领域

本发明涉及一种时分同步码分多址接入系统(TD-SCDMA)中的上行接纳控制方法，尤其涉及一种时分同步码分多址接入系统中基于干扰门限的上行接纳控制方法。

背景技术

CDMA系统是一种自干扰系统，每个用户间都会产生干扰，如果空中接口的负载允许无限增加的话，小区的覆盖面积则会缩减，而且所建链路的QoS(服务质量，Quality of service)也不能保证。因此，在接纳一个新的连接前，接纳控制需要检查这一接纳是否会牺牲所规划小区的覆盖面积或已建联接的QoS。接纳控制可以接受或拒绝一条在无线接入网中建立一个无线接入承载RAB(Radio Access Bear)的请求。当承载被建立和修改的时候，需要执行接纳控制过程。接纳控制功能位于无线网络控制器RNC(Radio NetworkController)内，从中可以得到几个小区的负荷信息。接纳控制对一个新承载的建立可能会对无线网络造成的负荷增加进行估计，并且这种估计应分别在上下行链路方向进行。只有当上、下行链路的接纳控制都接纳一个请求时，这一承载请求才会被接纳，否则它会因为对无线网络产生太多的干扰而被拒绝。

目前的接纳控制方法主要分为基于门限的方案和基于信干比SIR(SignalInterference Ratio)测量的方案。对于基于干扰门限的上行接纳控制而言，最重要和最关键的是预测上行负载的增量，其接纳判决式为：I_{total_old}+ΔI≤I_threshold；I_{total_old}为当前总干扰电平；ΔI为估计新用户增加而导致的干扰的增加；I_threshold为总干扰门限值。目前上行业务负载增量的预测公式主要基于吞吐量，具体参考请芬兰诺基亚公司Harri Holma等人的著作《UMTS-第三代移动通信的无线接入》，现有的上行链路负载因子的增量的公式为：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{UL}}=\frac{1}{1+\frac{W}{v.E_b/N_0.R}}---\left(1\right)$

其中，W是码片速率，R是业务的速率，v话音激活因子，如果是语音业务，v＝0.67，如果是其它业务则v＝1。E_b/N₀是业务的每比特能量与干扰谱密度的比值，与业务类型相关。对于CDMA FDD系统而言业务数据是在一帧内的15个时隙连续，平均地发送，业务的速率R亦能实际的反映业务数据地实际传输情况。可以认为一帧内的所有时隙的负载情况和用户信号功率是相同的，因此FDD系统的接纳控制是基于小区进行的。然而对于CDMA TDD系统而言，业务数据并非在一个帧内的所有时隙连续传输的，而是集中在某几个时隙传输，而且每个时隙所承载的数据量也可能不同，每个时隙的负载情况，负载的增量都可能不同，因此在TDD系统中的上行接纳控制必须是基于时隙来进行的。

由于目前的基于干扰门限的上行接纳控制绝大多数都是基于小区来进行判决，只适合于FDD系统，而TDD系统采取的是时分双工的方式，一个无线帧每个时隙上的负载情况都不同，每个时隙上所承载的业务量也是不同的，新接入业务在每个时隙上对其它已有用户的影响也是不同的。由于FDD系统与TDD系统的差异性，以及TDD系统的考虑因素的复杂性决定了适合于FDD系统的现有的基于干扰门限的上行接纳控制算法是不能适用于TDD系统的。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法，其要解决的技术问题在于提供一种在TD-SCDMA系统的基于干扰门限的上行接纳控制方法，提高网络运行效率，降低呼损率和掉话率。

针对上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法，其包括以下步骤：

a)当终端发起呼叫请求时，所述系统获取业务相关参数；

b)判断该次呼叫请求是混合业务还是单业务，根据业务相关参数计算每符号能量与干扰功率谱密度的比值；

c)根据每符号能量与干扰功率谱密度的比值及动态码资源分配结果，预测该次呼叫在承载该次呼叫的上行时隙的负载增量；

d)判断上行时隙的负载增量与该上行时隙的接受带宽总功率之和是否会超过预配置门限，如果超过预配置门限则上行接纳失败；当所有将承载该次呼叫的上行时隙的负载增量与时隙上的接受带宽总功率之和都不超过预配置门限，则上行接纳成功。

所述的方法，其中，所述步骤a)还包括：

a1)所述系统从该次呼叫请求承载的业务的服务质量参数提取出业务的每比特能量与干扰功率谱密度比值；

a2)所述系统获取传输信道的相关参数，计算该次呼叫请求承载的业务在一帧内在加循环冗余校验码之前最多要承载的信息比特数；

a3)进行动态码资源分配，获取该次呼叫请求的时隙和码资源分配结果，动态码资源分配结果为编码组合传输信道在一子帧内需承载的资源单位总数及在该子帧内每个上行时隙分别所需承载的资源单位数量；

a4)获取将承载该次呼叫的所有上行时隙的测量量，该测量量为时隙接受带宽总功率。

所述的方法，其中，在单一业务情况下，所述新用户的每符号能量与干扰功率谱密度之比E_symbol/N₀为：

$E_{\mathrm{symbol}}/N_0=\frac{E_{b^{*}}}{N_0}\·\frac{L_{\inf }}{2\·N_{\mathrm{subframe}}\·44}$

其中：E_b/N₀为该单一业务的品质因素，L_inf为该业务在一帧内加循环冗余校验码之前需承载的信息比特数，N_subframe.为该用户在一个子帧内需分配的资源单位数。

所述的方法，其中，在混合业务情况下，新用户的每符号能量与干扰功率谱密度之比E_symbol/N₀为：

$E_{\mathrm{symbol}}/N_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{E}_b^i/N_0\·L_{\inf }^i}{N_{\mathrm{subframe}.}\·88}$

其中：E_b ⁱ/N₀为第i种业务的品质因素，L_inf ⁱ为第i种业务在一帧内承载的信息比特数，N_subframe。为该用户在一个子帧内需分配的资源单位数，i为用于计数的自然数。

所述的方法，其中，在当前时隙上该用户引起得负载增量的公式如下：

$\mathrm{\Δ}{L}_i=\frac{1}{1+\frac{W}{v\·E_{\mathrm{symbol}}/N_0\·\frac{{N^i}_{\mathrm{timeslot}}\·44}{T_{\mathrm{timeslot}}}}}$

其中，v为话音激活因子，语音业务v取值0.67，数据业务v取值1；T_timeslot为一个常规时隙的周期，取值675μS；Nⁱ _timeslot为新用户在当前时隙分配的资源单位数，W为码片速率1.28Mchips/s；

预测新用户会在当前时隙引起的负载增量为：

$\mathrm{\Δ}{I}_i\left(\mathrm{dBm}\right)=\left(\frac{I_{\mathrm{itatal}}}{1-{\mathrm{\η}}_i}\right)\left(\mathrm{dBm}\right)+\mathrm{\Δ}{L}_i\left(\mathrm{dB}\right)$

其中，I_itatal为当前时隙的接受带宽总功率，η_i为当前时隙的上行负载因子。

本发明所提供的一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法，提出的上行接纳控制方法是基于时隙来进行的，考虑到了每个时隙上的当前不同的负载情况，新接入业务在不同时隙上的不同分配；另外，本发明方法不仅能适用于单一业务的接入而且还考虑到了混合业务接入的复杂情况，能很好的满足TDD系统中多业务，不对称业务的要求。本发明方法能够准确计算新接入用户在每个时隙上的干扰增量，预防了新用户的接入会造成TDD系统中各个时隙出现过载状态，在保证了小区内的时隙的安全性和稳定性的基础上进而预防了整个小区出现过载的情况，使网络运行效率提高，呼损率和掉话率减少。

附图说明

图1示出的是本发明的TDSCDMA系统中接纳控制的总体流程框架图；

图2是本发明的上行接纳方法的具体实施流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的较佳实施例进行详细描述。

本发明的时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法，如图1所示的，其包括以下步骤：

第一步，获取所需的相关参数：

1.从呼叫业务的Qos参数中提取出业务的品质因素E_b/N₀参数。

2.获取传输信道的相关参数，计算预接入业务在一帧内最最多要承载的信息比特数L_inf，不包括循环冗余校验码。

3.进行动态码资源分配，获取新用户时隙和码资源分配结果：CCTrCH在一子帧内需承载的RU(资源单位，Resource Unit)总数N_subframe.以及在各个时隙所需承载的RU数量N_timeslot。

4.获取将承载该次呼叫的所有上行时隙的测量量：时隙接受带宽总功率I_itatal。

第二步，判断该次呼叫是混合业务还是单业务，根据业务相关参数和相应的公式计算每符号能量与干扰功率谱密度的比值E_symbol/N₀。

第三步，根据每符号能量与干扰功率谱密度的比值及动态码资源分配结果和相应公式预测该次呼叫在每个上行时隙引起的负载增量。

第四步，判断时隙上的负载增量与时隙的接受带宽总功率之和是否会超过门限，如果超过预配置门限则上行接纳失败；当所有将承载该次呼叫的上行时隙的负载增量与时隙上的接受带宽总功率之和都不超过预配置门限，则上行接纳成功。

如图2所示的，为本发明的具体实施例的流程示意图，在时分同步码分多址接入系统的接入控制设备中采取了如下的上行接纳控制过程：

步骤200：获取相关参数，具体又可包括以下步骤：

a)所述系统从该次呼叫请求承载的业务的服务质量参数提取出业务的每比特能量与干扰功率谱密度比值，首先获取业务的预配置参数E_b/N₀；

b)其次获取传输信道相关参数：预接纳的每一种新业务在一个10ms的帧内最多承载的信息比特数L_inf ⁱ(在加CRC之前)；

c)调用动态码资源分配，获取新用户的时隙和码资源分配结果：编码组合传输信道CCTrCH在一子帧内需承载的RU(资源单位，ResourceUnit)总数N_subframe.以及在各个时隙所需承载的RU数量Nⁱ _timeslot。

d)获取每个上行时隙的测量量：该测量量为上行接受带宽总功率I_itatal。

步骤201：判断预接入的用户为混合业务还是单一业务，如果为单一业务则转入步骤202；否则，转入步骤203。

步骤202：计算单一业务情况下，新用户的每符号能量与干扰功率谱密度之比E_symbol/N₀，具体公式如下：

$E_{\mathrm{symbol}}/N_0=\frac{E_b}{N_0}\·\frac{L_{\inf }}{2\·N_{\mathrm{subframe}}\·44}---\left(2\right)$

其中：E_b/N₀为该单一业务的品质因素，L_inf为该业务在一帧内承载的信息比特数，N_subframe.为该用户在一个子帧内需分配的RU数。

步骤203：计算混合业务情况下，新用户的每符号能量与干扰功率谱密度之比E_symbol/N₀，具体公式如下：

$E_{\mathrm{symbol}}/N_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{E}_b^i/N_0\·L_{\inf }^i}{N_{\mathrm{subframe}.}\·88}---\left(3\right)$

其中：E_b ⁱ/N₀为第i种业务的品质因素，L_inf ⁱ为第i种业务在一帧内承载的信息比特数。

步骤204：在一个子帧内，遍历新用户将接入的所有上行时隙。

步骤205：判断时隙是否遍历完。如果是，则上行接纳成功；如果否，则转入步骤206。

步骤206：计算在当前时隙上该用户引起得负载增量，具体实施公式如下：

$\mathrm{\Δ}{L}_i=\frac{1}{1+\frac{W}{v\·E_{\mathrm{symbol}}/N_0\·\frac{{N^i}_{\mathrm{timeslot}}\·44}{T_{\mathrm{timeslot}}}}}---\left(4\right)$

其中，v为话音激活因子，语音业务v取值0.67，PS业务v取值1；T_timeslot为一个常规时隙的周期675μS；Nⁱ _timeslot为新用户在当前时隙分配的RU数，W为码片速率1.28Mchips/s。

步骤207：预测新用户会在当前时隙引起的负载增量，具体公式如下：

$\mathrm{\Δ}{I}_i\left(\mathrm{dBm}\right)=\left(\frac{I_{\mathrm{itatal}}}{1-{\mathrm{\η}}_i}\right)\left(\mathrm{dBm}\right)+\mathrm{\Δ}{L}_i\left(\mathrm{dB}\right)---\left(5\right)$

其中，I_itatal为当前时隙的接受带宽总功率，η_i为当前时隙的上行负载因子。

步骤208：判断当前时隙的接受带宽总功率与负载增量之和是否会大于预配置的门限。如果是，则接纳失败；如果否，则转入步骤205。

如此，通过上述过程提出的上行接纳控制方法是基于时隙来进行的，本发明方法考虑到了每个时隙上的当前不同的负载情况，新接入业务在不同时隙上的不同分配；另外，本发明方法不仅能适用于单一业务的接入而且还考虑到了混合业务接入的复杂情况，能很好的满足TDD时分双工系统中多业务，不对称业务的要求。本发明方法能够准确计算出新接入用户在每个时隙上的干扰增量，预防了新用户的接入会造成TDD系统中各个时隙出现过载状态，在保证了小区内的时隙的安全性和稳定性的基础上进而预防了整个小区出现过载的情况，使网络运行效率得到提高，减少了呼损率和掉话率。

应当理解的是，本发明的上述针对具体实施例的描述过于详细，并不能因此而理解为对本发明请求保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种时分同步码分多址接入系统中的上行接纳控制方法，其包括以下步骤：

a)当终端发起呼叫请求时，所述系统获取该次呼叫请求承载的业务服务质量参数和传输信道的相关参数；

b)判断该次呼叫请求是混合业务还是单业务，根据业务服务质量参数和传输信道的相关参数计算每符号能量与干扰功率谱密度的比值，获取在单一业务及混合业务情况下每符号能量与干扰功率谱密度的比值；

c)根据每符号能量与干扰功率谱密度的比值及动态码资源分配结果，预

测该次呼叫在承载该次呼叫的上行时隙的负载增量；

d)判断上行时隙的负载增量与该上行时隙的接受带宽总功率之和是否会超过预配置门限，如果超过预配置门限则上行接纳失败；当所有将承载该次呼叫的上行时隙的负载增量与时隙上的接受带宽总功率之和都不超过预配置门限，则上行接纳成功。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)还包括：

a1)所述系统从该次呼叫请求承载的业务的服务质量参数提取出业务的每比特能量与干扰功率谱密度比值；

a2)所述系统获取传输信道的相关参数，计算该次呼叫请求承载的业务在一帧内在加循环冗余校验码之前最多要承载的信息比特数；

a3)进行动态码资源分配，获取该次呼叫请求的时隙和码资源分配结果，动态码资源分配结果为编码组合传输信道在一子帧内需承载的资源单位总数及在该子帧内每个上行时隙分别所需承载的资源单位数量；

a4)获取将承载该次呼叫的所有上行时隙的测量量，该测量量为时隙接受带宽总功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在单一业务情况下，所述新用户的每符号能量与干扰功率谱密度之比E_symbol/N₀为：

$E_{\mathrm{symbol}}/N_0=\frac{E_b}{N_0}\·\frac{L_{\inf }}{{2\·N}_{\mathrm{subframe}}\·44}$

其中：E_b/N₀为该单一业务的品质因素，L_inf为该业务在一帧内加循环冗余校验码之前需承载的信息比特数，N_subframe为该用户在一个子帧内需分配的资源单位数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在混合业务情况下，新用户的每符号能量与干扰功率谱密度之比E_symbol/N₀为：

$E_{\mathrm{symbol}}/N_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{E}_b^i/N_0\·L_{\inf }^i}{N_{\mathrm{subframe}}\·88}$

其中：E_b ⁱ/N₀为第i种业务的品质因素，L_inf ⁱ为第i种业务在一帧内承载的信息比特数，N_subframe为该用户在一个子帧内需分配的资源单位数，i为用于计数的自然数。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在当前时隙上该用户引起得负载增量的公式如下：

${\mathrm{\ΔL}}_i=\frac{1}{1+\frac{W}{v\·E_{\mathrm{symbol}}/N_0\·\frac{{N^i}_{\mathrm{timeslot}}\·44}{T_{\mathrm{timeslot}}}}}$

其中，v为话音激活因子，语音业务v取值0.67，数据业务v取值1；T_timeslot为一个常规时隙的周期，取值675μS；Nⁱ _timeslot为新用户在当前时隙分配的资源单位数，W为码片速率1.28Mchips/s；

预测新用户会在当前时隙引起的负载增量为：

${\mathrm{\ΔI}}_i\left(\mathrm{dBm}\right)=\left(\frac{I_{\mathrm{itatal}}}{1-{\mathrm{\η}}_i}\right)\left(\mathrm{dBm}\right)+\mathrm{\Δ}{L}_i\left(\mathrm{dB}\right)$

其中，I_itatal为当前时隙的接受带宽总功率，η_i为当前时隙的上行负载因子。

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