CN100426705C - 宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法 - Google Patents
宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法 Download PDFInfo
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- CN100426705C CN100426705C CNB011381035A CN01138103A CN100426705C CN 100426705 C CN100426705 C CN 100426705C CN B011381035 A CNB011381035 A CN B011381035A CN 01138103 A CN01138103 A CN 01138103A CN 100426705 C CN100426705 C CN 100426705C
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Abstract
一种宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,包括:步骤1:呼叫请求及相关参数的预配;步骤2:NodeB硬阻塞判决;步骤3:下行链路干扰受限的判别;步骤4:下行链路功率受限的判决;步骤5:DL信道码资源受限的判别;步骤6:下行链路或全局容量信贷更新;本发明根据不同情况,用不同方案对新呼叫接入后基站功率的增量进行预测,并对不同优先级业务用不同接纳门限;同时考虑实际可能出现的各种因素的影响,使接纳控制“准”和“快”,能方便地应用于第三代移动通信无线网络控制器(3rd Generation Radio Network Controller,)实际系统;克服了现有技术的预测粗略、运算量大的缺点。
Description
技术领域:
本发明涉及一种宽带码分多址移动通信系统中无线网络控制器(Control Radio Network Controller,以下简称:CRNC)的无线资源管理(Radio Resources Management,以下简称为:RRM)方法,尤其涉及RRM领域针对实时业务的下行链路接纳控制方法。
背景技术:
在宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,简称为:WCDMA)系统中,使用软容量的概念,每一个新呼叫的产生增加了所有其它已存在呼叫的干扰电平,影响其通信质量。因此以适当的方式控制用户到网络的接入是一个非常重要的问题,这种方式称为呼叫接纳控制(CallAdmission Control,简称CAC)。CAC位于CRNC中的RRM模块。呼叫接纳控制方法的优劣直接影响到小区的容量、呼损率、切换掉话率、接入时延等关键参数,对保持无线系统性能的稳定和优化具有重要的意义。
WCDMA系统下行链路的系统极限容量可能受限于干扰,也可能受限于功率;对于微微小区而言,一般受限于干扰;而对于宏小区而言,系统容量受限于功率。作为干扰受限和功率受限分界点的具体小区覆盖半径一般是不确定的,因为它取决于无线传播环境、用户在小区内的分布状况、基站的最大发射功率、公共信道的功率分配以及相邻小区的干扰状况等因素。当小区的覆盖半径足够大时(如>=1km),系统下行链路的容量一般受限于功率,这意味着小区下行链路干扰受限时的极限发射功率要大于基站的最大发射功率。
对于功率受限的WCDMA系统,下行链路接纳控制的目地在于根据系统目前的资源状况对新的用户呼叫、新的无线接入承载(Radio AccessBearer,简称RAB)和新的无线链路(Radio Link,简称RL)(例如,由于切换)给予接纳或拒绝。接纳控制应当基于干扰和无线测量,在满足系统稳定的前提下,尽量满足新呼叫的服务质量(Quality of Service,简称:QoS)请求,避免过载情况的发生。
Xuemin Shen等(详见:An Efficient Call Admission Control for QoSProvisioning in Wireless Networks IEEE VTC Fall 2000,BostonSept.24-28,2000,4.8.1.22)所提出的接纳控制方法考虑了移动台的移动信息,可以减小移动台频繁切换所可能导致的高掉话率。Keunyoung Kim等(详见:A Call Admission Algorithm for Multiple Class Trafficin CDMASystems IEEE VTC Fall 2000,Boston Sept.24-28,2000,4.7.1.5)研究了码分多址(Code Division Multiple Access,简称CDMA)系统小区中有多种业务时,前向(下行)和反向(上行)链路的接纳控制方法;基于不同比特速率业务所对应的信干比(Signal-to-Interference Ratio,简称SIR)定义了不同业务之间的功率比率,其接纳控制中功率增量的预测主要是基于新呼叫的发射功率占总发射功率的比率而进行的。
HarriHolma等(详见:WCDMA for UMTS JOHN WILEY & SONS,LTD,2000)提出了两种下行链路呼叫接纳允许控制方法,其一是基于负荷因子的方法,接纳控制的判别式为下式:
ηDL+ΔL>ηDL_threshold
其二是基于基站发射功率增量的方法,其判别式为下式:
Ptotal_old+ΔPtotal<Pthreshold
其中,ηDL为下行链路负荷因子。
ΔL为新业务引起的负荷因子攀升量。
ηDL_threshold为下行链路负荷因子接纳门限。
Ptotal_old为新业务接入前基站总的下行链路发射功率。
ΔPtotal为新业务接入后基站总的下行链路发射功率的估计增量。
Pthreshold为下行链路总发射功率接纳门限。
事实上,对于实时业务接纳控制总的要求有两点:一是“准”,二是“快”。
“准”要求能够对新的呼叫业务接入后负荷估计因子或基站的发射功率增量进行准确的估计,只有这样才能既保证系统中原有业务的QoS,又保证所接纳新业务的QoS。“快”要求接纳控制的方法能够尽量简单,从而可以在很短的时间内就能完成,缩减接入时间。就“准”而言,Harri Holma等在进行ΔL(或ΔPtotal)估计时,对不同QoS和数据速率的业务估计时均采用相同的方案,但根据实际仿真发现:不同QoS和数据速率的业务在不同系统负荷的情况下接入时,基站发射功率增量的变化规律是不一样的。这是因为基站发射功率的增量,不仅与新业务所需的额外功率相关,还与新业务加入时对系统所造成干扰而引起的其它业务功率的攀升相关。因此,在进行基站发射功率增量的估计时应该区分不同的情况加以考虑。另外,作为一种应用于实际的方法应该尽量将所有可能发生的情况均考虑在内,如节点B(简称NodeB)硬阻塞、大量移动台聚集在离基站很近地方时干扰受限、下行链路信道码资源阻塞等,这些因素均是Harri Holma等的方法未考虑的。
就“快”而言,Harri Holma等并没有说明如何处理以dB或dBm表示的变量之间如何快速地进行运算,而这些变量之间的运算方法如果处理不当,则会大大降低接纳控制的效率。
发明内容:
本发明的主要目的在于提供一种宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,该方法根据不同的情况,采用不同的方案对新呼叫接入后基站功率的增量进行预测,能够快速有效地对新呼叫请求接入后的基站发射功率增量进行预估,并对不同优先级的业务采用不同的接纳门限;同时考虑基站硬阻塞、下行链路干扰受限、信道码资源阻塞等因素的影响,使接纳控制具有既“准”,又“快”的特点,能够方便地应用于诸如3G RNC(3rdGeneration Radio Network Controller)一类的实际系统之中。
本发明的另一目的在于提供一种宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其改变现有技术对接纳控制方法中非整形数据之间的非线性运算的方法,克服现有技术中对基站功率增量预测粗略、运算量大的缺点,解决现有技术和实际相互脱节的问题。
本发明的目的是这样实现的:
一种宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,包括:
步骤1:呼叫请求及相关参数的预配;
步骤2:NodeB硬阻塞判决;
步骤3:下行链路干扰受限的判别;
步骤4:下行链路功率受限的判决;
步骤5:下行链路信道码资源受限的判别;
步骤6:下行链路或全局容量信贷更新。
上述所有的参数根据网络规划、仿真和路测结果在后台进行预配。
预配的呼叫请求及相关参数至少包括:
a、各业务子类的相关参数;
b、本小区正交因子、相邻小区对本小区的干扰因子;
c、公共、专用信道功率比例;
d、与移动台分布相关的不同业务子类的等效路损;
e、不同优先级的接纳功率门限;
f、算法切换的功率负荷门限;
g、基站发射功率增量ΔP预测时所用到的相关参数;
h、背景噪声功率;
i、干扰受限时的硬判决门限;
j、新业务接入时所造成的原有无线链路功率攀升值与未接入新业务时基站总发射功率的比值。
所述步骤2中NodeB硬阻塞判决具体包括:
步骤201:如果NodeB状态为禁止(Disabled),则对呼叫给予拒绝,否则继续执行步骤202;
步骤202:根据NodeB所给定的专用信道容量消费定律以及业务的扩频因子,判别下列各式是否成立:
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用1≥0,
或者,
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用2≥0,
如果成立,则继续执行步骤3,否则拒绝呼叫的接入请求。
所述步骤3中下行链路干扰受限的判别具体为:
判别干扰受限表达式Nusernow<Nuserthreshold是否成立,如果成立则继续执行步骤4,否则拒绝呼叫的接入请求;
其中,Nusernow为呼叫业务子类目前所连接的链路总数;
Nuserthreshold为呼叫业务子类下行链路干扰受限硬判决时的门限值;
该Nuserthreshold的值可先根据仿真结果和系统的实际情况确定相应业务子类下行链路干扰受限时的极限值Nuserlimit,然后再在Nuserlimit基础上乘以一个百分比系数(80%~90%)获得。
步骤4所述的下行链路功率受限的判决具体为:
步骤401:根据呼叫请求的优先级决定下行链路接纳门限Pthreshold;即:
如果该呼叫请求为高优先级业务,
则,Pthreshold=Pthreshold-hghpriority;
否则,Phreshold=Pthreshold-lowpriority;
其中,Pthreshold-hghpriority为高优先级业务下行链路接纳门限。
Pthreshold-lowpriority为低优先级业务下行链路接纳门限。
步骤402:决定进行ΔP的预测的方法;即:
如果:业务子类号∈{高速业务的业务子类号集合},
或者:Ptotal_old<Pthreshold_algorithm,则采用ΔP的第二预测方法进行预测;
否则,采用ΔP的第一预测方法进行预测;
其中,ΔP为新业务加入后基站发射功率的增量;
Ptotal_old为新业务接入前基站实际的发射功率;
Pthreshold_algorithm为算法切换的功率负荷门限。
步骤403:判别功率受限表达式Ptotal_old+ΔP>=Pthreshold是否成立;如果成立,则拒绝呼叫的接入请求;否则执行步骤5;
其中,Ptotal_old为新业务接入前基站实际的发射功率,Pthreshold为下行链路接纳门限,ΔP为新业务加入后基站发射功率的增量。
步骤402所述的基站发射功率增量ΔP的第一预测方法是基于移动台在小区中的分布模型和等效路损模型而得出的,并且遵守如下的公式(1):
(1)
其中:jA为:与业务子类相关的预配参数且
jB为:与业务子类相关的预配参数且
jC为:与业务子类相关的预配参数且
jβ为:相关业务子类品质因素的标量值;
jR为:相关业务子类的数据速率;
jL为:相关业务子类的等效路损;
W为:码片速率;
α为:本小区正交因子;
i为:相邻小区干扰因子;
Ratio_t为:专用信道发射功率占总发射功率的百分比;
jυ为:相关业务子类的话音激活增益;
Ptotal_old为:新请求的呼叫业务加入之前,基站总的下行链路发射功率。
步骤402所述的基站发射功率增量ΔP的第二预测方法是基于移动台上报路损和单业务功率攀升模型而得出的,并且遵守如下的公式(2):
其中,j为:业务子类号;
jβ为:相关业务子类品质因素的标量值;
jR为:相关业务子类的数据速率;
L为:移动台上报的路损;
W为:码片速率;
α为:本小区正交因子;
i为:相邻小区干扰因子;
γ为:由于新业务的加入而引起的小区中原有业务下行链路发射功率的增加值和基站为新业务所分配功率值的比值,无量纲预配参数。
Ptotal_old为:新请求的呼叫业务加入之前,基站总的下行链路发射功率。
所述的第一、第二预测方法在无线网络控制器系统中的具体实现进一步包括如下步骤:
步骤4021:非整形数据的定标;
步骤4022:对新业务加入后基站发射功率增量ΔP进行处理。
上述的步骤4021所述的非整形变量的定标包括:
1)jA的定标方法,即:
如果jA<-135.0,则Aj_LEV=0;
如果-90.0≤jA,则Aj_LEV=451;
如果-135.0≤jA<-90.0,则Aj_LEV=floor((jA-(-135.0))/0.1+1);
2)jC的定标方法,即:
如果jC<-135.0,则Cj_LEV=0;
如果-90.0≤jC,则Cj_LEV=451;
如果-135.0≤jC<-90.0,则:
Cj_LEV=floor((jC-(-135.0))/0.1+1);
3)jB的定标方法,即:
如果jB<-160.0,则Bj_LEV=0;
如果-100.0≤jB,则Bj_LEV=601;
如果-160.0≤jB<-100.0,则:
Bj_LEV=floor((jB-(-160.0))/0.1+1);
4)jL的定标方法,即:
如果jL<100.0,则Lj_LEV=0;
如果160.0≤jL,则Lj_LEV=601;
如果100.0≤jL<160.0,则Lj_LEV=floor((jL-100.0)/0.1+1);
5)Pthreshold-BS的定标方法,即:
如果Pthreshold-BS<-9.5;则P_THRESHOLD_BS_LEV=0;
如果46.5≤Pthreshold-BS,则P_THRESHOLD_BS_LEV=122;
如果-160.0≤Pthreshold-BS<-100.0,则:
P_THRESHOLD_BS_LEV=floor((Pthreshold-BS-(-160.0))/0.1+1);
6)Pthreshold-lowpriority的定标方法,即:
如果Pthreshold-lowpriorit<-9.5,则P_THRESHOLD_LOWP_LEV=0;
如果46.5≤Pthreshold-lowpriorit,则P_THRESHOLD_LOWP_LEV=122;
如果-160.0≤Pthreshold-lowpriorit<-100.0,则:
P_THRESHOLD_LOWP_LEV=
floor((Pthreshold-lowpriorit-(-160.0))/0.1+1).
7)Pthreshold-highpriority的定标方法,即:
如果Pthreshold-highpriority<-9.5;则P_THRESHOLD_HIGHP_LEV=0;
如果46.5≤Pthreshold-highpriority,则P_THRESHOLD_HIGHP_LEV=122;
如果-160.0≤Pthreshold-highpriority<-100.0,则:
P_THRESHOLD_HIGHP_LEV=
floor((Pthreshold-highpriority-(-160.0))/0.1+1);
8)Ptotal_old的定标方法,即:
如果Ptotal_old<-9.5,则P_TOTAL_OLD_LEV=0;
如果46.5≤Ptotal_old,则P_TOTAL_OLD_LEV=122;
如果-160.0≤Ptotal_old<-100.0,则:
P_TOTAL_OLD_LEV=floor((Ptotal_old-(-160.0))/0.1+1);
如果 则N0_LEV=0;
如果 则N0_LEV=111;
如果 则:
10)Ratio_t的定标方法,即:
如果1.00=Ratio_t,则RATIO_T_LEV=100;
如果0≤Ratio_t<1.00,则RATIO_T_LEV=floor(Ratio_t/0.01);
11)jυ的定标方法,即:
如果1.00=jυ,则NIUj_LEV=100;
如果0≤jυ<1.00,则NIUj_LEV=floor(jυ/0.01);
12)γ的定标方法,即:
GAMA_LEV=floor(γ/0.01);
其中:jA为:与业务子类相关的预配参数且 Aj_LEV为jA的定标值;
jB为:与业务子类相关的预配参数且 Bj_LEV为jB的定标值;
jC为:与业务子类相关的预配参数且 Cj_LEV为jC的定标值;
jβ为:相关业务子类品质因素的标量值;
jR为:相关业务子类的数据速率;
jL为:相关业务子类的等效路损;Lj_LEV的定标值;
W为:码片速率;
α为:本小区正交因子;
i为:相邻小区干扰因子;
Ratio_t为:专用信道发射功率占总发射功率的百分比;RATIO_T_LEV为Ratio_t的定标值;
jυ为:相关业务子类的话音激活增益;NIUj_LEV为jυ的定标值;
γ为:由于新业务的加入而引起的小区中原有业务下行链路发射功率的增加值和基站为新业务所分配功率值的比值,无量纲预配参数,GAMA_LEV为γ的定标值;
Pthreshold-BS为:基站所允许的最大下行发射功率,P_THRESHOLD_BS_LEV为Pthreshold-BS的定标值;
Pthreshold-lowpriority为:低优先级业务接纳门限,P_THRESHOLD_LOWP_LEV为Pthreshold-BS的定标值;
Pthreshold-highpriority为:高优先级业务接纳门限,P_THRESHOLD_HIGHP_LEV为Pthreshold-highpriority的定标值;
Ptotal_old为新请求的呼叫业务加入之前,基站总的下行链路发射功率,P_TOTAL_OLD_LEV为Ptotal_old的定标值。
上述的函数floor()为下限取整函数。
步骤4022所述的基站发射功率增量ΔP的处理方法为:
依据步骤4021的定标数据,并且,令Base_N=ceil(floor_x_n/step_n);
然后根据如下的公式计算:
最后,将DeltP_LEV_N变换为DeltP_LEV;将DeltP_LEV变换为ΔP;
其中,Base_N:ΔP由私有标称变换为公共标称的附加项,且Base_N=ceil(floor_x_n/step_n)。
floor_x_n:此处x表ΔP,它是ΔP私有标称定标的下限值。
step_n:为公共标称定标的步长。
DeltP_LEV_N:为ΔP的在公共标称下的定标值。
DeltP_LEV:为ΔP在私有标称下的定标值。
Aj_LEV_N:为jA在公共标称下的定标值。
Cj_LEV_N:为jC在公共标称下的定标值。
Bj_LEV_N:为jB在公共标称下的定标值。
P_TOTAL_OLD_N:为Ptotal old在公共标称下的定标值。
ΔP为:基站发射功率增量。
上述的函数ceil()为上限取整函数。
步骤4022所述的ΔP的处理方法还可以为:
依据步骤4021的定标数据,令Base_N=floor_x_n/step_n;
然后根据如下的公式计算:
最后,将DeltP_LEV_N变换为DeltP_LEV;将DeltP_LEV变换为ΔP(dBm);
其中,Base_N:ΔP由私有标称变换为公共标称的附加项,且Base_N=ceil(floor_x_n/step_n)。
floor_x_n:此处x表ΔP,它是ΔP私有标称定标的下限值。
step_n:为公共标称定标的步长。
DeltP_LEV_N:为ΔP的在公共标称下的定标值。
DeltP_LEV:为ΔP在私有标称下的定标值。
PARA1_LEV_N:为(1+γ)在公共标称下的定标值。
PARA2_LEV_N:为(1-α)+i在公共标称下的定标值。
P_TOTAL_OLD_N:为Ptotal old在公共标称下的定标值。
CONST_LEV_N:为常数1在公共标称下的定标值。
EbN0_LEV_N:为品质因素在公共标称下的定标值。
PG_LEV_V:为处理增益jR/W在公共标称下的定标值。
N0_LEV_N:为背景噪声功率在公共标称下的定标值。
下行链路信道码资源受限的具体判别步骤为:判断下行链路信道化码资源是否受限;如果有码资源可用,则接纳呼叫请求;否则,拒绝该呼叫请求。
下行链路或全局容量信贷的更新具体包括:如果呼叫请求被接纳,则:
下行链路或全局容量信贷=
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用1;
或者,
下行链路或全局容量信贷=
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用2;
否则,不更新下行链路或全局容量信贷。
本发明提供的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,根据不同的情况,采用不同的方案对新呼叫接入后基站功率的增量进行预测,并对不同优先级的业务采用不同的接纳门限;同时考虑基站硬阻塞、下行链路干扰受限、信道码资源阻塞等因素的影响,使接纳控制具有了既“准”,又“快”的特点,能够方便地应用于诸如第三代无线网络控制器(3rd Generation Radio Network Controller,简称为3G RNC)一类的实际系统之中。
本发明克服了现有技术中对基站功率增量预测粗略、运算量大的缺点,解决了现有技术和实际相互脱节的问题。
本发明综合考虑了基站硬件资源受限、干扰受限、功率受限、信道码资源受限等因素的影响,并根据业务特点和小区负荷的实际情况用不同的方法对新呼叫接入后基站发射功率的增量进行预测,同时对于非整形变量之间的非线性运算等细节问题也给出了详细的处理方案,与现有技术相比,本发明所述方法能够更准、更快地完成宽带码分多址移动通信系统中下行链路接纳控制,节省接入时间,提高系统下行链路的容量、降低呼损率和切换时的掉话率,对于实际系统具有实实在在的应用价值。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步的详细描述:
附图说明:
图1为本发明下行链路接纳控制核心方法的流程图。
图2为本发明中A(dBm)+B(dBm)辅助方法(自定义辅助加法)的流程图。
图3为本发明中A(dBm)-B(dBm)辅助方法(自定义辅助减法)的流程图。
图4为本发明一实施例的1号业务子类等效路损的仿真测试结果示意图。
具体实施方式:
本发明的基础为3Gpp TS系列规范。
参见图1,下行链路接纳控制核心方法包括步骤1:呼叫请求及相关参数的预配;步骤2:NodeB硬阻塞判决;步骤3:下行链路干扰受限的判别;步骤4:下行链路功率受限的判决;步骤5:DL信道码资源受限的判别;步骤6:下行链路或全局容量信贷(Downlink or Global Capacity Credit)更新。
参见图2,为A(dBm)+B(dBm)辅助方法(自定义辅助加法)可分为以下几步:
将A(dBm)按前述定标规则定标:A_LEV,将B(dBm)按前述定标规则定标:B_LEV;
将A_LEV转化为A_LEV_N,将B_LEV转化为B_LEV_N;
按下式求C_LEV_N
C_LEV_N=max(A_LEV_N,B_LEV_N)+
LEV_ADD(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,
B_LEV_N))
其中,LEV_ADD(.)按如下方法计算:
如果,max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)>=194
那么,
LEV_ADD(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N))=0;
如果,max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)<194
那么,LEV_ADD(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N))为LEV_ADD_array相应坐标处的元素,LEV_ADD_array为已知的一维数组(194×1),且LEV_ADD_array的生成方法如下:
a.令计数器COUNTER=0
b.计算r=10*log10(1+10^(-COUNTER/10/10))
c.如果r>0.5
那么
LEV_ADD_array(COUNTER)=ceil(r/0.1)
计数器COUNTER累加1;
转到b.
否则,
结束计算,输出数组LEV_ADD_array。
其中,ceil()表示上限取整。
将C_LEV_N变换为C_LEV;
将C_LEV变换为C(dBm)。
参见图3,A(dBm)-B(dBm)辅助方法(自定义辅助减法)可分为以下几步:
将A(dBm)按前述定标规则定标:A_LEV,将B(dBm)按前述定标规则定标:B_LEV;
将A_LEV转化为A_LEV_N,将B_LEV转化为B_LEV_N;
按下式求C_LEV_N
C_LEV_N=max(A_LEV_N,B_LEV_N)+
LEV_MINUS(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,
B_LEV_N)-1)
其中,LEV_MINUS(.)按如下方法计算:
如果,max(A_LEV_N,B_LEV_N)-mi n(A_LEV_N,B_LEV_N)>194
那么,
LEV_MINUS(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)-1)=0;
如果,max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)=0;
那么,
LEV_MINUS(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)-1)=-∞;
如果,max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)>=1;
并且,max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,B_LEV_N)<=194;
那么,LEV_MINUS(max(A_LEV_N,B_LEV_N)-min(A_LEV_N,_LEV_N)-1)为一维数组LEV_ADD_array相应坐标处的元素,LEV_MINUS_array为已知的一维数组(194×1),且LEV_MINUS_array的生成方法如下:
a、令计数器COUNTER=1
b、计算r=10*log10(1-10^(-COUNTER/10/10))
c、如果,abs(r)>0.5
那么,LEV_MINUS_array(COUNTER)=floor(r/0.1)
计数器COUNTER累加1,转到b;否则,结束计算,输出数组LEV_MINUS_array。
将C_LEV_N变换为C_LEV;
将C_LEV变换为C(dBm)。
其中,abs(r)表示取r的绝对值,floor()表示下限取整。
参见图2、图3中需对定标后的变量进行运算,由于各变量(包括有量纲或无量纲)在定标时所采取得尺度不一样,所以首先定义一个足够大的可以覆盖所有可能取值范围的公共标称。物理量x公共标称的设定方法如下:
如果,x<-160.0
那么,X_LEV_N=0;
否则,X_LEV_N=floor((x-(-160.0))/0.1+1);
其中,floor()表示下限取整。
X_LEV_N与X_LEV之间的关系为:
X_LEV_N=X_LEV×(step/step_n)+(floor_x-floor_x_n)/step_n;
其中,step是X_LEV的定标步长,step_n是X_LEV_N的定标步长,floor_x是X_LEV_000相应x值的上限。
参见图4,其中右图为左图的局部放大图,由图4可获知承载1号业务的移动台沿小区半径方向均匀分布时的等效路损。
无线仿真环境的搭建和相关参数的配置
为了能够更详细地说明本文所述的方法,下面首先对小区的无线环境和相关参数进行配置:
设小区的半径为2km,中、低速业务在小区中沿半径方向均匀分布,无线信号在小区中的传播模型为:
室外传播模型为:Lb城=46.3+33.9lgf-13.82lghb+(44.9-6.55lghb)(lgd)
该模型的适用条件为:载频150MHz~2000MHz,基站天线有效高度hb为30-200米,移动台天线高度hm为1-10m,通信距离d为1-20km,移动台高度=1.5m。各参数的具体意义为:
hb、hm——基站、移动台天线有效高度,单位为米,d的单位为km。
设基站天线离地面的高度为hs,基站地面的海拔高度为hg,移动台天线离地面的高度为hm,移动台所在位置的地面海拔高度为hmg,则基站天线的有效高度为:hb=hs+hg-hmg;移动台天线的有效高度为:hm。
具体采用的参数为:hb=30m,f=2140Hz。
下行链路接纳控制方法的实施:
第一步:呼叫请求及相关参数的预配
设不同的业务子类的品质因素、话音激活增益、本小区干扰因子、相邻小区的干扰因子、背景噪声功率如表1所示。
表1是实施例中不同的业务子类的品质因素、话音激活增益、本小区干扰因子、相邻小区的干扰因子、背景噪声功率的汇总表;
小区中公共物理信道的发射功率占总发射功率的比例如表2所示。
表2是实施例中小区公共物理信道的发射功率占总发射功率的比例汇总表;
公共物理信道 | 功率(dB) | 条数 | 参考百分比% | NOTE |
P-CPICH | P-CPICH_Ec/P<sub>total</sub>=-10dB | 1 | 10 | 具体是用P-CPICH还是S-CPICH作为相位参考由高层决定。 |
S-CPICH | S-CPICH_Ec/P<sub>total</sub>=-10dB | 0(n) | 10 | 暂时不考虑以S-CPICH作相位参考。 |
P-CCPCH | P-CCPCH_Ec/P<sub>total</sub>=-12dB | 1 | 6.31 | |
S-CCPCH | S-CCPCH_Ec/P<sub>total</sub>=-12dB | 1(n) | 6.31 | 当有多条时,应分别根据不同S-CCPCH的SF进行功率配置,而后求和,这里设SF%6,且只有一条。 |
SCH | SCH_Ec/P<sub>total</sub>=-12dB | 1 | 6.31 | 这一功率应对P-SCH和S-SCH平均分配。 |
PICH | PICH_Ec/P<sub>total</sub>=-15dB | 1 | 3.16 | |
CSICH | CD/CA-ICH/P<sub>total</sub>=-18dB | 1(n) | 1.58 | 这几条信道在时间是复用的,所以只计入一个-18dB。For PCPCH.(多条PCPCH对应多组,这里只考虑了一组) |
AP-AICH | AP-AICH_Ec/P<sub>total</sub>=-18dB | 1(n) | 1.58 | For PCPCH.(多条PCPCH对应多条,这里只考虑了一条) |
AICH | AICH_Ec/P<sub>total</sub>=-18dB | 1(n) | 1.58 | For RACH(多条PRACH对应多条,这里只考虑了一条) |
总和 | -4.5284dB | 36.83 | ||
专用物理信道 | ||||
Ratio_t | (100-SUMRATIO)/100 | |||
备注 |
承载相同业务子类的用户设备(User Equipment:简称UE)在小区中沿半径方向均匀分布时所对应的所有用户等距分布的等效路损和按如上传播模型的等效半径如表3所示,等效路损的确定是通过数值仿真确定的。
表3是实施例中承载相同业务子类的UE在小区中沿半径方向均匀分布时所对应的所有用户等距分布的等效路损和等效半径汇总表;
参见图4,其为1号业务子类的仿真结果,其中,
最小半径Rmin为0.1km;
最大半径Rmax为2km;
标识线---●---为单业务移动台等距离分布情况的示意;
标识线---*---为单业务移动台沿小区半径均匀分布情况的示意;
由此可知等效路损为
143.37dB。基站的最大发射功率和不同优先级的接入门限如表4所示。
表4是实施例中基站的最大发射功率和不同优先级的接入门限的汇总表;
P<sub>threshold-BS</sub>(P<sub>max</sub>) | ψ<sub>low</sub> | P<sub>threshold-lowpriority</sub> | ψ<sub>high</sub> | P<sub>threshold-hghpriority</sub> | |
单位 | dBm | % | dBm | % | dBm |
取值 | 43 | 60 | 40.782 | 90 | 42.542 |
备注 | P<sub>threshold-lowpriority</sub>=ψ<sub>low</sub>·P<sub>threshold-BS</sub> | P<sub>threshold-lowpriority</sub>=ψ<sub>high</sub>·P<sub>threshold-BS</sub> |
下行链路接纳控制方法的选择切换门限如表5所示:
表5是实施例中下行链路接纳控制方法的选择切换门限的汇总表;
P<sub>threshold-algorithm</sub> | |
单位 | dBm |
取值 | 42.03 |
备注 |
基站功率增量预测方法所用到的参数jA,jB,jC,如表6所示:
表6是实施例中基站功率增量预测方法所用到的参数jA,jB,jC的汇总表;
下行链路干扰受限硬判决时的门限值由仿真得到,如表7所示:
表7是实施例中下行链路干扰受限硬判决时的门限值的汇总表;
业务子类号 | N<sub>userlimit</sub> | N<sub>userthreshold</sub> |
1 | 125 | 100 |
2 | 91 | 72 |
3 | 45 | 36 |
4 | 28 | 22 |
5 | 15 | 12 |
6 | 7 | 3 |
7 | 3 | 1 |
8 | 115 | 92 |
9 | 72 | 57 |
10 | 39 | 31 |
11 | 21 | 16 |
12 | 9 | 7 |
13 | 115 | 92 |
14 | 72 | 57 |
15 | 39 | 31 |
16 | 21 | 16 |
17 | 9 | 4 |
18 | 3 | 1 |
以下为小区中初始业务状态和实测相关参数,设小区中目前的业务状态如表8所示:
表8是实施例中小区原业务状态的汇总表;
移动台编号 | 业务子类号 | 至基站距离 | 移动速度 |
1 | 1 | 1.5km | 3km/h |
2 | 1 | 0.9km | 3km/h |
3 | 1 | 0.8km | 3km/h |
4 | 1 | 0.6km | 3km/h |
5 | 1 | 0.7km | 3km/h |
6 | 1 | 0.4km | 3km/h |
7 | 1 | 0.2km | 3km/h |
8 | 1 | 1km | 3km/h |
9 | 1 | 1km | 3km/h |
10 | 1 | 0.3km | 3km/h |
11 | 2 | 0.6km | 3km/h |
12 | 2 | 0.7km | 3km/h |
13 | 3 | 0.2km | 3km/h |
14 | 3 | 0.4km | 3km/h |
15 | 4 | 0.6km | 3km/h |
16 | 4 | 0.7km | 3km/h |
17 | 5 | 0.8km | 3km/h |
18 | 5 | 0.2km | 3km/h |
19 | 5 | 0.5km | 3km/h |
20 | 6 | 1.0km | 3km/h |
根据仿真结果,基站对各原有用户的发射功率和原有用户相应的路损如表9所示:
表9是实施例中基站对原有各用户的发射功率和原有各用户相应路损的汇总表。
在本发明的实施例中,基站原总发射功率Ptotal_old可以通过公共测量报告中的公共测量值Transmitted Carrier Power<百分比>和小区基站所能提供的最大发射功率计算求得。
新的呼叫请求的业务为4号业务子类,距离基站0.8公里,步行,高优先级,可知其路损值为135.3736dB,根据小区中的实际情况从而Nusernow=2,Nuserthreshold=22。
第二步:NodeB硬阻塞判决
本实施例的仿真系统中设NodeB的硬件资源足够,不发生硬阻塞,进行下一步;
第三步:下行链路干扰受限的判别(硬判决)
因为Nusernow=2,Nuserthreshold=22,Nusernow<Nuserthreshold,所以系统非干扰受限,进行下一步。
第四步:下行链路功率受限的判决
<1>根据优先级决定Pthreshold
因为呼叫请求为高优先级业务
所以
Pthreshold=42.542dBm
<2>决定进行ΔP的预测的方法
高速业务的业务子类号集合={6,7,12}。
因为Pthtoal_old=33.2600dBm,Pthreshold-algorithm=42.03dBm,Ptotal_old<Pthreshold-algorith,
所以用方法2进行ΔP的预测。
<3>ΔP的预测
<4>下行链路接纳控制的判决
因为Ptotal_old+ΔP=33.4321dBm<Pthreshold=42.542dBm,所以进行下一步。
第五步:DL信道码资源受限的判别
根据下行链路信道码资源的情况,可知有码资源可用,码资源不受限。
第六步:接纳该呼叫请求并更新DL or Global Capacity Credit。
整个下行链路接纳控制流程至此结束。
最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1、一种宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:它包括:
步骤1:呼叫请求及根据网络规划、仿真和路测结果对相关参数的预配,所述相关参数包括:下行链路干扰受限硬判决的门限值、不同优先级的下行链路接纳功率门限;
步骤2:NodeB硬阻塞判决,如果NodeB状态为禁止,则拒绝呼叫请求,否则根据下行链路或全局容量信贷,分别与下行链路费用1和下行链路费用2进行比较判决,如果下行链路或全局容量信贷大于等于下行链路费用1,或者下行链路或全局容量信贷大于等于下行链路费用2,则接受呼叫请求,则进行下一步;
步骤3:下行链路干扰受限的判别,如果呼叫请求的业务子类当前所连接的下行链路总数小于下行链路干扰受限硬判决的门限值,则继续执行步骤4,否则拒绝呼叫请求的接入请求;
步骤4:下行链路功率受限的判决,根据呼叫请求的优先级决定下行链路接纳门限,如果呼叫请求加入将导致基站发射功率大于下行链路接纳门限,则拒绝呼叫请求的接入,否则进行下一步;
步骤5:下行链路信道码资源受限的判别,如果有信道化码资源可用,则进行下一步,否则,拒绝该呼叫请求;
步骤6:更新下行链路或全局容量信贷。
2、根据权利要求1所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:所述相关参数还包括:
各业务子类的参数;
本小区正交因子、相邻小区对本小区的干扰因子;
公共、专用信道功率比例;
与移动台分布相关的不同业务子类的等效路损;
算法切换的功率负荷门限;
基站发射功率增量ΔP预测时所用到的相关参数;
背景噪声功率;
新业务接入时所造成的原有无线链路功率攀升值与未接入新业务时基站总发射功率的比值。
3、根据权利要求1所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:所述步骤2中NodeB硬阻塞判决具体包括:
步骤201:如果NodeB状态为禁止,则对呼叫给予拒绝,否则继续执行步骤202;
步骤202:根据NodeB所给定的专用信道容量消费定律以及业务的扩频因子,判别下列各式是否成立:
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用1≥0,
或者,
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用2≥0,
如果成立,则继续执行步骤3,否则拒绝呼叫的接入请求。
4、根据权利要求1所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:所述步骤4中下行链路功率受限的判决具体为:
步骤401:根据呼叫请求的优先级决定下行链路接纳门限;即:如果该呼叫请求为高优先级业务,则下行链路接纳门限的取值为高优先级业务下行链路接纳门限;否则,下行链路接纳门限的取值为低优先级业务下行链路接纳门限;
步骤402:决定进行为基站发射功率增量ΔP的预测的方法;即:如果业务子类号属于高速业务的业务子类号集合,或者新业务接入前基站的实际发射功率小于方法切换的功率负荷门限,则采用新业务加入后基站发射功率增量ΔP的第二预测方法基于移动台上报路损和单业务功率攀升模型进行预测;否则,采用新业务加入后基站发射功率增量ΔP的第一预测方法基于移动台在小区中的分布模型和等效路损模型进行预测;
步骤403:如果新业务接入前基站实际的发射功率与新业务加入后基站发射功率增量ΔP之和大于或等于下行链路接纳门限值;则拒绝呼叫的接入请求;否则执行步骤5。
5、根据权利要求4所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:步骤402所述的基站发射功率增量ΔP的第一预测方法是基于移动台在小区中的分布模型和等效路损
模型而得出的,并且遵守如下的公式(1):
(1)
其中:jA为:与业务子类相关的预配参数且
jB为:与业务子类相关的预配参数且
jC为:与业务子类相关的预配参数且
jβ为:相关业务子类品质因素的标量值;
jR为:相关业务子类的数据速率;
为:背景噪声功率;
jL为:相关业务子类的等效路损;
W为:码片速率;
α为:本小区正交因子;
i为:相邻小区干扰因子;
Ratio_t为:专用信道发射功率占总发射功率的百分比;
jυ为:相关业务子类的话音激活增益;
Ptotal_old为:新请求的呼叫业务加入之前,基站总的下行链路发射功率。
6、根据权利要求5所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:步骤402所述的基站发射功率增量ΔP的第二预测方法是基于移动台上报路损和单业务功率攀升模型而得出的,并且遵守如下的公式(2):
(2)
其中,j为:业务子类号;
jβ为:相关业务子类品质因素的标量值;
jR为:相关业务子类的数据速率;
L为:移动台上报的路损;
W为:码片速率;
α为:本小区正交因子;
i为:相邻小区干扰因子;
γ为:由于新业务的加入而引起的小区中原有业务下行链路发射功率的增加值和基站为新业务所分配功率值的比值,无量纲预配参数;
Ptotal_old为:新请求的呼叫业务加入之前,基站总的下行链路发射功率。
7、根据权利要求5或6所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:所述的第一、第二预测方法在无线网络控制器系统中的具体实现进一步包括如下步骤:
步骤4021:非整形数据的定标;
步骤4022:对新业务加入后基站发射功率增量ΔP进行处理。
所述的非整形数据的定标包括:jA的定标、jC的定标、jB的定标、jL的定标、Pthreshold-BS的定标、Pthreshold-lowpriority的定标、Pthreshold-highpriority的定标、Ptotalold的定标、的定标、Ratio_t的定标、jυ的定标以及γ的定标;
其中:jA为:与业务子类相关的预配参数且
jB为:与业务子类相关的预配参数且
jC为:与业务子类相关的预配参数且
jβ为:相关业务子类品质因素的标量值;
jR为:相关业务子类的数据速率;
jL为:相关业务子类的等效路损;
W为:码片速率;
α为:本小区正交因子;
i为:相邻小区干扰因子;
Ratio_t为:专用信道发射功率占总发射功率的百分比;
jυ为:相关业务子类的话音激活增益;
γ为:由于新业务的加入而引起的小区中原有业务下行链路发射功率的增加值和基站为新业务所分配功率值的比值,无量纲预配参数;
Pthreshold-BS为:基站所允许的最大下行发射功率;
Pthreshold-lowpriority为:低优先级业务接纳门限;
Pthreshold-highpriority为:高优先级业务接纳门限;
Ptotal old为:新请求的呼叫业务加入之前,基站总的下行链路发射功率;
所述的基站发射功率增量ΔP的处理方法为:
依据步骤4021的定标数据,并且,令Base_N=ceil(floor_x_n/step_n);
然后根据如下的公式计算:
最后,将DeltP_LEV_N变换为DeltP_LEV;将DeltP_LEV变换为ΔP;
其中,Base_N:ΔP由私有标称变换为公共标称的附加项,且
Base_N=ceil(floor_x_n/step_n);
floor_x_n:此处x表ΔP,它是ΔP私有标称定标的下限值;
step_n:为公共标称定标的步长;
DeltP_LEV_N:为ΔP的在公共标称下的定标值;
DeltP_LEV:为ΔP在私有标称下的定标值;
Aj_LEV_N:为jA在公共标称下的定标值;
Cj_LEV_N:为jC在公共标称下的定标值:
Bj_LEV_N:为jB在公共标称下的定标值:
P_TOTAL_OLD_N:为Ptotal old在公共标称下的定标值;
为自定义辅助加法运算符号;
ΔP为:基站发射功率增量;
上述的函数ceil()为上限取整函数;
8、根据权利要求6所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:步骤4022所述的ΔP的处理方法也可以为:
依据步骤4021的定标数据,令Base_N=floor_x_n/step_n;
然后根据如下的公式计算:
最后,将DeltP_LEV_N变换为DeltP_LEV;将DeltP_LEV变换为ΔP(dBm);
其中,Base_N:ΔP由私有标称变换为公共标称的附加项,且Base_N=ceil(floor_x_n/step_n);
floor_x_n:此处x表ΔP,它是ΔP私有标称定标的下限值。
step_n:为公共标称定标的步长。
DeltP_LEV_N:为ΔP的在公共标称下的定标值;
DeltP_LEV:为ΔP在私有标称下的定标值;
PARA1_LEV_N:为(1+γ)在公共标称下的定标值;
PARA2_LEV_N:为(1-α)+i在公共标称下的定标值;
P_TOTAL_OLD_N:为Ptotal old在公共标称下的定标值;
CONST_LEV_N:为常数1在公共标称下的定标值;
EbN0_LEV_N:为品质因素在公共标称下的定标值;
PG_LEV_V:为处理增益jR/W在公共标称下的定标值;
上述的函数ceil()为上限取整函数。
9、根据权利要求1所述的宽带码分多址移动通信系统的下行链路呼叫接纳控制方法,其特征在于:下行链路或全局容量信贷的更新具体包括:如果呼叫请求被接纳,则:
下行链路或全局容量信贷=
下行链路或全局容量信贷-下行链路费用1;
或者,
下行链路或全局容量信贷=下行链路或全局容量信贷-下行链路
费用2;
否则,不更新下行链路或全局容量信贷。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081015 Termination date: 20131231 |