CN101099310A - 用户吞吐量地理分布估计系统和用户吞吐量地理分布估计方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种系统，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站。接收质量估计装置(11)估计小区中用户终端位置处的共享信道接收质量。业务信息读取装置(12)读取与执行了所述接收质量估计的估计目标区域有关的业务信息。用户吞吐量估计装置(13)输入小区中用户终端位置处的共享信道接收质量以及与估计目标区域有关的业务信息，通过使用用于估计用户吞吐量的用户吞吐量计算函数，估计小区中用户终端位置处的用户吞吐量。

Description

用户吞吐量地理分布估计系统和用户吞吐量地理分布估计方法

技术领域

本发明涉及一种用户吞吐量(throughput)地理分布估计系统和用户吞吐量地理分布估计方法，具体涉及一种用于估计蜂窝系统中的用户吞吐量的技术，所述蜂窝系统用于在基站与用户终端之间使用共享信道来执行无线分组通信。

背景技术

常规上，蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与其小区中的用户终端进行无线分组通信的基站。

在蜂窝系统中，依据基站周围的地理特征，用户吞吐量呈现不同的值。用户吞吐量是在用户终端处测量的值，并由每单位时间内用户终端从基站接收到的分组的比特数目来表示。

作为对蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布进行估计的方法，通常实施的是，使用计算机在连续时间段上执行蜂窝系统的系统级仿真。原因在于，由于共享信道是在高速控制下由小区中的用户终端共同使用的，所以无法获得对用户吞吐量的正确估计，除非在执行对包括上层的无线分组通信过程的详细仿真时，在连续时间段上以高时间分辨率对共享过程进行仿真。

参照图1，对用于估计用户吞吐量的地理分布的常规方法进行描述。

如图1所示，由系统级仿真器300执行连续时间段上蜂窝系统的系统级仿真。

系统级仿真器300接收基站配置、在每个用户终端发出下载请求时产生的分组的业务量和小区中用户的总数，作为输入。这里，基站配置是指基站的设置和状态，例如，包括基站位置、发射功率、天线方向图、天线方位角、天线倾斜、用于对至用户终端的分组传输过程的优先顺序进行调度的分组调度器的类型等。

系统级仿真器300基于上述输入值，估计每个用户终端位置处的共享信道的接收质量，并执行与包括协议上层的实际情况接近的无线分组通信过程的连续仿真，以估计用户吞吐量。这里，通常使用表示共享信道接收信号功率与干扰信号功率之比的接收SIR(信号与干扰功率比)，作为共享信道的接收质量。

接下来，将详细描述由系统级仿真器300进行的连续时间段上的系统级仿真过程。

当系统级仿真器300使用针对W-CDMA(宽带码分多址)中高速下行链路访问的HSDPA(高速下行链路分组访问)作为用于从基站到用户终端的下行链路的无线分组通信方案时，系统级仿真器300对以下第一到第五步骤进行仿真。

第一步骤：在多个位置处产生用户终端。然后，使用户终端向基站发出通过共享信道来传输分组的业务请求。这里，所请求分组的业务量是由前述用户终端正在产生的业务量。

第二步骤：估计每个用户终端位置处的共享信道的接收质量。为了具体说明，对于每个用户终端，反复计算已从多个基站接收到的分组的干扰波信号功率，以便基于计算结果，对作为共享信道的HS-PDSCH(高速物理下行链路共享信道)的接收质量进行估计和计算。

第三步骤：基于由每个用户终端产生的业务量、每个用户终端位置处的共享信道的接收质量和基站处的分组调度器，使用共享信道，从基站向每个用户终端传输分组。

第四步骤：基于已从基站接收到的分组的比特数目，针对每个用户终端来计算用户吞吐量。一旦完成了第四步骤，则操作返回到第一步骤。此时，根据用户终端的移动速度，更新每个用户终端的位置，并再次重复第一到第四步骤。

第五步骤：对作为第四步骤计算结果的用户吞吐量进行平均。然后，输出每个用户终端的位置，并输出所有用户终端的用户吞吐量的平均值，作为用户吞吐量估计。

系统级仿真器300实时地、每2ms执行第一到第四步骤一次。系统级仿真器300还在一小时或更长时间段上、每2ms对第一到第四步骤仿真一次，以获得统计上可靠的用户吞吐量估计。

因此，用户吞吐量估计的精度得到提高。但是，相反的是，在一小时或更长时间段上、每2ms对第一到第四步骤仿真一次，这需要巨大的处理量，用于估计用户吞吐量的时间也因此而增长。

此外，因为为了显示用户吞吐量的地理分布，系统级仿真器300在第五步骤执行对用户吞吐量进行平均的过程，所以用于估计用户吞吐量的时间进一步延长。

花费较长时间执行对用户吞吐量的估计会导致如下问题，特别是在检查基站配置的适当值时。当考虑基站配置的适当值时，需要在每次改变基站配置时，执行系统级仿真。因此，必须多次重复长时间的系统级仿真，直到确定基站配置的适当值为止，以致考虑时间变得非常长。

此外还有用于估计吞吐量的其他常规方法：一种通过估计吞吐量来确定开始通信是否适当的方法(例如，见日本专利申请公开224094/2000)、一种改善系统吞吐量的方法(例如，见日本专利申请公开298498/2003)、以及一种实现能够估计分组质量的基站的方法(例如，见日本专利申请公开112597/2004)等。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用户吞吐量地理分布估计系统和用户吞吐量地理分布估计方法，能够在短时间内精确估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布。

本发明的用户吞吐量地理分布估计系统用于估计包括用户终端和基站的蜂窝系统中的用户吞吐量的地理分布，其中基站使用共享信道，与自身小区内的用户终端进行无线分组通信。

本发明的用户吞吐量地理分布估计系统包括：接收质量估计装置，用于估计小区中用户终端位置处的共享信道的接收质量；业务信息读取装置，用于读取与估计目标区域有关的业务信息，其中在估计目标区域中执行了所述接收质量估计；以及用户吞吐量估计装置，用于使用用户吞吐量计算函数，估计小区中用户终端位置处的用户吞吐量，其中用户吞吐量计算函数接收小区中用户终端位置处的共享信道的接收质量以及与估计目标区域有关的业务信息，作为输入，并计算用户吞吐量。

因此，像用户吞吐量计算函数这样的函数具有与其输入相对应的确切输出值，所以可以在给定输入时确定输出值。因此，与使用系统级仿真的常规配置相反，根据使用上述函数的配置，不必以较高时间分辨率、对用户终端基于分组调度器的控制来共享共享信道的过程进行详细仿真，从而可以在短时间内估计用户吞吐量的地理分布。

此外，业务信息读取装置可以构造为读取在基站或无线网络控制器处测量的与估计目标区域有关的业务信息。因此该配置可以将与实际情况接近的值用作用户吞吐量计算函数的输入，所以可以提高用户吞吐量的估计精度。

也可以提供一种还包括用户终端测量装置的配置，用户终端测量装置在小区中行进，以对小区中用户终端位置处的共享信道接收质量和用户吞吐量进行实际测量；用户吞吐量估计装置包括函数校正装置，用于根据共享信道接收质量的测量与用户吞吐量的测量之间的关系，校正用户吞吐量计算函数。根据该配置，可以使用根据共享信道接收质量的测量与用户吞吐量的测量之间的关系而校正的用户吞吐量计算函数。因此，可以提高用户吞吐量的估计精度。

附图说明

图1是用于解释常规用户吞吐量地理分布估计方法的图。

图2是示出了根据本发明典型实施例1的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

图3是用于解释本发明典型实施例1中使用的用户吞吐量计算函数的示例图。

图4是使用在本发明典型实施例1中估计的用户吞吐量估计结果示出了用户吞吐量地理分布的显示示例的图。

图5是示出了根据本发明典型实施例2的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

图6是示出了根据本发明典型实施例3的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

图7是用于解释本发明典型实施例3中使用的用户吞吐量计算函数的示例图。

图8是示出了根据本发明典型实施例4的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

图9是用于解释本发明典型实施例4中使用的用户吞吐量计算函数的示例图。

图10是示出了根据本发明典型实施例8的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

图11是用于解释基于用户终端处的时间测量函数对用户吞吐量计算函数进行校正的方法的示例图。

具体实施方式

以下参照附图，描述本发明用户吞吐量地理分布估计系统的典型实施例。这里，以下描述是基于如下假设的：从基站到用户终端的下行链路无线分组通信采用W-CDMA的HSDPA方案。

典型实施例1

图2是示出了根据本发明典型实施例1的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。这里，本典型实施例应用于的蜂窝系统是包括用户终端和使用共享信道与自身小区中的用户终端进行无线通信的基站的蜂窝系统。

参照图2，根据本典型实施例的用户吞吐量地理分布估计系统包括接收质量估计装置11、业务量信息读取装置12和用户吞吐量估计装置13。

接收质量估计装置11假设在小区中的各个位置处存在用户终端。基于这种假设，接收质量估计装置11根据作为基站配置而输入的基站位置和小区中每个用户终端的位置，计算基站与每个用户终端之间的传播损耗。这里，通过将基站与每个用户终端之间的距离代入预定传播方程，推导出传播损耗。

此外，接收质量估计装置11根据作为基站配置而输入的共享信道上的分组发射功率、天线方向图和天线方位角、以及上述计算的传播损耗的计算结果，估计小区中每个用户终端位置处的共享信道接收质量。这里，假设将接收SIR用作接收质量。

接收质量估计装置11输出小区中每个用户终端的位置和该位置处的共享信道接收质量，将其中的共享信道接收质量输出至用户吞吐量估计装置13。

业务信息读取装置12从外部读取与已由接收质量估计装置11估计了接收质量的估计目标区域有关的业务信息，并向用户吞吐量估计装置13输出读取的业务信息。与估计目标区域有关的业务信息指示出由估计目标区域中存在的用户终端产生的分组施加在估计目标区域上的负荷。

例如，通常使用基站的发射功率，作为W-CDMA中下行链路业务信息的指示符。在下行链路中，随着小区中用户终端数目的增加，基站用于对到小区中用户终端的分组发射的总发射功率增大。即，业务信息是与小区中用户终端数目相关的数量值。

因此，通过将与估计目标区域有关的业务信息定义为小区中用户终端的数目，对本发明的典型实施例1到4进行描述。这里，假设该业务信息采用大于‘0’的值。

用户吞吐量估计装置13结合有用户吞吐量计算函数f，用户吞吐量计算函数f接收共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息作为输入值的，并计算用户吞吐量U。

响应于来自接收质量估计装置11的共享信道接收质量和从业务信息读取装置12输出的与估计目标区域有关的业务信息的输入，用户吞吐量估计装置13使用上述用户吞吐量计算函数f，计算小区中每个用户终端位置处的用户吞吐量，并输出用户吞吐量的估计结果。

用户吞吐量计算函数f是根据由系统级仿真获得的用户吞吐量估计结果、从无线网络控制器接收的用户吞吐量的实际测量、近似分析的用户吞吐量结果等而事先准备的，并结合在用户吞吐量估计装置13中。

当逼近用户吞吐量计算函数f并用公式表达为将共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息作为输入值的连续函数时，在存在连续输入值的情况下，可以容易地执行估计过程。

用户吞吐量具有定性本质，从而当共享信道接收质量较高时，用户吞吐量增大，而当业务较高时，用户吞吐量减小。根据这一事实，可以使用如下方程1作为用户吞吐量计算函数f的示例。

[方程1]

$U=f(\mathrm{SIR},{\mathrm{Load}}_{\mathrm{cell}})=C\×\frac{{\mathrm{SIR}}^A}{{{\mathrm{Load}}_{\mathrm{cell}}}^B}$

在方程1中，U表示用户吞吐量，SIR表示共享信道接收质量，Load_cell表示与估计目标区域有关的业务信息(＝小区中用户终端的数目；Load_cell＞0)，A表示用作幂的任意常数，B表示用作幂的任意常数，C是任意常数。

如上所述，如果共享信道接收质量较高，用户吞吐量增大。这就是方程1采用将共享信道接收质量的指数值作为分子的形式的原因。此外，如果业务变得较高，则用户吞吐量减小。这就是方程1采用将业务信息的指数值作为分母的形式的原因。这里，为了使用户吞吐量计算函数f逼近由系统级仿真等估计的结果，需要事先调整任意常数A、B和C。

图3是用于解释本发明典型实施例1中使用的用户吞吐量计算函数f的示例图。

可以在图3所示的曲线图中给出用户吞吐量计算函数f，其中横轴表示共享信道接收质量，纵轴表示用户吞吐量，与估计目标区域有关的业务信息作为参数。

在本典型实施例中，一并输出由接收质量估计装置11假设的小区中每个用户终端的位置、以及由用户吞吐量估计装置13估计的小区中每个用户终端位置处的用户吞吐量估计结果。因此，可以基于这些输出来估计小区中用户吞吐量的地理分布。

图4是使用在本发明典型实施例1中估计的用户吞吐量估计结果示出了用户吞吐量地理分布的显示示例的图。

参照图4，示出了具有三扇区配置的基站周围的用户终端的用户吞吐量地理分布。如图4所示，优选地以平面形式显示用户吞吐量地理分布，并更加优选地对其着色，以便于从视觉上理解。

如上所述，在本典型实施例中，用户吞吐量估计装置13通过将小区中每个用户终端位置处的共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息输入到用户吞吐量计算函数f中，计算小区中每个用户终端位置处的用户吞吐量。

因为像用户吞吐量计算函数f这样的函数具有与输入相对应的确切输出值，所以可以在给定输入时确定输出值。因此，与使用系统级仿真的常规估计方法相反，使用这种函数的估计方法不必在连续时间段上对无线分组通信过程进行详细仿真，从而可以在短时间内估计用户吞吐量的地理分布。

此外，如上所述，用户吞吐量计算函数f能够只根据小区中每个用户终端位置处的共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息这两个信息，估计用户吞吐量。可以只根据这两个信息来估计用户吞吐量的原因如下。

用户吞吐量基本上是依据用于将无线资源分配给用户终端的频率和在分配无线资源时无线链路的传输速率来确定的。用于将无线资源分配给用户终端的频率与基站中的用户终端拥塞程度相关，即，与估计目标区域中的业务相关。另一方面，无线链路的传输速率与无线链路中共享信道的接收质量相关。此外，关于用户吞吐量，存在如下定性趋势：如果基站中的用户终端拥塞程度较高，则用户吞吐量减小，而如果用户终端的拥塞程度较低，则用户吞吐量增大。

此外，在HSDPA中，存在如下趋势：如果共享信道的接收质量较高，则选择具有较高传输速率的调制方案，以使传输速率提高，如果共享信道的接收质量较低，则选择具有较低传输速率的调制方案，以使传输速率降低。

同样，在HSDPA之外的其他无线分组通信方案中，如果共享信道的接收质量较高，则错误率较低，从而有效传输速率提高，而如果共享信道的接收质量较低，则错误率较高，从而有效传输速率降低。因此，显示出了与上述HSDPA类似的趋势。

如上所述，共享信道的接收质量和与估计目标区域有关的业务信息与用户吞吐量之间的对应关系是定性地定义的。因此，可以利用由系统级仿真估计的用户吞吐量估计结果、从无线网络控制器接收的用户吞吐量的实际测量、用户吞吐量的近似和分析结果以及其他数据，预先获取该对应关系并将其用公式表达。这样，可以只根据共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息这两个信息，估计用户吞吐量。

采用上述方式，因为显著限制了对用户吞吐量施加影响的因素，所以可以说只根据共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息这两个信息来估计用户吞吐量的方法是大幅度简化的方法。

但是，估计方法的简化必然导致估计精度一定程度的降低。尽管如此，因为估计的用户吞吐量逼近系统级仿真等的结果，所以可以通过精确地用公式表达用户吞吐量计算函数f，获得大幅度缩短估计时间并得到不受实际问题影响的足够高的估计精度的优点。

具体地，当考虑基站配置的适当值时，重要的是通过以不同方式改变基站配置来快速确定适当值。因此，根据本典型实施例的快速用户吞吐量估计方法可以显著缩短考虑基站配置的适当值所用的时间。

典型实施例2

图5是示出了根据本发明典型实施例2的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

参照图5，根据本典型实施例的用户吞吐量地理分布估计系统与图2所示的典型实施例1的不同之处在于该系统应用于的蜂窝系统。即，本典型实施例应用于的蜂窝系统额外包括无线网络控制器100。除此之外，本典型实施例的配置与图2所示的典型实施例1的配置相同，因此相同的组件分配有相同的附图标记。

图5中，基站101到103与无线网络控制器100连接。此外，在基站103的小区中，存在三个用户终端1031到1033。

在本典型实施例中，基站101到103或无线网络控制器100测量小区中用户终端的数目，并向业务信息读取装置12输出测量的用户终端数目，作为与估计目标区域有关的业务信息。

例如，当估计基站103的小区中的用户吞吐量时，基站103或无线网络控制器100测量基站103的小区中用户终端的数目，并向业务信息读取装置12输出测量的用户终端数目，作为与估计目标区域有关的业务信息。图5示出了无线网络控制器100测量小区103中用户终端的数目的示例。

类似地，当估计基站101或102的用户吞吐量时，相关基站或无线网络控制器100测量该基站小区中用户终端的数目，并向业务信息读取装置12输出测量的用户终端数目，作为与估计目标区域有关的业务信息。

每个时刻业务信息均在改变。因此，业务信息读取装置12可以实时地读取业务信息，并将其输出至用户吞吐量估计装置13，或者可以向用户吞吐量估计装置13输出在固定持续时间(例如，一天)内读取的业务信息的最大值。

如上所述，在本典型实施例中，因为业务信息读取装置12配置为输出由业务信息读取装置12读取的在蜂窝系统中实际测量的业务信息，所以用户吞吐量估计装置13可以使用正确的业务信息来进行用户吞吐量估计。由此，可以提高用户吞吐量的估计精度。

例如，如果业务信息读取装置12配置为实时地输出对与估计目标区域有关的业务信息的实际测量，则用户吞吐量估计装置13能够实时地估计用户吞吐量。这样可以找到小区内用户吞吐量降低的位置。

可选地，如果业务信息读取装置12配置为向用户吞吐量估计装置13输出在固定持续时间(例如，一天)内读取的与估计目标区域有关的业务信息的最大值，则可以将在固定时间段上能够忍耐最大业务信息的适当值看作基站配置的适当值。

典型实施例3

图6是示出了根据本发明典型实施例3的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

参照图6，根据本典型实施例的用户吞吐量地理分布估计系统与图5所示的典型实施例2的不同之处在于，添加了分组调度器读取装置14a。除此之外，本典型实施例的配置与图5所示的典型实施例2的配置相同，因此相同的组件分配有相同的附图标记。

分组调度器读取装置14a读取基站处正在使用的分组调度器(对使用共享信道向用户终端进行的分组传输任务的优先顺序进行调度的装置)的类型，并将读取的分组调度器类型输出至用户吞吐量估计装置13。

用户吞吐量估计装置13结合有额外包括了分组调度器类型作为新参数的用户吞吐量计算函数f1，而不是在上述典型实施例1中使用的用户吞吐量计算函数f。

响应于从接收质量估计装置11输出的共享信道接收质量、从业务信息读取装置12输出的与估计目标区域有关的业务信息、以及从分组调度器读取装置14a输出的分组调度器类型，用户吞吐量估计装置13使用用户吞吐量计算函数f1，计算小区中每个用户终端位置处的用户吞吐量，并输出用户吞吐量的估计结果。

用户吞吐量计算函数f1可以是针对每个分组调度器类型而准备的，或者可以采用与前述典型实施例1中相同的方式近似并用公式表达为连续函数。当近似用户吞吐量计算函数f1并用公式表达为连续函数时，如下方程2可以用作用户吞吐量计算函数f1的示例。

[方程2]

$U=f_1(\mathrm{SIR},{\mathrm{Load}}_{\mathrm{cell}},\mathrm{Schedular})=\frac{D\left(\mathrm{Schedular}\right)}{E\×{(1+{\mathrm{Load}}_{\mathrm{cell}})}^G}\×f$

在方程2中，U表示用户吞吐量，SIR表示共享信道接收质量，Schedular表示分组调度器类型，Load_cell表示与估计目标区域有关的业务信息(＝小区中用户终端的数目；Load_cell＞0)，D(Schedular)表示依据分组调度器类型而确定的常数，E表示任意常数，G表示用作幂的任意常数。

用户吞吐量依据分组调度器类型而增大或减小。这就是方程2采用将前述典型实施例1中使用的用户吞吐量计算函数f乘以依赖于分组调度器类型的常数D的形式的原因。此外，存在如下趋势：随着业务变高，分组调度器的影响减小。这就是方程2采用将常数D除以业务信息的形式的原因。

图7是用于解释本发明典型实施例3中使用的用户吞吐量计算函数f1的示例图。

可以通过如下曲线图给出用户吞吐量计算函数f1：横轴表示共享信道接收质量，纵轴表示用户吞吐量，分组调度器类型和与估计目标区域有关的业务信息作为参数。例如，当与估计目标区域有关的业务信息固定，而改变分组调度器类型时，可以通过图7所示曲线图给出用户吞吐量计算函数f1。

如上所述，在本典型实施例中，用户吞吐量估计装置13配置为通过添加从分组调度器读取装置14a输出的分组调度器类型作为新参数，计算用户吞吐量，从而获得更接近实际情况的用户吞吐量估计。这种配置可以进一步提高用户吞吐量的估计精度。

典型实施例4

图8是示出了根据本发明典型实施例4的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

参照图8，根据本典型实施例的用户吞吐量地理分布估计系统与图6所示的典型实施例3的不同之处在于，添加了共享信道使用比率读取装置14b。除此之外，本典型实施例的配置与图6所示的典型实施例3的配置相同，因此相同的组件分配有相同的附图标记。

共享信道使用比率读取装置14b读取小区中使用共享信道执行无线分组通信的用户终端在所有用户终端(使用共享信道执行无线分组通信的用户终端、以及不使用共享信道而只使用基站向其分配的自身单独信道来执行音频通信等的用户终端)中的占有比率，并向用户吞吐量估计装置13输出读取的比率。这里，可以根据使用共享信息的用户终端的所有权，由共享信道使用比率读取装置14b确定使用共享信道的用户终端的比率。可选地，如果可以由无线网络控制器100测量该比率，则共享信道使用比率读取装置14b可以使用由无线网络控制器100实际测量的结果。

用户吞吐量估计装置13结合有额外包括了使用共享信道的用户终端的比率作为新参数的用户吞吐量计算函数f2，而不是在上述典型实施例2中使用的用户吞吐量计算函数f1。

响应于从接收质量估计装置11输出的共享信道接收质量、从业务信息读取装置12输出的与估计目标区域有关的业务信息、从分组调度器读取装置14a输出的分组调度器类型，以及从共享信道使用比率读取装置14b输出的使用共享信道的用户终端的比率，用户吞吐量估计装置13使用用户吞吐量计算函数f2，计算小区中每个用户终端位置处的用户吞吐量，并输出用户吞吐量的估计结果。

相比于使用共享信道的用户终端，只使用单独信道的用户终端对业务施加更大影响。例如，因为使用共享信道的用户终端只在需要时使用无线资源(基站的功率和频率)，所以无线资源的使用频率较低。另一方面，只使用单独信道的用户终端在通信期间继续使用独立分配的单独信道的无线资源，并且也需要用于连接过程的时间，所以无线资源的使用频率较高。

换言之，相比于使用共享信道的用户终端，只使用单独信道的用户终端对业务的增加具有更大影响。因此，后者在降低用户吞吐量U中起到作用。

考虑上述事实，当采用与前述典型实施例1中相同的方式，将用户吞吐量计算函数f2近似并用公式表达为连续函数时，如下方程3可以用作用户吞吐量计算函数f2的示例。

[方程3]

$U=f_2(\mathrm{SIR},{\mathrm{Load}}_{\mathrm{cell}},\mathrm{Schedular},R{\mathrm{atio}}_{\mathrm{SCH}})$

$=\frac{D\left(\mathrm{Schedular}\right)}{J\×{\left[\right\{{\mathrm{Ratio}}_{\mathrm{SCH}}+H\×(1-{\mathrm{Ratio}}_{\mathrm{SCH}})\}\×{\mathrm{Load}}_{\mathrm{cell}}]}^G}\×f$

在方程3中，U表示用户吞吐量，SIR表示共享信道接收质量，Load_cell表示与估计目标区域有关的业务信息(＝小区中用户终端的数目；Load_cell＞0)，Schedular表示分组调度器类型，Ratio_SCH表示使用共享信道的用户终端的比率，D(Schedular)表示依据分组调度器类型而确定的常数，G表示用作幂的任意常数，H是表示只使用单独信道的用户终端对业务的影响的系数，J表示任意常数。

方程3与上述典型实施例3中使用的方程2基本相同，但是方程3是通过使估计目标区域中的业务向考虑到只使用单独信道的用户终端所给出的影响程度的业务逼近而形成公式的。

在方程3的分母中，(1-Ratio_SCH)表示只使用单独信道的用户终端的比率。该比率乘以系数H的结果表示只使用单独信道并影响业务的用户终端的有效比率。通过将上述比率与Ratio_SCH(即，使用共享信道的用户终端的比率)相加并将和乘以业务信息Load_cell而获得的结果表示估计目标区域中的业务的近似，并由[{Ratio_SCH+H×(1-Ratio_SCH)}×Load_cell]表示。

图9是用于解释本发明典型实施例4中使用的用户吞吐量计算函数f2的示例图。

可以通过如下曲线图给出用户吞吐量计算函数f2：横轴表示共享信道接收质量，纵轴表示用户吞吐量，使用共享信道的用户终端的比率、分组调度器类型和与估计目标区域有关的业务信息作为参数。例如，当分组调度器类型和与估计目标区域有关的业务信息固定，而改变使用共享信道的用户终端的比率时，可以通过图9所示曲线图给出用户吞吐量计算函数f2。

如上所述，在本典型实施例中，用户吞吐量估计装置13配置为通过添加从共享信道使用比率读取装置14b输出的使用共享信道的用户终端的比率作为新参数，计算用户吞吐量，从而获得更接近实际情况的用户吞吐量估计。这种配置可以进一步提高用户吞吐量的估计精度。

对于蜂窝系统的未来前景，预期的是随着支持HSDPA的用户终端的普及，使用共享信道的用户终端的比率逐渐增加。可以设想，随着蜂窝系统成熟和发展，如上所述的用户吞吐量估计方法将特别有效。

典型实施例5

除了将与估计目标区域有关的业务信息定义为系统吞吐量之外，根据本发明典型实施例5的用户吞吐量地理分布估计系统与典型实施例1到4的相同。

用户吞吐量是从用户终端侧的角度来看的吞吐量，即，在用户终端侧测量的吞吐量。相反，系统吞吐量是从作为系统的基站侧的角度来看的吞吐量，即，在基站侧测量的吞吐量。系统吞吐量表示每单位时间从基站向小区中所有用户终端传输的所有分组的比特总数。

如典型实施例1中所述，与估计目标区域有关的业务信息是与小区中用户终端数目相关的数量值。这里，因为单个小区的频率、时间和功率有限，所以单个小区可以处理的通信量自然是有限的。考虑到这一点，可以将与估计目标区域有关的业务信息理解为小区中用户终端的拥塞程度。

因此，在本典型实施例中，基站的系统吞吐量显示出与用户终端数目成比例的趋势，并被用作与估计目标区域有关的业务信息。

典型实施例6

除了将与估计目标区域有关的业务信息定义为小区中用户终端的同时连接数目的平均之外，根据本发明典型实施例6的用户吞吐量地理分布估计系统与典型实施例1到5相同。

小区中用户终端的同时连接数目的平均是通过在固定时间段上对小区中同时连接到基站的用户终端的数目进行平均而获得的数目。该值是在基站处可测量的值，并显然具有与用户终端数目成比例的趋势。

因此，在本典型实施例中，小区中用户终端的同时连接数目的平均显示出与用户终端数目成比例的趋势，并被用作与估计目标区域有关的业务信息。

典型实施例7

除了将与估计目标区域有关的业务信息定义为小区中基站处的分组发射功率的使用时间比率之外，根据本发明典型实施例7的用户吞吐量地理分布估计系统与典型实施例1到6相同。

小区中基站处的分组发射功率的使用时间比率是用于从基站向小区中用户终端发射分组的分组发射功率的时间使用比率。

因为基站在小区中没有用户终端的情况下不执行分组发射，所以基站处分组发射功率的时间使用比率减小。相反，如果小区中有很多用户终端，则基站处分组发射功率的时间使用比率增大。这意味着该值是在基站处可测量的值，并显然具有与小区中用户终端数目成比例的趋势。

因此，在本典型实施例中，小区中基站处的分组发射功率的时间使用比率显示出与用户终端数目成比例的趋势，并被用作与估计目标区域有关的业务信息。

典型实施例8

图10是示出了根据本发明典型实施例8的用户吞吐量地理分布估计系统的配置框图。

参照图10，根据本发明典型实施例8的用户吞吐量地理分布估计系统与图8所示的典型实施例4的不同之处在于，添加了用户终端测量装置200、用户终端测量读取装置15和设置在用户吞吐量估计装置13内的函数校正装置13a。除此之外，本典型实施例的配置与图8所示的典型实施例4的配置相同，因此相同的组件分配有相同的附图标记。

例如，当对基站103的小区中的用户吞吐量进行估计时，用户终端测量装置200在基站103的小区中行进，并在小区中用户终端1031到1033位置处的同时测量共享信道接收质量和用户吞吐量。

用户终端测量读取装置15读取由用户终端测量装置200测量的共享信道接收质量和用户吞吐量的测量。用户终端测量读取装置15接着对固定时间段上读取的测量进行平均，并创建表示共享信道接收质量的测量与用户吞吐量的测量之间的关系的函数fc。进行平均的原因在于，因为对于共享信道接收质量，用户吞吐量的变化范围较大，所以有效的是对于共享信道接收质量，使用用户吞吐量的平均值。此外，用户终端测量读取装置15将与测量有关的函数fc输出至用户吞吐量估计装置13中的函数校正装置13a。

函数校正装置13a基于从用户终端测量读取装置15输出的与测量有关的函数fc，校正用户吞吐量计算函数f2。具体地，函数校正装置13a通过在对与测量有关的函数fc和校正前的函数f2进行平均，来进行校正，输出如图11所示的校正后函数f2’。函数校正装置13a可以使用如下方程4作为上述特定的校正方法。

[方程4]

${f_2}^{\′}=\frac{f_2+f_c}{2}$

在方程4中，f2’是校正后的用户吞吐量计算函数，f2是校正前的用户吞吐量计算函数，fc是与用户终端处的测量有关的函数。

作为可选校正方法，函数校正装置13a可以使用如下方法：通过考虑测量的数据量和测量的可靠性，对与测量有关的函数fc和校正前的函数f2进行加权平均。

用户吞吐量估计装置13接收与典型实施例4的参数相同的参数，作为输入，并使用通过函数校正装置13a校正的用户吞吐量计算函数f2，估计用户吞吐量。

如上所述，在本典型实施例中，用户吞吐量估计装置13配置为使用根据共享信道接收质量的测量和用户吞吐量的测量来校正用户吞吐量函数f2所获得的函数f2’，计算用户吞吐量。因此，可以获得更接近实际情况的用户吞吐量估计。这种配置可以进一步提高用户吞吐量的估计精度。

如上所述，在本发明中，通过将用户终端位置处的共享信道接收质量和与估计目标区域有关的业务信息输入到用户吞吐量计算函数中，估计用户吞吐量。

因为像用户吞吐量计算函数这样的函数具有与输入相对应的确切输出值，所以可以在给定输入时确定输出值。因此，与使用系统级仿真的常规估计方法相反，使用这种函数的估计方法不必对用户终端基于分组调度器的控制来共享共享信道的过程进行详细仿真，从而可以在短时间内估计用户吞吐量的地理分布。

此外，在本典型实施例中，因为在准备用户吞吐量计算函数中反映了由系统级仿真等获得的估计结果，所以可以提高用户吞吐量的估计精度。

此外，在本发明中，也可以提供如下配置：将实际测量用作要作为用户吞吐量计算函数的参数的与估计目标区域有关的业务信息。即，在本发明中，可以使用接近实际情况的值作为用户吞吐量计算函数的输入值，因此，可以提高用户吞吐量的估计精度。

此外，在本发明中，也可以提供如下配置：根据用户终端位置处的共享信道接收质量的测量与用户吞吐量的测量之间的关系，校正用户吞吐量计算函数。因此，在本发明中，可以使用根据共享信道接收质量与用户吞吐量之间的关系的、与实际情况接近的用户吞吐量计算函数，从而可以精确地估计用户吞吐量。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用户吞吐量地理分布估计系统，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站，所述系统包括：

用户吞吐量估计装置，用于使用用户吞吐量计算函数，估计所述小区中用户终端位置处的用户吞吐量，所述用户吞吐量计算函数接收所述小区中用户终端位置处的共享信道接收质量，作为输入，并计算用户吞吐量。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：业务信息读取装置，用于读取输入所述接收质量所在的位置范围中的业务信息。

3.一种用户吞吐量地理分布估计系统，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站，所述系统包括：

接收质量估计装置，用于估计所述小区中用户终端位置处的共享信道接收质量；

业务信息读取装置，用于读取与执行了所述接收质量估计的估计目标区域有关的业务信息，其中在估计目标区域中；以及

用户吞吐量估计装置，用于使用用户吞吐量计算函数，估计所述小区中用户终端位置处的用户吞吐量，所述用户吞吐量计算函数接收所述小区中用户终端位置处的所述共享信道接收质量以及所述与估计目标区域有关的业务信息，作为输入，并计算用户吞吐量。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述蜂窝系统还包括与所述基站连接的无线网络控制器，

所述业务信息读取装置读取在所述基站或在所述无线网络控制器处测量的所述与估计目标区域有关的业务信息。

5.根据权利要求3所述的系统，还包括：分组调度器读取装置，用于读取所述基站的分组调度器类型，

其中所述用户吞吐量估计装置还使用所述分组调度器类型，作为所述用户吞吐量计算函数的输入值。

6.根据权利要求3所述的系统，还包括：用于读取所述小区中使用所述共享信道执行无线通信的用户终端在所有用户终端中的占有比率的装置，

其中所述用户吞吐量估计装置将使用所述共享信道的用户终端的比率用作所述用户吞吐量计算函数的输入值。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述小区中用户终端的数目。

8.根据权利要求3所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述基站的系统吞吐量。

9.根据权利要求3所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是通过在固定时间段上对小区中同时连接到所述基站的用户终端的数目进行平均而获得的数目。

10.根据权利要求3所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是基站向所述小区中的用户终端发射分组所用的分组发射功率的时间使用比率。

11.根据权利要求3所述的系统，还包括：用户终端测量装置，其在所述小区中行进，并在所述小区中用户终端位置处实际测量所述共享信道接收质量和所述用户吞吐量，

其中所述用户吞吐量计算装置包括：函数校正装置，用于根据所述共享信道接收质量的测量与所述用户吞吐量的测量之间的关系，对所述用户吞吐量计算函数进行校正。

12.一种用户吞吐量地理分布估计方法，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站，所述方法包括：

用户吞吐量估计步骤，用于使用用户吞吐量计算函数，估计所述小区中用户终端位置处的用户吞吐量，所述用户吞吐量计算函数接收所述小区中用户终端位置处的共享信道接收质量，作为输入，并计算用户吞吐量。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：业务信息读取步骤，用于读取输入所述接收质量的位置范围中的业务信息。

14.一种用户吞吐量地理分布估计方法，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站，所述方法包括：

接收质量估计步骤，用于估计所述小区中用户终端位置处的共享信道接收质量；

业务信息读取步骤，用于读取与执行了所述接收质量估计的估计目标区域有关的业务信息；以及

用户吞吐量估计步骤，用于使用用户吞吐量计算函数，估计所述小区中用户终端位置处的用户吞吐量，所述用户吞吐量计算函数接收所述小区中用户终端位置处的所述共享信道接收质量以及所述与估计目标区域有关的业务信息，作为输入，并计算用户吞吐量。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述蜂窝系统还包括与所述基站连接的无线网络控制器，

在所述业务信息读取步骤，读取在所述基站或在所述无线网络控制器处测量的所述与估计目标区域有关的业务信息。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括读取所述基站的分组调度器类型的步骤，

其中在所述用户吞吐量估计步骤中，还使用所述分组调度器类型，作为所述用户吞吐量计算函数的输入值。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括用于读取所述小区中使用所述共享信道执行无线通信的用户终端在所有用户终端中的占有比率的步骤，

其中在所述用户吞吐量估计步骤中，还将使用所述共享信道的用户终端的比率用作所述用户吞吐量计算函数的输入值。

18.根据权利要求14所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述小区中用户终端的数目。

19.根据权利要求14所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述基站的系统吞吐量。

20.根据权利要求14所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是通过在固定时间段上对小区中同时连接到所述基站的用户终端的数目进行平均而获得的数目。

21.根据权利要求14所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是基站向所述小区中的用户终端发射分组所用的分组发射功率的时间使用比率。

22.根据权利要求14所述的方法，还包括当用户终端测量装置在所述小区中行进时在所述小区中用户终端位置处实际测量所述共享信道接收质量和所述用户吞吐量的步骤，

其中在所述用户吞吐量计算步骤，根据所述共享信道接收质量的测量与所述用户吞吐量的测量之间的关系，对所述用户吞吐量计算函数进行校正。

Claims (18)

1.一种用户吞吐量地理分布估计系统，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站，所述系统包括：

接收质量估计装置，用于估计所述小区中用户终端位置处的共享信道接收质量；

业务信息读取装置，用于读取与执行了所述接收质量估计的估计目标区域有关的业务信息；以及

用户吞吐量估计装置，用于使用用户吞吐量计算函数，估计所述小区中用户终端位置处的用户吞吐量，所述用户吞吐量计算函数接收所述小区中用户终端位置处的所述共享信道接收质量以及所述与估计目标区域有关的业务信息，作为输入，并计算用户吞吐量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述蜂窝系统还包括与所述基站连接的无线网络控制器，

所述业务信息读取装置读取在所述基站或在所述无线网络控制器处测量的所述与估计目标区域有关的业务信息。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：分组调度器读取装置，用于读取所述基站的分组调度器类型，

其中所述用户吞吐量估计装置还使用所述分组调度器类型，作为所述用户吞吐量计算函数的输入值。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括：用于读取所述小区中使用所述共享信道执行无线通信的用户终端在所有用户终端中的占有比率的装置，

其中所述用户吞吐量估计装置将使用所述共享信道的用户终端的比率用作所述用户吞吐量计算函数的输入值。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述小区中用户终端的数目。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述基站的系统吞吐量。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是通过在固定时间段上对小区中同时连接到所述基站的用户终端的数目进行平均而获得的数目。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是基站向所述小区中的用户终端发射分组所用的分组发射功率的时间使用比率。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括：用户终端测量装置，其在所述小区中行进，并在所述小区中用户终端位置处实际测量所述共享信道接收质量和所述用户吞吐量，

其中所述用户吞吐量计算装置包括：函数校正装置，用于根据所述共享信道接收质量的测量与所述用户吞吐量的测量之间的关系，对所述用户吞吐量计算函数进行校正。

10.一种用户吞吐量地理分布估计方法，用于估计蜂窝系统中用户吞吐量的地理分布，所述蜂窝系统包括用户终端和使用共享信道与自身小区内的用户终端进行无线分组通信的基站，所述方法包括：

接收质量估计步骤，用于估计所述小区中用户终端位置处的共享信道接收质量；

业务信息读取步骤，用于读取与执行了所述接收质量估计的估计目标区域有关的业务信息；以及

用户吞吐量估计步骤，用于使用用户吞吐量计算函数，估计所述小区中用户终端位置处的用户吞吐量，所述用户吞吐量计算函数接收所述小区中用户终端位置处的所述共享信道接收质量以及所述与估计目标区域有关的业务信息，作为输入，并计算用户吞吐量。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述蜂窝系统还包括与所述基站连接的无线网络控制器，

在所述业务信息读取步骤，读取在所述基站或在所述无线网络控制器处测量的所述与估计目标区域有关的业务信息。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括读取所述基站的分组调度器类型的步骤，

其中在所述用户吞吐量估计步骤中，还使用所述分组调度器类型，作为所述用户吞吐量计算函数的输入值。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括用于读取所述小区中使用所述共享信道执行无线通信的用户终端在所有用户终端中的占有比率的步骤，

其中在所述用户吞吐量估计步骤中，还将使用所述共享信道的用户终端的比率用作所述用户吞吐量计算函数的输入值。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述小区中用户终端的数目。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是所述基站的系统吞吐量。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是通过在固定时间段上对小区中同时连接到所述基站的用户终端的数目进行平均而获得的数目。

17.根据权利要求10所述的方法，其中所述与估计目标区域有关的业务信息是基站向所述小区中的用户终端发射分组所用的分组发射功率的时间使用比率。

18.根据权利要求10所述的方法，还包括当用户终端测量装置在所述小区中行进时在所述小区中用户终端位置处实际测量所述共享信道接收质量和所述用户吞吐量的步骤，

其中在所述用户吞吐量计算步骤，根据所述共享信道接收质量的测量与所述用户吞吐量的测量之间的关系，对所述用户吞吐量计算函数进行校正。

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