CN101128003A - 基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，包括如下具体步骤：系统初始化步骤，用于无线接入网元预设参数；筛选步骤，用于筛选出因为非系统负荷原因导致速率低的分组业务无线接入用户，以及业务速率大于或等于保证比特速率或者设置最小速率的分组业务无线接入用户；统计步骤，用于统计达到用户体验要求的用户总数；计算步骤，用于当前分组业务无线接入小区的用户满意度因子。本发明所描述的方法是一种新的分组业务无线接入系统负荷评估方法，是针对分组业务负荷最合理的评估方式。对系统业务负荷有了科学准确的评价，系统无线资源能够最大程度地得到利用，同时，还从整体上保证了用户的感受。

Description

基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法

技术领域

本发明涉及一种无线蜂窝通信系统负荷评估的方法，尤其涉及一种高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，以下简称HSDPA)系统以及一种分组业务无线接入系统的负荷评估方法。

背景技术

评估3G无线通信系统负荷的高低可参考各种指标，如用户数、下行载波发射功率(Transmitted Carrier Power，以下简称TCP)、上行总带宽接收功率(Received Total Wideband Power，以下简称RTWP)、信道化码数、数据吞吐量、基站硬件资源，以及其它一些负荷因子。由于传统R99 WCDMA系统仍然以话音业务为主，独享专用物理信道(Dedicated Physical Channel，以下简称DPCH)，因此主要使用TCP功率来评估下行系统负荷高低。

在3GPP R99以后的R5、R6、R7等版本系统以及3GPP长期演进系统等分组业务系统中，使用共享信道来承载分组数据业务，也使得系统的负荷评估方法和非分组业务系统有一些差异。因为分组业务的功率基于尽力而为的思想可能会被用完，但并不意味着不能再接纳进新用户。对于实时类业务用户，在保证原用户服务质量(Quality of Service，以下简称QoS)，或者只产生很小影响仍能达到保证比特速率(Guaranteed Bit Rate，以下简称GBR)以满足用户需要，通过复用可以接纳进更多用户；对于非实时类业务用户，由于没有保证比特速率要求，而且因为此类用户的低速率，基站硬件资源消耗很少，因此也可以接纳进更多用户。这点不同于R99用户，其资源是独享的，小区资源不足就表示拥塞了；分组业务用户是共享资源，无法从功率等的使用率上来直接反映是否所有用户的QoS都得到了满足。所以，同样的道理，原有R99的功率评估思想是评估分组业务系统负荷的必要条件而非充分条件，即分组业务系统负荷高则功率一定高，而功率高不一定负荷高。

对于分组业务系统，分组业务系统不可能无限制地支持太多的用户，需从用户角度引入用户体验(Quality of Experience，简称QoE)概念，针对实时类业务指的是在有需求的情况下业务速率能否达到保证比特速率；针对非实时类业务，指的是在有需求的情况下业务能否达到系统设定的最小平均速率，因为从现实意义而言，非实时类业务虽然没有保证比特速率，但用户本身有需求却始终没有速率，该用户会觉得自己根本得不到服务，体验非常差。

当然非实时类用户体验差的权值可以人为认为低于有GBR保证的实时类业务。

HSDPA是分组业务无线接入系统的一种，是3GPP在R5协议中为了提高下行链路分组数据的吞吐量而提出的一种宽带码分多址接入(WidebandCode Division Multiple Access，以下简称WCDMA)增强性技术，它大大提升了系统容量，满足了用户的高速下行业务需求。

在HSDPA系统中，由于引入高速下行共享信道(High Speed DownlinkShared Channel，以下简称HS-DSCH)来承载分组数据业务，使得HSDPA的负荷评估方法和非HSDPA系统有一些差异。因为分组业务的功率基于HSDPA尽力而为的思想可能会被用完，但并不意味着不能再接纳进新用户。

对于流类用户，在保证原用户服务质量(Quality of Service，以下简称QoS)，或者只产生很小影响仍能达到保证比特速率(Guaranteed Bit Rate，以下简称GBR)以满足用户需要，通过复用可以接纳进更多用户；对于交互类、背景类用户，由于没有功率要求和保证比特速率要求，而且HS-DSCH伴随DPCH的Node B Credit资源因为此类用户的低速率，消耗很少，因此也可以接纳进更多用户。这点不同于R99用户，其资源是独享的，小区资源不足就表示拥塞了；HSDPA用户是共享HSDPA的资源，无法从码资源与功率等的使用率上来直接反映是否所有用户的QoS都得到了满足。所以，原有R99的下行链路功率评估思想是评估HSDPA负荷的必要条件而非充分条件，即HSDPA负荷高则功率一定高，而功率高不一定负荷高。

同样，HSDPA系统也不可能无限制地支持太多的用户。当系统负荷高到很多用户不能被调度到或者很长时间才能被调度到(实际上是系统吞吐量已经不能满足要求了)，有需求的大部分用户大部分时间不能得到自己想要的业务质量，也就是用户体验(Quality of Experience，简称QoE)很差。这时候没有一个科学的指标做保证无论再做接纳还是其他操作都是没有意义的，因为现有很多用户已经不能容忍了。

因此需要根据小区用户的整体感受定义对分组业务系统负荷进行科学评估的参数，本发明将之定义为用户满意度因子(User’s Satisfaction Factor，以下简称USF)。

发明内容

为了解决上述的技术问题，提供了一种基于用户满意度的系统负荷评估方法，其目的在于，提供一种科学评估负荷的方法，基于用户的满意度来评估系统负荷高低，最终在保证大多数用户感受的基础上，尽可能充分地利用无线资源，发挥业务高速、高吞吐量的特性。

本发明提供了一种基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，包括如下具体步骤：

系统初始化步骤，用于无线接入网元预设参数；

筛选步骤，用于筛选出因为非系统负荷原因导致速率低的分组业务无线接入用户，以及业务速率大于或等于保证比特速率或者设置最小速率的分组业务无线接入用户；

统计步骤，用于统计达到用户体验要求的分组业务无线接入用户总数；

计算步骤，用于计算当前分组业务无线接入小区的用户满意度因子。

所述系统初始化步骤，具体预设缓存占有容量值测量窗口长度、预设缓存占有容量值门限、预设信道质量门限。

所述系统初始化步骤，还包括设置最小速率。

所述筛选步骤，包括如下具体步骤：

步骤41、用户对在所述缓存占有容量值测量窗口长度内统计的缓存占有容量采样值进行平均得到平均缓存占有容量；

步骤42、判断分组业务无线接入用户业务速率是否大于或等于保证比特速率或者设置最小速率，如果是，执行步骤43，否则，执行步骤44；

步骤43、该用户根据用户优先级加权算法计算后执行所述统计步骤；执行步骤46；

步骤44、判断平均缓存占有容量值是否大于或等于所述缓存占有容量值门限，如果是，执行步骤43，否则执行步骤45；

步骤45、判断这段时间内信道质量是否大于或等于所述预设信道质量门限，如果是，步骤46，否则执行步骤43；

步骤46、重复所述步骤41至步骤45，直至统计完小区内的分组业务无线接入用户。

所述计算步骤中，当前小区的用户满意度因子按照如下公式计算：

当前分组业务无线接入小区的用户满意度因子＝经优先级加权后达到用户体验要求的分组业务无线接入用户总数/小区总用户数。

所述用户优先级加权的规则是，将实时流类用户乘以权重。

所述权重是1.5。

所述分组业务无线接入包括高速下行分组接入。

本发明所描述的方法是一种新的分组业务无线接入系统负荷评估方法，是针对分组业务负荷最合理的评估方式。对系统业务负荷有了科学准确的评价，系统无线资源能够最大程度地得到利用，同时，还从整体上保证了用户的感受。

附图说明

图1是第一实施例技术方案总体流程图；

图2是第一实施例的具体实现流程图；

图3是第二实施例技术方案总体流程图；

图4是第二实施例的具体实现流程图。

具体实施方式

本发明提供的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法的基本原理是：

从无线接入承载(Radio Access Bearer，以下简称RAB)QoS的角度看，对于承载在共享信道上的实时流类业务，若其QoS(主要是保证比特率)不能得到保证，则基本说明系统负荷很高吞吐量已经不能支持了。但是也需要考虑一种情况：用户在小区中的信道条件很差，即使被调度到(考虑对不同分组调度方法的通用性)速率也很低，但此时速率低不是因为系统负荷高，这种情况在设计评估评估分组业务系统负荷高低的用户满意度因子时显然需要考虑到(极端情况就是小区中只存在1个流类或者实时类用户，但因为其信道条件极差，速率始终很低，这时候该用户虽然可能有很大需求，但占用码道个数，功率，数据吞吐量等系统资源很少，系统负荷显然很低)。

对于非实时交互类、背景类业务，尽管其QoS没有明确保证速率要求，但考虑到用户的感受，无线接入网元(对应于HSDPA系统中的无线网络控制器(Radio Network Controller，以下简称RNC))可以设置一个可配的最小平均传输速率，若小区中超过一定比例的用户都达不到此最小平均速率，用户平均感受已经很差了，同时也说明分组业务系统负荷很高了。对于此类业务，同样需要考虑信道条件差导致业务速率很低的情况。另外，对于非实时类业务用户，在RAB指派时不存在保证比特速率，因此有可能用户自身并没什么需求[比如用户处于下载完的阅读(reading)时间]而导致速率很低，通过测量用户设备(User Equipment，以下简称UE)无线链路控制(Radio LinkControl，以下简称RLC)层缓存占有容量(Buffer Occupancy，以下简称BO)值可以检测出，这时的速率低也不是因为系统负荷高，这种情况也需要在用户满意度因子中考虑到。

只有去除所有因为非系统负荷高导致速率低到无法达到保证比特速率或设定最小平均速率的情况，用户满意度因子才能真正科学地反映出分组业务系统负荷的高低。在HSDPA系统中，用户满意度因子能够科学反映出HSPDA系统负荷的高低。

下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。

本发明提供的第一实施例的技术方案如图1所示。

技术方案步骤如下：

步骤101：系统初始化；

步骤102：筛选出因为非系统负荷原因导致速率低的HSDPA用户，也就是筛选出因为没有需求或无线环境差等因素而造成低速的用户，这些用户的低速不是因为系统负荷高的原因，同时筛选出业务速率大于或等于保证比特速率或者设置最小速率的高速下行分组接入用户；

步骤103：统计出达到QoE要求的HSDPA用户总数，即步骤102统计出的两部分用户数之和；

步骤104：根据达到QoE要求的用户总数和总用户数计算出当前HSDPA小区的用户满意度因子USF。

USF值越高，说明小区内用户的总体满意度越高，说明系统的负荷越低。

第一实施例的具体实现流程图如图2所示。

步骤201：开始系统初始化；

步骤202：RNC预设BO值测量窗口长度；预设BO值门限(Event 4A上报门限)；预设信道质量门限；其中，EVENT 4A是3GPP TS331中规定的一种事件上报方式，即传输信道业务量高于一个绝对门限就以该事件上报；

步骤203：用户面对UE BO的计算周期为每10ms，然后当测量窗口时间到时，把该时间段内统计的BO采样值进行平均得到平均缓存占有容量(BOA)；其中，计算周期(10ms)＝BO值测量窗口长度＜测量窗口时间；

步骤204：判断HSDPA用户业务速率是否大于或等于保证比特速率或者设置最小速率，其中保证比特速率是实时类业务本身就有的，从核心网指派过来的，不需要设置，而设置最小速率是针对非实时类业务的，是在步骤202中设置的；如果大于或等于则执行步骤205；否则执行步骤206；

步骤205：该用户根据用户优先级加权算法计算后计入满足QoE要求的HSDPA用户总数，然后直接执行步骤209；简单的加权计算方法如下：比如实时流类1个用户满意可以抵得上1.5个非实时类用户满意，也就是流类用户总数前可以乘以1.5的权重，当然这个权重是可配的；

步骤206：判断UE BOA值是否大于或等于预设门限，即是否有Event 4A上报；如果没有则说明用户本来需求也小，那么该用户实际也满足自身的QoE要求(因为此时用户业务速率低是因为需求也低，这一步骤解决了比如用户处于下载完的阅读时间里负荷该如何评估的问题)，执行步骤205，否则执行步骤207；

步骤207：判断这段时间内信道质量是否大于或等于预设门限(信道质量信息可以由RNC通过和Node B交互帧的空白信元中填入信道质量指示CQI从底层获得；也可以通过Event 2D等事件上报，但需设定和切换流程不同的上报门限，在实际运用中不可取)；如果不是则说明虽然用户本身有很大需求(触发了Event 4A)，但速率达不到需求速率不是因为系统负荷高的原因，而是因为当前工作载频的无线质量很差，再加上该用户此时占有的吞吐量等资源很少，在统计时这样的用户也认为他的QoE要求是得到满足的(这一步骤解决了信道条件差导致用户业务速率低时负荷该如何评估的问题)，执行步骤205，否则执行步骤208；

步骤208：该用户(实际就是信道条件好，自身有较大需求，但业务速率达不到保证比特速率或设定最小速率的用户)体验不能得到满足，不计入满足QoE要求的HSDPA用户总数；

步骤209：判断小区内的HSDPA用户是否都统计完了，如果都统计完了则执行步骤210；否则执行步骤203，即继续下一个用户的统计；

步骤210：进行HSDPA用户满意度因子的计算，计算公式如下：

当前HSDPA小区USF＝经优先级加权后达到用户体验要求的HSPDA用户总数/小区总用户数。

本发明提供的第二实施例的技术方案如图3所示。

技术方案步骤如下：

步骤(301)：系统初始化；

步骤(302)：筛选出因为非系统负荷原因导致速率低的分组业务用户，同时筛选出业务速率大于或等于保证比特速率或者设置最小速率的分组业务用户；

步骤(303)：统计出达到QoE要求的分组业务用户总数，即步骤302统计出的两部分用户数之和；

步骤(304)：根据达到QoE要求的用户总数和总用户数计算出当前分组业务系统小区的用户满意度因子。

USF值越高，说明小区内用户的总体满意度越高，说明系统的负荷越低。

第二实施例的具体实现流程图如图4所示。

步骤(401)：开始系统初始化；

步骤(402)：无线接入网元预设BO值测量窗口长度；预设BO值上报门限(例如，在3GPP R5、R6、R7版本中为Event 4A上报门限)；预设信道质量门限；

步骤(403)：无线接入网元用户面对UE BO的计算按照预设的时间间隔周期进行，然后当测量窗口时间到时，把该时间段内统计的BO采样值进行平均得到平均缓存占有容量(BOA)；其中，计算周期(10ms)＝BO值测量窗口长度＜测量窗口时间；

步骤(404)：无线接入网元判断分组业务用户业务速率是否大于等于保证比特速率或者设置最小速率，其中保证比特速率是实时类业务本身就有的，从核心网指派过来的，不需要设置，而设置最小速率是针对非实时类业务的，是在步骤402中设置的；如果大于等于则执行步骤(405)；否则执行步骤(406)；

步骤(405)：无线接入网元针对该用户根据用户优先级加权算法计算后计入满足QoE要求的分组业务用户总数，然后直接执行步骤(409)；简单的加权计算方法如下：比如实时流类1个用户满意可以抵得上1.5个非实时类用户满意，也就是流类用户总数前可以乘以1.5的权重，当然这个权重是可配的；

步骤(406)：无线接入网元判断UE BOA值是否大于等于预设门限，即是否到达触发BO值上报的事件；如果没有则说明用户本来需求也小，那么该用户实际也满足自身的QoE要求(因为此时用户业务速率低是因为需求也低，这一步骤解决了比如用户处于下载完的阅读时间里负荷该如何评估的问题)，执行步骤(405)；否则执行步骤(407)；

步骤(407)：无线接入网元判断这段时间内信道质量是否大于等于预设门限；如果不是则说明虽然用户本身有很大需求(触发了BO值上报事件)，但速率达不到需求不是因为系统负荷高的原因，而是因为当前工作载频的无线质量很差，再加上该用户此时占有的吞吐量等资源很少，在统计时这样的用户也认为他的QoE要求是得到满足的(这一步骤解决了信道条件差导致用户业务速率低时负荷该如何评估的问题)，执行步骤(405)；否则执行步骤(408)；

步骤(408)：无线接入网元判断该用户(实际就是信道条件好，自身有较大需求，但业务速率达不到保证比特速率或设定最小速率的用户)体验不能得到满足，不计入满足QoE要求的分组业务用户总数；

步骤(409)：无线接入网元判断小区内的分组业务用户是否都统计完了；如果都统计完了则执行步骤(410)；否则执行步骤(403)，即继续下一个用户的统计；

步骤(410)：无线接入网元进行分组业务用户满意度因子的计算，计算公式如下：

当前分组业务系统的小区USF＝经优先级加权后达到QoE要求的分组业务用户总数/小区总用户数。

本发明的分组业务无线接入系统负荷评估方法可以应用在主要承载分组业务的无线通信系统中，例如3GPP R5、R6、R7及其后续版本以及3GPP长期演进系统的分组业务；另外，上述实施例采用了对不同类型业务加权算达到QoE要求的用户数，当然也可以采用分业务类型统计达到QoE要求的本类业务用户数的方法。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

综上所述，本发明所描述的方法是一种新的分组业务无线接入系统负荷评估方法，是针对分组业务负荷最合理的评估方式。而只有对系统业务负荷有了科学准确的评价，系统无线资源才能最大程度地得到利用，同时，还从整体上保证了用户的感受。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (8)

1.一种基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

系统初始化步骤，用于无线接入网元预设参数；

筛选步骤，用于筛选出因为非系统负荷原因导致速率低的分组业务无线接入用户，以及业务速率大于或等于保证比特速率或者设置最小速率的分组业务无线接入用户；

统计步骤，用于统计达到用户体验要求的分组业务无线接入用户总数；

计算步骤，用于计算当前分组业务无线接入小区的用户满意度因子。

2.如权利要求1所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述系统初始化步骤，具体预设缓存占有容量值测量窗口长度、预设缓存占有容量值门限、预设信道质量门限。

3.如权利要求2所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述系统初始化步骤，还包括设置最小速率。

4.如权利要求3所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述筛选步骤，包括如下具体步骤：

步骤41、用户对在所述缓存占有容量值测量窗口长度内统计的缓存占有容量采样值进行平均得到平均缓存占有容量；

步骤42、判断分组业务无线接入用户业务速率是否大于或等于保证比特速率或者设置最小速率，如果是，执行步骤43，否则，执行步骤44；

步骤43、该用户根据用户优先级加权算法计算后执行所述统计步骤；执行步骤46；

步骤44、判断平均缓存占有容量值是否大于或等于所述缓存占有容量值门限，如果是，执行步骤43，否则执行步骤45；

步骤45、判断这段时间内信道质量是否大于或等于所述预设信道质量门限，如果是，步骤46，否则执行步骤43；

步骤46、重复所述步骤41至步骤45，直至统计完小区内的分组业务无线接入用户。

5.如权利要求4所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述计算步骤中，当前小区的用户满意度因子按照如下公式计算：

当前分组业务无线接入小区的用户满意度因子＝经优先级加权后达到用户体验要求的分组业务无线接入用户总数/小区总用户数。

6.如权利要求4所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述用户优先级加权的规则是，将实时流类用户乘以权重。

7.如权利要求6所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述权重是1.5。

8.如权利要求1至7之一所述的基于用户满意度的分组业务无线接入系统负荷评估方法，其特征在于，所述分组业务无线接入包括高速下行分组接入。

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