CN101159978B - 宽带无线接入系统中的连接接纳控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宽带无线接入(BWA)系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置。该CAC方法包括：检查所请求业务的类别；利用所检查类别的平均块容量，把业务的传输请求速率转换为所需要的空中资源块的数量；以及通过把所需要的资源块的数量与可用资源块数相比较，决定接纳或拒绝连接。

Description

宽带无线接入系统中的连接接纳控制方法及装置

本申请依35U.S.C.§119的规定，要求2006年10月2日在韩国知识产权局提交的序列号为2006-97123的优先权，该申请的内容以引用的方式被合并于此。

技术领域

本发明涉及一种宽带无线接入(BWA)系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置，具体而言，涉及一种宽带无线接入系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置，借以通过将传输请求速率转换为要与可用时隙数相比较的所需时隙数，来决定接纳或拒绝连接。

背景技术

在无线接入系统中，当把有限的网络资源分配给多个移动台(MS)时，必须限制接入连接的数量(流量)，以确保服务质量(QoS)。为达到此目的，使用连接接纳控制(CAC)，以便在考虑到当前可用资源的情况下，响应于接入请求(以下称为“连接接纳请求”)来决定接纳或拒绝连接。

图1为阐释CAC总体概念的视图。

根据一般的CAC算法，当针对特定服务从移动台收到连接接纳请求101时，无线接入系统102就检查可用信道容量104(具有和带宽或传输速率相同的单位)。然后，执行CAC过程103，执行方式为将可用信道容量104与请求连接接纳的连接的传输请求速率相比较，如果传输请求速率小于可用信道容量，就允许连接，否则，就拒绝连接。

基于电子和电器工程师协会(IEEE)802.16e无线城域网(WMAN)的宽带无线接入(BWA)系统(也称为移动全球微波接入互操作(WiMAX)系统)采用下一代无线通信技术。利用该技术，就能在任何时间、任何地点，通过使用便携式终端，提供语音业务及各种多媒体业务(如，因特网接入，高速数据传输，视频等)。此外，还能提供传输速率比传统蜂窝移动网络更高的数据业务。

在BWA系统中，可用信道容量由于以下原因而不断变化：多径衰落及阴影效应，便携式终端的时变信道条件和移动速度。此外，信令开销(如，MAP信息)随接入BWA系统的用户数而变化；并且可用信道容量可以利用自适应调制和编码(AMC)，混合自动重传请求(HARQ)，正比公平(PF)调度，或自动重传请求(ARQ)等技术予以提高。

因此，对可用信道容量的估计是决定是否接纳连接的最重要的因素之一。

然而，用于传统码分多址(CDMA)网络或传统全球移动通信系统(GSM)网络的CAC算法不易应用于BWA系统。这是因为BWA系统采用正交频分多址(OFDMA)方案，因而其多信道操作方法不同于传统无线网络。

在BWA系统中，必须区分实时(RT)业务连接与非实时(NRT)业务连接。此外，必须采用与切换连接不同的方式对新建连接进行控制。

在BWA系统中，MAP记录关于由时域和频域组成的二维域中的资源分配的信息。MAP开销随用户数量的增长而增加。此特征必须在设计BWA系统的CAC中予以考虑。

因此，需要一种BWA系统中的CAC方法及装置，由此可以区分RT业务连接和NRT业务连接，区分新建连接和切换连接，而且必须考虑到MAP开销。

发明内容

本发明提供一种宽带无线接入(BWA)系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置，借以根据业务类别以不同的方式执行CAC。

本发明还提供一种宽带无线接入(BWA)系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置，借以通过区分实时(RT)业务连接和非实时(NRT)业务连接，来决定接纳或拒绝连接。

本发明还提供一种宽带无线接入(BWA)系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置，借以通过区分新连接和切换连接，来决定接纳或拒绝连接。

本发明还提供一种用于考虑MAP开销而执行CAC的方法和装置。

本发明还提供一种通过把移动台(MS)的传输请求速率转换为所需时隙数、并把所需时隙数与可用时隙数进行比较而执行CAC的方法和装置。

根据本发明的一方面，提供了一种在宽带无线接入(BWA)系统中执行连接接纳控制(CAC)过程的方法。所述方法包括：检查所请求业务的类别；利用所检查类别的平均块容量，把业务的传输请求速率转换为所需要的空中资源块的数量；以及通过把所需要的空中资源块的数量与可用块数相比较，决定接纳或拒绝连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种在宽带无线接入(BWA)系统中执行连接接纳控制(CAC)过程的方法。所述方法包括：根据是否应用高级技术，将不同业务分为两种或更多种业务类别；检查所请求业务的类别；估计与所检查的业务类别相对应的可用资源块的大小；估计所需资源块的大小；以及通过将所需资源块的大小与可用资源块的大小相比较，决定接纳或拒绝连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信系统的基站(BS)装置。所述装置包括：控制器，用于检查是否请求连接建立；以及处理器，如果请求连接建立，则所述处理器检查所请求业务的类别，利用所检查的类别的平均块容量把业务的传输请求速率转换为所需块数，并通过将所需块数与可用块数相比较来决定接纳或拒绝连接。

附图说明

根据下面结合附图的详细说明，本发明上述的和其他目的、特征及优点将更加明显，在附图中：

图1为阐释连接接纳控制(CAC)总体概念的视图；

图2示出了基于正交频分多址(OFDMA)的宽带无线接入(BWA)系统所用的帧结构；

图3表示依照本发明的网络配置；

图4为依照本发明的阐释CAC算法的视图；

图5为示出了依照本发明由基站(BS)执行的处理连接建立请求的过程的流程图；

图6为示出了依照本发明由基站(BS)执行的处理连接释放请求的过程的流程图；

图7为示出了依照本发明由基站(BS)执行的CAC过程的流程图；

图8为示出了依照本发明由基站(BS)执行的处理待切换移动台(MS)的连接的过程的流程图；和

图9为依照本发明的BS的方框图。

具体实施方式

现将参考附图，对本发明进行更充分的说明，附图中示出了本发明的典型实施例。在本发明的说明中，如果确定与本发明相关的通用技术或结构的详细描述会无意地使发明的主题变得不明显，则会省略该详细描述。此外，由于随后说明的术语是根据本发明的功能而定义的，所以它们可以根据用户或运营商的意图或行为而改变。因此，必须基于整个说明书的内容对术语加以解释。

本发明提供一种宽带无线接入(BWA)系统中的连接接纳控制(CAC)方法及装置，借以通过将传输请求速率转换为要与可用时隙数相比较的所需时隙数，来决定接纳或拒绝连接。本发明还提供一种根据业务类别，以不同方式执行连接接纳的方法。这里，时隙表示空中资源块(air resource block)。基本地，基于频率和时间(或可选地为空间)来区分空中资源块。

尽管下文描述BWA系统作为示例，然而本发明还可以应用于任意其他系统，只要该系统同时支持具有不同特性的业务量(traffic)。

图2示出了基于正交频分多址(OFDMA)的BWA系统所用的帧结构。

OFDMA帧201示于由时域(OFDMA符号)203和频域(子信道)205构成的二维域中。时域被划分为下行链路(DL)帧207和上行链路(UL)帧209。DL帧207包括：前同步信号，帧控制头(FCH)，DL-MAP，UL-MAP以及多个DL突发(burst)。UL帧209包括：控制信道和多个UL数据突发。DL前同步信号用于获得初始同步和小区搜索。FCH包含用于说明帧基本结构的信息。DL-MAP和UL-MAP分别包含指示DL和UL数据突发区的信息。UL帧的控制信道可以包括：测距(ranging)区，信道质量指示信道(CQICH)区，应答信道(ACKCH)区和测探(sounding)区。

在此帧结构中，资源分配的最小单位是时隙。根据排列方式不同，时隙可以有不同的配置。由子信道和OFDMA符号组成的时隙配置定义于IEEE802.16标准中。此外，构成一个时隙的子载波数也定义于IEEE802.16标准中。利用这些定义，可以确定构成一帧的时隙总数。突发是具有相同的调制和编码方案(MCS)等级的一组时隙。

图3表示依照本发明的网络配置。

参考图3，网络配置由如下组成：移动台(MS)307、309、311和313；无线接入站(RAS)301、303和304；接入控制路由器(ACR)315；以及策略/认证、授权、计费(AAA)服务器323。无线接入站可以是基站(BS)。ACR也被称作接入业务网络网关(ASN-GW)。由一个或若干个RAS以及ACR所组成的网络被定义为接入业务网络(ASN)。如图所示，策略判决功能(PDF)和AAA功能可以在单一服务器中实现，或可以在两个不同的服务器中分别实现。网络实体(NE)是根据功能而定义的术语，因而在不同用户(或运营商)之间可以有所不同。

参考图3，策略/AAA服务器323协同ASN对MS进行认证并执行支付过程。当MS认证成功时，策略/AAA服务器323确定要应用于MS的策略，并将该确定的结果传送给ASN。然后，ASN根据所确定的策略对MS的业务流(SF)进行控制。

ACR315把从核心网(CN)317接收到的业务量传送给相应的RAS301或303或305，并把从RAS301或303或305接收到的业务量传送给CN317。ACR315对每个MS的SF、连接和移动性进行管理。针对每一个DL和UL连接，产生具有唯一标识符的SF。

RAS301、303和305把从ACR315接收到的业务量传送给相应的MS，并把从MS接收到的业务量传送给ACR315。下文描述将集中于RAS301和MS309之间的通信。RAS301通过有线链路与ACR315相连，并通过无线链路与MS309逻辑相连。RAS301根据媒体接入控制(MAC)层中定义的业务流的QoS参数而执行调度，并向MS309分配资源。一旦从MS309接收到连接建立请求，RAS301就通过把相应连接的传输请求速率转换为所需时隙数，再将所需时隙数与可用时隙数相比较，从而执行CAC。在这种情况下，RAS301可以根据业务类型(或业务类别)而执行CAC。下面将参考等式对详细实施例予以说明。

首先，针对每种业务类别，对当前被占据用于SF的时隙数进行估计。所用时隙数以间接方式进行估计以避免计算复杂度。

具体而言，针对每种业务类别，估计MCS等级的分布。该分布用于获得平均信道容量。

单位时隙容量被定义为单一时隙所能够实现的带宽量，其可能会取决于业务类别而有所不同。由于应用于SF的调度算法对于每一种业务类别有所不同，而且混合自动重传请求(HARQ)和自动重传请求(ARQ)的适用性取决于业务类别。因此，单元时隙容量对于每一种业务类别有所不同，而且应当获得针对每一种业务类别的单元时隙容量。依照本发明，可根据是否能够应用HARQ、ARQ和PF调度，将五种业务分为三类。定义于IEEE802.16e中的这五种业务是：非请求带宽分配业务(UGS)、扩展实时可变比特速率(ERT-VR)业务、实时可变比特速率(RT-VR)业务、非实时可变比特速率(NRT-VR)业务和尽力服务(BE)业务。可根据这5个业务类别所应用的系统而以其他方式来定义这些业务类别。此处，把接入技术(例如HARQ、ARQ、干扰消除(IC)、多输入多输出(MIMO)、波束形成(BF)以及PF调度)称作高级技术。高级技术的适用性取决于业务量的QoS请求，而且可用空中资源量根据高级技术的适用性而变化。因此，当执行CAC时必须考虑这些因素。

把完全没有应用高级技术的业务(如，UGS ERT-VR和RT-VR)定义为实时(RT)类。把应用HARQ和PF调度的业务(如，NRT-VR)定义为非实时(RT)类。把应用HARQ、ARQ和PF的业务定义为BE类。这种分类只是一个例子，因而可以根据系统策略以各种方式进行分类。例如，UGS和ERT-VR可以归为一类，而RT-VR和NRT-VR可以归为两种不同的类别。根据所应用的高级技术，可将不同业务类型的连接归为一类。

以下，将假定UGS、ERT-VR和RT-VR被归为一种业务类别(即RT业务)，而NRT-VR被归为另一种业务类别(即NRT业务)。

根据自适应调制和编码(AMC)方法，共有M个MCS等级，并且把第i个MCS等级的物理层传输速率定义为r_i，其中1≤i≤M。

对每个预先确定的时段T，估计每种业务类别的MCS分布。把针对特定业务类别用于在时段T中传送数据的时隙总数时隙总数定义为N_s，而把针对第i个MCS等级而传送的时隙数定义为n_i。

于是，MCS的分布概率可以由下面的等式(1)表示。

$p_i=\mathrm{Pr}[\mathrm{MCS}=i]=\frac{n_i}{N_s}---\left(1\right)$

通过使用MCS分布，平均时隙容量(Δr)可由下面的等式(2)表示。

$\mathrm{\Δr}=\frac{\stackrel{\‾}{r}}{N_s}=\frac{1}{N_s}\left(\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{r}_i\right)---\left(2\right)$

由等式(2)获得的平均时隙容量可依业务类别而有所不同，因而需针对每种业务类别计算平均时隙容量。

此后，通过使用平均时隙容量和相应连接的传输速率，可用下面的等式(3)来估计针对RT类和NRT类的当前正在使用的时隙数。

$S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}=\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{RT}}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{r_{\mathrm{RT}}^j}{{\mathrm{\Δr}}_{\mathrm{RT}}}---\left(3\right)$

$S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}=\underset{k=1}{\overset{N_{\mathrm{NRT}}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{r_{\mathrm{NRT}}^k}{{\mathrm{\Δr}}_{\mathrm{NRT}}}$

在上面的等式(3)中，N_RT和N_NRT分别表示属于已根据CAC过程而接纳了连接的业务的RT类和NRT类的连接数。r^j _RT和r^j _NRT分别表示RT连接和NRT连接的传输速率。

每隔时段T重复该估计。如下面的等式(4)所示，可以用指数加权移动平均(EWMA)来计算平均值以减小突发特性。

${\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}={\mathrm{wS}}_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}+(1-w){\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}---\left(4\right)$

在上面的等式(4)中，RT类所用时隙数的EWMA具有参数w(0≤w≤1)。这对于NRT类来说同样适用。

当请求连接建立时，利用平均时隙容量把所请求业务的传输请求速率转换为该服务所需的时隙数。将传输请求速率和已转换成可用时隙数的可用资源相比较，然后决定接纳或拒绝该连接。

每帧的时隙总数是与业务量类型、HARQ的适用性以及调度算法无关的常量。然而，即使预先确定了排列方法，可用时隙的总数也随用户数而变化，这是因为MAP开销和信令开销随用户数的增长而增加，因而DL帧中可传送数据的数据区(OFDMA符号数)减小。信令开销的典型示例包括：下行链路信道描述符(DCD)、上行链路信道描述符(UCD)、业务量指示(TRF-IND)、寻呼广播(PAG-ADV)和邻区广播(NBR-AVD)。此外，与呼叫生成、删除和修改过程有关的消息以及与带宽(BW)分配和轮询有关的消息也同信令开销相联系，其中，两种消息随用户数的增加而成比例地概率(probabilistically)增加。在广播消息中，TRF-IND消息和PAG-ADV消息也随用户数的增长而增加开销。考虑到这些情况，把一帧的时隙总数定义为除去MAP开销和信令开销的。MAP开销可以是时段T内获得的平均值。

接纳或拒绝RT类和NRT类的连接按如下方法来决定。当属于RT类的SF请求新的连接接纳时，若满足下面的等式(5)，则接纳此连接。

$\frac{r_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{in}}}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{RT}}}<\mathrm{\&alpha;S}-(S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}+S_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{used}})---\left(5\right)$

使用RT连接的平均时隙容量(Δr_RT)和传输请求速率(r_RT ⁱⁿ)而获得所需时隙数。当所需时隙数小于可用时隙数时，接纳该连接。在上面的等式(5)中，α是范围在0和1之间的常数。可用时隙的总数随常数α减小而减少，这导致可接纳连接的数量减少。

同样地，若属于NRT类的SF请求连接建立，则当满足等式(6)时，接纳该连接。

$\frac{r_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{in}}}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{NRT}}}<\mathrm{\&beta;S}-(S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}+S_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{used}})---\left(6\right)$

在等式(6)中，使用常数β作为参数，以便使RT连接具有比NRT连接更高的优先级。令β小于α，则数量为(α-β)*S的某些时隙专门用于RT连接，即RT连接可以使用多达α*S个时隙，而NRT连接可以使用多达β*S个时隙。

同上面的等式(5)和等式(6)类似，切换连接的判决规则可由下面的等式(7)和等式(8)来表示。

切换RT连接和切换NRT连接的传输请求速率分别被定义为r^ho _RT和r^ho _NRT。

$\frac{r_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{ho}}}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{RT}}}<(\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&delta;})S-(S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}+S_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{used}})---\left(7\right)$

$\frac{r_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{ho}}}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{NRT}}}<(\mathrm{\&beta;}+\mathrm{\&delta;})S-(S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}+S_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{used}})---\left(8\right)$

在上面的等式(7)和等式(8)中，必须满足δ(0＜δ＜1)和(α+δ)＜1，以便切换连接具有比新连接更高的优先级。

如等式(5)至等式(8)所示，针对RT连接和NRT连接决定接纳或拒绝连接。在此，不考虑BE连接当前正在使用的容量，因为RT连接和NRT连接具有比BE连接更高的优先级。

在不考虑BE连接的情况下，根据所估计的可用时隙数，决定接纳或拒绝RT连接或NRT连接。因而，一旦接纳了RT或NRT连接，就可将用于BE连接的资源部分地或全部地分配给新接纳的RT或NRT连接。

因此，为了避免BE业务量的不足，优选地通过试验而适当地确定δ、β和δ。

图4为用于描述依照本发明的CAC算法的视图。

参考图4，一帧401由S个时隙组成。由于在本发明中排除了MAP开销，所以时隙数S不包含MAP开销。在具有S个时隙的帧401中，RT连接时段403中的所用时隙数是S_RT ^used409，其中在此时段中已经接纳了连接并因而提供了业务。此外，NRT连接时段405的时隙数为S_NRT ^used411。剩余的时隙是可用时隙。这些可用时隙可以被分配给需要接入的RT和NRT连接。就是说，因为RT和NRT连接具有比BE连接更高的优先级，所以BE连接407中当前正在使用的时隙可以用于RT和NRT连接。

采用与根据优先级区分RT和NRT连接相同的方式，可以区分新连接和切换连接。

图5为示出了依照本发明由基站(BS)执行的处理连接建立请求的过程的流程图。该流程图示出了连接接纳算法，此算法用于当MS请求新的连接建立时决定接纳或拒绝连接。

参考图5，在步骤501中收到来自MS的连接接纳请求(或连接建立请求)。一旦收到连接接纳请求，就在步骤503中检查所请求业务的类别。根据业务类别决定接纳或拒绝连接。也就是说，如果所请求业务的类别是RT，就在步骤505中利用RT业务的传输请求速率和平均时隙容量确定所需时隙数，并将所需时隙数与可用时隙数相比较。即，确定是否满足上面的等式(5)。如果满足上面的等式(5)，就在步骤511中接纳业务连接。然后，在步骤515中，增加RT业务的所用时隙数(S_RT ^used)(即增加所用时隙数，因而减少可用时隙数)。如果不满足上面的等式(5)，则拒绝所请求的业务连接(步骤509)。

然而，若所请求的业务类别为NRT，则在步骤507中利用NRT业务的传输请求速率和平均时隙容量决定所需时隙数，并把所需时隙数与可用时隙数相比较。也就是说，判断是否满足上面的等式(6)。如果满足上面的等式(6)，则在步骤513中接纳业务连接。然后，在步骤517中，增加NRT业务的所用时隙数(S_NRT ^used)(即增加所用时隙数，因而减少可用时隙数)。如果不满足上面的等式(6)，就在步骤509中拒绝所请求的业务连接。然后，该过程终止。

尽管在此未说明所请求业务类别为BE的情形，但如果BE类业务请求连接接纳，则可以在当前可用时隙中接纳连接。然而，如果请求针对RT或NRT类的接纳，则用于BE类的时隙中的某些部分可以用于RT或NRT类。

图6为示出了依照本发明由基站(BS)执行的处理连接释放请求的过程的流程图。该流程图示出了如何处理释放连接的请求。

参考图6，在步骤601中收到来自MS的连接释放请求。一旦收到连接释放请求，就在步骤603中检查所请求业务的相应类别。

如果业务类别是RT，就在步骤605中释放请求释放的连接，并减少RT业务的所用时隙数(S_RT ^used)。结果，可用时隙数增加。如果业务类别是NRT，就在步骤607中释放请求释放的连接，并减少NRT业务的所用时隙数(S_NRT ^used)。结果，可用时隙数增加。

在前述参考图4至图6阐释的实施例中，将除BE的业务(即，UGS、ERT-VR、RT-VR和NRT-VR)分为两类业务，并针对每种业务类别而执行CAC。然而，在另一实施例中，可将四种业务分为四种不同的类别，并针对每种业务类别执行CAC。在下面的说明中，假定把四种业务分为四种类别，并针对每种业务类别执行CAC。

图7为示出了依照本发明由基站(BS)执行的CAC过程的流程图。

参考图7，在步骤701中，检查是否有特定事件发生。该事件可周期性地发生，也可以在满足特定条件时发生。以下将假定该事件为周期性地发生。如果没有检测到有事件发生，此过程转至步骤711，并检查是否产生了连接建立请求。

一旦检测到有事件发生，就在步骤703中确定排除MAP开销的时隙总数(S)。在步骤705中，针对排除BE的每种业务列别，使用上面的等式(1)计算MCS分布(P_i：第i个MSC等级的分布概率)。也就是说，估计每种业务类别(即UGS、ERT-VR、RT-VR和NRT-VR)的MCS分布。

在步骤707中，使用上面的等式(2)计算每种业务类别的平均时隙容量(Δr)。在该步骤中，计算四种服务类别中每一种的平均时隙容量。在步骤709中，使用下面的等式(9)来计算每种业务类别所用的时隙数。

$S_{\mathrm{UGS}}^{\mathrm{used}}=\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{UGS}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r_{\mathrm{UGS}}^j}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{UGS}}}$

$S_{\mathrm{ERT}}^{\mathrm{used}}=\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{ERT}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r_{\mathrm{ERT}}^j}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{ERT}}}---\left(9\right)$

$S_{\mathrm{RT}}^{\mathrm{used}}=\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{RT}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r_{\mathrm{RT}}^j}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{RT}}}$

$S_{\mathrm{NRT}}^{\mathrm{used}}=\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{NRT}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r_{\mathrm{NRT}}^j}{{\mathrm{\&Delta;r}}_{\mathrm{NRT}}}$

如此，计算每种业务类别的所用时隙数，并在此后的步骤711中，检查是否有连接建立请求。该连接建立请求可以在BS或MS的请求下执行。一旦检测到连接建立请求，就在步骤713中检查所请求业务的类别。

在步骤715中，利用业务的传输请求速率和业务类别的平均时隙容量计算所需时隙数。例如，当业务类别为UGS时，可使用下面的等式(10)计算所需时隙数。

在步骤717中，利用各个业务类别的所用时隙数(即S_UGS ^used、S_ERT ^used、S_RT ^used和S_NRT ^used)和时隙总数(S)计算可用时隙数。当把加权因子γ_N用于相应的业务类别时，可以用下面的等式(11)计算可用时隙数。

在等式(11)中，应用于所有业务类别的加权因子γ_N可以是相同的。如果为各个业务类别分配优先级，则可向每一个业务类别应用不同的加权因子γ_N。优选地，可根据系统情况通过试验来确定加权因子γ_N。

在步骤719中，将所需时隙数与可用时隙数相比较。如果所需时隙数小于可用时隙数，则此过程转至步骤721，并接纳连接。在步骤725中，更新(增加)用于相应业务类别的时隙数，而且过程返回至步骤701。如果所需时隙数大于或等于可用时隙数，则过程转至步骤723，并拒绝连接。然后，过程返回至步骤701。

如果在步骤711中没有检测到连接建立请求，则此过程转至步骤727，并检查是否有连接释放请求。连接释放请求可以由BS或MS执行。如果没有检测到连接释放请求，则此过程返回至步骤701，并重复后续步骤。一旦检测到连接释放请求，过程就转至步骤729，释放相应的连接，并更新(减少)相应业务类别的所用时隙数。然后，过程返回至步骤701。

在参考图7阐释的实施例中，针对四种业务中的每一种执行CAC。然而，在另一实施例中，可将四种业务分为三种业务类别，并针对这三种业务类别中的每一种执行CAC。在这种情况下，可以将UGS和ERT-VR归为一种业务类别，而将RT-VR和NRT-VR归为两种不同的业务类别。

图8为示出了依照本发明由基站(BS)执行的处理待切换移动台(MS)的连接的过程的流程图。

参考图8，在步骤801中，检查是否有从相邻BS切换至本BS的小区的MS的连接建立请求。一旦检测到连接建立请求，则在步骤803中检查所请求业务的类别。

在检查业务类别之后，在步骤805中，利用业务的传输请求速率和业务类别的平均时隙容量计算所需时隙数。例如，当业务类别为UGS时，使用下面的等式(12)计算所需时隙数。

在步骤807中，利用每个业务类别的所用时隙数(即S_UGS ^used、S_ERT ^used、S_RT ^used和S_NRT ^used)和时隙总数(S)来计算可用时隙数。假设加权因子δ_N用于切换条件下的业务类别，则可以用下面的等式(13)计算可用时隙数。

此处，应用于所有业务类别的加权因子δ_N可以是相同的。当向业务类别分配优先级时，可以把加权因子δ_N确定为不同的值。当向切换连接分配优先级时，可以把加权因子δ_N确定为大于加权因子γ_N。

在步骤809中，将所需时隙数与可用时隙数进行比较。如果所需时隙数小于可用时隙数，则过程转至步骤811，并接纳连接。在步骤813中，更新(增加)该业务类别的所用时隙数。如果所需时隙数大于或等于可用时隙数，则过程转至步骤815，并拒绝连接。

图9为依照本发明的BS的方框图。

参考图9，BS包括：控制器900、发射调制解调器902、射频(RF)发射机904、双工机906、RF接收机908、接收调制解调器910和CAC处理器912。

发射调制解调器902包括信道编码模块和调制模块，并把从控制器900接收到的消息转换为基带信号。信道编码模块可以包括：信道编码器、交织器和调制器。调制模块可以包括快速逆傅立叶变换(IFFT)运算器(operator)，以便用多个正交子载波承载传输数据。当使用CDMA系统时，可以用扩频码调制器或类似的运算器来代替IFFT运算器。

RF发射机904包括频率转换器和放大器，并把从发射调制解调器902接收到的基带信号转换为RF信号。双工机906根据双工方法把RF发射机904传送的信号通过天线进行发射，并把通过天线接收到的信号提供给RF接收机908。RF接收机908包括放大器和频率转换器，并把经无线信道传输的RF信号转换为基带信号。

接收调制解调器910包括解调模块和信道解码模块，并把从RF接收机908接收到的信号解调为基带信号。接收调制解调器910包括FFT运算器，以便提取每个子载波所承载的数据。信道解码模块包括解调器、解交织器和信道解码器。

控制器900为通信提供全部的控制。例如，控制器900可以生成待传送给发射调制解调器902的信令消息，并对从接收调制解调器910收到的信令消息进行分析。此外，控制器900生成待传送给发射调制解调器902的数据突发，并根据预先确定的协议对从接收调制解调器910收到的数据突发进行处理。此外，当检测到连接建立请求时，控制器900将其报告给CAC处理器912。

CAC处理器912管理可用的系统资源。一旦检测到连接建立请求，CAC处理器912根据当前可用的资源来决定接纳或拒绝连接，并向控制器900报告该决定结果。根据本发明，CAC处理器912将所请求业务所需的传输速率转换为所需时隙数，并将所需时隙数与可用时隙数相比较。以此方式来控制连接接纳。在这种情况下，CAC处理器912可以根据业务类型对业务执行CAC。备选地，CAC处理器912可以将业务分成多个类别组，并针对每个类别组执行CAC。

例如，可以通过执行动态业务添加(DSA)过程来建立连接。一旦接收到来自MS的DSA请求消息，控制器900对DSA请求消息进行分析，并向CAC处理器912报告分析结果。然后，CAC处理器912检查所请求业务的类别，并根据检查到的业务类别计算可用时隙数。另外，CAC处理器912计算所请求业务的所需时隙数，并将所需时隙数与可用时隙数相比较。这样，就可决定接纳或拒绝连接，并向控制器900报告该决定结果。控制器900根据CAC结果而生成DSA响应消息，并将该DSA响应消息传送给MS。

根据本发明，在宽带无线接入(BWA)系统中，利用平均时隙容量把传输请求速率转换为所需时隙数，并将所需时隙数与可用时隙数相比较。如此，可以决定接纳或拒绝连接。有利地，通过区分具有不同业务优先级的不同业务类别中的接纳规则，可以确保业务流的QoS。

尽管已参考本发明的特定优选实施例示出并描述了本发明，本领域的技术人员应了解到，在不背离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下，可以对实施例进行形式上和细节上的各种改变。因此，本发明的范围不由对本发明的详细说明而限定，而是由所附权利要求而限定，且该范围中的所有差异都将被解释为包含于本发明中。

Claims (20)

1.一种在宽带无线接入(BWA)系统中执行连接接纳控制(CAC)过程的方法，所述方法包括步骤：

检查所请求业务的类别；

利用所检查类别的平均块容量，把业务的传输请求速率转换为所需要的空中资源块的数量；以及

把所需要的空中资源块的数量与可用块数相比较；以及

如果所需要的空中资源块的数量小于可用块数，则接纳连接；否则，拒绝连接；

计算每个业务类别的调制和编码方案MCS的分布概率；

利用MCS分布概率，计算每个业务类别的平均块容量；

利用平均块容量，确定每个业务类别的所用空中资源块的数量；以及

利用业务类别的所用块数，确定可用块数，

其中，使用下式计算每个业务类别的第i个MCS等级的分布概率p_i：

$p_i=\frac{n_i}{N_s},$

其中N_s表示预定时段内业务类别所用块的总数，n_i表示针对相应的业务类别而应用第i个MCS等级的块数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用下式计算每个业务类别的平均块容量Δr：

$\mathrm{\&Delta;r}=\frac{1}{N_s}\left(\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_i{r}_i\right),$

其中Ns表示预定时段内业务类别所用块的总数，p_i表示相应的业务类别的第i个MCS等级的分布，M是MCS等级的总数，r_i表示相应的业务类别的第i个MCS等级的传输速率，而n_i表示针对相应的业务类别而应用第i个MCS等级的块数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用下式计算相应业务类别的所用块数：

$S^{\mathrm{used}}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r^j}{\mathrm{\&Delta;r}},$

其中，N表示属于相应业务类别的连接数，r^j表示相应业务类别的第j条连接的传输速率，而Δr表示相应业务类别的平均块容量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用下式计算可用块数：

其中S表示块总数，M表示业务类别数，

表示第m个业务类别的所用块数，而γ表示应用于所请求业务类别的加权因子。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，块总数S是排除控制和信令区的数据区内的块的数量。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，用于全部业务类别的加权因子γ是相同或不同的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，使用下式计算所需块数：

其中rⁱⁿ表示所请求业务的传输请求速率，而Δr表示相应业务类别的平均块容量。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：将非请求带宽分配业务(UGS)、扩展实时可变速率(ERT-VR)业务和实时可变速率(RT-VR)业务归为第一类，而将非实时可变速率(NRT-VR)业务归为第二类。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：将非请求带宽分配业务归为第一类，将扩展实时可变速率业务归为第二类，将实时可变速率业务归为第三类，并将非实时可变速率业务归为第四类。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，根据是否应用高级技术而把不同的业务归为两种或更多种类别，所述高级技术是从包括如下方案的方案组中选出的至少一种方案：自适应调制和编码(AMC)、排序、自动重传请求(ARQ)方案，混合自动重传请求(HARQ)方案、比例公平(PF)调度方案、多输入多输出(MIMO)、波束形成(BF)以及干扰消除(IC)。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：如果接纳或释放某一业务的连接，则更新可用块数。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

一旦检测到待切换移动台(MS)的连接建立请求，检查所请求业务的类别；

利用所检查的业务类别的平均块容量，将所请求业务的传输请求速率转换为所需块数；

考虑切换条件，计算与所检查的业务类别相对应的可用块数；以及

通过在切换条件下将所需块数与可用块数相比较，来决定接纳或拒绝连接。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，可用下式计算可用空中资源块的数量：

其中S表示块总数，α表示相应业务类别在非切换条件下的加权因子，(α+β)表示切换条件下的加权因子，M表示业务类别数，而

表示第m个业务类别的所用块数。

14.一种在宽带无线接入(BWA)系统中执行连接接纳控制(CAC)过程的方法，所述方法包括步骤：

根据是否应用高级技术，将不同业务分为两种或更多种业务类别，所述高级技术是从包括如下方案的方案组中选出的至少一种方案：自适应调制和编码(AMC)、排序、自动重传请求(ARQ)方案，混合自动重传请求(HARQ)方案、比例公平(PF)调度方案、多输入多输出(MIMO)、波束形成(BF)以及干扰消除(IC)；

检查所请求业务的类别；

估计与所检查的业务类别相对应的可用资源块的大小；

估计所需资源块的大小；以及

将所需资源块的大小与可用资源块的大小相比较；以及

如果所需要的空中资源块的数量小于可用块数，则接纳连接；否则，拒绝连接；

其中，估计可用资源块的大小包括：

计算每个业务类别的调制和编码方案MCS的分布概率；

利用MCS的分布概率，计算每个业务类别的平均块容量；

利用平均块容量，确定每个业务类别的所用块数；以及

利用业务类别的所用块数，计算与可用资源相对应的可用块数，

其中，使用下式计算每个业务类别的第i个MCS等级的分布概率p_i：

$p_i=\frac{n_i}{N_s},$

其中N_s表示预定时段内业务类别所用块的总数，n_i表示针对相应的业务类别而应用第i个MCS等级的块数。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，空中资源块的数量是可用资源和所需资源的单位。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，估计所需资源块的大小包括：

计算所检查的业务类别的平均块容量；以及

利用所请求业务的传输请求速率和平均块容量，计算与所需资源相对应的所需块数。

17.一种无线通信系统的基站(BS)装置，包括：

控制器，用于检查是否请求连接建立；以及

处理器，如果请求连接建立，则所述处理器检查所请求业务的类别，利用所检查的类别的平均块容量把业务的传输请求速率转换为所需块数，并将所需块数与可用块数相比较，如果所需要的空中资源块的数量小于可用块数，则接纳连接；否则，拒绝连接；

其中，所述处理器估计每个业务类别的调制和编码方案MCS的分布概率，利用MCS的分布概率估计每个业务类别的平均块容量，利用平均块容量确定每个业务类别的所用块数，并利用业务类别的所用块数来确定可用块数，

其中，使用下式计算每个业务类别的第i个MCS等级的分布概率p_i：

$p_i=\frac{n_i}{N_s},$

其中Ns表示预定时段内业务类别所用块的总数，n_i表示针对相应的业务类别而应用第i个MCS等级的块数。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，根据是否应用高级技术而将无线通信系统所提供的不同业务分为两种或更多种的类别，所述高级技术是从包括如下方案的方案组中选出的至少一种方案：自适应调制和编码(AMC)、排序、自动重传请求(ARQ)方案，混合自动重传请求(HARQ)方案、比例公平(PF)调度方案、多输入多输出(MIMO)、波束形成(BF)以及干扰消除(IC)。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，如果接纳或释放某一业务的连接，则所述处理器更新可用块数。

20.根据权利要求17所述的装置，其中，一旦检测到待切换移动台(MS)的连接建立请求，所述处理器检查所请求业务的类别，利用所检查的业务类别的平均块容量将所请求业务的传输请求速率转换为所需块数，考虑切换条件，计算与所检查的业务类别相对应的可用块数，并通过在切换条件下将所需块数与可用块数相比较来决定接纳或拒绝连接。

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