CN101213853A - 无线高速数据网络规划工具 - Google Patents

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CN101213853A CNA2006800195817A CN200680019581A CN101213853A CN 101213853 A CN101213853 A CN 101213853A CN A2006800195817 A CNA2006800195817 A CN A2006800195817A CN 200680019581 A CN200680019581 A CN 200680019581A CN 101213853 A CN101213853 A CN 101213853A
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Abstract

本发明提供了工具和方法来对高速数据信道和业务调度功能进行建模和模拟，以及提供了工具和方法来同时模拟高速数据信道以及共享同一无线电载波的其它语音和数据服务。所述工具和方法估算高速数据信道的服务质量和容量，并且还估算高速数据信道对相同无线电信道上的其它语音和数据服务的服务质量及容量的影响。所述工具和方法可用在无线网络规划工具中来分析将无线电载波专用于高速数据信道、如cdma2000 EV－DO的网络。所述工具和方法还可用来分析结合了高速数据信道以及相同无线电载波上基于CDMA的服务、如cdma2000 EV－DV或WCDMA HSDPA的网络。

Description

无线高速数据网络规划工具
技术领域
本申请涉及无线网络的规划和设计，特别是涉及提供或实现高速下行链路分组接入的无线网络。
背景技术
在典型的蜂窝无线电系统中，移动终端(又称作移动台和移动用户设备单元(UE))通过无线电接入网(RAN)与一个或多个核心网络进行通信。用户设备单元(UE)可以是移动台，例如移动电话(“蜂窝”电话)和具有移动终端的膝上型计算机，因而可以是例如便携式、袖珍、手持式、计算机内置或者车载移动装置，它们与无线电接入网传递语音和/或数据。
无线电接入网(RAN)覆盖分为若干小区的地理区域，其中的各小区由基站提供服务。小区是其中的无线电覆盖由基站站点的无线电基站设备来提供的地理区域。各小区通过在小区中广播的唯一身份来标识。基站通过空中接口(例如射频)与基站范围内的用户设备单元(UE)进行通信。在无线电接入网中，若干基站通常(例如通过陆地线或微波)连接到无线电网络控制器(RNC)。有时称作基站控制器(BSC)的无线电网络控制监控并协调所连接的多个基站的各种活动。无线电网络控制器通常连接到一个或多个核心网络。
无线网络设计通常通过基于计算机的规划工具来执行。若干不同的无线电接入技术可用于构建无线网络，例如频分复用(FDMA)、时分复用(TDMA)和码分复用(CDMA)。当今的基于计算机的规划工具能够一次一个地规划这些技术的一个或多个，并且还能够共同规划采用相同技术或不同技术的两个或两个以上网络。
基于计算机的无线网络规划工具采用数字地形数据来预测无线电波传播，它是估算计划中的无线电基站的无线电覆盖范围所需的。每一个无线电基站上的业务负荷可由规划人员输入和/或从地理和人口统计信息中估算。规划工具然后对于无线语音和数据服务预测各无线电基站中所得的服务质量和业务容量。预测可通过计算、表查找和模拟的组合来执行。预测服务质量和容量用于测试和优化无线网络设计。
在授予Soliman等人的美国专利5710748(通过引用结合到本文)中公开了CDMA的计算机化无线网络规划。网络规划的其它实例包括以下美国专利(通过引用将它们全部结合到本文中)：
6,985,735    6,975,866    6,973,622    6,971,063
6,952,181    6,940,838    6,934,555    6,925,066
6,917,816    6,892,073    6,871,073    6,850,946
6,842,726    6,842,482    6,810,246    6,785,547
6,721,769    6,711,148    6,640,089    6,639,904
6,636,743    6,631,267    6,628,944    6,556,832
6,549,781    6,539,228    6,505,045    6,487,414
6,477,155    6,466,797    6,456,848    6,445,912
6,360,098    6,356,758    6,356,531    6,246,880
6,216,010    6,205,220    6,173,067    6,188,354
6,169,881    6,111,857    5,963,867
在基于CDMA的无线网络中，在所希望信号和干扰之间存在复杂交互，它通常使模拟成为必要。模拟包括若干随机试验，各具有移动终端在由计划中的无线电基站所覆盖的地理区域上不同的随机分布。这称作蒙特卡罗模拟。
要分析基于CDMA的网络，无线网络规划工具通常执行以下步骤。
步骤1：定义无线网络，包括站点、小区、天线、传播模型和地形数据(以数字形式输入)。
步骤2：预测从基站天线到映射收集单元(map bin)(区域单元(areaunit))的无线电波传播。
步骤3：输入或计算所有小区的总输出功率和表示为噪声升高的接收干扰等级。这可按照下面所述的若干备选方式来进行。
步骤4：计算规划区域中的所有收集单元的前向信道接收预期功率和干扰值以及位于每一个收集单元中的假定UE(用户设备)的预计反向信道功率。根据这些值，生成用于说明例如公共导频信道信号质量、前向和反向信道覆盖概率以及收集单元中不同服务的已获得数据速率的图表。
步骤5：计算小区的各种数据，例如平均输出功率、噪声升高以及前向和反向信道负荷。对于小区以及对于规划区域产生统计数据。
存在设置或计算小区的输出功率和噪声升高值的若干方法。这些方法通常包括：(1)手动设置小区的值(例如通过图形用户界面(GUI))；从文件导入小区的总输出功率和噪声升高值(文件中的值可通过测量或者通过计算工具得到，或者可能已经手动输入)；采用表查找来估算这些值；或者通过蒙特卡罗模拟来估算这些值。
如上所述，根据一种方法，所有小区中的总输出功率和噪声升高值可由无线网络规划工具根据查找表计算。对表的输入是对于属于小区的收集单元所计算的小区的估算业务量。收集单元可被认为属于具有最低路径损耗或最强接收信号的小区，如在收集单元上所看到的。要估算小区中的业务量，考虑属于该小区的收集单元中的预计前向和反向信道业务密度。因此，查找表用于将业务值变换为输出功率和噪声升高值。用于此目的的查找表可通过测量、模拟或分析计算得到。
蒙特卡罗模拟方法(同样如上所述)意在模拟多个不同的随机试验，各表示无线网络中的业务可能的随机分布。在各试验中，UE分布于规划区域，以采用提供相当于预期平均业务强度的UE密度的随机分布函数来模拟前向链路和反向链路业务负荷。对小区设置初始输出功率值和初始噪声升高值，以及这些值用来计算UE中所接收的干扰的初始值。根据诸如最低路径损耗或最高接收信号强度之类的分级标准，各UE连接到最佳服务小区或者多个小区(在软切换中)。计算小区中的语音和数据服务所需的输出功率，其中考虑UE上的干扰以及加入每一个小区中的公共信道功率。计算UE所需的输出功率，其中考虑最佳服务小区中的噪声升高值。然后计算UE中的接收干扰，作为小区中的噪声升高。重复进行迭代，直至达到收敛。采取图表和统计报告的形式的输出可根据模拟结果的平均值和统计分析来产生。
无线网络的最新发展包括无线电载波用于高速数据服务。这种高速数据服务的特征在于，它使数据速率适应可用发射器功率和无线电环境，而不是保持恒定数据速率所需的使发射器功率适应无线电环境。速度自适应通常包括选择不同的调制和/或编码方案。
对于GSM网络(基于TDMA技术)，高速数据服务称作GPRS和EGPRS(采用EDGE的GPRS)。例如参见Granbohm和Wiklund“GPRS-通用分组无线系统”(Ericsson Review，No.2，1999年)。
对于基于CDMA技术的无线网络，无线电载波可仅用于高速数据服务，或者可在高速数据服务与其它无线服务之间共享。第一原理实现为cdma2000 EV-DO(发展-仅数据)，而第二原理则实现为cdma2000 EV-DV(发展-数据和语音)或WCDMA HSDPA(宽带CDMA高速下行链路分组接入)。在这些实现中，网络包含允许高速前向(下行链路)信道由若干用户进行时间共享的业务调度功能。例如参见Langer和Larsson的“CDMA-A world view(CDMA2000-一种世界观)”(Ericsson Review，No.3，2001年)；以及Skold、Lundevall、Parkvall和Sundelin的“Broadband data performance of third-generation mobilesystems(第三代移动系统的宽带和数据性能)”(Ericsson Review，No.1，2005年)。
在高速下行链路分组接入(HSDPA)中，多个用户向高速信道(HSC)控制器提供数据，高速信道(HSC)控制器通过以时分复用间隔(称作传输时间间隔(TTI))复用在整个HS-DSCH带宽上传送的用户信息来用作高速调度器。HSDPA系统提供例如大约10Mbps的最大数据速率。HSDPA通过将无线电资源协调和管理职责的一部分从无线电网络控制器转移到基站，来实现更高的数据速度。所述职责包括以下的一个或多个：共享信道传输、高阶调制、链路自适应、无线电信道相关调度以及具有软组合的混合ARQ。在共享信道传输中，无线电资源、例如在基于CDMA的传输的情况下的扩频码空间和传输功率采用时分复用在用户之间共享。高速下行链路共享信道是共享信道传输的一个实例。与专用信道相比，共享信道传输的一个明显的有效效果是可用代码资源的更有效利用。更高的数据速率还可采用高阶调制来获得，当信道条件有利时，它比低阶调制更具有带宽效率。
例如在“3GPP TS 25.435 V6.2.0(2005-06)第三代合作伙伴项目；技术规范组无线电接入网络：公共传输信道数据流的UTRAN Iub接口用户平面协议(版本6)”中描述了高速下行链路分组接入(HSDPA)，通过引用将它完整地结合到本文中。还通过引用结合到本文中、与高速下行链路分组接入(HSDPA)或概念有关的还包括：3GPP TS25.435 V6.2.0(2005-06)，第三代合作伙伴项目；技术规范小组无线电接入网络：公共传输信道数据流的UTRAN Iur接口用户平面协议(版本6)；以及3GPP TS 25.433 V6.6.0(2005-06)，第三代合作伙伴项目；技术规范小组无线电接入网：UTRAN Iub接口节点B应用部分(NBAP)信令(版本6)。
在下列的一个或多个中还论述了高速下行链路分组接入(HSDPA)：
于2004年12月30日提交的标题为“高速下行链路分组接入的小区改变时的流程控制”的11/024942号美国专利申请；
于2003年2月24日提交的标题为“高速共享信道的无线电资源管理”的10/371199号美国专利申请；
于2005年12月2日提交的标题为“高速下行链路上的低比特率用户的流控制”的11/292304号美国专利申请；
于2005年8月26日提交的PCT专利申请PCT/SE2005/001247；
于2005年8月26日提交的PCT专利申请PCT/SE2005/001248。
现有无线网络规划工具没有对无线电载波同时用于基于CDMA的服务以及具有业务调度功能的高速数据服务适当地建模。因此，现有工具没有准确地估算高速数据信道对现有基于CDMA的服务的服务质量和业务容量的影响。此外，这些工具没有准确地估算高速数据信道本身的服务质量和容量。这意味着，这些工作无法正确分析采用cdma2000 EV-DO、cdma2000 EV-DV或WCDMA MSDPA的无线网络。
因此，所需的以及本发明的一个目的是用于设计、测试和/或优化具有高速数据信道的网络的工具、方法和技术。
发明内容
本发明提供了工具和方法来对高速数据信道和业务调度功能进行建模和模拟，以及提供了工具和方法来同时模拟高速数据信道以及共享同一无线电载波的其它语音和数据服务。所述工具和方法估算高速数据信道的服务质量和容量，并且还估算高速数据信道对相同无线电信道上的其它语音和数据服务的服务质量及容量的影响。所述工具和方法可用在无线网络规划工具中来分析将无线电载波专用于高速数据信道，例如cdma2000 EV-DO的网络。所述工具和方法还可用来分析结合了高速数据信道以及相同无线电载波上基于CDMA的服务、如cdma2000 EV-DV或WCDMA HSDPA的网络。
所述工具和方法包括例如以下步骤的执行/运行：(1)指定已建模无线通信网络的多个小区的总输出功率值；(2)将多个用户设备单元分布于多个小区；(3)对于第一小区确定第一小区中的服务和信道所需的、与高速下行链路分组服务的功率不同的发射功率；(4)将步骤(3)所确定的所需发射功率用于确定第一小区中可用于高速下行链路分组服务的功率；(5)将步骤(4)所确定的可用功率用于确定第一用户设备单元上通过高速下行链路分组服务数据信道所接收的功率；(6)确定第一用户设备单元从多个小区接收的总干扰；(7)将步骤(5)确定的所接收的高速服务数据信道功率以及步骤(6)所确定的总干扰用于确定第一用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率；以及(8)对第一小区中的多个用户设备单元执行步骤(5)至步骤(7)，并采用多个用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率来获得第一小区的高速下行链路分组服务数据速率。所述工具和方法还包括产生反映第一小区的高速下行链路分组服务数据速率的输出。
在所述工具和方法的一个示例实现中，步骤(6)包括采用高速下行链路分组服务活动因数(activity factor)来确定多个小区的总干扰。高速下行链路分组服务活动因数与多个小区的至少一个小区中的多个用户设备对高速下行链路分组服务的需求相关。例如，可通过将第一小区中的多个用户设备单元需要的平均数据速率除以第一小区的高速下行链路分组服务数据速率，来确定第一小区的高速下行链路分组服务活动因数。
在工具和方法的同一个或另一个示例实现中，步骤(7)还包括将调度增益因数用于确定第一用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率。调度增益因数可产生于利用智能调度器，它利用信号干扰比的波动，并且其本身可包括蒙特卡罗模拟。
附图说明
通过以下结合附图对优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优点将会显而易见，附图中，相同的附图标记表示各个视图中的相同部件。附图不一定按照规定比例，而是重点在于说明本发明的原理。
图1是能够执行例如对高速分组服务建模的网络规划工具的计算机工作站的一个示例实施例的示意图。
图2是在其中可有利地采用高速分组服务、如高速下行链路分组接入(HSDPA)的示例通信系统的示意图。
图3是图解视图，示出设置例如对高速分组服务建模的网络规划工具的值的不同方式。
图4是流程图，示出通过执行对例如高速分组服务建模的网络规划工具的一个示例实施例所执行的非限制性示例步骤或事件。
图5是流程图，示出通过结合确定调度增益来执行网络规划工具的一个示例实施例所执行的非限制性示例步骤或事件。
具体实施方式
为了便于说明而不是进行限制，以下描述中提出了诸如具体体系结构、接口、技术等的具体细节，以便透彻地了解本发明。然而，本领域的技术人员很清楚，在不同于这些具体细节的其它实施例中也可实施本发明。也就是说，虽然本文中没有进行明确地描述或表示，但本领域的技术人员能够设计各种方案，这些方案体现了本发明的原理，因此包含在它的精神和范围之内。在一些情况下，省略对公知的装置、电路及方法的详细描述，以免不必要的细节妨碍对本发明的描述。本文中描述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述及其具体实例意在包含其结构以及功能等效方面。另外，预计这类等效方面包括当前已知的等效方面以及将来发展的等效方面、即所开发的执行相同功能的任何元件，而与结构无关。
因此，例如，本领域的技术人员会理解，本文中的框图可能表示体现该技术的原理的说明性电路的概念图。类似地，会理解到，任何流程图、状态转变图、伪代码等表示基本上可通过计算机可读介质所表示、因而由计算机或处理器所执行的各种过程，无论是否明确示出这种计算机或处理器。
包括标记为“处理器”或“控制器”的功能块的各种元件的功能可通过使用专用硬件以及使用能够与适当软件结合来运行软件的硬件来提供。在由处理器提供时，所述功能可由单个专用处理器、由单个共享处理器或者由其中的一部分可能是共享或者可能是分布式的多个独立处理器来提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当理解为唯一地表示能够运行软件的硬件，而是非限制性地可包括数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储装置。
具有例如本文所述的实施例的网络规划工具提供了估算用于小区的高速(HS)数据信道的功率以及估算小区的总输出功率的新方法。网络规划工具还提供了以或多或少的细节对HS信道调度功能建模的方法。为了帮助理解可由网络规划工具进行规划(或者设计或测试或优化)的类型的无线网络，首先参照图2提供对这样一种示例无线电接入网的概述。虽然图2所示的具体示例网络是UTRAN网络，但是，本领域的技术人员会理解，其它类型的网络、如GSM网络也可由本文所述的网络规划工具来设计。
因此，图2示出在其中可有利地采用高速下行链路分组接入(HSDPA)的一个示例移动通信系统。图2示出一种非限制性的示例电信系统，其中，无线电接入网120连接到一个或多个外部(例如核心)网络122。外部网络122例如可包括诸如公共交换电话网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)之类的面向连接的网络和/或诸如(例如)因特网之类的无连接外部核心网络。外部网络的一个或多个具有未示出的服务节点，例如移动交换中心(MSC)节点以及与网关GRPS支持节点(GGSN)结合工作的服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点(SGSN)。各核心网络服务节点通过适当的接口连接到无线电接入网(RAN)120。
在图2所示的非限制性的特定实例中，无线电接入网(RAN)120是UMTS陆地无线电接入网(UTRAN)，以及与外部网络的接口通过Iu接口进行。无线电接入网(RAN)120包括一个或多个无线电网络控制器(RNC)126和一个或多个无线电基站(RBS)128。为了简洁起见，图2的无线电接入网(RAN)120表示为仅具有两个RNC节点，具体为RNC 1261和RNC 1262。各RNC 126通过Iub接口连接到一个或多个基站(BS)128。例如，同样为了简洁起见，两个基站节点表示为连接到各RNC 126。在这方面，RNC 1261服务于基站1281-1和基站1281-2，而RNC 1262则服务于基站1282-1和基站1282-2。会理解到，不同数量的基站可由各RNC提供服务，以及RNC不一定服务于相同数量的基站。此外，图2表明，RNC可通过Iur接口连接到UTRAN124中的其它一个或多个RNC。此外，本领域的技术人员还会理解，基站在本领域有时又称作无线电基站、节点B或者B节点。应当理解，无线电接入网的RNC的至少一个以及可能多个具有到一个或多个核心网络的接口。此外，为了当UE正在无线电接入网的不同RNC所控制的小区之间移动时支持已建立连接的连续性，信令网络(例如7号信令系统)使RNC能够执行所需RNC-RNC信令。
在图2中，为了简洁起见，各基站128表示为服务于一个小区。例如，对于基站281-2，小区由圆圈表示。但是，本领域的技术人员会理解，基站可用于通过一个以上小区的空中接口进行通信。例如，两个小区可利用位于同一个基站站点上的资源。此外，各小区可分为一个或多个扇区，其中的各扇区具有一个或多个小区/载波。如图2所示，无线台130通过无线电或空中接口132与一个或多个小区或者一个或多个基站(BS)128进行通信。
图2还以简化形式说明，不同类型的信道可存在于基站128其中之一与无线台130之间，以传送控制和用户数据。例如，在前向或下行链路方向，存在若干类型的广播信道、一个或多个控制信道、一个或多个公共业务信道(CCH)、专用业务信道(DPCH)以及高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。下行链路专用物理信道(DPCH)包含专用物理数据信道(DPDCH)以及专用物理控制信道(DPCCH)。高速共享控制信道(HS-SCCH)用于信号传送目的。
各基站(BS)128包括各种组成元件，其中包括一个或多个收发器133。对于从基站128到用户设备单元(UE)130的下行链路通信以及对于从用户设备单元(UE)130到无线电基站128的上行链路通信，收发器133用于通过空中接口132与无线台130的无线电通信。
另外，对于具有HSDPA能力的基站，基站128包括存储HS分组的缓冲器136池(pool)134。缓冲器136的一部分存储通过下行链路送往用户设备单元(UE)130的HS分组；其它缓冲器136存储通过上行链路从用户设备单元(UE)130得到的HS分组。
对于具有HSDPA能力的节点，通常又称作HSDPA调度器的HSDPA控制器140设置在基站128上。HS-SCCH包含发送给无线终端的信息，使得无线终端知道它们是否具有要通过HS-PDSCH信道接收的数据。高速下行链路共享信道(HS-DSCH)和高速共享控制信道(HS-SCCH)是独立的信道。本领域的技术人员会理解，高速共享控制信道(HS-SCCH)携带的信令通过在相应HS-DSCH TTI前面两个时隙传送HS-SCCH TTI来执行。HSDPA控制器140可包括承担RBS节点的整体操作/协调的职责的节点控制器等或者与其分离。通过参照于2004年12月30日提交的标题为“高速下行链路分组接入的小区改变时的流控制”的11/024942号美国专利申请，来理解本文未描述的无线电基站128的HSDPA控制器140的各种功能和HSDPA相关实体。本领域的技术人员知道，无线电接入网节点、如RNC 126和基站节点128包括其它组成元件，它们的性质和范围取决于相应节点的特性。
图1示出适于执行本文所述的网络规划工具的非限制性示例计算机工作站150。工作站150包括通用计算机152和一个或多个键盘154、鼠标指点(pointing)装置156、显示器158以及打印机/绘图机160。计算机152例如可以是传统的微型计算机，它包括微处理器162、随机存取存储器164、只读存储器166、图形视频适配器168、诸如磁盘170和磁盘驱动器172之类的大容量存储装置。磁盘驱动器172可处理例如光盘和/或软盘、只读光盘(CD)或者数字化视频光盘(DVD)。计算机152响应通过键盘154和/或鼠标指点装置156的用户输入而在显示器158上显示图像(和/或在打印机/绘图机160上打印图像)。计算机152根据它在大容量存储装置170和/或通过驱动器172提供的其它存储介质(例如光盘或磁盘，未示出)所存储的计算机程序产品190的控制下执行的步骤来创建图像。可提供计算机152与网络176(例如因特网)之间的通信连接174，以允许用户从网络访问信息和/或与同样连接到网络的另一台计算机交换信息。
在本文所述的示例实现中，计算机程序产品190是能够设计、规划、测试和/或优化无线网络的网络规划工具。因此，网络规划工具在本文中又称作网络规划工具190或者(更简单地称作)工具190或者(更为简单地称作)“工具”。
网络规划工具190提供估算HS信道功率和总输出功率的不同方法。还由网络规划工具190包含对HS信道调度功能建模的方法。
下面简要描述设置或计算小区的HS功率和总输出功率的不同方法。在这里省略了反向链路计算，但是，这类计算应当以先前参照传统网络规划工具所述的方式同时执行。
如图3所示，存在设置和计算小区的HS功率和总输出功率的各种方式。框3-1表示手动设定值，例如，小区的总输出功率和噪声升高值由用户通过图形用户界面(GUI)直接输入到无线网络规划工具中。框3-2表示从文件导入值，例如，小区的HS功率和总输出功率值从文件导入。文件中的值可从测量或者从计算工具得到，或者可能手动输入。框3-3表示采用表查找的估算值。框3-4表示通过蒙特卡罗模拟的估算值。
对于框3-3，所有小区中的HS功率和总输出功率由无线网络规划工具通过查找表来计算。对表的输入是对于属于小区的收集单元所计算的小区的估算HS和其它业务量。收集单元可被认为属于具有最低路径损耗或最强接收信号的小区，如收集单元上所看到的。要估算小区中的业务量，考虑属于该小区的收集单元中的预计HS和其它业务密度。因此，查找表用于将业务值变换为HS功率和总输出功率值。用于此目的的查找表可通过测量、模拟或分析计算得到。
对于框3-4，蒙特卡罗模拟将模拟多个不同的随机试验，各表示无线网络中的业务可能的随机分布。采取图表和统计报告的形式的输出可根据模拟结果的平均值和统计分析来产生。
估算小区的HS功率和输出功率的这样一种蒙特卡罗模拟的一个实例通过图4所示的非限制性的示例基本步骤来实现。
作为网络规划工具190的模拟方面的步骤S-1，开始新的随机试验。在网络规划工具190的运行开始时，新的随机试验是第一随机试验。
在步骤S-2，具有高速(HSDPA)能力的用户设备单元(UE)以及其它用户设备单元(UE)、如非HSDPA UE位于或分布于规划区域，以便模拟HS和另外的业务负荷。优选地，作为步骤S-2的一部分的用户设备单元(UE)的定位或分布采用提供相当于预期平均业务强度的UE密度的随机分布功能。
步骤S-3包括建立当前试验的新的或下一个迭代。子步骤S-3-1设置小区的初始总输出功率值。子步骤S-3-2采用在子步骤S-3-1所设置的功率值来计算UE中所接收的干扰的初始值。子步骤S-3-3设置关于小区的参数、称作HS活动因数的初始值。
步骤S-4反映按照步骤S-3建立的迭代的实际开始。这种迭代的执行通过步骤S-5、步骤S-6、步骤S-7和步骤S-8来反映。步骤S-5包括子步骤S-5-1至子步骤S-5-4；步骤S-6包括子步骤S-6-1至子步骤S-6-2；以及步骤S-7包括子步骤S-7-1至子步骤S-7-2，全部如图4所示。
对于步骤S-5，子步骤S-5-1包括根据分级标准将每一个UE连接到最佳服务小区或多个小区(在软切换中)。分级标准例如可以是最低路径损耗或最高接收信号强度。子步骤S-5-2计算小区中的传统语音和数据(非HS)服务所需的输出功率，其中考虑来自非HS和HS两种服务的干扰。在这方面，非HS服务以及HS服务的质量和容量取决于可在前向信道中得到的信号干扰比。HS服务的引入将增加所有UE中的干扰等级，因而还将使非HS服务的质量和容量降低。为了补偿更高的干扰，与没有HS服务的情况相比，在图4的步骤S-5-2中计算的功率将增加。执行子步骤S-5-2的计算的一种非限制性示例方式由下面所述的表达式1来提供。子步骤S-5-3计算HS信道的最大可用功率。执行子步骤S-5-3的计算的一种非限制性示例方式由下面所述的表达式2来提供。子步骤S-5-4计算小区的总发射功率，其中考虑HS活动因数。执行子步骤S-5-4的计算的非限制性示例方式由下面所述的表达式3和表达式4来提供。
对于步骤S-6，子步骤S-6-1计算UE中的HS服务的所接收预期功率和干扰以及SIR值。执行子步骤S-6-1的计算的非限制性示例方式由下面所述的表达式6至表达式11来提供。
子步骤S-6-2采用在子步骤S-6-1所计算的HS SIR(可能包括调度增益)来计算UE的所得HS数据速率。
对于步骤S-7，子步骤S-7-1采用在子步骤S-6-2所计算的UE的HS数据速率来计算小区的所得HS数据速率(可能包括调度增益)。执行子步骤S-7-1的计算的一种非限制性示例方式由下面所述的表达式12来提供。子步骤S-7-2采用UE的所需数据速率来计算HS活动因数。执行子步骤S-7-2的计算的一种非限制性示例方式由下面所述的表达式13来提供。
步骤S-8包括确定是否已经达到收敛标准。收敛标准例如可能是所有小区中的非HS服务的稳定输出功率值。如果仍未达到收敛，则开始新的迭代，以及重复进行步骤S-5至S-8。
在步骤S-9，确定是否完成了预期数量的随机试验。如果仍未执行所有预期试验，则通过使执行返回到步骤S-2并重复进行步骤S-2至步骤S-9，来开始新的试验。
在已经完成所有迭代之后，以及在已经完成预期数量的随机试验之后，作为一个选择，步骤S-10可计算平均值。步骤S-11反映结果、如平均值的产生。所产生的结果可通过不同方式提供给各个介质。例如，结果可包括说明映射收集单元以及小区的HS信道的性能的图表和统计数据，例如小区中的HS吞吐量(它取决于调度方法，如下面所述)。
当分析采用cdma2000 EV-DO技术的无线电信道时，不需要传统(非HS)服务的计算。
这种方法的简化形式可假定HS活动因数始终等于1，这表示HS信道始终进行传送。但是，这种假设可能产生过高的干扰等级，因而提供系统性能的悲观估算。
可用于以上所述的步骤S-5的具体示例蒙特卡罗模拟的示例表达式是表达式1至表达式5并包括表达式5。例如，对于子步骤S-5-2，非HS连接的每个所需的发射器功率(称作Linkpower并以瓦特(W)表示)可根据表达式1来计算。
表达式1：Linkpower＝Pathloss*(C/I)target*Interfallcells
在表达式1中，Pathloss是路径损耗与其它损耗除以天线增益的结果；(C/I)target是连接的预期信号干扰比；以及Interfallcells是在UE上看到的来自所有小区的所接收干扰功率之和，其中包括接收器噪声但不包括正交功率(W)，按照步骤S-6所述的方式进行迭代计算(参见下文)。
对于子步骤S-5-3，HS信道的最大可用功率(在本文中称作Hspower并以瓦特(W)表示)根据表达式2来计算。
表达式2：Hspower＝Maxpower-Commonpower-Nonhspower
在表达式2中，Maxpower是小区中的最大允许发射器功率(W)；Commonpower是小区中的所有公共信道的合计功率(W)；以及Nonhspower是小区中的链路功率值之和(W)。
HS信道可接通或者断开。因此，对于子步骤S-5-4，从小区发射的功率(称作Cellpower并以瓦特(W)表示)可采用表达式3或表达式4来计算。
表达式3：Cellpower＝Maxpower(具有等于Hsactivity(Hs活动)的概率)
表达式4：Cellpower＝Commonpower+Nonhspower(具有等于1-Hsactivity的概率)。
在表达式3和表达式4中，Hsactivity是HS信道的活动因数(参见以下所述的步骤S-7的表达式)。小区的参数Hsactivity定义为HS信道必须被接通以能将所需数量的数据发送给连接到小区的HS UE的时间的部分。Hsactivity的计算按照表达式13来进行。
程序工具还可采用表达式5来计算从小区发射的平均功率(称作Cellavpower并以瓦特(W)表示)。对于后续干扰计算，能够采用根据表达式3或表达式4其中之一所确定的Cellpower的值或者采用根据表达式5所确定的Cellavpower的值。
表达式5：
Cellavpower＝Commonpower+Nonhspower+Hsactivity*Hspower
可用于以上所述的步骤S-6的具体示例蒙特卡罗模拟的示例表达式是表达式6至表达式11并包括表达式11。例如，对于子步骤S-6-1，通过HS数据信道发射的功率(Hsdatapower，以瓦特(W)表示)可采用表达式6来计算。在表达式6中，Hssignalpower是通过HS信号传送信道所发射的功率(W)。
表达式6：Hsdatapower＝Hspower-Hssignalpower
然后，在一个UE中通过HS数据信道所接收的HS功率(Hsrxpower，以瓦特(W)表示)可采用表达式7来计算。
表达式7：Hsrxpower＝Hsdatapower/Pathloss
对于子步骤S-6-1，来自一个小区的所接收干扰根据表达式8或者表达式9来计算。
表达式8：Interfpower＝Cellpower/Pathloss
表达式9：Interfpower＝Cellavpower/Pathloss
在每一次迭代中，Interfallcells的新值根据表达式10来计算。
表达式10：Interfallcells＝∑Interfpower(i)-Orthopower+Receivernoise
在表达式10中，总和取自在UE上看到的所有小区(以i为索引)；Orthopower是从最佳服务小区所接收的功率的正交部分(W)；以及Receivernoise是UE的接收器噪声(单位为瓦特)。子步骤S-6-2的HSSIR值(Hssir)然后可根据表达式11来计算。
表达式11：Hssir＝Hsrxpower/Interfallcells
UE的HS数据速率的值Hsuserrate(kbit/s)然后通过表查找从Hssir中导出。如果给出单位为dB的调度增益，则Hssir值可与从dB转换为因数的增益相乘，以及结果将用作对表的输入。
在以上所述的步骤S-7的具体示例蒙特卡罗模拟中，对于子步骤S-7-1，小区的所得HS数据速率(Hscellrate，以kbit/s表示)可采用表达式12来计算。
表达式12：
Hscellrate＝(1+Gain/100)*∑Hsuserrate(j)*Hsdemand(j)/∑Hsdemand(j)
在表达式12中，总和取自由小区提供服务的所有HS UE(以i为索引)。在表达式12中，Gain是调度增益(％)[如果以％给出某个值，则其它设置为0]；以及Hsdemand是UE所需的平均数据速率(kbit/s)。
对于子步骤S-7-2，小区的HS活动因数(Hsactivity)根据表达式13来计算。
表达式13：Hsactivity＝∑Hsdemand(j)/Hscellrate
在表达式13中，总和取自由小区提供服务的所有HS UE(以j为索引)。如果计算产生超过1的值，则Hsactivity设置为等于1。
以上所述的各个步骤表示称作调度增益的因数。传统调度方法通常包括简单“循环”调度技术。但是，更智能的调度功能可被采用，由此提供“调度增益”。与简单“循环”调度方法相比，通过智能调度功能得到的调度增益可增加小区的HS业务容量。循环调度器以预定时间间隔将数据从小区发送给每个所连接HS UE，但是，智能调度功能尝试利用不同的UE所看到的信号干扰比(SIR)的波动。由于快速衰减，小区与若干UE之间的无线电信道的SIR对于各UE以不同的方式上下变化。因此，智能调度功能选择在特定UE具有比较良好的SIR时向其发送HS数据，以及在第一UE具有差的SIR时向另一个UE发送。这样得到的调度增益可表示为连接到小区的所有HS UE的SIR的平均改进，或者表示为小区中的平均HS数据速率相对循环方法可增加的因数(由于改进的SIR)。
因此，“调度增益”可定义为对于小区以百分比(％)为单位的容量增益，或者定义对于HS UE以dB为单位的信号质量增益，它转而产生更高的数据速率和更高的小区容量。设置或计算小区或UE的调度增益的一些不同的方法可包括手动设置调度增益、通过表查找来估算调度增益以及通过蒙特卡罗模拟来估算调度增益。因此，调度增益可通过与图3所示的输入相似的方式输入到网络规划工具190中。
当手动设置用于调度增益的值时，调度增益(或者对于小区以百分比(％)为单位或者对于UE以分贝(dB)为单位)由用户通过图形用户界面(GUI)直接输入到无线网络规划工具中。
小区的调度增益还可由无线网络规划工具通过查找表来计算。对查找表的输入是小区中的HS UE的估算数量以及各UE的预计业务需求。还可考虑可用HS功率。所选调度方法的查找表将输入值变换为对于小区以百分比为单位或者对于UE以分贝为单位的调度增益。用于此目的的查找表可通过测量、模拟或分析计算得到。
估算调度增益的另一种方式是通过蒙特卡罗模拟。用于通过蒙特卡罗模拟来估算调度增益的非限制性的基本示例典型步骤或事件如图5所示。现在描述的蒙特卡罗模拟意在估算小区的调度增益，并且可作为用于估算小区的输出功率值的蒙特卡罗模拟的每一个随机试验的一部分来执行，如上所述。
图5的模拟中的各随机试验表示调度中的传输时间间隔(TTI)，例如10ms长的传输时间间隔。在一个TTI中进行的调度判定因系统延迟而无法在N个TTI之前实现(其中N为正整数)。
图5的步骤5-1反映下一个传输时间间隔(TTI)的模拟的开始。第一传输时间间隔为TTI#1。
步骤5-2将模拟衰减值(单位为dB)加入HS UE的路径损耗值。步骤5-2优选地采用对于衰减具有预期标准偏差以及预期空间和时间相关的随机分布函数。
步骤5-3采用所选调度方法来判定哪一个HS UE将在N个TTI之后被提供服务。调度方法通常可考虑SIR值和待发送给各UE的数据的数量。
从TTI#1+N继续，步骤5-4存储根据N个TTI之前进行的判定在该TTI期间被提供服务的HS UE的所得数据速率(单位为kbps)或SIR值(单位为dB)。
步骤5-5确定步骤5-2至步骤5-4是否已经重复进行预期次数。如果没有，则执行返回到步骤5-1。否则，执行进行到步骤5-6。
步骤5-6包括子步骤5-6-1和子步骤5-6-2。子步骤5-6-1计算平均所得数据速率或SIR值。子步骤5-6-2将平均所得数据速率或SIR值与没有调度以及没有随机衰减的情况下所得到的对应值进行比较，以获得对于小区以百分比为单位的调度增益或者对于UE以dB为单位的调度增益。
例如从图5的步骤的执行中所得到的估算调度增益然后可用于计算小区中的HS的吞吐量。
本文所述的技术可在无线网络规划工具中实现。该工具则可用来分析采用具有调度功能的高速数据信道、例如cdma2000 EV-DO的任何无线网络，特别是分析在同一个无线电载波上结合了高速数据信道与其它语音和数据服务、例如cdma2000 EV-DV或WCDMAHSDPA的网络。
通过添加测试和优化在同一个无线电载波上具有高速数据信道和基于CDMA的服务、例如cdma2000 EV-DV或WCDMA HSDPA的网络所需的功能，本文所述的技术改进无线网络规划工具的能力。这通过采用准确估算高速数据信号对现有基于CDMA的服务的服务质量和业务容量的影响以及高速数据信道本身的服务质量和容量的方法来实现。
本文所述的网络规划方法可通过与可执行软件程序不同的方式来实现。例如，本文所述的方法步骤和操作也可采用单独的硬件电路来实现。对于采用了可执行软件程序的实施例，会理解到，这种程序可由一个或多个适当编程的数字微处理器或通用计算机、采用专用电路(ASIC)和/或采用一个或多个数字信号处理器(DSP)来执行。
虽然已经详细说明和描述了本发明的各种实施例，但是权利要求不限于任何具体实施例或实例。以上描述不应当被理解为表示任何具体元件、步骤、范围或功能是绝对必要的而使得它必须包含在权利要求的范围内。要理解，本发明不是要限制到所公开的实施例，而是相反，意在覆盖各种修改和等效配置。

Claims (20)

1.一种存储在介质上的计算机程序产品(190)，在由计算机执行时，执行以下步骤：
(1)指定已建模的无线通信网络的多个小区的总输出功率值；
(2)将多个用户设备单元分布于所述多个小区；
(3)对于第一小区，确定所述第一小区中的服务和信道所需的、与高速下行链路分组服务的功率不同的发射功率；
(4)将步骤(3)所确定的所需发射功率用于确定所述第一小区中可用于所述高速下行链路分组服务的功率；
(5)将步骤(4)所确定的可用功率用于确定第一用户设备单元上通过高速下行链路分组服务数据信道所接收的功率；
(6)确定由所述第一用户设备单元从所述多个小区接收的总干扰；
(7)将步骤(5)所确定的所接收高速服务数据信道功率以及步骤(6)所确定的总干扰用于确定所述第一用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率；
(8)对所述第一小区中的多个用户设备单元执行步骤(5)至步骤(7)，并采用所述多个用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率来获得所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率。
2.如权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括产生反映所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率的输出。
3.如权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，步骤(4)包括从所需发射功率中减去所述高速下行链路分组服务的信号传送功率。
4.如权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，步骤(6)包括采用高速下行链路分组服务活动因数来确定所述多个小区的所述总干扰，所述高速下行链路分组服务活动因数与所述多个小区的至少一个小区中的多个用户设备单元的高速下行链路分组服务的需求相关。
5.如权利要求4所述的计算机程序产品，其特征在于，通过将所述第一小区中的多个用户设备单元需要的平均数据速率除以所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率，来确定所述第一小区的高速下行链路分组服务活动因数。
6.如权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，步骤(7)还包括将调度增益因数用于确定所述第一用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率。
7.如权利要求6所述的计算机程序产品，其特征在于，所述调度增益因数产生于采用利用信号干扰比中的波动的智能调度器。
8.如权利要求7所述的计算机程序产品，其特征在于，所述调度增益因数或者从查找表或者通过蒙特卡罗模拟来获得。
9.如权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括产生反映所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率的输出。
10.如权利要求1所述的计算机程序产品，其特征在于，步骤(6)的确定所述总干扰不包括从所述多个小区的最佳服务小区所接收的功率的正交部分。
11.一种测试无线通信网络的配置的方法，包括：
(1)指定已建模的无线通信网络的多个小区的总输出功率值；
(2)将多个用户设备单元分布于所述多个小区；
(3)对于第一小区，确定所述第一小区中的服务和信道所需的、与高速下行链路分组服务的功率不同的发射功率；
(4)将步骤(3)所确定的所需发射功率用于确定所述第一小区中可用于所述高速下行链路分组服务的功率；
(5)将步骤(4)所确定的可用功率用于确定第一用户设备单元上通过高速下行链路分组服务数据信道所接收的功率；
(6)确定由所述第一用户设备单元从所述多个小区所接收的总干扰；
(7)将步骤(5)所确定的所接收高速服务数据信道功率以及步骤(6)所确定的总干扰用于确定所述第一用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率；
(8)对所述第一小区中的多个用户设备单元执行步骤(5)至步骤(7)，并采用所述多个用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率来获得所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括产生反映所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率的输出。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(4)包括从所需发射功率中减去所述高速下行链路分组服务的信号传送功率。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(6)包括采用高速下行链路分组服务活动因数来确定所述多个小区的总干扰，所述高速下行链路分组服务活动因数与所述多个小区的至少一个小区中的多个用户设备单元的高速下行链路分组服务的需求相关。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过将所述第一小区中的多个用户设备单元需要的平均数据速率除以所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率，来确定所述第一小区的高速下行链路分组服务活动因数。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(7)还包括将调度增益因数用于确定所述第一用户设备单元的高速下行链路分组服务数据速率。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述调度增益因数产生于采用利用信号干扰比中的波动的智能调度器。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述调度增益因数或者从查找表或者通过蒙特卡罗模拟来获得。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括产生反映所述第一小区的高速下行链路分组服务数据速率的输出。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(6)的确定所述总干扰不包括从所述多个小区的最佳服务小区所接收的功率的正交部分。
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