CN101516064A - 一种多媒体广播和组播业务系统中接入概率因子选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多媒体广播和组播业务系统中接入概率因子选择方法，包括：无线网络控制器确定系统可接收的最大响应个数和p－t－m选择门限值；如果对空闲态用户设备进行计数，无线网络控制器确定最大可能的用户数；无线网络控制器选择最优的概率因子；设置一风险门限，无线网络控制器根据该风险门限选取接入概率因子组合。本发明可以将空口拥塞的风险控制在一个概率比例之内，在此基础上寻找最优的一组APF组合，使p－t－m的判断更加迅速，缩短MBMS的计数过程。本发明可以较好地解决计数的有效性和空口随机接入信道拥塞的矛盾。

Description

一种多媒体广播和组播业务系统中接入概率因子选择方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种多媒体广播和组播(MBMS，Multimedia Broadcast/Multicast Service)业务系统中接入概率因子选择方法。

背景技术

随着第三代移动通信系统的商用，移动电视(Mobile TV)业务越来越受到运营商的关注。在WCDMA、TD-SCDMA等第三代移动通信系统中提供多媒体广播和组播(MBMS)业务也成为一个迫切需求。根据全球标准化组织3GPP对MBMS业务的协议，MBMS业务在UTRAN(UniversalTerrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)和UE(UserEquipment，用户设备)间传输时有两种方式：p-t-m(Point-to-Multipoint，点对多点)方式和p-t-p(Point-to-Point，点对点)方式。p-t-m方式使用公共逻辑信道MTCH(MBMS Traffic Channel，点对多点业务信道)对所有对组播业务感兴趣的UE发送数据；而p-t-p方式则使用专用逻辑信道DTCH(Data Traffic Channel，数据业务信道)对单个UE发送业务数据。当对组播业务感兴趣的UE个数较大时，使用p-t-m方式无疑能有效地利用无线网络资源，大大地降低运营成本。

为了为每个小区选择合适的MBMS业务无线承载方式，即p-t-p还是p-t-m，无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)通过MBMSACCESS INFORMATION(接入信息)消息发起计数(counting)和重计数(recounting)过程，以统计小区内愿意接收该MBMS业务的用户个数。在计数的过程中，为了防止小区内同时有大量的UE发起RRC连接或小区更新，在该消息中指定了处于空闲态和连接态(目前包括URA-PCH、CELL-PCH、CELL-FACH)UE使用的接入概率因子(APF)。UE被要求产生一个小于1的随机数，将其与接入概率因子比较，小于后者才响应MBMS计数。在计数过程完成后，如果UE的数量达到了预先设定的门限，RNC采用p-t-m方式，否则采用p-t-p方式。

接入概率因子(APF)的选择将直接影响计数过程的有效性和空口随机接入信道的负荷情况。RNC通常初始选择一个较小的APF，如果发现响应计数的UE太少并低于预先设定的门限，则逐步增大APF，进行多次尝试，直至响应计数的UE数量达到预先设定的门限或者APF已经设置为1。APF的上调步长还不能过大，否则容易导致随机接入信道(RACH，RandomAccess Channel)拥塞。同时APF的上调步长又不能设置得过小，否则会导致响应计数的用户个数过少而不足相信，只能重新下发新的APF，增加计数的次数，从而使整个计数过程变得非常漫长，严重消耗无线系统资源。

对于处于连接态的UE，RNC知道其具体的用户个数，可以选择一个最优的APF，其计数过程相对较短。但是对于空闲态的UE，RNC无法获知其个数。计数过程会变得非常漫长。如何在计数过程中选择合适的APF，将直接关系到网络资源的合理利用和建立MBMS业务会话的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提出一种多媒体广播和组播业务系统中接入概率因子选择方法，克服现有技术中由于APF选择不恰当使计数过程非常漫长的问题，缩短计数过程，并将计数过程中发生空口拥塞的风险控制在一个概率比例之内。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多媒体广播和组播业务系统中接入概率因子选择方法，包括如下步骤：

(1)无线网络控制器确定系统可接收的最大响应个数M和p-t-m选择门限值M₀；

(2)如果对空闲态用户设备进行计数，无线网络控制器确定最大可能的用户数a；

(3)无线网络控制器选择最优的概率因子P_m，所述最优概率因子P_m为响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率V取最大值时，p的值，其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，A为用户数，此处等于a；

(4)设置一风险门限Vth，无线网络控制器根据Vth选取一组接入概率因子组合：{P₁，P₂，...，P_n-1，P_n}，其中，P₁＜P₂＜...＜P_n-1＜P_n，且设置P₁＝P_m，P₂，...，P_n-1，P_n的值为满足使两两接入概率因子的发生概率曲线交叉点落在概率1-Vth附近的p值，其中，发生概率曲线为发生概率V的曲线，A的范围是[1，a]，p的范围是[0，1]；

(5)对空闲态用户设备，无线网络控制器选取接入概率因子组合为[P₁，P₂，...，P_n-1，P_n，1]。

进一步地，所述步骤(2)中，根据多媒体广播和组播业务的开展情况确定最大可能的用户数a。

进一步地，所述步骤(4)中，风险门限Vth根据所需接入概率因子个数以及平衡风险控制进行设置。

进一步地，所述步骤(4)中，P_n的曲线高于1-Pth以上部分覆盖用户数为M区域。

进一步地，所述步骤(4)包括如下步骤：

(4.1)设置风险门限Vth；

(4.2)画出P₁在[1，a]区间内的发生响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率曲线；

(4.3)使P₂的概率曲线与P₁的概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，得到P₂；以此类推，两两概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，直至P_n的曲线高于1-Pth以上部分覆盖用户数为M区域，得到P_n。

进一步地，对连接态用户设备进行计数，则在步骤(1)执行之后，执行：

(一)无线网络控制器统计该连接态下用户设备的个数a′；

(二)无线网络控制器选择最优概率因子P_m，所述最优概率因子P_m为响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率V取最大值时，p的值，其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，A为用户数，此处等于a′；

(三)无线网络控制器选取接入概率因子组合为[P_m，1]。

采用本发明可以将空口拥塞的风险控制在一个概率比例之内。在此基础上寻找最优的一组APF组合，使p-t-m的判断更加迅速，缩短MBMS的计数过程。本发明可以较好地解决计数的有效性和空口随机接入信道拥塞的矛盾。

附图说明

图1是本发明实施例的APF选择流程图；

图2是本发明应用实例的APF曲线图。

具体实施方式

本发明APF的选择，包括如下步骤：

步骤一：RNC确定系统可接收的最大响应个数M和p-t-m选择门限值M₀；最大响应个数M表示在一次计数过程中系统可接受的最大的响应计数的用户个数；p-t-m选择门限M₀表示如果响应计数的用户个数大于或等于M₀，系统选择p-t-m承载，否则就选择p-t-p承载；

步骤二：如果对空闲态UE进行计数，根据MBMS业务的开展情况确定最大可能的用户数a；

步骤三：由上述步骤确定的最大响应个数M、p-t-m选择门限值M₀、最大可能用户数a，找出一个最优的概率因子P_m，该概率因子可以使响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率(以下简称发生概率)V最大化；其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，即0≤p≤1，A为用户数，等于a，所述最优概率因子P_m为当V取最大值时，p的值，即：

$P_m=\underset{p}{\max }\left\{\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^a{p}^x{(1-p)}^{a-x}\right\}$

步骤四：设置一风险门限Vth，该门限表示发生响应计数的用户个数小于M₀、或大于M的风险概率；然后根据Vth选取一组APF组合：{P₁，P₂，...，P_n-1，P_n}，其中，P₁＜P₂＜...＜P_n-1＜P_n，且设置P₁＝P_m，P₂，...，P_n-1，P_n的值为满足使两两APF的发生概率曲线交叉点落在概率1-Vth附近的p值，其中，发生概率曲线为发生概率V的曲线：

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

其中A为用户数，其范围是[1，a]，p的范围是[0，1]；

具体来说，

首先画出P₁(即P_m)在[1，a]区间内的发生响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率曲线(简称概率曲线)，然后使P₂的概率曲线与P₁的概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，得到P₂；然后使P₃的概率曲线与P₂的概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，得到P₃；以此类推，两两概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，直至P_n的曲线高于1-Pth以上部分覆盖用户数为M区域，得到P_n；

所述曲线交叉点处的概率1-Pth的设定需要平衡风险控制和所需APF个数的矛盾，如果想减少响应计数的UE个数超过最大响应数M的风险，就必须增加APF个数；

步骤五：对空闲态UE，选取APF组合为[P₁，P₂，...，P_n-1，P_n，1]。

上述步骤是对空闲态UE进行计数，若是对连接态UE进行计数，则在步骤一确定系统可接收的最大响应个数M和p-t-m选择门限值M₀之后，统计该连接态下UE的个数a′，计算最优概率因子P_m使响应计数的发生概率V最大化；其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，A＝a′，所述连接态UE的最优概率因子P_m为当V取最大值时，p的值，即：

$P_m=\underset{p}{\max }\left\{\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^{a^{\′}}{p}^x{(1-p)}^{a^{\′}-x}\right\}$

对连接态UE进行计数，选取APF组合为[P_m，1]。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明包括如下步骤：

步骤101，RNC确定系统可接收的最大响应个数M和p-t-m选择门限值M₀；

步骤102，RNC判断是选择空闲态UE进行计数，还是连接态UE进行计数，若是对空闲态UE进行计数，则执行步骤103，否则，执行步骤107；

步骤103，RNC根据MBMS业务的开展情况确定最大可能的用户数a；

步骤104，RNC计算最优的概率因子P_m，该概率因子可以使响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率V最大化；其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，A为用户数，等于a，所述最优概率因子P_m为当V取最大值时，p的值；

实际应用时，可使用数值计算方法得到P_m；

例如，假设最大响应数M＝20、p-t-m选择门限值M₀＝3，最大可能的空闲连接态的用户数a＝10000，那么可以计算得到最优P_m＝0.001；

步骤105，设置一风险门限Vth，RNC根据Vth选取一组APF组合：{P₁，P₂，...，P_n-1，P_n}，其中，P₁＜P₂＜...＜P_n-1＜P_n，且设置P₁＝P_m，P₂，...，P_n-1，在[1，a]区间内，使两两APF的发生概率曲线交叉点落在概率1-Vth附近，直至P_n的曲线高于1-Pth以上部分覆盖用户数为M区域；

步骤106，RNC选取APF组合为[P₁，P₂，...，P_n-1，P_n，1]，结束；

例如步骤104中的例子，设定风险门限Pth＝0.2，得到下组较优的APF组合：[0.001，0.004，0.016，0.065，0.27，1]；该组APF在[1，10000]区间内的发生响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的概率曲线绘制如图2所示；图2中这组曲线的交叉点均在概率1-Pth处，因此发生风险的概率控制在Pth以下；当最大可能的用户数少于4000时，可以省去第一个APF(0.001)；当最大可能用户数少于1000时，APF可以进一步减少为[0.016，0.065，0.27，1]；这样就可以删除不必要的计数过程，减少计数总次数；

步骤107，RNC统计该连接态下UE的个数a′；

步骤108，RNC计算最优概率因子P_m，使响应计数的发生概率V最大化；

步骤109，RNC选取APF组合为[P_m，1]；

例如，如果统计的CELL-FACH态下的UE个数为40，仅使用组合[0.27，1]即可。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种多媒体广播和组播业务系统中接入概率因子选择方法，包括如下步骤：

(1)无线网络控制器确定系统可接收的最大响应个数M和点对多点p-t-m选择门限值M₀；

(2)如果对空闲态用户设备进行计数，无线网络控制器确定最大可能的用户数a；

(3)无线网络控制器选择最优的概率因子P_m，所述最优概率因子P_m为响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率V取最大值时，p的值，其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，A为用户数，此处等于a；

(4)设置一风险门限Vth，无线网络控制器根据Vth选取一组接入概率因子组合：{P₁，P₂，...，P_n-1，P_n}，其中，P₁＜P₂＜...＜P_n-1＜P_n，且设置P₁＝P_m，P₂，...，P_n-1，P_n的值为满足使两两接入概率因子的发生概率曲线交叉点落在概率1-Vth附近的p值，其中，发生概率曲线为发生概率V的曲线，A的范围是[1，a]，p的范围是[0，1]；

(5)对空闲态用户设备，无线网络控制器选取接入概率因子组合为[P₁，P₂，...，P_n-1，P_n，1]。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据多媒体广播和组播业务的开展情况确定最大可能的用户数a。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，风险门限Vth根据所需接入概率因子个数以及平衡风险控制进行设置。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，P_n的曲线高于1-Pth以上部分覆盖用户数为M区域。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括如下步骤：

(4.1)设置风险门限Vth；

(4.2)画出P₁在[1，a]区间内的发生响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率曲线；

(4.3)使P₂的概率曲线与P₁的概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，得到P₂；以此类推，两两概率曲线交叉点落在概率1-Pth附近，直至P_n的曲线高于1-Pth以上部分覆盖用户数为M区域，得到P_n。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，对连接态用户设备进行计数，则在步骤(1)执行之后，执行：

(一)无线网络控制器统计该连接态下用户设备的个数a′；

(二)无线网络控制器选择最优概率因子P_m，所述最优概率因子P_m为响应计数的用户个数大于等于M₀、小于等于M的发生概率V取最大值时，p的值，其中，

$V=\underset{x=M_0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{C}_x^A{p}^x{(1-p)}^{A-x}$

p的取值的范围是[0，1]，A为用户数，此处等于a′；

(三)无线网络控制器选取接入概率因子组合为[P_m，1]。

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