CN103532887A - 基于信道估计的多业务idma连接接纳控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星通信技术领域，具体地说是一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法及系统，其特征在于根据系统设定周期T测量在线用户导频信号信干比，并将其与设定导频信号信干比门限值作比较，得到信道质量较好的用户和信道质量较差的用户，对于信道质量较差的用户进行速率降级，以通过不同的速率选择最大化系统的性能，本发明提出了基于SINREvolution技术的IDMA系统连接接纳控制算法，实现了在保障用户平稳QoS的同时，保证资源分配的动态化，使其自适应的随信道环境的改变而作出调整，最大化系统吞吐量，最终提高了系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，具体地说是一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法及系统。
背景技术
由于频谱资源和卫星平台的限制，卫星通信是典型的带宽受限和功率受限系统。因此，所以在保障宽带网络各类业务服务质量的同时，如何有效地利用有限的通信资源，是宽带卫星系统所应解决的重要课题。
IDMA技术的提出为宽带资源的有效利用提供了新的解决途径。IDMA是无线通信接入技术的最新研究成果，其核心思想是利用不同的交织器来区分多个用户，释放CDMA系统中的扩频码所占用的全部带宽用于信道编码，使整个系统的性能接近多址接入的信道容量限，以更加灵活的方式支持高速率，同时，IDMA技术支持异步传输，而不需要复杂的帧同步过程和传输调度，易于满足QoS要求。除此之外，IDMA系统采用了一种简单有效的turbo类的逐码片(chip-by-chip, CBC) 迭代多用户检测技术 (multiuser dectection, MUD)，进一步提高了IDMA系统的性能，其复杂度却大大降低。在IDMA-CBC MUD技术的基础上发展了一种简单精确的半解析方法来预测评估IDMA系统性能，即signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) Evolution技术。
有效的Qos保证体系必须对无线资源进行合理分配，尤其是针对无线通信系统下的复杂环境。相对于地面无线通信信道，无线通信信道表现出较强的时变特性和非平稳性，因而在宽带卫星 QoS 保障机制中，需要结合信道估计和自适应调整策略，以应对信道环境的动态变化。卫星信道的动态估计方法是有效资源分配(带宽资源和功率资源)的必要前提和共性基础。
针对于传统CDMA系统的CAC策略，或是忽略MUD对系统性能的影响，或是对MUD效率进行粗略的近似，这是因为对MUD性能评估很复杂，并且归一化的复杂度随用户数目呈指数增长。而IDMA的研究动机正是其具有强大的对抗小区内部及小区间MAI能力，MUD对IDMA系统有很大影响，因此现有的CAC策略并不适合于IDMA系统。
基于以上分析，在建立IDMA系统QoS保障机制的基础上，将信道质量估计、多址接入和接纳控制综合起来，研究基于信道估计的多业务IDMA系统连接接纳控制方法，使其自适应的随外界环境而作出调整具有重要的研究意义。
将QoS分为四个不同的类别，以区分网络中业务流，即会话类(Conversational class)、流类 (Streaming class)、交互类 (Interactive class) 和背景类(Background class)；存在两种类型的呼叫：新呼叫和切换呼叫。考虑其他小区的切换呼叫比本小区产生的新呼叫拥有更高的优先级，对两类呼叫采用不同的接纳策略，利用新呼叫的时延不敏感性，采用指数退避策略进行缓存,并采用请求呼叫主动退避的思想,有效降低阻塞率。
发明内容
本发明的目的是在QoS保障机制框架的基础上，提出一种能够有效提高系统容量和各类业务的服务质量，以获得更好的系统性能的基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法及系统。
本发明可以通过以下措施达到：
一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，其特征在于根据系统设定周期T测量在线用户导频信号信干比，并将其与设定导频信号信干比门限值作比较，得到信道质量较好的用户和信道质量较差的用户，对于信道质量较差的用户进行速率降级，以通过不同的速率选择最大化系统的性能。
本发明所述基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，具体为：当新用户到达时，系统在时段初为业务设置新呼叫接入门限值和切换呼叫接入门限值，它们分别表示系统所容忍的最大干扰值和星上可供分配的功率值，当某类业务的切换呼叫向系统发出连接接纳请求时，系统查看接纳该呼叫是否会导致此时的上行干扰总值和下行功率总值小于该类呼叫的切换呼叫接入门限值，如果是，接纳该呼叫，否则，在该业务时延允许范围内持续对信道质量较差的用户进行降级直到不能降速或者接纳用户为止；当某类业务的新呼叫向系统发出连接接纳请求时，先判断呼叫接纳请求缓存队列是否为空，当缓存队列不为空时，执行退避缓存策略；当缓存队列为空时，系统查看接纳该呼叫是否会导致此时的上行干扰总值和下行功率总值超过该类呼叫的新呼叫接入门限值，如果是，接纳该呼叫，否则在该业务时延允许范围内持续对信道质量较差的用户进行降级，直到接纳用户或者速率降级因子达到最大，仍不满足接纳条件，此时执行退避缓存策略。
本发明可以通过以下步骤实现：
步骤1：预设系统导频信噪比门限值，确定每个在线用户的导频信噪比值，设定系统参数固定时隙反馈；
步骤2：将计算的导频信噪比与信噪比门限值进行比较，调整速率分配，具体步骤为：
步骤2-1：星上处理器将获得的导频信噪比值反馈给用户终端；
步骤2-2：接入终端统计4时隙导频信噪比均值，并与导频门限进行比较；
步骤2-3：当导频信噪比低于门限值，则速率等级因子降级w自动加1；当导频信噪比高于门限值，则速率等级因子w不作调整；
步骤2-4：将步骤2-3的结果与资源分配模块相结合，用于更新当前时隙的干扰总值Itotal和功率总值Ptotal_N；
其中干扰总值Itotal按下式计算： 
，
?为由相邻小区对中心目标小区用户的平均干扰因子，该值可通过测量得到；
K为不同业务的种类数目；
Nk为中心小区第k类业务用户数目；
Pnk为用户nk的在星上的接收功率，该值可通过测量得到；
PN为热噪声功率，该值可通过测量得到；
其中功率总值Ptotal_N按下式计算：
，
N为中心目标小区总用户数目；
pj为当目标小区中基站对各个激活用户的发射功率大小，该值可通过测量得到；
Pp为分配给导频信道的功率，为系统指定参数；
步骤3：当新用户到达时，估算当前时刻上行链路干扰增量
和基站发射功率的增加量△Ptotal；
其中上行链路干扰增量△I按下式计算：
?、Itotal已如前述；
γk为第k类业务用户在译码器输入端的信干噪比，该值可通过测量得到；
k为业务类型；
?（γ）为小区内部干扰功率因子，是IDMA基于SINR density evolution的semi-analytical技术得到多用户检测的效率，反映了IDMA Turbo迭代接收机的抗MAI性能，该值可通过测量得到；
η为上行链路总负载因子，
，
? 、?（γ）、K已如前述；
Nk为第k类业务的用户数目；
Lk为第k类业务的负载因子，
；
γk已如前述；
W为系统带宽；
Rk为第k类业务上行链路信息码元传输速率；
αk为第k类业务上行链路激活因子；
△L为新连接业务用户的负载因子估值，；
γk、W、Rk、αk已如前述；
其中基站发射功率的增加量△Ptotal，若新的用户(设标号为0)要求接入目标小区，按下式计算：
；
?（γ）、Ptotal_N已如前述；
γd j为当前中心目标小区的第j个用户的下行链路目标信噪比，j=1,2，……N；
ηj为第j个用户的下行链路负载因子，
；W、γd j、?（γ）已如前述；
Rd i为第k类业务下行链路信息码元传输速率；
θ为第k类业务的负载因子，
；
步骤4：无线接入系统基站判断新用户的类型是否为本小区产生的新呼叫，分别针对不同用户类型按以下步骤处理：
步骤4-1：对不同业务用户启动对应业务用户的时延计数器，对于不同业务设定不同的门限值，此参数根据业务对时延的要求来具体设定；
步骤4-2：对于本小区新产生呼叫，星上处理器判断当前总的干扰估计值Itotal与接纳新用户后系统干扰增量的估计值
之和是否小于系统给定的本小区产生新呼叫门限Ithreshold，以及当前功率总值Ptotal_N与基站发射功率的增加量△Ptotal是否小于基站所能提供的功率门限PTHRESHOLD，若比系统给定门限值小，则允许接入，否则转向步骤4-3；
步骤4-3：执行新一轮用户的速率降级，步骤如下：
步骤4-3a：判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若当前所有在线用户的速率等级因子均达到最大，则拒绝用户，否则的话，转步骤4-3b；
步骤4-3b：如步骤2所述，进行新一轮速率因子调整，判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-3c；
步骤4-3c：判断时延计数器是否超过时延门限值，若时延超过门限值则拒绝用户，否则继续执行步骤4-3a；
步骤4-4：对于其他小区切换呼叫，判断当前缓存队列是否为空，如果缓存队列为空,则转向步骤4-5；如果不为空，转向步骤4-7；
步骤4-5：星上处理器判断判断4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则的话，执行步骤4-6；
步骤4-6：执行新一轮用户的速率降级，步骤如下：
步骤4-6a：判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若当前所有在线用户的速率等级因子均达到最大，则转向步骤4-8b，否则的话，转步骤4-6b；
4-6b：如步骤2所述，进行新一轮速率因子调整，判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-6c；
4-6c：判断时延计数器是否超过门限值，若超过门限值则拒绝用户，否则继续执行4-6a；
步骤4-7：初始设定退避窗口最小值BWmin以及窗口最大值BWmax；
步骤4-8：统计该请求呼叫的累积时延是否超过预定门限，如果超过预定门限,则拒绝该呼叫，反之，启动退避缓存算法，具体按以下步骤进行：
步骤4-8a：根据呼叫的业务类型及请求包中的退避窗口，更新其退避窗口BW=BWmin；
步骤4-8b：确定该呼叫的一个随机等待时延T，其范围为0到BW；
步骤4-8c：将T设定为退避计时器初值，并启动退避计时器；
步骤4-8d：当退避计时到时退避即窗口值递减到0， 判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则的话，执行步骤4-9；
步骤4-9，执行新一轮用户的速率降级，步骤如下:
步骤4-9a:判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若速率等级因子达到最大值，则转向步骤4-9d，否则的话，转步骤4-9b；
步骤4-9b：进行新一轮速率因子调整,判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-9c；
步骤4-9c：判断时延计数器是否超过门限值，若超过门限值则拒绝用户，否则继续执行步骤4-9a；
步骤4-9d：判断当前窗口值BW是否大于或等于最大值BWmax，若是则更新退避窗口BW=BWmin，并继续执行步骤4-8b，否则，更新退避窗口值BW=2*BWmin，并执行步骤4-8b。
本发明还提出了一种运用上述基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法的系统，其可以通过以下措施达到：
一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法的系统，包括星上处理器以及至少一个用户终端，其特征在于星上处理器与至少一个用户终端之间的通信采用上述基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法。
本发明中所述星上处理器设有上行信道估计模块、资源分配模块、业务合同模块，上行信道估计模块分别与资源分配模块、业务合同模块相连接，资源分配模块与业务合同模块相连接，资源分配模块内设有接纳控制模块、功率控制模块、速率分配模块，其中功率控制模块分别与接纳控制模块、速率分配模块相连接，速率分配模块与接纳控制模块相连接。
本发明中所述用户终端设有业务分类器、队列模块、业务策略模块、业务传输模块以及下行信道估计模块，其中队列模块内设有分别与业务分类器相连接的CBR模块、VBR模块、ABR模块，业务策略模块的输入端分别与队列模块内的CBR模块、VBR模块、ABR模块的输出端相连接，业务策略模块的输出端与业务传输模块相连接，下行信道估计模块分别与队列模块、业务传输模块相连接。
本发明在开始通信之前，用户终端首先发送接入请求到星上处理器，接入请求包括必要的信息，比如业务特征以及需要的QoS ；在卫星节点端（即星上处理器），由资源分配模块根据上述多业务IDMA连接接纳控制方法来处理收到的接入请求；资源分配模块包含接纳控制、功率控制和速率分配模块，速率分配模块决定了分配给用户的传输速率（带宽）；功率控制模块决定每个用户的最优发射功率，根据功率控制和速率分配的结构，接纳控制模块决定是否接受用户的接入请求，资源分配的结果包括接纳控制决定、发射功率以及数据速率。
本发明与现有技术相比，在考虑信道链路影响的同时，精确预测MUD对系统性能影响，做出更为准确的接纳判断，保证系统具有较低呼叫阻塞和中断概率的同时，具有较低的溢出概率。
附图说明：
附图1为本发明中系统QoS 保障机制框架。
附图2为本发明提出的接纳控制算法CAC算法宏观流程图。
附图3为本发明提出的接纳控制算法流程图。
附图标记：业务分类器1、队列模块2、CBR3、VBR4、ABR5、业务策略模块6、业务传输模块7、下行信道估计模块8、上行信道估计模块9、资源分配模块10、接纳控制模块11、功率控制模块12、速率分配模块13、业务合同模块14、用户终端15、星上处理器16。
具体实施方式:
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
本发明的主要贡献在于在宽带卫星QoS保障机制框架的基础上，结合信道质量估计和自适应调整策略，建立了基于干扰的上行链路CAC和基于基站发射总功率的下行链路CAC策略，并将IDMA技术与速率控制相结合以适应信道环境的动态变化。
如附图3所示，本发明中所述基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法可以通过以下步骤实现：
步骤1：预设系统导频信噪比门限值，确定每个在线用户的导频信噪比值，设定系统参数固定时隙反馈；
步骤2：将计算的导频信噪比与信噪比门限值进行比较，调整速率分配，具体步骤为：
步骤2-1：星上处理器将获得的导频信噪比值反馈给用户终端；
步骤2-2：接入终端统计4时隙导频信噪比均值，并与导频门限进行比较；
步骤2-3：当导频信噪比低于门限值，则速率等级因子降级w自动加1；当导频信噪比高于门限值，则速率等级因子w不作调整；
步骤2-4：将步骤2-3的结果与资源分配模块相结合，用于更新当前时隙的干扰总值Itotal和功率总值Ptotal_N；
其中干扰总值Itotal按下式计算：
，
?为由相邻小区对中心目标小区用户的平均干扰因子，该值可通过测量得到；
K为不同业务的种类数目；
Nk为中心小区第k类业务用户数目；
Pnk为用户nk的在星上的接收功率，该值可通过测量得到；
PN为热噪声功率，该值可通过测量得到；
其中功率总值Ptotal_N按下式计算：
，
N为中心目标小区总用户数目；
pj为当目标小区中基站对各个激活用户的发射功率大小，该值可通过测量得到；
Pp为分配给导频信道的功率，为系统指定参数；
步骤3：当新用户到达时，估算当前时刻上行链路干扰增量
和基站发射功率的增加量△Ptotal；
其中上行链路干扰增量△I按下式计算：
?、Itotal已如前述；
γk为第k类业务用户在译码器输入端的信干噪比，该值可通过测量得到；
k为业务类型；
?（γ）为小区内部干扰功率因子，是IDMA基于SINR density evolution的semi-analytical技术得到多用户检测的效率，反映了IDMA Turbo迭代接收机的抗MAI性能，该值可通过测量得到；
η为上行链路总负载因子，
，
? 、?（γ）、K已如前述；
Nk为第k类业务的用户数目；
Lk为第k类业务的负载因子，
；
γk已如前述；
W为系统带宽；
Rk为第k类业务上行链路信息码元传输速率；
αk为第k类业务上行链路激活因子；
△L为新连接业务用户的负载因子估值，；
γk、W、Rk、αk已如前述；
其中基站发射功率的增加量△Ptotal，若新的用户(设标号为0)要求接入目标小区，按下式计算：
?（γ）、Ptotal_N已如前述；
γd j为当前中心目标小区的第j个用户的下行链路目标信噪比，j=1,2，……N；
ηj为第j个用户的下行链路负载因子，
；W、γd j、?（γ）已如前述；
Rd i为第k类业务下行链路信息码元传输速率；
θ为第k类业务的负载因子，
；
步骤4：无线接入系统基站判断新用户的类型是否为本小区产生的新呼叫，分别针对不同用户类型按以下步骤处理：
步骤4-1：对不同业务用户启动对应业务用户的时延计数器，对于不同业务设定不同的门限值，此参数根据业务对时延的要求来具体设定；
步骤4-2：对于本小区新产生呼叫，星上处理器判断当前总的干扰估计值Itotal与接纳新用户后系统干扰增量的估计值
之和是否小于系统给定的本小区产生新呼叫门限Ithreshold，以及当前功率总值Ptotal_N与基站发射功率的增加量△Ptotal是否小于基站所能提供的功率门限PTHRESHOLD，若比系统给定门限值小，则允许接入，否则转向步骤4-3；
步骤4-3：执行新一轮用户的速率降级，步骤如下：
步骤4-3a：判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若当前所有在线用户的速率等级因子均达到最大，则拒绝用户，否则的话，转步骤4-3b；
步骤4-3b：如步骤2所述，进行新一轮速率因子调整，判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-3c；
步骤4-3c：判断时延计数器是否超过时延门限值，若时延超过门限值则拒绝用户，否则继续执行步骤4-3a；
步骤4-4：对于其他小区切换呼叫，判断当前缓存队列是否为空，如果缓存队列为空,则转向步骤4-5；如果不为空，转向步骤4-7；
步骤4-5：星上处理器判断判断4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则的话，执行步骤4-6；
步骤4-6：执行新一轮用户的速率降级，步骤如下：
步骤4-6a：判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若当前所有在线用户的速率等级因子均达到最大，则转向步骤4-8b，否则的话，转步骤4-6b；
4-6b：如步骤2所述，进行新一轮速率因子调整，判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-6c；
4-6c：判断时延计数器是否超过门限值，若超过门限值则拒绝用户，否则继续执行4-6a；
步骤4-7：初始设定退避窗口最小值BWmin以及窗口最大值BWmax；
步骤4-8：统计该请求呼叫的累积时延是否超过预定门限，如果超过预定门限,则拒绝该呼叫，反之，启动退避缓存算法，具体按以下步骤进行：
步骤4-8a：根据呼叫的业务类型及请求包中的退避窗口，更新其退避窗口BW=BWmin；
步骤4-8b：确定该呼叫的一个随机等待时延T，其范围为0到BW；
步骤4-8c：将T设定为退避计时器初值，并启动退避计时器；
步骤4-8d：当退避计时到时退避即窗口值递减到0， 判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则的话，执行步骤4-9；
步骤4-9，执行新一轮用户的速率降级，步骤如下:
步骤4-9a:判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若速率等级因子达到最大值，则转向步骤4-9d，否则的话，转步骤4-9b；
步骤4-9b：进行新一轮速率因子调整,判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-9c；
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步骤4-9d：判断当前窗口值BW是否大于或等于最大值BWmax，若是则更新退避窗口BW=BWmin，并继续执行步骤4-8b，否则，更新退避窗口值BW=2*BWmin，并执行步骤4-8b。
本发明的系统QoS 保障机制框架如附图1所示，与目前TDMA 、M?-TDMA 或CDMA体制的宽带卫星系统相比，IDMA 网络可以更加灵活的为用户提供多速率支持和多QoS 保障，其中包括星上处理器16以及至少一个用户终端15，其特征在于星上处理器16与至少一个用户终端15之间的通信采用上述基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法；本发明中所述星上处理器16设有上行信道估计模块9、资源分配模块10、业务合同模块14，上行信道估计模块9分别与资源分配模块10、业务合同模块14相连接，资源分配模块10与业务合同模块14相连接，资源分配模块10内设有接纳控制模块11、功率控制模块12、速率分配模块13，其中功率控制模块12分别与接纳控制模块11、速率分配模块13相连接，速率分配模块13与接纳控制模块11相连接。
本发明中所述用户终端15设有业务分类器1、队列模块2、业务策略模块6、业务传输模块7以及下行信道估计模块8，其中队列模块2内设有分别与业务分类器1相连接的CBR模块3、VBR模块4、ABR模块5，业务策略模块6的输入端分别与队列模块2内的CBR模块3、VBR模块4、ABR模块5的输出端相连接，业务策略模块6的输出端与业务传输模块7相连接，下行信道估计模块8分别与队列模块2、业务传输模块7相连接。
本发明在开始通信之前，用户终端15首先发送接入请求到星上处理器16，接入请求包括必要的信息，比如业务特征以及需要的QoS ；在卫星节点端（即星上处理器16），由资源分配模块10根据上述多业务IDMA连接接纳控制方法来处理收到的接入请求；资源分配模块10包含接纳控制模块11、功率控制模块12和速率分配模块13，速率分配模块13决定了分配给用户的传输速率（带宽）；功率控制模块12决定每个用户的最优发射功率，根据功率控制和速率分配的结构，接纳控制模块11决定是否接受用户的接入请求，资源分配的结果包括接纳控制决定、发射功率以及数据速率。
现有的IDMA系统是一个具有传输多业务能力的复杂系统。对于IDMA这样一个自干扰系统，一般将每个用户所使用的无线资源，上行看作是用户所产生的干扰水平，下行则是该用户所占用的基站发射功率，由于上下行链路具有不同的资源阈值，系统的上行链路为干扰受限，下行链路为功率受限，本发明的新算法提出了两种不同的CAC策略，即为上行链路基于干扰CAC策略和下行链路基于基站总发射功率CAC策略。只有当上下行资源同时可用时，才能允许一个新用户接入系统，系统宏观框图如图2所示。
本发明周期性的根据在线用户信道质量情况调整用户传输速率，同时考虑不同业务之间、新呼叫用户与新切换用户之间的优先级，将指数退避缓存与自适应速率调控相结合，提出了基于SINR Evolution 技术的IDMA系统连接接纳控制算法，实现了在保障用户平稳QoS的同时，保证资源分配的动态化，使其自适应的随信道环境的改变而作出调整，最大化系统吞吐量，最终提高了系统性能。
Claims (7)
1.一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，其特征在于根据系统设定周期T测量在线用户导频信号信干比，并将其与设定导频信号信干比门限值作比较，得到信道质量较好的用户和信道质量较差的用户，对于信道质量较差的用户进行速率降级，以通过不同的速率选择最大化系统的性能。
2.根据权利要求1所述的一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，其特征在于所述基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，具体为：当新用户到达时，系统在时段初为业务设置新呼叫接入门限值和切换呼叫接入门限值，它们分别表示系统所容忍的最大干扰值和星上可供分配的功率值，当某类业务的切换呼叫向系统发出连接接纳请求时，系统查看接纳该呼叫是否会导致此时的上行干扰总值和下行功率总值小于该类呼叫的切换呼叫接入门限值，如果是，接纳该呼叫，否则，在该业务时延允许范围内持续对信道质量较差的用户进行降级直到不能降速或者接纳用户为止；当某类业务的新呼叫向系统发出连接接纳请求时，先判断呼叫接纳请求缓存队列是否为空，当缓存队列不为空时，执行退避缓存策略；当缓存队列为空时，系统查看接纳该呼叫是否会导致此时的上行干扰总值和下行功率总值超过该类呼叫的新呼叫接入门限值，如果是，接纳该呼叫，否则在该业务时延允许范围内持续对信道质量较差的用户进行降级，直到接纳用户或者速率降级因子达到最大，仍不满足接纳条件，此时执行退避缓存策略。
3. 根据权利要求1所述的一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，其特征在于通过以下步骤实现：
步骤1：预设系统导频信噪比门限值，确定每个在线用户的导频信噪比值，设定系统参数固定时隙反馈；
步骤2：将计算的导频信噪比与信噪比门限值进行比较，调整速率分配；
步骤3：当新用户到达时，估算当前时刻上行链路干扰增量 
和基站发射功率的增加量△Ptotal，其中上行链路干扰增量△I按下式计算：
γk、W、Rk、αk如前述，其中基站发射功率的增加量△Ptotal，若新的用户要求接入目标小区，设新用户标号为0，按下式计算：
?（γ）、Ptotal_N如前述，γd j为当前中心目标小区的第j个用户的下行链路目标信噪比，j=1,2，……N，ηj为第j个用户的下行链路负载因子，；W、γd j、?（γ）如前述，Rd i为第k类业务下行链路信息码元传输速率，θ为第k类业务的负载因子，；
步骤4：无线接入系统基站判断新用户的类型是否为本小区产生的新呼叫，分别针对不同用户类型进行处理。
4.根据权利要求3所述的一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，其特征在于步骤2通过以下步骤实现：
步骤2-1：星上处理器将获得的导频信噪比值反馈给用户终端；
步骤2-2：接入终端统计4时隙导频信噪比均值，并与导频门限进行比较；
步骤2-3：当导频信噪比低于门限值，则速率等级因子降级w自动加1，当导频信噪比高于门限值，则速率等级因子w不作调整；
步骤2-4：将步骤2-3的结果与资源分配模块相结合，用于更新当前时隙的干扰总值Itotal和功率总值Ptotal_N；
其中功率总值Itotal按下式计算：
?为由相邻小区对中心目标小区用户的平均干扰因子，该值可通过测量得到；
K为不同业务的种类数目；
Nk为中心小区第k类业务用户数目；
Pnk为用户nk的在星上的接收功率，该值可通过测量得到；
PN为热噪声功率，该值可通过测量得到；
其中干扰总值Ptotal_N按下式计算：
，
N为中心目标小区总用户数目；
pj为当目标小区中基站对各个激活用户的发射功率大小，该值可通过测量得到；
Pp为分配给导频信道的功率，为系统指定参数。
5.根据权利要求3所述的一种基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法，其特征在于步骤4通过以下步骤实现：
步骤4-1：对不同业务用户启动对应业务用户的时延计数器，对于不同业务设定不同的门限值，此参数根据业务对时延的要求来具体设定；
步骤4-2：对于本小区新产生呼叫，星上处理器判断当前总的干扰估计值Itotal与接纳新用户后系统干扰增量的估计值
之和是否小于系统给定的本小区产生新呼叫门限Ithreshold以及当前功率总值Ptotal_N与基站发射功率的增加量△Ptotal是否小于基站所能提供的功率门限PTHRESHOLD，若比系统给定门限值小，则允许接入，否则转向步骤4-3；
步骤4-3：执行新一轮用户的速率降级，步骤如下：
步骤4-3a：判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若当前所有在线用户的速率等级因子均达到最大，则拒绝用户，否则的话，转步骤4-3b；
步骤4-3b：如步骤2所述，进行新一轮速率因子调整，判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-3c；
步骤4-3c：判断时延计数器是否超过时延门限值，若时延超过门限值则拒绝用户，否则继续执行步骤4-3a；
步骤4-4：对于其他小区切换呼叫，判断当前缓存队列是否为空，如果缓存队列为空,则转向步骤4-5；如果不为空，转向步骤4-7；
步骤4-5：星上处理器判断4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则的话，执行步骤4-6；
步骤4-6：执行新一轮用户的速率降级，步骤如下：
步骤4-6a：判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，当满足降级条件用户的传输速率均降到预定门限，仍不能满足呼叫请求，则转向步骤4-8b，否则的话，转步骤4-6b
4-6b：如步骤2所述，进行新一轮速率因子调整，判断步骤4-3中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-6c；
4-6c：判断时延计数器是否超过门限值，若超过门限值则拒绝用户，否则继续执行4-6a；
步骤4-7：初始设定退避窗口最小值BWmin以及窗口最大值BWmax；
步骤4-8：统计该请求呼叫的累积时延是否超过预定门限，如果超过预定门限,则拒绝该呼叫，反之，启动退避缓存算法，具体按以下步骤进行：
步骤4-8a：根据呼叫的业务类型及请求包中的退避窗口，更新其退避窗口BW=BWmin；
步骤4-8b：确定该呼叫的一个随机等待时延T，其范围为0到BW；
步骤4-8c：将T设定为退避计时器初值，并启动退避计时器；
步骤4-8d：当退避计时到时退避即窗口值递减到0， 判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则的话，执行步骤4-9；
步骤4-9，执行新一轮用户的速率降级，步骤如下:
步骤4-9a:判断当前时刻在线用户的速率等级因子是否最大，若速率等级因子达到最大值，则转向步骤4-9d，否则的话，转步骤4-9b；
步骤4-9b：进行新一轮速率因子调整,判断步骤4-2中接纳条件是否成立，若成立则接纳用户，否则执行步骤4-9c；
步骤4-9c：判断时延计数器是否超过门限值，若超过门限值则拒绝用户，否则继续执行步骤4-9a；
步骤4-9d：判断当前窗口值BW是否大于或等于最大值BWmax，若是则更新退避窗口BW=BWmin，并继续执行步骤4-8b，否则，更新退避窗口值BW=2*BWmin，并执行步骤4-8b。
6.一种利用如权利要求1-5中任意一项所述的基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法的系统，包括星上处理器以及至少一个用户终端，其特征在于所述星上处理器设有上行信道估计模块、资源分配模块、业务合同模块，上行信道估计模块分别与资源分配模块、业务合同模块相连接，资源分配模块与业务合同模块相连接，资源分配模块内设有接纳控制模块、功率控制模块、速率分配模块，其中功率控制模块分别与接纳控制模块、速率分配模块相连接，速率分配模块与接纳控制模块相连接。
7.根据权利要求6所述的基于信道估计的多业务IDMA连接接纳控制方法的系统，其特征在于所述用户终端设有业务分类器、队列模块、业务策略模块、业务传输模块以及下行信道估计模块，其中队列模块内设有分别与业务分类器相连接的CBR模块、VBR模块、ABR模块，业务策略模块的输入端分别与队列模块内的CBR模块、VBR模块、ABR模块的输出端相连接，业务策略模块的输出端与业务传输模块相连接，下行信道估计模块分别与队列模块、业务传输模块相连接。
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Denomination of invention: Multi-service IDMA connection admission control method and system based on channel estimation Effective date of registration: 20230216 Granted publication date: 20160706 Pledgee: Weihai Branch of Shanghai Pudong Development Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHONGYI TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980032791 |