CN1146174C - 多速率cdma移动通信系统中的呼叫许可控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多业务多速率CDMA蜂窝移动通讯系统中的前向呼叫许可控制的方法。设置各基站的准入标准，基于前向负荷预测，用当前基站总发射功率比上基站最大发射功率指示移动通讯系统中的小区前向负荷，根据移动台上报的信息以及当前基站的信息，预测移动台接入之后的基站发射功率增量的上、下限，并由此控制前向呼叫许可，从而可以有效地利用前向系统资源。

Description

多速率CDMA移动通信系统中的呼叫许可控制方法

技术领域

本发明涉及一种CDMA蜂窝移动通信系统中前向的呼叫许可控制方法，尤其涉及一种多业务多速率CDMA蜂窝移动通信系统中前向的呼叫许可控制方法。

背景技术

一般来说，在移动通信系统中，为了限制能够使用的无线资源，在系统中能够收容的加入者的容量上有极限。因此，在发生超过该容量的通信要求的情况下，拒绝提供服务，便发生了所谓的呼损。

在固定配置以往的无线电信道的FDMA(频分多址通信)和TDMA(时分多址通信)系统中，在该无线基站能够同时通信的移动站数由该无线基站中配置的无线电信道数限定，在发生超过无线电信道数的通信要求的情况下变为呼损。在这样的系统中，由于把信道数固定分配给各无线基站，所以难以灵活地根据通信量的不均和时间的变动来充分利用无线电信道。

此外，在使用动态信道分配的系统中，在无线电信道分配时，采用选择满足必要通信质量的无线电信道分配方法。例如，使干扰量在规定值以下情况下的分配方法，和使CIR(载波与干扰功率比)在规定值以上情况下的分配方法。在此情况下，当在各基站中配置的发射接收机全部使用时，或者有空闲的发射接收机，但没有满足必要通信质量的无线电信道的情况下，都变为呼损。

另一方面，CDMA方式是利用各用户使用不同的扩频码共享同一无线频带的方式，信道由扩频码构成。在使用这种CDMA方式的通信系统中，正在使用同一频带的其它通信完全变为干扰。也就是说，在所有单元使用同一频带的情况下，所有单元的大多数通信成为干扰源，不论用户在通信中使用哪种扩频码，均按干扰的总量决定通信质量。前向链路的干扰将集中来自几个大的干扰源(基站)，而不是来自分散的大量小干扰(移动台)。于此同时，前向链路所需电平的动态范围将小得多，这是由于来自同一小区用户的干扰与它们至基站的距离无关。通常，对移动台接收来说，最坏的情况是处于蜂窝式小区的六个角之一的位置上，这里，移动台与三个基站的距离相等。因为用户受到来自其它小区的基站的大量干扰，则必须给用户提供较大的前向链路功率。

在第三代移动通信系统中，预测宽带业务(数据、图象、视频)将占总业务的30％以上，这个比例是指带宽和功率的比例。而且，数据业务将多集中在前向链路上，造成了前、反向业务的不对称，当前向链路中出现大量数据业务时，由于它们的发射功率是语音业务的倍数增长，因此，前向链路的负荷会先于反向链路负荷超过容量限制。所以，在多业务CDMA系统中，前向准入控制被置于与反向准入同等的地位。

CDMA移动通信系统的前向容量受限于前向发射总功率，前向信道的负荷可以确定与当前基站一个导频所属信道的发射功率总功率与最大功率之比密切相关。简单的前向容量控制，采用当前总发射功率与最大功率之比来估算前向容量。依据前向容量设定前向准入控制门限，当基站的导频所属信道的发射功率总功率与最大功率之比超过门限阈值时，则请求的呼叫不与准入。

在可变速率扩频的CDMA系统中，分配给数据业务的发射功率是和它的速率、服务质量相关的，速率高的数据用户会请求分配比语音用户高几倍甚至几十倍的功率。因此，需要预测接入用户后，基站的总发射功率，通过它与预定的前向发射功率阈值比较，判定基站能否允许接入该用户。

在窄带CDMA系统中，前、反向业务均等，由于前向容量大于反向容量，用固定的可连接用户最大数量来进行呼叫许可控制，在保证一定的阻塞概率和通信故障概率下可以同时满足前反向容量要求。但是由于信道和无线环境的时变特性，任何固定的配置都是针对理论的或配置前实测的概率分布推算的，所以不能保证实际应用中的灵活性。特别是在周围小区负荷较小，无线环境较好的情况下，即使实际容量许可，也不能多接入用户。

在宽带CDMA系统中，数据业务的比例会更高，由于不同业务用户请求的传输速率、服务质量不同，它们所占用的系统资源不同。所以，以往的用接入用户数来进行呼叫控制已经不再适合语音和数据业务并存的通信系统了。而且由于前、反向业务的不对称，前向链路的负荷会先于反向链路负载超过容量限制，因此需要对前向链路进行呼叫许可控制。

NTT公司提出了一种用于CDMA移动通信系统的呼叫接收控制方法，它的前向呼叫接收控制方案是：预测接收后的必要发射功率，通过把它与预定的阈值比较，判定本站能否接收的处理。它的预测方法是一种简单的预测，即根据干扰量I、控制信道接收电平R、以及必要质量(E_b/I₀)_rep、控制信道的发射功率P简单地算出本站被接收后的必要的发射功率P_rep。把该P_rep与本站的最大发射功率P_max比较，如果P_max小于P_rep，那么呼叫接收控制电路判定呼叫不可接收。如果P_max大于P_rep，那么呼叫接收控制电路判定呼叫可被接收。之所以称它为一种简单的预测，是因为它的方法只考虑根据当前参数计算接收用户的必要发射功率，而没有考虑由于用户接收后发射功率的增加造成本站其它用户分配功率的增量，以及由于本基站发射功率增加而造成周围邻近基站同步增加引起的增量。

发明内容

本发明的目的是提供一种对接入新用户后的基站发射功率的增量进行预测的方法，预测基站发射功率增量的上限和下限，由此进行前向呼叫许可控制。

本发明的另一目的是提供一种方法，根据对接入新用户后的基站发射功率的增量进行预测，并向移动台提供基站所能提供的前向最高业务速率。

根据本发明的一种多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，包括：a)在各基站分别设置业务准入门限阈值；b)各基站将当前的基站信息，记录在数据存储器中；c)当该基站接收到一个呼叫的请求时，记录下请求接入的移动台上报的移动台信息；d)所述基站根据该移动台信息预测接入用户后该基站需要分配的初始发射功率P_N+1；e)该基站根据所述基站信息和移动台信息预测接入用户后总发射功率增量的上限；f)该基站根据所述基站信息和移动台信息预测接入用户后总发射功率增量的下限；g)该基站根据所述总发射功率增量的上限和下限，以及业务准入门限阈值判定该请求的呼叫前向是否准入；如果判定为不准入，则拒绝该呼叫；h)如果判定为准入，则进行其它常规的呼叫许可控制处理。

根据本发明一种多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中步骤d)中的所述初始发射功率P_N+1是这样计算的： $P_{(N+1)}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{N+1}}{(E_b/N_0{)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{(N+1)}\left(\mathrm{dB}\right)$

其中， $I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数。

然后，将所述预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1加上当前基站发射功率P与业务准入门限阈值比较，如果预测的初始发射功率P_N+1加当前基站发射功率P小于业务准入门限阈值，则进入到所述步骤e)。

如果预测的初始发射功率P_N+1加当前基站发射功率P大于业务准入门限阈值，该基站根据前向功率门限阈值P_th和当前发射功率P的差值，通过以下公式计算本小区前向可允许接入的最大数据速率R_max，

PΔ＝P_th-P $\mathrm{P\Δ}=P_{N+1}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_i}{P})$

$P_{N+1}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{N+1}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{\max }}{{(E}_b/N_0{)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{N+1}\left(\mathrm{dB}\right)$

其中， $I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数；

该基站与呼叫移动用户协商以R_max接入，若协商成功，则进行到步骤h)；若协商不成功，则拒绝该呼叫。

在上述步骤g)中，如果判定为不准入，该基站还可进一步根据前向功率门限阈值P_th和当前发射功率P的差值，通过以下公式计算本小区前向可允许接入的最大数据速率R_max，

PΔ＝P_th-P

$\mathrm{P\Δ}=P_{N+1}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_i}{P})$

$P_{N+1}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{N+1}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{\max }}{{(E_b/N_0)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{N+1}\left(\mathrm{dB}\right)$

其中， $I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数；

然后，该基站与移动用户协商以R_max接入，若协商成功，则进行到步骤h)；若协商不成功，则拒绝该呼叫。

本发明针对CDMA移动通信的特点，依据实时的小区前向发射功率进行呼叫许可控制。由于它不依据具体的连接用户数，所以可以摆脱传统的许可控制的局限，根据当前时刻的基站总发射功率决定可否接入新的用户，增加了呼叫许可控制的灵活性。而且，它能在保证系统稳定性、链路通信质量的前提下，最大限度地利用小区前向容量。

随着小区用户的接入，小区的前向发射功率呈非线性的增长。尤其在数据业务接入的时候，该用户的发射功率会造成本小区和邻近小区功率的大幅度提升，为了保证系统的稳定性，必须对基站的前向发射功率进行限制。本发明则提供了对基站的前向发射功率进行合理控制的方法。

本发明的一个重要优点是能对目标小区接入新用户后的总发射功率的增量进行预测，避免了因为新用户的接入而导致前向发射功率超过系统可容许的范围。本发明的方法充分考虑由于用户接入后发射功率的增加造成本站其它用户分配功率的增量，以及由于本基站发射功率增加而造成周围邻近基站同步增加引起的增量。在此基础上建立起来的呼叫许可控制方法，可以应用于目前的多业务多速率共存的CDMA蜂窝移动通信系统，具有以往呼叫许可控制不可替代的优势。

本发明的另一个优点是数据业务呼叫请求时，可以根据前向功率的准入门限和呼叫请求的参数计算目标小区能容纳的最高业务速率，提供业务请求者一个系统能容许的最大速率接入。这样，可以对业务请求者提供能满足服务质量的最大限度的资源。

本发明的另一个优点是预测方法能给出功率增量的上下限，呼叫许可控制可以根据业务的速率灵活地选取上限、下限或者上下限的加权和作为呼叫许可判定的依据。

附图说明

图1是三扇区蜂窝系统的示意图；

图2是根据本发明的进行呼叫许可控制的方法的CDMA移动通信系统的模式图；

图3是根据本发明的基于前向负荷预测的呼叫许可控制操作的实施例的流程图；

图4是根据本发明的基于前向负荷预测进行业务协商的实施例的流程图。

具体实施方式

参考图1至图4，可以较全面地描述根据本发明的CDMA移动通信系统中用于前向负荷预测的呼叫许可控制方法的实施例。在本发明的实施例中，CDMA移动通信系统可以具有如图1所示的三扇区示意图。图1中包含十六个蜂窝小区，每个小区有三个扇区，各基站以顶点方式分布，比如基站1到16。

同时，CDMA移动通信系统可大致具有如图2所示的模式配置。其中包括多个基站21和多个使用多个扩展码调制信号的和基站进行通信的移动台22。假定各基站21使用一个被多个用户共享的频率带宽用于各个上行链路(从移动台22传输到基站21)和一个被多个用户共享的频率带宽用于各个下行链路(从基站21传输到移动台22)，并且所有基站21使用同一频率带宽。

下面进一步说明本发明的工作原理。假定一个用户i与基站1(如图1)连接，收到的干扰信号来自其它j-1个基站。令基站j的发射功率为P_j。P_j中包括开销信道(包括导频、同步、寻呼、公用控制等公共信道)和业务信道的发射功率，其中，基站1分配给用户i的发射功率为P_1i。此外，令基站j到达用户i的路径损耗为G_ji。于是，对背景噪声功率谱密度N_t，带宽W，用户数据速率R_i，用户i或第i个用户的比特能量与干扰密度之比将是：

$E_{\mathrm{ib}}/N_0=\frac{P_{1i}{G}_{1i}/R_i}{\underset{j=1}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j{G}_{\mathrm{ji}}/W-P_{1i}{G}_{1i}/W+N_t}----\left(1\right)$

假设当E_ib/N₀大于第i个业务所规定的门限(E_b/N₀)_i时，服务质量才能保证，即： $\frac{P_{1i}{G}_{1i}/R_i}{\underset{j=1}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j{G}_{\mathrm{ji}}/W-P_{1i}{G}_{1i}/W+N_t}\≥{(E_b/N_0)}_j----\left(2\right)$

通常，背景噪声(主要是热噪声)与从所有基站收到的总信号功率(包括所有用户的信号)相比是可忽略的。因此，我们可以在式(2)中去掉N_t项。在式(2)中取等号，可求得：

$P_{1i}=\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+1}(P_1+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}})----\left(3\right)$

其中 ${\mathrm{\Γ}}_i=\frac{W/R_i}{{(E_b/N_0)}_i}$ 是业务的特征因子，只与业务相关，由业务类型，业务速率和服务质量决定。

在理想情况下，若同一小区的所有用户是相互正交的，它们就不会相互干扰。但在实际中，由于多径传播的影响，同一小区中的用户难以保证始终正交。可以假定，由于存在一定的正交性，同一小区的干扰被降低了一个因子h＜1。因此，式(3)在引入正交化因子h后，即为：

$P_{1i}=\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}({\mathrm{hP}}_1+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}})----\left(4\right)$

正交化因子h在实际系统中可以通过实测得到，它和系统衰落环境、用户移动速度相关，比如在一个典型的实施例中，我们取h＝0.16。

假设基站1的小区已经和N个用户建立了连接。当有第N+1个用户请求接入，并且前向有足够的功率提供给该业务。那么接入第N+1个用户后，经过功控调整与稳定，各基站的发射功率变为：

$P_j^{\′}=P_j(1+{\mathrm{\Δ}}_j)----\left(5\right)$

其中，Δ_j为功率的增量。此时分配给第i个用户的发射功率为：

$P_{1j}^{\′}=\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}\left[h{P}_1\right(1+{\mathrm{\Δ}}_1)+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}}(1+{\mathrm{\Δ}}_j\left)\right]----\left(6\right)$

第N+1个用户的发射功率为：

$P_{1(N+1)}^{\′}=\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}\left[h{P}_1\right(1+{\mathrm{\Δ}}_1)+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{j(N+1)}}{G_{1(N+1)}}(1+{\mathrm{\Δ}}_j\left)\right]----\left(7\right)$

而基站1的总发射功率增量为P₁Δ₁。它包括前N个用户发射功率的增量和第N+1个用户的全部发射功率。该总增量可由下式计算：

$P_1{\mathrm{\Δ}}_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(P_{1i}^{\′}-P_{1i})+P_{1(N+1)}^{\′}$

$=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}\right(h{P}_1{\mathrm{\Δ}}_1+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}}{\mathrm{\Δ}}_j\left)\right]+P_{1(N+1)}^{\′}----\left(8\right)$

$=\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}\right(h{P}_1{\mathrm{\Δ}}_1+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}}{\mathrm{\Δ}}_j\left)\right]+P_{1(N+1)}$

这里，

$P_{1(N+1)}=\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_{N+1}+h}(h{P}_1+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j\frac{G_{j(N+1)}}{G_{1(N+1)}})----\left(9\right)$ 是第N+1个用户在请求接入时，基站根据当前移动台上报的干扰功率

前向链路损耗G_1(N+1)、以及业务要求满足的比特能量与噪声密度之比(E_b/N₀)_N+1，估计出的移动台初始发射功率。表示为dB值，即：

$P_{1(N+1)}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{1(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{N+1}}{{(E_b/N_0)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{1(N+1)}\left(\mathrm{dB}\right)----\left(10\right)$

将(8)式两边同除以P₁Δ₁，得到：

$1=\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}\right(h+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}}\frac{P_j{\mathrm{\Δ}}_j}{P_1{\mathrm{\Δ}}_1}\left)\right]+\frac{P_{1(N+1)}}{P_1{\mathrm{\Δ}}_1}----\left(11\right)$

为了从上式中求解P₁Δ₁，我们做一些简化处理。观察式(6)，在两边

同除以P₁(1+Δ₁)后，式(6)化为： $\frac{P_{1i}^{\′}}{P_1(1+{\mathrm{\Δ}}_1)}=\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h}(h+\underset{j=2}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}\frac{G_{\mathrm{ji}}}{G_{1i}}\frac{P_j(1+{\mathrm{\Δ}}_j)}{P_1(1+{\mathrm{\Δ}}_1)})----\left(12\right)$

现在，我们假定所有基站功率的上升百分比近似相等，即Δ_j≈Δ₁。(在实际中，周围基站功率的上升幅度要小于目标基站功率的上升幅度。在后面的分析中将看到，做了这样假定后，估计的目标基站发射功率的上升值要略大于实际值。)因此，第(11)式中的

可以用 代替。再将第(12)式代入，可以得到：

$1=\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}^{\′}}{P_1(1+{\mathrm{\Δ}}_1)}+\frac{P_{1(N+1)}}{P_1{\mathrm{\Δ}}_1}----\left(13\right)$

上式可以写为另外一种形式：

$P_1{\mathrm{\Δ}}_1=P_{1(N+1)}/(1-\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}^{\′}}{P_1(1+{\mathrm{\Δ}}_1)})----\left(14\right)$

式子中的

$1-\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}^{\′}}{P_1(1+{\mathrm{\Δ}}_1)}$ 是基站1接入第N+1个用户后，开销信道的发射功率占总发射功率的比例。可以认为在接入新用户前后它的值保持不变，即：

$1-\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}^{\′}}{P_1(1+{\mathrm{\Δ}}_1)}=1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}}{P_1}----\left(15\right)$

于是，估计的基站1的总发射功率增量P₁Δ₁为：

$P_1{\mathrm{\Δ}}_1=P_{1(N+1)}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}}{P_1})----\left(16\right)$

由于假定Δ_j≈Δ₁，式(16)中的分母要比实际值略小些，导致估计的基站1的总发射功率增量要比实际值略大些。

由第(16)式得到的是预测基站1的总发射功率增量P₁Δ₁的上限，如果在(11)式中假定周围基站功率的上升百分比Δ_j＝0，j≠1，则可以预测基站1的总发射功率增量P₁Δ₁的下限，即：

$P_1{\mathrm{\Δ}}_1=P_{1(N+1)}/(1-h\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h})----\left(17\right)$

可以看到，由于假定Δ_j＝0，j≠1，式(17)中的分母要比实际值略大，导致估计的基站1总发射功率增量比实际值略小。连立公式(16)和公式(17)，可以得到基站1的总发射功率增量的预测值P₁Δ₁的上、下限：

下面结合图3和图4，来详细说明有关本发明的基于前向负荷预测算法的呼叫许可控制的方法和根据前向负荷预测进行业务协商的方法的实施例。

在图2的基站21中，基于图3流程图的前向负荷预测的呼叫许可控制操作过程如下。

1.预先在基站分别设置语音业务门限T_v和数据业务准入门限T_d，为了保证系统的稳定性和链路的通信质量，一般取基站最大发射功率的75％～90％。在本实施例中，取数据业务准入门限阈值为基站最大发射功率的75％，语音业务准入门限为基站最大发射功率90％。

2.该基站将当前的前向总发射功率、各链路前向发射功率、各链路信息，比如传输速率、目标Eb/No等数据记录在数据存储器中。

3.当呼叫请求到来时(见图3)，该基站在呼叫许可控制操作过程的步骤S1接收到一个呼叫的请求时，记录下该请求接入的移动台上报的业务类型、传输速率、路径损耗和移动台接收机处的干扰电平。

4.在步骤S2，该基站根据所报的该移动台的业务类型、传输速率、路径损耗和干扰电平估计基站需要分配的初始发射功率P_N+1，根据下面式子计算：

$P_{N+1}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{N+1}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{N+1}}{{(E_b/N_0)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{N+1}\left(\mathrm{dB}\right)$

5.在步骤S3，该基站从数据存储器中读出当前基站发射总功率P，再加上估计的请求接入用户的初始发射功率P_N+1，与准入门限阈值T_v和/或T_d相比，若小于该门限阈值，则进行到步骤S4；否则，进行步骤S10，做拒绝该呼叫的处理；

6.在步骤S4，该基站从数据存储器中读出当前基站发射总功率P，各前向信道发射功率P_i，以及根据步骤S2得到的初始发射功率估计接入用户后总发射功率增量的上限，既：

$\mathrm{P\Δ}{|}_{\mathrm{upper}}=P_{N+1}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_i}{P})$

7.在步骤S5，该基站从数据存储器中读出各前向链路的特征因子Г_i、正交化因子h，以及根据步骤S2得到的初始发射功率估计接入用户后总发射功率增量的下限，即：

$\mathrm{P\Δ}{|}_{\mathrm{lower}}=P_{N+1}/(1-h\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h})$

8.在步骤S6，该基站对功率增量的上下限取加权和，得到估计的前向功率增量，即：

$P\widehat{\mathrm{\Δ}}=\mathrm{\α}\·\mathrm{P\Δ}{|}_{\mathrm{upper}}+(1-\mathrm{\α})\·\mathrm{P\Δ}{|}_{\mathrm{lower}}$

其中0≤α≤1，α的值和接入业务的速率相关。从仿真结果可以看出，在传输速率低于80kbps时，实际结果接近于上限值，在高于80kbps时，实际结果接近于下限值。

9.在步骤S7，该基站将当前基站发射总功率P，再加上估计的前向功率增量PΔ，与准入门限阈值T_v和/或T_d相比，若小于门限阈值，则进到步骤S8；否则，进到步骤S10，做拒绝该呼叫的处理。

10.在步骤S8，判定该请求的呼叫前向准入，并在步骤S9进行其它的呼叫许可控制处理，比如反向呼叫许可控制、检查有没有空闲的正交码、检查有没有空闲的信道处理单元等处理过程。

11.然后，该基站在步骤S9中所有的呼叫许可控制处理都判定该呼叫为准入呼叫后，进行许可该呼叫进入的处理；并返回开始处，等待下一个呼叫请求。否则，进到步骤S10，当控制单元处理完拒绝呼叫的操作，也返回到开始处，等待下一个呼叫请求到达。

图4是根据本发明的方法，移动台和基站进行业务速率协商的实施例的流程图。它针对的是数据业务，在基站不能满足初始呼叫请求的速率时，由基站提供一个系统可容许接入的前向最高传输速率，并和移动台进行业务协商，尽可能满足用户的服务请求。下面是详细描述的步骤。

1.步骤T1～T2，在收到数据业务请求接入(T1)时，并且预测的前向发射功率大于门限阈值(T2)时，开始进行业务协商过程。

2.在步骤T3，该基站根据前向功率门限阈值和当前发射功率的差值计算本小区前向可允许接入的最大数据速率R_max，即：

    PΔ＝P_th-P

$\mathrm{P\Δ}=P_{N+1}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_i}{P})$

$P_{N+1}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{N+1}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{\max }}{{(E_b/N_0)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{N+1}\left(\mathrm{dB}\right)$

3.在步骤T4～T6，该基站与移动用户协商以R_max接入，若协商成功，则前向链路允许以速率R_max接入；否则，阻止呼叫，回到步骤T8。

4.在步骤T7进行其它前向呼叫许可控制的处理，比如反向呼叫许可控制、反向业务协商、检查有没有空闲的正交码、检查有没有空闲的信道处理单元等处理过程。

5.然后，该基站在步骤T7中所有的呼叫许可控制处理都判定该呼叫为准入呼叫后，以前、反向业务协商的数据速率R_max进行许可该呼叫进入的处理；并返回到开始处，等待下一个呼叫请求。

6.在步骤T8，该基站控制单元处理完拒绝呼叫的操作后，也返回开始处，等待下一个呼叫请求到达。

本发明保护范围阐明于所附权利要求书中。但是，凡是在本发明的宗旨之内的，显而易见的修改亦应归于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，所说系统具有多个基站，所说方法包括：

a)在各基站分别设置业务准入门限阈值；

b)各基站将当前的基站信息，记录在其数据存储器中；

c)当所述基站之一接收到一个呼叫的请求时，该基站记录下请求接入的移动台上报的移动台信息；

d)所述基站根据该移动台信息预测接入该用户后该基站需要分配的初始发射功率P_N+1；

d1)将所述预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1加上当前基站发射功率P与业务准入门限阈值比较，若预测的初始发射功率P_N+1加当前基站发射功率P小于业务准入门限阈值，则进到步骤e)，否则，拒绝呼叫；

e)该基站根据所述基站信息和移动台信息预测接入该用户后总发射功率增量的上限；

f)该基站根据所述基站信息和移动台信息预测接入该用户后总发射功率增量的下限；

g)将所述预测用户接入后基站发射功率的增量上、下限的加权求和，然后将所得结果与所述业务准入门限阈值比较，若小于所述业务准入门限阈值，则前进到步骤h)，否则，拒绝该呼叫；

h)如果判定为准入，则进行其它常规的呼叫许可控制处理。

2.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中所述基站信息包括当前的前向总发射功率、各链路前向发射功率、各链路信息。

3.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中所述移动台信息包括多种业务类型、包括传输速率、路径损耗和移动台接收机处的干扰电平。

4.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中所述业务准入门限阈值为语音业务准入门限阈值(T_v)或数据业务准入门限阈值(T_d)。

5.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中所述基站根据该移动台信息预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1的计算方法为：

$P_{(N+1)}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{N+1}}{{(E}_b/N_0{)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{(N+1)}\left(\mathrm{dB}\right)$

其中， $I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数。

6.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中所述接入用户后发射功率增量上限 $P_1{\widehat{\mathrm{\Δ}}}_1{|}_{\mathrm{upper}}$ 的计算方法为：

$P_1{\widehat{\mathrm{\Δ}}}_1{|}_{\mathrm{upper}}=P_{1(N+1)}/(1-\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_{1i}}{P_1})$

这里，假定用户i被基站1控制，收到干扰信号来自j个基站。令基站1的发射功率为P_i，P_i中包括开销信道发射功率和业务信道发射功率，其中，基站1分配给用户i的发射功率为P_1i，P₁为基站1的总功率，P_1(N+1)是基站根据该移动台信息预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1。

7.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中所述接入用户后总发射功率增量的下限 $P_1{\widehat{\mathrm{\Δ}}}_1{|}_{\mathrm{lowerr}}$ 的计算方法为：

$P_1{\widehat{\mathrm{\Δ}}}_1{|}_{\mathrm{lower}}=P_{1(N+1)}/(1-h\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{\Γ}}_i+h})$

其中 ${\mathrm{\Γ}}_i=\frac{W/R_i}{{(E}_b/N_0{)}_i}$ 是业务的特征因子，h为正交化因子；P_1(N+1)是基站根据该移动台信息预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1。

8.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中步骤h)中所述常规的呼叫许可控制处理包括反向呼叫许可控制、检查有没有空闲的正交码、检查有没有空闲的信道处理单元处理过程。

9.如权利要求1所述的多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，其中步骤g)还包括步骤g1)如果预测的初始发射功率P_N+1加当前基站发射功率P大于业务准入门限阈值，该基站根据前向功率门限阈值P_th和当前发射功率P的差值，通过以下公式计算本小区前向可允许接入的最大数据速率R_max， $P_{N+1}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{N+1}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{\max }}{{(E}_b/N_0{)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{N+1}\left(\mathrm{dB}\right)$ 是预测的第N+1个用户以速率R_max接入新信道时的初始发射功率，其中， $I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数；

$\mathrm{P\Δ}=P_{N+1}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_i}{P})$ 是允许用户以速率R_max接入后该基站的发射功率增量；其中，P_N+1由上式得到，P是本基站的发射功率，P_i是相邻基站i的发射功率；

PΔ≤P_th-P这是协商速率必须满足的条件；和g2)该基站与呼叫移动用户协商以R_max接入，若协商成功，则进行到步骤h)；若协商不成功，则拒绝该呼叫。

10.一种多速率CDMA移动通信系统中基于前向负荷预测的呼叫许可控制的方法，所说系统具有多个基站，所说方法包括：

a)在各基站分别设置业务准入门限阈值；

b)各基站将当前的基站信息，记录在其数据存储器中；

c)当所述基站之一接收到一个呼叫的请求时，该记录下请求接入的移动台上报的移动台信息；

d)该基站根据该移动台信息预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1；

$P_{(N+1)}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{N+1}}{{(E}_b/N_0{)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{(N+1)}\left(\mathrm{dB}\right)$

其中， $I_{0_{(n+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数；

d1)然后将所述预测接入用户后基站需要分配的初始发射功率P_N+1加上当前基站发射功率P与业务准入门限阈值比较，若预测的初始发射功率P_N+1加当前基站发射功率P小于业务准入门限阈值，则进到步骤e)，否则，前进到步骤g1)；

e)该基站根据所述基站信息和移动台信息预测接入用户后总发射功率增量的上限；

f)该基站根据所述基站信息和移动台信息预测接入用户后总发射功率增量的下限；

g)该基站根据所述总发射功率增量的上限和下限，以及业务准入门限阈值判定该请求的呼叫前向是否准入；若准入，则前进到步骤h)，否则，进行步骤g1)；

g1)所述基站根据前向功率门限阈值P_th和当前发射功率P的差值，通过以下方法计算本小区前向可允许接入的最大数据速率R_max，

        PΔ＝P_th-P

$\mathrm{P\Δ}=P_{N+1}/(1-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_i}{P})$

$P_{N+1}\left(\mathrm{dBm}\right)=I_{0_{N+1}}\left(\mathrm{dBm}\right)-\frac{W/R_{\max }}{{(E}_b/N_0{)}_{N+1}}\left(\mathrm{dB}\right)-G_{N+1}\left(\mathrm{dB}\right)$

其中， $I_{0_{(N+1)}}\left(\mathrm{dBm}\right)$ 是当前手机上报的干扰功率，G_(N+1)(dB)是前向链路损耗，W是传输带宽，R_N+1是当前用户的信道速率，(E_b/N₀)为数字解调器的品质因数；P是本基站的发射功率，P_i是相邻基站i的发射功率；

g2)该基站与移动用户协商以R_max接入，若协商成功，则前进到步骤h)，否则，拒绝呼叫；

h)进行其它常规的呼叫许可控制处理。

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