CN1369979A - 一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法 - Google Patents

Abstract

一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法:为分组业务配置测量控制参数;接收测量报告,提取测量结果;判决是否要获得当前负载状况,并根据该判决结果进行信道重配置判决:如果是事件触发或周期报告,且触发原因是业务量测量结果超过上门限或低于下门限,则:获取负载状况参数,综合进行动态信道的重配置判决;或只考虑业务量测量结果来进行动态信道重配置判决;根据判决结果,为该业务配置合适的新的信道资源。

Description

一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法

本发明涉及一种码分多址(CDMA)蜂窝移动通信系统，尤其涉及一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法。

随着互联网的发展和迅速普及，越来越多的无线设备(如手机)提供了互联网接入功能，享受互联网提供的WWW(万维网World Wide Web)浏览、FTP(文件传输)下载和E_Mail(电子邮件)等业务源数据速率变化很大的分组业务。例如当用户点击WWW页面连接时，会发送一个下载请求，在这个请求过程中，一个或多个分组序列将被发送，此时信道上会有大量的数据要求进行迅速传送；当用户所要求的文档下载完成后，用户用一定的时间进行阅读，于是在这个时候信道上的数据量就变得很少。由此可以看出，这些分组业务具有突发性、速率动态变化范围大等特点。如果按照常规的办法给这种业务分配固定带宽的信道资源，在业务突发的时候就有可能满足不了数据快速传送的需求，而在业务数据很少时则浪费了多余的信道资源。一种有效的解决办法是根据业务的变化特性，进行信道的动态配置，如果当前需要传输的数据速率很大，以至原先分配的信道带宽不能满足要求时，就执行信道的重配置，为其分配较大的信道资源；当相对空闲时再次重配置小的带宽给该业务，从而以提高信道资源的利用效率。

图1给出了一种分组业务的典型特性。由图可以看出，一个分组业务的会话过程由几个分组呼叫组成，每个分组呼叫又包含多个分组请求，分组与分组之间存在一定的到达时间间隔，当一个分组呼叫达到时，用户用一段时间(阅读时间)阅读到达的数据，在这段时间内信道上的数据很少；当数据阅读完成后，再次发起分组呼叫；如此不断循环，直到业务结束。

要提高资源的利用效率，就必须为一定的分组业务动态地配置适当的信道资源，从而为系统保留更多的资源以提供更多的用户接入服务。这就意味着，对于某个可变速率的业务，我们要及时地跟踪它不断变化的数据需求，为动态信道配置提供可靠的依据。

在第三代移动通信系统(例如WCDMA蜂窝移动通信系统)中，动态信道配置是通过业务量测量来实现的。在数据业务通信期间，对该业务的业务量进行连续的测量，测量的有关参数是由高层来配置的，包括测量对象、测量量、触发门限和报告方式等。当报告方式是周期方式时，如果测量到的业务量达到或超过触发门限时，就发起业务量测量报告；当报告方式是周期方式时，就以一定时间为周期，把测量到的业务量报告给高层，以进行动态信道配置的判决。

图2给出了一种事件触发业务量报告的示意图。图中的业务量可以是缓冲区中待传输的数据量，触发门限由高层通过测量控制来给出。图2a中，当测量到的业务量超过上门限时，触发一个超过上门限的业务量报告；同样，图2b中，当测量到的业务量低于下门限时，就触发一个低于下门限的业务量报告。报告中会给出测量到的该业务对应的缓冲区的数据量(或者还包括数据量的均值、方差)。

当接收到业务量报告后，高层就根据报告中的报告量进行动态信道配置：如果测量到的业务量超过上门限，就给该业务(或用户)配置比当前信道具有更大容量的信道，以更好地满足用户的业务需求；反之，如果测量到的业务量低于下门限，就给该业务(或用户)配置比当前使用的信道具有更小容量的信道，为系统保留更多的无线资源，从而提高系统的资源利用效率。

然而，在系统负载饱和或接近饱和的情况下，如果某个用户的业务需求突然增大，使得测量到的业务量超过设置的上门限而触发报告，高层会按照上面的方法进行信道的重配置，为该用户分配更大的信道容量，以能够满足它不断变化的业务需求。但结果往往不是想象的那样，由于在系统负载饱和时，用户之间的相互干扰使得用户的接收质量达到或接近了最低点，如果在这种情况下继续提高该用户的信道容量，必然进一步提高用户之间的相互干扰，为了维持一定的接收信号的信干比，与其它用户有关的信道也将会适当地增加发射功率，这样就极有可能导致整个系统性能的急剧下降。

本发明的目的在于提供一种用于CDMA蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法，该方法在满足用户服务质量要求的同时提高系统信道资源的利用效率，避免许多不必要的信道重配置过程，减少信令交互，提高系统性能。

为了实现上述目的，本发明所提供的一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法，其步骤包括：当某个用户建立了一个分组业务后，根据初始分配的信道资源配置合适的测量控制参数，主要包括触发测量报告的上下门限和测量报告触发方式；收到测量报告后，提取测量报告中的参数，主要包括业务量的测量结果，测量报告触发原因；判决是否需要获得系统的当前负载状况，并根据该判决结果进行信道的重配置判决：1)如果测量报告触发方式是事件触发或者周期报告，且触发原因是业务量的测量结果超过上门限，则要获得有关系统负载参数；发出需要获得系统当前负载状况的请求并获得负载状况参数；结合系统当前负载状况参数和业务量测量结果，综合进行动态信道的重配置判决：如果当前负载状况参数表明系统当前负载较轻时，判决结果是为该业务配置更大容量的信道资源；如果当前负载状况参数表明系统当前负载较重时，判决结果为不进行动态信道配置，维持当前使用的信道资源；如果当前负载状况参数表明当前系统负载接近饱和时，则判决结果为降低该业务使用的信道资源；2)如果测量报告触发方式是事件触发或者周期报告，且触发原因是业务量的测量结果低于下门限，则不需要获得有关系统的负载参数；只考虑业务量测量结果来进行动态信道重配置判决，且判决结果是降低该业务使用的信道资源；根据判决结果，为该业务配置合适的新的信道资源。

在上述的用于码分多址蜂窝移动通信系统的态信道配置方法中，获得系统的当前负载状况参数的方法可以为：测量基站下行发射功率并获得与最大允许发射功率的比值β；设定两个门限L1和L2，且，1＞L1＞L2＞0；若β＜L2，则表明系统当前负载较轻；若L2＜β＜L1，则表明系统当前负载较重；若β＞L1，则表明系统负载接近饱和。

在上述的用于码分多址蜂窝移动通信系统的态信道配置方法中，获得系统的当前负载状况参数的方法可以为：测量该业务当前的数据吞吐率并获得与分配给该业务的最大允许数据传输速率的比值γ；设定两个门限P1和P2，且，1＞P1＞P2＞0；若γ＜P2，则表明系统负载接近饱和；若P2＜γ＜P1，则表明系统当前负载较重；若γ＞P1，则表明系统当前负载较轻。

上述的动态信道配置方法，充分考虑了当前系统的负载的三种状况，即：1)对于当前系统负载状况比较重的情况，即使业务量测量结果超过上门限，需要考虑保持当前的信道资源，而不进行增加信道容量的重配置，从而避免了许多不必要的信道重配置过程，减少许多不必要的信令交互，优化了系统性能；2)对于系统负载非常重的情况，即使业务量测量结果超过上门限，也需要考虑为该业务配置更少的信道资源，从而避免了使系统性能急剧恶化的不利情况，同时提高系统的整体性能；3)对于业务量测量结果低于下门限的情况，则可以不考虑系统负载状况，直接进行减少信道容量的信道重配置。因此本发明能够在满足用户业务服务质量要求的前提下，根据业务需求的变化进行动态信道配置，有效地提高系统资源的利用率并减少不必要的信道重配置次数。

下面结果实施例及附图对本发明作进一步的说明。

图1是WWW浏览业务的业务模型示意图；

图2是事件触发的业务量报告示意图；

图3是本发明流程示意图；

图4是结合系统负载的动态信道配置判决示意图。

如图4所示，动态信道配置判决的示意图。其中：曲线表示不同时刻的系统负载状况。R1、R2、R3和R4分别表示4个事件触发方式下的业务量测量报告，对应时间T1、T2、T3和T4，并假设测量报告R1是因为业务量低于业务量测量的下门限而触发的，测量报告R2、R3和R4是由于业务量超过业务量测量的上门限而触发的。

参数TH1表示系统负载已接近饱和，TH2表示系统负载比较重，但没有接近饱和，而TH3表示系统负载比较轻。

当接收到测量报告R1时，因为该报告是由于业务量的测量结果低于业务量的下门限而触发的，可以不考虑系统的当前负载状况而直接做判决，并且判决结果为进行提高信道容量的信道重配置。

当接收到测量报告R2时，因为此时业务量的测量结果大于业务量的上门限，并且当前系统负载小于TH2，也就是说系统负载不重，所以判决结果是进行提高信道容量的信道重配置。

当接收到测量报告R3时，说明此时业务量的测量结果大于业务量的上门限，但由于同时系统负载大于TH1，也就是说系统负载已经接近饱和，所以判决结果是进行降低信道容量的信道重配置，而不是提高信道容量。这样的判决结果使得系统的负载能适当降低，避免了系统负载继续提高而带来的急剧恶化，提高了系统的整体性能。

当接收到测量报告R4时，说明此时业务量的测量结果大于业务量的上门限，但由于同时系统负载大于TH2，也就是说系统负载已经比较重，所以判决结果是不进行信道重配置，原先分配给该分组业务的信道资源保持不变。

如图3所示，下面是本方法的基本步骤：

1)当某个用户建立了一个分组业务后，根据初始分配的信道资源配置合适的测量控制参数，包括测量对象，触发测量报告的上下门限和测量报告触发方式等；

2)收到测量报告后，提取测量报告中的参数，包括业务量的测量结果，测量报告触发原因等；

3)判决是否需要获得系统的当前负载状况：如果测量报告触发方式是事件触发且触发原因是业务量超过上门限，或者测量报告触发方式是周期报告且业务量的测量结果超过上门限，则要获得有关系统负载参数，执行4)；反之，如果测量报告触发方式是事件触发且触发原因是业务量低于下门限，或者测量报告触发方式是周期触发且业务量的测量结果小于下门限，则不需要获得有关系统的负载参数，执行步骤6)；

4)发出需要获得系统当前负载状况的请求并获得负载状况参数；

其中，系统当前负载状况的获得可以有多种方法来实现。比较简单的一种方法是：测量基站下行发射功率并获得与最大允许发射功率的比值β；设定两个门限L1和L2，且，1＞L1＞L2＞0；若β＜L2，则表明系统当前负载较轻；若L2＜β＜L1，则表明系统当前负载较重；若β＞L1，则表明系统负载接近饱和。

另一种比较容易实现方法是测量某个分组业务的实际流量，或称为吞吐量。测量该业务当前的数据吞吐率并获得与分配给该业务的最大允许数据传输速率的比值γ；设定两个门限P1和P2，且，1＞P1＞P2＞0；若γ＜P2，则表明系统负载接近饱和；若P2＜γ＜P1，则表明系统当前负载较重；若γ＞P1，则表明系统当前负载较轻。

5)结合系统当前负载状况参数和业务量测量结果，综合进行信道的重配置判决：如果当前负载状况参数表明系统当前负载较轻时，判决结果是为该业务配置更大容量的信道资源；如果当前负载状况参数表明系统当前负载较重时，判决结果为不进行动态信道配置，维持当前使用的信道资源；如果当前负载状况参数表明系统当前负载非常重(饱和状态)，则判决结果为降低该业务使用的信道资源。然后执行步骤7)；

6)只考虑业务量测量结果的动态信道配置判决：由于此时业务量测量结果低于下门限，判决结果为降低该业务使用的信道资源；

7)根据判决结果，为该业务配置新的合适的信道资源。

Claims (3)

1.一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法，其步骤包括：

当某个用户建立了一个分组业务后，根据初始分配的信道资源配置合适的测量控制参数，主要包括触发测量报告的上下门限和测量报告触发方式；

收到测量报告后，提取测量报告中的参数，主要包括业务量的测量结果，测量报告触发原因；

判决是否需要获得系统的当前负载状况，并根据该判决结果进行信道的重配置判决：

    1)如果测量报告触发方式是事件触发或者周期报告，且触发原因是业务量的测量

结果超过上门限，则要获得有关系统负载参数；

        发出需要获得系统当前负载状况的请求并获得负载状况参数；

        结合系统当前负载状况参数和业务量测量结果，综合进行动态信道的重配置判

    决：

            如果当前负载状况参数表明系统当前负载较轻时，判决结果是为该业务配

        置更大容量的信道资源；

            如果当前负载状况参数表明系统当前负载较重时，判决结果为不进行动态

        信道配置，维持当前使用的信道资源；

            如果当前负载状况参数表明当前系统负载接近饱和时，则判决结果为降

        低该业务使用的信道资源；

    2)如果测量报告触发方式是事件触发或者周期报告，且触发原因是业务量的测量

结果低于下门限，则不需要获得有关系统的负载参数；

    只考虑业务量测量结果来进行动态信道重配置判决，且判决结果是降低该业务

使用的信道资源；

根据判决结果，为该业务配置合适的新的信道资源。

2.根据权利要求1所述的一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法，其特征在于，获得系统的当前负载状况参数的方法为：

测量基站下行发射功率并获得与最大允许发射功率的比值β；

设定两个门限L1和L2，且，1＞L1＞L2＞0；

若β＜L2，则表明系统当前负载较轻；

若L2＜β＜L1，则表明系统当前负载较重；

若β＞L1，则表明系统负载接近饱和。

3.根据权利要求1所述的一种用于码分多址蜂窝移动通信系统的动态信道配置方法，其特征在于，获得系统的当前负载状况参数的方法为：

测量该业务当前的数据吞吐率并获得与分配给该业务的最大允许数据传输速率的比值γ；

设定两个门限P1和P2，且，1＞P1＞P2＞0；

若γ＜P2，则表明系统负载接近饱和；

若P2＜γ＜P1，则表明系统当前负载较重；

若γ＞P1，则表明系统当前负载较轻。

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