CN1451253A - 向无线电载体分配无线电资源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及向无线通信网络中的若干无线电载体分配无线电资源的方法、模块和算法。为了改进资源的分配，提出首先确定至少一组选择的所述无线电载体和/或多个所述无线电载体的集合中的每个无线电载体和/或每个无线电载体集合的当前活动状态(21、22)。随后，根据所述选择的一组无线电载体中的每个无线电载体和/或集合改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)，确定表示出停机概率的数值。最后，根据确定的表示停机概率的所述数值与预定阈值的比较，确定是否要改变无线电资源的当前分配。本发明还涉及包括相应模块的无线接入网络。

Description

向无线电载体分配无线电资源

技术领域

本发明涉及向无线通信网络中的若干无线电载体分配无线电资源的方法。本发明同样涉及实现这种方法的模块和算法，还涉及包含这种模块的无线接入网络。

背景技术

在分组交换网络中，特别适合于向无线通信网络中采用的无线电载体分配无线电资源。

宽带码分多址访问(WCDMA)无线电接入网络(RAN)包含作为无线电资源管理(RRM)一部分的专用分组调度(PS)模块。该模块包括负责向无线电载体分配无线电资源的‘分组调度’算法。

‘分组调度’算法每隔一定时间(称为容量准许周期)调用用于修改当前比特率的算法。‘比特率修改’算法用于使网络的利用达到最大，同时保持网络的稳定性。

图1是图解说明基于功率的‘比特率修改’算法的可能实现的流程图。

作为第一步骤，在新的容量准许周期的起点启动‘比特率修改’算法。无线电载体使用的当前总功率P_current为作参数被提供给该算法。该算法随后把当前总功率P_current和预定的许可阈值P_threshold减去预定偏移量得到的差值进行比较。

如果当前总功率P_current低于预定的许可阈值P_threshold减去预定偏移量得到的差值，则‘比特率修改’算法调用‘增大负载’算法。启动的‘增大负载’算法随后试图通过穿过请求队列来增大当前负载，在所述请求队列中，希望更高比特率的所有分组载体已发出了请求。‘增大负载’算法使用一些准许标准(granting criterions)来确定是否准许所请求的比特率。当‘增大负载’算法完成其任务时，终止‘比特率修改’算法。

如果当前总功率P_current超过预定的许可阈值P_threshold减去预定偏移量得到的差值，则‘比特率修改’算法检查当前总功率P_current是否还超过预定的许可阈值P_threshold。

如果确定当前总功率P_current低于预定的许可阈值P_threshold，则可用资源被认为是在无线电接入网络中得到最佳利用，终止‘比特率修改’算法。

相反，如果确定当前总功率P_current超过预定的许可阈值P_threshold，则调用‘减轻负载’算法。启动后的‘减轻负载’算法试图通过降低分组载体的比特率，直到和准许标准相类似的标准被满足为止来降低当前负载。当‘减轻’负载算法完成其任务时，终止‘比特率修改’算法。

在基于功率的分组调度算法中，准许标准以基站收发器(BTS)的总的接收宽带功率和总的发射宽带功率的估计值为基础。

任意准许标准的原理是估计提议的变化(增大或减轻)对系统的影响，以便能够在不遭受不稳定危险的情况下，尽可能多地利用资源。

就第一种简单的方法来说，根据当前负载和所需的变化，估计改变之后的功率水平。如果估计的功率水平低于预定阈值，则算法把容量给予发出请求的无线电载体。但是，这种估计的不确定性很高，尤其是如果小区中接待着若干高比特率分组载体时更是如此。特别地，诸如web浏览之类的非实时(NRT)服务具有突发行为，当这些服务从激活状态转向非激活状态，或者从非激活状态转向激活状态时，对实际的接收或者发射功率水平存在极大的影响。假定在判定是否向另一载体给予资源的时候，接待的NRT载体随机地处于非激活状态，则如果在把额外的无线电资源许可给无线电载体之后，一些NRT载体立即返回激活状态，那么系统很可能变得不稳定。结果是传输质量低和呼叫掉线。避免这种情况的一种途径是把许可阈值设成较低的数值，但是这意味着在多数情况下通信容量被浪费。

就第二种方法来说，除了估计所需变化之后的功率水平之外，还估计所有处于非激活状态的NRT无线电载体变成激活状态情况下的潜在功率增大。只有当两个估计值之和低于某一预定功率阈值时，才准许所请求的额外无线电资源。从而这种方法中，无线电资源的分配以其中所有处于非激活状态的NRT载体都变成激活状态的最坏情况的考虑条件为基础。从而，能够可靠地避免不稳定性，但是如果NRT无线电载体占据了大部分可用资源，并且如果有效利用率较低，则大量的容量被浪费。例如，如果NRT无线电载体占据75％的可用资源，并且有效利用率为1/3有效时间，则浪费的容量为50％。可认为在采用3G网络后的第一阶段中，这种方法适合于3G网络，但是一旦高速NRT服务得到普及，这种方法就会浪费大量的容量，因为最坏的情况几乎是不可能发生的。

发明内容

本发明的目的是改进对无线电接入网络的无线电载体的无线电资源的分配。

根据本发明，利用向无线通信网络中的若干无线电载体分配无线电资源的方法实现该目的，所述方法包括确定至少一组选择的所述无线电载体和/或多个集合的所述无线电载体中的每个无线电载体和/或每个无线电载体集合的当前活动状态的第一步骤。例如，可由网络和移动终端之间的具体无线电链路的所有无线电载体产生无线电载体集合。

在下一步骤中，根据所述一组选择的无线电载体的每个无线电载体或者每个无线电载体集合改变其当前活动状态的概率，确定表示出停机概率的数值。术语“停机”(outrage)指的是不能预期系统具有足以支持当前处于激活状态的所有用户的足够资源的非理想状态。对于不同的系统可进行不同的定义。例如，在WCDMA中，停机事件指的是总功率超过预定阈值的情况。

在最后步骤中，根据表示出停机概率的确定数值和预定阈值的比较结果，确定是否要改变无线电资源的当前分配。

同样，利用用于无线通信网络的网络部件的模块实现上述发明目的，所述模块包括根据提出的方法，改变无线电资源的分配的装置。另外，提出了一种包含这种模块的无线通信网络。最后，利用实现提出的方法的算法实现本发明的目的。

本发明的原理是当知道当前情形下的停机概率是否超过了所述停机概率的预定阈值时，可更有效地增大或降低资源。通过接纳如果同时都处于激活状态，则可被服务的更多无线电载体，小区可被超额预订(overbooked)。和上面提及的第二种常规方法相比，这提高了可用容量的利用率。同时，和上面提及的第一种常规方法相比，降低了系统不稳定的危险。在存在许多非激活NRT载体的情况下，在停机概率的计算中考虑了这一点，从而可获得恰当的安全余量。

根据本发明，通过利用和选择的一组载体或多组载体中的多个无线电载体或多个无线电载体集合的活动状态的变化概率相关的信息，可按照任意适当的方式确定表示停机概率的数值。表示停机概率的数值可由停机概率本身构成，或者由停机概率具有已知影响的数值构成。因此，与表示停机概率的数值比较的阈值是关于停机概率的阈值，或者是随可接受的停机概率而定的其它一些阈值。

根据从属权利要求，本发明的优选实施例变成显而易见。

根据本发明，无线电资源的当前分配的变化可由当前分配的资源的增大和/或减少构成。在比较结果表示停机概率低于所述停机概率的阈值的情况下，增大分配给无线电载体的无线电资源。相反，在比较结果表示停机概率超过停机概率的阈值的情况下，减少分配给无线电载体的无线电资源。停机概率的阈值指示许可的停机概率，并且至少包含在用于比较的所述预定阈值中。特别地，通过增大或降低分配给不同无线电载体的比特率，可增大或减少分配的无线电资源。对于增大和减小负载来说，预定的阈值可不同。

选择的一组无线电载体和/或多个无线电载体集合最好包括无线接入网络的一个小区的基于分组的所有无线电载体，即可从激活转变成非激活，以及从非激活转变成激活的无线电载体。具体地说，这样的分组无线电载体可以是(不过不限于是)NRT无线电载体。

在选择的一组无线电载体和/或多个无线电载体集合包括NRT无线电载体的情况下，该组无线电载体可包括无线通信网络的所有NRT无线电载体或者选择的NRT无线电载体。例如，选择的一组无线电载体可包括在专用信道(DCH)上分配的所有NRT载体。在下行链路共用信道(DSCH)上，只计划传送当前处于激活状态的NRT无线电载体，从而载体不能随意变成激活状态。但是，DSCH上当前处于激活状态的载体可随意变成非激活状态，此外，会发生任意无线电载体都不存在要传送的内容的情况。这意味着在DSCH上，也存在随机行为，于是，选择的一组无线电载体也可包含分配在DSCH上的NRT无线电载体。

本发明可用于在上行链路及在下行链路中分配无线电资源。只是必须关于发射的信号和接收的信号单独确定表示停机概率的数值。

根据无线通信网络中，激活的无线电载体用于接收或发射信号的功率，可确定表示停机概率的数值。另一方面，可根据激活的无线电载体的接收数据或发射数据的吞吐量，可确定表示停机概率的数值。

从而，例如当考虑所述一组无线电载体和/或多个无线电载体集合的每个无线电载体和/或无线电载体集合在预定时段内改变其当前活动状态的概率时，表示停机概率的数值可被确定为所述无线通信网络中的所有无线电载体的接收信号或发射信号的总功率超过预定功率电平阈值的概率。

同样，当考虑所述一组无线电载体和/或多个无线电载体集合的每个无线电载体和/或无线电载体集合在预定时段内改变其当前活动状态的概率时，表示停机概率的数值可被确定为所述无线通信网络中的所有无线电载体的接收信号或发射信号的总吞吐量超过预定吞吐量阈值的概率。

就给出的两种概率来说，表示停机概率的数值被确定为过载概率。代替计算准确的过载概率，还可估算表示停机概率的数值。 ${\widehat{\mathrm{\μ}}}_{\mathrm{total}}+Q*{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\mathrm{total}}^2$ 的和给出估计值。该和中， 是接收或发射信号的预计平均功率， 是接收或发射信号的功率的预计方差。根据所述一组无线电载体和/或多个无线电载体集合中的无线电载体和/或无线电载体集合改变它们当前的活动状态的概率，估计

和

Q是随停机概率的预定阈值而选择的固定值。这种估算更有可能确定表示停机概率的数值，因为和精确计算相比，它需要较低的计算能力。这种估算可产生相同的结果，只是在功率不呈正态分布的情况下，精度稍差。

相同的等式可用于接收或发射信号的预计平均吞吐量和预计的吞吐量方差的对应数值。

可如同所述那样定义无线电载体或无线电载体集合的可能活动状态。在特别简单的情况下，无线电载体的活动状态被限制为两种状态，即激活状态和非激活状态。但是同时可定义任意种的不同活动状态。

对选择的一组无线电载体和/或多个无线电载体集合中的所有无线电载体和/或所有的无线电载体集合来说，对于所述活动状态的每种可能变化，例如从激活状态到非激活状态以及从非激活状态到激活状态，无线电载体或无线电载体集合改变其当前的活动状态的概率可被固定成相等的数值。这样的方法可构成一种特别简单的解决办法。但是，无线电载体或无线电载体集合改变其当前的活动状态的概率取决于多种因素，对于不同的无线电载体或不同的集合来说，所述多种因素不必相同。例如，这种因素是使用的分组调度技术，也可以是采用无线电载体的不同类型的服务。为了获得无线电载体或无线电载体集合改变其当前活动状态的更分化(differentiated)的概率，于是提出根据无线电载体或无线电载体集合的选择属性，确定活动状态的每种可能变化的概率。另一方面，也可根据相应无线电载体或者无线电载体集合的统计评估，确定活动状态的每种可能变化的概率。

另外，活动状态的每种可能变化的概率可随着时间而变化，在概率的确定中可以(但是不是必须)考虑这一点。

根据本发明，表示停机概率的数值的确定以改变它们当前的活动状态的无线电载体的概率为基础。如果另外还基于对停机概率存在影响的其它因素，则可提高该数值确定的可靠性。例如，这样的因素可以是在受到其它小区干扰的情况下，突然发生状态转变的概率，或者无线电信道衰减的概率。

本发明特别(但是不是唯一地)适用于WCDMA无线电接入网络。于是，本发明的无线通信网络可以是或者可包括WCDMA RAN。尤其是如果使用其中在GSM上服务大多数语音呼叫，在WCDMA上服务高速服务的组合GSM(全球移动通信系统)和WCDMA网络，则和提及的第二种常规方法相比，根据本发明的方法获得的可用容量会很大。

附图说明

下面将参考附图，更详细地说明本发明，其中：

图1中无线电资源的分配中采用的比特率修改的流程图；

图2是一种特定类型的关于无线电载体的活动状态的状态变换图，p和q可随着时间而变化；

图3图解说明了服务于NRT无线电载体的DCH的寿命。

具体实施方式

上面已说明了图1的图解说明基于功率的比特率修改的流程图。

在WCDMA RAN的PS模块中实现的这种比特率修改也是将给出的本发明的例证实施例的基础。但是，本发明的实施例提出和常规的准许标准不同的准许标准。这些准许标准使参考图1提及的‘增大负载’算法和‘减轻负载’算法能够更分异地判定是否应增大或减轻当前负载，以及当前负载应被增大或减轻多少。

在本发明的第一实施例中，使用下述准许标准：

Pr(P_total＞P_threshold)＜P_outage                 (1)

其中左侧的项构成当前的停机概率。在左侧的项中，P_total是模拟(model)总的接收或发射的宽带功率的随机变量，P_threshold是指示在哪一功率水平下达到过载的预定功率阈值。右侧的项P_outage是代表可接受的停机概率的预定阈值。

如果确定停机概率低于预定的停机概率P_outage，则通过准许载体所请求的比特率，增大负载。如果停机概率超过预定的停机概率P_outage，则通过使分组载体的比特率降低一定数量，降低当前负载，降低所述一定数量会使确定的停机概率和预定的停机概率相等。

现在将说明如何计算等式(1)左侧的项。

通过研究依赖于随机变量a_i和描述小区的当前状态，例如最近的功率水平的某些辅助参数S的功率估计函数f(a₁，a₂，...，a_n，S)，可描述P_total随机变量的概率密度函数(pdf)，随机变量a_i分别模拟NRT无线电载体的活动。每个载体可处于两种活动状态，即激活或非激活状态之一。这些状态具有Bernoulli分布，概率或者为q和1-q，或者为p和1-p，取决于NRT载体当前是处于激活状态还是处于非激活状态。

图2表示了图解说明一个无线电载体的不同的可能变换概率的状态变换图。图2左侧的第一个椭圆形21代表NRT载体的非激活状态，而图2右侧的第二个椭圆形22代表NRT载体的激活状态。这两种状态之间的可能变换由箭头指示。当载体的当前状态21为非激活状态时，在选定的某一时间间隔内，该载体变成激活状态的概率为p。当载体的当前状态22为激活状态时，在选定的时间间隔内，该载体变成非激活状态的概率为q。另外载体也有可能保持其当前状态21、22。对于当前的非激活状态21来说，概率为1-p，对于载体的当前的激活状态22来说，概率为1-q。概率p和q可随着时间而变化。

功率估计值P_total可认为是当前总功率和功率的估计变化的和。对于上行链路和下行链路来说，功率估计函数f(a₁，a₂，...，a_n，S)不同。

本实施例中，对于上行链路来说，功率估计以在“UplinkAdmission Control and Soft Capacity with MUD in CDMA”(Holma，H.，Laakso，J.，1999年)中描述的“Integral Method”为基础，以便确定接收功率的估计变化

$\mathrm{\Δ}{\hat{P}}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}=\frac{\mathrm{\Δ}\widehat{\mathrm{\η}}}{1-{\mathrm{\η}}_{\mathrm{old}}-\mathrm{\Δ}\widehat{\mathrm{\η}}}{P}_{\mathrm{rx},\mathrm{total},\mathrm{old}}----\left(2\right)$ 这里η_old是前一周期的负载分数，

是负载分数方面的估计变化，P_{rx，total，old}是前一周期的总接收功率。

负载分数被定义为： ${\mathrm{\η}}_{\mathrm{old}}=\frac{P_{\mathrm{rx},\mathrm{total},\mathrm{old}}-P_{\mathrm{rx},\mathrm{noise}}}{P_{\mathrm{rx},\mathrm{total},\mathrm{old}}}----\left(3\right)$

这里，P_rx，noise是接收的噪声功率。

单个激活NRT载体的所需负载分数贡献为： ${\mathrm{\η}}_i=\frac{1}{\frac{W}{{\mathrm{\ρ}}_i{R}_i}+1}----\left(4\right)$

这里W是WCDMA系统码片速率，ρ_i是第i个载体的所需E_b/N₀(每个有用比特的能量与噪声功率谱密度间的比值)，R_i是第i个载体的比特率。

由此，可产生起因于NRT活动变化的

估计值： $\mathrm{\Δ}\widehat{\mathrm{\η}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\frac{a_{i,\mathrm{new}}}{\frac{W}{{\mathrm{\ρ}}_{i,\mathrm{new}}{R}_{i,\mathrm{new}}}+1}-\frac{a_{i,\mathrm{old}}}{\frac{W}{{\mathrm{\ρ}}_{i,\mathrm{old}}{R}_{i,\mathrm{old}}}+1})----\left(5\right)$

这里，活动变量a_i具有分别模拟“非激活”和“激活”的状态0和1，N是NRT载体的数目。下标old用于表示前一周期的变量或测量结果，下标new用于表示新的，即下一周期的变量或测量结果。

现在，对于a_i的每种组态(a₁，a₂，...，a_N)，可计算接收功率方面的估计变化 随后，确定其中准许标准成立的一组组态S_grant： $S_{\mathrm{grant}}=\{(a_1,a_2,...,a_N)\&Element;{\&lsqb;\mathrm{0,1}\&rsqb;}^N|P_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}+{\mathrm{\&Delta;}\hat{P}}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}(a_1,a_2,...,a_N)<P_{\mathrm{threshold}}\}----\left(6\right)$

该集合的概率最后可计算成组态的概率之和： $\mathrm{Pr}(P_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}+\mathrm{\&Delta;}{\hat{P}}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}<P_{\mathrm{threshold}})=\underset{(a_1,a_2,...a_N)\&Element;S_{\mathrm{grant}}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Pi;}}}\mathrm{Pr}\left(a_i\right)\right)----\left(7\right)$

对于下行链路来说，除了使用另一功率估计函数之外，过程类似。总的发射功率被表示为P_tx，total。

可利用下述等式计算当前功率P_tx，total的估计变化： $\mathrm{\&Delta;}{\hat{P}}_{\mathrm{tx},\mathrm{total}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\hat{A}{P}_{\mathrm{tx},\mathrm{total},\mathrm{old}}+\mathrm{\&Delta;}\hat{B}}{1-A_{\mathrm{old}}-\mathrm{\&Delta;}\hat{A}}----\left(8\right)$

这里下行链路“负载量度”A和B被定义成： $A=\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{active}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i$ $B=\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{active}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{B}_i----\left(9\right)$

A_i和B_i是小区的所有N_active个激活载体中的第i个激活载体的单独贡献： $A_i=\frac{(1-{\mathrm{\&alpha;}}_i)}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_i{R}_i}+(1-{\mathrm{\&alpha;}}_i)}----\left(10\right)$

和 $B_i=\frac{\left(\frac{P_{\mathrm{noise},i}+P_{\mathrm{other},i}}{h_i}\right)}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_i{R}_i}+(1-{\mathrm{\&alpha;}}_i)}=\frac{(\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{pilot}}}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{pilot},i}}-P_{\mathrm{tx},\mathrm{total}})}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_i{R}_i}+(1-{\mathrm{\&alpha;}}_i)}----\left(11\right)$

这些等式中，α_i是第i个载体的正交性，P_noise，i是在第i个载体的用户设备接收的噪声功率，P_other，i是在第i个载体的用户设备接收的其它小区干扰，h_i是朝着第i个载体的用户设备的路径损耗，P_tx，pilot是BTS发射的引导功率，ρ_pilot，i是第i个载体的用户设备中的引导功率E_c/N₀(每个调制比特的能量与噪声频谱密度的比值)测量结果。

由此，可获得源于NRT活动变化的

和 估计值： $\mathrm{\&Delta;}\hat{A}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}(\frac{a_{i,\mathrm{new}}(1-a_i)}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_{I,\mathrm{new}}{R}_{i,\mathrm{new}}}+(1-a_i)}-\frac{a_{i,\mathrm{old}}(1-a_i)}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_{i,\mathrm{old}}{R}_{i,\mathrm{old}}}+(1-a_i)})----\left(12\right)$

和 $\mathrm{\&Delta;}\hat{B}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}(\frac{a_{i,\mathrm{new}}(\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{pilot}}}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{pilot},i}}-P_{\mathrm{tx},\mathrm{total}})}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_{i,\mathrm{new}}{R}_{i,\mathrm{new}}}+(1-a_i)}-\frac{a_{i,\mathrm{old}}(\frac{P_{\mathrm{tx},\mathrm{pilot}}}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{pilot},i}}-P_{\mathrm{tx},\mathrm{total}})}{\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_{i,\mathrm{old}}{R}_{i,\mathrm{old}}}+(1-a_i)})----\left(13\right)$

这里，使用的下标new和old再次表示相应的参数是属于前一周期还是属于新的、下一周期。

现在，对于a_i’的每种组态(a₁，a₂，...，a_N)，可计算发射功率方面的估计变化

随后，确定其中准许标准成立的一组组态S_grant： $S_{\mathrm{grant}}=\{(a_1,a_2,...,a_N)\&Element;{\left[\mathrm{0,1}\right]}^N|P_{\mathrm{tx},\mathrm{total}}+\mathrm{\&Delta;}{\hat{P}}_{\mathrm{tx},\mathrm{total}}(a_1,a_2,...,a_N)<P_{\mathrm{tx},\mathrm{threshold}}\}----\left(14\right)$

最后，该集合的概率被计算成组态的概率之和： $\mathrm{Pr}(P_{\mathrm{tx},\mathrm{total}}+\mathrm{\&Delta;}{\hat{P}}_{\mathrm{tx},\mathrm{total}}<P_{\mathrm{tx},\mathrm{threshold}})=\underset{(a_1,a_2,...,a_N)\&Element;S_{\mathrm{grant}}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Pi;}}}\mathrm{Pr}\left(a_i\right)\right)----\left(15\right)$

等式(7)和(15)的缺陷在于关于P_{tx，total，new}计算概率密度函数，等式(7)和(15)不是很容易，因为它们是NRT载体的数目的指数。于是，作为本发明的第二实施例，提出一种除了精度方面的轻微损失外，具有相同结果的估算，从而可代替概率Pr(P_total＜P_threshold)的精确计算，采用所述估算。

代替计算过载的准确概率Pr(P_total＜P_threshold)，单个载体的活动概率可用于估算供下述准许标准之用的总的接收或发射功率的平均值 和方差 ${\widehat{\mathrm{\&mu;}}}_{\mathrm{total}}+Q{\widehat{\mathrm{\&sigma;}}}_{\mathrm{total}}<P_{\mathrm{threshold}}----\left(16\right)$

其中等式(16)中左边的一项构成P_total随机变量的估算1-P_outage百分位。Q是直接根据预定的停机概率阈值P_outage计算的常数。更具体地说，Q(P_outage)＝^-1*(1-P_outage)，这里^-1是标准正态分布的cdf(累积分布函数)的倒数。例如，如果假定正态分布和5％的停机概率，则需要的Q值为1.64。

在正态分布的情况下，等式(16)的标准等同于等式(1)中的标准。两个标准都确定停机概率是否被预计大于预定的阈值P_outage。

但是，一般说来不能假定正态分布。这样，等式(16)给出使算法运行更快的良好近似。

现在将详细地说明如何能够根据无线电载体改变它们的当前活动状态的概率，关于上行链路和下行链路确定平均值

和方差

可根据下式计算上行链路中接收功率的估算平均值

${\widehat{\mathrm{\&mu;}}}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}=P_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}^{\&prime;}+\mathrm{\&Delta;}{\hat{P}}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}----\left(17\right)$

这里，P_rx，total′是总接收功率的最新测量结果，

是由修改的比特率和无线电载体在激活状态和非激活状态之间切换引起的估算变化值。通过再次利用前面提及的“Integral Method”，估算

$\mathrm{\&Delta;}{\hat{P}}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\widehat{\mathrm{\&eta;}}}{1-{\mathrm{\&eta;}}^{\&prime;}-\mathrm{\&Delta;}\widehat{\mathrm{\&eta;}}}{P}_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}^{\&prime;}----\left(18\right)$

该等式中，η′是如下定义的负载分数： ${\mathrm{\&eta;}}^{\&prime;}=\frac{P_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}^{\&prime;}-P_{\mathrm{rx},\mathrm{noise}}}{P_{\mathrm{rx},\mathrm{total}}^{\&prime;}}----\left(19\right)$ 是如下产生的估算的负载变化： $\mathrm{\&Delta;}\widehat{\mathrm{\&eta;}}=\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{mod}\mathrm{ified}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&eta;}}_{i,\mathrm{new}}-{\mathrm{\&eta;}}_{i,\mathrm{old}})+\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{inactive}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{\mathrm{UL}}{\mathrm{\&eta;}}_i-\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{active}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{\mathrm{UL}}{\mathrm{\&eta;}}_i----\left(20\right)$

在等式(20)中，如下根据比特率和所需的E_b/N₀确定单独的负载贡献： ${\mathrm{\&eta;}}_i=\frac{1}{1+\frac{W}{{\mathrm{\&rho;}}_i{R}_i}}----\left(21\right)$

这里W是WCDMA码片速率，R_i是载体比特率，ρ_i是所需的E_b/N₀。

等式(20)由三项组成。第一项确定请求更多容量的载体的负载变化。预计所有修改后的载体在下一周期中处于激活状态。第二项确定由于非激活用户变成激活状态而引起的负载变化。最后，第三项确定由于激活用户变成非激活状态而引起的负载变化，其中排除了被认为已修改的激活用户。在第二和第三项中，为了分别描述从非激活转变为激活的概率和从激活转变为非激活的概率，定义了两个参数p_UL和q_UL。

通过把总接收功率随机变量P_rx，total模拟成恒定平均值μ_rx，total加上随机变量ε_rx，NRT，可估算上行链路中接收功率的标准偏差 随机变量ε_rx，NRT模拟由当前的NRT载体活动状态引起的不确定性。

P_rx，total＝μ_rx，total+ε_rx，NRT            (22)

根据等式(22)估算将直接产生所需的标准偏离估计值

的接收功率方差： ${\widehat{\mathrm{\&sigma;}}}_{\mathrm{rx},\mathrm{NRT}}^2={\widehat{\mathrm{\&mu;}}}_{\mathrm{rx},\mathrm{NRT}}^2(\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{active}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(p_i(1-p_i){\mathrm{\&eta;}}_i^2\right)+\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{inactive}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(q_i(1-q_i){\mathrm{\&eta;}}_i^2\right))----\left(23\right)$

这里N_nrt是DCH的NRT载体的数目。

可按照相似的方式计算下行链路中发射功率的平均估计值 和标准偏离估计值

在给出的确定上行链路和下行链路中的过载概率的两个实施例中，RNA的每个NRT无线电载体需要图2中图解说明的两种变换概率p和q。可利用精度不同的各种方法确定这些概率。对于随机接入网络的所有NRT载体，这些概率可被固定为相同的数值，或者可根据载体的某些属性，相对于每个载体确定不同的概率p、q。此外，对于每个单独载体，可进行状态转换的时间相关统计评估。

例如，下面将说明根据关于web浏览行为的一个非常简单的通信模型，确定p和q的固定值的方法。

本实施例中，NRT通信将被模拟成web浏览模型，因为假定大多数的NRT通信是web浏览。当然当引入必须考虑的新业务时，该模型也可发生变化。

图3中略述了一种非常简单的web浏览行为。

下行链路的web浏览行为由包括TCP连接和初始HTTP请求的一些初始信令31表征。初始信令31之后是一系列的分组脉冲串。在每个脉冲串内，采用的无线电载体处于激活状态，在脉冲串之间的时段内，载体处于非激活状态。在每个脉冲串之后，设置非激活计时器33。当连接直接被关闭时或者当DCH非激活计时器达到释放DCH的阈值时，脉冲器序列32被终止。阈值被设置成0-20秒。假定在CCH(共用信道)上进行初始信令31，并且一旦传输脉冲串32被启动，就分配DCH。

本实施例中没有模拟TCP慢速启动行为。这对p和q的设置存在影响，因为慢速启动意味着图3中激活周期的第一部分31会被分成一系列的短脉冲串，从而这种情况下，会增大改变状态的概率。

如果把25kbyte的分组呼叫大小假定为参数数值，把5秒的读取时间假定为两个脉冲串之间的时间来模拟下行链路中的web浏览通信，则可获得p和q的估计值。

64kbit/s的比特率对应于约为3秒的分组下载时间的假定参数数值。考虑100毫秒的周期，现在可估计把状态从激活改变成非激活以及从非激活改变成激活的概率。从非激活到激活的改变的概率为p＝0.1秒/5秒＝0.02。从激活到非激活的改变的概率为q＝0.1秒/3秒＝0.033。

在两种情况下，假定当前激活/非激活周期的平均剩余时间等于读取时间，因此假定活动改变过程遵守指数分布。此外，没有考虑非激活超时时段。相反，简单地假定DCH的释放类似于处于释放时的状态，即非激活状态。

简便起见，还假定使用64kbit/s作为下载时间近似适用于所有的比特率。如果预计用户行为依赖于可用比特率，即如果能够预计在存在高比特率的情况下，则用户更可能会下载较大的文件，类似地，在只存在低比特率的情况下，则用户会回避大型的网页和文件，则可做出这种假定。

Claims (23)

1、向无线通信网络中的多个无线电载体分配无线电资源的方法，所述方法包括：

确定至少一组选择的所述无线电载体和/或多个所述无线电载体集合中的每个无线电载体和/或每个无线电载体集合的当前活动状态(21、22)；

根据所述一组选择的无线电载体的每个无线电载体和/或每个无线电载体集合改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)，确定表示停机概率的数值；以及

根据确定的表示停机概率的所述数值和预定阈值的比较结果，确定是否改变无线电资源的当前分配。

2、按照权利要求1所述的方法，其中在所述比较表示停机概率低于所述停机概率的阈值的情况下，确定增大分配给无线电载体的无线电资源。

3、按照权利要求1或2所述的方法，其中在所述比较表示停机概率超过所述停机概率的阈值的情况下，确定减少分配给无线电载体的无线电资源。

4、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述无线通信网络是蜂窝网络，其中所述一组选择的无线电载体包括在所述无线通信网络的一个小区中使用的无线电载体。

5、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述一组选择的无线电载体和/或多个无线电载体集合只包括在所述无线通信网络中使用的分组无线电载体。

6、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述一组选择的无线电载体和/或多个无线电载体集合只包括在所述无线通信网络中使用的非实时(NRT)无线电载体。

7、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述一组选择的无线电载体和/或多个无线电载体集合包括分配在专用信道(DCH)上的非实时(NRT)无线电载体。

8、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述一组选择的无线电载体和/或多个无线电载体集合包括分配在下行链路共用信道(DSCH)上的非实时(NRT)无线电载体。

9、按照前述权利要求之一所述的方法，其中当考虑所述一组无线电载体和/或多个无线电载体集合的每个无线电载体和/或无线电载体集合在预定时段内改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)时，所述无线通信网络中所有无线电载体的接收信号或发射信号的总功率超过预定功率电平阈值的概率被确定为表示停机概率的所述数值。

10、按照权利要求1-8之一所述的方法，其中当考虑所述一组无线电载体和/或多个无线电载体集合的每个无线电载体和/或无线电载体集合在预定时段内改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)时，所述无线通信网络中所有无线电载体的接收信号或发射信号的总吞吐量超过预定吞吐量阈值的概率被确定为表示停机概率的所述数值。

11、按照权利要求1-8之一所述的方法，其中 ${\widehat{\mathrm{\&mu;}}}_{\mathrm{total}}+Q*{\widehat{\mathrm{\&sigma;}}}_{\mathrm{total}}^2$ 的和被 确定为表示停机概率的所述数值，其中

是接收或发射信号的预计平均功率， 是接收或发射信号的功率的预计方差，根据所述一组选择无线电载体和/或多个无线电载体集合中的无线电载体和/或无线电载体集合改变它们各自的当前活动状态(21、22)的概率(p、q)，估计 和 其中Q是随停机概率的预定阈值而选择的固定值。

12、按照前述权利要求之一所述的方法，其中除了根据所述一组选择无线电载体和/或多个无线电载体集合中的每个无线电载体和/或无线电载体集合改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)之外，还根据对停机概率具有影响的其它因素确定表示停机概率的所述数值。

13、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述活动状态(21、22)可以是激活状态或者非激活状态。

14、按照前述权利要求之一所述的方法，其中对所述选择的一组无线电载体和/或多个无线电载体集合中的所有无线电载体或无线电载体集合来说，对于活动状态(21、22)的每种可能变化，无线电载体或无线电载体集合改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)被固定成相等的数值。

15、按照权利要求1-13之一所述的方法，其中根据所述无线电载体或所述无线电载体集合的选择属性，为所述选择的一组无线电载体和/或多个无线电载体集合中的每个无线电载体或无线电载体集合确定无线电载体或无线电载体集合改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)。

16、按照权利要求1-13之一所述的方法，其中根据相应无线电载体或者无线电载体集合的统计评估，针对活动状态(21、22)的每种可能变化，确定无线电载体或无线电集合改变其当前活动状态(21、22)的概率(p、q)。

17、按照前述权利要求之一所述的方法，其中所述无线通信网络是宽带码分多址(WCDMA)无线电接入网络(RAN)。

18、用于无线通信网络的网络部件的模块，所述模块包括根据前述权利要求之一改变无线电资源的分配的装置。

19、按照权利要求18所述的模块，其中用于改变无线电资源的分配的所述装置是在所述模块中实现的算法。

20、按照权利要求18或19所述的模块，其中所述模块是用于宽带码分多址访问(WCDMA)无线电接入网络(RAN)的分组调度模块。

21、包含具有按照权利要求18-20之一所述模块的网络部件的无线通信网络。

22、按照权利要求21所述的无线通信网络，是宽带码分多址访问(WCDMA)无线电接入网络(RAN)。

23、实现按照权利要求1-17之一所述的方法的算法。

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