CN1656825A - Cdma系统中壅塞控制的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一种用以监控及控制于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统中的壅塞现象的方法及系统。这种方法是基于使用者设备(UE)量测或无线存取网络(RAN)量测，检测上行传输的壅塞现象。在检测到壅塞现象后，壅塞解除措施便可以视需要而执行。

Description

CDMA系统中壅塞控制的方法及系统
技术领域
本发明是相关于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统，其中，这个系统的能力会受限于未删除的内信元干扰(intra-cellinterference)、未删除的外信元干扰(inter-cell interference)、及关连噪声基准(noise floor)的干扰。
背景技术
在分码多重存取(CDMA)系统中，限制系统能力的一个主要因素便是干扰。一般而言，分码多重存取(CDMA)系统均会试着将干扰尽可能地缩小。已知，功率控制便是一种常见的方法，其可以将干扰上限尽可能地降低。然而，当分码多重存取(CDMA)系统想要支持众多使用者的时候，即使传输功率已经获得控制，但是干扰位准却仍然无法完全接受。
已知，分码多重存取(CDMA)上行传输(UL)极点能力(pole capacity)的观念已经广为应用，借以决定发生系统壅塞的时间。这个观念是基于分码多重存取(CDMA)系统所造成的干扰的指数成长，亦即：大于噪声基准的所有干扰。分码多重存取(CDMA)系统所造成的干扰是由内信元干扰及外信元干扰组成。内信元干扰是使用者占用信元所产生的干扰。相反地，外信元干扰则是使用者占用信元外部、各个电源所产生的干扰。极点能力(pole capacity)是理论上的最大能力，假设各个移动装置均可以具有无限大的传输功率。典型地，实际能力仅占极点能力(pole capacity)的某个比例。虽然这种观念经常会应用在点对多点(point-to-multipoint)的分码多重存取(CDMA)系统中，但是，删除部分内信元干扰的接收器内部、多重使用者检测(MUD)的使用亦可能会改变这种观念所仰赖的基本原则，使这种观念变得不再合适。
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种方法，借以在具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统中评量壅塞现象。
发明内容
本发明有关一种方法及系统，其是基于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统的使用者设备(UE)量测或无线存取网络(RAN)量测，借以监控及控制上行传输的壅塞现象。
附图说明
图1是表示一种方法的流程图，其是根据本发明的较佳实施例，基于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统的使用者设备(UE)量测，借以监控上行传输的壅塞现象。
图2是表示一种方法的流程图，其是根据本发明的较佳实施例，基于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统的无线存取网络(RAN)量测，借以监控上行传输的壅塞现象。
图3是表示一种方法的流程图，其是根据本发明的较佳实施例，借以执行壅塞解除措施。
图4是表示一种系统，其是根据本发明的较佳实施例，基于使用者设备(UE)量测，借以监控及控制上行传输的壅塞现象。
图5是表示一种系统，其是根据本发明的较佳实施例，基于无线存取网络(RAN)量测，借以监控及控制上行传输的壅塞现象。
具体实施方式
就基于使用者设备(UE)量测的上行传输(UL)壅塞现象检测而言，正规分码多重存取(CDMA)系统(亦即：不具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统)的极点能力(pole capacity)可以借由噪声上升的量测而加以决定，其是整体察觉干扰相对噪声基准的比例。
杂讯上升的量测＝整体察觉干扰/杂讯基准＝1/(1-ηUL)           (1)
其中，整体察觉干扰(total perceived interference)是接收器的全部未删除干扰，其同时具有：内信元干扰及外信元干扰；噪声基准(noisefloor)是与分码多重存取(CDMA)系统无关的全部噪声，诸如：热噪声；而符号(ηUL)则是上行传输(UL)负载因素。然而，在具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统中，多重使用者检测(MUD)能力可能会缩小内信元干扰(Ior)及放大外信元干扰(Ioc)。因此，为了精确量测具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统的噪声上升，上行传输(UL)负载因素ηUL应该要补偿多重使用者检测(MUD)能力所造成的干扰效应。
为了具体地补偿多重使用者检测(MUD)能力所造成的干扰效应，上行传输(UL)负载因素ηUL会定义并加入两个参数，其中，一个参数是用来补偿内信元干扰(Ior)的缩小、另一个参数则是用来补偿外信元干扰(Ioc)的放大。第一参数，αUL，是表示删除内信元干扰(Ior)相对整体内信元干扰(Ior)的平均比例、并且可以用来补偿内信元干扰(Ior)的减少。第二参数，βUL，则是表示接收外信元干扰(Ioc)相对整体外信元干扰(Ioc)的平均比例、并且可以用来补偿外信元干扰(Ioc)的增加。根据本发明的较佳实施例，第一参数，αUL，及第二参数，βUL，均可以视需要而进行量测、计算、或假设。利用内信元干扰(Ior)、外信元干扰(Ioc)、第一参数αUL、及第二参数βUL，多重使用者检测(MUD)能力的整体察觉干扰(total perceived interference)可以表示为：
  (1-αUL)Ior+(1-βUL)Ioc
在本发明的第一较佳实施例中，壅塞现象检测是基于使用者设备(UE)量测。然而，相对于分码多重存取(CDMA)系统所产生的干扰，使用者设备(UE)量测仅会限制在内信元干扰(Ior)的范围内。因此，为了补偿外信元干扰(Ioc)，上行传输(UL)负载因素ηUL可以表示为：
η UL = ( 1 + i ) Σ j = 1 N 1 / ( 1 + W / ρ j R j v j ) - - - ( 2 )
其中，i是表示外信元干扰(Ioc)相对内信元干扰(Ior)的比例的预定数值，而总和则是表示内信元干扰(Ior)。在总和中，N是表示信元里面的使用者数目；W是表示载波频宽；而ρj、Rj、及νj则是分别表示第j使用者的信号噪声比(Eb/N0)、位速率、及活动因素。将内信元干扰(Ior)乘以(1+i)可以得到〔Ior+Ior(i)〕，其中，Ior(i)＝Ioc，借以使内信元干扰及外信元干扰均可以利用上行传输(UL)负载因素ηUL补偿。如等式(1)所示，当上行传输(UL)负载因素ηUL趋近1时，噪声上升会趋近于无限大。
当计算出上行传输(UL)负载因素ηUL后，噪声上升便可以表示为：
Figure A0381166300092
在图1中，基于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统的使用者设备(UE)量测，监控上行传输(UL)的壅塞现象的步骤是如图中所示、并表示为图标符号10。
这种方法会由步骤12开始，其最好能够利用等式(2)计算上行传输(UL)负载因素ηUL，如先前所述。接着，步骤14最好能够利用等式(3)计算噪声上升，如先前所述。噪声上升数值会正比于壅塞现象，其会在步骤16中进行评量，借以决定是否应该实施壅塞解除措施。若噪声上升数值大于预定数值，则步骤18便会实施壅塞解除措施。在本发明的较佳实施例中，触发壅塞解除措施的预定噪声上升数值可以是任何数值。举例来说，在一个较佳实施例中，预定噪声上升数值可以界于大约6dB及大约10dB中间。
相反地，若噪声上升数值小于预定噪声上升数值，则这种方法便会由步骤12重新开始。这种方法可以每隔预定时间间隔，便由步骤12重新开始。视情况需要，这个预定时间间隔亦可以是任何时间数量。举例来说，在一个较佳实施例中，这个时间间隔可以界于大约3sec及大约5sec中间。
在本发明的另一个较佳实施例中，上行传输(UL)壅塞检测亦可以是基于无线存取网络(RAN)量测。在这个较佳实施例中，外信元干扰(Ioc)及内信元干扰(Ior)、及第一参数αUL及第二参数βUL均可以读取基地台(BS)所提供的量测而加以决定。因此，相对于第一较佳实施例，上行传输(UL)负载因素ηUL及噪声上升便可以计算出来，且不需要使用预定数值以得到外信元干扰(Ioc)。
特别是，上行传输(UL)负载因素ηUL可以表示为：
ηUL＝1-杂讯基准/整体察觉干扰        (4)
其中，杂讯基准(Noise Floor)是与分码多重存取(CDMA)系统无关的全部噪声，且整体察觉干扰(Total Perceived Interference)是包括接收器的全部未删除干扰。由于计算整体察觉干扰(Total PerceivedInterference)所需要的组件为已知，因此，整体察觉干扰(Total PerceivedInterference)可以表示为：
  (1-αUL)Ior+(1+βUL)Ioc
借以使上行传输(UL)负载因素ηUL可以表示为：
ηUL＝1-杂讯基准/〔(1+βUL)Ioc+(1-αUL)Ior〕       (5)
当计算得到上行传输(UL)负载因素ηUL后，有效噪声上升便可以表示为：
杂讯上升＝10×log〔((1+βUL)Ioc+(1-αUL)Ior)/杂讯基准〕
                                                   (6)
在图2中，基于具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统的无线存取网络(RAN)量测，量测及避免上行传输(UL)的壅塞现象的步骤是如图中所示、并且利用图式符号50表示。
首先，第一步骤52是量测杂讯基准。接着，步骤54最好能够根据等式(5)，计算得到上行传输(UL)负载因素ηUL，如先前所述，其中，外信元干扰(Ior)、内信元干扰(Ioc)、第一参数(αUL)、及第二参数(βUL)可以读取基地台(BS)所提供的量测而加以定义。然而，在另一个较佳实施例中，比例αUL亦可以表示为：
α UL = { Σ i = 1 M [ 1 - [ ( Rx _ Code _ Power ‾ i · S F i ) / ( SIR ‾ i - I oc ‾ i ) ] / [ ( Total _ Perceived _ Interference ‾ - I oc ‾ i ) - Rx _ Code _ Power ‾ i ] } / M - - - ( 7 )
在这个较佳实施例中，第二参数βUL可以忽略，借以省去经由基地台(BS)接收器读取的需求。等式(7)所表示的其它参数是利用基地台(BS)所得到的量测加以识别及定义。举例来说，等式(7)所包括的其它参数是第i使用者的接收码功率 第i使用者的展频因素SFi、以及各个时槽的王动码数目M。
当计算得到上行传输(UL)负载因素ηUL后，步骤56便可以根据等式(6)计算噪声上升。如图1的较佳实施例所示，噪声上升数值会正比于壅塞现象。因此，噪声上升数值便可以在步骤58中进行评量，借以决定是否应该实施壅塞解除措施。若噪声上升数值大于预定数值，则步骤60会实施壅塞解除措施。反之，若噪声上升数值小于预定数值，则这种方法会每隔预定时间间隔，由步骤52重新开始。如图1的较佳实施例所示，预定噪声上升数值及预定时间间隔可以是任何数值，视情况而定。
壅塞解除措施可以利用数种实施方式完成。举例来说，特定使用者的信号噪声比(Eb/N0)目标可以降低，借以强迫那些使用者降低其传输功率。然而，这种方法的缺点是：那些使用者将可能会经历传输资料错误，且链接品质亦会大幅降低。
解除壅塞现象的一种较佳方法是降低特定使用者的数据传输率。使用者可以根据数据传输率、展频因素增益、最大传输功率、及路径损耗，借以决定其传输功率。如此，降低特定使用者的数据传输率(其暗示功率的降低)便可以利用相同的展频增加、但是利用较低的功率，达到相同的信号噪声比。另外，在宽频分码多重存取(WCDMA)分时双工(TDD)系统中，降低数据传输率会暗示：特定使用者将不会在时槽里面传输，进而得到时槽壅塞解除的额外好处。
解除壅塞现象的较佳方法会限制电源的数据传输率；因此，这种方法将不再需要任何重新传输。降低数据传输率的使用者选择是考量传输功率、接收功率、及服务等级。那些因素可以依照各个使用者考量，且亦可以个别地、集合地、或部分组合地考量，视情况而定。具有最大干扰贡献及具有最低服务等级优先级的使用者最好能够选择做为降低资料速率的候选使用者。
解除壅塞现象的较佳方法是表示在图3中，并利用图式符号100表示。一开始，步骤102、步骤104、及步骤106会分别决定各个使用者的传输功率、接收功率、及服务等级。随后，在步骤108中，各个使用者的噪声上升贡献便可以计算出来。如先前所述，噪声上升可以根据等式(3)或等式(6)计算，视情况需要而定。
在步骤110中，具有最大噪声上升贡献及具有最低服务等级优先级的使用者会加以选择。为了决定这个选择使用者，各个参数可以利用预定的加权因素。应该注意的是，加权因素可以使用任何数值，借以使选择使用者的优先级及噪声贡献可以视需要调整。另外，我们亦可以仅仅使用单一参数。或者，我们亦可以使用额外参数(诸如：噪声贡献及优先级)，其亦可以视需要而加权。选择使用者的准则是完全弹性的，且可以是能够精确识别具有可降低数据传输率的使用者的任何准则，借以降低壅塞现象。因此，选择使用者便可以，举例来说，表示为：
选择使用者＝W1(优先级)+W2(噪声贡献)  (8)
在步骤112中，选择使用者的数据传输率可以降低。在步骤113中，壅塞数量会进行评价，借以决定是否已经实施壅塞解除措施。若噪声上升的对应降低已经足以将噪声上升数值降低至可检测到壅塞现象的预定数值以下，则这种方法便可以结果，并且，如第1及2图所示的壅塞控制亦可以继续(步骤114)。或者，若尚未实施壅塞解除措施，借以使噪声上升数值降低至预定数值以下，则壅塞现象将会继续存在，而这种方法100则会返回步骤110或102，视情况需要而定，并继续执行下去，直到壅塞现象能够完全解除。
现在，请参考图4，其是表示一种系统200。这种系统200会基于使用者设备(UE)量测，借以执行壅塞控制。在系统200中，上行传输(UL)的壅塞现象是利用使用者设备(UE)量测进行监控及控制。这种系统200会具有至少一个使用者设备(UE)202、一个基地台(BS)或B节点214、及一个无线网络控制器210。
使用者设备(UE)包括一个具有多重使用者检测(MUD)能力的接收器203、一个内信元干扰(Ior)量测装置204、及一个内信元干扰(Ior)发送装置206。内信元干扰(Ior)量测装置204会利用使用者设备(UE)202所提供的信息，量测使用者设备(UE)202占用的信元里面、这个系统所产生的干扰数量。如先前所述，这类干扰是称为内信元干扰(Ior)。
基地台(BS)或B节点214包括一个具有多重使用者检测(MUD)能力的接收器205及一个内信元干扰(Ior)信号接收器208。内信元干扰(Ior)量测装置204所量测的内信元干扰(Ior)会由使用者设备(UE)202的内信元干扰(Ior)发送装置206传输至基地台(BS)或B节点214的内信元干扰(Ior)信号接收器208。基地台(BS)或B节点214，若需要，会处理内信元干扰(Ior)，借以得到整体干扰，如多重使用者检测(MUD)能力所影响的干扰。如先前所述，整体干扰可以利用内信元干扰(Ior)、第一参数αUL、第二参数βUL、及i加以得到。
当计算得到整体干扰后，上行传输(UL)负载因素ηUL及噪声上升便亦可以计算得到。若噪声上升大于预定数值，则各个使用者的噪声上升贡献便可以量测得到。较佳者，各个使用者的传输功率、接收功率、及服务等级亦可以量测得到。目前具有最大噪声上升贡献及最低服务等级优先级的使用者数据传输率会视需要降低，直到整体噪声上升降低至预定数值以下。换句话说，若具有最大噪声上升贡献的使用者数据传输率尚不足以将噪声上升降低至预定数值以下，则这种方法便会持续重新计算各个使用者的噪声上升贡献、并降低具有最大噪声上升贡献的使用者数据传输率。或者，这种方法亦可以继续利用目前使用者计算、并仅仅降低具有次大噪声上升贡献的使用者数据传输率。
在图5中，其是表示上行传输(UL)的壅塞控制系统的另一种较佳实施例，其是利用图式符号300表示。在系统300中，上行传输(UL)的壅塞现象是利用无线存取网络(RAN)量测进行监控及控制。这种系统300是具有至少一个使用者设备(UE)301、一个基地台(BS)或B节点306、及一个无线网络控制器(RNC)308。
使用者设备(UE)301包括一个具有多重使用者检测(MUD)能力的接收器303。基地台(BS)或B节点306包括一个具有多重使用者检测(MUD)能力的接收器305、一个内信元干扰(Ior)量测装置302、及一个外信元干扰(Ioc)量测装置304。基地台(BS)或B节点3 06会传送内信元干扰(Ior)及外信元干扰(Ioc)至具有无线资源管理(RRM)装置310的无线网络控制器(RNC)308。无线资源管理(RRM)装置310，配合基地台(BS)或B节点306，会视需要处理内信元干扰(Ior)及外信元干扰(Ioc)，借以得到整体干扰，如多重使用者检测(MUD)能力303及305所影响的干扰。如先前所述，整体干扰亦可以利用内信元干扰(Ior)、外信元干扰(Ioc)、第一参数αUL、及第二参数βUL计算得到。
当计算得到整体干扰后，上行传输(UL)负载因素ηUL及噪声上升亦可以计算得到。若噪声上升大于预定数值，则各个使用者的噪声上升贡献亦可以计算得到。较佳者，各个使用者的传输功率、接收功率、及服务等级亦可以量测得到。目前具有最大噪声上升贡献及最低服务等级优先级的使用者数据传输率会视需要降低，直到整体噪声上升能够降低至预定数值以下，如图4所述。
虽然本发明已利用较佳实施例详细说明如上。然而，熟习此技术者当了解，本发明并不必限定在特定的较佳实施例。并且，在不违背本发明精神及范围的前提下，熟习此技术亦可以对本发明的各个较佳实施例进行各种可能变动及调整。因此，本发明的保护范围当以下列专利申请权利要求范围为准。

Claims (18)

1.一种用以在具有多重使用者检测(MUD)能力的一分码多重存取(CMDA)系统中执行壅塞控制的方法，该方法包括下列步骤：
基于使用者设备(UE)量测，计算一噪声上升数值，其中，该已计算的噪声上升数值是表示该分码多重存取(CDMA)系统的干扰；
监控该噪声上升数值以检测壅塞现象；以及
在检测到壅塞现象时，实施壅塞解除措施。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该等使用者设备(UE)量测包括一内信元干扰数值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该计算一噪声上升数值的步骤包括：
补偿该分码多重存取(CDMA)系统的多重使用者检测(MUD)能力所造成的一干扰效应。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该分码多重存取(CDMA)系统的多重使用者检测(MUD)能力所造成的该干扰效应是一内信元干扰降低及一外信元干扰增加。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该壅塞解除措施包括：
决定各个使用者的一服务等级；
计算各个使用者的一噪声上升贡献；
选择目前具有最大噪声上升贡献及具有最低服务等级优先级的一使用者；以及
降低该选择使用者的数据传输率。
6.一种用以在具有多重使用者检测(MUD)能力的一分码多重存取(CMDA)系统中执行壅塞控制的方法，该方法包括下列步骤：
量测噪声基准；
基于无线存取网络(RAN)量测，计算一噪声上升数值，其中，该计算噪声上升数值是表示该分码多重存取(CDMA)的干扰；
监控该噪声上升数值以检测壅塞现象；以及
在检测到壅塞现象时，实施壅塞解除措施。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该无线存取网络(RAN)量测具有一内信元干扰数值及一外信元干扰数值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该无线存取网络(RAN)量测是该无线存取网络(RAN)内部的至少一基地台所得到的量测。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该无线存取网络(RAN)量测是该无线存取网络(RAN)内部的至少一B节点所得到的量测。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该计算一噪声上升数值的步骤包括：
补偿该分码多重存取(CDMA)系统的多重使用者检测(MUD)能力所造成的一干扰效应。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该分码多重存取(CDMA)系统的多重使用者检测(MUD)能力所造成的该干扰效应是一内信元干扰降低及一外信元干扰增加。
12.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该壅塞解除措施包括：
决定各个使用者的一服务等级；
计算各个使用者的一噪声上升贡献；
选择目前具有最大噪声上升贡献及具有最低服务等级优先级的一使用者；以及
降低该选择使用者的数据传输率。
13.一种用以在具有多重使用者检测(MUD)能力的一分码多重存取(CDMA)系统中执行壅塞控制的方法，该方法包括下列步骤：
量测噪声基准；
计算一噪声上升数值，其是考量该分码多重存取(CDMA)系统的多重使用者检测(MUD)能力的一干扰效应；
监控该噪声上升数值以检测壅塞现象；以及
在检测到壅塞现象时，实施壅塞解除措施，该壅塞解除措施包括：
决定各个使用者的一服务等级；
计算各个使用者的一噪声上升贡献；
选择目前具有最大噪声上升贡献及具有最低服务等级优先级的一使用者；以及
降低该选择使用者的数据传输率。
14.一种用以在具有多重使用者检测(MUD)能力的一分码多重存取(CDMA)系统中执行壅塞控制系统，该系统包括：
至少一使用者设备，其包括：
一接收器，具有多重使用者检测(MUD)能力；
一内信元干扰量测装置；以及
一内信元干扰发送装置；
其中，该内信元干扰发送装置是传送表示内信元干扰的一信号至一基地台；
该基地台包括：
一接收器，具有多重使用者检测(MUD)能力；
一内信元干扰信号接收器，用以接收该内信元干扰发送装置所传送的该信号；以及
一无线网络控制器，具有一无线资源管理装置，其是基于该使用者设备(UE)所得到的量测而执行壅塞控制。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，该系统是根据下列步骤执行壅塞控制：
计算一噪声上升数值，其是表示该分码多重存取(CDMA)系统的干扰；
监控该噪声上升数值以检测壅塞现象；以及
在检测到壅塞现象时，实施壅塞解除措施。
16.一种用以在具有多重使用者检测(MUD)能力的一分码多重存取(CDMA)系统中执行壅塞控制的系统，该系统包括：
至少一使用者设备，其包括：
一接收器，具有多重使用者检测(MUD)能力；
一基地台，其包括：
一接收器，具有多重使用者检测(MUD)能力；
一内信元干扰量测装置；以及
一外信元干扰量测装置；以及
一无线网络控制器，具有一无线资源管理装置，其是基于该基地台所得到的量测而执行壅塞控制。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，该系统是根据下列步骤执行壅塞控制：
计算一噪声上升数值，其是表示该分码多重存取(CDMA)系统的干扰；
监控该噪声上升数值以检测壅塞现象；以及
在检测到壅塞现象时，实施壅塞解除措施。
18.一种用以在具有多重使用者检测(MUD)能力的分码多重存取(CDMA)系统中执行壅塞控制的系统，该系统包括：
至少一使用者设备，其包括：
一接收器，具有多重使用者检测(MUD)能力；
一基地台，其包括：
一接收器，具有多重使用者检测(MUD)能力；
一内信元干扰量测装置；以及
一外信元干扰量测装置；以及
一无线网络控制器，具有一无线资源管理装置，其是基于该基地台所得到的量测而执行壅塞控制，该壅塞控制的步骤包括：
计算一噪声上升数值，其是表示该分码多重存取(CDMA)系统的干扰；
监控该噪声上升数值以检测壅塞现象；以及
在检测到壅塞现象时，实施壅塞解除措施。
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