CN1688178A - 宽带码分多址移动通信系统的下行压缩模式选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)通信系统的下行压缩模式方式的优选方法，该下行链路压缩模式的选择方法根据用户终端的不同业务类别，或者根据用户终端的不同服务级别要求，设置用户终端的服务级别，同时根据网络负载情况，设置不同的服务级别门限值，当负载较高的时候，则让少量级别最高的用户采用扩频因子减半的压缩模式方法，当负载较低的时候，则允许大部分用户采用扩频因子减半的压缩模式方法，从而合理分配了网络资源，实现了对不同用户的差别对待，同时又保证了整个系统的正常运行和稳定操作。

Description

宽带码分多址移动通信系统的下行压缩模式选择方法

技术领域

本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)通信系统的下行压缩模式方式的优选方法。

背景技术

现有的蜂窝移动通信系统中，为了提高频谱资源的利用率，降低对系统的干扰，提高系统的容量，系统中基站的射频功率限制在一定的范围之内，既满足对本小区的覆盖需要，又降低了对其他小区的干扰。当移动台离开一个小区，进入另外一个小区，此移动台所接收到的原来小区的信号必定越来越弱，当信号质量降低到一定门限，此时无论是否增加功率都无法满足链路的通信质量。为了保持通信的质量，同时又不中断当前正在进行的通信连接，必须将该移动台的接续由原来的基站切换到另外信号较强、通信质量较高的基站，这就是蜂窝移动通信系统中切换的概念。

切换分为硬切换和软切换。在不同系统或者不同频率间所进行的切换为硬切换。WCDMA系统中，为了完成硬切换过程，需要测量异频或异系统小区的信息。由于WCDMA移动通信系统中用户终端(UE)一般都采用单接收机，这样为了完成对异频的测量，而又不中断当前的连接，这就要求下行链路必须采取压缩模式，单接收机的UE利用压缩帧中的传输间隔时隙进行对异频的测量。

下行压缩模式就是在空中接口的数据帧中利用各种技术在正常的传输帧中空出一定数据传输时隙的帧结构类型。空出的时隙被称为传输间隔，在这段传输间隔里，基站不发送任何数据，移动台也不接收此物理信道。这样，移动台就可以利用该传输间隔，将其射频接收机转换到需要测量的异频目标频率，完成对异频的各种测量，以便向网络报告目标频率的信号状况，协助网络作出正确的切换判决。

压缩模式的方式下，由于需要在正常帧里面留出一定的传输间隔用来进行对异频的测量，这相对缩短了传输时隙长度，人们很自然地想到了提高传输时隙的传输比特速率，这样就可以在压缩模式的压缩帧里面传输和正常帧相同的数据比特，而不降低整个帧的比特速率。这也是最早所采用的压缩模式方法，即扩频因子减半的压缩方法。

扩频因子减半是一种比较容易实现的下行压缩模式方法，同时具有传输速率不变，用户通信服务的服务质量(Qos)基本能得到保障，不需要上层参与的优点。

在采用扩频因子减半的压缩模式方法中，为了补偿传输间隔的影响，需要提高传输时隙的比特速率。为了保证发送的信息能被正确接收，在进行压缩模式传输时，在对下行链路信号进行外环功率控制过程中，相应地需要增加压缩模式下行链路信号的信号干扰比(SIR)目标值。根据3GPP协议的规定，在压缩模式下，下行链路信号SIR目标值至少比正常模式增加了一倍，这相应地引起下行功率成比例地增加。而下行链路信号发射功率的大幅度增长，造成小区负载的增加，增大了对小区的干扰。

除了以上缺点，当采用扩频因子减半法来实现压缩模式时，如果当前使用的扩频码的父码能够使用时，则使用父码作为压缩模式期间的扩频码，如果扩频码的父码不能使用时可以使用和父码具有相同级别的其他空闲码。这样，该码的所有子码将不能被分配给其他UE使用。当小区内连接UE用户的扩频因子较小时，采用这种方式带来的弊端是容易引起小区内可接纳用户数大量减少，造成码资源的极大浪费，从而可能降低小区内用户接入成功率。

当小区没有扩频码资源可以利用时，则需要使用替换扰码，通过映射可以实现一个小区内扩频码与替换扰码的一一对应，但由于替换扰码与其他扰码之间的正交性较差，当小区内使用替换扰码的用户数增加时，会增加用户间的相互干扰，影响系统的性能。

同时，当用户确定需要启动压缩模式时，大多情况下用户都位于小区边缘。此时，下行链路信号发射功率相对都比较高。如果当小区内连接用户数较多，相对具有较多用户都需要启动压缩的时候，此时下行负载将变得很大，如果大量用户采用扩频因子减半的情况下，发射功率将变得相当的高，干扰加剧，很容易造成负载拥塞，系统性能的急剧下降。

另外，当扩频因子等于4时，这是WCDMA系统下行链路所使用的最低扩频系数，此时没有更小的扩频因子可用，而不能采用扩频因子减半的压缩模式方法。

为了弥补扩频因子减半压缩模式方式的不足，相继产生了高层调度和打孔的压缩方法。高层调度的方法就是通过上层对传输信道的速率和组合格式进行限制，在压缩模式中，只可以使用被容许的TFCS(传输格式组合集)的一个子集，降低高层传输至物理层的数据流量，通过底层的速率匹配和非连续发射指示比特的插入最终在物理层形成压缩模式帧格式。其优点是在压缩模式期间，不需要增加发射功率，不需要占用码资源，操作简单。

高层调度的压缩模式方法，其缺点是压缩模式期间，传输数据速率降低；需要上层控制，增加了上层开销；在下行链路中以数据字段为代价，扩大了传输格式组合标志(TFCI)域，TFCI域扩展到了数据域；当无线帧中传输信道有固定的开始位置时，则不能使用上层调度的压缩模式方法；而且，当传输格式组合集中没有较低速率的传输格式组合子集时，该方法亦不可用。

打孔的压缩模式方法就是通过提高传输信道的编码效率来获得传输间隔，即当采用卷积码或Turbo码时，可以利用编码的冗余性，通过交织和速率匹配将一定的冗余比特整合在一起进行打孔删除，形成传输间隔。其优点是压缩模式期间，不降低信号速率，不占用码资源，不用高层参与。

但是当采用打孔的方式时，由于编码纠错性能的降低，编码增益的下降，在进行压缩模式下对下行链路信号进行外环功率控制时，仍然需要提高下行链路信号的SIR目标值来进行补偿。根据3GPP协议的规定，较之扩频因子减半的下行压缩模式方法，打孔下行压缩模式下，SIR目标值的增量低了很多，其功率增加也相应降低了很多。但是当打孔比例过高的时候，会造成传输误码增加，使下行通信链路质量下降，服务质量(Qos)得不到保证。

现有技术的压缩模式选择方法，在决定下行压缩模式方式的选择中，大都是首先采用扩频因子减半的压缩方法，其次采用高层调度的方法，最后采用打孔的压缩方法。在发明名称为“码分多址通信系统的下行压缩模式方式的优选方法”，编号为CN1371191A的中国专利文献中公开了上述现有技术的压缩模式选择方法。

WCDMA系统中，不但存在着传统的话音服务，数据服务，更有时新的视频服务，游戏服务，Internet服务等等大量丰富的业务类别以及各种各样的增值业务。这些不同的业务类别显然具有不同的服务质量(QoS)要求，具有不同的传输数据比特速率的要求。如话音及视频业务对传输速率、时延以及QoS的要求明显高于数据等业务的要求。因特网及数据传输等业务对传输数据速率变化却不是很敏感。游戏等其他各种新型业务对服务质量及传输速率变化具有不同的反应。

当这些具有不同业务类别的用户进行下行压缩模式方式的选择时，如果上述现有技术方法选择压缩模式，用户将按照启动压缩模式的先后顺序依次选择扩频因子减半的方法，高层调度的方法，打孔的方法。这样的选择顺序，使通信系统极有可能会让那些对传输速率，服务质量要求不高的业务类别的用户采用传输比特速率不变，服务质量相对较高的扩频因子减半的下行压缩模式方法；而那些对传输速率，服务质量要求很高的业务类别的用户由于系统负载的限制，却只能采用传输数据速率降低了的高层调度、或者服务质量相对较低的打孔的下行压缩模式方法，这样用户的传输速率和服务质量反而没有得到保证。

上述现有技术的下行压缩模式方法选择所造成的后果是资源分配的不合理，用户服务满意度下降，投诉率上升，对WCDMA系统服务质量评价下降。同时，由于服务提供商和用户之间将来有可能产生不同的服务级别要求，一些用户情愿缴纳比普通用户更多的服务费用，以获得较高的通信服务质量。而上述现有技术的压缩模式方式选择方法则不利于不同用户服务级别的差别对待。因此，需要一种改进的压缩模式选择方法，以克服这些缺陷。

发明内容

本发明的目的就是提供一种宽带码分多址移动通信系统中下行链路压缩模式的选择方法，该方法弥补现有下行压缩模式选择方法的不足。本发明的一种WCDMA码分多址移动通信系统下行链路压缩模式的选择方法，首先根据UE的不同业务类别，或者根据UE的不同服务级别要求，设置UE的服务级别；然后根据网络负载设置服务级别门限值G_TH；通过判断UE服务级别是否大于服务门限值以初步确定该用户是否适合采用扩频因子减半的下行压缩模式方法；判断扩频因子是否大于设定值，进一步确定该用户是否可以采用扩频因子减半的方法。这样对于那些对传输速率，服务质量要求较高的用户，则让他们优先采取扩频因子减半的下行压缩模式方法，从而保证他们的服务质量要求；同时根据网络负载情况，设置不同的服务级别门限值，当负载较高的时候，则让少量级别最高的用户采用扩频因子减半的压缩模式方法，当负载较低的时候，则允许大部分用户采用扩频因子减半的压缩模式方法。这样，通过给不同用户分配不同的下行压缩模式，合理分配了网络资源，实现了对不同用户的差别对待，同时又保证了整个系统的正常运行和稳定操作。

本发明一种宽带码分多址移动通信系统下行链路压缩模式选择方法，包括步骤：

(1)通用移动通信系统陆地无线接入网(UTRAN)根据测量要求需要启动下行压缩模式；

(2)根据用户业务类别等设置用户终端(UE)服务级别；

(3)根据系统负载设置服务级别门限值G_TH；

(4)判断UE服务级别是否大于门限值G_TH，如果是则进行步骤(5)，否则进行步骤(7)；

(5)进一步判断扩频因子是否大于设定值，如果是则进行步骤(6)，否则进行步骤(7)；

(6)决定采用扩频因子减半的下行压缩模式方法；

(7)判断码组合传输信道(CCTrCH)中传输信道(Trch)是否具有固定的开始位置，是则进行步骤(10)，否则进行步骤(8)；

(8)判断传输格式组合集(TFCS)是否具有较低传输速率的传输格式组合(TFC)子集，是则进行步骤(9)，否则进行步骤(10)；

(9)决定下行压缩模式采用高层调度的压缩模式方法；

(10)决定下行压缩模式采用打孔的下行压缩模式方法；

(11)输出下行压缩模式方法选择结果。

本发明的上述下行链路压缩模式选择方法，其特征在于：所述用户业务类别包括话音服务、数据服务、视频服务、因特网服务、游戏服务等等。

采用以上技术方案所进行的下行压缩模式方式选择具有以下优点：一)提供一种可选的根据用户业务类别，例如语音、视频、数据、因特网服务等等，或者用户与服务提供商协商的不同服务级别，来进行对不同优先级别的用户进行服务质量不同的差别服务。对于那些具有较高优先级别的用户，首先保证他们的服务质量及传输速率要求。根据系统网络状况及负载状况，具有可调的保证一定服务质量的用户数量，当网络负载较大时，保证优先级较高的少量用户的服务质量；当网络负载较小时，保证较多用户的服务质量。如果将G_TH设置为0，则可以取消对不同用户的差别对待。二)根据小区用户数量及码资源设置合理的扩频因子门限SF_TH，不但保证了不会造成码资源的巨大浪费，引起小区用户接入数量的大量减少；同时也不会产生扩频码资源的不足，避免大量用户采用扰码引起的对小区干扰的增大。三)根据小区负载的情况，设置合理的服务级别G_TH门限值，这样在负载允许的情况下，保证一定用户的服务质量和传输速率要求；如果造成负载的急剧增加，有可能发生拥塞的情况下，则拒绝该用户采取扩频因子减半的下行压缩模式方法，这样可以保证整个系统的正常运行。四)根据用户业务类别及系统负载等综合情况，对那些需要进行下行压缩模式的用户，在决定下行压缩模式方法时可以保证一次性选择成功，避免了重复选择，加快了对该用户的响应时间，保证硬切换的顺利进行。

附图说明

图1为本发明的宽带码分多址移动通信系统下行链路压缩模式选择方法步骤示意图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明作进一步的详细说明。图1中，

步骤1：根据异频测量要求的需要，通用移动通信系统陆地无线接入网(UTRAN)需要启动下行压缩模式。

步骤2：根据UE的不同业务类别，或者UE的不同服务级别要求，设置UE的服务级别。一般来说，将那些对服务质量要求高的用户，或者对传输速率要求比较固定的用户，如话音，视频等实时业务设定为具有较高服务级别；而将那些对传输速率变化不敏感，服务质量变化承受力较高的业务设定为较低的服务级别；也可以根据服务提供商与用户将来可能签订的服务级别协议，将不同用户设定为具有不同的优先服务级别。不同优先级别的用户具有不同的服务质量差别。

步骤3：根据网络负载设置服务级别门限值G_TH。门限值的确定一般根据小区负载情况进行合理设置。负载大小的确定可以基于下行发射功率，也可以基于下行吞吐量。如果小区负载比较低，则可以将门限值取较低值，这样可以让更多的用户具有较好的服务质量和传输速率。当小区负载比较高的时候，将门限值取较高值，这样优先保证那些服务级别高的用户的服务质量和传输速率。如果将门限值设定为0，则小区所有用户具有相同的优先级别。门限值G_TH的可调性给系统带来了相当大的灵活性，保证了用户在选择扩频因子减半的下行压缩模式方法时，不会使系统的负载过大，从而引起系统的拥塞。

步骤4：判断UE服务级别是否大于服务门限值。这样对于那些对传输速率，服务质量要求较高的用户，则初步判定让他们采用扩频因子减半的下行压缩模式方法；对于那些对传输速率，服务质量不是很敏感的用户，则根据网络负载情况，当负载较高的时候，则拒绝让他们采用扩频因子减半的压缩模式方法，当负载较低的时候，可以有选择性地初步同意一部分用户采用扩频因子减半的压缩模式方法。

步骤5：对于那些初步同意采用扩频因子减半的下行压缩模式方法的用户，进一步判断扩频因子是否大于设定值。扩频因子设定值的取值一般根据小区用户数量及扩频码资源进行合理设置，如果取值太小，则造成码资源的巨大浪费，小区用户数的急剧减少。如果取值太大，又会引起扩频码资源的不足，当没有可用的扩频码资源而采用扰码时，由于扰码的非正交性，引起小区干扰的增大，系统性能的下降。设定值一般取大于4以上的数。

步骤6：对于用户服务级别，扩频因子要求均能满足的用户，则同意该用户采用扩频因子减半的下行压缩模式方法，这样既保证了较高服务级别用户的服务质量及传输速率要求，同时又不对整个系统性能产生太大的影响，对系统的干扰在系统的忍受程度之中。

步骤7：对于那些不能采用扩频因子减半压缩模式方法的用户，则判断他们的码组合传输信道(CCTrCH)中传输信道(Trch)是否具有固定的开始位置，因为高层调度必须要求传输信道(Trch)不能具有固定的开始位置。

步骤8：对于那些没有固定的开始位置的传输信道的用户，则进一步判断传输格式组合集(TFCS)是否具有较低传输速率的传输格式组合(TFC)子集，如果传输格式组合集中已经没有更低的传输速率的传输格式组合子集的话，则该用户亦不能采用高层调度的压缩模式方法。

步骤9：对于满足高层调度压缩模式方法以上2点要求的用户，决定让他们采用高层调度的压缩模式方法。高层调度的压缩模式方法虽然增加了高层的开销，降低了该用户的传输速率，但是不会增加下行发射功率，减少了对小区的干扰。

步骤10：对于那些既不能采用扩频因子减半，又不能采用高层调度的下行压缩模式方法的用户，最后决定让他们采用打孔的下行压缩模式方法。因为打孔的压缩方法对下行发射功率增加不多，对小区干扰影响不大，但是会引起该用户通信链路传输误码率的提高，通信传输质量的下降，这是对以上两种方法的最后补充。

步骤11：根据以上的判决，最终决定输出下行压缩模式方法选择结果。

Claims (2)

1.一种宽带码分多址移动通信系统下行链路压缩模式选择方法，包括步骤：

步骤1，通用移动通信系统陆地无线接入网(UTRAN)根据测量要求需要启动下行压缩模式；

步骤2，根据用户业务类别和服务级别设置用户终端(UE)服务级别；

步骤3，根据系统负载设置服务级别门限值G_TH；

步骤4，判断用户终端(UE)服务级别是否大于门限值G_TH，如果是则进行步骤5，否则进行步骤7；

步骤5，进一步判断扩频因子是否大于设定值，如果是则进行步骤6，否则进行步骤7；

步骤6，决定采用扩频因子减半的下行压缩模式方法；

步骤7，判断码组合传输信道(CCTrCH)中传输信道(Trch)是否具有固定的开始位置，是则进行步骤10，否则进行步骤8；

步骤8，判断传输格式组合集(TFCS)是否具有较低传输速率的传输格式组合(TFC)子集，是则进行步骤9，否则进行步骤10；

步骤9，决定下行压缩模式采用高层调度的压缩模式方法；

步骤10，决定下行压缩模式采用打孔的下行压缩模式方法；

步骤11，输出下行压缩模式方法选择结果。

2.根据权利要求1的所述下行链路压缩模式选择方法，其特征在于：所述用户业务类别包括话音服务、数据服务、视频服务、因特网服务，游戏服务等等。

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