CN1859765A - 一种hsdpa呼叫准入控制方法 - Google Patents

Abstract

一种HSDPA呼叫准入控制方法。其包括下列步骤：A)在系统初始化时，估算HSDPA系统高速下行链路共享信道当前可承载的数据传输最大吞吐量，得出吞吐量门限；B)分析请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端的服务质量要求，得出用户终端所需占用信道的有效速率；C)统计已接入HSDPA系统高速下行链路共享信道进行业务传输的各用户终端传输速率；将B)和C)的结果相加后，与HSDPA系统高速下行链路共享信道的吞吐量门限进行判断比较，根据判断比较结果对请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端的呼叫进行准入判决。其可以有效的改善HSDPA呼叫准入判决的准确性，降低系统的呼叫阻塞概率。

Description

一种HSDPA呼叫准入控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及无线资源管理(CAC)中呼叫准入控制领域。

背景技术

针对无线移动通信系统，需要通过无线资源管理(Radio ResourceManagement，RRM)技术有效地分配无线资源，从而保证较高的系统性能。其中，呼叫准入控制(Call Admission Control，CAC)是较为重要的无线资源管理技术之一。传统的呼叫准入控制的判决方法主要可分类为基于用户数量、基于等效频宽、基于发送功率、基于接收功率、基于信号对干扰比(信干比)(Signal-to-Interference Ratio，SIR)测量、基于系统干扰测量和基于系统负荷测量等方法。

移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)WCDMA/UTRA-FDD标准R5版本中引入增强型下行无线传输链路(HighSpeed Downlink Packet Acess，HSDPA)，期望在对WCDMA网络结构最小改动的前提下提高无线链路下行传输速率和系统容量。HSDPA采用自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding，AMC)、混合自动请求重传(HybirdAutomatic Repeat Request，HARQ)、固定传输时间间隔(TTI，2ms)、固定扩频因子(SF＝16)、硬切换(Hard Handover，HHO)、快速调度(位于NodeB中)和快速小区选择(Fast Cell Selection，FCS)等无线传输技术实现高速无线传输链路，但不采用快速功率控制(Fast Power Control，FPC)、正交可变扩频因子(Orthogonal Variable Spreading Factor，OVSF)和软切换(SoftHandover，SHO)技术，使无线链路传输速率高达10Mbps以上。

HSDPA在原有的业务传输信道上添加了高速下行链路共享信道(HighSpeed Downlink Shared CHannel，HS-DSCH)用于流媒体、交互式和背景式等高速无线分组业务的共享，并添加共享控制信道(Shared Control Channel，SCCH)和上行链路专用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel，DPCCH)用于控制信令的传输。在媒体接入控制层(Medium Access Control，MAC)协议中，增加了高速实体(Medium Access Control-high speed，MAC-hs)用于处理在HS-DSCH信道上传输的业务。

MAC-hs实体包含HARQ和HSDPA的调度功能以及对HS-DSCH的控制功能，MAC-hs功能实体位于基站(NodeB)中。

HSDPA具有独特的设计特点，采用了提高频谱利用率的物理层传输技术和链路自适应技术，形成了码分/时分复用共存的高速无线链路，其高速下行链路共享信道(HS-DSCH)主要用于传输流媒体、交互式和背景式三种类型的无线分组业务，此三种类型业务的主要特征是吞吐量和时延都具有动态特性，采用传统的呼叫准入控制方法已经不能适用于以上业务的业务质量(QoS)要求和码分/时分复用共存的高速无线链路特征。

文献[1]“O.Salent，J.perez，R.Agusti，‘Uplink RRM for conversational andinteractive service in UTRA-FDD’”和文献[2]“Mohamod Moustafa，IbrahimHabib，‘GAME Based Radio Resource Management in Wideband CDMANetworks’，IEEE，2001”公开了一种基于吞吐量的WCDMA下行链路呼叫准入控制算法，该算法给出的准入判决策略为：只要新呼叫接入导致的下行链路负荷因子增量与系统当前负荷因子之和低于预设的负荷因子门限，即允许新呼叫的接入，即：

             η_DL+Δη_DL＜η_{DL_threshold}

式中η_DL为下行链路的负荷因子；Δη_DL为由于新用户的接入而导致的下行链路负荷因子的增量；η_{DL_threshold}为系统预设的负荷因子门限值。文献中分别给出了η_DL和Δη_DL的计算公式：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{DL}}=\frac{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j}{R_{\max }}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j\frac{V_j{(E_b/I_0)}_j}{W}[(1-\stackrel{\‾}{\mathrm{\α}})+\stackrel{\‾}{i}]$

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\η}}_{\mathrm{DL}}=R_k\frac{V_k{(E_b/I_0)}_k}{W}[(1-\stackrel{\‾}{\mathrm{\α}})+\stackrel{\‾}{i}]$

其中，W为系统带宽；R_max为小区允许的最大吞吐量；R_j为用户j的比特速率；V_j为用j户的激活因子； α为小区间的平均正交性， i为其它小区与本小区的下行链路平均干扰功率比。

但是这种传统的吞吐量估算方法在HSDPA系统下并不适用。这是因为HSDPA高速无线链路采用了多种新的技术，如混合自动请求重传(HARQ)、自适应调制编码(AMC)、高速调度等，这些技术都对高速无线链路的吞吐量性能产生影响。另外，高速链路的吞吐量特性和时延特性也随着实时变化的信道条件变化。因此，传统的吞吐量估算方法以及基于该吞吐量参数的呼叫准入判决方式并不能及时、有效的反映HSDPA当前的信道条件和用户业务的服务质量(QoS)需求，不能反映HSDPA系统高速下行链路共享信道的特点，在计算的准确性方面也无法得到保证。

发明内容

本发明目的在于克服上述缺陷而提出的一种HSDPA呼叫准入控制方法，其根据混合自动请求重传、自适应调制编码、快速调度等对吞吐量性能的影响，估算HSDPA系统高速下行链路共享信道吞吐量，然后基于该吞吐量判决对用户的呼叫进行准入控制。这种方法可以有效的改善HSDPA呼叫准入判决的准确性，降低系统的呼叫阻塞概率。

为实现本发明目的而提供的一种HSDPA呼叫准入控制方法，包括下列步骤：

步骤A)在系统初始化时，估算HSDPA系统高速下行链路共享信道当前可承载的数据传输最大吞吐量，得出吞吐量门限；

步骤B)分析请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端的服务质量要求，得出用户终端所需占用信道的有效速率；

步骤C)统计已接入HSDPA系统高速下行链路共享信道进行业务传输的各用户终端传输速率；

步骤D)将步骤B)和步骤C)的结果相加后，与HSDPA系统高速下行链路共享信道的吞吐量门限进行判断比较，根据判断比较结果对请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端的呼叫进行准入判决。

所述步骤A)可以包括下列步骤：

步骤A1)估算混合自动请求重传对HSDPA链路吞吐量的影响；

步骤A2)估算自适应调制编码对链路吞吐量影响；

步骤A3)根据自适应调制编码和混合自动请求重传对链路吞吐量影响估算链路平均频谱利用率，根据链路平均频谱利用率得到给定带宽时的链路最大吞吐量。

所述步骤A2)可以包括下列步骤：

步骤A21)估算在小尺度衰落信道上自适应调制编码对链路吞吐量的影响；

步骤A22)估算在大尺度衰落信道上自适应调制编码对链路吞吐量的影响。

所述步骤D)可以包括下列步骤：

步骤D1)判决条件不满足，已经加入HSDPA系统的各用户终端的传输速率加上新用户终端所需占用信道的有效速率之和大于最大吞吐量门限时，则拒绝业务接入请求，并通知相应的终端；

步骤D2)否则，满足判决条件，已经加入HSDPA系统的各用户终端的传输速率加上新用户终端所需占用信道的有效速率之和小于或者等于最大吞吐量门限时，接受业务接入请求，分配无线资源，并通知相应的终端。

所述步骤B)中下行业务传输可以为：

基站内高速下行链路共享信道到高速下行链路共享信道切换业务；

基站之间高速下行链路共享信道到高速下行链路共享信道切换业务；

流媒体新呼叫业务；

交互式新呼叫业务；

背景式新呼叫业务；

上述业务中的一个或者一个以上的任意组合。

所述步骤B)中有效速率为使用自动重传成功传输概率对实时速率利用加权系数进行加权得到。

所述加权系数可以为误帧率。

所述加权系数可以为平均分组吞吐量。

所述加权系数可以为成功传输概率。

本发明的有益效果是：本发明提出的估算HSDPA系统HS-DSCH上吞吐量的方法，考虑到了各主要因素对吞吐量的影响，针对HSDPA的码分/时分复用共存的高速无线链路以及流媒体、交互式、背景式三种类型的无线分组业务的吞吐量和时延的动态特性，能够较好的估算HS-DSCH吞吐量特性。在这个基础上，提出了根据高速下行链路共享信道吞吐量指标对用户业务的接入请求进行准入控制方法。这样，可以有效地改善HSDPA的呼叫准入判决准确性，降低用户呼叫被阻塞的概率。

附图说明

图1为HSDPA呼叫准入控制方法流程图；

图2为位于(r，θ)处的用户终端与位于(r_i，θ_i)处的第i个基站间的距离示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和2进一步详细说明本发明的HSDPA呼叫准入控制方法。

如图1所示，本发明考虑到HSDPA系统高速下行链路共享信道的特点以及采用的多种技术，尤其是混合自动请求重传(HARQ)、自适应调制编码(AMC)、快速调度等对HSDPA链路吞吐量性能的影响，综合上述因素估算链路吞吐量性能指标。在这个基础上，再根据估算的吞吐量指标对用户业务的呼叫请求做出准入控制判决。

A)在系统初始化时，估算HSDPA系统HS-DSCH当前可承载的数据传输最大吞吐量，得出吞吐量门限Th。

A1)首先，估算混合自动请求重传(HARQ)对链路吞吐量的影响。

混合自动请求重传(HARQ)是指接收方在解码失败的情况下，保存接收到的数据，并要求发送方重传数据，接收方将重传的数据和先前接收的数据在解码之前进行组合。混合自动重传技术可以提高系统性能，并可灵活地调整有效码元速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。

混合自动请求重传(HARQ)是由前向纠错(Forward Error Correction，FEC)和自动重传(Automatic Repeat Request，ARQ)组成的，其中前向纠错采用的是Turbo码。

自动重传请求(ARQ)是一次数据传输失败时就要求重传的一种传输机制。在无线传输环境下，信道噪声和由于移动性带来的衰落以及其他用户的干扰使得信道传输质量较差，为了保证通信质量，就必须对数据分组加以保护，这种保护通常采用前向纠错编码(FEC)，即在分组中传输额外的比特开销。显然，过多的前向纠错编码会使传输效率变低。快速混合自动重传(HARQ)是ARQ和FEC相结合的混合差错控制方案。HARQ不但可以灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码，从而大大提高系统性能。HSDPA将AMC和HARQ技术结合起来就可以达到更好的链路自适应效果。

每个呼叫业务的分组在若干个传输时间间隔(Transmission Time Interval，TTI)内传输，即业务分组长度到链路层传输时间间隔(TTI)的映射是在若干个传输时间间隔(TTI)内进行。

MAC-hs功能实体中的HSDPA的快速分组调度算法控制着共享资源的快速分配，根据无线信道的质量状况和等待发射的数据量以及业务的优先等级等因素，快速地实现共享资源的最优分配。

共享信道上的无线多用户调度算法使得每个传输时间间隔(TTI)内发生的错误是相互独立的，所以每个传输时间间隔(TTI)数据的重传次数是独立的。根据中心极限定理，超过10个独立同分布随机变量的和可近似为高斯分布。则分组包的传输次数是一个均值为N_s，方差为σ²的高斯分布。

A2)根据混合自动请求重传(HARQ)对链路吞吐量的影响估算自适应调制编码(AMC)对链路吞吐量影响。

自适应调制编码(AMC)是根据瞬间信道条件的改变而相应发改变调制和编码格式。自适应调制编码(AMC)根据当前无线信道的质量状况和网络资源的使用情况选择最佳的下行链路调制和编码方式，从而尽可能增大终端用户的数据吞吐量，降低传输迟延。当用户处于有利的通信点时，则选择高阶调制和高速率的信道编码方式来传送用户数据，例如16QAM调制和3/4编码速率，从而得到较高的传输速率；而当用户处于不利的通信点时，则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案，例如QPSK调制和1/4编码速率，从而保证通信质量。

自适应调制编码(AMC)可以提供自适应的调制编码方案(七级调制)以适应不同的信道，它能够有效的提高传输速率和频谱利用率。自适应调制编码(AMC)将多用户调度技术和时域调度相结合，使终端处于低衰落状态。

自适应调制编码(AMC)结合混合自动请求重传(HARQ)进行工作，目标是最大化数据速率，同时满足服务质量(QoS)要求。

小尺度衰落和大尺度衰落是基站到用户终端无线信道的小尺度衰落和大尺度衰落，这两种衰落是同时存在的，用于描述基站到用户终端的无线信道特性。自适应调制编码的调制编码方案受小尺度衰落和大尺度衰落的影响，其不同的调制编码方案得到不同的吞吐量。

A21)估算在小尺度衰落信道上自适应调制编码(AMC)对链路吞吐量的影响。

对于平坦衰落信道，信道质量可由信噪比衡量。因为信道状态在一帧内保持不变，所以用一般的Nakagami-m信道来描述γ_b的统计特征。每帧的接收信噪比γ_b是一个服从伽玛(Gamma)分布的随机变量，

$f_{{\mathrm{\γ}}_b}\left({\mathrm{\γ}}_b\right)=\frac{m^m{\mathrm{\γ}}^{m-1}}{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}^m\mathrm{\Γ}\left(m\right)}\exp (-\frac{\mathrm{m\γ}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}})$

其中 γ_b：＝E{γ_b}为平均接收信噪比， $\mathrm{\Γ}\left(m\right):={\∫}_0^{\∞}{t}^{m-1}{e}^{-1}\mathrm{dt}$ 为伽玛(Gamma)函数，m为纳卡伽米(Nakagami)衰落指数(m≥1/2)。Nakagami-m信道模型代表一大类衰落信道，当m＝1时即为瑞利(Rayleigh)信道。

根据自适应调制编码(AMC)规则，调制编码方案(Modulation andCoding Scheme，MCS)和实时误帧率取决于接收信噪比γ_b。每种调制编码方案(MCS)的选择概率为

$\mathrm{Pr}\left(n\right)={\∫}_{{\mathrm{\γ}}_n}^{{\mathrm{\γ}}_{n+1}}{f}_{{\mathrm{\γ}}_b}\left({\mathrm{\γ}}_b\right)d{\mathrm{\γ}}_b=\frac{\mathrm{\Γ}(m,\frac{m{\mathrm{\γ}}_n}{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_b})-\mathrm{\Γ}(m,\frac{m{\mathrm{\γ}}_{n+1}}{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_b})}{\mathrm{\Γ}\left(m\right)}$

其中 $\mathrm{\Γ}(m,x):={\∫}_x^{\∞}{t}^{m-1}{e}^t\mathrm{dt}$ 为补充的非完全伽玛(Gamma)函数。同时调制编码方案(MCS)模式n下的平均重传次数为

${\stackrel{\‾}{N}}_n={\∫}_{{\mathrm{\γ}}_n}^{{\mathrm{\γ}}_{n+1}}{N}_{s}d{\mathrm{\γ}}_b$

其中，N_s为混合自动请求重传(HARQ)分组包的传输次数高斯分布的均值。

A22)估算在大尺度衰落信道上自适应调制编码(AMC)对链路吞吐量的影响

大尺度衰落是指由于基站到移动终端之间的距离导致的无线信号衰落，不同的距离和地理环境对无线信号有不同程度的衰落，使得接收信号的信噪比大小不同，影响调制编码方案，不同的调制编码方案得到不同的吞吐量，一般地，可采用简化的大尺度衰落信道表示式计算信道大尺度衰落。

简化的大尺度衰落信道利用现有的简化计算式得到。

例如：(1)考虑具有19个小区的多小区结构，(2)用户终端位置为均匀分布，(3)考虑对数正态大尺度衰落，(4)使用极坐标(r，θ)，把本小区基站作为与原点，(5)第i个基站到用户终端(r，θ)的衰落为

$L_i(r,\mathrm{\θ})=D^{-l}{10}^{\frac{X_i}{10}}=D^{-l}{e}^{Y_i}=D^{-l}{K}_i$

其中D为第i个基站到用户终端(r，θ)的距离，l为路径损失指数(典型值为3或4)。X_i为均值为零，标准差为σ_xi的高斯(Gaussian)分布，K_i为对数正态随机变量。如图2，第i个基站(r_i，θ_i)到用户终端(r，θ)的衰落为

$L_i(r,\mathrm{\θ})={(r^2+r_i^2-2r_{i}r\cos ({\mathrm{\θ}}_i-\mathrm{\θ}))}^{-\frac{1}{2}}{K}_i$

用户终端(r，θ)的接收信噪比为

${\mathrm{\γ}}_b=\frac{E_b}{N_t}=\mathrm{SF}\·\frac{{\mathrm{PL}}_0(r,\mathrm{\θ})/W}{N_0+\underset{i=1}{\overset{18}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PL}}_i(r,\mathrm{\θ})/W}$

$=\mathrm{SF}\·\frac{{\mathrm{PK}}_0{r}^{-l}/W}{N_0+\underset{i=1}{\overset{18}{\mathrm{\Σ}}}P{(r^2+r_i^2-2r_{i}r\cos ({\mathrm{\θ}}_i-\mathrm{\θ}))}^{-\frac{1}{2}}{K}_i/W}$

N₀为热噪声密度，P和W分别为传输功率与扩频带宽。因为高速下行链路使用满功率传输信号，所以热噪声的影响可以忽略不计。则

${\mathrm{\γ}}_b=\frac{K_0}{\underset{i=1}{\overset{18}{\mathrm{\Σ}}}{J}_i^{-l}{K}_i}=\frac{K_0}{\underset{i=1}{\overset{18}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i}=\frac{K_0}{I}$

整个干扰I可以记做

$I={10}^{\frac{X_I}{10}}$

其中X_I是均值为 方差为

的高斯(Guassian)随机变量。

则

$\frac{E_b}{N_0}=\frac{K_0}{I}={10}^{\frac{X_0-X_I}{10}}={10}^{\frac{X_T}{10}}$

其中X_T＝X₀-X_I是均值为m_T，方差为σ_T ²的高斯(Guassian)随机变量。

根据自适应调制编码(AMC)规则，调制编码方案(MCS)和实时误帧率取决于接收信噪比γ_b。每种调制编码方案(MCS)的选择概率为

$\mathrm{Pr}\left(n\right)={\∫}_0^R{\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_S}{P}_{n|r,\mathrm{\θ}}r\frac{2}{R^2{\mathrm{\θ}}_s}\mathrm{dxdy}$

$={\∫}_0^R{\∫}_0^{{\mathrm{\θ}}_S}[Q\left(\frac{{\mathrm{SNR}}_{n+1}-m_T}{{\mathrm{\σ}}_T}\right)-Q\left(\frac{{\mathrm{SNR}}_n-m_T}{{\mathrm{\σ}}_T}\right)]\·r\·\frac{2}{R^2{\mathrm{\θ}}_s}\mathrm{dxdy}$

其中R为小区半径，θ_S为随机的扇区角度值。调制编码方案(MCS)模式n下的平均重传次数为

${\stackrel{\‾}{N}}_n={\∫}_{{\mathrm{\γ}}_n}^{{\mathrm{\γ}}_{n+1}}{N}_{s}d{\mathrm{\γ}}_b$

其中，N_s为混合自动请求重传(HARQ)分组包的传输次数高斯分布的均值。

A3)然后根据自适应调制编码(AMC)对链路吞吐量影响估算链路平均频谱利用率，根据链路平均频谱利用率得到给定带宽时的链路最大吞吐量。

当采用MCS_n模式时，调制方式为M_n-QAM，编码速率为R_c。每个传输符号携带R_n＝R_c·log₂(M_n)个信息比特。对于未编码传输模式，R_c＝1。采用一个带宽为B＝1/T_s的奈氏(Nyquist)脉冲成形滤波器，其中T_s为符号速率。所以，平均频谱利用率(每单位带宽的比特速率)为

${\stackrel{\‾}{S}}_e=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{N_{\mathrm{code}}{R}_n(1-{\mathrm{FER}}_r\left(n\right))\mathrm{Pr}\left(n\right)}{{\stackrel{\‾}{N}}_n}$

${\mathrm{FER}}_r\left(n\right)={\∫}_{{\mathrm{\γ}}_n}^{{\mathrm{\γ}}_{n+1}}{\mathrm{FER}}_r\·d{\mathrm{\γ}}_b$

其中N_code为采用MCS_n模式时的码道数，FER_r(n)为MCS_n模式下的残余误帧率。系统对FER_r有一定的要求，必须不超过P_loss，即FER_r≤P_loss。

对于给定的带宽W，链路的平均吞吐量即为 $\stackrel{\‾}{\mathrm{Th}}=W\·\stackrel{\‾}{S_e}$

根据上述方法估算HSDPA高速下行链路共享信道的最大吞吐量Th后，对用户的业务请求做出准入判决。

B)分析请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端K+1的服务质量(QoS)要求，得出用户终端K+1所需占用信道的有效速率R_eff(k+1)。

一般地，HSDPA可以传输的业务为：

基站(NodeB)内HS-DSCH到HS-DSCH切换业务；

基站(NodeB)之间HS-DSCH到HS-DSCH切换业务；

流媒体新呼叫业务；

交互式新呼叫业务；

背景式新呼叫业务。

高速分组数据业务由共享下行信道提供，是一个采用时分复用的CDMA系统。基于反馈信道传递的信道状态信息，调度算法对用户终端进行时间片配置。吞吐量与调度器密切相关因为每个调度区间内哪个用户数据被传输直接影响到用户可以达到的吞吐量。

由于没有考虑误帧率和重传信息，实时速率不能完全表示传输速率。首先，它只表示当分组包成功接收时的传输速率。发生分组包传输错误时，实际传输速率为零，分组包重传或者丢弃。这种错误在多用户系统中更加明显。其次，对于大多数混合自动请求重传(HARQ)机制，基于软合并，重传具有高的成功率。对于任何一种调度算法，用有效速率R_eff(k)代替实时速率R_MCS(k)，这样调整调度算法使得其考虑了实际重传机制。

有效数据速率是如下二者的比例：

1)下一次传输能够携带的平均信息量；

2)携带如此信息量所需要的平均时间或资源。

用户k在第L次传输时的有效数据速率为

$R_{\mathrm{eff}}\left(k\right)={\mathrm{\μ}}_L(\mathrm{\η},{\stackrel{\→}{\mathrm{\Φ}}}_{L-1},\mathrm{MCS}\left(k\right))=\frac{E\left(S\right|\mathrm{\η},{\stackrel{\→}{\mathrm{\Φ}}}_{L-1},\mathrm{MCS}\left(k\right))}{E\left(T\right|\mathrm{\η},{\stackrel{\→}{\mathrm{\Φ}}}_{L-1},\mathrm{MCS}\left(k\right))}$

其中 表示以往的传输记录，包括传输功率使用情况，调制与编码方式MCS等。MCS(k)代表用户终端k所使用的调制与编码方式，η表示用户终端k的预测信噪比SINR。

为考虑以往传输的平均成功传输信息比特数，

考虑以往传输的平均传输时间。

所述的在HSDPA使用的高速调度算法有轮询(Round Robin)算法，最大载干比(Max.C/I)算法和比例公平(Proportional Fair)算法。

使用自动重传(ARQ)成功传输概率对实时速率进行加权可以得到R_eff(k)。F_MCS(k)(η)为使用MCS(k)，输入信噪比为η时的误帧率。R_MCS表示采用调制编码方案(MCS)作为调制编码方式时的实时数据速率。成功传输概率取决于是否是重传版本。当是重传版本时，成功传输概率取决于采用的HARQ重传机制。

混合自动请求重传(HARQ)重传机制有停止-等待(Stop-and-Wait)机制、顺序重传(Go back N)机制和选择重传(Selected retransmission)机制。

则

$R_{\mathrm{eff}}\left(k\right)=R_{\mathrm{MCS}\left(k\right)}\·(1-F_{\mathrm{MCS}\left(k\right)}(\mathrm{\η}+{\widehat{\mathrm{\η}}}_L))$

其中， 为前L-1传输累积的预测信噪比SINR。对于简单自动重传(ARQ)， ${\widehat{\mathrm{\η}}}_L=0,$ 对于Chase combining， ${\widehat{\mathrm{\η}}}_L={\mathrm{\Σ}}_{k=1}^{L-1}\mathrm{\η}\left(t_k\right),$ ${\widehat{\mathrm{\η}}}_1=0.$ 这种机制给重传提供了高优先级，因为Chase combining使得重传成功概率大大增加。

在估算用户的有效速率R_eff(k)时，可以采用不同的加权方法，如，还可以使用基于有效吞吐量的平均分组吞吐量，不仅仅考虑当前传输还有未来重传的影响，吞吐量的计算依赖于HARQ机制和信道特征；或者是使用成功传输概率对实时速率进行加权，即

          R_eff(k)＝R_MC(k)·(1-F_MCS(k)(η))

即在估算成功传输概率时不考虑是否是重传版本。

C)统计已接入HSDPA高速下行链路共享信道(HS-DSCH)进行业务传输的各用户终端传输速率。

$\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{eff}}\left(i\right)$

D)将B)和C)相加的结果与HSDPA系统HS-DSCH的吞吐量门限进行判断比较，根据判断比较结果对该用户终端的呼叫进行准入判决。

$\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{\mathrm{eff}}\left(i\right)+R_{\mathrm{eff}}(k+1)\≤\mathrm{TH}$

D1)判决条件不满足时，即已经加入HSDPA系统的各用户用户终端的传输速率加上新用户业务所需占用信道的有效速率之和大于最大吞吐量门限时，则拒绝业务接入请求，并通知相应的用户终端(UE)；

D2)否则，满足判决条件，即已经加入HSDPA系统的各用户终端的传输速率加上新用户业务所需占用信道的有效速率之和小于或者等于最大吞吐量门限时，接受业务接入请求，分配无线资源，并通知相应的用户终端(UE)。

本发明提出的估算HSDPA系统HS-DSCH上吞吐量的方法，考虑到了各主要因素对吞吐量的影响，针对HSDPA的码分/时分复用共存的高速无线链路以及流媒体、交互式、背景式三种类型的无线分组业务的吞吐量和时延的动态特性，能够较好的估算HS-DSCH吞吐量特性。在这个基础上，提出了根据高速下行链路共享信道吞吐量指标对用户业务的接入请求进行准入控制的过程。这样，可以有效地改善HSDPA的呼叫准入判决准确性，降低用户呼叫被阻塞的概率。

本实施例是使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤A)在系统初始化时，估算HSDPA系统高速下行链路共享信道当前可承载的数据传输最大吞吐量，得出吞吐量门限；

步骤B)分析请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端的服务质量要求，得出用户终端所需占用信道的有效速率；

步骤C)统计已接入HSDPA系统高速下行链路共享信道进行业务传输的各用户终端传输速率；

步骤D)将步骤B)和步骤C)的结果相加后，与HSDPA系统高速下行链路共享信道的吞吐量门限进行判断比较，根据判断比较结果对请求接入HSDPA系统进行下行业务传输的用户终端的呼叫进行准入判决。

2.根据权利要求1所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述步骤A)包括下列步骤：

步骤A1)估算混合自动请求重传对HSDPA链路吞吐量的影响；

步骤A2)估算自适应调制编码对链路吞吐量影响；

步骤A3)根据自适应调制编码和混合自动请求重传对链路吞吐量影响估算链路平均频谱利用率，根据链路平均频谱利用率得到给定带宽时的链路最大吞吐量。

3.根据权利要求2所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述步骤A2)包括下列步骤：

步骤A21)估算在小尺度衰落信道上自适应调制编码对链路吞吐量的影响；

步骤A22)估算在大尺度衰落信道上自适应调制编码对链路吞吐量的影响。

4.根据权利要求1至3任一项所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述步骤D)包括下列步骤：

步骤D1)判决条件不满足，已经加入HSDPA系统的各用户终端的传输速率加上新用户终端所需占用信道的有效速率之和大于最大吞吐量门限时，则拒绝业务接入请求，并通知相应的终端；

D2)否则，满足判决条件，已经加入HSDPA系统的各用户终端的传输速率加上新用户终端所需占用信道的有效速率之和小于或者等于最大吞吐量门限时，接受业务接入请求，分配无线资源，并通知相应的终端。

5.根据权利要求1所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述步骤B)中下行业务传输为：

基站内高速下行链路共享信道到高速下行链路共享信道切换业务；

基站之间高速下行链路共享信道到高速下行链路共享信道切换业务；

流媒体新呼叫业务；

交互式新呼叫业务；

背景式新呼叫业务；

上述业务中的一个或者一个以上的任意组合。

6.根据权利要求1或5所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述步骤B)中有效速率为使用自动重传成功传输概率对实时速率利用加权系数进行加权得到。

7.根据权利要求6所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述加权系数为误帧率。

8.根据权利要求6所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述加权系数为平均分组吞吐量。

9.根据权利要求6所述的HSDPA呼叫准入控制方法，其特征在于，所述加权系数为成功传输概率。

Images