背景技术
高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access,HSUPA)协议为宽带码分多址(WCDMA)的重要发展方向,其可向后兼容于WCDMA R99版本。相对于原有的R99版本,利用HSUPA技术可以充分提高上行用户的峰值传输速率以及小区上行的吞吐量,因此具有良好的应用前景。
HSUPA区别于WCDMA R99的特征之一,即为引入了基于基站节点(NodeB)的快速调度技术。基于Node B的快速调度,通过Node B确定一个小区负载门限,以此负载门限为基准,判断当前小区负载余量,根据判断结果,发送调度授权至用户,快速调整各个用户的最大可调用的上行资源,以求最大限度合理利用上行资源。
其中调度授权(Scheduling Grant)是Node B发送给用户设备的资源指示,分为绝对授权和相对授权,绝对授权通过绝对授权(Absolute Grant,AG)信道发送,相对授权通过相对授权(Relative Grant,RG)信道发送。
基于Node B的快速调度过程如图1所示,具体描述如下:
步骤101、用无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)下发的物理共享信道重配置命令(PHYSICAL SHARED CHANNELRECONFIGURATION REQUEST)携带的最大目标接受带宽总功率(TargetReceived Total Wide Band Power,Target RTWP)来计算小区的负载门限,计算公式如下:
小区负载门限=1-小区底躁/最大Target RTWP
其中,小区底躁是指小区没有用户时的RTWP值,获取小区底躁的方法有两种,一种为由RNC下发的物理共享信道重配置命令中的参考接受带宽总功率(Received Total Wide Band Power,RTWP)获得,另一种是由Node B本身直接获得。
Node B根据当前小区所有用户的负载情况,计算得到小区用户负载(Cellload)。
步骤102、判断Cellload是否大于小区负载门限,如果是,则执行步骤103;否则,执行步骤104。
步骤103、Node B通过相对授权信道向HSUPA用户下发调度授权降速率命令(Down),向下调整速率,将小区用户负载向下调整至小区负载门限附近,流程结束。
步骤104、Node B通过相对授权信道或者绝对授权信道向HSUPA用户下发调度授权升速率命令(UP),向上调整速率,将小区用户负载向上至调整小区负载门限附近,流程结束。
在上述流程中,所出现的小区用户负载超过小区负载门限的情况被称为小区负载过载,一旦发生小区负载过载,将导致分配给用户的资源不足,引起用户信号质量下降。
在上述基于Node B的快速调度过程中Node B只对HSUPA用户下发调度授权,而并不对非HSUPA用户下发调度授权,同时,用来确定小区负载门限的最大Target RTWP是针对小区所有用户的数据,也就是说是针对包括HSUPA用户和非HSUPA用户在内的所有用户的负载门限,Node B计算的也是所有用户的负载,非HSUPA用户负载由于完全不受调度控制,占用资源在不停变化中,上述流程将小区用户负载控制在小区负载门限附近,一旦非HSUPA用户传输数据流量增大,负载上升,将会非常容易导致小区负载过载。
另外,由于在调度过程中小区用户负载调度结果不一定会和调度授权结果一致,比如如果下行信道质量不好,造成信号在传输过程中发生错误,用户设备将降速率命令错解,只是将小区用户负载控制在小区负载门限附近,也非常容易导致小区负载过载的发生。
由上可知,现有基于Node B的快速调度过程中,非常容易由于上述的原因导致小区负载过载的发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种调度高速上行分组接入用户负载的方法及系统,以实现有效预防小区负载过载。
为实现上述目的,本发明提供了一种调度高速上行分组接入用户负载的方法,该方法包括:
基站节点根据预设的数值确定小区负载门限下限,根据最大目标接受带宽总功率确定小区负载门限上限;调度高速上行分组接入用户负载,将小区用户负载控制在小区负载门限的上限和下限之间。
其中,所述基站节点预设一可配置参数,根据预设的可配置参数确定小区负载门限下限的步骤包括:
基站节点获得小区底躁以及最大目标接受带宽总功率;
基站节点根据计算公式:
小区负载门限下限=1-小区底躁/(最大目标接受带宽总功率-可配置参数)
计算出所述小区负载门限下限。
其中,所述可配置参数根据需要的过载率在基站节点上设置。
其中,无线网络控制器预设增强专用传输信道目标接受带宽总功率,并发送到基站节点,所述基站节点根据预设的数值确定小区负载门限下限的步骤包括:
基站节点获得小区底躁以及增强专用传输信道目标接受带宽总功率;
基站节点根据公式:
小区负载门限下限=1-小区底躁/增强专用传输信道目标接受带宽总功率
计算出所述小区负载门限下限。
其中,所述无线网络控制器预设增强专用传输信道目标接受带宽总功率,并发送到基站节点的步骤包括:
无线网络控制器根据小区允许接入的高速上行分组接入用户数量设置增强专用传输信道目标接受带宽总功率,并将此数值添加在物理共享信道重配置命令协议消息中,发送到基站节点。
其中,所述根据最大目标接受带宽总功率确定小区负载门限上限的步骤包括:
无线网络控制器发送最大目标接受带宽总功率到基站节点,基站节点获得小区底躁;
基站节点根据公式:小区负载门限上限=1-小区底躁/最大目标接受带宽总功率
计算出小区负载门限上限。
其中,所述方法还包括:
在基站节点配置,由基站节点直接获得小区底躁或者由无线网络控制器下发小区底躁至基站节点。
其中,所述调度高速上行分组接入用户负载,将小区用户负载控制在小区负载门限的上限和下限之间的步骤包括为:
判断当前小区用户负载是否位于小区负载门限上限下限之间:若当前小区用户负载不在小区负载门限上限下限之间,且大于小区负载门限上限,则降低高速上行分组接入用户的传输速率,降低用户负载;若当前小区用户负载不在小区负载门限上限下限之间,且小于小区负载门限下限,则提升高速上行分组接入用户的传输速率,提升用户负载。
其中,所述调度高速上行分组接入用户负载,将小区用户负载控制在小区负载门限的上限和下限之间的步骤还包括:
若当前小区用户负载在小区负载门限上限和下限之间,则判断高速上行分组接入用户有无降低速率的调度信息请求,若有,则通过绝对授权信道对用户发送降速率命令,下调用户的传输速率,降低用户负载。
其中,所述降低高速上行分组接入用户的传输速率的步骤包括:
判断高速上行分组接入用户有无降低速率的调度信息请求:
若用户有降低速率的调度信息请求,则通过绝对授权信道对用户发送降速率命令,下调用户速率;
若用户无降低速率的调度信息请求,则通过相对授权信道对用户发送降速率命令,下调用户速率。
其中,所述提升高速上行分组接入用户的传输速率的步骤包括:
判断高速上行分组接入用户有无提升速率的调度信息请求:
若用户有提升速率的调度信息请求,则通过绝对授权信道对用户发送升速率命令,上调用户速率;
若用户无提升速率的调度信息请求,则通过相对授权信道对用户发送升速率命令,上调用户速率。
其中,所述判断高速上行分组接入用户有无调度信息请求的步骤包括:根据高速上行分组接入用户的优先级顺序为用户排序,按照排好的顺序依次判断高速上行分组接入用户有无调度信息请求。
本发明还提供了一种调度高速上行分组接入用户负载的系统,包括无线网络控制器、基站节点和用户设备:
其中,基站节点进一步用于:根据预设的数值确定小区负载门限下限,以及根据无线网络控制器发送来的最大目标接受带宽总功率确定小区负载门限上限;
该基站节点进一步包括用于调度的实体,用于调度高速上行分组接入用户负载,将小区用户负载控制在所述的小区负载门限上限和下限之间;
所述用户设备和基站节点相连,接受基站节点的调度。
其中,所述基站节点根据预设的可配置参数、小区底躁以及最大目标接受带宽总功率计算得到小区负载门限下限,以实现所述确定小区负载门限下限的功能。
其中,所述基站节点进一步用于修改所述可配置参数。
其中,所述无线网络控制器还用于预设增强专用传输信道目标接受带宽总功率,并将该总功率发送至基站节点;
所述基站节点根据接收到的增强专用传输信道目标接受带宽总功率以及小区底躁计算出小区负载门限下限,以实现所述确定小区负载门限下限的功能。
其中,所述无线网络控制器用于预设增强专用传输信道目标接受带宽总功率,并将该总功率发送至基站节点为:无线网络控制器用于根据小区允许接入的高速上行分组接入用户数量设置增强专用传输信道目标接受带宽总功率,并将此数值添加在物理共享信道重配置命令协议消息中,发送至基站节点。
其中,所述基站节点根据无线网络控制器发送来的最大目标接受带宽总功率及小区底躁计算得到小区负载门限上限,以实现所述确定小区负载门限上限的功能。
由上可知,本发明提供的一种调度高速上行分组接入用户负载的方法及系统,保留了原现有技术中的小区负载门限作为上限,并增加了一个新的小区负载门限作为下限,将两个门限之间的范围作为缓冲带,通过调度将小区用户负载控制在此缓冲带的范围,这样一旦发生非HSUPA用户的负载变化或者调度结果与授权结果不一致等情况,都将由于这个缓冲带的存在,不会轻易引起小区负载过载。
本发明在当前小区用户负载不在上下限之间时,给出了一种处理方案:对有相应调度请求的用户发送绝对授权命令进行调度,对没有相应调度请求的用户发送相对授权命令进行调度,将小区用户负载控制在上下限之间,最大限度的考虑了用户的需求;同时针对当前小区用户负载在上下限之间的情况,也给出了另一种处理方案:只在有降低速率的调度请求时,通过绝对授权信道发送降速率命令,将当前小区用户负载控制在最接近上限,又有一定余量的位置。以上技术方案,在提供了一个预防发生小区负载过载的缓冲带的同时,又保证了尽量提供给用户最大可用资源。
具体实施方式
本发明是一种调度高速上行分组接入用户负载的方法及系统,适用于基于Node B的快速调度过程。相对于现有技术中只提供一个小区负载门限作为调整基准的情况,本发明保留了原有的小区负载门限作为上限,同时增加了一个新的小区负载门限作为下限,将两个门限之间的范围作为缓冲带,以达到在尽量给用户分配最大速率的同时,预留一定的余地更好的预防小区负载过载的发生。
由于获得小区负载门限下限的方法有很多种,本发明针对不同获得小区负载门限下限的方法提供了两种实施方式,下面将分别介绍调度高速上行分组接入用户负载的系统的两个不同实施例。
高速上行分组接入用户负载的系统的实施例一系统结构如图2所示,本系统包括RNC201,具有用于调度的MAC-e实体的Node B202,用户设备203,各部分功用如下:
RNC201:用于下发物理共享信道重置命令(PHYSICAL SHAREDCHANNEL RECONFIGURATION REQUEST)给Node B,此命令中携带用于计算小区负载门限的最大目标接受带宽总功率(Target RTWP)。
Node B202:用于预设一可配置参数,并用此可配置参数和最大TargetRTWP计算出小区负载门限下限,根据RNC发送来的最大Target RTWP计算出小区负载门限上限。
上述可配置参数为可下调的负载增量(delta),由运营商根据需要的过载率来设置。
其中小区负载门限上限计算公式为:
小区负载门限上限=1-小区底躁/最大Target RTWP
小区负载门限下限计算公式为:
小区负载门限下限=1-小区底躁/(最大Target RTWP-delta)
其中,在Node B中用于调度的MAC-e实体用于:调度高速上行分组接入用户设备负载,将小区用户负载控制在所述的小区负载门限上限和下限之间。
其中所述MAC-e实体是HSUPA协议在媒介访问控制(Medium AccessControl,MAC)层增加的实体,相应的在通用地面无线接入网路(UTRAN)侧,该实体则位于Node B,用于增强专用传输信道(E-DCH)调度、E-DCH控制和解复用、HARQ功能。
用户设备203:接入Node B,接受MAC-e实体的调度。
高速上行分组接入用户负载的系统的实施例二系统结构和实施例一基本相同,具体如图2所示,包括RNC201,具有用于调度的实体的Node B202,用户设备203,各部分功用如下:
RNC201:用于根据小区允许接入的高速上行分组接入用户数量设置增强专用传输信道目标接受带宽总功率(E-DCH Target Received Total Wide BandPower,E-DCH Target RTWP),并添加在物理共享信道重置命令协议消息中,和最大Target RTWP一起下发给Node B。
Node B202:用于根据RNC发送来的E-DCH Target RTWP计算出小区负载门限下限,根据RNC发送来的最大Target RTWP计算出小区负载门限上限。
其中小区负载门限上限计算公式为:
小区负载门限上限=1-小区底躁/最大Target RTWP
小区负载门限下限计算公式为:
小区负载门限下限=1-小区底躁/E-DCH Target RTWP
在Node B中用于调度的MAC-e实体,调度高速上行分组接入用户设备负载,将小区用户负载控制在所述的小区负载门限上限和下限之间。
用户设备203:接入Node B,接受MAC-e实体的调度。
以上即为对调度高速上行分组接入用户负载的系统的详细描述。
接下来,本文将详细描述和上述实施例相对应的调度高速上行分组接入用户负载的方法,同样也将分为两个实施例来描述。
调度高速上行分组接入用户负载的方法的实施例一,在该实施例一中,由Node B预置一可配置参数,根据此可配置参数确定小区负载门限下限,具体流程参见图3,下面本文将分步骤进行详细描述:
步骤301:在Node B设置一可配置参数,此可配置参数为可下调的负载增量(delta),可由运营商根据需要的过载率来设置。
步骤302:Node B收到RNC下发的物理共享重配置命令建立HSUPA小区,获得小区底躁,计算出小区负载门限的上限和下限:
计算小区负载门限上限的公式为:
小区负载门限上限=1-小区底躁/最大Target RTWP。
计算小区负载门限下限的公式为:
小区负载门限下限=1-小区底躁/(最大Target RTWP-delta)
公式中最大Target RTWP通过RNC下发至Node B的物理共享重配置命令协议消息可以获得。
小区底躁的获取方法一般有两种:一种是由RNC下发的物理共享重配置命令中携带的参考RTWP,以此参考RTWP为小区底躁;另一种是由Node B本身直接获得小区底躁。在两种方法都可以获得的情况下,为了确定以哪一种方法为主,在Node B配置选择以RNC下发为主,或者以Node B自身直接获得为主:以RNC下发为主时,只有从RNC无法获得参考RTWP时,才由NodeB自身直接获得小区底躁;以Node B自身直接获得为主时,只有Node B自身无法直接获得小区底躁时,才从RNC下发的物理共享重配置命令中获取参考RTWP。
步骤303:MAC-e实体在调度过程中,在每次调度时计算当前小区所有用户的负载之和,作为当前小区用户负载,记为Cellload;同时对接收到数据的HSUPA用户进行排序;判断当前小区用户负载Cellload是否位于小区负载门限上限和下限之间:若Cellload不在小区负载门限上限和下限之间,且小于小区负载门限下限,则执行步骤304;若Cellload在小区负载门限上限和下限之间,则执行步骤308;若Cellload不在小区负载门限上限和下限之间,且大于小区负载门限上限,则执行步骤311。
步骤304:按照步骤303排好的顺序,依次判断HSUPA用户有无提升速率的调度信息请求(Scheduling Information,SI),然后按照判断的顺序,对有提升速率的调度信息请求的HSUPA用户执行步骤305,对无提升速率的调度信息请求的HSUPA用户则执行步骤306。
步骤305:MAC-e实体通过绝对授权信道对HSUPA用户发送升速率命令(UP),根据用户请求上调用户传输速率,提高用户负载,将Cellload提升至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤307。
步骤306:MAC-e实体通过相对授权信道对HSUPA用户发送升速率命令(UP),根据剩余资源状况上调用户传输速率,提高用户负载,将Cellload提升至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤307。
步骤307:判断是否已对所有排序HSUPA用户发送过升速率命令,是则流程结束,开始新一轮调度过程;否则回到步骤304。
步骤308:按照步骤303排好的顺序,依次判断HSUPA用户有无降低速率的调度信息请求,然后按照判断的顺序,对有降低速率的调度信息请求的HSUPA用户执行步骤309;若HSUPA用户无降低速率的调度信息请求,则执行步骤310。
步骤309:MAC-e实体通过绝对授权信道对HSUPA用户发送降速率命令(Down),根据用户请求降低用户传输速率,降低用户负载,以保证在尽量提供给用户最大可用资源的同时,预留一定的余地,然后执行步骤310。
步骤310:判断是否已对所有排序HSUPA用户进行过无降低速率的调度信息请求判断(即步骤308),是则流程结束,开始新一轮调度过程;否则回到步骤308。
步骤311:按照步骤303排好的顺序,依次判断HSUPA用户有无降低速率的调度信息请求,然后按照判断的顺序,对有降低速率的调度信息请求的HSUPA用户执行步骤312,对无降低速率的调度信息请求的HSUPA用户执行步骤313。
步骤312:MAC-e实体通过绝对授权信道对HSUPA用户发送降速率命令(Down),根据用户请求降低用户传输速率,降低用户负载,将Cellload降低至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤314。
步骤313:MAC-e实体通过相对授权信道对HSUPA用户发送降速率命令(Down),根据实际超出情况降低用户传输速率,降低用户负载,将Cellload降低至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤314。
步骤314:判断是否已对所有排序HSUPA用户发送过降速率命令,是则流程结束,开始新一轮调度过程;否则回到步骤311。
调度高速上行分组接入用户负载的方法的实施例二,采用的方案为,在物理共享重配置命令协议消息中增加一个可选信元:增强专用传输信道目标接受带宽总功率(E-DCH Target Received Total Wide Band Power,E-DCH TargetRTWP),根据此E-DCH Target RTWP确定小区负载门限下限。
添加了可选信元E-DCH Target RTWP的协议消息如表1所示:
频分双工消息(FDD Message)
信元(IE)/组名(Group Name) |
存在标志(Presence) |
信元个数(Range) |
IE类型和参考(IE Type andReference) |
语义描述(SemanticsDescription) |
重要程度指示(Criticality) |
分配的重要程度(AssignedCriticality) |
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最大目标接收带宽总功率(Maximum TargetReceived TotalWide Band Power) |
可选○ | |
9.2.2.21a | |
重要(YES) |
拒绝(reject) |
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E-DCH目标接收带宽总功率(E-DCH TargetReceived TotalWide Band Power) |
可选○ | | | |
重要(YES) |
可忽略(Ignore) |
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表1
具体流程参见图4,实施例二和实施例一除了确定小区门限下限的方法不同外,其他步骤基本相同,下面本文将分步骤进行详细描述:
步骤401:RNC根据小区允许接入的高速上行分组接入用户数量设置E-DCH Target RTWP,作为可选信元添加到物理共享信道重配置命令协议消息中,发送给Node B。
步骤402:Node B收到RNC下发的物理共享重配置命令建立HSUPA小区,获得小区底躁,计算出小区负载门限的上限和下限:
计算小区负载门限上限的公式为:
小区负载门限上限=1-小区底躁/最大Target RTWP。
计算小区负载门限下限的公式为:
小区负载门限下限=1-小区底躁/E-DCHTarget RTWP
公式中最大Target RTWP通过RNC下发至Node B的物理共享重配置命令协议消息可以获得。
小区底躁的获取方法和实施例一相同,同样可以在Node B设置以RNC下发为主,或者以Node B自身直接获得为主。
步骤403:MAC-e实体在调度过程中,在每次调度时计算当前小区所有用户的负载,作为当前小区用户负载,记为Cellload;同时对接收到数据的HSUPA用户进行排序;判断当前小区用户负载Cellload是否位于小区负载门限上限和下限之间:若Cellload不在小区负载门限上限和下限之间,且小于小区负载门限下限,则执行步骤404;若Cellload在小区负载门限上限和下限之间,则执行步骤408;若Cellload不在小区负载门限上限和下限之间,且大于小区负载门限上限,则执行步骤411。
步骤404:按照步骤403排好的顺序,依次判断HSUPA用户有无提升速率的调度信息请求(Scheduling Information,SI),有则执行步骤405,无则执行步骤406。
步骤405:MAC-e实体通过绝对授权信道对HSUPA用户发送升速率命令(UP),根据用户请求上调用户传输速率,提高用户负载,将Cellload提升至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤407。
步骤406:MAC-e实体通过相对授权信道对HSUPA用户发送升速率命令(UP),根据剩余资源状况上调用户传输速率,提高用户负载,将Cellload提升至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤407。
步骤407:判断是否已对所有排序HSUPA用户发送过升速率命令,是则流程结束,开始新一轮调度过程;否则回到步骤404。
步骤408:按照步骤403排好的顺序,依次判断HSUPA用户有无降低速率的调度信息请求,有则执行步骤409;若无,则执行步骤410。
步骤409:MAC-e实体通过绝对授权信道对HSUPA用户发送降速率命令(Down),根据用户请求降低用户传输速率,降低用户负载,以保证在尽量提供给用户最大可用资源的同时,预留一定的余地,然后执行步骤410。
步骤410:判断是否已对所有排序HSUPA用户进行过无降低速率的调度信息请求判断(即步骤308),是则流程结束,开始新一轮调度过程;否则回到步骤408。
步骤411:按照步骤403排好的顺序,依次判断HSUPA用户有无降低速率的调度信息请求,有则执行步骤412,无则执行步骤413。
步骤410:MAC-e实体通过绝对授权信道对HSUPA用户发送降速率命令(Down),根据用户请求降低用户传输速率,降低用户负载,将Cellload降低至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤414。
步骤413:MAC-e实体通过相对授权信道对HSUPA用户发送降速率命令(Down),根据实际超出情况降低用户传输速率,降低用户负载,将Cellload降低至小区负载门限上限和下限之内,然后执行步骤414。
步骤414:判断是否已对所有排序HSUPA用户发送过降速率命令,是则流程结束,开始新一轮调度过程;否则回到步骤411。
以上对本发明所提供的一种调度高速上行分组接入用户负载的方法及系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。