CN1972502A - 一种移动通信系统中保证实时业务服务质量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动通信系统中保证实时业务服务质量的方法及装置，基于移动通信系统中Node B对实时业务空中接口实际情况的测量及上报来实现，所述方法的特征在于，包括：步骤101，测量所述实时业务空中接口的实际情况；步骤102，根据所述步骤101测量出的实时业务空中接口的实际情况调整分配给所述实时业务用户的发射功率或对所述实时业务进行信道转移以保证所述实时业务的服务质量。利用本发明的方法及装置，使得HSDPA在为WCDMA系统提供尽可能高的系统容量的同时，能够为实时业务提供更好的QoS保障。

Description

一种移动通信系统中保证实时业务服务质量的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统中的保证实时业务服务质量(QoS)的装置及其方法，特别涉及一种针对于WCDMA系统中高速下行分组接入(HSDPA)的基于Node B测量上报保证实时业务QoS的装置和方法。

背景技术

相对于3GPP Release 99版本，3GPP Release 5在基站(Node B)上增加了媒体接入控制-高速下行分组接入实体(MAC-hs；MAC-HSDPA)。HSDPA的分组调度器在MAC-hs中实现。在支持要求保证比特速率的业务(比如一般是实时业务的多媒体流业务)时，其问题之一在于目前无线网络控制器(RNC)只把流业务的服务质量(QoS)目标通知MAC-hs，对于用户设备UE的信道条件是否能满足要求不是很清楚，对于UE信道质量和调度频度等的信息掌握不够，因此在QoS不能保证的情况下，无法做出及时的调整。

由于实时业务的保证比特速率相对于HSDPA的能力而言大多不是很高，在有很多实时业务的情况下，有些用户的信道条件好，所需的功率资源相对较少，而信道条件差一些的用户，则需要更多的功率资源。但在无线链路建立的时候，由RNC配给每个用户一个功率偏移参数，此参数不根据无线信道质量的变化而即时改变，这样就无法将功率均衡，使实时业务用户各取所需，存在功率浪费和功率不足的矛盾。当系统资源严重匮乏时，系统也无法对其进行准确判断，无法将部分业务迁移到专用信道，HSDPA的用户分集作用不能得到充分发挥，从而无法最大化系统容量并保证更多实时业务的QoS。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于Node B测量上报的移动通信系统中保证实时业务服务质量的装置及方法，以根据实时业务空中接口的实际情况来调整分配到实时业务用户信道的发射功率或将业务的信道进行迁移，从而可使HSDPA系统在为提供高系统吞吐率的同时，保证实时业务的QoS。

为了实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统中保证实时业务服务质量的方法，基于移动通信系统中的基站来实现，其中，包括：

步骤101，测量所述实时业务空中接口的实际情况；

步骤102，根据所述步骤101测量出的实时业务空中接口的实际情况调整分配给所述实时业务用户的发射功率或对所述实时业务进行信道转移以保证所述实时业务的服务质量。

所述的方法，其中，所述步骤101进一步包括测量所述实时业务的调度频度、平均信道质量指示、保证实时业务服务质量所需功率、及实际平均比特速率的步骤；所述步骤102进一步包括计算保证比特速率所需的相对调度频度及所需的绝对调度次数门限的步骤。

所述的方法，其中，所述测量保证实时业务服务质量所需功率的步骤进一步包括：

步骤301，根据测量出的所述实时业务的调度频度计算保证比特率所需发送的吞吐量；

步骤302，根据所述吞吐量从预先设定的变换表中获得所需要的信道条件指示；

步骤303，根据所述信道条件指示按照如下公式确定所述保证实时业务服务质量所需功率：

$\mathrm{Powe}{r}_{\mathrm{required}}={10}^{\mathrm{\α}*(\mathrm{CQ}{I}_{\mathrm{req}}-{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}})/10}*{\mathrm{Power}}_{\mathrm{real}}$

其中，Power_required表示所述保证实时业务服务质量所需功率；Power_real表示当前实际发射功率；CQI_req表示所需信道条件指示；CQI_avg表示测量周期内平均信道质量；α表示权重，为一固定常数。

所述的方法，其中，所述计算保证比特速率所需相对调度频度的步骤进一步包括：

步骤401，根据用户的能力级及测量的平均信道质量指示，计算平均最大提供的比特速率；

步骤402，所述保证比特速率所需的相对调度频度为保证比特速率与所述平均最大提供的比特速率的比值。

所述的方法，其中，所述保证比特速率所需的绝对调度次数门限是根据所述平均信道质量指示及用户的能力级计算获得的。

所述的方法，其中，所述步骤102进一步包括：

步骤601，判断当所述实时业务当前信道条件可以满足保证比特速率的要求时，进一步判断所述实际平均比特速率是否大于等于所述保证比特速率；如是，则根据所述保证比特速率所需功率减小给当前信道分配的功率，并结束流程；如否，则转入步骤602；

步骤602，判断所述实际平均比特速率是否高于速率门限值；如是，转入步骤603；如否，则将该业务切换到专用信道上，并结束流程；

步骤603，进一步判断所述实际调度频度是否低于所述保证比特速率所需绝对调度次数门限且高于信道切换门限；如是，则根据所述保证比特速率所需的功率提高功率测量偏移参数以减小所需调度频度，结束流程；如否，则进一步判断所述实际调度频度是否低于所述保证比特速率所需绝对调度次数门限且低于信道切换门限；如是，则将所述实时业务切换到专用信道上，并结束流程。

所述的方法，其中，所述步骤102进一步包括：判断当前信道条件不可能满足保证比特速率的要求时，进一步判断所述保证比特速率所需功率是否大于实际分配给信道的功率且低于信道切换门限的步骤；如是，则提高功率测量偏移参数；如否，则将该业务切换到专用信道上，结束流程。

所述的方法，其中，当所述保证比特速率所需的相对调度频度小于等于1时，所述当前信道条件可以满足保证比特速率的要求；当所述相对调度频度大于1时，所述当前信道条件不可以满足保证比特速率的要求。

本发明还提供了一种在移动通信系统中保证实时业务服务质量的接入装置，包括互相连接的无线网络控制器及基站，其中，还包括：

测量单元，设置在所述基站上，用于测量所述实时业务空中接口的实际情况；

控制单元，设置在所述基站或无线网络控制器上，用于根据所述接收测量出的实时业务空中接口的实际情况调整分配给所述实时业务用户的发射功率或对所述实时业务进行信道转移以保证所述实时业务的服务质量。

所述的装置，其中，所述测量单元测量的所述实时业务空中接口的实际情况具体包括：实时业务的调度频度、平均信道质量指示、保证实时业务服务质量所需功率、及实际平均比特速率。

所述的装置，其中，所述控制单元进一步包括：

相对调度频度计算模块，用于根据用户的能力级及测量的平均信道质量指示计算保证比特速率所需的相对调度频度；

绝对调度次数门限计算模块，用于根据所述平均信道质量指示及用户的能力级计算所述保证比特速率所需的绝对调度次数门限。

所述的装置，其中，所述测量单元进一步包括：

保证比特率所需发送的吞吐量的计算模块，用于根据测量出的所述实时业务的调度频度计算保证比特率所需发送的吞吐量；

所需信道条件指示的计算模块，根据所述吞吐量从预先设定的变换表中获得所需要的信道条件指示；

保证实时业务服务质量所需功率的计算模块，用于根据所述信道条件指示按照如下公式确定所述保证实时业务服务质量所需功率：

${\mathrm{Power}}_{\mathrm{required}}={10}^{\mathrm{\α}*(\mathrm{CQ}{I}_{\mathrm{req}}-{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}})/10}*{\mathrm{Power}}_{\mathrm{real}}$

其中，Power_required表示所述保证实时业务服务质量所需功率；Power_real表示当前实际发射功率；CQI_req表示所需信道条件指示；cQI_avg表示测量周期内平均信道质量；α表示权重，为一固定常数。

所述的装置，其中，所述测量单元与所述基站上的媒体接入控制-高速下行分组接入实体的分组调度器相连接。

利用本发明的方法及装置，使得HSDPA在为WCDMA系统提供尽可能高的系统容量的同时，能够为实时业务提供更好的QoS保障。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明一实施例装置的组成示意框图；

图2是本发明一实施例方法的流程示意图。

具体实施方式

实时业务QoS不能得到保证的主要原因一是用户的信道质量达不到保证QoS的要求，二是当用户的信道质量虽然足够好，但由于资源的匮乏而不能得到充分的调度，从而导致QoS的下降。如果系统能够利用这些信息对功率分配参数，信道分配做即时的灵活调整，使得系统资源得以充分的利用，那么不但可以保证实时业务的QoS，而且可以使系统容量最大化。本发明的目的在于，我们希望HSDPA在为WCDMA系统提供尽可能高的系统容量的同时，能够为实时业务提供更好的QoS保障。

本发明提出了一种基于Node B测量及上报，RNC及时作出参数调整以保证实时业务QoS并提供高的数据速率的装置，图1是本发明一实施例装置的组成示意框图，其中基站Node B 1和无线网络控制器RNC 4之间的接口为Iub接口，Node B 1通过空中接口Uu与用户设备UE 6相连接，在Node B 1上设置有媒体接入控制-高速下行分组接入实体(MAC-hs；MAC-HSDPA)，HSDPA的分组调度器在MAC-hs中实现。如图1所示，本发明一实施例的装置包括：设置在基站(Node B)1上的测量单元2，用于对测量周期内实时业务调度频度，平均信道质量指示，保证QoS所需功率及实际平均比特速率进行测量，以使RNC了解实时业务空中接口的实际情况，其中的测量单元2与MAC-hs调度器3相连接；控制单元5，用于对测量单元2所提供的参数进行处理分析，通过其内设置的相对调度频度计算模块及所需绝对调度次数门限计算模块来计算相对调度频度及所需绝对调度次数门限，以便作出相应的判断及参数调整，调整分配给每个实时业务用户的发射功率或进行信道迁移，以保证实时业务的QoS。

测量单元2中的保证QoS所需功率参数的测量按以下方式确定：根据调度频度计算保证GBR所需发送的吞吐量，并按吞吐量从相应的变换表中获得所需要的信道条件指示，再根据所需信道条件指示推算出保证QoS所需功率。

保证QoS所需功率参数的测量方法是基于以下公式确定：

${\mathrm{Power}}_{\mathrm{repuired}}={10}^{\mathrm{\α}*({\mathrm{CQI}}_{\mathrm{req}}-{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}})/10}*{\mathrm{Power}}_{\mathrm{real}}$

其中，Power_real表示当前实际发射功率，CQI_req表示所需信道条件指示，CQI_avg表示测量周期内平均信道质量，α表示权重。α为一固定常数。

控制单元中，保证GBR所需相对调度频度按以下方式确定：根据测量的平均信道质量指示及由高层信令告知的用户的能力级，计算平均最大提供的比特速率。满足GBR所需的相对调度频度则为保证比特速率与平均最大提供的比特速率的比值。

控制单元中，保证GBR所需绝对调度次数门限按以下方式确定：根据平均信道质量指示及用户的能力级，按照现有公知方法获得在测量周期内保证GBR所需绝对调度次数门限。

本发明一实施例的方法包括以下步骤：

步骤1、判断当前信道条件是否有可能满足保证QoS的要求。如果是，则进入步骤2，否则转向步骤5；

步骤2、判断平均比特速率是否大于等于保证比特速率。如果是，则根据保证QoS要求所需的功率减小其所分配的功率，否则进行下一步判断；

步骤3、判断实际平均比特速率是否高于门限值。如果是，则按以下a，b，c三个步骤进行，否则直接进入步骤4；

步骤a实际调度频度低于保证QoS所需绝对调度次数门限且高于切换门限时，根据保证QoS要求所需的功率适当提高功率测量偏移参数，从而减小所需调度频度，以保证业务的QoS；

步骤b实际调度频度低于保证QoS所需绝对调度次数门限且低于切换门限时，则将该业务切换到专用信道上；

步骤c结束流程；

步骤4、实际平均比特速率低于门限值，即大大低于保证比特速率时，则将该业务切换到专用信道上，并结束流程；

步骤5、当前信道条件不可能满足GBR要求时，根据保证QoS要求所需的功率若大于实际分配的功率且低于门限值时，则适当提高功率测量偏移参数。否则，则将该业务切换到专用信道上，结束流程。

本发明提出的参数调整方法在RNC中执行，也可以在MAC-hs中执行。

图2示出了本发明一实施例方法的流程示意图，下面结合附图将对本发明的技术方案较佳实施例作进一步的详细描述。

以下是本发明的具体实施例：

用户信道条件各有不同，要求保证QoS的用户数很多的情况。

步骤201，基站在测量周期内(100ms)对每个实时业务的调度频度，平均信道质量指示(CQI)，保证QoS所需功率及实际提供的平均比特速率进行测量并上报给无线网络控制器；

步骤202、203，根据测量的平均信道质量信息，用户的能力级，计算出保证GBR(保证比特速率)所需相对调度频度frelative及保证GBR所需绝对调度次数门限fthreshold；

步骤204，判断相对调度频度是否小于等于1；如是，转入步骤205，如否，则转入步骤211；

步骤205，当相对调度频度小于等于1时，说明保证QoS的前提条件具备，则进一步判断实际提供的比特速率是否达到要求即判断实际提供的平均比特速率是否大于等于保证比特速率；如是，转入步骤206；如否，转入步骤207，进行下一步判断；

步骤206，如是，则根据保证QoS要求所需的功率适当减小功率偏移因数以减小其所分配的功率，以便分配给其它用户，并进入步骤215，结束流程；

步骤207，判断实际平均比特速率是否高于速率门限值(该门限值为保证比特速率值的一定比例)，如达到60％以上的保证比特速率；如是，则转入步骤208，并进一步判断实际调度频度是否同时满足低于保证QoS所需绝对调度次数门限且高于信道切换门限，否则，当实际平均比特速率低于门限值，即大大低于保证比特速率时，如小于60％的保证比特速率，则说明调度极度缺乏，转入步骤210，将业务迁移到专用信道DCH上；

步骤209，当实际调度频度低于保证QoS所需绝对调度次数门限且高于信道切换门限时，根据保证QoS要求所需的功率适当提高功率测量偏移参数，从而减小所需调度频度，以保证业务的QoS，并结束流程；当实际调度频度低于保证QoS所需绝对调度次数门限且低于信道切换门限时，转入步骤210；

步骤210，将该业务迁移切换到专用信道DCH上，并结束流程；

步骤211，当相对调度频度不满足小于等于1时，即当前信道条件不可能满足GBR要求时进一步判断，根据保证QoS要求所需的功率是否大于实际分配的功率且低于信道切换门限值；如是，则转入步骤212，适当提高功率测量偏移参数，如所需功率是实际分配功率的120％时，可适当提高功率测量偏移参数；如否，则转入步骤213，进一步判断所需功率是否高于信道切换门限；如是，则说明功率资源匮乏，转入步骤214，将业务迁移到专用信道上，并结束流程；如否，则转入步骤212，适当提高功率测量偏移参数，执行步骤215，结束流程。

本发明所提供的一种基于Node B测量上报并即时对参数进行调整的装置及方法可以使HSDPA系统在为提供高系统吞吐率的同时，保证实时业务的QoS。通过此方法，信道条件差的用户与信道条件好的用户之间可以均衡功率，使其各取所需，从而避免了功率浪费，同时为更多的实时业务提供了QoS保证。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1、一种移动通信系统中保证实时业务服务质量的方法，基于移动通信系统中的基站来实现，其特征在于，包括：

步骤101，测量所述实时业务空中接口的实际情况；

步骤102，根据所述步骤101测量出的实时业务空中接口的实际情况调整分配给所述实时业务用户的发射功率或对所述实时业务进行信道转移以保证所述实时业务的服务质量。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤101进一步包括测量所述实时业务的调度频度、平均信道质量指示、保证实时业务服务质量所需功率、及实际平均比特速率的步骤；所述步骤102进一步包括计算保证比特速率所需的相对调度频度及所需的绝对调度次数门限的步骤。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量保证实时业务服务质量所需功率的步骤进一步包括：

步骤301，根据测量出的所述实时业务的调度频度计算保证比特率所需发送的吞吐量；

步骤302，根据所述吞吐量从预先设定的变换表中获得所需要的信道条件指示；

步骤303，根据所述信道条件指示按照如下公式确定所述保证实时业务服务质量所需功率：

${\mathrm{Power}}_{\mathrm{required}}={10}^{\mathrm{\α}*({\mathrm{CQI}}_{\mathrm{req}}-{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}})/10}*{\mathrm{Power}}_{\mathrm{real}}$

其中，Power_required表示所述保证实时业务服务质量所需功率；Power_real表示当前实际发射功率；CQI_req表示所需信道条件指示；CQI_avg表示测量周期内平均信道质量；α表示权重，为一固定常数。

4、根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述计算保证比特速率所需相对调度频度的步骤进一步包括：

步骤401，根据用户的能力级及测量的平均信道质量指示，计算平均最大提供的比特速率；

步骤402，所述保证比特速率所需的相对调度频度为保证比特速率与所述平均最大提供的比特速率的比值。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保证比特速率所需的绝对调度次数门限是根据所述平均信道质量指示及用户的能力级计算获得的。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤102进一步包括：

步骤601，判断当所述实时业务当前信道条件可以满足保证比特速率的要求时，进一步判断所述实际平均比特速率是否大于等于所述保证比特速率；如是，则根据所述保证比特速率所需功率减小给当前信道分配的功率，并结束流程；如否，则转入步骤602；

步骤602，判断所述实际平均比特速率是否高于速率门限值；如是，转入步骤603；如否，则将该业务切换到专用信道上，并结束流程；

步骤603，进一步判断所述实际调度频度是否低于所述保证比特速率所需绝对调度次数门限且高于信道切换门限；如是，则根据所述保证比特速率所需的功率提高功率测量偏移参数以减小所需调度频度，结束流程；如否，则进一步判断所述实际调度频度是否低于所述保证比特速率所需绝对调度次数门限且低于信道切换门限；如是，则将所述实时业务切换到专用信道上，并结束流程。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤102进一步包括：判断当当前信道条件不可能满足保证比特速率的要求时，进一步判断所述保证比特速率所需功率是否大于实际分配给信道的功率且低于信道切换门限的步骤；如是，则提高功率测量偏移参数；如否，则将该业务切换到专用信道上，结束流程。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述保证比特速率所需的相对调度频度小于等于1时，所述当前信道条件可以满足保证比特速率的要求；当所述保证比特速率所需的相对调度频度大于1时，所述当前信道条件不可能满足保证比特速率的要求。

9、一种利用权利要求1、2、3、5、6、7或8所述方法在移动通信系统中保证实时业务服务质量的装置，包括互相连接的无线网络控制器及基站，其特征在于，还包括：

测量单元，设置在所述基站上，用于测量所述实时业务空中接口的实际情况；

控制单元，设置在所述基站或无线网络控制器上，用于根据所述接收测量出的实时业务空中接口的实际情况调整分配给所述实时业务用户的发射功率或对所述实时业务进行信道转移以保证所述实时业务的服务质量。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述测量单元测量的所述实时业务空中接口的实际情况具体包括：实时业务的调度频度、平均信道质量指示、保证实时业务服务质量所需功率、及实际平均比特速率。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制单元进一步包括：

相对调度频度计算模块，用于根据用户的能力级及测量的平均信道质量指示计算保证比特速率所需的相对调度频度；

绝对调度次数门限计算模块，用于根据所述平均信道质量指示及用户的能力级计算所述保证比特速率所需的绝对调度次数门限。

12、根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述测量单元进一步包括：

保证比特率所需发送的吞吐量的计算模块，用于根据测量出的所述实时业务的调度频度计算保证比特率所需发送的吞吐量；

所需信道条件指示的计算模块，根据所述吞吐量从预先设定的变换表中获得所需要的信道条件指示；

保证实时业务服务质量所需功率的计算模块，用于根据所述信道条件指示按照如下公式确定所述保证实时业务服务质量所需功率：

${\mathrm{Power}}_{\mathrm{reqauired}}={10}^{\mathrm{\α}*({\mathrm{CQI}}_{\mathrm{req}}-{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}})/10}*{\mathrm{Power}}_{\mathrm{real}}$

其中，Power_required表示所述保证实时业务服务质量所需功率；Power_real表示当前实际发射功率；CQI_req表示所需信道条件指示；CQI_avg表示测量周期内平均信道质量；α表示权重，为一固定常数。

13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述测量单元与所述基站上的媒体接入控制-高速下行分组接入实体的分组调度器相连接。

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