DE60317062T2

DE60317062T2 - System und verfahren zur verbindungszulassungssteuerung

Info

Publication number: DE60317062T2
Application number: DE60317062T
Authority: DE
Inventors: Guodong Parchogue ZHANG
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: AR062704A2; KR20050004220A; CN1656827A; NO20045636L; EP1510081A1; KR20050090474A; KR200323698Y1; US6778812B1; TW200400729A; DE20308041U1; HK1061179A2; DE60317062D1; EP1510081B1; ATE376754T1; KR100763865B1; TW200428799A; KR20050090967A; KR20040076238A; AR039859A1; JP2005527161A

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft Strategien und Algorithmen, mit denen CDMA-Netze in drei verschiedenen Situationen eine sogenannte CAC (engl. Call Admission Control, Verbindungszulassungssteuerung) durchführen: 1) Es liegen ausschließlich allgemeine Messungen vor; 2) es liegen keine Messungen vor; und 3) auf der Grundlage von Ausfallwahrscheinlichkeitsanforderungen. Insbesondere ist sie auf sogenannte UMTS-TDD-Systeme (engl. Universal Mobile Telephone System – Time Division Duplex, universelles Mobiltelefonsystem im Zeitduplex) anwendbar.
CAC ist eine Funktion, die für die Annahme oder die Zurückweisung einer Anfrage zum Einrichten oder zur Rekonfiguration eines Funkzugangsträgers im Funkzugangsnetz (RAN, engl. Radio Access Network) entscheidungserheblich ist. CAC wird an der CRNC (engl. Controlling Radio Network Controller, regelnde Fernnetzsteuereinheit) durchgeführt. Selbst wenn keine endgerätspezifischen Messungen vorliegen, stehen dennoch bisweilen allgemeine Messungen wie die ISCP im Uplink-Zeitschlitz (ISCP = engl. Interference Signal Code Power, Interferenzsignalcodestärke) und die Downlink-Trägerleistung zur Verfügung. Daher muss die CRNC eine CAC auch dann richtig durchführen können, wenn nur allgemeine Messungen zur Verfügung stehen.
Manchmal liegen überhaupt keine Messungen vor. In diesem Fall muss die CRNC in der Lage sein, auch ohne vorhandene Messungen eine CAC richtig durchzuführen.
Bei einem UMTS-TDD-System ändert sich das erforderliche SIR (engl. Signal to Interference Ratio, Signal-zu-Interferenz-Verhältnis) eines Nutzers im Laufe der Zeit aufgrund von Fading und mangelhafter Leistungsregelung. Bei ei nem derartigen System ist die Ausfallwahrscheinlichkeit ein gutes Maß der Dienstqualität (engl. Quality of Service, QoS) des Systems. Die CAC sollte so ausgelegt sein, dass sie dem System die erforderliche Ausfallwahrscheinlichkeit liefert.
US-A-2001/0053695 und WO 00/01189 offenbaren beide die Verbindungszulassungssteuerung in drahtlosen Kommunikationsnetzen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen der Verbindungszulassungssteuerung wie in dem unabhängigen Patentanspruch 1 definiert. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die CAC unter einer Vielzahl von Bedingungen durchzuführen. Stehen nur allgemeine Messungen zur Verfügung, dann liegt die Annahme bzw. Zurückweisung einer Anfrage durch die CAC-Einheit folgenden Werten zugrunde: 1) allgemeinen Messungen der Zielzelle und benachbarter Zellen; 2) geschätzten allgemeinen Messungen nach der Zulassung; und dem Maß der Auslastung der Zielzelle und benachbarter Zellen (die auch anhand allgemeiner Messungen geschätzt werden). Wenn die CAC-Einheit Codes des CCTrCH verschiedenen Zeitschlitzen zuweist, dann versucht sie dabei, die Last oder Trägerleistung der Zielzelle und benachbarter Zellen zu optimieren; wofür die durchschnittliche oder die gewichtete durchschnittliche Last/Trägerleistung der Zielzelle und benachbarter Zellen verwendet werden kann.
Liegen keine Messungen vor, dann erfolgt die Annahme bzw. die Zurückweisung einer Anfrage durch die CAC anhand der geschätzten Last der Zielzelle und benachbarter Zellen. Die Last kann unter Verwendung folgender Informationen geschätzt werden: 1) erforderlicher Störabstand (SIR) der Anfrage zur Einrichtung oder Rekonfiguration einer Funkverbindung (dies stellt die Last der Anfrage dar); und 2) erforderliches SIR existierender Verbindungs-Code-Composite-Transportkanäle (CCTrCHs) in der Zielzelle und benachbarten Zellen (dies stellt die aktuelle Last der Zielzelle und benachbarter Zellen dar). Wenn die CAC Codes des CCTrCH unter schiedlichen Zeitschlitzen zuweist, wird sie dabei versuchen, die Last der Zielzelle und benachbarter Zellen zu optimieren; wofür die durchschnittliche oder die gewichtete durchschnittliche Last der Zielzelle und benachbarter Zellen verwendet werden kann.
Schließlich kann bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Annahme oder Zurückweisung einer Anfrage anhand der geschätzten Ausfallwahrscheinlichkeit der Zielzelle und benachbarter Zellen erfolgen. Die geschätzte Ausfallwahrscheinlichkeit basiert auf einer Annahme des Zeitvarianten SIR. Eine Alternative zur Schätzung der Ausfallwahrscheinlichkeit ist die Verwendung: 1) des erforderlichen Störabstands (SIR) und SIR-Bereichs der Anfrage zur Einrichtung/Rekonfiguration einer Funkverbindung (dies stellt den Bereich der Last der Anfrage dar); 2) des erforderlichen SIR und SIR-Bereichs bestehender CCTrCHs in der Zielzelle und benachbarten Zellen (dies stellt den aktuellen Bereich der Last der Zielzelle und benachbarter Zellen dar); und 3) der Ausfallwahrscheinlichkeit, die als die Wahrscheinlichkeit definiert ist, dass die augenblickliche Last in einem Zeitschlitz einen maximal zulässigen Wert übersteigt. Wenn die CAC Codes des CCTrCH verschiedenen Zeitschlitzen zuweist, dann versucht sie dabei, die Gesamtausfallwahrscheinlichkeit des CCTrCH zu minimieren, wobei sichergestellt wird, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit zugewiesener Zeitschlitze in benachbarten Zellen auch die Anforderungen erfüllt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Es zeigen:
1 ein Ablaufdiagramm einer Schlitzauswahlprozedur für den Uplink und Downlink für eine erste Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung.
2 ein Ablaufdiagramm einer Schlitzauswahlprozedur für den Uplink und Downlink für eine zweite Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung.
3 ein Ablaufdiagramm einer Schlitzauswahlprozedur für den Uplink und Downlink für eine dritte Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es folgt nunmehr eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung, in denen gleiche Bezugsziffern durchwegs gleiche Teile bezeichnen.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine CAC, für die nur allgemeine Messungen zur Verfügung stehen. 1 zeigt dabei die grundlegende Zuweisungsprozedur 10 für die CAC im Uplink. Die Prozedur 10 beginnt mit dem ersten Code im Codesatz (Schritt 12). Die Last eines Uplink-Zeitschlitzes in Zelle i ist definiert als die Last, die durch die im selben Zeitschlitz in dieser Zelle und in Zellen der ersten und zweiten Schicht zugewiesenen Codes erzeugt wird, da die Last, die von Zellen über die zweite Schicht hinaus erzeugt wird, vernachlässigbar gering ist. Vorzugsweise wird die Last von benachbarten Zellen unter Verwendung der Interferenzsignalcodestärke (ISCP, engl. Interference Signal Code Power) des Uplink-Zeitschlitzes gemessen. Die ISCP des Uplink-Zeitschlitzes enthält ausschließlich interzelluläre Interferenz. Für die Zielzelle lässt sich die Last nach der Zulassung wie folgt berechnen: Die Last von ihrer eigenen Zelle wird als intrazelluläre Last Last_UL-Intra(i) bezeichnet und ist gegeben durch:
wobei Ω(i) der Satz von in diesem Zeitschlitz in der Zelle i zugewiesenen Codes ist. Da sich die Last auf Grundlage des Rauschanstiegs definiert, kann somit die intrazelluläre Interferenz I_intra gegeben sein durch:
was sich umformen lässt zu:
Die Gesamtinterferenz lässt sich bestimmen als:
Somit ist die Gesamtlast gegeben durch:
Für benachbarte Zellen (nur Zellen der ersten oder zweiten Schicht) lässt sich die Last nach der Zulassung wie folgt berechnen:
Die Last eines Zeitschlitzes in Zelle j vor der Zulassung wird unter Verwendung der Gleichungen 1–5 berechnet und als Last_{UL_vorher}(j) bezeichnet. Ist SIR_t der erforderliche SIR-Zielwert des in diesem Zeitschlitz in der Zielzelle i zuzuweisenden Codes, dann ist die Last eines Zeitschlitzes in Zelle j nach der Zulassung, die als Last_UL(j) bezeichnet wird, gegeben durch:
wobei SchichtEins(i) der Satz von Codes ist, der in diesem Zeitschlitz benachbarten Zellen der Schicht Eins der Zelle i zugewiesen wird, und SchichtZwei(i) der Satz von Codes ist, der in diesem Zeitschlitz benachbarten Zellen der Schicht Zwei der Zelle i zugewiesen wird.
Zur CAC erhält ein Code nur dann die Zulassung in einen Zeitschlitz in Zelle i, wenn nach der Zulassung folgende Bedingungen in diesem Zeitschlitz erfüllt werden können: LastUL(i) ≤ CAC_Ziel_Last_Schwelle_UL Gleichung 7und LastUL(j) ≤ CAC_Nachbar_Last_Schwelle_UL, ∀j ∊ SchichtEins(i) ∪ SchichtZwei(i) Gleichung 8wobei CAC_Ziel_Last_Schwelle_UL die Zulassungsschwelle der Last in der Zielzelle ist, und CAC_Nachbar_Last_Schwelle_UL die Zulassungsschwelle der Last in den benachbarten Zellen darstellt.
Ein Maß der Qualität nach der Zulassung ist die durchschnittliche Last
, die als die durchschnittliche Last von Zielzelle und benachbarten Zellen definiert ist. Sie ist gegeben durch:
Ein alternatives Maß ist die gewichtete durch schnittliche Last im Uplink
, die ähnlich Gleichung 9 ist, aber der Last der Zielzelle Priorität einräumt, indem sie einen Gewichtungsfaktor w (w > 1) für die Zielzelle verwendet. Sie ist gegeben durch:
Schlitzauswahlprozedur für die CAC im Uplink
Es wird von der Annahme ausgegangen, dass der neue CCTrCH, der die Zulassung sucht, M Codes in seinem zuzuweisenden Codesatz aufweist. Diese M Codes sind in der Reihenfolge ansteigenden Spreizfaktors (absteigender erforderlicher SIR-Zielwert) angeordnet. Die Schlitzauswahl erfolgt gemäß den nachstehend angegebenen Prozeduren:

1. Beginne mit dem ersten Code im Codesatz (Schritt 12 – 1).
2. Berechne für jeden Uplink-Zeitschlitz die Last der Zielzelle und benachbarter Zellen in diesem Zeitschlitz unter Verwendung von Gleichung 1, als ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen ist (Schritt 14).
3. Beurteile für jeden Uplink-Zeitschlitz, ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen werden kann, durch Überprüfung, ob die Last der Zielzelle und benachbarter Zellen in diesem Zeitschlitz nach der Zuweisung die Bedingungen gemäß Gleichungen 7 und 8 erfüllt (Schritte 16, 17). a) Ist dies der Fall, dann wird dieser Zeitschlitz als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22 erwogen (Schritt 18). b) Ansonsten wird dieser Zeitschlitz nicht als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22 erwogen (Schritt 20).
4. Überprüfe, ob irgendwelche möglichen Zeitschlitze für die Zuweisung vorhanden sind (Schritt 22). a) Ist mindestens ein möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung vorhanden, dann wähle aus allen möglichen Zeitschlitzen denjenigen Zeitschlitz aus, der die geringste durchschnittliche Last gemäß Gleichung 9 oder die geringste gewichtete durchschnittliche Last gemäß Gleichung 10 ergibt (Schritt 24). Dieser Code wird dann diesem ausgewählten Zeitschlitz zugewiesen. Gehe zu Schritt 28. b) Ansonsten kann dieser Code nicht in die Zielzelle zugewiesen werden (Schritt 26). Dies bedeutet ebenfalls, dass sich der CCTrCH mit diesem Codesatz nicht in der Zielzelle unterbringen lässt. Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33).
5. Überprüfe, ob noch zuzuweisende Codes vorliegen (Schritt 28). a) Ist dies der Fall, wähle den nächsten Code im Codesatz aus (Schritt 30) und gehe zu Schritt 14. b) Ansonsten ist die Zuweisung des CCTrCH erledigt (Schritt 32). Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33).

Grundlegende Zuweisungsprozedur für die CAC im Downlink
Es sei TrLeis(i) die Trägerleistung eines Downlink-Zeitschlitzes in der Zelle i. Ferner sei SIR_t der erforderliche SIR-Zielwert des diesem Zeitschlitz in der Zielzelle i zuzuweisenden Codes. Es sei PL(k) die Dämpfung dieses Endgeräts (UE) zwischen BS von Zelle k, k = 1, 2,...,N. Die Codesendeleistung für diesen neuen Code, die mit TX_code bezeichnet wird, ist gegeben durch: TXcode = SIRt·PL(i)·Igesamt Gleichung 11 und I_gesamt ist gegeben durch:
Befindet sich das System auf mittlerer oder hoher Last (bei der die CAC eigentlich zum Einsatz kommt), ist das Hintergrundrauschen N₀ vernachlässigbar gering. Daher wird Gleichung 11 wie folgt umgeformt:
Bei
für UE an verschiedenen Standorten (was unterschiedliche Dämpfung zur BS impliziert) ist X eine beliebige Variable. ω_DL sei definiert als:
wobei θ ein vordefinierter Prozentwert, beispielsweise 90%, ist.
Entsprechend ist bei
für UE an verschiedenen Standorten (was unterschiedliche Dämpfung zur BS impliziert) Y eine beliebige Variable. ξ sei definiert als
Dann lässt sich Gleichung 13 wie folgt ausdrücken:
Nach Hinzufügung des neuen Codes erhöht sich die Summe der Codesendeleistung existierender Codes um ΔTX(i). Der Wert von ΔTX(i) wird geschätzt auf:
Somit lässt sich die Trägerleistung von Zelle i nach der Zulassung wie folgt schätzen: TrLeis(i)' = TrLeis(i) + TXcode + ΔTX(i) + SpanneZielzelle Gleichung 18wobei Spanne_Zielzelle die für die CAC in der Zielzelle verwendete Spanne ist.
Der Anstieg in der Trägerleistung von Zelle j (bei j ∊ SchichtEins(i)) nach der Zulassung, ΔTX(j), wird geschätzt auf:
Der Anstieg in der Trägerleistung von Zelle j (bei j ∊ Schicht-Zwei(i)) nach der Zulassung, ΔTX(j), wird geschätzt auf:
Daher wird die Trägerleistung von Zelle j nach der Zulassung geschätzt auf: TrLeis(j)' = TrLeis(j) + ΔTX(j) + SpanneNachbarzelle Gleichung 21wobei Spanne_Nachbarzelle die für die CAC in benachbarten Zellen verwendete Spanne ist.
Bei CAC erhält ein Code nur dann die Zulassung in einen Zeitschlitz in Zelle i, wenn nach der Zulassung die folgenden Bedingungen in diesem Zeitschlitz erfüllt werden können: TrLeis(i)' ≤ TrLeismaximal Gleichung 22und TrLeis(j)' ≤ TrLeismaximal, ∀j ∊ Schicht – Eins(i) ∪ Schicht – Zwei(i) Gleichung 23 wobei TrLeis_maximal die maximal zulässige Trägerleistung am Knoten B ist.
Ein Maß der Qualität nach der Zulassung ist die durchschnittliche Trägerleistung
, die als die durchschnittliche Trägerleistung von Zielzelle und benachbarten Zellen definiert ist. Sie ist gegeben durch:
Ein alternatives Maß ist die gewichtete durch schnittliche Last im Uplink,
, die ähnlich der Definition in Gleichung 24 ist, aber der Trägerleistung der Zielzelle Priorität einräumt, indem ein Gewichtungsfaktor w (w > 1) für die Zielzelle verwendet wird. Sie ist gegeben durch:
Schlitzauswahlprozedur für die CAC im Downlink
Das Ablaufdiagramm der Schlitzauswahlprozedur im Downlink ist das selbe wie im Uplink (in 1 dargestellt), jedoch mit der Ausnahme, dass die CAC im Downlink versucht, anstelle der durchschnittlichen Last die durchschnittliche Trägerleistung zu minimieren. Es wird der Fall angenommen, dass der neue CCTrCH, der die Zulassung sucht, M Codes in seinem zuzuweisenden Codesatz hat. Da die Richtung downlink ist, haben die M Codes die selben Spreizfaktoren 16 oder 1. Daher spielt im Downlink die Reihenfolge der Zuweisung für Codes keine Rolle. Die Schlitzauswahl erfolgt gemäß den nachstehend angegebenen Prozeduren:

1. Beginne mit dem ersten Code im Codesatz (Schritt 12).
2. Berechne für jeden Downlink-Zeitschlitz die Trägerleistung von Zielzelle und benachbarten Zellen in diesem Zeitschlitz unter Verwendung der Gleichungen 16–21, als ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen ist (Schritt 14).
3. Beurteile für jeden Downlink-Zeitschlitz, ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen werden kann, durch Überprüfung, ob die Trägerleistung von Zielzelle und benachbarten Zellen in diesem Zeitschlitz nach der Zuweisung die Bedingungen gemäß Gleichungen 22 und 23 erfüllt (Schritte 16, 17). a) Ist dies der Fall, dann wird dieser Zeitschlitz als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22 erwogen (Schritt 20). b) Ansonsten wird dieser Zeitschlitz nicht als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22 erwogen (Schritt 20).
4. Überprüfe, ob irgendwelche möglichen Zeitschlitze für die Zuweisung vorhanden sind (Schritt 22). a) Ist mindestens ein möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung vorhanden, dann wähle aus allen möglichen Zeitschlitzen denjenigen Zeitschlitz aus, der die geringste durchschnittliche Trägerleistung gemäß Gleichung 24 oder die geringste gewichtete durchschnittliche Trägerleistung gemäß Gleichung 25 ergibt (Schritt 24). Dieser Code wird dann diesem ausgewählten Zeitschlitz zugewiesen. Gehe zu Schritt 28. b) Ansonsten kann dieser Code nicht in die Zielzelle zugewiesen werden (Schritt 26). Dies bedeutet ebenfalls, dass sich der CCTrCH mit diesem Codesatz nicht in der Zielzelle unterbringen lässt. Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33).
5. Überprüfe, ob noch Code zugewiesen werden muss (Schritt 28). a) Ist dies der Fall, wähle den nächsten Code im Codesatz aus (Schritt 30) und gehe zu Schritt 14. b) Ansonsten ist die Zuweisung des CCTrCH erledigt (Schritt 32). Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33).

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine CAC, für die keine Messungen zur Verfügung stehen.
Grundlegende Zuweisungsprozedur für die CAC im Uplink
Die Last eines Uplink-Zeitschlitzes in einer Zelle ist definiert als die Last, die von den im selben Zeitschlitz in dieser Zelle und in Zellen der ersten und der zweiten Schicht zugewiesenen Codes erzeugt wird (dabei ist die von Zellen über die zweite Schicht hinaus erzeugte Last vernachlässigbar). Somit ist die Last in einer Zelle k gleich:
Dabei ist α_UL der durchschnittliche MUD-Restfaktor im Uplink, β_UL ist der Gewichtungsfaktor für Codes in den Zellen der Schicht Eins im Uplink, σ_UL ist der Gewichtungsfaktor für Codes in den Zellen der Schicht Zwei im Uplink, Ω(k) ist der Satz von Codes, der in diesem Zeitschlitz in der Zelle k zugewiesen wird, SchichtEins(k) ist der Satz von Codes, der in diesem Zeitschlitz in benachbarte Zellen der Schicht Eins der Zelle k zugewiesen wird, SchichtZwei(k) ist der Satz von Codes, der in diesem Zeitschlitz in benachbarte Zellen der Schicht Zwei der Zelle k zugewiesen wird.
Bei der CAC erhält ein Code nur dann die Zulassung in einen Zeitschlitz in Zelle i, wenn nach der Zulassung die folgenden Bedingungen in diesem Zeitschlitz erfüllt werden können: LastUL(i) ≤ CAC_Ziel_Last_Schwelle_UL Gleichung 27und LastUL(j) ≤ CAC_Nachbar_Last_Schwelle_UL ∀j ∊ Schicht – Eins(i) ∪ Schicht – Zwei(i) Gleichung 28wobei CAC Ziel Last Schwelle UL die Zulassungsschwelle der Last in der Zielzelle ist, und CAC Nachbar Last Schwelle UL die Zulassungsschwelle der Last in den benachbarten Zellen darstellt.
Ein Maß der Qualität nach der Zulassung ist die durchschnittliche Last im Uplink
, die als die durch schnittliche Last der Zielzelle und der benachbarten Zellen definiert ist. Sie ist gegeben durch:
Ein alternatives Maß ist die gewichtete durchschnittliche Last im Uplink
, die ähnlich der Definition in Gleichung 29 ist, jedoch der Zielzellenlast Priorität einräumt, indem sie einen Gewichtungsfaktor w (w > 1) für die Zielzelle verwendet. Sie ist gegeben durch:
Schlitzauswahlprozedur für die CAC im Uplink
Das Ablaufdiagramm der Schlitzauswahlprozedur im Uplink ist in 2 gezeigt. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass der neue CCTrCH, der die Zulassung sucht, M Codes in seinem zuzuweisenden Codesatz aufweist. Diese M Codes sind in der Reihenfolge ansteigenden Spreizfaktors (absteigender erforderlicher SIR-Zielwert) angeordnet. Die Schlitzauswahl erfolgt gemäß den nachstehend angegebenen Prozeduren:

1. Beginne mit dem ersten Code im Codesatz (Schritt 12').
2. Berechne für jeden Uplink-Zeitschlitz die Last der Zielzelle und benachbarter Zellen in diesem Zeitschlitz unter Verwendung von Gleichung 26, als ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen ist (Schritt 14').
3. Beurteile für jeden Uplink-Zeitschlitz, ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen werden kann, durch Überprüfung, ob die Last der Zielzelle und benachbarter Zellen in diesem Zeitschlitz nach der Zuweisung die Bedingungen gemäß Gleichungen 27 und 28 erfüllt (Schritte 16', 17'). c) Ist dies der Fall, dann wird dieser Zeitschlitz als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22' erwogen (Schritt 18'). d) Ansonsten wird dieser Zeitschlitz nicht als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22' erwogen (Schritt 20').
4. Überprüfe, ob irgendwelche möglichen Zeitschlitze für die Zuweisung vorhanden sind (Schritt 22'). e) Ist mindestens ein möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung vorhanden, dann wähle aus allen möglichen Zeitschlitzen denjenigen Zeitschlitz aus, der die geringste durchschnittliche Last gemäß Gleichung 29 oder die geringste gewichtete durchschnittliche Last gemäß Gleichung 30 ergibt (Schritt 24'). Dieser Code wird dann diesem ausgewählten Zeitschlitz zugewiesen. Gehe zu Schritt 28'. f) Ansonsten kann dieser Code nicht in die Zielzelle zugewiesen werden (Schritt 26'). Dies bedeutet ebenfalls, dass sich der CCTrCH mit diesem Codesatz nicht in der Zielzelle unterbringen lässt. Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33').
6. Überprüfe, ob noch zuzuweisender Code vorliegt (Schritt 28'). a) Ist dies der Fall, wähle den nächsten Code im Codesatz aus und gehe zu Schritt 14' (Schritt 30'). b) Ansonsten ist die Zuweisung des CCTrCH erledigt (Schritt 32'). Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33').

Grundlegende Zuweisungsprozedur für die CAC im Downlink
Die Last eines Downlink-Zeitschlitzes in Zelle i ist definiert als die Last, die von den im selben Zeitschlitz in dieser Zelle und in Zellen der ersten und der zweiten Schicht zugewiesenen Codes erzeugt wird (dabei ist die von Zellen über die zweite Schicht hinaus erzeugte Last vernachlässigbar). Daher ist die Last im Downlink ähnlich der Last im Uplink. Es gibt jedoch einen Unterschied zwischen ihnen. Im Uplink gibt es nur einen Empfänger, die ES. Im Downlink gibt es mehrere Empfänger UEs, die in der Zelle verstreut sind. Um diese Differenz zu kompensieren, wird der Lastbe rechnung ein Normierungsfaktor hinzugefügt. Somit ist die Last gegeben durch:
Dabei ist α_DL der durchschnittliche MUD-Restfaktor im Downlink, β_DL ist der Gewichtungsfaktor für Codes in den Zellen der Schicht Eins im Downlink, σ_DL ist der Gewichtungsfaktor für Codes in den Zellen der Schicht Zwei im Downlink, Ω(k) ist der Satz von Codes, der in diesem Zeitschlitz in der Zelle k zugewiesen wird, SchichtEins(k) ist der Satz von Codes, der in diesem Zeitschlitz in benachbarte Zellen der Schicht Eins der Zelle k zugewiesen wird, SchichtZwei(k) ist der Satz von Codes, der in diesem Zeitschlitz in benachbarte Zellen der Schicht Zwei der Zelle k zugewiesen wird.
Bei der CAC erhält ein Code nur dann die Zulassung in einen Zeitschlitz in Zelle i, wenn nach der Zulassung die folgenden Bedingungen in diesem Zeitschlitz erfüllt werden können: LastDL(i) ≤ CAC_Ziel_Last_Schwelle_DL Gleichung 32und LastDL(j) ≤ CAC_Nachbar_Last_Schwelle_DL ∀j ∊ Schicht – Eins(i) ∪ Schicht – Zwei(i) Gleichung 33wobei CAC_Ziel_Last_Schwelle_DL die Zulassungsschwelle der Last in der Zielzelle ist, und CAC_Nachbar_Last_Schwelle_DL die Zulassungsschwelle der Last in den benachbarten Zellen darstellt.
Ein Maß der Qualität nach der Zulassung ist die durchschnittliche Last im Downlink
, die als die durchschnittliche Last der Zielzelle und der benachbarten Zellen definiert ist. Sie ist gegeben durch:
Ein alternatives Maß ist die gewichtete durch schnittliche Last im Uplink,
, die ähnlich der Definition in Gleichung 34 ist, jedoch der Zielzellenlast Priorität einräumt, indem sie einen Gewichtungsfaktor w (w > 1) für die Zielzelle verwendet. Sie ist gegeben durch:
Schlitzauswahlprozedur für die CAC im Downlink
Das Ablaufdiagramm der Schlitzauswahlprozedur ist hierbei das selbe wie in 2. Es wird der Fall angenommen, dass der neue CCTrCH, der die Zulassung sucht, M Codes in seinem zuzuweisenden Codesatz hat. Da die Richtung downlink ist, haben die M Codes die selben Spreizfaktoren 16 oder 1. Daher spielt im Downlink die Reihenfolge der Zuweisung für Codes keine Rolle. Die Schlitzauswahl erfolgt gemäß den nachstehend angegebenen Prozeduren:

1. Beginne mit dem ersten Code im Codesatz (Schritt 12').
2. Berechne für jeden Downlink-Zeitschlitz die Last von Zielzelle und benachbarten Zellen in diesem Zeitschlitz unter Verwendung von Gleichung 31, als ob dieser Code in diesem Zeitschlitz zugewiesen ist (Schritt 14').
3. Beurteile für jeden Downlink-Zeitschlitz, ob dieser Code diesem Zeitschlitz zugewiesen werden kann, durch Überprüfung, ob die Last von Zielzelle und benachbarten Zellen in diesem Zeitschlitz nach der Zuweisung die Bedingungen gemäß Gleichungen 32 und 33 erfüllt (Schritte 16', 17'). a) Ist dies der Fall, dann wird dieser Zeitschlitz als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22 erwogen (Schritt 18'). b) Ansonsten wird dieser Zeitschlitz nicht als möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung in Schritt 22 erwogen (Schritt 20').
4. Überprüfe, ob irgendwelche möglichen Zeitschlitze für die Zuweisung vorhanden sind (Schritt 22). a) Ist mindestens ein möglicher Zeitschlitz für die Zuweisung vorhanden, dann wähle aus allen möglichen Zeitschlitzen denjenigen Zeitschlitz aus, der die geringste durchschnittliche Last gemäß Gleichung 34 oder die geringste gesichtete durchschnittliche Last gemäß Gleichung 35 ergibt (Schritt 24'). Dieser Code wird dann diesem ausgewählten Zeitschlitz zugewiesen. Gehe zu Schritt 28'. b) Ansonsten kann dieser Code nicht in die Zielzelle zugewiesen werden (Schritt 26'). Dies bedeutet ebenfalls, dass sich der CCTrCH mit diesem Codesatz nicht in der Zielzelle unterbringen lässt. Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33').
5. Überprüfe, ob noch Codes zuzuweisen sind (Schritt 28'). a) Ist dies der Fall, wähle den nächsten Code im Codesatz aus und gehe zu Schritt 14' (Schritt 30'). b) Ansonsten ist die Zuweisung des CCTrCH erledigt (Schritt 32'). Die Schlitzauswahlprozedur endet (Schritt 33').

Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die CAC anhand von Ausfallwahrscheinlichkeiten.
Definition von Ausfallwahrscheinlichkeit für die CAC im Uplink
Die Last eines Uplink-Zeitschlitzes in einer Zelle ist definiert als die Last, die von den im selben Zeitschlitz in dieser Zelle und in Zellen der ersten und zweiten Schicht zugewiesenen Nutzern erzeugt wird (dabei ist die von Zellen über die zweite Schicht hinaus erzeugte Last vernachlässigbar). In der technischen Fachliteratur wird größtenteils davon ausgegangen, dass die Last von benachbarten Zellen ein festes Verhältnis der Last von ihrer eigenen Zelle ist, wobei dies auf der Annahme eines homogenen Systems basiert. Bei einem heterogenen System jedoch lässt sich kein derartiges Model für die Last bilden. Wir berechnen die Last von benachbarten Zellen auf der Grundlage ihres wirklichen Verkehrs. Somit ist die Last in einer Zelle k gegeben durch:
Dabei ist α_UL der durchschnittliche MUD-Restfaktor im Uplink, β_UL ist der Gewichtungsfaktor für Nutzer in den Zellen der Schicht Eins im Uplink, σ_UL ist der Gewichtungsfaktor für Nutzer in den Zellen der Schicht Zwei im Uplink, Ω(k) ist der Satz von Nutzern, der in diesem Zeitschlitz in der Zelle k zugewiesen wird, SchichtEins(k) ist der Satz von Nutzern, der in diesem Zeitschlitz in benachbarte Zellen der Schicht Eins der Zelle k zugewiesen wird, SchichtZwei(k) ist der Satz von Nutzern, der in diesem Zeitschlitz in benachbarte Zellen der Schicht Zwei der Zelle k zugewiesen wird.
Aufgrund der Begrenzung des dynamischen Bereichs und zum Zweck einer stabilen Leistungsregelung sollte der Rauschanstieg an der BS auf einen Höchstwert von NR_max begrenzt werden. Somit ergibt sich:
Daher lässt sich Gleichung 38 wie folgt umformen:
Die Ausfallwahrscheinlichkeit in einem Zeitduplex-Zeitschlitz i, die als P_aus bezeichnet wird, ist definiert als die Wahrscheinlichkeit, dass die Ungleichung in Gleichung 40 nicht gilt. Sie ist gegeben durch:
Berechnung von Ausfallwahrscheinlichkeit
Aufgrund von Fading und mangelhafter Leistungsregelung ist der Wert von SIR_h eine beliebige Variable, die einer Lognormalverteilung folgt. Daher lässt sich SIR_h wie folgt ausdrücken:
Setzt man Ψ anstelle von
ein, lässt sich Gleichung 41 wie folgt umformen:
wobei A_h gegeben ist durch:
Somit ergibt sich:
Wenn X_h für SIR_h·A_h steht, dann ist X_h immer noch eine lognormale beliebige Variable. Ihr Mittelwert
und ihre Varianz
sind gegeben durch:
Gleichung 43 wird zu:
Obwohl die Verteilung von X_h bekannt ist, ist die Berechnung von P_aus in Gleichung 48 immer noch sehr komplex, und lässt sich nicht in Echtzeit durchfuhren. Bei mäßiger oder hoher Systemlast ist der Wert von N in Gleichung 48 groß. Daher bietet die Gaußsche Näherung sowohl ein gutes Näherungsergebnis als auch geringe Berechnungskomplexität. Hier wählten wir den Gaußschen Näherungsansatz, um es der RNC zu ermöglichen, die Ausfallwahrscheinlichkeitsberechnung und eine Entscheidung der Ressourcenzuweisung in Echtzeit durchzuführen.
Es ist zu beachten, dass wir eine beliebige Variable
haben, bei der {X_h} N unabhängige identische beliebige Variablen sind, jede mit einem Mittelwert
und einer Varianz
. Somit ergibt sich:
Es bezeichne P_aus(i) die Ausfallwahrscheinlichkeit von Zeitschlitz i. Bei Zuweisung eines Nutzers zur Verwendung von L Schlitzen (1 = 1, 2,..., L) definiert sich die Gesamtausfallwahrscheinlichkeit der Zuweisung, die mit P_{aus_gesamt} bezeichnet wird, als die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ausfall in mindestens einem Zeitschlitz auftritt. Sie ist gegeben durch:
Schlitzauswahlprozedur für die CAC im Uplink
Die CAC-Funktion versucht, die Gesamtausfallwahrscheinlichkeit des CCTrCH zu minimieren, wobei sie gleichzeitig sicherstellt, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit zugewiesener Zeitschlitze in benachbarten Zellen auch die Anforderungen erfüllt. Das Ablaufdiagramm des CAC-Algorithmus ist in 3 gezeigt.
Nehmen wir einmal an, der neue CCTrCH, der die Zulassung in die Zielzelle k sucht, weist M Codes in seinem zuzuweisenden Codesatz auf. Diese M Codes sind in der Reihenfolge ansteigenden Spreizfaktors (absteigender erforderlicher SIR-Zielwert) angeordnet. Die Schlitzauswahl erfolgt gemäß den nachstehend angegebenen Prozeduren:

1. Beginne mit dem ersten Code im Codesatz (Schritt 36).
2. Berechne die aktuelle Ausfallwahrscheinlichkeit eines jeden Zeitschlitzes in der Zielzelle (Schritt 38). Berechne ebenfalls die Ausfallwahrscheinlichkeit eines jeden Zeitschlitzes in den benachbarten Zellen, als ob dieser Code dem Zeitschlitz zugewiesen ist (Schritt 38). a) Ist die Ausfallwahrscheinlichkeit aller benachbarten Zellen weniger als die maximal zulässige Ausfallwahrscheinlichkeit, sagen wir mal τ, dann kann dieser Zeitschlitz für die Zuweisung erwogen werden. b) Ansonsten kann dieser Zeitschlitz nicht für die Zuweisung erwogen werden.
3. Aus der Auswahl möglicher Zeitschlitze für die Zuweisung beginne mit dem Zeitschlitz mit der geringsten Ausfallwahrscheinlichkeit, zum Beispiel Zeitschlitz i (Schritt 40).
4. Weise den Code dem Zeitschlitz i zu und berechne die aktualisierte Ausfallwahrscheinlichkeit des Zeitschlitzes (Schritt 42).
5. Überprüfe, ob noch mehr Codes fair den Nutzer nicht zugewiesen sind (Schritt 44). a) Ist dies nicht der Fall, sind alle Codes bereits zugewiesen. Gehe zu Schritt 46. b) Ansonsten mache weiter bis Schritt 52, um den nächsten Code im Codesatz zuzuweisen.
6. Zweige bei Schritt 44B ab und berechne die Ausfallwahrscheinlichkeit eines jeden Zeitschlitzes in den benachbarten Zellen, als ob dieser Code dem Zeitschlitz zugewiesen ist (Schritt 52). Überprüfe, ob Zeitschlitz i sich noch unter diesen möglichen Zeitschlitzen befindet (Schritt 54). a) Ist dies nicht der Fall, ermittle den Zeitschlitz mit der geringsten Ausfallwahrscheinlichkeit unter diesen möglichen Zeitschlitzen, zum Beispiel Schlitz j. Setze i = j (Schritt 56) und gehe zu Schritt 42. b) Ansonsten überprüfe, ob die Ausfallwahrscheinlichkeit von Zeitschlitz i noch immer die geringste unter diesen möglichen Zeitschlitzen ist (Schritt 58). i. Ist dies der Fall, gehe zu Schritt 42. ii. Ansonsten berechne, ob eine Zuweisung des nächsten Codes in den Zeitschlitz mit der geringsten Ausfallwahrscheinlichkeit, beispielsweise Schlitz j, sinnvoll ist (Schritt 60). Dies erfolgt unter Vergleich des Beitrags zur Gesamtausfallwahrscheinlichkeit derjenigen Codes, die bereits Zeitschlitz i zugewiesen sind, und dieses Codes. Der Beitrag zur Gesamtausfallwahrscheinlichkeit, wenn dieser Code in Schlitz j eingesetzt wird, wird als P_Beitrag bezeichnet und ist gegeben durch: PBeitrag = 1 – (1 – Paus(i))·(1 – Paus(j))

Der Beitrag zur Gesamtausfallwahrscheinlichkeit, wenn diese RU noch immer in Schlitz i zugewiesen ist, wird als P'_Beitrag bezeichnet und ist die selbe wie die Ausfallwahrscheinlichkeit in Schlitz i. D. h. P'_Beitrag = P_aus(i)'. Überprüfe, ob P_Beitrag ≥ P'_Beitrag (62).

1. Ist dies nicht der Fall, gehe zu Schritt 40.
2. Ansonsten setze i = j (Schritt 64) und gehe zu Schritt 42.
7. Berechne die Gesamtausfallwahrscheinlichkeit der Zuweisung (Schritt 46) P_{aus_gesamt} wie in Gleichung 52. Überprüfe, ob P_{aus_gesamt} ≤ θ (Schritt 48). a) Ist dies der Fall, erhält der Nutzer die Zulassung (Schritt 50). b) Ansonsten wird der Nutzer zurückgewiesen (Schritt 51).

CAC im Downlink
Die CAC-Funktion im Downlink ähnelt der im Uplink. Es gibt jedoch einige Unterschiede in der Lastdefinition und ihrer physikalischen Bedeutung. Im Uplink gibt es nur einen Empfänger, die BS. Im Downlink gibt es mehrere Empfänger, UEs, die in der Zelle verstreut sind. Um diesen Unterschied zu kompensieren, wird ein Normierungsfaktor der Lastberechnung hinzugefügt. Somit ist die Last gegeben durch:
Im Uplink definiert sich die Last basierend auf dem Gesamtrauschanstieg an der BS, dem gemeinsamen Empfänger. Im Downlink sind mehrere Empfänger in der Zelle verstreut. Daher definiert sich die Downlink-Last auf der Grundlage des durchschnittlichen Downlink-Rauschanstiegs und es ergibt sich:
Abgesehen vom Unterschied hinsichtlich Lastdefinition und physikalischer Bedeutung ist die Ausfallwahrscheinlichkeitsberechnung und die Schlitzauswahl im Downlink die selbe wie im Uplink, wie es in 3 gezeigt ist.

Claims

Verfahren zur Durchführung einer Verbindungszulassungssteuerung in einem Netzwerk mit Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) basierend auf allgemeinen Messungen, wobei die allgemeinen Messungen die gemessene Zeitschlitzinterferenz-Codesignalleistung der Aufwärtsstrecke umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren aufweist: Durchführen allgemeiner Messungen einer Zielzelle; und Durchführen allgemeiner Messungen von benachbarten Zellen; Schätzen des Pegels allgemeiner Messungen der Zielzelle und der benachbarten Zelle für einen Code eines Codesatzes, wie wenn eine angeforderte Verbindung zugelassen ist; für jeden Zeitschlitz Berechnen der Last der Zielzelle und der Nachbarzellen,wie wenn der Code zugewiesen worden wäre; und Annehmen oder Ablehnen einer Verbindungszulassung auf der Aufwärtsstrecke basierend auf dem Ergebnis der Berechnungsschritte.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Verbindungszulassungssteuerung auf der Abwärtsstrecke aufweist, wobei die allgemeinen Messungen Messungen von Trägerleistungswerten auf der Abwärtsstrecke aufweisen und wobei eine Verbindungszulassung auf der Abwärtsstrecke basierend auf den gemessenen Trägerleistungswerten angenommen oder abgelehnt wird.