專(zhuān)利名稱(chēng)：寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線資源管理方法，特別涉及寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法。
背景技術(shù)：
自從數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)以前所未有的穿透力進(jìn)入移動(dòng)通信市場(chǎng)以來(lái)，人們對(duì)無(wú)線個(gè)人通信的需求與日俱增。這也正是目前無(wú)線通信成為工業(yè)界主要焦點(diǎn)的源動(dòng)力之一。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的盛行也促進(jìn)了無(wú)線用戶(hù)對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，無(wú)線高速多媒體的時(shí)代已不遙遠(yuǎn)。由此，我們?cè)谡雇麩o(wú)線網(wǎng)發(fā)展的巨大潛力的同時(shí)，也意識(shí)到了高用戶(hù)量、高數(shù)據(jù)傳輸量和多種業(yè)務(wù)并存給未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的潛在挑戰(zhàn)。解決這一問(wèn)題不僅需要一流的設(shè)備，而且需要一流的無(wú)線資源管理(Radio Resource Management，簡(jiǎn)稱(chēng)“RRM”)技術(shù)。
目前一般用來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)容量的方式可分為兩類(lèi)一種是傳統(tǒng)的無(wú)線鏈路本身的性能提高，即由點(diǎn)到點(diǎn)調(diào)制和解調(diào)、編碼和解碼等各個(gè)方面提高單一鏈路的數(shù)據(jù)傳輸量。這種方式的問(wèn)題是收發(fā)信機(jī)可能變得很復(fù)雜，也意味著造價(jià)很高。另一種是把蜂窩網(wǎng)絡(luò)看作一個(gè)整體，即應(yīng)用現(xiàn)代的無(wú)線資源管理技術(shù)，使用簡(jiǎn)單的收發(fā)信機(jī)，而以?xún)?yōu)化分配有限的無(wú)線資源來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的整體容量。
蜂窩網(wǎng)的無(wú)線資源管理問(wèn)題是指對(duì)于一個(gè)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)用戶(hù)，網(wǎng)絡(luò)需要分配適當(dāng)?shù)幕尽⑿诺?、發(fā)信功率，以使具有固定硬件設(shè)備的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲得更高容量的同時(shí)，滿(mǎn)足用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量要求(Quality of Services，簡(jiǎn)稱(chēng)“QoS”)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)都有用戶(hù)發(fā)出呼叫、終斷呼叫，井在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部移動(dòng)，因而現(xiàn)代的無(wú)線資源管理技術(shù)應(yīng)該是實(shí)時(shí)型的并能充分利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的有效資源，達(dá)到資源最佳分配的目的。
無(wú)線資源管理問(wèn)題涉及到移動(dòng)用戶(hù)與基站之間建立無(wú)線鏈路，包括選擇基站、信道分配、上行(移動(dòng)臺(tái)到基站)和下行(基站到移動(dòng)臺(tái))發(fā)信功率控制。這種操作統(tǒng)稱(chēng)為資源分配規(guī)則(Resource Allocation Algorithm，簡(jiǎn)稱(chēng)“RAA”)。無(wú)線資源管理的核心問(wèn)題是在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高頻譜利用率，其基本出發(fā)點(diǎn)是在網(wǎng)內(nèi)話(huà)務(wù)量分布不均勻，且信道的狀態(tài)因信號(hào)衰落和干擾而起伏變化的狀況下，設(shè)法靈活地分配和及時(shí)調(diào)整可用資源。其中信道分配和功率控制是最常用，也是最有效的方法。
在現(xiàn)代蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，隨著用戶(hù)密度的增加，信道分配對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量直接起著至關(guān)重要的作用。信道可以是多重含義，比如頻率、載波、時(shí)隙、正交碼等。信道資源的分配即如何將上述各種資源配置給各個(gè)用戶(hù)。目前有三種分配方式，即固定信道分配(Fixed Channel Allocation，簡(jiǎn)稱(chēng)“FCA”)、動(dòng)態(tài)信道分配(Dynamic Channel Allocation，簡(jiǎn)稱(chēng)“DCA”)和隨機(jī)信道分配(RandomChannel Allocation，簡(jiǎn)稱(chēng)“RCA”)。
其中，F(xiàn)CA是最傳統(tǒng)的一種信道分配方式，普遍應(yīng)用在第一和第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)中。它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的要求，考慮在最差情況下所需要的頻率復(fù)用距離，由此制定頻率規(guī)劃。由于縮短復(fù)用距離可提高頻譜利用率，而這種最差情況的考慮又限制了復(fù)用距離的縮短，所以FCA不能滿(mǎn)足高頻譜利用率的要求。
RCA是在用戶(hù)通話(huà)過(guò)程中隨機(jī)地更換信道。那么就有一個(gè)用戶(hù)得不到好信道。隨機(jī)信道分配的結(jié)果是同一小區(qū)內(nèi)的每個(gè)用戶(hù)得到同樣的信道質(zhì)量，即平均好的和壞的信道。在無(wú)法獲得信道質(zhì)量信息時(shí)，RCA不失為一種好方法。但其負(fù)面影響是，沒(méi)有一個(gè)用戶(hù)可以得到真正好的信道。
在DCA動(dòng)態(tài)信道分配中，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)試或估測(cè)到的信道質(zhì)量(通常為信噪比)或話(huà)務(wù)情況重新安排信道。動(dòng)態(tài)信道分配方式較前兩種方式需要更多的信息，這樣增加了控制信道的信息量，但它可以使用高智能的算法得到另兩種方式所達(dá)不到的網(wǎng)絡(luò)容量。該方法在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，特別是寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，簡(jiǎn)稱(chēng)“WCDMA”)移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
在WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，分組業(yè)務(wù)具有突發(fā)性、速率動(dòng)態(tài)變化范圍大等特點(diǎn)，為了提高系統(tǒng)資源的利用效率，對(duì)于這些業(yè)務(wù)需要根據(jù)業(yè)務(wù)變化的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)、合理的信道分配，任何不合理的信道資源配置都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率的下降和通信質(zhì)量的下降。為了充分提高當(dāng)前的的系統(tǒng)資源利用率，需要實(shí)時(shí)地根據(jù)當(dāng)前的分組業(yè)務(wù)的信道質(zhì)量等信息來(lái)配置最合理的信道資源，比如帶寬速率。因此在動(dòng)態(tài)信道分配下，業(yè)務(wù)實(shí)際使用的信道帶寬是動(dòng)態(tài)變化的。
但由于不同的帶寬速率條件下所需要的發(fā)射功率大小也是不同的，帶寬越大所需要的發(fā)射功率就越大。因此在WCDMA系統(tǒng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)信道帶寬調(diào)整的時(shí)候，需要考慮到帶寬調(diào)整之后所需要的功率是否能夠達(dá)到要求。如果帶寬調(diào)整后所需要的功率超出了當(dāng)前基站系統(tǒng)所能承受的最大發(fā)射功率，則會(huì)出現(xiàn)功率受限而無(wú)法達(dá)到要求的情況，嚴(yán)重影響信道通信質(zhì)量，甚至導(dǎo)致鏈路中斷、用戶(hù)掉話(huà)的后果。
因此在WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行信道帶寬調(diào)整時(shí)要注意到功率受限的情況，在動(dòng)態(tài)信道分配的帶寬調(diào)整過(guò)程中必須給出合理的保護(hù)措施，避免功率受限的情況發(fā)生，保證用戶(hù)QoS。當(dāng)前如何設(shè)計(jì)一種合理有效的動(dòng)態(tài)信道分配方法，使得在資源允許的情況下合理分配信道帶寬資源，同時(shí)能夠避免功率受限等情況發(fā)生、提高鏈路穩(wěn)定性，是當(dāng)前WCDMA移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線規(guī)劃研究的關(guān)鍵。
目前WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，針對(duì)分組業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，都進(jìn)行了根據(jù)業(yè)務(wù)量傳輸?shù)膶?shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整信道帶寬的做法，但一般不考慮帶寬增加功率受限的情況，從而出現(xiàn)鏈路發(fā)射功率不夠而導(dǎo)致用戶(hù)掉話(huà)。該方法沒(méi)有考慮不同的帶寬情況下鏈路實(shí)際需要的發(fā)射功率是不同的，事實(shí)上僅根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)量情況調(diào)整信道帶寬，只有當(dāng)小區(qū)負(fù)載較小或覆蓋較好且業(yè)務(wù)在所有速率下不出現(xiàn)功率受限時(shí)才是安全的，但如果在小區(qū)負(fù)載高或在高速業(yè)務(wù)不能覆蓋的邊緣，一旦由于業(yè)務(wù)量傳輸提高了信道帶寬，而用戶(hù)所在地又是該速率不能覆蓋地方，就會(huì)出現(xiàn)功率受限而用戶(hù)掉話(huà)。
為了避免鏈路功率受限情況，目前的解決方案會(huì)采用檢測(cè)當(dāng)前鏈路功率并保護(hù)功率不超過(guò)上限的方法，即設(shè)置一定的功率告警門(mén)限，一旦業(yè)務(wù)功率超過(guò)告警門(mén)限后，則直接下調(diào)信道帶寬，避免掉話(huà)。實(shí)際應(yīng)用中，該方案存在問(wèn)題，當(dāng)功率受限出現(xiàn)告警后，帶寬下調(diào)，而原先的業(yè)務(wù)量需求沒(méi)有得到滿(mǎn)足仍然會(huì)請(qǐng)求增加帶寬，從而反復(fù)調(diào)整，導(dǎo)致振蕩。
目前也有采用懲罰定時(shí)器的方式來(lái)解決上述振蕩的情況，即一旦由于功率受限的原因?qū)⑺俾蕦⒌秃?，啟?dòng)懲罰定時(shí)器，在該懲罰定時(shí)器超時(shí)前，不對(duì)進(jìn)行升速率的請(qǐng)求處理。這種方法在一定程度上可以緩解振蕩的問(wèn)題，可以降低振蕩發(fā)生的概率，但沒(méi)有從根本上解決，如果業(yè)務(wù)需求仍然存在而功率受限沒(méi)有得到解決，則還會(huì)出現(xiàn)周期更長(zhǎng)的振蕩。
解決該問(wèn)題的另外一種方法是在由功率受限告警而下調(diào)帶寬后，實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前鏈路的發(fā)射功率，當(dāng)發(fā)射功率小于一定的上調(diào)門(mén)限后，才允許速率再次向上調(diào)整。現(xiàn)有的方法中，告警門(mén)限和上調(diào)門(mén)限都可以采用后臺(tái)配置的方法。因此帶寬調(diào)整門(mén)限的配置值是否合理將在很大的程度上影響帶寬調(diào)整的性能，如果門(mén)限太小，則會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，如果太高則會(huì)導(dǎo)致功率受限不能完全避免。而在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)參數(shù)及業(yè)務(wù)情況本身就是動(dòng)態(tài)變化的，一個(gè)固定配置的帶寬調(diào)整門(mén)限無(wú)法適應(yīng)這樣的要求，因而無(wú)法徹底解決避免功率受限的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，使得信道動(dòng)態(tài)分配時(shí)帶寬調(diào)整機(jī)制能夠避免功率受限的問(wèn)題，保證服務(wù)質(zhì)量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，包含以下步驟，A根據(jù)無(wú)線接入承載指派建立信道傳輸帶寬，設(shè)定帶寬調(diào)整范圍；B動(dòng)態(tài)測(cè)量或靜態(tài)配置信道狀態(tài)參數(shù)；C根據(jù)所述帶寬調(diào)整范圍和所述信道狀態(tài)參數(shù)預(yù)測(cè)帶寬調(diào)整后是否會(huì)發(fā)生功率受限，如果是則拒絕帶寬調(diào)整請(qǐng)求，否則接受帶寬調(diào)整請(qǐng)求。
其中，所述步驟C包含以下子步驟，C1根據(jù)所述帶寬調(diào)整范圍和所述信道狀態(tài)參數(shù)計(jì)算第一功率門(mén)限和第二功率門(mén)限，其中所述第二功率門(mén)限大于或等于所述第一功率門(mén)限；C2配置Fa事件和Fb事件，其中，F(xiàn)a事件的觸發(fā)條件是用戶(hù)當(dāng)前功率在遲滯時(shí)間內(nèi)保持低于所述第一功率門(mén)限，F(xiàn)b事件的觸發(fā)條件是用戶(hù)當(dāng)前功率在所述遲滯時(shí)間內(nèi)保持高于所述第二功率門(mén)限；C3如果所述Fa事件被觸發(fā)且所述Fb事件沒(méi)有被觸發(fā)，則周期性測(cè)量上報(bào)所述當(dāng)前功率值并接受所述帶寬調(diào)整請(qǐng)求，否則拒絕所述帶寬調(diào)整請(qǐng)求。
所述信道狀態(tài)參數(shù)包含目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的最大允許下行發(fā)射功率、目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的功率裕度、當(dāng)前速率匹配增益、目標(biāo)速率匹配增益、當(dāng)前擴(kuò)頻增益、目標(biāo)擴(kuò)頻增益，其中，所述最大允許功率、所述功率裕度可以通過(guò)靜態(tài)配置得到，對(duì)于不同的目標(biāo)帶寬可以配置不同的最大允許下行發(fā)射功率和功率裕度，所述當(dāng)前速率匹配增益、所述目標(biāo)速率匹配增益、所述當(dāng)前擴(kuò)頻增益、所述目標(biāo)擴(kuò)頻增益通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算得到。
所述第一功率門(mén)限計(jì)算公式如下，Th1=Pmax-ΔE-10lg(Grm-source·Gsf-sourceGrm-target·Gsf-target),]]>其中，Th1為所述第一功率門(mén)限，Pmax為所述目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的最大允許下行發(fā)射功率，ΔE為所述目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的功率裕度，Grm_source為所述當(dāng)前速率匹配增益，Gsf_source為所述當(dāng)前擴(kuò)頻增益，Grm_target為所述目標(biāo)速率匹配增益，Gsf_target為所述目標(biāo)擴(kuò)頻增益。
所述第二功率門(mén)限等于所述第一功率門(mén)限。
所述帶寬調(diào)整請(qǐng)求是由業(yè)務(wù)量或鏈路狀態(tài)變換觸發(fā)的。
當(dāng)所述業(yè)務(wù)量增加時(shí)，請(qǐng)求增加帶寬，當(dāng)所述業(yè)務(wù)量減小時(shí)，請(qǐng)求減少帶寬。
當(dāng)所述鏈路狀態(tài)劣化時(shí)，請(qǐng)求減小帶寬，當(dāng)所述鏈路狀態(tài)恢復(fù)時(shí)，請(qǐng)求增加帶寬。
通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，本發(fā)明通過(guò)嚴(yán)格理論模型推導(dǎo)給出帶寬速率調(diào)整后不出現(xiàn)功率受限情況所等效的當(dāng)前功率的可行值范圍，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，根據(jù)信道參數(shù)和狀態(tài)計(jì)算該范圍，由此設(shè)定一個(gè)功率調(diào)整門(mén)限，并配置F事件，用于實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前功率是否滿(mǎn)足帶寬調(diào)整要求，只有在滿(mǎn)足不出現(xiàn)功率受限的情況下，才接受因業(yè)務(wù)量觸發(fā)或者鏈路恢復(fù)觸發(fā)的帶寬調(diào)整請(qǐng)求。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來(lái)了較為明顯的有益效果，即通過(guò)理論論證帶寬調(diào)整過(guò)程中不出現(xiàn)功率受限的等效條件，保證了動(dòng)態(tài)信道分配方法的嚴(yán)格性，通過(guò)F事件測(cè)量確定是否接受帶寬調(diào)整請(qǐng)求機(jī)制有效避免了帶寬速率調(diào)整后功率受限的情況，加強(qiáng)了動(dòng)態(tài)信道調(diào)整方法的魯棒性，大大提高了服務(wù)質(zhì)量和系統(tǒng)可靠性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶寬速率與最大覆蓋范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前功率并上報(bào)的示意圖；；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)態(tài)信道分配方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將先對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，再結(jié)合附圖對(duì)進(jìn)一步地詳細(xì)描述具體的實(shí)施例。
本發(fā)明基于實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中業(yè)務(wù)通信動(dòng)態(tài)變化以及功率需求不固定的特點(diǎn)，建立了帶寬調(diào)整所等效的功率需求計(jì)算模型，根據(jù)信道業(yè)務(wù)信息實(shí)時(shí)采集機(jī)制，獲得信道的當(dāng)前速率、調(diào)整的目標(biāo)速率、當(dāng)前速率的最大發(fā)生功率、目標(biāo)速率的最大發(fā)生功率等，根據(jù)模型計(jì)算帶寬調(diào)整所需要的參數(shù)，由此配置帶寬調(diào)整門(mén)限值，在動(dòng)態(tài)信道分配時(shí)，根據(jù)帶寬調(diào)整門(mén)限進(jìn)行調(diào)整空間保護(hù)，在滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)需求而進(jìn)行帶寬調(diào)整時(shí)，預(yù)先判斷功率受限情況是否會(huì)發(fā)生，在可能引起功率受限的情況下，拒絕調(diào)整帶寬，徹底避免因帶寬調(diào)整而引起功率受限，達(dá)到保證鏈路通信和服務(wù)質(zhì)量的目的。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以知道，實(shí)際系統(tǒng)中不同帶寬速率覆蓋范圍是不一樣的。這是由于對(duì)應(yīng)一定的帶寬速率，基站必須提供相應(yīng)的發(fā)生功率，但是基站的功率上限是固定的，因此在同樣的功率上限條件下，當(dāng)帶寬速率越高，基站無(wú)線信號(hào)所能覆蓋的范圍越小。圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶寬速率與最大覆蓋范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于WCDMA系統(tǒng)小區(qū)基站來(lái)說(shuō)，典型的傳輸速率級(jí)別有384Kbps、144Kbps、64Kbps及話(huà)音速率等，話(huà)音速率較低，覆蓋范圍較大，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率較高，覆蓋范圍也較小。但對(duì)于通信中的某業(yè)務(wù)，速率下調(diào)時(shí)可以增加覆蓋范圍?；跇I(yè)務(wù)帶寬速率與覆蓋范圍的關(guān)系，當(dāng)帶寬速率由低速調(diào)整到高速后，小區(qū)覆蓋范圍減小，可能出現(xiàn)鏈路掉話(huà)的情況。本發(fā)明通過(guò)一種自動(dòng)計(jì)算帶寬速率增加后是否會(huì)出現(xiàn)功率受限、覆蓋范圍減小的預(yù)測(cè)算法，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果控制帶寬調(diào)整，如果可能出現(xiàn)功率受限，則拒絕分配帶寬，以保護(hù)通信業(yè)務(wù)。
除了由于檢測(cè)到業(yè)務(wù)量增加而觸發(fā)的帶寬調(diào)整外，還有其他情況也會(huì)觸發(fā)帶寬調(diào)整。比如，在當(dāng)前帶寬下如果出現(xiàn)鏈路功率受限的情況，必然會(huì)降低信道帶寬以保證鏈路的穩(wěn)定性，而之后由于各種原因，如其他用戶(hù)業(yè)務(wù)量減少，使得當(dāng)前鏈路質(zhì)量恢復(fù)較好時(shí)，或是功率資源較豐富時(shí)，再將鏈路帶寬恢復(fù)。因此無(wú)論一開(kāi)始是由于業(yè)務(wù)量增加觸發(fā)帶寬調(diào)整，或是由于后來(lái)鏈路質(zhì)量恢復(fù)后的帶寬上調(diào)，都會(huì)涉及到判斷是否會(huì)出現(xiàn)功率受限的情況。
在本發(fā)明中，為了能夠預(yù)先判斷帶寬速率增加后是否會(huì)出現(xiàn)功率受限的情況，首先基于WCDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線通信鏈路原理建立當(dāng)前信道參數(shù)、業(yè)務(wù)配置與功率調(diào)整目標(biāo)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型。無(wú)線通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在傳輸處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生編碼增益、速率匹配增益、交織增益、擴(kuò)頻增益等，鏈路本身的最小信噪比Ec/N0定義為接收能量比上背景噪聲和干擾電平，可由下式計(jì)算Ec/N0=P/Lα·P(N)/L+I=Pα·P(N)+I·L]]>其中，P為用戶(hù)本身的發(fā)射功率，L為路徑損耗，α為正交化因子，P(N)為小區(qū)內(nèi)N個(gè)用戶(hù)的總干擾電平，I背景噪聲。因此接收碼片的最小信噪比Eb/N0可以寫(xiě)為，Eb/N0＝Gc·Grm·Gsf·Ec/N0其中Gc為編碼增益，Grm為速率匹配增益，Gsf為擴(kuò)頻增益。在業(yè)務(wù)發(fā)生帶寬速率調(diào)整過(guò)程中，下行信道對(duì)應(yīng)的Eb/N0要求值不變，而帶寬速率調(diào)整前后速率匹配增益Grm、擴(kuò)頻增益Gsf都發(fā)生變化。通常來(lái)說(shuō)，調(diào)整過(guò)程所需時(shí)長(zhǎng)較短，不妨假帶寬調(diào)整前后的路徑損耗L、正交化因子α、干擾電平P(N)、編碼增益Gc等均保持不變。則帶寬速率調(diào)整后所需的用戶(hù)功率Ptarget(目標(biāo)功率)和調(diào)整前用戶(hù)功率Psource(當(dāng)前功率)之間滿(mǎn)足以下關(guān)系Ptarget=Psource+10lg(Grm-source·Gsf-sourceGrm-target·Gsf-target)]]>其中Grm_source為帶寬調(diào)整前速率匹配增益(當(dāng)前速率匹配增益)，Gsf_source為帶寬調(diào)整前擴(kuò)頻增益(當(dāng)前擴(kuò)頻增益)，Grm_target為帶寬調(diào)整后速率匹配增益(目標(biāo)速率匹配增益)，Gsf_target為帶寬調(diào)整后擴(kuò)頻增益(目標(biāo)擴(kuò)頻增益)。
由上可知，在帶寬速率調(diào)整后，所需要的目標(biāo)功率可以由當(dāng)前功率、當(dāng)前速率匹配增益、目標(biāo)速率匹配增益、當(dāng)前擴(kuò)頻增益、目標(biāo)擴(kuò)頻增益等確定。基于此模型，本發(fā)明給出由當(dāng)前業(yè)務(wù)鏈路參數(shù)預(yù)測(cè)功率受限的方法。設(shè)功率上限即最大允許下行發(fā)射功率為Pmax，再給定一個(gè)功率裕度ΔE，即在帶寬調(diào)整后(目標(biāo)帶寬)情況下，不觸發(fā)功率受限的條件為目標(biāo)功率比最高允許功率小ΔE，表示為Ptarget≤Pmax-ΔE對(duì)上式也可以這么來(lái)理解調(diào)整到目標(biāo)速率后，不出現(xiàn)功率受限的前提是發(fā)射功率不能超過(guò)目標(biāo)速率最大發(fā)射功率Pmax-ΔE，進(jìn)一步可寫(xiě)為
Psource=Ptarget-10lg(Grm-source·Gsf-sourceGrm-target·Gsf-target)]]>≤Pmax-ΔE-10lg(Grm-source·Gsf-sourceGrm-target·Gsf-target)]]>這里Pmax和ΔE都是對(duì)應(yīng)于目標(biāo)帶寬的值，可以通過(guò)后臺(tái)配置、也可以直接讀取，可以配置多個(gè)帶寬及其相應(yīng)的Pmax和ΔE，形成一個(gè)配置表，例如，對(duì)64K數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和384K數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)配置不同的Pmax和ΔE。而擴(kuò)頻增益和速率匹配增益則可以通過(guò)相關(guān)算法計(jì)算得到。
上式給出了等效于當(dāng)前功率所需滿(mǎn)足的調(diào)整后不出現(xiàn)功率受限情況的條件，即如果當(dāng)前功率滿(mǎn)足上面給出的不等式，則在帶寬速率調(diào)整后，便不會(huì)出現(xiàn)功率受限的情況，否則就可能出現(xiàn)功率受限的情況。上式說(shuō)明，在進(jìn)行功率受限預(yù)測(cè)時(shí)，需要判斷當(dāng)前功率是否足夠低，因?yàn)樵诋?dāng)前功率足夠低的前提下，才能使得帶寬調(diào)整的功率上升空間足夠，不會(huì)出現(xiàn)功率受限的情況，否則如果當(dāng)前功率很高，則上升空間非常小，即很容易出現(xiàn)調(diào)整后功率達(dá)到上限，而出現(xiàn)功率受限，進(jìn)而導(dǎo)致鏈路掉話(huà)的后果。根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果可以得到一個(gè)當(dāng)前功率可行值范圍，在調(diào)整之前必須判斷當(dāng)前功率是否落在可行值范圍之內(nèi)。
基于上述分析，本發(fā)明給出如下的功率受限保護(hù)機(jī)制。
首先要實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前通信鏈路的發(fā)射功率。比如通過(guò)碼功率測(cè)量機(jī)制進(jìn)行測(cè)量，并由相應(yīng)的測(cè)量模塊測(cè)量并上報(bào)。在本發(fā)明采用第三代移動(dòng)通信合作伙伴項(xiàng)目(3rd Generation Partership Project，簡(jiǎn)稱(chēng)“3GPP”)標(biāo)準(zhǔn)建議的F事件來(lái)測(cè)量報(bào)告當(dāng)前的鏈路發(fā)射功率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以知道，F(xiàn)事件包括Fa和Fb兩種，因?yàn)槭菢?biāo)準(zhǔn)事件，這里不再詳細(xì)說(shuō)明。
然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷是否觸發(fā)了Fa或Fb事件。判斷當(dāng)前功率是否低于門(mén)限1，并且持續(xù)了遲滯時(shí)間T1，則觸發(fā)Fa事件，在Fa事件觸發(fā)后，只要發(fā)射功率不高于門(mén)限2，則周期性地報(bào)告當(dāng)前功率值。Fa事件觸發(fā)后，說(shuō)明當(dāng)前功率保持一個(gè)較低的水平，其功率上調(diào)空間較大，允許進(jìn)行帶寬調(diào)整。該水平具體值由門(mén)限1設(shè)定，為了保證鏈路測(cè)量的穩(wěn)定性，設(shè)定遲滯時(shí)間T1，以過(guò)慮由于業(yè)務(wù)量振蕩或噪聲引起的毛刺。
同時(shí)，如果當(dāng)前功率超過(guò)門(mén)限2，并且持續(xù)了遲滯時(shí)間T2，則會(huì)觸發(fā)Fb事件.Fb事件觸發(fā)說(shuō)明當(dāng)前功率保持一個(gè)較高水平，上升空間有限，容易出現(xiàn)功率受限，因此不能進(jìn)行帶寬調(diào)整。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前功率并上報(bào)的示意圖?？梢?jiàn)，當(dāng)系統(tǒng)合理配置了門(mén)限1、門(mén)限2后，根據(jù)上報(bào)的Fa事件，得知當(dāng)前鏈路的發(fā)射功率低于測(cè)量門(mén)限1，就可以保證帶寬速率升高后，不會(huì)出現(xiàn)功率受限。
可見(jiàn)，門(mén)限2只是給出一個(gè)F事件的緩沖過(guò)程，門(mén)限2一定要大于等于門(mén)限1。在具體實(shí)施時(shí)，可以在門(mén)限1的基礎(chǔ)上加一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值，也可以簡(jiǎn)單地將門(mén)限1和門(mén)限2配置為一個(gè)值。而由前述當(dāng)前功率的計(jì)算公式，在給定的重配置前后的帶寬速率值，通過(guò)計(jì)算和測(cè)量得到其他參數(shù)，即可計(jì)算得到功率受限等效的當(dāng)前功率的所需要滿(mǎn)足的門(mén)限，用于配置Fa事件的測(cè)量門(mén)限，此后只要發(fā)生了Fa事件而沒(méi)有Fb事件，就說(shuō)明將帶寬調(diào)整到目標(biāo)帶寬而不會(huì)發(fā)生功率受限。測(cè)量門(mén)限的計(jì)算公式如下Th1=Pmax-ΔE-10lg(Grm-source·Gsf-sourceGrm-target·Gsf-target)]]>公式1其中Th1即為門(mén)限1。
上面詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明原理，下面結(jié)合圖3給出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)態(tài)信道分配方法的流程
在步驟301中，收到核心網(wǎng)的建立分組業(yè)務(wù)的無(wú)線接入承載(RadioAccess Bearer，簡(jiǎn)稱(chēng)“RAB”)指派，根據(jù)該指派信息建立一定傳輸信道帶寬Bhigh，并確定由業(yè)務(wù)量觸發(fā)的帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整范圍為Blow至Bhigh。
接著進(jìn)入步驟302，進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整。動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)整可能由兩種原因觸發(fā)。一種是由于分組業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)量變化而導(dǎo)致，如果出現(xiàn)了沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸或少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，這時(shí)需要回收系統(tǒng)資源，將信道帶寬降低；如果出現(xiàn)有大量數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)那闆r，應(yīng)該將信道帶寬升高。另一種是由于終端的位置所導(dǎo)致，其原因是前文所提到的不同速率覆蓋的范圍不同。
接著進(jìn)入步驟303，計(jì)算帶寬調(diào)整門(mén)限配置F事件。通過(guò)后臺(tái)配置設(shè)置在Bhigh帶寬下允許的最大發(fā)生功率為Pmax和不出現(xiàn)功率受限的預(yù)留功率值為ΔE，并且根據(jù)相關(guān)無(wú)線資源管理算法計(jì)算得到分別在Bhigh帶寬和Blow帶寬下的速率匹配增益和擴(kuò)頻增益，由上述公式1計(jì)算得Fa事件的測(cè)量門(mén)限值，F(xiàn)b事件的測(cè)量門(mén)限值可以取得于Fa事件的測(cè)量門(mén)限相等或稍大。然后配置F事件(包括Fa和Fb)的測(cè)量請(qǐng)求。
接著進(jìn)入步驟304，根據(jù)F事件的測(cè)量報(bào)告決定是否接收帶寬調(diào)整請(qǐng)求。如果收到了Fa事件的測(cè)量報(bào)告而沒(méi)有發(fā)生Fb事件，則表明帶寬速率提高到Bhigh后不會(huì)出現(xiàn)功率受限的情況，此時(shí)接受業(yè)務(wù)量觸發(fā)或鏈路恢復(fù)觸發(fā)的帶寬調(diào)整請(qǐng)求，將帶寬提高到Bhigh；反之，如果沒(méi)有收到Fa事件測(cè)量報(bào)告，則表明帶寬速率提高到Bhigh后會(huì)出現(xiàn)功率受限的情況，此時(shí)如果收到業(yè)務(wù)量觸發(fā)或鏈路恢復(fù)觸發(fā)的帶寬調(diào)整請(qǐng)求則不予處理。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述方案中門(mén)限值可以根據(jù)給定方法計(jì)算得到的當(dāng)前功率可行值范圍做單調(diào)的設(shè)定，而同樣能通過(guò)測(cè)量機(jī)制達(dá)到避免功率受限的目的，不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，包含以下步驟，A根據(jù)無(wú)線接入承載指派建立信道傳輸帶寬，設(shè)定帶寬調(diào)整范圍；B動(dòng)態(tài)測(cè)量或靜態(tài)配置信道狀態(tài)參數(shù)；C根據(jù)所述帶寬調(diào)整范圍和所述信道狀態(tài)參數(shù)預(yù)測(cè)帶寬調(diào)整后是否會(huì)發(fā)生功率受限，如果是則拒絕帶寬調(diào)整請(qǐng)求，否則接受帶寬調(diào)整請(qǐng)求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，所述步驟C包含以下子步驟，C1根據(jù)所述帶寬調(diào)整范圍和所述信道狀態(tài)參數(shù)計(jì)算第一功率門(mén)限和第二功率門(mén)限，其中所述第二功率門(mén)限大于或等于所述第一功率門(mén)限；C2配置Fa事件和Fb事件，其中，F(xiàn)a事件的觸發(fā)條件是用戶(hù)當(dāng)前功率在遲滯時(shí)間內(nèi)保持低于所述第一功率門(mén)限，F(xiàn)b事件的觸發(fā)條件是用戶(hù)當(dāng)前功率在所述遲滯時(shí)間內(nèi)保持高于所述第二功率門(mén)限；C3如果所述Fa事件被觸發(fā)且所述Fb事件沒(méi)有被觸發(fā)，則周期性測(cè)量上報(bào)所述當(dāng)前功率值并接受所述帶寬調(diào)整請(qǐng)求，否則拒絕所述帶寬調(diào)整請(qǐng)求。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，所述信道狀態(tài)參數(shù)包含目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的最大允許下行發(fā)射功率、目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的功率裕度、當(dāng)前速率匹配增益、目標(biāo)速率匹配增益、當(dāng)前擴(kuò)頻增益、目標(biāo)擴(kuò)頻增益，其中，所述最大允許功率、所述功率裕度通過(guò)靜態(tài)配置得到，對(duì)于不同的目標(biāo)帶寬可以配置不同的最大允許下行發(fā)射功率和功率裕度，所述當(dāng)前速率匹配增益、所述目標(biāo)速率匹配增益、所述當(dāng)前擴(kuò)頻增益、所述目標(biāo)擴(kuò)頻增益通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，所述第一功率門(mén)限計(jì)算公式如下，Th1=Pmax-ΔE-10lg(Grm_source·Gsf_sourceGrm_target·Gsf_target),]]>其中，Th1為所述第一功率門(mén)限，Pmax為所述目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的最大允許下行發(fā)射功率，ΔE為所述目標(biāo)帶寬所對(duì)應(yīng)的功率裕度，Grm_source為所述當(dāng)前速率匹配增益，Gsf_source為所述當(dāng)前擴(kuò)頻增益，Grm_target為所述目標(biāo)速率匹配增益，Gsf_target為所述目標(biāo)擴(kuò)頻增益。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，所述第二功率門(mén)限等于所述第一功率門(mén)限。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，所述帶寬調(diào)整請(qǐng)求是由業(yè)務(wù)量或鏈路狀態(tài)變換觸發(fā)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，當(dāng)所述業(yè)務(wù)量增加時(shí)，請(qǐng)求增加帶寬，當(dāng)所述業(yè)務(wù)量減小時(shí)，請(qǐng)求減少帶寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，其特征在于，當(dāng)所述鏈路狀態(tài)劣化時(shí)，請(qǐng)求減小帶寬，當(dāng)所述鏈路狀態(tài)恢復(fù)時(shí)，請(qǐng)求增加帶寬。
全文摘要
本發(fā)明涉及寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線資源管理方法，公開(kāi)了一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信道分配方法，使得信道動(dòng)態(tài)分配時(shí)帶寬調(diào)整機(jī)制能夠避免功率受限的問(wèn)題，保證服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明中，通過(guò)理論模型推導(dǎo)給出帶寬速率調(diào)整后不出現(xiàn)功率受限情況所等效的當(dāng)前功率的可行值范圍，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，根據(jù)信道參數(shù)和狀態(tài)計(jì)算該范圍，由此設(shè)定一個(gè)功率調(diào)整門(mén)限，并配置Fa、Fb事件，用于實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前功率是否滿(mǎn)足帶寬調(diào)整要求，只有在滿(mǎn)足不出現(xiàn)功率受限的情況下，才接受因業(yè)務(wù)量觸發(fā)或者鏈路恢復(fù)觸發(fā)的帶寬調(diào)整請(qǐng)求。
文檔編號(hào)H04W72/04GK1829370SQ20051002422
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
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