專利名稱：一種hsdpa呼叫準(zhǔn)入控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是涉及無線資源管理(CAC)中呼叫準(zhǔn)入控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
針對(duì)無線移動(dòng)通信系統(tǒng)，需要通過無線資源管理(Radio ResourceManagement，RRM)技術(shù)有效地分配無線資源，從而保證較高的系統(tǒng)性能。其中，呼叫準(zhǔn)入控制(Call Admission Control，CAC)是較為重要的無線資源管理技術(shù)之一。傳統(tǒng)的呼叫準(zhǔn)入控制的判決方法主要可分類為基于用戶數(shù)量、基于等效頻寬、基于發(fā)送功率、基于接收功率、基于信號(hào)對(duì)干擾比(信干比)(Signal-to-Interference Ratio，SIR)測(cè)量、基于系統(tǒng)干擾測(cè)量和基于系統(tǒng)負(fù)荷測(cè)量等方法。
移動(dòng)通信系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)WCDMA/UTRA-FDD標(biāo)準(zhǔn)R5版本中引入增強(qiáng)型下行無線傳輸鏈路(HighSpeed Downlink Packet Acess，HSDPA)，期望在對(duì)WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最小改動(dòng)的前提下提高無線鏈路下行傳輸速率和系統(tǒng)容量。HSDPA采用自適應(yīng)調(diào)制編碼(Adaptive Modulation and Coding，AMC)、混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HybirdAutomatic Repeat Request，HARQ)、固定傳輸時(shí)間間隔(TTI，2ms)、固定擴(kuò)頻因子(SF＝16)、硬切換(Hard Handover，HHO)、快速調(diào)度(位于NodeB中)和快速小區(qū)選擇(Fast Cell Selection，F(xiàn)CS)等無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速無線傳輸鏈路，但不采用快速功率控制(Fast Power Control，F(xiàn)PC)、正交可變擴(kuò)頻因子(Orthogonal Variable Spreading Factor，OVSF)和軟切換(SoftHandover，SHO)技術(shù)，使無線鏈路傳輸速率高達(dá)10Mbps以上。
HSDPA在原有的業(yè)務(wù)傳輸信道上添加了高速下行鏈路共享信道(HighSpeed Downlink Shared CHannel，HS-DSCH)用于流媒體、交互式和背景式等高速無線分組業(yè)務(wù)的共享，并添加共享控制信道(Shared Control Channel，SCCH)和上行鏈路專用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel，DPCCH)用于控制信令的傳輸。在媒體接入控制層(Medium Access Control，MAC)協(xié)議中，增加了高速實(shí)體(Medium Access Control-high speed，MAC-hs)用于處理在HS-DSCH信道上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)。
MAC-hs實(shí)體包含HARQ和HSDPA的調(diào)度功能以及對(duì)HS-DSCH的控制功能，MAC-hs功能實(shí)體位于基站(NodeB)中。
HSDPA具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用了提高頻譜利用率的物理層傳輸技術(shù)和鏈路自適應(yīng)技術(shù)，形成了碼分/時(shí)分復(fù)用共存的高速無線鏈路，其高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH)主要用于傳輸流媒體、交互式和背景式三種類型的無線分組業(yè)務(wù)，此三種類型業(yè)務(wù)的主要特征是吞吐量和時(shí)延都具有動(dòng)態(tài)特性，采用傳統(tǒng)的呼叫準(zhǔn)入控制方法已經(jīng)不能適用于以上業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)要求和碼分/時(shí)分復(fù)用共存的高速無線鏈路特征。
文獻(xiàn)[1]“O.Salent，J.perez，R.Agusti，‘Uplink RRM for conversational andinteractive service in UTRA-FDD’”和文獻(xiàn)[2]“Mohamod Moustafa，IbrahimHabib，‘GAME Based Radio Resource Management in Wideband CDMANetworks’，IEEE，2001”公開了一種基于吞吐量的WCDMA下行鏈路呼叫準(zhǔn)入控制算法，該算法給出的準(zhǔn)入判決策略為只要新呼叫接入導(dǎo)致的下行鏈路負(fù)荷因子增量與系統(tǒng)當(dāng)前負(fù)荷因子之和低于預(yù)設(shè)的負(fù)荷因子門限，即允許新呼叫的接入，即ηDL+ΔηDL＜ηDL_threshold式中ηDL為下行鏈路的負(fù)荷因子；ΔηDL為由于新用戶的接入而導(dǎo)致的下行鏈路負(fù)荷因子的增量；ηDL_threshold為系統(tǒng)預(yù)設(shè)的負(fù)荷因子門限值。文獻(xiàn)中分別給出了ηDL和ΔηDL的計(jì)算公式ηDL=Σj=1NRjRmax=Σj=1NRjVj(Eb/I0)jW[(1-α‾)+i‾]]]>ΔηDL=RkVk(Eb/I0)kW[(1-α‾)+i‾]]]>其中，W為系統(tǒng)帶寬；Rmax為小區(qū)允許的最大吞吐量；Rj為用戶j的比特速率；Vj為用j戶的激活因子；α為小區(qū)間的平均正交性，i為其它小區(qū)與本小區(qū)的下行鏈路平均干擾功率比。
但是這種傳統(tǒng)的吞吐量估算方法在HSDPA系統(tǒng)下并不適用。這是因?yàn)镠SDPA高速無線鏈路采用了多種新的技術(shù)，如混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)、自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)、高速調(diào)度等，這些技術(shù)都對(duì)高速無線鏈路的吞吐量性能產(chǎn)生影響。另外，高速鏈路的吞吐量特性和時(shí)延特性也隨著實(shí)時(shí)變化的信道條件變化。因此，傳統(tǒng)的吞吐量估算方法以及基于該吞吐量參數(shù)的呼叫準(zhǔn)入判決方式并不能及時(shí)、有效的反映HSDPA當(dāng)前的信道條件和用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)需求，不能反映HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道的特點(diǎn)，在計(jì)算的準(zhǔn)確性方面也無法得到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述缺陷而提出的一種HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其根據(jù)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳、自適應(yīng)調(diào)制編碼、快速調(diào)度等對(duì)吞吐量性能的影響，估算HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道吞吐量，然后基于該吞吐量判決對(duì)用戶的呼叫進(jìn)行準(zhǔn)入控制。這種方法可以有效的改善HSDPA呼叫準(zhǔn)入判決的準(zhǔn)確性，降低系統(tǒng)的呼叫阻塞概率。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，包括下列步驟步驟A)在系統(tǒng)初始化時(shí)，估算HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道當(dāng)前可承載的數(shù)據(jù)傳輸最大吞吐量，得出吞吐量門限；步驟B)分析請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端的服務(wù)質(zhì)量要求，得出用戶終端所需占用信道的有效速率；步驟C)統(tǒng)計(jì)已接入HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)母饔脩艚K端傳輸速率；步驟D)將步驟B)和步驟C)的結(jié)果相加后，與HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道的吞吐量門限進(jìn)行判斷比較，根據(jù)判斷比較結(jié)果對(duì)請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端的呼叫進(jìn)行準(zhǔn)入判決。
所述步驟A)可以包括下列步驟步驟A1)估算混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳對(duì)HSDPA鏈路吞吐量的影響；步驟A2)估算自適應(yīng)調(diào)制編碼對(duì)鏈路吞吐量影響；
步驟A3)根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制編碼和混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳對(duì)鏈路吞吐量影響估算鏈路平均頻譜利用率，根據(jù)鏈路平均頻譜利用率得到給定帶寬時(shí)的鏈路最大吞吐量。
所述步驟A2)可以包括下列步驟步驟A21)估算在小尺度衰落信道上自適應(yīng)調(diào)制編碼對(duì)鏈路吞吐量的影響；步驟A22)估算在大尺度衰落信道上自適應(yīng)調(diào)制編碼對(duì)鏈路吞吐量的影響。
所述步驟D)可以包括下列步驟步驟D1)判決條件不滿足，已經(jīng)加入HSDPA系統(tǒng)的各用戶終端的傳輸速率加上新用戶終端所需占用信道的有效速率之和大于最大吞吐量門限時(shí)，則拒絕業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求，并通知相應(yīng)的終端；步驟D2)否則，滿足判決條件，已經(jīng)加入HSDPA系統(tǒng)的各用戶終端的傳輸速率加上新用戶終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門限時(shí)，接受業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求，分配無線資源，并通知相應(yīng)的終端。
所述步驟B)中下行業(yè)務(wù)傳輸可以為基站內(nèi)高速下行鏈路共享信道到高速下行鏈路共享信道切換業(yè)務(wù)；基站之間高速下行鏈路共享信道到高速下行鏈路共享信道切換業(yè)務(wù)；流媒體新呼叫業(yè)務(wù)；交互式新呼叫業(yè)務(wù)；背景式新呼叫業(yè)務(wù)；上述業(yè)務(wù)中的一個(gè)或者一個(gè)以上的任意組合。
所述步驟B)中有效速率為使用自動(dòng)重傳成功傳輸概率對(duì)實(shí)時(shí)速率利用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)得到。
所述加權(quán)系數(shù)可以為誤幀率。
所述加權(quán)系數(shù)可以為平均分組吞吐量。
所述加權(quán)系數(shù)可以為成功傳輸概率。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的估算HSDPA系統(tǒng)HS-DSCH上吞吐量的方法，考慮到了各主要因素對(duì)吞吐量的影響，針對(duì)HSDPA的碼分/時(shí)分復(fù)用共存的高速無線鏈路以及流媒體、交互式、背景式三種類型的無線分組業(yè)務(wù)的吞吐量和時(shí)延的動(dòng)態(tài)特性，能夠較好的估算HS-DSCH吞吐量特性。在這個(gè)基礎(chǔ)上，提出了根據(jù)高速下行鏈路共享信道吞吐量指標(biāo)對(duì)用戶業(yè)務(wù)的接入請(qǐng)求進(jìn)行準(zhǔn)入控制方法。這樣，可以有效地改善HSDPA的呼叫準(zhǔn)入判決準(zhǔn)確性，降低用戶呼叫被阻塞的概率。


圖1為HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法流程圖；圖2為位于(r，θ)處的用戶終端與位于(ri，θi)處的第i個(gè)基站間的距離示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1和2進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法。
如圖1所示，本發(fā)明考慮到HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道的特點(diǎn)以及采用的多種技術(shù)，尤其是混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)、自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)、快速調(diào)度等對(duì)HSDPA鏈路吞吐量性能的影響，綜合上述因素估算鏈路吞吐量性能指標(biāo)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，再根據(jù)估算的吞吐量指標(biāo)對(duì)用戶業(yè)務(wù)的呼叫請(qǐng)求做出準(zhǔn)入控制判決。
A)在系統(tǒng)初始化時(shí)，估算HSDPA系統(tǒng)HS-DSCH當(dāng)前可承載的數(shù)據(jù)傳輸最大吞吐量，得出吞吐量門限Th。
A1)首先，估算混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)對(duì)鏈路吞吐量的影響。
混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)是指接收方在解碼失敗的情況下，保存接收到的數(shù)據(jù)，并要求發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)，接收方將重傳的數(shù)據(jù)和先前接收的數(shù)據(jù)在解碼之前進(jìn)行組合。混合自動(dòng)重傳技術(shù)可以提高系統(tǒng)性能，并可靈活地調(diào)整有效碼元速率，還可以補(bǔ)償由于采用鏈路適配所帶來的誤碼。
混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)是由前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction，F(xiàn)EC)和自動(dòng)重傳(Automatic Repeat Request，ARQ)組成的，其中前向糾錯(cuò)采用的是Turbo碼。
自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)是一次數(shù)據(jù)傳輸失敗時(shí)就要求重傳的一種傳輸機(jī)制。在無線傳輸環(huán)境下，信道噪聲和由于移動(dòng)性帶來的衰落以及其他用戶的干擾使得信道傳輸質(zhì)量較差，為了保證通信質(zhì)量，就必須對(duì)數(shù)據(jù)分組加以保護(hù)，這種保護(hù)通常采用前向糾錯(cuò)編碼(FEC)，即在分組中傳輸額外的比特開銷。顯然，過多的前向糾錯(cuò)編碼會(huì)使傳輸效率變低。快速混合自動(dòng)重傳(HARQ)是ARQ和FEC相結(jié)合的混合差錯(cuò)控制方案。HARQ不但可以靈活地調(diào)整有效編碼速率，還可以補(bǔ)償由于采用鏈路適配所帶來的誤碼，從而大大提高系統(tǒng)性能。HSDPA將AMC和HARQ技術(shù)結(jié)合起來就可以達(dá)到更好的鏈路自適應(yīng)效果。
每個(gè)呼叫業(yè)務(wù)的分組在若干個(gè)傳輸時(shí)間間隔(Transmission Time Interval，TTI)內(nèi)傳輸，即業(yè)務(wù)分組長度到鏈路層傳輸時(shí)間間隔(TTI)的映射是在若干個(gè)傳輸時(shí)間間隔(TTI)內(nèi)進(jìn)行。
MAC-hs功能實(shí)體中的HSDPA的快速分組調(diào)度算法控制著共享資源的快速分配，根據(jù)無線信道的質(zhì)量狀況和等待發(fā)射的數(shù)據(jù)量以及業(yè)務(wù)的優(yōu)先等級(jí)等因素，快速地實(shí)現(xiàn)共享資源的最優(yōu)分配。
共享信道上的無線多用戶調(diào)度算法使得每個(gè)傳輸時(shí)間間隔(TTI)內(nèi)發(fā)生的錯(cuò)誤是相互獨(dú)立的，所以每個(gè)傳輸時(shí)間間隔(TTI)數(shù)據(jù)的重傳次數(shù)是獨(dú)立的。根據(jù)中心極限定理，超過10個(gè)獨(dú)立同分布隨機(jī)變量的和可近似為高斯分布。則分組包的傳輸次數(shù)是一個(gè)均值為Ns，方差為σ2的高斯分布。
A2)根據(jù)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)對(duì)鏈路吞吐量的影響估算自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)對(duì)鏈路吞吐量影響。
自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)是根據(jù)瞬間信道條件的改變而相應(yīng)發(fā)改變調(diào)制和編碼格式。自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)根據(jù)當(dāng)前無線信道的質(zhì)量狀況和網(wǎng)絡(luò)資源的使用情況選擇最佳的下行鏈路調(diào)制和編碼方式，從而盡可能增大終端用戶的數(shù)據(jù)吞吐量，降低傳輸遲延。當(dāng)用戶處于有利的通信點(diǎn)時(shí)，則選擇高階調(diào)制和高速率的信道編碼方式來傳送用戶數(shù)據(jù)，例如16QAM調(diào)制和3/4編碼速率，從而得到較高的傳輸速率；而當(dāng)用戶處于不利的通信點(diǎn)時(shí)，則選取低階調(diào)制方式和低速率的信道編碼方案，例如QPSK調(diào)制和1/4編碼速率，從而保證通信質(zhì)量。
自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)可以提供自適應(yīng)的調(diào)制編碼方案(七級(jí)調(diào)制)以適應(yīng)不同的信道，它能夠有效的提高傳輸速率和頻譜利用率。自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)將多用戶調(diào)度技術(shù)和時(shí)域調(diào)度相結(jié)合，使終端處于低衰落狀態(tài)。
自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)結(jié)合混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)進(jìn)行工作，目標(biāo)是最大化數(shù)據(jù)速率，同時(shí)滿足服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求。
小尺度衰落和大尺度衰落是基站到用戶終端無線信道的小尺度衰落和大尺度衰落，這兩種衰落是同時(shí)存在的，用于描述基站到用戶終端的無線信道特性。自適應(yīng)調(diào)制編碼的調(diào)制編碼方案受小尺度衰落和大尺度衰落的影響，其不同的調(diào)制編碼方案得到不同的吞吐量。
A21)估算在小尺度衰落信道上自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)對(duì)鏈路吞吐量的影響。
對(duì)于平坦衰落信道，信道質(zhì)量可由信噪比衡量。因?yàn)樾诺罓顟B(tài)在一幀內(nèi)保持不變，所以用一般的Nakagami-m信道來描述γb的統(tǒng)計(jì)特征。每幀的接收信噪比γb是一個(gè)服從伽瑪(Gamma)分布的隨機(jī)變量，fγb(γb)=mmγm-1γ‾mΓ(m)exp(-mγγ‾)]]>其中γb＝E{γb}為平均接收信噪比，Γ(m):=∫0∞tm-1e-1dt]]>為伽瑪(Gamma)函數(shù)，m為納卡伽米(Nakagami)衰落指數(shù)(m≥1/2)。Nakagami-m信道模型代表一大類衰落信道，當(dāng)m＝1時(shí)即為瑞利(Rayleigh)信道。
根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)規(guī)則，調(diào)制編碼方案(Modulation andCoding Scheme，MCS)和實(shí)時(shí)誤幀率取決于接收信噪比γb。每種調(diào)制編碼方案(MCS)的選擇概率為Pr(n)=∫γnγn+1fγb(γb)dγb=Γ(m,mγnγ‾b)-Γ(m,mγn+1γ‾b)Γ(m)]]>其中Γ(m,x):=∫x∞tm-1etdt]]>為補(bǔ)充的非完全伽瑪(Gamma)函數(shù)。同時(shí)調(diào)制編碼方案(MCS)模式n下的平均重傳次數(shù)為N‾n=∫γnγn+1Nsdγb]]>其中，Ns為混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)分組包的傳輸次數(shù)高斯分布的均值。
A22)估算在大尺度衰落信道上自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)對(duì)鏈路吞吐量的影響大尺度衰落是指由于基站到移動(dòng)終端之間的距離導(dǎo)致的無線信號(hào)衰落，不同的距離和地理環(huán)境對(duì)無線信號(hào)有不同程度的衰落，使得接收信號(hào)的信噪比大小不同，影響調(diào)制編碼方案，不同的調(diào)制編碼方案得到不同的吞吐量，一般地，可采用簡化的大尺度衰落信道表示式計(jì)算信道大尺度衰落。
簡化的大尺度衰落信道利用現(xiàn)有的簡化計(jì)算式得到。
例如(1)考慮具有19個(gè)小區(qū)的多小區(qū)結(jié)構(gòu)，(2)用戶終端位置為均勻分布，(3)考慮對(duì)數(shù)正態(tài)大尺度衰落，(4)使用極坐標(biāo)(r，θ)，把本小區(qū)基站作為與原點(diǎn)，(5)第i個(gè)基站到用戶終端(r，θ)的衰落為Li(r,θ)=D-l10Xi10=D-leYi=D-lKi]]>其中D為第i個(gè)基站到用戶終端(r，θ)的距離，l為路徑損失指數(shù)(典型值為3或4)。Xi為均值為零，標(biāo)準(zhǔn)差為σxi的高斯(Gaussian)分布，Ki為對(duì)數(shù)正態(tài)隨機(jī)變量。如圖2，第i個(gè)基站(ri，θi)到用戶終端(r，θ)的衰落為Li(r,θ)=(r2+ri2-2rircos(θi-θ))-12Ki]]>用戶終端(r，θ)的接收信噪比為γb=EbNt=SF·PL0(r,θ)/WN0+Σi=118PLi(r,θ)/W]]>=SF·PK0r-l/WN0+Σi=118P(r2+ri2-2rircos(θi-θ))-12Ki/W]]>N0為熱噪聲密度，P和W分別為傳輸功率與擴(kuò)頻帶寬。因?yàn)楦咚傧滦墟溌肥褂脻M功率傳輸信號(hào)，所以熱噪聲的影響可以忽略不計(jì)。則γb=K0Σi=118Ji-lKi=K0Σi=118Ii=K0I]]>整個(gè)干擾I可以記做I=10XI10]]>
其中XI是均值為 方差為 的高斯(Guassian)隨機(jī)變量。
則EbN0=K0I=10X0-XI10=10XT10]]>其中XT＝X0-XI是均值為mT，方差為σT2的高斯(Guassian)隨機(jī)變量。
根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)規(guī)則，調(diào)制編碼方案(MCS)和實(shí)時(shí)誤幀率取決于接收信噪比γb。每種調(diào)制編碼方案(MCS)的選擇概率為Pr(n)=∫0R∫0θSPn|r,θr2R2θsdxdy]]>=∫0R∫0θS[Q(SNRn+1-mTσT)-Q(SNRn-mTσT)]·r·2R2θsdxdy]]>其中R為小區(qū)半徑，θS為隨機(jī)的扇區(qū)角度值。調(diào)制編碼方案(MCS)模式n下的平均重傳次數(shù)為N‾n=∫γnγn+1Nsdγb]]>其中，Ns為混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)分組包的傳輸次數(shù)高斯分布的均值。
A3)然后根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)對(duì)鏈路吞吐量影響估算鏈路平均頻譜利用率，根據(jù)鏈路平均頻譜利用率得到給定帶寬時(shí)的鏈路最大吞吐量。
當(dāng)采用MCSn模式時(shí)，調(diào)制方式為Mn-QAM，編碼速率為Rc。每個(gè)傳輸符號(hào)攜帶Rn＝Rc·log2(Mn)個(gè)信息比特。對(duì)于未編碼傳輸模式，Rc＝1。采用一個(gè)帶寬為B＝1/Ts的奈氏(Nyquist)脈沖成形濾波器，其中Ts為符號(hào)速率。所以，平均頻譜利用率(每單位帶寬的比特速率)為S‾e=Σn=1NNcodeRn(1-FERr(n))Pr(n)N‾n]]>FERr(n)=∫γnγn+1FERr·dγb]]>其中Ncode為采用MCSn模式時(shí)的碼道數(shù)，F(xiàn)ERr(n)為MCSn模式下的殘余誤幀率。系統(tǒng)對(duì)FERr有一定的要求，必須不超過Ploss，即FERr≤Ploss。
對(duì)于給定的帶寬W，鏈路的平均吞吐量即為Th‾=W·Se‾]]>根據(jù)上述方法估算HSDPA高速下行鏈路共享信道的最大吞吐量Th后，對(duì)用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求做出準(zhǔn)入判決。
B)分析請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端K+1的服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求，得出用戶終端K+1所需占用信道的有效速率Reff(k+1)。
一般地，HSDPA可以傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)為基站(NodeB)內(nèi)HS-DSCH到HS-DSCH切換業(yè)務(wù)；基站(NodeB)之間HS-DSCH到HS-DSCH切換業(yè)務(wù)；流媒體新呼叫業(yè)務(wù)；交互式新呼叫業(yè)務(wù)；背景式新呼叫業(yè)務(wù)。
高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由共享下行信道提供，是一個(gè)采用時(shí)分復(fù)用的CDMA系統(tǒng)。基于反饋信道傳遞的信道狀態(tài)信息，調(diào)度算法對(duì)用戶終端進(jìn)行時(shí)間片配置。吞吐量與調(diào)度器密切相關(guān)因?yàn)槊總€(gè)調(diào)度區(qū)間內(nèi)哪個(gè)用戶數(shù)據(jù)被傳輸直接影響到用戶可以達(dá)到的吞吐量。
由于沒有考慮誤幀率和重傳信息，實(shí)時(shí)速率不能完全表示傳輸速率。首先，它只表示當(dāng)分組包成功接收時(shí)的傳輸速率。發(fā)生分組包傳輸錯(cuò)誤時(shí)，實(shí)際傳輸速率為零，分組包重傳或者丟棄。這種錯(cuò)誤在多用戶系統(tǒng)中更加明顯。其次，對(duì)于大多數(shù)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)機(jī)制，基于軟合并，重傳具有高的成功率。對(duì)于任何一種調(diào)度算法，用有效速率Reff(k)代替實(shí)時(shí)速率RMCS(k)，這樣調(diào)整調(diào)度算法使得其考慮了實(shí)際重傳機(jī)制。
有效數(shù)據(jù)速率是如下二者的比例1)下一次傳輸能夠攜帶的平均信息量；2)攜帶如此信息量所需要的平均時(shí)間或資源。
用戶k在第L次傳輸時(shí)的有效數(shù)據(jù)速率為Reff(k)=μL(η,Φ→L-1,MCS(k))=E(S|η,Φ→L-1,MCS(k))E(T|η,Φ→L-1,MCS(k))]]>其中 表示以往的傳輸記錄，包括傳輸功率使用情況，調(diào)制與編碼方式MCS等。MCS(k)代表用戶終端k所使用的調(diào)制與編碼方式，η表示用戶終端k的預(yù)測(cè)信噪比SINR。 為考慮以往傳輸?shù)钠骄晒鬏斝畔⒈忍財(cái)?shù)， 考慮以往傳輸?shù)钠骄鶄鬏敃r(shí)間。
所述的在HSDPA使用的高速調(diào)度算法有輪詢(Round Robin)算法，最大載干比(Max.C/I)算法和比例公平(Proportional Fair)算法。
使用自動(dòng)重傳(ARQ)成功傳輸概率對(duì)實(shí)時(shí)速率進(jìn)行加權(quán)可以得到Reff(k)。FMCS(k)(η)為使用MCS(k)，輸入信噪比為η時(shí)的誤幀率。RMCS表示采用調(diào)制編碼方案(MCS)作為調(diào)制編碼方式時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)速率。成功傳輸概率取決于是否是重傳版本。當(dāng)是重傳版本時(shí)，成功傳輸概率取決于采用的HARQ重傳機(jī)制。
混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)重傳機(jī)制有停止-等待(Stop-and-Wait)機(jī)制、順序重傳(Go back N)機(jī)制和選擇重傳(Selected retransmission)機(jī)制。
則Reff(k)=RMCS(k)·(1-FMCS(k)(η+η^L))]]>其中， 為前L-1傳輸累積的預(yù)測(cè)信噪比SINR。對(duì)于簡單自動(dòng)重傳(ARQ)，η^L=0,]]>對(duì)于Chase combining，η^L=Σk=1L-1η(tk),]]>η^1=0.]]>這種機(jī)制給重傳提供了高優(yōu)先級(jí)，因?yàn)镃hase combining使得重傳成功概率大大增加。
在估算用戶的有效速率Reff(k)時(shí)，可以采用不同的加權(quán)方法，如，還可以使用基于有效吞吐量的平均分組吞吐量，不僅僅考慮當(dāng)前傳輸還有未來重傳的影響，吞吐量的計(jì)算依賴于HARQ機(jī)制和信道特征；或者是使用成功傳輸概率對(duì)實(shí)時(shí)速率進(jìn)行加權(quán)，即Reff(k)＝RMC(k)·(1-FMCS(k)(η))即在估算成功傳輸概率時(shí)不考慮是否是重傳版本。
C)統(tǒng)計(jì)已接入HSDPA高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH)進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)母饔脩艚K端傳輸速率。
Σi=1kReff(i)]]>D)將B)和C)相加的結(jié)果與HSDPA系統(tǒng)HS-DSCH的吞吐量門限進(jìn)行判斷比較，根據(jù)判斷比較結(jié)果對(duì)該用戶終端的呼叫進(jìn)行準(zhǔn)入判決。
Σi=1kReff(i)+Reff(k+1)≤TH]]>D1)判決條件不滿足時(shí)，即已經(jīng)加入HSDPA系統(tǒng)的各用戶用戶終端的傳輸速率加上新用戶業(yè)務(wù)所需占用信道的有效速率之和大于最大吞吐量門限時(shí)，則拒絕業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求，并通知相應(yīng)的用戶終端(UE)；D2)否則，滿足判決條件，即已經(jīng)加入HSDPA系統(tǒng)的各用戶終端的傳輸速率加上新用戶業(yè)務(wù)所需占用信道的有效速率之和小于或者等于最大吞吐量門限時(shí)，接受業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求，分配無線資源，并通知相應(yīng)的用戶終端(UE)。
本發(fā)明提出的估算HSDPA系統(tǒng)HS-DSCH上吞吐量的方法，考慮到了各主要因素對(duì)吞吐量的影響，針對(duì)HSDPA的碼分/時(shí)分復(fù)用共存的高速無線鏈路以及流媒體、交互式、背景式三種類型的無線分組業(yè)務(wù)的吞吐量和時(shí)延的動(dòng)態(tài)特性，能夠較好的估算HS-DSCH吞吐量特性。在這個(gè)基礎(chǔ)上，提出了根據(jù)高速下行鏈路共享信道吞吐量指標(biāo)對(duì)用戶業(yè)務(wù)的接入請(qǐng)求進(jìn)行準(zhǔn)入控制的過程。這樣，可以有效地改善HSDPA的呼叫準(zhǔn)入判決準(zhǔn)確性，降低用戶呼叫被阻塞的概率。
本實(shí)施例是使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，而對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的詳細(xì)描述，但可以想到，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)還可以做出其它的變化和修改，這些變化和修改均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，包括下列步驟步驟A)在系統(tǒng)初始化時(shí)，估算HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道當(dāng)前可承載的數(shù)據(jù)傳輸最大吞吐量，得出吞吐量門限；步驟B)分析請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端的服務(wù)質(zhì)量要求，得出用戶終端所需占用信道的有效速率；步驟C)統(tǒng)計(jì)已接入HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)母饔脩艚K端傳輸速率；步驟D)將步驟B)和步驟C)的結(jié)果相加后，與HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道的吞吐量門限進(jìn)行判斷比較，根據(jù)判斷比較結(jié)果對(duì)請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端的呼叫進(jìn)行準(zhǔn)入判決。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述步驟A)包括下列步驟步驟A1)估算混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳對(duì)HSDPA鏈路吞吐量的影響；步驟A2)估算自適應(yīng)調(diào)制編碼對(duì)鏈路吞吐量影響；步驟A3)根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制編碼和混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳對(duì)鏈路吞吐量影響估算鏈路平均頻譜利用率，根據(jù)鏈路平均頻譜利用率得到給定帶寬時(shí)的鏈路最大吞吐量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述步驟A2)包括下列步驟步驟A21)估算在小尺度衰落信道上自適應(yīng)調(diào)制編碼對(duì)鏈路吞吐量的影響；步驟A22)估算在大尺度衰落信道上自適應(yīng)調(diào)制編碼對(duì)鏈路吞吐量的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述步驟D)包括下列步驟步驟D1)判決條件不滿足，已經(jīng)加入HSDPA系統(tǒng)的各用戶終端的傳輸速率加上新用戶終端所需占用信道的有效速率之和大于最大吞吐量門限時(shí)，則拒絕業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求，并通知相應(yīng)的終端；D2)否則，滿足判決條件，已經(jīng)加入HSDPA系統(tǒng)的各用戶終端的傳輸速率加上新用戶終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門限時(shí)，接受業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求，分配無線資源，并通知相應(yīng)的終端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述步驟B)中下行業(yè)務(wù)傳輸為基站內(nèi)高速下行鏈路共享信道到高速下行鏈路共享信道切換業(yè)務(wù)；基站之間高速下行鏈路共享信道到高速下行鏈路共享信道切換業(yè)務(wù)；流媒體新呼叫業(yè)務(wù)；交互式新呼叫業(yè)務(wù)；背景式新呼叫業(yè)務(wù)；上述業(yè)務(wù)中的一個(gè)或者一個(gè)以上的任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述步驟B)中有效速率為使用自動(dòng)重傳成功傳輸概率對(duì)實(shí)時(shí)速率利用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)為誤幀率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)為平均分組吞吐量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)為成功傳輸概率。
全文摘要
一種HSDPA呼叫準(zhǔn)入控制方法。其包括下列步驟A)在系統(tǒng)初始化時(shí)，估算HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道當(dāng)前可承載的數(shù)據(jù)傳輸最大吞吐量，得出吞吐量門限；B)分析請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端的服務(wù)質(zhì)量要求，得出用戶終端所需占用信道的有效速率；C)統(tǒng)計(jì)已接入HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸?shù)母饔脩艚K端傳輸速率；將B)和C)的結(jié)果相加后，與HSDPA系統(tǒng)高速下行鏈路共享信道的吞吐量門限進(jìn)行判斷比較，根據(jù)判斷比較結(jié)果對(duì)請(qǐng)求接入HSDPA系統(tǒng)進(jìn)行下行業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠脩艚K端的呼叫進(jìn)行準(zhǔn)入判決。其可以有效的改善HSDPA呼叫準(zhǔn)入判決的準(zhǔn)確性，降低系統(tǒng)的呼叫阻塞概率。
文檔編號(hào)H04W48/06GK1859765SQ20061000761
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者郭房富, 趙新勝, 笪明 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司