專利名稱：一種反向準(zhǔn)入控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信系統(tǒng)，尤其是指一種寬帶碼分多址無線移動(dòng)通信系統(tǒng)中的反向準(zhǔn)入控制的方法。
網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信系統(tǒng)在全球正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，它的通信制式也是多樣化的，比較典型的有時(shí)分通信(TDMA)和碼分通信(CDMA)，因?yàn)镃DMA系統(tǒng)是一種寬帶碼分多址通信系統(tǒng)，它作為當(dāng)前第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的三大空中接口標(biāo)準(zhǔn)之一，技術(shù)先進(jìn)、影響面廣，有著極其光明的前途。WCDMA是一種CDMA制式的通信系統(tǒng)，CDMA通信系統(tǒng)和其他的通信系統(tǒng)有著明顯的不同，它是一個(gè)自干擾系統(tǒng)。系統(tǒng)的負(fù)載是由當(dāng)前系統(tǒng)的干擾大小所決定的，系統(tǒng)的干擾是由系統(tǒng)中用戶的發(fā)射功率所引起的。當(dāng)系統(tǒng)中的用戶超過一定數(shù)目后，會(huì)引起系統(tǒng)各個(gè)用戶功率明顯攀升的現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)載在短時(shí)間內(nèi)大幅度上升，使得系統(tǒng)崩潰。因此，需要對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行控制。
現(xiàn)有的反向準(zhǔn)入控制技術(shù)中，由于反向負(fù)載預(yù)測(cè)比較復(fù)雜，常不對(duì)反向負(fù)載做預(yù)測(cè)，僅僅是根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的反向負(fù)載值和請(qǐng)求準(zhǔn)入的業(yè)務(wù)特征判斷是否準(zhǔn)入新請(qǐng)求業(yè)務(wù)。這種方法比較簡單、很多CDMA系統(tǒng)中采用的都是這種方法。它的缺點(diǎn)也是很明顯的，主要有1、僅僅是通過當(dāng)前測(cè)量的反向負(fù)載值和當(dāng)前新請(qǐng)求業(yè)務(wù)特征做簡單的估計(jì)，不是通過一定的預(yù)測(cè)算法計(jì)算準(zhǔn)入后的系統(tǒng)反向負(fù)載，必然會(huì)導(dǎo)致估計(jì)的誤差太大。
2、為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反向負(fù)載嚴(yán)格要求不允許超過一定的門限值，由于估計(jì)的誤差太大，對(duì)準(zhǔn)入控制的反向負(fù)載門限的設(shè)定就要求比較高。一般來說，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，對(duì)該門限值空出的余量也就比較多，這樣導(dǎo)致犧牲了系統(tǒng)容量。
另外一種常用的準(zhǔn)入控制方法，進(jìn)行反向預(yù)測(cè)時(shí)需要知道大量的當(dāng)前小區(qū)內(nèi)的信息，這些信息包括當(dāng)前系統(tǒng)的反向負(fù)載值、小區(qū)內(nèi)所有連接用戶的速率、業(yè)務(wù)要求、語音激活等等。這種準(zhǔn)入預(yù)測(cè)方法的缺陷有1、需要提供的信息太多，在WCDMA系統(tǒng)中甚至無法給出所要求的確切信息。
2、預(yù)測(cè)方法復(fù)雜，在預(yù)測(cè)方面花費(fèi)的時(shí)間太多，占用資源太多。
3、在預(yù)測(cè)方法中，常常需要將小區(qū)內(nèi)所有業(yè)務(wù)信息進(jìn)行累加處理。由于實(shí)際系統(tǒng)的復(fù)雜性，得到的信息會(huì)有誤差，多個(gè)連接的業(yè)務(wù)信息累加后會(huì)導(dǎo)致誤差的累加，這樣造成最后所得到的預(yù)測(cè)值常常不準(zhǔn)確。
本發(fā)明的目的是采用反向負(fù)載預(yù)測(cè)，根據(jù)其預(yù)測(cè)值判斷新業(yè)務(wù)的準(zhǔn)入，解決已有技術(shù)中負(fù)載預(yù)測(cè)的精確度不夠準(zhǔn)確、且占用系統(tǒng)容量的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是寬帶碼分多址無線移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)新業(yè)務(wù)準(zhǔn)入采用反向負(fù)載進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)值決定新業(yè)務(wù)準(zhǔn)入。根據(jù)熱噪聲功率值，當(dāng)前反向總接收功率值，新業(yè)務(wù)所要求的載波干擾比參數(shù)值，運(yùn)用給出的預(yù)測(cè)公式計(jì)算，準(zhǔn)入控制門限的范圍是比噪聲功率高6-10dB。
為了更詳細(xì)的對(duì)本發(fā)明原理進(jìn)行說明，下面結(jié)合附圖進(jìn)行說明如下

圖1為本發(fā)明反向準(zhǔn)入控制方法流程圖；圖2為本發(fā)明反向準(zhǔn)入讀取小區(qū)反向負(fù)載流程圖；圖3為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信圖；圖4為本發(fā)明仿值小區(qū)模型圖；圖5為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置20個(gè)語音用戶時(shí)的仿真曲線圖；圖6為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置30個(gè)語音用戶時(shí)的仿真曲線圖；圖7為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置40個(gè)語音用戶時(shí)的仿真曲線圖；圖8為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置50個(gè)語音用戶時(shí)的仿真曲線圖；圖9為本發(fā)明小區(qū)內(nèi)設(shè)置60個(gè)語音用戶時(shí)的仿真曲線圖。
請(qǐng)參閱圖1、圖2，圖1為本發(fā)明反向準(zhǔn)入控制方法流程圖，可以看出，當(dāng)接到反向準(zhǔn)入控制請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用反向負(fù)載預(yù)測(cè)計(jì)算公式程序。該反向負(fù)載預(yù)測(cè)公式是這樣推導(dǎo)出的當(dāng)小區(qū)內(nèi)有n個(gè)用戶時(shí)應(yīng)滿足RTWP(n)=Σi=1nPi+C------(1)]]>其中RTWP為當(dāng)前小區(qū)中接受的總共帶寬內(nèi)的負(fù)載功率值，對(duì)反向負(fù)載的預(yù)測(cè)實(shí)際上也就是對(duì)該值大小的預(yù)測(cè)；為基站接收到的第i個(gè)用戶的功率；C為背景噪聲加周圍小區(qū)干擾。
當(dāng)?shù)趎個(gè)用戶接入之前RTWP(n-1)=Σi-1n-1Pi+C------(2)]]>其中RTWP(n-1)為n-1個(gè)用戶時(shí)小區(qū)測(cè)得的反向負(fù)載值；Pi為n-1個(gè)用戶時(shí)小區(qū)收到的來自第i(i＝1，...，n-1)個(gè)用戶的功率；C為多小區(qū)干擾加熱噪聲。
又可知PiRTWP(n-1)-Pi=CIRi------(3)]]>其中CIRi為該用戶所需的碼片能量干擾比。由(3)可推知Pi=CIRi·RTWP(n-1)1+CIRl------(4)]]>代入(2)式得 當(dāng)?shù)趎個(gè)用戶接入之后，RTWP(n)=Σi=1nPi′+C---(6)]]>其中RTWP(n)為n個(gè)用戶時(shí)小區(qū)接收的上行負(fù)載值；Pi′為n個(gè)用戶時(shí)小區(qū)接收到的來自第i(i＝1，...，n-1)個(gè)用戶的功率；C為多小區(qū)干擾加熱噪聲。
同理，可以推出RTWP(n)=C1-Σi=1nCIRi1+CIRi------(7)]]>聯(lián)立(5)、(7)，通過第n個(gè)用戶接入前后NodeB處測(cè)得的RTWP(n-1)、RTWP(n)及第n個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的CIRn值，可求得C值。C=CIRn1+CIRn1RTWP(n-1)-1RTWP(n)------(8)]]>在第n+1個(gè)用戶請(qǐng)求接入時(shí)，根據(jù)RTWP的一般表示式，并根據(jù)公式(8)求出的C值可以預(yù)測(cè)接入后的RTWP值為RTWP(n+1)=CCRTWP(n)-CIRn+11+CIRn+1------(9)]]>由以上分析可知C值是通過公式(8)計(jì)算得出的，由于計(jì)算的誤差等問題，會(huì)導(dǎo)致C值計(jì)算不準(zhǔn)確。
我們知道，C值是周圍小區(qū)干擾加熱噪聲功率之和，其值在接收RTWP值與熱噪聲值之間。
在兩種極端情況下1、周圍每小區(qū)用戶數(shù)為0，中心小區(qū)接收到其它小區(qū)的干擾為0，此時(shí)，C值就是熱噪聲的值。
2、中心小區(qū)用戶數(shù)為0，中心小區(qū)的RTWP值就為C值。
我們?nèi)嵩肼? 為C值來預(yù)測(cè)RTWP(n+1)值，這樣可以保證預(yù)測(cè)得到的RTWP(n+1)為最上限值。預(yù)測(cè)公式修正為RTWP(n+1)==N0·WN0·WRTWP(n)-CIRn+11+CIRn+1------(10)]]>其中N0W為熱噪聲的功率，可以在小區(qū)建立或小區(qū)非常空閑時(shí)(周圍小區(qū)用戶和中心小區(qū)用戶數(shù)為0的情況)，通過測(cè)量該小區(qū)內(nèi)系統(tǒng)的反向總接收功率值得出；RTWP(n)為當(dāng)前第n+1個(gè)用戶還沒準(zhǔn)入時(shí)的總反向接收功率值；CIRn+1為當(dāng)前請(qǐng)求準(zhǔn)入的n+1個(gè)用戶要求的碼片能量干擾比。
準(zhǔn)入算法的第二部分是準(zhǔn)入控制判斷，原則如下將公式(10)預(yù)測(cè)出來的反向總功率值和準(zhǔn)入允許的門限相比較，如該值大于允許的門限，則準(zhǔn)入該業(yè)務(wù)。如預(yù)測(cè)值小于準(zhǔn)入門限，則拒絕該業(yè)務(wù)準(zhǔn)入(請(qǐng)參閱圖2)。
首先我們要對(duì)反向準(zhǔn)入控制提出請(qǐng)求，進(jìn)入負(fù)載預(yù)測(cè)方法，當(dāng)預(yù)測(cè)的反向負(fù)載是否超過準(zhǔn)入控制門限值進(jìn)行值判斷；如允許進(jìn)入，則讀取熱噪聲功率值，然后讀取當(dāng)前小區(qū)反向負(fù)載，并讀取新請(qǐng)求業(yè)務(wù)特征值。根據(jù)負(fù)載預(yù)測(cè)公式及上述值計(jì)算新業(yè)務(wù)準(zhǔn)入后反向負(fù)載值，然后返回負(fù)載預(yù)測(cè)值。根據(jù)該理論我們?cè)O(shè)定一個(gè)仿真環(huán)境，如圖5所示。
小區(qū)模型為基站間距為1公里的六邊型宏小區(qū)模型，共設(shè)置3層，19個(gè)小區(qū)。小區(qū)模型見附圖4。最中間的1個(gè)小區(qū)稱為中心小區(qū)，其它18個(gè)小區(qū)稱為周圍小區(qū)，所有的仿真結(jié)果以中心小區(qū)的結(jié)果為準(zhǔn)。天線位于小區(qū)的中心，天線模型為增益為10dBi的全向天線模型。不考慮軟切換狀態(tài)，用戶完全根據(jù)路徑損耗選擇小區(qū)。
仿真參數(shù)設(shè)置WCDMA碼片速率為3.84M。在仿真中采用的是語音用戶速率為8kbps。用戶的Eb/I0目標(biāo)值設(shè)置為6.8dB。熱噪聲功率設(shè)置為-103.13dBm。
根據(jù)CDMA理論，當(dāng)接收的反向干擾值不超過熱噪聲功率的6～10dB的情況下，可以認(rèn)為系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。在驗(yàn)證預(yù)測(cè)算法仿真時(shí)，僅仿真系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的情況下的預(yù)測(cè)算法準(zhǔn)確性，即接收到的總干擾不超過熱噪聲10dB的情況下對(duì)預(yù)測(cè)算法進(jìn)行驗(yàn)證。在仿真下述設(shè)置情況，測(cè)出的結(jié)果如圖5所示。
周圍小區(qū)設(shè)置20個(gè)語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖5。
周圍小區(qū)設(shè)置30個(gè)語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖6。
周圍小區(qū)設(shè)置40個(gè)語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖7。
周圍小區(qū)設(shè)置50個(gè)語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖8。
周圍小區(qū)設(shè)置60個(gè)語音用戶，中心小區(qū)用戶數(shù)不斷累加的情況。仿真結(jié)果見附圖9。
各圖中的橫坐標(biāo)單位為中心小區(qū)準(zhǔn)入的用戶數(shù)目，縱坐標(biāo)單位為dBm。圖中的最下面一條綠色的曲線為中心小區(qū)接收到的熱噪聲N0功率值；中間的紅線為用預(yù)測(cè)公式預(yù)測(cè)得到的中心小區(qū)接收的RTWP值；上面蘭線為在仿真中得到實(shí)際中心小區(qū)接收到的RTWP值。將紅線和蘭線相比較，可以看出，對(duì)于語音用戶來說，預(yù)測(cè)得到的值和實(shí)際仿真的值差別很小，預(yù)測(cè)公式可以很好的預(yù)測(cè)新業(yè)務(wù)接入后的反向負(fù)載情況。即中心小區(qū)接收RTWP值情況。
綜上所述，本發(fā)明的負(fù)載預(yù)測(cè)方法，要求提供少的參數(shù)，其僅是熱噪聲功率，當(dāng)前反向負(fù)載值，請(qǐng)求準(zhǔn)入新業(yè)務(wù)特征。由此達(dá)到了本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種反向準(zhǔn)入控制方法，其特征在于寬帶碼分多址無線移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)新業(yè)務(wù)準(zhǔn)入采用反向負(fù)載的預(yù)測(cè)和根據(jù)預(yù)測(cè)值決定新業(yè)務(wù)準(zhǔn)入，根據(jù)給出的預(yù)測(cè)公式，將所需熱噪聲功率，當(dāng)前反向總接收功率，新業(yè)務(wù)所要求的載波干擾比參數(shù)放入預(yù)測(cè)公式計(jì)算，而準(zhǔn)入控制門限的范圍是比噪聲功率高6-10dB。
2.如權(quán)利要求1所述的反向準(zhǔn)入控制方法，其特征在于熱噪聲功率是指讀取小區(qū)中完全由熱噪聲帶來的反向功率值。
3.如權(quán)利要求1所述的反向準(zhǔn)入控制方法，其特征在于當(dāng)前反向總接收功率是指測(cè)量小區(qū)的當(dāng)前反向總接收功率。
4.如權(quán)利要求2所述的熱噪聲功率，其特征在于將熱噪聲功率值可認(rèn)定為恒定值，在小區(qū)用戶為零時(shí)，測(cè)量小區(qū)內(nèi)系統(tǒng)反向總接受功率值，將其放入一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，做為熱噪聲功率，該值在準(zhǔn)入控制預(yù)測(cè)時(shí)，從存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)取出，做為熱噪聲功率。
5.如權(quán)利要求1所述的反向準(zhǔn)入控制方法，其特征在于準(zhǔn)入控制門限的范圍是比噪聲功率高6-10dB，是指預(yù)測(cè)后的反向負(fù)載跟其比較。
全文摘要
WCDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾的系統(tǒng)，它的容量是由當(dāng)前小區(qū)接收到的干擾所限制的。在系統(tǒng)反向準(zhǔn)入控制方法中，第一步是預(yù)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)入一個(gè)用戶后的干擾增加的情況，根據(jù)增加的干擾是否超過系統(tǒng)允許的門限值，決定是否允許用戶的準(zhǔn)入。在本發(fā)明中，結(jié)合WCDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出一種反向準(zhǔn)入控制的方法。該準(zhǔn)入控制方法分兩部分，第一部分是對(duì)小速率用戶(主要指語音)簡單、實(shí)用的預(yù)測(cè)方法，并通過仿真結(jié)果表明，該方法在一定范圍內(nèi)對(duì)系統(tǒng)反向干擾的預(yù)測(cè)非常準(zhǔn)確；第二部分為準(zhǔn)入判定方法。
文檔編號(hào)H04W24/08GK1394015SQ0112252
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月27日
發(fā)明者張巖強(qiáng), 覃燕敏 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司