Способ предсказания восходящей мощности и управление поступлением вызовов для комбинированного обслуживания в системе мобильной связи

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к способу управления радиоресурсом восходящего комбинированного обслуживания в системе мобильной связи широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (ШМСДКРК). Достигаемый технический результат - экономия времени доступа, увеличение пропускной способности восходящих каналов, уменьшение процента потерянных и неудавшихся вызовов. Способ характеризуется тем, что определяют текущую мощность, принимаемую по восходящей линии связи, и тип обслуживания данного запроса на вызов. Вычисляют изменение принимаемой мощности, соответствующее упомянутым текущей мощности, принимаемой по восходящей линии связи, и типу обслуживания запроса на вызов вычислением простой дисперсии при помощи таблицы предварительной конфигурации. Таблицу предварительной конфигурации получают путем масштабирования и предварительного вычисления нелинейной характеристической кривой изменения мощности. Вычисляют предсказываемое значение мощности, принимаемой по восходящей линии связи, согласно упомянутой текущей мощности, принимаемой по восходящей линии связи, и упомянутому изменению принимаемой мощности. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу управления радиоресурсом восходящего комбинированного обслуживания контроллера управления радиосетью (КУРС) в системе мобильной связи широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (ШМСДКРК), в частности - к способу быстрого управления поступлениями вызовов восходящего комбинированного обслуживания ШМСДКРК-системы. Изобретение относится к области технологии связи.

Уровень техники

В ШМСДКРК-системе (широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением каналов) концепция гибкой пропускной способности означает, что формирование каждого нового вызова будет повышать уровень помех для всех других установившихся вызовов и снижать их качество связи. Поэтому очень важно обеспечить возможность надлежащего управления доступом пользователя к сети; и это управление называется управлением поступления вызовов (УПВ). УПВ осуществляется в модуле управления радиоресурсом КУРС'а согласно 3ППП (партнерский проект 3-го поколения).

Цель быстрого управления мощностью восходящей линии связи в ШМСДКРК-системе заключается в следующем: мощность восходящей передачи пользовательского оборудования (ПО) регулируется битами управления мощностью нисходящей передачи (УМНП), в результате чего коэффициент качества Eb/N0 сигнала, принимаемого базовой станцией, может соответствовать качеству обслуживания (КО) соответствующей службы. Взаимосвязь преобразования между Eb/N0, и КО можно определить фактическим измерением на основе моделирования. Несмотря на то, что разное ПО находится на разных расстояниях от базовой станции, но поскольку типы обслуживания одинаковые, то Eb/N0, принимаемые базовой станцией по каждому ПО, должны поддерживаться почти на одинаковом уровне благодаря быстрому управлению мощностью восходящих вызовов (UL). ШМСДКРК-система может обеспечивать комбинированное обслуживание с переменными скоростями передачи данных, но ее обслуживание обычно классифицируется разными классами согласно ПО: классы "сеанса", "потока", "взаимодействия" и "фона" в 3ППП; причем первый и второй классы являются обслуживанием в реальном масштабе времени, третий - обслуживание, не реагирующее на задержку во времени, и четвертый - обслуживание не в реальном масштабе времени. При этом легко сконфигурировать параметры алгоритма, исходя только из этих четырех классов обслуживания, особенно для алгоритма с такой характеристикой предсказания, как управление поступлением вызовов; например - для обслуживания класса "поток" между значениями Eb/N0, требуемыми для разных скоростей передачи данных, имеются значительные различия.

Конечная пропускная способность восходящей сотовой ячейки в ШМСДКРК-системе ограничивается совокупным уровнем помех, принимаемым данной сотовой ячейкой. В отношении ШМСДКРК-системы, которая должна соблюдать ограничения по помехам, цель управления поступлением нисходящих вызовов заключается в следующем: определяют, допустить ли новый вызов, новый широкополосный канал радиодоступа (ШПКРД) и новую линию радиосвязи (ЛРС) на основе текущего состояния ресурса системы (напр., недостаточная коммутация), или отказать им. Поступлениями приходится управлять исходя из измерений уровня помех и радиоизмерений. После того, как будет определено, что система стабильная, КО нового вызова нужно обеспечить в наибольшей степени, чтобы исключить перегрузку.

Статья "A Call Admission Algorithm for Multiple Class Traffic in CDMA Systems", (IEEE VTC Fall 2000, Boston Sept. 24-28, 2000, 4.7.1.5), Keunyoung Kim, etc. предлагает способ управления поступлениями нисходящей линии связи (прямой) и восходящей линии связи (обратной линии), когда в данной сотовой ячейке МСДКРК-системы имеется несколько видов обслуживания; и этот способ определяет соотношение мощностей разных служб на основе коэффициентов сигнал-помехи (ССП), соответствующих службам, работающим с разными скоростями передачи данных. Это определяется по эквивалентному числу пользователей речевой службы связи в рамках осуществляемого ею управления поступлениями восходящих вызовов, и эквивалентное число пользователей речевой службы связи, определяемое этим способом, соотносят с моделью речевой службы связи, принятой в данной системе; но этот способ не целесообразен для ШМСДКРК-систем.

Патент США № 6278882 (21 августа 2001 г.) на "Call Control Method in Base Station of CDMA Mobile Radio Communication System", Choi, etc. предлагает способ управления вызовами для МСДКРК-систем мобильной радиосвязи, согласно которому восходящая конечная пропускная способность речевой службы связи определяется проверкой, проводимой в течение заданного срока; затем вычисляется пороговое значение для нового доступа и коммутационного доступа; и результат решения о допустимости поступающих вызовов определяется по оценке возможного влияния, которое окажет доступ вызовов на нагрузку системы. Согласно этому изобретению предсказание нагрузки системы в связи с новым доступом вызовов на основе действительной нагрузки системы и КО вызовов не выполняется; и это изобретение не предусматривает налагаемые ограничения по помехам; помимо этого, это изобретение подробно не поясняет, как можно быстро и эффективно работать с программой.

Согласно патентной заявке Китая № 97104491 на "Code division multiple access communication systems based on communication quality to control access mode" (№ публикации 1173771, автор Ueda Tetsuo): данные о качестве нисходящего сигнала, измеряемого оконечным устройством в заданном интервале времени, направляются в базовую станцию как данные о качестве нисходящего сигнала в целях управления доступом оконечного устройства в МСДКРК-системе. Базовая станция также измеряет данные, соответствующие качеству восходящего сигнала в течение заданного интервала времени, и формирует данные о качестве восходящего сигнала. Управляющее устройство на базовой станции определяет качество связи зоны обслуживания данной базовой станции по качеству восходящего и нисходящего сигналов, и посылает в базовую станцию сигнал об ограничении доступа, если качество связи определено как плохое; и затем базовая станция выполняет обработку данных для новых вызовов, отправляемых в мобильные радиотерминалы, или от них; и т.к. этот патент не предсказывает приращение мощности помех восходящей линии связи в данной системе, исходя из КО запроса на вызов, поэтому это техническое решение не является целесообразным для ШМСДКРК-систем.

Монография "WCDMA for UMTS", John Wiley & Sons, Ltd, 2000", Harri Holma, etc." предлагает способ управления поступлениями восходящих вызовов; этот способ направлен на обслуживание единичного вида, и он основан на применении коэффициента нагрузки и на учете помех. Если появившийся новый совокупный уровень помех превышает пороговое значение, то приводимый ниже алгоритм управления поступлениями восходящих вызовов не допустит к связи нового пользователя:

Itotal_old + I > Ithreshold

Для способа управления поступлением вызовов для работающей в режиме реального времени службы восходящих вызовов требуется следующее: 1. Данные о совокупной мощности помех, принимаемой базовой станцией; эти данные включают в себя данные о помехах от других пользователей в данной сотовой ячейке; данные о помехах от примыкающих сотовых ячеек и о фоновом шуме. 2. Быстрая и эффективная оценка помех, возможно применяемая для службы запросов на вызов. 3. Определение порогового значения помех для разных видов обслуживания, с учетом различных факторов. Совокупную мощность помех, принимаемую базовой станцией, можно измерять из базовой станции, но при этом затрудняется предсказание приращения мощности помех в данной сотовой ячейке, обусловленного новыми обслуживаниями - когда действуют комбинированные виды обслуживания. Для определения порогового значения помех при разных обслуживаниях необходимо определить следующие факторы: уровень КО пользовательского оборудования восходящей связи; КО подключенных к системе служб и запас по коммутации. Помимо этого, состояние аппаратурного ресурса NodeB также является фактором, учитываемым при управлении поступлениями вызовов восходящей связи.

Согласно монографии Harri Holma, etc. для оценки I применяются два способа: один дифференциальный, и другой - интегральный. Оба способа исходят из кривой нагрузки для единичного вида обслуживания, и к комбинированному обслуживанию они не относятся.

Монография, "WCDMA for UMTS", John Wiley & Sons, Ltd, 2000", не поясняет, как определять пороговое значение помех для разных видов обслуживания и как выполнять быстрые вычисления между вариантами, представленными децибелами (дБ) или дБм; помимо этого, неверный применяемый способ вычисления между вариантами намного снизит эффективность управления поступлениями.

Помимо этого, патентная заявка PCT/CN02/00694, поданная заявителем настоящей заявки 28 сентября 2002 г., предлагает способ "Предсказания принимаемой основной мощности восходящих вызовов и управления поступлениями вызовов в МСДКРК-системе", и содержание которой полностью включено в данную заявку в качестве ссылки.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа предсказания мощности восходящих вызовов и управления поступлениями вызовов для комбинированного обслуживания систем мобильной связи, являющегося способом управления поступлениями вызовов в работающей в реальном масштабе времени службе восходящих вызовов, реализуемом на основе данных о: КО обслуживании, скорости передачи данных и состоянии системы в отношении помех в реальном масштабе времени; причем согласно этому способу приращение мощности помех, принимаемой базовой станцией после доступа нового вызова, предсказывается с помощью разных технических решений и согласно другим условиям; также согласно этому способу принимают дополнительно разные пороговые значения для допущения поступлений вызовов для разных обслуживаний; и учитывают влияние заградительной радиопомехи от аппаратуры базовой станции, благодаря чему данный способ целесообразен для работающей в реальном масштабе времени системы КУРС 3ППП.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа предсказания восходящей мощности и управления поступлениями вызовов для комбинированного обслуживания системы мобильной связи, который устраняет недостатки приблизительного предсказания приращения мощности помех, принимаемой базовой станцией, и устраняет необходимость выполнения большого объема вычислений - как это происходит в известном уровне техники; и решает проблему рассогласованности между известным уровнем техники и практическими применениями.

Управление поступлениями восходящих вызовов в системе мобильной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов является важной частью модуля управления радиоресурсом в КУРС. Требуется, чтобы способ управления поступлениями восходящих вызовов мог точно оценивать приращение мощности помех, принимаемой базовой станцией после доступа нового обслуживания; причем этот способ не должен быть слишком усложненным и должен обеспечивать практические решения конкретных вопросов, чтобы гарантировать КО первоначальных обслуживаний в системе и КО нового обслуживания, и также гарантировать быстрое выполнение решения о допущении поступлений вызовов.

Задачи настоящего изобретения решаются следующим образом. Способ предсказания мощности, принимаемой по восходящей линии связи (восходящей принимаемой мощности) в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов для комбинированного обслуживания доступа отличается следующими этапами: получают данные о текущей восходящей принимаемой мощности и данные о типе обслуживания запроса на вызов; вычисляют изменение принимающей мощности, соответствующее текущей восходящей принимаемой мощности и типу обслуживания запроса на вызов простым разностным вычислением и согласно таблице предварительной конфигурации; причем таблицу предварительной конфигурации составляют путем масштабирования и предварительного вычисления характеристической кривой нелинейного изменения мощности; и вычисляют значение предсказания восходящей принимаемой мощности в соответствии с текущей восходящей принимаемой мощностью и с изменением принимаемой мощности.

Способ управления поступлениями вызовов для восходящего комбинированного обслуживания системы мобильной связи, согласно которому: определяют значение предсказания упомянутой восходящей принимаемой мощности с помощью упомянутого способа предсказания; и определяют, будет ли допущено упомянутое обслуживание вызовов в соответствии с упомянутым значением предсказания восходящей принимаемой мощности.

Главный момент способа управления поступлениями восходящих вызовов для комбинированного обслуживания в МСДКРК-системе мобильной связи заключается в методе предварительной оценки приращения мощности помех, принимаемой базовой станцией после быстрой и эффективной оценки запроса на новый вызов; и после теоретического анализа и моделирования будет определено, какие характеристики обслуживания вызова и условия нагрузки системы, и также какой аппаратурный ресурс базовой станции и пр., нужно учесть в совокупности для предсказания приращения мощности помех базовой станции; при этом на эффективность способа управления поступлениями вызовов также сильно влияют такие частные технические решения, как нелинейное вычисление нецелочисленных переменных.

Согласно способу настоящего изобретения приращение мощности помех, принимаемой базовой станцией при доступе к комбинированному обслуживанию, предсказывают при помощи кривой нагрузки системы для единичного вида обслуживания и на основе характеристик системы комбинированного обслуживания; и согласно этому способу в первую очередь также совокупно учитывается влияние таких факторов, как ресурсные ограничения аппаратуры базовой станции, ограничение мощности помех, принимаемой базовой станцией, и приоритет доступа; при этом приращение принимаемой базовой станцией мощности помех после нового вызова оценивается по характеристикам обслуживаний и согласно фактическому состоянию нагрузки в данной ячейке; помимо этого - в противоположность известному уровню техники - обеспечиваются такие частные технические решения, как нелинейное вычисление нецелочисленных переменных; причем способ согласно настоящему изобретению обеспечивает управление восходящими поступлениями вызовов в ШМСДКРК-системе мобильной связи более точно и быстро, в результате чего экономится время доступа, увеличивается пропускная способность восходящих вызовов, уменьшается процент потерянных вызовов, неудавшихся вызовов, и все это повышает практическую целесообразность данного способа.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема основного вида действия способа управлениями поступлениями восходящих вызовов согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 - блок-схема вспомогательного способа для A(дБм)+B(дБм) согласно настоящему изобретению;

Фиг.3 - блок-схема вспомогательного способа для A(дБм)-B(дБм) согласно настоящему изобретению;

Фиг.4 - график, поясняющий результаты моделирующего испытания соответствующих параметров различных подклассов обслуживания, указываемых в таблице 2 согласно настоящему изобретению; где на поперечной оси представлено число пользователей и на продольной оси представлена совокупная широкополосная мощность, принимаемая системой.

Осуществление изобретения

Далее изобретение подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи и на подробно излагаемые варианты его осуществления.

Каждый из упомянутых четырех классов обслуживаний делится на соответствующие подклассы в соответствии с разными скоростями передачи данных. Настоящее изобретение основывается на технических условиях 3GPP TS-R99.

Согласно фиг.1, 2 и 3 способ управления поступлениями восходящих вызовов согласно настоящему изобретению осуществляется следующим образом.

Сначала приводится описание предварительной конфигурации соответствующих параметров управления поступлениями восходящих вызовов, масштабирование нецелочисленных переменных и вспомогательного алгоритма.

Этап 1: введение запроса на вызов и соответствующих параметров. Соответствующие параметры вводятся согласно значению, измеряемому в реальном масштабе времени.

RTPW: совокупная восходящая широкополосная мощность, принимаемая системой, Itotal_old = RTWP

Следующие параметры предварительно конфигурируют на основе планирования сети, моделирования и результатов измерения маршрута.

Соответствующие параметры каждого подкласса обслуживания. Обслуживание можно подразделить на разные подклассы обслуживания на основе КО и скорости передачи данных данного обслуживания; полученные таким образом подклассы обслуживания имеют N видов и N можно уточнять согласно таким практическим обстоятельствам, как обслуживание, предоставляемое поставщиком обслуживания, и пр. Коэффициент качества для каждого подкласса обслуживания можно определить на основе отношения ошибок блока (ООБ), соответствующего коэффициентам КО данного класса обслуживания и данной скорости передачи данных.

Соответствующие параметры подкласса обслуживания № j являются следующими: коэффициент качества jEb/N0, который относится к КО данного подкласса обслуживания и который конфигурируют, когда мобильная станция перемещается медленно; коэффициент речевой активности jν, который относится к речевой службе связи; оценочный коэффициент нагрузки jCL, который относится к данному подклассу обслуживания , где i - коэффициент помех в данной ячейке в отличие от других ячеек, jβ - значение преобразователя масштаба jEb/N0 и W - скорость модуляции микросхемы.

Допустимый коэффициент надежности предельного числа пользователей jD, который является поправочным значением данного подкласса обслуживания в условиях комбинированного обслуживания и основан на теоретическом предельном числе пользователей для одного вида обслуживания.

Высокоприоритетный предел порогового значения rh мощности помех, который является пределом коммутации порогового значения мощности помех высокоприоритетного доступа для данного подкласса обслуживания в условиях комбинированного обслуживания, с максимальными пределами 0-1.

Низкоприоритетный предел порогового значения rn мощности помех, который является пределом коммутации порогового значения мощности помех низкоприоритетного доступа для данного подкласса в условиях комбинированного обслуживания, с максимальными пределами 0-1.

Эквивалентное предельное число пользователей, которое является теоретическим предельным числом пользователей в условиях единичного вида обслуживания.

Ithreshold_Itd: пороговое значение помех, соответствующее предельному числу пользователей в условиях комбинированного обслуживания.

Пороговое значение высокоприоритетного Ithreshold_high priority: Ithreshold_highpriority = Ithreshold_Itd · rh.

Пороговое значение низкоприоритетного доступа Ithreshold_lowpriority: Ithreshold_lowpriority = Ithreshold_ltd · rn.

Mr поправочный коэффициент прогнозирования, мощность фонового шума и коэффициент помех применительно к данной ячейке в отличие от других ячеек.

Мощность фонового шума - ; коэффициент помех применительно к данной ячейке в отличие от других ячеек - i, который является соотношением между условиями нагрузки данной ячейки и прилегающих ячеек и может быть определен другими алгоритмами на основе условий нагрузки прилегающих ячеек.

Этап 2: определение заградительной радиопомехи NodeB аппаратуры.

1. Определяют, присутствие состояния NodeB как "отсутствующее"; и если оно "отсутствующее", то данному вызову дается отказ, и переход делается на следующий этап;

2. В соответствии с правилом использования пропускной способности выделенных каналов, назначенных со стороны NodeB, и на основе коэффициента охвата (SF) данного обслуживания, определяют достоверность следующей формулы:

UL Capacity Credit - UL cost 0,

где UL Capacity Credit является имеющимся кредитом аппаратурного ресурса NodeB и UL cost является кредитом аппаратурного ресурса, нужного для данного вызова.

Если эта формула достоверна, то переход делается к следующему этапу; и в ином случае данному запросу на доступ дается отказ.

Этап 3: определение ограничения для помех восходящих вызовов.

Этап 3 предназначается, чтобы определить достоверность следующей формулы:

Itotal_old + I > Ithreshold

Подробное выполнение этого этапа:

1. Определяют Ithreshold на основе приоритета: если данный вызов относится к обслуживанию высокого приоритета, тогда Ithreshold = Ithreshold_highpriority; в ином случае: Ithreshold = Ithreshold_lowpriority.

2. Предсказание для jI: На основе данных моделирования и теоретического анализа обнаружено, что когда совокупная широкополосная мощность, принимаемая системой, одинакова независимо от фактической телефонной нагрузки данной системы, то наклон для этой точки на кривой мощности помех в комбинированном обслуживании приблизительно равен наклону для этой точки на кривой мощности помех при единичном виде обслуживания, и поэтому jI при комбинированном обслуживании можно предсказать на основе кривой мощности помех при единичном виде обслуживания:

эту формулу можно преобразовать следующим образом:

где η=1-/Itotal_old;jCL есть оценочный коэффициент нагрузки для подкласса обслуживания № j, Mf - поправочный коэффициент прогнозирования.

Если

,

то DeltI01_LEV можно определить по таблице 1 (таблица DeltI01_LEV_Base table) и по поясняемому ниже значению масштабирования следующим образом:

DeltI01_LEV = DeltI01_LEV_Base(RTWP_LEV + N0_LEV) - N0_LEV

Таблица 1
01234567891011
160163166168171174177179182185188191
121314151617181920212223
194197201204207210214217221225228232
242526272829303132333435
237241245250255260265271278284292301
363738394041424344454647
311324340363413414368347334325317312
484950515253545556575859
307303300297294292290289287286285284
606162636465666768697071
283282282281281281280280280280280280
727874757677787980818283
280280280280280281281281281282282282
848586878889909192939495
283283284284285285286286287287288289
96979899100101102103104105106107
289290290291292292293294294295296297
108109110111112113114115116117118119
297298299300300301302303303304305306
120121122123124125126127128129130131
307307308309310311312312313314315316
132133134135136137138139140141142143
317317318319320321322323324325325326
144145146147148149150151152153154155
327328329339331332333334334335336337
156157158159160161162163164165166167
338339340341342343344345346347347348
168169170171172173174175176177178179
349350351352353354355356357358359360
180181182183184185186187188189190191
361362363364365366367368368369370371
192193194195196197198199200201202203
372373374375376377378379380381382383
204205206207208209210211212213214215
384385386387388389390391392393394395
216217218219220221222223224225226227
396397398399400401402403404405406407
228229230231232233234235236237238239
408409410411412413414414415416417418
240241242243244245246247248249250251
419420421422423424425426427428429430
252253254255256257258259260261262263
431432433434435436437438439440441442
264265266267268269270271272273274275
443444445446447448449450451452453454
276277278279280281282283284285286287
455456457458459460461462463464465466
288289290291292293294295296297298299
467468469470471472473474475476477478
300301302303304305306307308309310311
479480481482483484485486487488489490
312313314315316317318319320321322323
491492493494495496497498499500501502
324325326327328329330331332333334335
503504505506507508509510511512513514
336337338339340341342343344345346347
515516517518519520521522523524525526
348349350351352353354355356357358359
527528529530531532533534535536537538
360361362363364365366367368369370371
539540541542543544545546547548549550
372373374375376377378379380381382383
551552553554555556557558559560561562
384385386387388389390391392393394395
563564565566567568569570571572573574
396397398399400401402403404405406407
575576577578579580581582583584585586
408409410411412413414415416417418419
587588589590591592593594595596597598
420421422423424425426427428429430431
599600601602603604605606607608609610
432433434435436437438439440441442443
611612613614615616617618619620621622
444445446447448449450451452453454455
623624625626627628629630631632633634
456457458459460461462463464465466467
635636637638639640641642643644645646
468469470471472473474475476477478479
647648649650651652653654655656657658
480481482483484485486487488489490491
659660661662663664665666667668669670
492493494495496497498499500501502503
671672673674675676677678679680681682
504505506507508509510511512513514515
683684685686687688689690691692693694
516517518519520521522523524525526527
695696697698699700701702703704705706
528529530531532533534535536537538539
707708709710711712713714715716717718
540541542543544545546547548549550551
719720721722723724725726727728729230
552553554555556557558559560561562563
731732733734735736737738739740741742
564