专利名称：一种hsdpa系统中无线资源管理的接纳控制算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接纳控制算法，具体涉及一种HSDPA系统中无线资源管理的接纳控制算法。
背景技术：
基于3GPP Release4开发的TD-SCDMA网络(简称为R4网络)不支持HSDPA功能。HSDPA网络(或系统)是基于3GPP Release5开发的，可以为数据用户提供较高的下行峰值速率和小区吞吐量。在建网初期，R4网络和HSDPA系统在通常情况下是共存的，可能的三种组网方式为 (I)组网方式I :R4和HSDPA处于同一小区，共用一套公共信道。在小区中HSDPA资源独占一个或多个频点，R4资源独占其它频点，公共信道位于主频点。主频点可以用于承载HSDPA业务也可以用于承载非HSDPA业务，视具体网络配置而定。(2)组网方式2 =HSDPA和R4拥有各自的主频点和公共信道，对同一位置区域进行
重叠覆盖。(3)组网方式3 R4专用信道和HSDPA共享信道分别位于同一小区同一个频点的不同时隙，共用一套公共信道。在前面的三种可能组网方式下，交互类和背景类用户接入时，优先考虑能否在HSDPA信道接入，如果不能，则在R4频点或者时隙接入。其中的R4业务的接纳控制策略不变。当用户到达时，首先判断是否具有HSDPA功能，若没有，则遵循R4网络CAC准则，即指用户在本小区内的R4信道按照码资源(或码资源+功率)准则进行接入判决。若具有HSDPA功能，判断用户是否申请CS业务，若是，则在该小区R4信道或同覆盖的R4小区中进行接入，遵循R4网络CAC准则。若没有申请CS业务，判断用户类型，新用户，该UE不支持HSDPA，使用HSDPA的用户数小于(最大用户数一切换预留)且下行RAB申请最大速率>RateTH,则在该小区R4信道或同覆盖的R4小区中进行接入，遵循R4网络CAC准则，否则接入成功；信道切换用户，若目标信道类型为DCH，或该UE不支持HSDPA，或使用HSDPA的用户数小于最大用户数，或下行RAB申请最大速率>RateTH，或伴随DPCH分配不成功，在该小区R4信道或同覆盖的R4小区中进行接入，遵循R4网络CAC准则；切换用户，在不支持HSDPA，或使用HSDPA的用户数小于最大用户数且小区存在R4信道时，则遵循R4网络CAC准则，否则接入失败。若不支持HSDPA，但使用HSDPA的用户数大于最大用户数，则需根据业务类型等具体考虑。组网方式1、2时，由于伴随信道资源较为充足，不需要为切换用户预留伴随信道资源，只需要预留HSDPA信道的用户数目即可。仿真结果显示，预留f 2个用户数时，系统性能较优；组网方式3时，由于R4业务和伴随DPCH共用专用资源，所以需要考虑为HSDPA用户(包括新用户和切换用户)预留伴随信道资源(根据规划该小区承载的HSDPA用户数目来确定预留的专用资源，为HSDPA用户切换预留的资源建议为2RU即可)，同时为切换用户预留HSDPA信道用户数〔预留f 2个用户数〕。在组网方式3时，Rate_TH为下行RAB速率门限，取一个较低的值(例如16Kbps)；组网方式1/2配置下，不需要该参数。RNC为单域业务的用户分配伴随DPCH信道时，一般采用不连续分配的方式。伴随DPCH信道分配成功的判决准则为
I)计算上行速率UL_RATE，该速率小于等于X Kbps (其中X由操作维护设置，目前建议设置为64Kbps)；。2)已存在上行链路使用UL_RATE的HSDPA用户，且复用该条链路的用户数目小于复用上限(即重复周期/重复长度)；或者上行链路不存在使用UL_RATE的HSDPA用户，且RNC分配资源成功(按照码资源分配原则)。 以上两个条件同时满足，即为伴随DPCH信道分配成功。该准则既适用于单域新接入用户也适用于单域切换用户。在HSDPA系统中，上行链路信道资源受限。建议用户初始建链时，在CELL_FACH状态进行信令交互。目前的接纳控制算法主要是基于最大用户数目的思想，这种算法的优点是简单、易于实现。缺点是
1)最大用户数目的取值较为困难。不同信道、不同资源数目下，该值可能不同。这样如果最大用户数目取值不合适的话，势必会影响系统性能。如果该值取值较大，则接入用户数目较多，边缘用户的速率可能得不到保证或者影响高优先级用户的数据速率，另外控制信道的开销也很大，同时Iub 口带宽也有可能成为瓶颈；接入用户数目过少，资源利用率低，调度增益低；
2)HSDSCH用来承载流业务、交互类、背景类等混合类业务是未来的发展方向。这种情况下，接纳过程较为复杂，仅基于固定最大用户数目的接纳控制策略，不但不能体现QoS，同时最大用户数目的取值也较为复杂。因此，基于固定用户数目的接纳控制策略过于简单，需要更为灵活的策略。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种HSDPA系统中无线资源管理的接纳控制算法，通过可以提供的比特速率和需要的功率，计算得到当前信道条件下，各类业务单个用户单位速率需要的功率(或者资源占空比)，一旦有新用户接入时，可以根据该用户的需求速率计算需要的资源，从而决定能否接入该用户，保证用户的QoS，具有提高数据传输的峰值速率，降低错误分组的重传时延，从而可改善系统性能和进一步提高资源利用率特点。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种HSDPA系统中无线资源管理的接纳控制算法，包括以下步骤
I)NodeB将HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率这两个公共测量量上报到RNC,这两个测量量的测量周期一致，开始测量的时间一致；
a.该NodeB中各类业务在测量周期内占用的功率与基站最大功率的比值，在最大功率不变的情况下，该比值为测量周期内该类业务的资源占空比；
b.该NodeB各类业务在测量周期提供的平均比特速率；
2)RNC根据步骤I)提供的HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率，计算得到当前信道条件下，各类业务单个用户单位速率需要的功率或资源占空比，具体作法是
RNC根据上述两个测量量，根据公式
雜速率需要的_占空比
计算单位速率需要的资源占空比，需要说明的是NodeB上报的两个测量量如果周期都设置的比较短，如百毫秒级，则对于时延要求较低的的交互类业务来说，会出现所有该类用户不被调度的情况，从而比特速率和需要的功率为O的情况，此情况时测量量不予以更新； 3)当有新用户介入时，根据该用户的需求速率计算需要的资源，计算需要的资源占空比及系统可以提供的占空比，以判定是否接入该用户，具体作法是
方法一 RNC计算系统剩余资源时使用公式“系统剩余资源=系统可用总资源-当前已用资源”，当新用户到达时，RNC将步骤2)计算的系统剩余占空比与新用户需要的资源占空比进行比较，判断能否接入；若剩余占空比大于或等于新用户需要的资源占空比，则准入该用户，否则拒绝；
或方法二 方法二的目的是以保证优先级高的实时业务服务质量为基本原则，统计系统中已接入优先级高的实时用户占用的系统资源，一旦有新的实时用户或者有保证比特速率的用户到达时，RNC可以根据该用户的QoS要求和需要占用的系统资源，判断是否满足“已接入实时用户使用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝；一旦有新的best-effort业务用户到达时，判断是否满足“已接入用户占用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝。本发明的有益效果是
3GPP rel-5引入HSDPA技术，使用HS-DSCH传输数据。与DCH、DSCH不同的是，HSDPA采用了 AMC与HARQ技术，分组调度由位于Node B的MAC_hs实体完成，因此可以提高数据传输的峰值速率，降低错误分组的重传时延，从而可改善系统性能，进一步提高资源利用率。1.28M TDD系统的HSDPA技术主要包括AMC、HARQ和Node B控制的调度，这与以往的下行专用信道传输技术大不一样，因此需要RNC采用与之相适合的无线资源管理算法，以保证整个系统的性能。在单一流业务的情况下，基于系统资源利用效率的接纳控制方法较固定用户数的接纳控制方法更可以保证具有GBR的流业务用户的速率，降低RLC层时延及丢包率，尤其是在负荷较重的情况，优势更为明显，但RLC层时延与丢包率的降低是以损失系统容量、接入成功率下降为代价而得到的。对于实时的流业务与非实时的www业务混合场景,基于系统资源利用效率的接纳控制方法的两种实施方案相对于固定用户数的接纳控制方法均更可以保证具有GBR的流业务用户的速率，而方案2)可以使流业务用户进行接纳时会抢占非实时业务的资源，因此其实时业务的接纳成功率较一般方案要高，兼顾实时业务接纳成功率和接入用户的服务质量，基于系统资源利用效率的接纳控制方法的方案2)更适合于混合业务场景，尤其适用于WWW等非实时业务用户比例比较高的场景。
图I为本发明接纳策略的NodeB侧流程图。图2为本发明接纳策略的RNC侧流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例以64kbps流业务、128kbps流业务、Wffff业务和EMAIL业务比例为1:1:
2:2，资源利用率为80%为例，来说明本发明接纳策略的实施过程。I )NodeB将HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率这两个公共测量量上报到RNC，这两个测量量的测量周期一致，开始测量的时间一致；
2)RNC根据步骤I)提供的HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率，可以得如下信息
64kbps流业务可以提供的比特速率64kbps、需要的功率或资源占空比为20% ； 128kbps流业务提供的比特速率128kbps、需要的功率或资源占空比为40% ；
Wffff业务提供的比特速率128kbps、需要的功率或资源占空比为10% ；
EMAIL业务提供的比特速率64kbps、需要的功率或资源占空比为10% ；
根据上述信息计算得到当前信道条件下，各类业务单个用户单位速率需要的功率或资源占空比，具体作法是
RNC根据上述两个测量量，根据公式
64kbps流焉連率廳画占空瞧；
128kbPS 流ikbP■顬画占·可以灘gf= (kbps)=-=0.遵 丽业务1瞒藏画離可;
email 业务.....硕=芸=_%
计算单位速率需要的资源占空比，需要说明的是NodeB上报的两个测量量如果周期都设置的比较短，如百毫秒级，则对于时延要求较低的的交互类业务来说，可能会出现所有该类用户不被调度的情况，从而比特速率和需要的功率为O的情况，此情况时测量量不予以更新；
3)各类新用户接入时，RNC可以根据该用户业务等级，计算需要的资源占空比及系统可以提供的占空比，以判定能否接入该用户；
具体判定算法有两种实施方案
方法一不考虑业务的优先级，RNC计算系统剩余资源时使用公式“系统剩余资源=系统可用总资源-当前已用资源”，当新用户到达时，RNC将步骤2)计算的系统剩余占空比与新用户需要的资源占空比进行比较，判断能否接入；若剩余占空比大于或等于新用户需要的资源占空比，则准入该用户，否则拒绝；
方法二 方案一没有考虑业务的优先级，很容易接入过多的best-effort业务用户从而占用实时业务可能得到的资源，使得实时用户的服务质量得不到有效保证，另外，接入过多的best-effort业务用户也会对已接入的实时业务用户的链路质量造成影响，不能有效的保证实时业务的QoS，无法体现业务的优先级，方法二的目的是以保证优先级高的实时业务服务质量为基本原则，统计系统中已接入优先级高的实时用户占用的系统资源，一旦有新的实时用户或者有保证比特速率的用户到达时，RNC可以根据该用户的QoS要求和需要占用的系统资源，判断是否满足“已接入实时用户使用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝；一旦有新的best-effort业务用户到达时，判断是否满足“已接入用户占用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝；本算法计算系统剩余资源时区别对待实时业务用户和best-effort业务用户，这样可以提高实时业务的接纳成功率，使优先级高的实时业务抢占best-effort业务的资源。需要注意的是
I)新建NodeB或者NodeB重启时，RNC中可能没有存贮该基站中的需要的功率和可以提供的速率等相关信息，这时，可以根据经验或者仿真得到一个默认值。该默认值为有保证比特速率的业务默认单位K比特需要的资源占空比为O. 1%，无保证比特速率的业务为O. 06%ο2)即使对于没有保证比特速率的WWW等业务，从运营商及用户角度出发，也应该有一个最低容忍限度，如16kbps等，也可以将该值设置为O。3) Ikbps速率需要的占空比与当前业务负荷有关，业务负荷越轻，干扰越小，需要的资源占空比越低。因此，这种接入策略会存在一定的误差。参照图l，NodeB侧首先初始化MAC_hs两个测量量为默认值；设置TTI，判断是否达到HS-DSCH提供的比特速率测量周期，若没有更新各类业务该周期内传输的比特数目，否则更新各类与我HS-DSCH可以提供的比特速率测量值后；再判断是否达到HS-DSCH需要的功劳测量周期，若没有，更新各类业务该周期内占用的资源，否则更新各类业务HS-DSCH需要的功率测量值，设置TTI=TTI+1，测量值上报RNC。参见图2，RNC侧流程首先判断NodeB是否更新测量数值，若不更新则是新用户，根据用户保证比特速率计算需要的资源，RNC将剩余资源和需要资源比较以判定用户是否能接入；否则为老用户，对老用户判断是否出现某类业务激活用户数目为O的情况，若没有，则RNC根据基站上报量确定各类业务单位比特需要的资源、剩余资源，若有，该类业务单位比特需要的资源不更新，RNC再根据基站上报量确定各类业务单位比特需要的资源、剩余资源；确定单位比特需要资源和剩余资源后，根据用户保证比特速率计算需要的资源，RNC将剩余资源和需要资源比较，以判定用户能否接入新用户，若否则接纳失败，若是则接纳成功，根据该业务需要的资源更新剩余资源。
权利要求
1.一种HSDPA系统中无线资源管理的接纳控制算法，其特征在于，包括以下步骤 DNodeB将HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率这两个公共测量量上报到RNC,这两个测量量的测量周期一致，开始测量的时间一致； a.该NodeB中各类业务在测量周期内占用的功率与基站最大功率的比值，在最大功率不变的情况下，该比值为测量周期内该类业务的资源占空比； b.该NodeB各类业务在测量周期提供的平均比特速率； 2)RNC根据步骤I)提供的HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率，计算得到当前信道条件下，各类业务单个用户单位速率需要的功率或资源占空比，具体作法是 RNC根据上述两个测量量，根据公式单位速率需要的资源占空比=占H 可以提供的比特速率 计算单位速率需要的资源占空比，需要说明的是NodeB上报的两个测量量如果周期都设置的比较短，如百毫秒级，则对于时延要求较低的的交互类业务来说，会出现所有该类用户不被调度的情况，从而比特速率和需要的功率为O的情况，此情况时测量量不予以更新； 3)当有新用户介入时，根据该用户的需求速率计算需要的资源，计算需要的资源占空比及系统可以提供的占空比，以判定是否接入该用户，具体作法是 方法一 RNC计算系统剩余资源时使用公式“系统剩余资源=系统可用总资源-当前已用资源”，当新用户到达时，RNC将步骤2)计算的系统剩余占空比与新用户需要的资源占空比进行比较，判断能否接入；若剩余占空比大于或等于新用户需要的资源占空比，则准入该用户，否则拒绝； 或方法二 方法二的目的是以保证优先级高的实时业务服务质量为基本原则，统计系统中已接入优先级高的实时用户占用的系统资源，一旦有新的实时用户或者有保证比特速率的用户到达时，RNC可以根据该用户的QoS要求和需要占用的系统资源，判断是否满足“已接入实时用户使用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝；一旦有新的best-effort业务用户到达时，判断是否满足“已接入用户占用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝。
2.根据权利要求I所述的一种HSDPA系统中无线资源管理的接纳控制算法，其特征在于，包括以下步骤 DNodeB将HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率这两个公共测量量上报到RNC,这两个测量量的测量周期一致，开始测量的时间一致； 2)RNC根据步骤I)提供的HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率，可以得如下信息 64kbps流业务可以提供的比特速率64kbps、需要的功率或资源占空比为20% ； 128kbps流业务提供的比特速率128kbps、需要的功率或资源占空比为40% ； Wffff业务提供的比特速率128kbps、需要的功率或资源占空比为10% ； EMAIL业务提供的比特速率64kbps、需要的功率或资源占空比为10% ； 根据上述信息计算得到当前信道条件下，各类业务单个用户单位速率需要的功率或资源占空比，具体作法是 RNC根据上述两个测量量，根据公式 64kbps流脑P遽^誦占空阼丽翻謂-(kbpSrif=a31% ; 128kbps流_遽率顬画战撒(如),=0.31% WW 务:_編画獅雷^|^-_.,8% ; -IL 业务_■麵■貼空 tb=W0aJ^T1^,=瞧 计算单位速率需要的资源占空比，需要说明的是NodeB上报的两个测量量如果周期都设置的比较短，如百毫秒级，则对于时延要求较低的的交互类业务来说，可能会出现所有该类用户不被调度的情况，从而比特速率和需要的功率为O的情况，此情况时测量量不予以更新； 3)各类新用户接入时，RNC可以根据该用户业务等级，计算需要的资源占空比及系统可以提供的占空比，以判定能否接入该用户；具体作法 方法一不考虑业务的优先级，RNC计算系统剩余资源时使用公式“系统剩余资源=系统可用总资源-当前已用资源”，当新用户到达时，RNC将步骤2)计算的系统剩余占空比与新用户需要的资源占空比进行比较，判断能否接入；若剩余占空比大于或等于新用户需要的资源占空比，则准入该用户，否则拒绝； 方法二 方法二的目的是以保证优先级高的实时业务服务质量为基本原则，统计系统中已接入优先级高的实时用户占用的系统资源，一旦有新的实时用户或者有保证比特速率的用户到达时，RNC可以根据该用户的QoS要求和需要占用的系统资源，判断是否满足“已接入实时用户使用的资源+新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝；一旦有新的best-effort业务用户到达时，判断是否满足“已接入用户占用的资源+ 新用户需要的资源〈系统可用资源”，满足则接纳，否则拒绝。
全文摘要
一种HSDPA系统中无线资源管理的接纳控制算法，包括以下步骤1)NodeB将HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率这两个公共测量量上报到RNC，这两个测量量的测量周期一致，开始测量的时间一致；2)RNC根据步骤1)提供的HS-DSCH需要的功率和HS-DSCH提供的比特速率，计算得到当前信道条件下，各类业务单个用户单位速率需要的功率或资源占空比；3)当有新用户介入时，根据该用户的需求速率计算需要的资源，计算需要的资源占空比及系统可以提供的占空比，以判定是否接入该用户，具有提高数据传输的峰值速率，降低错误分组的重传时延，从而可改善系统性能和进一步提高资源利用率特点。
文档编号H04W48/06GK102821419SQ201210300789
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者张晓莉, 李白萍, 冀汶莉, 刘凌志, 吴冬梅 申请人:西安科技大学