專利名稱：一種移動通信系統(tǒng)中速率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，尤其是CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中速率控制技術(shù)背景CDMA是一種擴(kuò)頻通信技術(shù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)在初期主要運(yùn)用于軍事通信，由于其卓越的性能，在民用通信領(lǐng)域也獲得廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)有商用的CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)運(yùn)行在電信網(wǎng)中。
CDMA系統(tǒng)是一個自擾系統(tǒng)，所有移動用戶都占用相同帶寬和頻率，且各用戶所使用的擴(kuò)頻碼之間存在著非理想的相關(guān)特性，“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問題特別突出，因此用戶發(fā)射功率的大小將直接影響系統(tǒng)的總?cè)萘浚瑥亩沟霉β士刂萍夹g(shù)成為CDMA系統(tǒng)中的最為重要的核心技術(shù)之一。CDMA系統(tǒng)中功率控制的目標(biāo)就是在保證用戶通信質(zhì)量的條件下，使用戶的發(fā)射功率盡量小。由于CDMA系統(tǒng)的容量取決于干擾的大小，降低系統(tǒng)的多址干擾能大大增加系統(tǒng)的容量。對于快衰落產(chǎn)生的干擾，可以通過編碼、交織來降低；而慢衰落產(chǎn)生的干擾只能通過功率控制來進(jìn)行克服。
常見的CDMA功率控制技術(shù)可分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。終端和基站收發(fā)信臺之間的功率控制部分也叫內(nèi)環(huán)功率控制，基站收發(fā)信臺和基站控制器之間的功率控制部分也叫外環(huán)功率控制。開環(huán)功率控制的基本工作原理是根據(jù)用戶接收功率與發(fā)射功率之積為常數(shù)的原則，先行測量接收功率的大小，并由此確定發(fā)射功率的大小。移動臺的開環(huán)功率控制是指移動臺根據(jù)接收的基站信號強(qiáng)度來調(diào)節(jié)移動臺發(fā)射功率的過程。接收的信號功率越強(qiáng)，移動臺的發(fā)射功率應(yīng)越小，其目的是使所有移動臺到達(dá)基站的信號功率相等，以免因“遠(yuǎn)近效應(yīng)”影響擴(kuò)頻CDMA系統(tǒng)對碼分信號的接收；基站的開環(huán)功率控制是指基站根據(jù)接收的每個移動臺的傳送的信號質(zhì)量信息來調(diào)節(jié)基站發(fā)射功率的過程，其目的是使移動臺在保證通信質(zhì)量的條件下，基站的發(fā)射功率為最小。開環(huán)功率控制用于確定用戶的初始發(fā)射功率，或用戶接收功率突變時的發(fā)射功率調(diào)節(jié)。開環(huán)功率控制主要用來克服陰影和路徑損耗。開環(huán)功率控制未考慮到上、下行信道電波功率的不對稱性，因而其精確性難以得到保證。閉環(huán)功率控制可以很好地解決此問題。閉環(huán)功率控制用于克服多普勒頻率產(chǎn)生的衰落。可同時呼叫發(fā)射的移動臺數(shù)目(系統(tǒng)容量)達(dá)到最大值所要求的條件是使每個移動臺信號達(dá)到基站時具有相同的功率，而且應(yīng)在滿足鏈路性能的前提下信號功率盡可能小。通過信干比SIR的測量估計與信干比目標(biāo)值(SIRtarget)的對比，確定功率控制比特信息，然后通過信道把功率控制比特信息傳送到發(fā)射端，并根據(jù)此調(diào)節(jié)發(fā)射功率的大小。這個目標(biāo)值就是能夠正確解調(diào)有用信號所需的信干比。然而在不同的多徑環(huán)境(移動臺的移動速度以及多徑的數(shù)目等)下，這個值是不同的。因此需要一個外環(huán)功率控制(Outer Loop Power Control，OLPC)的機(jī)制，根據(jù)通信的質(zhì)量(通常是接收信號的誤塊率(Block Error Rate，BLER)、誤碼率(Bit Error Rate，BER)和誤幀率(Fame Error Rate，F(xiàn)ER))來調(diào)整內(nèi)環(huán)控制的目標(biāo)值，使系統(tǒng)能夠始終用最小的功率來滿足通信質(zhì)量的要求。CDMA系統(tǒng)中功率控制基本框架如附圖1所示。
因為一條鏈路最終質(zhì)量是由該鏈路的BLER/BER/FER所決定的，OLPC的思路就是監(jiān)測鏈路的BLER/BER/FER，使得該鏈路的BLER/BER/FER逼近其目標(biāo)值，最終目的是保證鏈路的接收質(zhì)量。如測量到的BLER/BER/FER低于其目標(biāo)值，則降低內(nèi)環(huán)功率控制的SIRtarget值； 如測量到的BLER/BER/FER高于其目標(biāo)值，則提高內(nèi)環(huán)功率控制的SIRtarget值。CDMA系統(tǒng)中外環(huán)功率控制的基本框架如附圖2所示。
當(dāng)鏈路異常時，會導(dǎo)致SIR測量值在持續(xù)一段時間內(nèi)高于或低于目標(biāo)SIRtarget值，也就是說實際測量SIR值不再收斂到目標(biāo)SIRtarget值。比如說，當(dāng)UE離基站比較近，當(dāng)達(dá)到下行最小發(fā)射功率時SIR還比較高；或當(dāng)UE離基站比較遠(yuǎn)，當(dāng)達(dá)到最大發(fā)射功率時，SIR還比較低。發(fā)生這種情況后，我們稱鏈路處于異常狀態(tài)，此時內(nèi)環(huán)功率控制失效，再進(jìn)行外環(huán)功率控制反而會產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是從無線接入系統(tǒng)的整體性出發(fā)，提出一種移動通信系統(tǒng)中適用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率控制方法，在保證通信質(zhì)量的情況下，最大限度地提高系統(tǒng)容量。
一種移動通信系統(tǒng)中速率控制方法包括以下步驟a、基站收發(fā)信臺上報信干比偏離值(SIRerror)的測量值，所述SIRerror＝SIR-SIRtarget-ave，其中SIR是信干比測量值，SIRarget-ave是信干比目標(biāo)值SIRtarget在一段時間上的平均值；b、對SIRerror進(jìn)行濾波，獲得本次濾波值；c、當(dāng)SIRerror大于預(yù)先設(shè)定的上門限值或者小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，啟動第一定時器，在預(yù)定第一時間后SIRerror仍然大于預(yù)先設(shè)定的上門限值或者小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，則判斷鏈路處于異常狀態(tài)，停止該鏈路的外環(huán)功率控制；d、如果SIRerror大于預(yù)先設(shè)定的上門限值，則將信道帶寬增大一級，如果SIRerror小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，則將信道帶寬減小一級；e、同時啟動第二定時器，如果在預(yù)定第二時間后SIRerror仍然大于預(yù)先設(shè)定的上門限值或者小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，則進(jìn)入步驟d，直到達(dá)到最大或最小信道帶寬或者所述鏈路恢復(fù)正常。
所述步驟b中所述濾波是按照以下方式進(jìn)行Fn＝(1-a)·Fn-1+a·Mn，其中Fn是經(jīng)過濾波處理的本次濾波值；Fn-1是經(jīng)過濾波處理的上次濾波值；Mn是從物理層接收到的本次測量值，a＝1/2(k/2)，k即為濾波系數(shù)，是一個需要根據(jù)SIRerror數(shù)據(jù)特性確定的參數(shù)。
所述上門限值、下門限值、第一時間、第二時間根據(jù)通信系統(tǒng)的實際情況和運(yùn)營環(huán)境來確定。
采用了本發(fā)明，能夠通過速率控制主動處理鏈路異常的方式，使之恢復(fù)正常，提高通信質(zhì)量，更好地利用無線資源，在保證通信質(zhì)量的情況下，最大限度地提高系統(tǒng)容量。


圖1是CDMA系統(tǒng)中上行功率控制示意圖；圖2是CDMA系統(tǒng)中外環(huán)功率控制示意圖；圖3是本發(fā)明速率控制流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖3所示，基站收發(fā)信臺上報SIRerror的測量值，基站收發(fā)信臺上報SIRerror，用式子SIRerror＝SIR-SIRtarget-ave計算SIRerror，和SIR一樣，SIRtarget-ave＝SIRtarget在一段時間上的平均值。
并對此數(shù)值進(jìn)行濾波處理，測量值在基站收發(fā)信臺中的濾波處理方法是Fn＝(1-a)·Fn-1+a·Mn，其中Fn是經(jīng)過濾波處理，更新的測量結(jié)果，為本次濾波值；Fn-1是經(jīng)過濾波處理，上一時刻舊的測量結(jié)果，為上次濾波值；Mn是從物理層接收到的最近的測量值，為本次測量值，a＝1/2(k/2)，k即為濾波系數(shù)，是一個需要根據(jù)真實的SIRerror數(shù)據(jù)特性確定的參數(shù)。
對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，基站控制器通過判斷當(dāng)前鏈路是否處于異常狀態(tài)。根據(jù)濾波后的SIRerror，當(dāng)SIRerror大于上門限時，啟動定時器T1。在T1時間以后，如果SIRerror還大于該門限，這說明該鏈路處于異常狀態(tài)，那么停止該鏈路的外環(huán)功控，即不再調(diào)整內(nèi)環(huán)鏈路的SIRtarget值，等待鏈路恢復(fù)正常，再恢復(fù)對它正常的OLPC。在這種鏈路異常下，對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，將信道帶寬增大一級。同時啟動定時器T2，若在T2的時間內(nèi)，SIRerror如果還大于該門限，則繼續(xù)將信道帶寬增大一級，直到達(dá)到最大允許的信道帶寬為止。在用基于SIRerror的速率控制過程中，停止通常的基于緩沖區(qū)狀況和空中接口狀況的DCCC算法。
對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，根據(jù)濾波后的SIRerror，當(dāng)SIRerror小于下門限時，啟動定時器T1。在T1時間以后，如果SIRerror還小于該門限，這說明該鏈路處于異常狀態(tài)，那么停止該鏈路的外環(huán)功控，即不再調(diào)整內(nèi)環(huán)鏈路的SIRtarget值，等待鏈路恢復(fù)正常，再恢復(fù)對它正常的OLPC。在這種鏈路異常下，對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，將信道帶寬減小一級。同時啟動定時器T2，若在T2的時間內(nèi)，SIRerror如果還小于該門限，則繼續(xù)將信道帶寬減小一級，直到達(dá)到最小允許的信道帶寬為止。在用基于SIRerror的速率控制過程中，停止通常的基于緩沖區(qū)狀況和空中接口狀況的DCCC算法。
對于上門限、下門限、T1和T2參數(shù)，需要根據(jù)通信系統(tǒng)的實際情況和其運(yùn)營環(huán)境來確定。
對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在通訊期間，由于業(yè)務(wù)源數(shù)據(jù)速率的變化，原先分配給該業(yè)務(wù)的信道容量可能會變得不再適合，這時有必要根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)流量給業(yè)務(wù)重新分配信道資源，進(jìn)行信道重配置。動態(tài)信道配置控制(DCCCDynamicalChannel Configuration Control)算法就是為了解決這個由于業(yè)務(wù)源速率變化而需要重配置信道帶寬的問題而提出的。業(yè)務(wù)源速率需求就是當(dāng)前連接的帶寬需求，即當(dāng)前連接需要多大的信道容量才能把自己的數(shù)據(jù)順利發(fā)送出去。最能反映業(yè)務(wù)源速率需求的是業(yè)務(wù)源的緩沖區(qū)的狀態(tài)，通過對緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)量或?qū)彌_區(qū)的占用情況進(jìn)行測量，結(jié)合當(dāng)前信道容量就可以準(zhǔn)確得出源數(shù)據(jù)速率需求，空中接口狀況上行采用吞吐率來反映(吞吐率即為傳輸信道中實際的傳輸速率與信道所配置的最大速率的比值)。下行有MACD根據(jù)NodeB下行碼發(fā)射功率測量報告進(jìn)行TFC選擇，判斷并上報下行鏈路空中接口受限狀況。當(dāng)高層接收到業(yè)務(wù)量報告后，就根據(jù)報告中事件類型進(jìn)行是否執(zhí)行動態(tài)信道重配置的判決。如果測量到的業(yè)務(wù)量超過上門限，且當(dāng)前在專用信道情況下則需要參考空中接口狀況，若空中接口不受限，就給該業(yè)務(wù)(或用戶)配置比當(dāng)前信道具有更大容量的信道(根據(jù)業(yè)務(wù)量進(jìn)行源速率估計)，以更好地滿足用戶的業(yè)務(wù)需求，若空中接口受限制則不進(jìn)行重配置，因為即使配置了更大的信道容量，但是惡劣的空中接口狀況會將傳輸速率進(jìn)行限制，使得業(yè)務(wù)實際的速率還是處于原來的速率，并沒有上升，反而是造成了信道資源的浪費；若當(dāng)前在公共信道則直接根據(jù)業(yè)務(wù)量測量報告類型進(jìn)行動態(tài)信道重配置。如果測量到的業(yè)務(wù)量低于下門限，就給該業(yè)務(wù)(或用戶)配置比當(dāng)前使用的信道具有更小的信道(根據(jù)業(yè)務(wù)量進(jìn)行源速率估計)，從而為系統(tǒng)保留更多的無線資源，提高系統(tǒng)資源的利用率。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)中速率控制方法，適用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其特征在于包括以下步驟a、基站收發(fā)信臺上報信干比偏離值(SIRerror)的測量值，所述SIRerror＝SIR-SIRtarget-ave，其中SIR是信干比測量值，SIRtarget-ave是信干比目標(biāo)值SIRtarget在一段時間上的平均值；b、對SIRerror進(jìn)行濾波，獲得本次濾波值；c、當(dāng)SIRerror大于預(yù)先設(shè)定的上門限值或者小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，啟動第一定時器，在預(yù)定第一時間后SIRerror仍然大于預(yù)先設(shè)定的上門限值或者小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，則判斷鏈路處于異常狀態(tài)，停止該鏈路的外環(huán)功率控制；d、如果SIRerror大于預(yù)先設(shè)定的上門限值，則將信道帶寬增大一級，如果SIRerror小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，則將信道帶寬減小一級；e、同時啟動第二定時器，如果在預(yù)定第二時間后SIRerror仍然大于預(yù)先設(shè)定的上門限值或者小于預(yù)先設(shè)定的下門限值，則進(jìn)入步驟d，直到達(dá)到最大或最小信道帶寬或者所述鏈路恢復(fù)正常。
2.如權(quán)利要求1所述的一種移動通信系統(tǒng)中速率控制方法，其特征在于步驟b中所述濾波是按照以下方式進(jìn)行Fn＝(1-a)·Fn-1+a·Mn其中Fn是經(jīng)過濾波處理的本次濾波值；Fn-1是經(jīng)過濾波處理的上次濾波值；Mn是從物理層接收到的本次測量值，a＝1/2(k/2)，k即為濾波系數(shù)，是一個需要根據(jù)SIRerror數(shù)據(jù)特性確定的參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種移動通信系統(tǒng)中速率控制方法，其特征在于所述上門限值、下門限值、第一時間、第二時間根據(jù)通信系統(tǒng)的實際情況和運(yùn)營環(huán)境來確定。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種移動通信系統(tǒng)中速率控制方法，對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，基站控制器判斷濾波后的SIRerror，當(dāng)SIRerror大于上門限或小于下門限時，啟動定時器T1，在T1時間以后，如果SIRerror還大于上門限或小于下門限，這說明該鏈路處于異常狀態(tài)，那么停止該鏈路的外環(huán)功控，增大一級信道帶寬或減小一級信道帶寬。同時啟動定時器T2，若在T2的時間內(nèi)，SIRerror如果還大于上門限或小于下門限，則繼續(xù)增大一級信道帶寬或減小一級信道帶寬，直到達(dá)到最大或最小信道帶寬為止。本發(fā)明能夠通過速率控制主動處理鏈路異常的方式，使之恢復(fù)正常，在保證通信質(zhì)量的情況下，最大限度地提高系統(tǒng)容量。
文檔編號H04W52/12GK1505301SQ0215397
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者伏玉筍 申請人:華為技術(shù)有限公司