專利名稱：通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法，前述通信網(wǎng)包括至少一個(gè)無線終端和至少一個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備，各無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備定義了由網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備所控制的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)。
最近，通信網(wǎng)被廣泛使用，越來越多的用戶開始受益于電信，尤其是無線通信網(wǎng)所帶來的好處。
這種網(wǎng)絡(luò)分別包括多個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備或者基站BS，影響基站BS和單個(gè)用戶的無線終端(移動(dòng)臺(tái))MS之間的傳輸。多個(gè)基站由網(wǎng)絡(luò)控制元件，例如無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC控制。
在通信網(wǎng)內(nèi)部，不僅傳送語音，而且可以交換其它數(shù)據(jù)，例如傳真，短消息業(yè)務(wù)SMS所傳送的數(shù)據(jù)，從因特網(wǎng)得到的數(shù)據(jù)等等。這些數(shù)據(jù)通常被稱為分組數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兎謩e在各自的數(shù)據(jù)分組或者文件中傳輸。
這樣，登記到網(wǎng)絡(luò)中的用戶越多，利用無線通信網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)和/或分組數(shù)據(jù)越多，對(duì)系統(tǒng)造成的業(yè)務(wù)負(fù)載就越多。
但是，無線通信網(wǎng)所能處理的最大業(yè)務(wù)負(fù)載受可用的無線資源RR，例如可用頻率和/或信道化碼等限制。
如果業(yè)務(wù)負(fù)載持續(xù)增加，可能會(huì)到達(dá)系統(tǒng)過負(fù)載點(diǎn)。然后，例如無法建立新的通信。
此外，通過已經(jīng)建立的通信鏈路進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)因?yàn)楦蓴_現(xiàn)象而受到不利影響，這會(huì)對(duì)各個(gè)用戶造成損害，使他們無法以良好的質(zhì)量進(jìn)行通信。在最壞的情況下，過載網(wǎng)絡(luò)甚至可能“崩潰”，所有正在進(jìn)行的通信鏈路都會(huì)斷掉。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法，前述通信網(wǎng)包括至少一個(gè)無線終端和至少一個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備，各無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備定義了由網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備所控制的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)，利用該方法可以安全防止前述損害。
因此，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法，前述通信網(wǎng)包括至少一個(gè)無線終端和至少一個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備，各無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備定義了由網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備所控制的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)；該方法包括以下步驟針對(duì)各個(gè)小區(qū)負(fù)載設(shè)置第一基準(zhǔn)負(fù)載值；監(jiān)控所述各個(gè)小區(qū)的負(fù)載，響應(yīng)于超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值的負(fù)載，操縱功率控制以減小該小區(qū)中的傳輸功率值。
這樣，因?yàn)槎x了負(fù)載基準(zhǔn)值，在超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí)，可以激活第一(快)負(fù)載控制方法。按照優(yōu)選實(shí)施，在ⅰ)超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí)，ⅱ)在此后的監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)第一(快)負(fù)載控制沒有將業(yè)務(wù)負(fù)載減少到所述基準(zhǔn)值以下時(shí)，或者ⅲ)即使激活第一(快)負(fù)載控制，業(yè)務(wù)負(fù)載也超過了第二基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí)，可以附加激活第二(較慢)負(fù)載控制方法。第二基準(zhǔn)負(fù)載值可以等于或大于第一基準(zhǔn)負(fù)載值。
本發(fā)明尤其描述了快(第一)負(fù)載控制方法，其中在過載情況下(超過特定基準(zhǔn)負(fù)載值的負(fù)載)，改變或操作功率控制命令(忽視下行鏈路的TPC命令，修改上行鏈路的TPC命令)，分別實(shí)現(xiàn)臨時(shí)控制或者減小每個(gè)基站BS的負(fù)載。
此外，前面提過，如果發(fā)現(xiàn)第一負(fù)載控制方法不充分，則上述快(“即刻”)負(fù)載減少通過“慢”(第二)負(fù)載控制方法來補(bǔ)充，在該方法中，改變傳輸比特率以更持久的方式糾正過載情況，或者用在正從小區(qū)中移除的連接。
本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)在相關(guān)權(quán)利要求中定義。
這樣，本發(fā)明為負(fù)載控制提供了一種新穎的方法，該方法在已有產(chǎn)品中易于實(shí)現(xiàn)，它能夠彌補(bǔ)上述不足。
本發(fā)明尤其給出了一種簡單的可在已有系統(tǒng)和/或設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的負(fù)載控制方法，協(xié)調(diào)可以執(zhí)行的不同步驟，給出業(yè)務(wù)負(fù)載控制的一種簡單方法。本發(fā)明提供了一種快負(fù)載控制，即第一級(jí)負(fù)載控制，它由該基站所確定的扇區(qū)中各基站BS處理，旨在如果遇到過載，則通過拒絕下行DL傳輸功率TPC命令，修改上行UL傳輸功率TPC命令(或者通過過載期間減少基站中每比特能量對(duì)噪聲功率密度比率(Eb/N0)的目標(biāo)值)，來暫時(shí)減少業(yè)務(wù)負(fù)載。如果這仍不足以減少網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載，則網(wǎng)絡(luò)RNC的無線網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備所處理的第二級(jí)負(fù)載控制將觸發(fā)其它行為，從而例如通過減小比特率，更持久地減少系統(tǒng)負(fù)載。這樣，在所提議的方法中有利地組合了分布式和集中式負(fù)載控制行為。
此外，所提出的負(fù)載控制方法可以保持系統(tǒng)，即通信網(wǎng)穩(wěn)定，以一種受控方式有效限制總負(fù)載。
此外，基于快第一級(jí)負(fù)載控制方法，可以減小可接受(目標(biāo))負(fù)載值和最大可承受負(fù)載值(閾值)之差的負(fù)載邊界，這增加了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商有利。目標(biāo)和閾值甚至可以設(shè)置成相同值。
結(jié)合附圖的描述，將更易于理解本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明，在附圖中

圖1示出了通信網(wǎng)的概要和簡化框圖；圖2示出了為負(fù)載控制應(yīng)用的基準(zhǔn)負(fù)載值比照上行傳輸中的負(fù)載控制的例子；以及圖3(圖3A、3B和3C)以圖形方式說明了在將本發(fā)明的業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法應(yīng)用于通信系統(tǒng)時(shí)，負(fù)載控制行為和涉及的網(wǎng)絡(luò)元件之間的信令的例子。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
A)一般通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)附1示出了一個(gè)無線通信網(wǎng)的概圖，該無線通信網(wǎng)作為可以應(yīng)用本發(fā)明的通信網(wǎng)的一個(gè)例子。該網(wǎng)絡(luò)并不限制可以應(yīng)用本發(fā)明的特定類型的網(wǎng)絡(luò)。但是，為說明起見，以下描述假定對(duì)象是例如按照碼分多址CDMA原理操作的第三代網(wǎng)絡(luò)。
如圖1所示，用戶終端或移動(dòng)臺(tái)MS通過空中接口或者無線接口Iu分別與多個(gè)基站BS中的一個(gè)通信，這些基站作為無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備構(gòu)成該網(wǎng)絡(luò)。為說明起見，只給出了一個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS和一個(gè)基站BS，但實(shí)際上，在通信網(wǎng)中，多個(gè)移動(dòng)臺(tái)和基站同時(shí)存在并運(yùn)行。從移動(dòng)臺(tái)到基站的通信稱為上行通信UL，從基站到移動(dòng)臺(tái)的通信稱為下行通信DL。
作為無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備的各個(gè)基站BS具有負(fù)載控制裝置LC，它可以用于實(shí)現(xiàn)負(fù)載控制方法的第一級(jí)“1.LC”。
此外，多個(gè)基站由作為網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC控制。無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC和各基站通過它們之間的接口Iub交換數(shù)據(jù)(控制數(shù)據(jù))。具體而言，如圖所示，基站的負(fù)載控制裝置LC和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC側(cè)的負(fù)載控制裝置LC通過該接口交換數(shù)據(jù)。
無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC側(cè)的控制裝置用以實(shí)現(xiàn)負(fù)載控制方法的第二級(jí)“2.LC”。
該負(fù)載控制方法的第一級(jí)主要影響上行和/或下行的傳輸功率，而該負(fù)載控制方法的第二級(jí)主要影響傳輸容量，例如傳輸?shù)谋忍芈省?br> 為此，無線控制器設(shè)備的負(fù)載控制裝置LC控制分組調(diào)度裝置PS和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的許可控制裝置AC。
分組調(diào)度裝置PS用以調(diào)度數(shù)據(jù)分組的傳輸，它代表了網(wǎng)絡(luò)中非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分量，因?yàn)閿?shù)據(jù)分組可以在網(wǎng)絡(luò)中存在可用傳輸容量的可選時(shí)間傳送。這種數(shù)據(jù)分組在非實(shí)時(shí)NRT的傳輸也被稱作可控用戶業(yè)務(wù)量，用以與不可控用戶業(yè)務(wù)量相區(qū)分。
不可控用戶業(yè)務(wù)量則意味著實(shí)時(shí)用戶，類似于例如電話呼叫，所引起的實(shí)時(shí)RT業(yè)務(wù)量，它可以由用戶在任意選定的時(shí)刻發(fā)起，該時(shí)刻無法由網(wǎng)絡(luò)控制器來控制。
這種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)量由無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的許可控制裝置AC來處理和/或管理。
許可控制裝置AC以及分組調(diào)度裝置PS盡管沒有在圖1中示出，但它們也訪問Iub接口，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€(gè)基站。
在上面簡要描述的通信網(wǎng)中，通過監(jiān)控負(fù)載指示參數(shù)來定期監(jiān)控業(yè)務(wù)負(fù)載。如果監(jiān)控的負(fù)載超過了基準(zhǔn)負(fù)載值，則縮短監(jiān)控周期。在下面描述的例子中，負(fù)載指示參數(shù)主要與功率相關(guān)，即在上行鏈路UL中，總干擾功率用作負(fù)載指示參數(shù)，而在下行鏈路DL中，總傳輸功率用作負(fù)載指示參數(shù)。但是，可以理解網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的其它參數(shù)也可以作為負(fù)載指示參數(shù)。確定和評(píng)估各個(gè)扇區(qū)的總干擾功率和總傳輸功率。這意味著，例如對(duì)例如由網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)小區(qū)確定的各扇區(qū)而言，主要對(duì)應(yīng)于各基站的覆蓋區(qū)域的小區(qū)。
B)用于負(fù)載控制的參數(shù)定義為了更好地理解所提議的負(fù)載控制方法的后續(xù)描述，下面給出所提議的方法中使用的與負(fù)載相關(guān)的輸入和輸出參數(shù)的總攬。該表的左列列出了參數(shù)名，右列給出了這些參數(shù)的含義。
表使用的負(fù)載控制參數(shù)總攬
C)負(fù)載控制功能的一般描述這樣，基于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和負(fù)載控制所用參數(shù)的上述總攬，下面描述負(fù)載控制方法的功能。
需要注意，負(fù)載控制方法所實(shí)現(xiàn)的整體功能通過兩級(jí)業(yè)務(wù)負(fù)載控制綜合實(shí)現(xiàn)，即位于各個(gè)基站BS，以及位于無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置。
如果正確規(guī)劃電信網(wǎng)系統(tǒng)，許可控制裝置AC所實(shí)現(xiàn)的許可控制工作充分良好，則過載情況應(yīng)當(dāng)是很少見的，而不是經(jīng)常出現(xiàn)。但是，如果遇到過載情況，所提議的負(fù)載控制方法的實(shí)施將導(dǎo)致系統(tǒng)返回合理狀態(tài)，即當(dāng)前使用的系統(tǒng)無線資源·UL總干擾功率(每扇區(qū))·DL總干擾功率(每扇區(qū))低于指示過載情況的規(guī)劃的負(fù)載控制基準(zhǔn)值(目標(biāo)和/或閾值)。
這種過載情況的防止主要通過許可控制裝置AC處理，基于負(fù)載目標(biāo)(也稱作第一基準(zhǔn)負(fù)載值)和無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃(RNP)過程中閾值的正確設(shè)置，并由實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制功能處理。
負(fù)載目標(biāo)(基準(zhǔn)負(fù)載值)在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃RNP過程中設(shè)置，從而可以是系統(tǒng)負(fù)載的優(yōu)化操作點(diǎn)，分組調(diào)度裝置或者分組調(diào)度器PS，以及許可控制裝置AC可以工作到該點(diǎn)。
同時(shí)，因?yàn)楦蓴_和傳播條件的變化，可以并且將超過該目標(biāo)負(fù)載。如果系統(tǒng)負(fù)載將超過負(fù)載閾值，則負(fù)載控制方法將使負(fù)載返回到低于該閾值的某個(gè)值。負(fù)載控制行為總是過載小區(qū)和/或各基站BS扇區(qū)的指示，負(fù)載控制行為將以某種程度上不希望出現(xiàn)并且無法完全預(yù)測的方式降低系統(tǒng)性能。
從負(fù)載目標(biāo)到負(fù)載閾值的區(qū)域稱為負(fù)載區(qū)域(圖2中的臨界負(fù)載區(qū)域)，它可以被看作系統(tǒng)(例如WCDMA系統(tǒng))的非常有價(jià)值的軟容量，這種軟容量希望得到充分利用。負(fù)載控制功能同時(shí)位于基站BS(1.LC)和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC(2.LC)。
在基站BS中，負(fù)載控制可以以分布方式為每個(gè)信道元件(CE)實(shí)現(xiàn)，或者以集中優(yōu)化方式在控制信道元件的相應(yīng)的BS基站控制單元(BCU)中實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明的負(fù)載控制方法可以執(zhí)行以下行為以減少負(fù)載操作，即忽略(DL)或改寫(UL)TPC命令(TPC＝發(fā)射功率命令)，或者利用基站控制單元BCU，或以分布方式由各個(gè)信道元件本身(位于基站中，即圖1的“1.LC”)減少基站中Eb/N0的目標(biāo)值-與分組調(diào)度設(shè)備PS交互，節(jié)制NRT業(yè)務(wù)量-降低選定的實(shí)時(shí)(RT)用戶的Eb/No目標(biāo)-降低傳送格式集(TFS)內(nèi)實(shí)時(shí)用戶的比特率-暫時(shí)停止最重要的下行DL連接的傳輸-執(zhí)行和/或發(fā)起到另一載體的切換-重新協(xié)商到較低比特率的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)-以可控方式丟棄呼叫上面以使用順序給出了單個(gè)可能的負(fù)載控制方法步驟。這意味著第一快負(fù)載控制(第一級(jí))在基站BS中使用，此外在無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC中使用第二級(jí)負(fù)載控制，指令分組調(diào)度設(shè)備PS重新調(diào)度非實(shí)時(shí)(NRT)傳輸，等等。
但是，本發(fā)明并不受限于以上給出的單個(gè)方法步驟的使用次序。也就是說，所有單獨(dú)的步驟可以以便于各個(gè)應(yīng)用實(shí)例得到最佳效果的順序組合，因此，上面列出的方法步驟的任何可能組合都是可以想象的，并且在需要時(shí)可以毫無困難地實(shí)現(xiàn)。具體而言，應(yīng)當(dāng)注意，盡管以上描述主要集中在使用兩個(gè)基準(zhǔn)負(fù)載值，但是一個(gè)基準(zhǔn)負(fù)載值也足以正確實(shí)現(xiàn)所提出的方法。換句話說，因?yàn)槎x了負(fù)載基準(zhǔn)值，在超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí)，可以激活第一(快)負(fù)載控制方法。此外，在ⅰ)超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值(同時(shí)激活)時(shí)，ⅱ)在此后的監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)第一(快)負(fù)載控制沒有將業(yè)務(wù)負(fù)載減少到所述基準(zhǔn)值以下時(shí)，或者ⅲ)即使激活第一(快)負(fù)載控制，業(yè)務(wù)負(fù)載也超過了第二基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí)，可以附加激活第二(較慢)負(fù)載控制方法。(第二基準(zhǔn)負(fù)載值可以等于或大于第一基準(zhǔn)負(fù)載值。)作為第二基準(zhǔn)負(fù)載值的上行鏈路過載閾值PrxThreshold(和/或下行鏈路PtxThreshold)是由無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃RNP所確定的點(diǎn)，它的值是超過上行鏈路(和/或下行鏈路)的噪聲層的分貝(dB)。預(yù)先確定每個(gè)基站，即每個(gè)扇區(qū)或小區(qū)的噪聲層。通過設(shè)置該閾值，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃確保將小區(qū)縮小時(shí)得到的覆蓋用作負(fù)載控制方法。最簡單的負(fù)載控制方法是，基站BS(BS的1.LC)因上行鏈路過載而指令所有或者一些移動(dòng)臺(tái)終端MS降低功率。對(duì)下行鏈路而言，基站BS(BS的1.LC)至少拒絕增加功率，也可能降低功率，下面將給出細(xì)節(jié)。如果在較長時(shí)間段內(nèi)仍不充分，則可以/將使用本文檔中給出的無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC側(cè)(RNC中2.LC的行為)的一些負(fù)載控制方法步驟。
除了上述負(fù)載控制方法步驟之外，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制也負(fù)責(zé)更新并向許可控制裝置AC和分組調(diào)度裝置PS提供負(fù)載相關(guān)信息，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC擁有這些信息(即負(fù)載矢量)。這些信息包括以上解釋的參數(shù)PrxTotal、PtxTotal、PrxNc、PtxNc、PrxChange、PtxChange、FractionalLoad、Luplink、LtotalUplink、PtxAverage和OtherToOwnPrxTotal 。
基站BS利用第三層信令，通過無線資源(RR)指示，將總上行干擾功率PrxTotal和總下行發(fā)射功率PtxTotal定期報(bào)告(例如每100毫秒或者更長間隔)給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC。
非可控用戶的總上行干擾功率PrxNc和非可控用戶的總下行發(fā)射功率PtxNc的計(jì)算如下PrxNc＝PrxTotal-PrxNrt，以及PtxNc＝PtxTotal-PtxNrt。
PrxNrt是NRT用戶的估計(jì)總干擾功率，PtxNrt是NRT用戶的估計(jì)總發(fā)射功率。這兩個(gè)參數(shù)由分組調(diào)度裝置PS提供。PrxNrt和PtxNrt也可以如下計(jì)算從各個(gè)非實(shí)時(shí)用戶的比特率中減去基于連接的最小保證比特率。在這種情況下，例如，PrxNrt包括額外分?jǐn)偨o非實(shí)時(shí)用戶的高于其最小保證比特率的估計(jì)總干擾。
(UL中的)PrxChange和(DL中的)PrxChange是估計(jì)因許可控制裝置AC所允許的新載體而引起的功率增量。當(dāng)接收到新的PrxTotal和PtxTotal值時(shí)，將PrxChange和PtxChange設(shè)置為0。此前，按照所提議的負(fù)載控制方法，負(fù)載控制裝置LC將PrxChange累加到PrxNc，將PtxChange累加到PtxNc以跟蹤改變的負(fù)載情況。根據(jù)噪聲增加計(jì)算部分負(fù)載所依據(jù)的公式在本文檔的附錄中給出。OtherToOwnPrxTotal(其它小區(qū)對(duì)自身小區(qū)干擾比率)(同樣參見附錄)是其它小區(qū)干擾功率除以自身小區(qū)干擾功率，其中其它小區(qū)干擾功率是總干擾功率PrxTotal減去自身小區(qū)干擾功率和系統(tǒng)噪聲。自身小區(qū)干擾功率是上行UL負(fù)載因子LTotalUplink乘上PrxTotal，此外LTotalUplink是測得的Eb/No的和平均除以活躍載體的處理增益(Eb/N0表示了每比特能量對(duì)噪聲功率密度的比率)。
LUplink包含了基于連接的負(fù)載因子。如果無法從基站BS將這報(bào)告給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC，則使用無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃PNP所提供(即設(shè)置)的值。PtxAverage是每個(gè)連接的平均發(fā)射功率。FractionalLoad和OtherToOwnPrxTotal(所提議的負(fù)載控制方法不一定需要參數(shù)OtherToOwnPrxTotal)在基站BS中計(jì)算，然后基站BS利用RR指示，定期(例如每100毫秒)報(bào)告給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC。
D)負(fù)載控制方法下面描述上行鏈路以及下行鏈路中負(fù)載控制的例子。但是，前面已經(jīng)提過，也可以毫無困難地實(shí)現(xiàn)單個(gè)方法步驟的其它組合。
D)I)上行負(fù)載控制方法上行負(fù)載控制的任務(wù)是保持扇區(qū)(相應(yīng)地，例如，對(duì)于基站BS的覆蓋區(qū)域)的總上行干擾功率低于某個(gè)給定的過載閾值，這里稱作PrxThreshold，超過該點(diǎn)之后認(rèn)為是系統(tǒng)過載。
圖2給出了上行負(fù)載曲線的簡要例子，即從部分負(fù)載映射到扇區(qū)中基站數(shù)字接收機(jī)的總寬帶干擾。從圖2中可以看出，PrxTotal隨著部分負(fù)載的增加而呈指數(shù)增長。
規(guī)劃的目標(biāo)負(fù)載是上行鏈路的第一基準(zhǔn)負(fù)載值，記為PrxTarget，如果PrxTotal超過了作為第二基準(zhǔn)負(fù)載值的PrxThreshold，則遇到了過載情況。
在另一種實(shí)現(xiàn)中，PrxTarget自身還可以分割成兩個(gè)值PrxTargetNC(用于非可控，即實(shí)時(shí)RT用戶)和PrxTargetNRT(用于非實(shí)時(shí)用戶)。這種情況下，保持以下關(guān)系PrxTarget＝PrxTargetNC＋PrxTargetNRT。通常來自實(shí)時(shí)用戶的負(fù)載，來自其它小區(qū)的干擾，系統(tǒng)噪聲以及可以歸因于具有最小保證比特率的非實(shí)時(shí)用戶的負(fù)載被規(guī)劃成小于等于PrxTargetNC。這種情況下，PrxTargetNRT包括了因分配用于以下傳輸?shù)谋忍芈识鸬母蓴_，該傳輸?shù)谋忍芈食^了最小保證比特率，并且傳輸目標(biāo)是非實(shí)時(shí)用戶。例如，分組調(diào)度裝置PS分配了64kbit/s比特率給特定的非實(shí)時(shí)用戶，這些用戶的最小保證比特率只有16kbit/s。差值64-16＝48kbit/s引起了負(fù)載和干擾PrxNRT。這樣，PrxNRT被規(guī)劃成小于等于PrxTargetNRT，如果PrxNRT超過PrxTargetNRT，則啟動(dòng)只針對(duì)NRT用戶的負(fù)載控制行為(類似于例如分組調(diào)度裝置PS所進(jìn)行的TPC指令修改、超過最小保證比特率的比特率減小等等)。然后，可以假定PrxNC包含來自實(shí)時(shí)RT用戶的負(fù)載，來自以最小保證比特率工作的NRT用戶的負(fù)載，其它小區(qū)所引起的干擾，以及系統(tǒng)噪聲，PrxNC被規(guī)劃成小于等于PrxTargetNC。但是，如果超過了該值，則可以針對(duì)涉及的用戶，即非可控實(shí)時(shí)用戶，執(zhí)行負(fù)載控制行為。但是，大多數(shù)情況下并不針對(duì)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)量分割基準(zhǔn)值PrxTarget。
如果超過了負(fù)載閾值PrxThreshold和/或負(fù)載目標(biāo)PrxTarget，則基站BS的負(fù)載控制裝置1.LC和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的2.LC開始利用以下工具作出反應(yīng)1.首先，各基站BS以下面的方式為非實(shí)時(shí)(NRT)用戶和實(shí)時(shí)(RT)用戶單獨(dú)開始重寫/修改上行發(fā)射功率控制指令-針對(duì)NRT用戶(公式(1))TPC_REFERENCE＝[(Eb/N0)/(Eb/N0_Target)][PrxTotal/PrxTarget]n1當(dāng)PrxTotal≤PrxThreshold時(shí)，以及＝1，當(dāng)PrxTotal＞PrxThreshold時(shí)，其中0≤n1，或者＝[(Eb/N0)/(Eb/N0_Target)][PrxThreshold/PrxTarget]n1a×[PrxTotal/PrxThreshold]n1b，當(dāng)PrxTotal＞PrxThreshold時(shí)，其中0≤n1a，0≤n1b，通常n1a≤n1b，如果TPC_REFERENCE≥1，則TPC指令被設(shè)置為-1，TPC_COMMAND＝-1，否則發(fā)射功率控制指令被設(shè)置為+1，TPC_COMMAND＝1。這意味著發(fā)射功率或者減量(TPC_COMMAND＝-1)特定步進(jìn)量ΔTPC，或者增量(TPC_COMMAND＝1)相應(yīng)步進(jìn)量。
-針對(duì)RT用戶(公式(2))TPC_REFERENCE＝[(Eb/N0)/(Eb/N0_Target)]，當(dāng)PrxTotal≤PrxThreshold時(shí)，以及＝[(Eb/N0)/(Eb/N0_Target)][PrxTarget/PrxThreshold]n2，當(dāng)PrxTotal＞PrxThreshold時(shí)，其中0≤n2，如果TPC_REFERENCE≥1，則TPC_COMMAND＝-1，否則TPC_COMMAND＝1，這意味著發(fā)射功率或者增量(TPC_COMMAND＝-1)特定步進(jìn)量ΔTPC，或者減量(TPC_COMMAND＝1)相應(yīng)步進(jìn)量。
公式(1)和(2)的“思想”和含義在于，在上行鏈路中，閉環(huán)功率控制能夠通過弱功率反饋進(jìn)一步穩(wěn)定，即，總干擾功率值(PrxTotal)的增加引起了Eb/No的少量減小。這種功率反饋使得整個(gè)系統(tǒng)在暫時(shí)的過載情況下處于穩(wěn)定狀態(tài)。如果活躍自身小區(qū)連接(即所討論的各個(gè)小區(qū)中的活躍連接)的Eb/No減小，則整個(gè)上行干擾功率值也會(huì)減小，系統(tǒng)的狀態(tài)/負(fù)載會(huì)回到合理和/或臨界負(fù)載區(qū)(低于PrxThreshold的PrxTotal)。
當(dāng)上述行為應(yīng)用于處于過載狀態(tài)的系統(tǒng)時(shí)，將過載情況報(bào)告給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制“2.LC”。這種情況下，負(fù)載控制LC否認(rèn)了外環(huán)功控(PC)，增加Eb/No目標(biāo)值，以防止因人為降低載體質(zhì)量而導(dǎo)致負(fù)載控制LC不必要地增加Eb/No目標(biāo)值。
以上公式(1)和(2)中給出的算法在第一級(jí)負(fù)載控制啟動(dòng)，從而在系統(tǒng)負(fù)載超過目標(biāo)負(fù)載時(shí)(即PrxTotal＞Target)，緩慢減小NRT用戶的Eb/No，但這種行為應(yīng)當(dāng)非常溫和，甚至可能通過選擇例如n1＝0而進(jìn)行參數(shù)化。如果PrxTotal超過PrxThreshold(即該扇區(qū)處于過載情況)，在第二級(jí)負(fù)載控制中，如果出現(xiàn)以下情況，則將功率減小指令發(fā)送給各個(gè)NRT用戶的移動(dòng)終端MS，這種情況下將減小NRT用戶的Eb/No，直至過載情況被消除(即PrxTotal＜Target)。在過載情況下，RT用戶的Eb/No根據(jù)公式(2)所給出的方法溫和產(chǎn)生，即將快閉環(huán)PC的工作點(diǎn)移動(dòng)n2*(PrxTotal-PrxThreshold)分貝。例如，如果n2＝0.25，PrxTotal＝9分貝，PrxThreshold＝6分貝，則快閉環(huán)PC的功率增加/減小閾值是[(Eb/N0)/(Eb/N0_Target)]*20.25≈1.2*[(Eb/N0)/(Eb/N0_Target)]這表明Eb/No可以減小20％。
也可以由基站控制單元(BCU)來決定通過重寫上行發(fā)射功率控制指令(UL TPC指令)減少其連接功率。這種情況下，將減小最重要連接的功率(最大負(fù)載因子LUplink或最大測量平均Eb/No)。但是，這樣應(yīng)當(dāng)向基站控制單元報(bào)告各連接的Eb/No和比特率。也可以由基站控制單元BCU來決定哪個(gè)連接是最重要連接，然后重寫這些連接的Eb/No目標(biāo)值，使其比過載發(fā)生前更小(例如小0.5分貝)。
還有一點(diǎn)需要考慮的是，尤其對(duì)基站BS中快負(fù)載控制(第一級(jí))而言，多個(gè)載體僅運(yùn)行一個(gè)閉環(huán)功率控制PC。因此，必須基于碼信道實(shí)施功率減小，這種情況下RT和NRT載體必須一起處理，而不是單獨(dú)處理。
可以通過如下方式將載體的可能優(yōu)先級(jí)考慮在內(nèi)具有不同n1(或n1a和n1b)和n2值的偶對(duì)，它隨著優(yōu)先級(jí)而變化。例如，可以有3個(gè)不同值n1＝n2＝1/2(最小優(yōu)先級(jí)類)，n1＝n2＝1/4(第二優(yōu)先級(jí)類)，以及n1＝n2＝0(最大優(yōu)先級(jí)類)。
n1(或n1a和n1b)和n2的值可以依賴于平均使用比特率，從而為較大比特率使用較大平均值(在平均中減小的功率更多)。例如，可以有3個(gè)不同值n1＝n2＝1/2(最大比特率類)，n1＝n2＝1/4(第二大比特率類)，以及n1＝n2＝0(最小比特率類)。
此外，如果希望n1和n2的值同時(shí)依賴于優(yōu)先級(jí)和比特率，則可以想象的最簡單方式是使用計(jì)算的n1和n2的最大值(例如第二優(yōu)先級(jí)n1＝1/4和最大比特率n＝1/2，在這種情況下，n＝1/2的最終值是最大結(jié)果)。如果實(shí)時(shí)RT和非實(shí)時(shí)NRT載體被復(fù)用在一起，RT載體通常占主要地位，從而TPC指令修改只影響RT載體。此外，如果NRT連接的PrxTotal超過了PrxTarget，但仍低于PrxThreshold(PrxTotal∈[PrxTarget，PrxThreshold]，還可以是各個(gè)信道元件將Eb/N0目標(biāo)值減小ml(例如0.5分貝)，如果NRT連接的PrxTotal超過了或者等于PrxThreshold，則減小m2(例如1分貝)，如果是RT連接，并且PrxTotal超過了或者等于PrxThreshold，則減小m3(例如0.5分貝)。
這種想法的采納使得不再需要基站控制單元BCU行為。
但是，應(yīng)當(dāng)注意，盡管上面的例子中參數(shù)n1和n2的描述假定它們具有相同值，但也可能為這些參數(shù)使用各個(gè)不同的值。這會(huì)導(dǎo)致一些業(yè)務(wù)分量，即實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，的優(yōu)先選擇取決于所選定的參數(shù)值。
2.與分組調(diào)度裝置PS交互，節(jié)制非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(NRT業(yè)務(wù))。這通過無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置“2.LC”實(shí)現(xiàn)。作為響應(yīng)，分組調(diào)度裝置PS將減小非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分量的比特率，利用上行功率增加估計(jì)器，將PrxTotal減小到PrxThreshold以下。在這種方式中，在與NRT業(yè)務(wù)分量比較時(shí)，隱含著實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分量或RT業(yè)務(wù)分量優(yōu)先。
在這方面，當(dāng)PrxTotal超過PrxTarget＋PrxDelta，PrxDelta大于等于0時(shí)，減小NRT比特率也是有利的。這種情況下，比特率的減小使得監(jiān)控的負(fù)載指示參數(shù)PrxTotal假定為低于或等于PrxTarget的值，換句話說，PrxTarget≥PrxTotal(下行方向也可以采用相同類型的控制方案，如果PrxTotal超過PrxTarget＋PrxDelta，PrxDelta大于等于0，減小NRT比特率)。
3.在已經(jīng)協(xié)商過的比特率集合，即在傳送格式集合(TFS)中，減小實(shí)時(shí)用戶(RT用戶)的比特率。換句話說，將傳送格式TF限制在傳送格式集合TFS中。無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置“2.LC”完成這種行為。但是，在這方面，負(fù)載控制裝置LC必須知道該業(yè)務(wù)接著是否可以處理比業(yè)務(wù)目前所用的比特率更小的比特率，即使是不同的比特率電路交換業(yè)務(wù)。
基站BS的負(fù)載控制“1.LC”通過快速減小，但可能只是臨時(shí)減小上行用戶的平均功率，對(duì)系統(tǒng)負(fù)載進(jìn)行初步糾正。之后，由無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制“2.LC”再次降低NRT和RT用戶的比特率，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)負(fù)載的最終糾正。
因此，如果NRT比特率減小得不夠充分，系統(tǒng)仍然過載，則無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制“2.LC”開始減小RT用戶的比特率，直至過載情況消除?？梢酝ㄟ^降低比特率，而不是將新的總干擾功率調(diào)整到PrxThreshold，將估計(jì)的新PrxTotal立即減小到PrxThreshold。這會(huì)使系統(tǒng)更穩(wěn)定(不會(huì)在PrxThreshold附近變化)。這種情況下，減小比特率，直至估計(jì)的新PrxTotal低于PrxThreshold某個(gè)額度，即PrxTotal＜PrxThreshold-PrxOffset，其中PrxOffset位于0和PrxThreshold-PrxTarget之間。
上行比特率的減小總是相當(dāng)耗時(shí)，因?yàn)楸仨殞⒈忍芈实母淖兺ㄟ^信令告知各個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS。RT用戶的比特率減小的實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)所用的公正策略而有點(diǎn)不同。因此，最重要連接的比特率(最大負(fù)載因子)的減小比率大于或等于干擾較少連接的比特率。這種計(jì)算基于功率增加估計(jì)器裝置的使用，這里不對(duì)該裝置進(jìn)行討論。以上給出的比特率減小方法可以歸結(jié)如下當(dāng)(PrxTotal＞PrxThreshold-PrxOffset)時(shí)，減小這樣的RT用戶的比特率，這些RT用戶的負(fù)載因子對(duì)TFS端可能的前一比特率而言是最大的。
4.通過許可控制裝置AC重新協(xié)商，減小RT業(yè)務(wù)的比特率到某個(gè)值，該值沒有在傳送格式集TFS的比特率集合中，或者降低NRT業(yè)務(wù)的最小比特率。
這通過無線網(wǎng)絡(luò)控制器的負(fù)載控制裝置來實(shí)現(xiàn)，如果以前的負(fù)載控制行為并沒有使得負(fù)載得以充分減小。這種行為類似于以前的行為，只是現(xiàn)在嘗試通過許可控制裝置AC將其協(xié)商成更低的值。但是，這種行為相當(dāng)耗時(shí)，并且無助于臨時(shí)/立即過載。
5.如果特定數(shù)量的連續(xù)接收的無線幀(每個(gè)相差10毫秒)是所謂的壞幀(其傳輸“不正確”)，臨時(shí)停止上行UL數(shù)據(jù)傳輸。這意味著，如果k1連續(xù)下行DL無線幀“不正確”(k1例如是10)，則移動(dòng)臺(tái)MS將停止上行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸(禁止專用的物理數(shù)據(jù)信道DPDCH)，僅維持專用物理控制信道DPCCH活躍。如果移動(dòng)臺(tái)MS再次接收k2連續(xù)無線幀(10毫秒間隔)，k2例如是2，則再次選通上行傳輸。這種行為在上行鏈路以及下行鏈路過載時(shí)是有利的，因?yàn)樵谶@種情況下，從無線網(wǎng)絡(luò)控制器的負(fù)載控制裝置到移動(dòng)臺(tái)的第三層信令可能失敗。
6.以可控方式丟棄呼叫。如果無法將比特率協(xié)商到更低的值，系統(tǒng)仍處于過載狀態(tài)，這意味著PrxTotal＞PrxThreshold，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置“2.LC”丟棄隨機(jī)選擇的RT用戶或具有最大負(fù)載因子(最重要連接)的RT用戶，直至系統(tǒng)負(fù)載低于PrxThreshold-PrxOffset，其中PrxOffset也可以是0。
如果通過第三層信令通知移動(dòng)臺(tái)MS停止該連接，則上行鏈路中呼叫的丟棄可以時(shí)相當(dāng)耗時(shí)的。這也可以是將連接置成非連續(xù)傳輸模式DTX，只將功率減小指令發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)MS。
(2)到(6)的行為和方法步驟可以是非常簡潔地描述如下(需要注意行為(3)并不總是可行的，因?yàn)槿绻帽旧碚?qǐng)求較高的比特率，則無線網(wǎng)絡(luò)控制器不一定知道當(dāng)前(RT)應(yīng)用是否可以接受其傳送格式集合TFS內(nèi)較低的比特率)如果PrxTotal＝PrxNC＋PrxNrt＞PrxThreshold那么降低NRT比特率直至PrxEstimated＝PrxNc＋ΔPrxNrt＝PrxNc＋PrxNrtnew-PrxNrtold≤PrxThreshold如果仍然PrxEstimated＞PrxThreshold那么嘗試重新協(xié)商RT比特率，將其降低到較低的比特率，直至PrxEstimated≤PrxThreshold。
如果仍然PrxEstimated＞PrxThreshold那么丟棄/停止最重要載體(最小優(yōu)先級(jí)/最大負(fù)載因子)直至PrxEstimated≤PrxThreshold。
以上方法步驟可以解釋成，分組調(diào)度裝置PS將第一PrxNrt減小ΔPrxNrt。新的總估計(jì)功率將是PrxEstimated＝PrxTotal＋ΔPrxNrt，如果仍大于PrxThreshold，則在其傳送格式集合TFS內(nèi)減小RT用戶的比特率。如果這樣還不夠，則需要重新協(xié)商一些RT用戶的比特率。自然，如果最后將所有NRT業(yè)務(wù)節(jié)制成正常水平，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置利用OverLoadIndication(基于RR指示)從基站BS的負(fù)載控制裝置接收新的測量PrxTotal，則接近RT用戶的比特率，等等。
D)II)下行負(fù)載控制方法下面給出實(shí)現(xiàn)下行負(fù)載控制的一種簡單方法。下行負(fù)載控制的任務(wù)是保持扇區(qū)(例如，基站的小區(qū))的總下行發(fā)射功率低于某個(gè)給定的過載閾值，這個(gè)閾值是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃RNP所提供和/或設(shè)置的第二基準(zhǔn)負(fù)載值(PrxThreshold)。該負(fù)載閾值，PtxThreshold被認(rèn)為是一個(gè)限制，超過了該限制，則下行傳輸DL遇到了過載情況，這意味著總發(fā)射功率過大。無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置和BS的負(fù)載控制裝置之間的信令在下行鏈路DL和上行鏈路UL中是一樣的。(信令的原理將在后續(xù)章節(jié)中給出)。此外，下行負(fù)載控制方法在實(shí)現(xiàn)功能和達(dá)到的效果方面與上行鏈路所采納的方法有很密切的關(guān)系。
1.如果DL中遇到過載，即如果PtxTotal超過PtxThreshold，則基站BS的負(fù)載控制裝置LC將發(fā)送一個(gè)過載指示給各個(gè)活躍的信道元件。該指示包括PtxTotal或者PtxTotal/PtxThreshold。然后，各個(gè)信道元件中啟動(dòng)快閉環(huán)功控(PC)，忽略RT和NRT用戶的下行DL發(fā)送功率指令(TPC指令)。如果PtxTotal超過PtxThreshold，則NRT用戶各時(shí)隙中的發(fā)射功率減小(減量)快閉環(huán)PC步進(jìn)量，RT用戶的功率減小或保持不變(如果正常的功控PC行為是功率增加，則不變化，因而至少是不增加功率)。利用該方法，扇區(qū)的總發(fā)射下行DL功率不會(huì)超過PtxThreshold。這是提議在基站BS中實(shí)現(xiàn)的快下行DL負(fù)載控制方法。
如果扇區(qū)的總測量發(fā)射功率在PtxTarget和PtxThreshold之間(即在所謂的臨界負(fù)載區(qū)，參見圖2)，則對(duì)NRT用戶采用較慢的下向偏置的功控。這意味著如果接收到n3(例如n3＝1)連續(xù)“-1”TPC指令，則減小功率，如果接收到n4(例如n4＝2)連續(xù)“+1”TPC指令，則只增加或提高功率，否則功率保持不變。如果希望下向功控在臨界負(fù)載區(qū)中是沒有偏置的，則選擇n3和n4是相同值。這種慢功率控制的思想是防止功率的快速變化。
此外，可能會(huì)到達(dá)線性功率放大器限度(最大基站BS發(fā)射功率)。這種情況下，總下行發(fā)射功率，PtxTotal，無法進(jìn)一步增加，各個(gè)用戶的發(fā)射功率隱式減小同樣的百分比，使得PtxTotal等于最大BS發(fā)射功率。
2.與分組調(diào)度裝置PS交互，節(jié)制非實(shí)時(shí)(NRT)業(yè)務(wù)。這通過無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置實(shí)現(xiàn)。分組調(diào)度裝置PS將減小NRT的比特率，使PrxTotal低于PrxThreshold。這利用下行功率增加估計(jì)器來實(shí)現(xiàn)。
3.在已經(jīng)協(xié)商過的比特率集合，即在傳送格式集合(TFS)中，減小實(shí)時(shí)用戶RT用戶的比特率。無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC完成這種行為。比特率的減小使得下行DL發(fā)射功率低于PtxThreshold或PtxThreshold-PtxOffset。在后一種情況下，下行DL總發(fā)射功率減小到負(fù)載閾值的某個(gè)邊界以下，以防止新的過載情況立即出現(xiàn)。
RT用戶的DL比特率的減少的實(shí)現(xiàn)方式可以是負(fù)載控制裝置指令各個(gè)實(shí)時(shí)(RT)用戶使用傳送格式集合TFS中可能的較低比特率，或者負(fù)載控制裝置只指令最重要RT載體(具有最大DL的Ec/Io或最大平均發(fā)射功率，如果DL中能夠得到該信息)在傳送格式集合TFS中減小其比特率。建議使用后者。計(jì)算基于下行功率分配的使用。這種有關(guān)下行鏈路DL中比特率減小方法的方法步驟可以如下表示當(dāng)(PrxTotal＞PrxThreshold-PrxOffset)時(shí)，減小這樣的RT用戶的比特率，這些RT用戶的平均發(fā)射功率對(duì)TFS端可能的前一比特率而言是最大的。
4.通過許可控制裝置AC重新協(xié)商，減小RT業(yè)務(wù)的比特率到某個(gè)值，該值沒有在傳送格式集TFS的比特率集合中，或者降低NRT業(yè)務(wù)的最小比特率。這通過無線網(wǎng)絡(luò)控制器的負(fù)載控制裝置來實(shí)現(xiàn)，如果以前的負(fù)載控制行為并沒有使得負(fù)載得以充分減小。這種行為類似于以前的行為，只是現(xiàn)在嘗試通過許可控制裝置AC將其協(xié)商成更低的值。比特率的重新協(xié)商是一種相當(dāng)慢(例如1秒)的行為，因?yàn)檫@種行為的評(píng)定需要從負(fù)載控制裝置LC到許可控制裝置AC，并進(jìn)一步到呼叫控制裝置(CC，未示出)，并且必須以信令形式通知移動(dòng)終端MS。
5.臨時(shí)停止特定(例如最重要)實(shí)時(shí)用戶的下行DL數(shù)據(jù)傳輸。這意味著，停用(禁止)下行鏈路的專用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH，僅維持下行鏈路的專用物理控制信道DPCCH活躍。如果這種測量認(rèn)為需要減小負(fù)載，使得在特定時(shí)間(例如由定時(shí)裝置測量)之后，系統(tǒng)不再過載，則重新激活下行DPDCH，否則，在特定時(shí)間之后，還禁用DPCCH，從而(“完全”)丟棄或斷開該用戶。
6.以可控方式丟棄呼叫。如果無法將比特率協(xié)商到更低的值，系統(tǒng)仍處于過載狀態(tài)，這意味著PrxTotal＞PrxThreshold，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置“2.LC”丟棄(即指令基站BS丟棄)隨機(jī)選擇的RT用戶或具有最大負(fù)載因子的RT用戶，直至系統(tǒng)負(fù)載低于PrxThreshold-PrxOffset，其中PrxOffset也可以是0。這種呼叫丟棄比上行鏈路UL要容易得多，因?yàn)椴恍枰獙⑦@種結(jié)果通知移動(dòng)終端MS，基站BS只是停止到該移動(dòng)終端MS的傳輸。盡管上面沒有顯示給出，但是應(yīng)當(dāng)理解，如果有多個(gè)RT用戶具有最大負(fù)載因子，那么從中隨機(jī)選擇一個(gè)，將該RT用戶的連接丟棄，從而可以組合上述措施。這些措施的相同組合在上行負(fù)載控制中當(dāng)然也是可能的。
各個(gè)基站BS的最大可能發(fā)射功率(線性功率放大器；LPA的最大輸出)將是例如20W(43.OdBm)。這樣，PtxTarget顯然低于該值，但選擇PtxThreshold可能是合理的，使其與線性功率放大器LPA的最大輸出相同。要正確設(shè)置每個(gè)扇區(qū)(小區(qū))的PtxTarget和PtxThreshold非常困難，它是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃RNP的工作?；诒景l(fā)明者經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為是可行的一些初始值以下面的例示值形式給出PtxTarget 15W(41.8dBm)和PtxThreshold 20W(43.OdBm)。根據(jù)第一經(jīng)驗(yàn)結(jié)果，PtxTotal可以隨著業(yè)務(wù)量(幾十瓦)而變化很大。這使得智能的許可控制很難，但突出了下行負(fù)載控制的使用需求。
E)負(fù)載相關(guān)的消息和信令從各個(gè)基站BS到無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的Iub接口上總共有兩種不同的負(fù)載相關(guān)消息a)簡單無線資源(RR)指示過程這意味著Iub上只有定期小區(qū)特定的報(bào)告過程(使用第三層信令)，即報(bào)告定期監(jiān)控的負(fù)載指示參數(shù)。負(fù)載信息更新周期應(yīng)當(dāng)足夠短(最大與平均分組調(diào)度周期同一量級(jí))。但是，尤其是在過載情況下(如果超過基準(zhǔn)負(fù)載值)，基站BS需要立即(例如每10-30毫秒)向無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC報(bào)告一些負(fù)載信息，或者至少報(bào)告一個(gè)過載指示，以指示網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)，這對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC相當(dāng)重要。類似地，分組調(diào)度裝置應(yīng)當(dāng)具有更新的負(fù)載信息，才能作出正確的打包決定。
但是，這種消息/信令量以及響應(yīng)需求無法通過硬件資源實(shí)現(xiàn)。因此，需要為過載情況單獨(dú)設(shè)置一個(gè)負(fù)載報(bào)告過程。
b)過載指示過程這種過載指示包括PrxTotal，PtxTotal信息和可能的最重要連接的負(fù)載信息(至少碼ID，比特率和測得的Eb/No，或者直接負(fù)載因子LUplink＝Eb/No除以處理增益)。
這由各個(gè)基站BS的負(fù)載控制裝置“1.LC”發(fā)送給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置“2.LC”，以將非實(shí)時(shí)NRT業(yè)務(wù)量節(jié)制回正常水平，在傳送格式集合范圍內(nèi)減小實(shí)時(shí)RT用戶的比特率，或者重新協(xié)商比特率，或以可控方式丟棄呼叫。在接收該消息之后，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置“2.LC”將過載報(bào)告給許可控制裝置AC，以及無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的外環(huán)功控PC。這種情況下，在無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置取消和/或使過載指示無效之前，許可控制裝置AC不允許新的載體，外環(huán)PC裝置不增加Eb/No目標(biāo)值。很短的響應(yīng)需求支持將負(fù)載控制裝置的位置定位于功控PC和分組調(diào)度裝置PS附近，如果過載指示消息首先直接發(fā)向負(fù)載控制。
甚至可能(作為上述方法的一種可選方案)由各個(gè)信道元件利用幀控制層信令FCL發(fā)送過載指示給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的外環(huán)功控PC裝置，以否定外環(huán)功控行為。但是，這會(huì)引起過多信令開銷，因此，無線資源RR指示過程(第三層信令)是優(yōu)選的，并且是充分的。
F)上行負(fù)載控制和相關(guān)信令；例圖3(圖3A到3C)以圖形方式給出了上行鏈路中所提議的負(fù)載控制方法的原理。
水平軸表示了涉及負(fù)載控制方法步驟的不同無線資源管理RRM功能(和/或相應(yīng)設(shè)備)。豎直軸表示了時(shí)間，從而指示了何時(shí)實(shí)現(xiàn)不同的負(fù)載控制方法步驟，即各個(gè)行為何時(shí)發(fā)生。
該圖可以解釋成(圖3A)在基站BS的負(fù)載控制裝置“1.LC”遇到過載(PrxTotal＞PrxThreshold)時(shí)，包含所需信息(測得的，即監(jiān)控PrxTotal和負(fù)載閾值PrxThreshold或PrxTotal除以PrxThreshold)的過載指示(“限制信息”)被傳送給快閉環(huán)功控PC裝置(各個(gè)信道元件都具備)。然后，閉環(huán)功控PC裝置利用上面的方法步驟重寫正常的發(fā)射功控TPC指令，發(fā)送確認(rèn)消息給各基站BS的負(fù)載控制裝置LC。之后，包含所需負(fù)載信息的過載指示(PrxTotal等)通過BSAP接口(第三層信令)發(fā)送給無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC。
然后，(參看圖3B)，無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC將該過載指示提供給許可控制裝置AC，分組調(diào)度裝置PS和外環(huán)功控PC裝置，在無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC側(cè)執(zhí)行上述負(fù)載控制行為(即減小NRT和RT比特率等)。
無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC還將發(fā)送確認(rèn)給BS的LC，告知它已知道過載情況(圖3C)。
圖3例示了上行方向上所提議的方法，需要理解，下行方向上會(huì)出現(xiàn)類似的信令和行為。
G)可以想見的改進(jìn)上面在UL和DL中只有一個(gè)閾值，即PrxThreshold和PtxThreshold在上面的描述中用于所提議的方法。但是，可以想見使用兩個(gè)閾值。即，如果使用兩個(gè)閾值，上行鏈路UL的閾值PrxThreshold_1，下行鏈路DL的PtxThreshold_1，這兩個(gè)閾值用于過載情況的早期預(yù)防，較高閾值，上行鏈路UL的閾值PrxThreshold_2，下行鏈路DL的PtxThreshold_2，是實(shí)際的過載限制，超過該限制，則系統(tǒng)處于過載情況。例如在上行UL過載情況下，部分負(fù)載的少量增加將會(huì)導(dǎo)致干擾功率增加很多，從而降低系統(tǒng)容量。如果系統(tǒng)工作在合理負(fù)載區(qū)域，則系統(tǒng)容量對(duì)部分負(fù)載的變化并不非常敏感。兩個(gè)閾值的思想是改進(jìn)過載預(yù)防。但是，只采用一個(gè)閾值易于處理。
如果UL和DL分別有兩個(gè)閾值，則增長到超過上行鏈路UL的較低閾值PrxThreshold_1和下行鏈路DL的PtxThreshold_1的負(fù)載會(huì)觸發(fā)第一負(fù)載控制行為(主要是針對(duì)負(fù)載控制需要的附加的頻率間切換措施，以及基于各基站BS的負(fù)載控制裝置所采取的決定的NRT用戶的快功率減小)。無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置所采取的“正?！必?fù)載控制行為只有在監(jiān)控的負(fù)載超過較大閾值上行鏈路UL的PrxThreshold_2和下行鏈路DL的PtxThreshold_2時(shí)才會(huì)進(jìn)行。
只有一個(gè)閾值的好處是，與兩閾值情況相比要明顯簡單，但是在需要時(shí)，它完全可行。
此外，可以想見利用頻間切換切換到另一載波。如果小區(qū)其它層沒有象該小區(qū)那樣過載，則無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC可以將一些用戶利用切換控制“移動(dòng)”到那個(gè)頻率。這將穩(wěn)定不同層的負(fù)載。
此外，Eb/No目標(biāo)的減小應(yīng)當(dāng)用于上行UL負(fù)載控制。這基本上相當(dāng)容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樨?fù)載控制裝置LC和外環(huán)功控PC裝置都位于無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC。但是，現(xiàn)在基站BS的負(fù)載控制裝置LC所完成的重寫/修改發(fā)射功率控制指令(TPC指令)和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置LC的比特率的減少的組合被認(rèn)為是充分的，附加的Eb/No目標(biāo)的減小可能導(dǎo)致一些“混亂”。
基站BS的負(fù)載控制裝置LC的使用應(yīng)當(dāng)以集中方式實(shí)現(xiàn)，其中基站控制單元BCU選擇需要修改TPC指令的用戶(碼信道)，或者可以分布方式實(shí)現(xiàn)，其中各信道元件在過載情況下獨(dú)立使用相同的方法修改TPC指令。前一方法需要基站BS中相當(dāng)多的信令，但如果考慮優(yōu)先級(jí)，則相當(dāng)方便。但是，不同優(yōu)先級(jí)可以體現(xiàn)在各信道元件所使用的快閉環(huán)功控方法，而不需要基站控制單元BCU的介入。所提議的方法主要針對(duì)分布式方法的使用，因?yàn)樵摲椒ê唵吻覍?shí)現(xiàn)要容易得多。
如果PtxTotal＞PtxTarget，基于NRT用戶的DL發(fā)射功率的最大連接限制也可能受影響。這可能意味著，例如，如果PtxToatl大于PtxTarget，則將連接的最大發(fā)射功率減小5dB。
H)附錄用于負(fù)載控制的所有上述功率，類似例如PrxTotal，PrxTarget和PrxThreshold(UL)是噪聲升高，即系統(tǒng)噪聲上的寬帶干擾功率(功率除以系統(tǒng)噪聲)。本附錄定義了使用的參數(shù)之間的聯(lián)系。
-其它對(duì)自身小區(qū)干擾比率ii＝Prx_oth/Prx_own＝(PrxTotal-Prx_own-P_N)/Prx_own-噪聲升高NRNR＝PrxTotal/P_N＝((1＋i)Prx_own/P_N)＋1=(1+i)Σi=1M[prxTotal/(P_N*(1+(W/ρiRi)))]+1]]>＝(1＋i)Luplink*(PrxTotal/P_N)＋1，M是用戶數(shù)量，W是帶寬，ρ是Eb/N0，R表示比特率，Luplink表示扇區(qū)的總上行負(fù)載因子，P_N是系統(tǒng)噪聲。NR＝PrxTotal/P_N=1/[1-(1+i)Σi=1M1/(1+(W/ρiRi))=1/(1-η-)]]>-部分負(fù)載η=(1+i)Σi=1M1/(1+(w/ρiRi))=1-(1/NR)=(NR-1)/NR]]>
-噪聲上的純干擾功率Prx_interference＝(PrxTotal-P_N)/P_N＝(1/(1-η))-1＝η/(1-η)無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的負(fù)載控制裝置在決定需要減小哪個(gè)連接的比特率，以及減小多少才能消除過載時(shí)使用上行功率估計(jì)裝置。
PrxTarget的一些合理值應(yīng)當(dāng)是3.5dB，PrxThreshold是5dB。各自的部分負(fù)載應(yīng)當(dāng)是0.55和0.68。當(dāng)部分負(fù)載從0.55增加22％到0.68時(shí)，總干擾值將增加41％，從3.5dB到5dB。這種事實(shí)突出了負(fù)載控制方法的重要性，噪聲升高對(duì)部分負(fù)載的導(dǎo)數(shù)在下表中給出。
表噪聲升高-部分負(fù)載映射
計(jì)算上行功率增加估計(jì)的一種方法是如下使用噪聲升高對(duì)部分負(fù)載的導(dǎo)數(shù)NR=Prx_totalPN=11-(1+i)Σi=1M11+WρiRi=11-η⇒η=NR-1NR]]>P⇒dNRdη=1(1-η)2=1(1-NR-1NR)2=NR2]]>⇒ΔPrx_total=dNRdηΔL=NR2ΔL]]>這與老方法一致，其中老方法為ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLNR=ΔL1-ΔL-NR-1NRNR=NR2ΔL1-NRΔL=NR2ΔL.]]>本發(fā)明提出了通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法，前述通信網(wǎng)包括至少一個(gè)無線終端和至少一個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備，各無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備定義了由網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備所控制的所述網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)小區(qū)；包括以下步驟針對(duì)各個(gè)小區(qū)負(fù)載設(shè)置第一基準(zhǔn)負(fù)載值；監(jiān)控所述各個(gè)小區(qū)的負(fù)載，響應(yīng)于超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值的負(fù)載，操縱功率控制以減小該小區(qū)中的傳輸功率值。這樣，本發(fā)明提出了一種快負(fù)載控制方法，其中在超過特定基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí)，通過操作功率控制，例如發(fā)射功率控制指令，在各基站扇區(qū)中控制負(fù)載。此外，這種功率減小可以通過例如重新協(xié)商比特率來補(bǔ)充。利用所提議的方法，可以減小必要的負(fù)載邊界，有利地增加系統(tǒng)容量。
應(yīng)當(dāng)理解，以上描述和附圖僅用于通過例子說明本發(fā)明。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可以在后附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法，前述通信網(wǎng)包括至少一個(gè)無線終端(MS)和至少一個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備(BS)，各無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備(BS)定義了由網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備(RNC)所控制的所述網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)小區(qū)；該方法包括以下步驟針對(duì)各個(gè)小區(qū)負(fù)載設(shè)置第一基準(zhǔn)負(fù)載值；監(jiān)控所述各個(gè)小區(qū)的負(fù)載，以及響應(yīng)于超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值的負(fù)載，操縱功率控制以減小該小區(qū)中的傳輸功率值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過操縱網(wǎng)絡(luò)和無線終端中的功率控制實(shí)體之間發(fā)送的功率控制消息來操縱功率控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，設(shè)置一個(gè)第二基準(zhǔn)負(fù)載值，該值大于或等于第一基準(zhǔn)負(fù)載值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述監(jiān)控定期執(zhí)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，監(jiān)控周期短于所述被監(jiān)控的負(fù)載指示參數(shù)超過所述第一基準(zhǔn)負(fù)載值的時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述業(yè)務(wù)具有非實(shí)時(shí)(NRT)業(yè)務(wù)分量和實(shí)時(shí)(RT)業(yè)務(wù)分量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，作為對(duì)負(fù)載超過第二基準(zhǔn)負(fù)載值的響應(yīng)，啟動(dòng)附加的協(xié)商以減小連接參數(shù)，例如至少一個(gè)連接的比特率。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或7的方法，其特征在于，作為對(duì)負(fù)載超過第二基準(zhǔn)負(fù)載值的響應(yīng)，啟動(dòng)從小區(qū)中消除至少一個(gè)連接的過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，通過將連接切換到另一小區(qū)來實(shí)現(xiàn)小區(qū)中的連接消除。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，通過終止連接來實(shí)現(xiàn)小區(qū)中的連接消除。
11.通信網(wǎng)的一種無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備(BS)，用以實(shí)現(xiàn)按照前述權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)的方法。
12.一種通信網(wǎng)控制元件(RNC)，用以實(shí)現(xiàn)按照前述權(quán)利要求7到10中任意一項(xiàng)的方法。
全文摘要
本發(fā)明提出了通信網(wǎng)中的一種業(yè)務(wù)負(fù)載控制方法,前述通信網(wǎng)包括至少一個(gè)無線終端(MS)和至少一個(gè)無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備(BS),各無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備(BS)定義了由網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備(RNC)所控制的所述網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)小區(qū);該方法包括以下步驟:針對(duì)各個(gè)小區(qū)負(fù)載設(shè)置第一基準(zhǔn)負(fù)載值;監(jiān)控所述各個(gè)小區(qū)的負(fù)載,以及響應(yīng)于超過第一基準(zhǔn)負(fù)載值的負(fù)載,操縱功率控制以減小該小區(qū)中的傳輸功率值。這樣,本發(fā)明提出了一種快負(fù)載控制方法,其中在超過特定基準(zhǔn)負(fù)載值時(shí),通過實(shí)施,例如發(fā)射功率控制指令,在各基站扇區(qū)中控制負(fù)載。此外,這種功率減小可以通過例如重新協(xié)商比特率來補(bǔ)充。利用所提議的方法,可以減小必要的負(fù)載邊界,有利地增加系統(tǒng)容量。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1327645SQ98814360
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者詹尼·拉克索 申請(qǐng)人:諾基亞網(wǎng)絡(luò)有限公司