专利名称：功率估计方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及在扩展频谱无线系统中的发送控制，特别涉及在该系统中估计由于新的事务处理所造成的发送功率增量。具体来说，本发明涉及在独立方法权利要求的前序部分所述的方法。
2.现有技术在蜂窝通信系统中，通过蜂窝通信网络的单个语音连接或数据连接被称为载波信道(bearer)。通常，载波信道与属于特定终端设置与网络单元之间的数据通信的一组参数相关，例如把蜂窝网络连接到另一个通信网络的基站或交互工作单元(IWU)。与载波信道相关的这组参数一般包括数据传输速度、许可的延迟、许可的误码率(BER)、以及这些参数的最小和最大值。载波信道还可以是数据包发送载波信道或者电路交换载波信道和支持(support)，例如透明或不透明的连接。载波信道可以被认为是具有连接特定移动终端和用于传输有效载荷信息的特定网络单元的特定参数的数据传输路径。一个载波信道总是仅仅把一个移动终端连接到一个网络单元。但是，载波信道可以经过多个网络单元。一个移动通信装置(ME，移动设备)可能在一些蜂窝通信系统中仅仅支持一个载波信道，在一些其它通信系统中可以同时支持一个以上的载波信道。
为了能够在所需路径上传送信息，在无线接口上的连接必须具有所需的质量水平。该质量例如可以表达为C/I，即，载波干扰比，它表示所接收载波功率与所接收干扰功率的比值。用于连接质量的其它测量标准是SIR，即信号干扰比；S/N，即信噪比；以及S/(I+N)，即信号与噪声加干扰的比率。误码率(BER)或者误帧率(FER)还被用作为连接质量的测量标准。一般来说，预先确定用于这些或其它相应测量标准的特定目标水平，并且对于每个连接，调节发送功率使得尽可能接近目标水平。因为太高的发送电平会浪费发送设备中的能量，这对于手持移动台来说是关键的，并且对其它连接造成干扰，因此发送功率不应当高于用于获得该目标水平所需的功率。
在保证每个载波信道获得所需SIR水平中，接入控制是一个关键功能。接入控制的目的是对每个新的载波信道检测每个新的请求，考虑到所请求的载波信道的发送功率，并且确定是否可以提供所需服务，而不降低对其它载波信道的服务质量。如果可以对新的载波信道提供服务而不损害其它载波信道，则接受该请求。接入控制一般与功率控制相协作，从而一些其它载波信道的发送功率可以被调节以便于保证其它载波信道的SIR目标电平。
在以前已经提出各种接入控制算法。文章″SIR-Based CallAdmission Control for DS-CDMA Cellular Systems″by Zhao Liu andMagda El Zarki，I2 Journal on selected areas in communications，vol.12，no.4，pp.638-644，May 1994，中描述了一种基于剩余容量的思想。剩余容量被定义为基站可以接受初始呼叫的额外数量。如果剩余容量大于0，则接受新的呼叫。从所测量的SIR水平和阈值SIR水平确定该剩余容量。
另一种算法在文章″Call Admission in Power Controlled CDMASystems″by Ching Yao Huang and Roy D.Yates，in proceedings of I2VTS 46th Vehicular Technology Conference，April 28-May 1，1996，Atlanta，USA，pp.1665-1669中描述。在该文章中，提出两个简单的算法。在第一算法中，当新的呼叫造成正在进行的呼叫以最大功率发送时，新的呼叫被封锁。在第二算法中，如果在基站测量的总接收功率超过预定的阈值，则封锁新的呼叫。
当该呼叫，即载波信道，在资源使用方面相类似时，这些算法很有用，并且任何接入阈值被设置在对一个载波信道的接受不会使得负载太接近于最大容量的水平。但是，当载波信道具有广泛变化的特性时，即当网络需要处理例如正常语音载波信道这样低位率的载波信道以及例如高容量的数据载波信道或者实时视频载波信道时，这些算法不能很好地工作。在目前的发展下，例如将由UMTS蜂窝通信系统提供各种各样的服务。例如，在传统的算法中，如果在基站测量的总接收功率小于预定阈值，则允许新的呼叫，高位率的载波信道可能把网络负载增加到太接近于最大容量。这可以通过降低阈值而避免，从而任何接近该阈值的所允许的高位率载波信道仍然不会把总负载增加太多，但是在这种情况下，即使剩余的容量可以容纳低位率的语音载波信道，它们也会被拒绝。
另一种接入控制方法是把接入限制为硬件的数量，或者例如限制为连接的数目或所发送数位的数目。如果我们考虑分别对每个小区工作的接入控制方案，则这些基于无干扰的方案考虑到仅仅在本小区中的负载，而对于有干扰的方案，可以直接从干扰测量中看出相邻小区中的负载。
发明概述本发明的一个目的是实现一种方法，用于估计由于在扩展频谱通信系统中新的事务处理而增加的干扰功率。本发明的另一个目的是提供这样一种方法，它能够提供比现有方法更加准确的估计。
该目的是通过至少部分根据当前的部分负载、当前所接收干扰功率电平、以及负载因子ΔL而估计干扰功率增量实现的，负载因子ΔL基本上是根据码片率、新的事务处理的位率以及所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比而计算的。
根据本发明的干扰功率增加估计方法的特征在于在干扰功率增量估计方法的独立权利要求的特征部分中所规定的内容。根据本发明的接入控制方法的特征在于在接入控制方法的独立权利要求中的特征部分规定的内容。根据本发明的数据包调度方法的特征在于在数据包调度方法的独立权利要求中的特征部分规定的内容。根据本发明的网络单元的特征在于在关于网络单元的权利要求的特征部分中规定的内容。从属权利要求进一步描述本发明的优选实施例。
根据本发明的一个优选实施例，至少部分根据当前的部分负载、当前所接收干扰功率电平、以及负载因子ΔL而估计由于新的事务处理导致的干扰功率增量，其中负载因子ΔL基本上为ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为新的事务处理的位率，以及SIR为所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
附图简述下面参照
图1更加具体地描述本发明，图1中示出根据本发明的优选实施例的一种方法。
具体实施例方式
A.本发明的第一优选实施例根据本发明的一个重要方面，如下文所述估计由于在扩展频谱通信网络的无线接入网络中的新事务处理所导致的干扰功率增量。
当前接收的基站的总干扰功率，Prx_total，可以被分为来自小区间部用户的干扰Prx_own，小区之间的用户干扰Prx_oth，以及系统噪声PN，这是无负载系统的干扰功率(没有来自载波的干扰)。另外，总功率可以表达为不可控制功率Prx_nc以及非实时用户的可控制功率Prx_nrt
Prx_total＝Prx_own+Prx_oth+PN＝Prx_nc+Prx_nrt(1)＝Prx_nc+Prx_nrt不可控制功率Prx_nc包括时实用户、小区间用户和噪声的功率。数据包调度器把可控制功率Prx_nrt分配给数据包用户。接入控制估计由于新用户所造成在总功率中的增加。方程(1)可以变换为如下形式Prx_total=Prx_own+Prx_othPrx_ownPrx_own+PN]]>＝(1+i)·Prx_own+PN=Prx_ownF+PN]]>=Prx_total-PNPrx_total·Prx_total+PN---(2)]]>＝η·Prx_total+PN其中，所接收的小区间功率与小区间功率的比值i可以描述为i=Prx_othPrx_own=Prx_total-Prx_own-PNPrx_own]]>i=1F-1=1-FF---(3)]]>其中F=Prx_ownPrx_total-PN---(4)]]>以及Prx_own=Σi=1M11+WSIRi·Ri--(5)]]>这是小区内总干扰功率，其中SIRi是第i个用户的信号干扰比，Ri是第i个用户的位率，W是码片率，以及M是小区内的活动用户数目。
Prx_oth＝i·Prx_own(6)这是小区间的干扰功率，因此，总的上行链路干扰功率可以计算如下Prx_total＝(1+i)·Prx_own+PN=(1+i)·Σi=1M11+WSIRi·Ri+PN--(7)]]>从方程(2)可以解出总接收功率Prx_total=PN1-η--(8)]]>可以由基站测量的噪声增量NR被定义为总接收功率与系统噪声的比NR=Prx_totalPN=11-η---(9)]]>η的数值由如下公式获得η=NR-1NR--(10)]]>其被称为部分负载(fractional load)。该部分负载η通常被用作为上行链路负载指示参数。例如，上行链路负载假设为总容量的60％，这意味着该部分负载η＝0.60。
当部分负载η增加时，上行链路干扰功率Ltotal也增加。如果部分负载增加太多则覆盖区域将缩小。因此，使用接入控制和负载控制算法。
从方程(8)-(10)，可以如下计算实际推导的功率增量估计dPrx_totaldη=ddη(PN1-η)⇔]]>dPrx_totaldη=PN(1-η)2⇔]]>dPrx_totaldη=PN(1-Prx_total-PNPrx_total)2⇔]]>dPrx_totaldη=Prx_total2PN⇔]]>dPrx_totaldη=11-ηPrx_total---(11)]]>⇒ΔPrx_total≈dPrx_totaldηΔL⇔]]>ΔPrx_total≈ΔL1-ηPrx_total]]>其中ΔL=11+WSIR·R---(12)]]>
ΔL是所考虑的新事务处理的负载因子，W为码片率，R为新的事务处理的位率，以及SIR为所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
B.本发明的第二优选实施例根据本发明的另一个优选实施例，可以如下估计上行链路功率增量Prx_total=PN1-η]]>⇒dPrx_totaldη=PN(1-η)2⇔]]>ΔPrx_total=∫ηη+ΔLdPrx_total⇔]]>ΔPrx_total=∫ηη+ΔLPN(1-η)2dη⇔]]>ΔPrx_total=PN1-η-ΔL-PN1-η⇔--(13)]]>ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLPN1-η⇔]]>ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLPrx_total]]>C.本发明的第三优选实施例在本发明的另一个优选实施例中，多用户检测被用于取消一些小区间干扰的影响。具有多用户检测的上行链路功率增量估计方法可以计算如下ΔPrx_total=(1-β)·ΔL1-η-(1-β)·ΔLPrx_total---(14)]]>其中β是多用户检测的效率，即由多用户检测器所消除的小区间干扰的百分比。当β等于1时，上行链路小区间干扰被良好地消除，即小区间用户的信号良好地正交，并且当β等于0时，不执行上行链路的多用户检测，即接收器实际上是一个基本的多径接收器。
D.本发明的第四优选实施例图1示出根据本发明的优选实施例的方法。该方法用于判断是否有可以分配给新的事务处理的资源。该事务处理例如可以是一个新的连接或者新的数据包的发送。该方法可以在扩展频谱通信系统中提供。
根据该方法，在接收器测量当前接收的干扰功率100，在此之后估计由于新请求的连接所造成的干扰功率增量200。接着，检查是否该总的干扰功率，即所测量干扰电平与所估计增量的总和，低于一个阈值300。如果该总和低于该阈值，则为该事务处理分配资源400。如果该总和不低于该阈值，则不为该事务处理分配资源500。
E.本发明的第五优选实施例在本发明的另一个优选实施例中，以前所述的干扰功率增量估计方法被用于接入控制中，即以前所述的事务处理是新请求的连接。根据本实施例，在扩展频谱蜂窝通信系统中的接入控制方法包括如下步骤-在接收器测量当前接收的干扰功率，-至少部分根据当前的部分负载、当前所接收干扰功率电平、以及负载因子ΔL而估计由于新请求的连接所造成的干扰功率增量，ΔL实质上计算为ΔL=11+WSIR·R]]>
其中，W为码片率，R为新的连接的位率，以及SIR为所估计的对于新的连接的服务类型所需的信号干扰比，-把所述当前接收的干扰功率与所述干扰功率增量的总和与一个阈值相比较；以及-如果所述总和小于所述阈值，则对新请求的连接分配资源。
根据本发明另一个方面，该干扰功率增量估计ΔPrx_total基本上可以计算为ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
根据本发明另一个方面，干扰功率增量估计ΔPrx_total可以实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-ηPrx_total]]>其中，η是当前部分负载。
F.本发明的第六优选实施例在本发明的另一个优选实施例中，以前所述的干扰功率增量估计方法被用于数据包调度中，即，以前所述的事务处理是新数据包的发送。根据本实施例，用于在扩展频谱蜂窝通信系统中调度数据包的方法包括如下步骤-在接收器测量当前接收的干扰功率，-至少部分地根据当前部分负载、当前接收的干扰功率水平、以及负载因子ΔL计算由于新数据包的发送而造成的干扰功率增量，其实质上计算为ΔL=11+WSIR·R]]>
其中，W为码片率，R为将用于数据包的发送的位率，以及SIR为所估计的对于数据包的成功发送和接收所需的信号干扰比，-把所述当前接收的干扰功率和所述干扰功率增量的总和与一个阈值相比较，以及-如果所述总和小于所述阈值，则对该数据包的发送分配资源。
根据本发明的另一个方面，干扰功率增量估计APrx_total可以计算为ΔPrx_total=ΔL1-ηPrx_total]]>其中，η是当前部分负载。
G.本发明的第七优选实施例根据本发明的另一个优选实施例，在扩展频谱蜂窝通信系统中提供一种用于估计由于新的事务处理而造成在上行链路方向中的干扰功率增量的系统。根据本实施例，该系统包括用于至少部分根据如下参数计算干扰功率增量的装置-当前部分负载，-当前所接收的干扰功率电平，以及-负载因子ΔL，以及用于计算负载因子的方法为ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为新的事务处理的位率，以及SIR为所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
根据本发明的另一方面，本系统可以包含在一个网络部件中，例中无线网络控制器(RNC)。该无线网络控制器可以是UMTS通信网络的无线接入网络(RAN)的一部分。
H.进一步的考虑根据上述描述，显然本领域内的专业人员可以在本发明的范围内作出各种改变。尽管已经详细描述本发明的优选实施例，但是显然可以有各种改进和变形，所有这些都落入本发明的精神实质和范围内。
权利要求
1.一种用于由于在扩展频谱蜂窝通信系统中的事务处理而造成在上行链路方向中的干扰功率增量的方法，其特征在于干扰功率增量估计至少部分根据如下参数计算-当前部分负载，-当前所接收的干扰功率电平，以及-负载因子，其基本上是根据码片率、新事务处理的位率以及所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载因子ΔL实质上计算为ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为新的事务处理的位率，以及SIR为所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于干扰功率增量估计ΔPrx_total实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该干扰功率增量估计ΔPrx_total实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-ηPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该事务处理是一个新的连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该事务处理是一个数据包的发送。
7.一种在扩展频谱蜂窝通信系统中的接入控制方法包括如下步骤-在接收器测量当前接收的干扰功率，-至少部分根据当前的部分负载、当前所接收干扰功率电平、以及负载因子而估计由于新请求的连接所造成的干扰功率增量，该负载因子基本上根据码片率、新连接的位率以及所估计的对于新的连接的服务类型所需的信号干扰比而计算，-把所述当前接收的干扰功率与所述干扰功率增量的总和与一个阈值相比较；以及-如果所述总和小于所述阈值，则对新请求的连接分配资源。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述负载因子ΔL实质上计算为ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为新的连接的位率，以及SIR为所估计的对于新的连接的服务类型所需的信号干扰比。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于干扰功率增量估计ΔPrx_total实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该干扰功率增量估计ΔPrx_total实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-ηPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
11.一种在扩展频谱蜂窝通信系统中的调度数据包的方法包括如下步骤-在接收器测量当前接收的干扰功率，-至少部分根据当前的部分负载、当前所接收干扰功率电平、以及负载因子而估计由于新数据包的发送所造成的干扰功率增量，该负载因子基本上根据码片率、用于数据包的发送的位率以及所估计的对于数据包的成功发送和接收所需的信号干扰比而计算，-把所述当前接收的干扰功率与所述干扰功率增量的总和与一个阈值相比较；以及-如果所述总和小于所述阈值，则对该数据包的发送分配资源。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述负载因子ΔL实质上计算为ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为用于数据包的发送的位率，以及SIR为所估计的对于数据包的成功发送和接收的服务类型所需的信号干扰比。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于干扰功率增量估计ΔPrx_total实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-η-ΔLPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该干扰功率增量估计ΔPrx_total实质上计算为ΔPrx_total=ΔL1-ηPrx_total]]>其中，η为当前部分负载。
15.一种用于估计由于在扩展频谱蜂窝通信系统中新的事务处理而造成在上行链路方向中的干扰功率增量的系统，其特征在于，该系统包括用于至少部分根据如下参数计算干扰功率增量的装置-当前部分负载，-当前所接收的干扰功率电平，以及-负载因子ΔL，以及用于基本上根据码片率、新事务处理的位率以及所估计的对于新事务处理的服务类型所需的信号干扰比计算所述负载因子的装置。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述计算所述负载因子的装置是用于如下计算负载因子的装置ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为新的事务处理的位率，以及SIR为所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
17.一种蜂窝通信网络的网络元件，其特征在于，该网络元件包括用于至少部分根据如下参数计算干扰功率增量的装置-当前部分负载，-当前所接收的干扰功率电平，以及-负载因子ΔL，以及用于基本上根据码片率、新事务处理的位率以及所估计的对于新事务处理的服务类型所需的信号干扰比计算所述负载因子的装置。
18.根据权利要求17所述的网络元件，其特征在于，所述计算所述负载因子的装置是用于如下计算负载因子的装置ΔL=11+WSIR·R]]>其中，W为码片率，R为新的事务处理的位率，以及SIR为所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
19.根据权利要求17所述的网络，其特征在于，该网络元件是无线网络控制器。
20.根据权利要求17所述的网络元件，其特征在于，该网络元件是UMTS蜂窝系统的无线网络控制器。
全文摘要
本发明涉及在扩展频谱无线系统中的发送控制,特别涉及在该系统中估计由于新的事务处理所造成的发送功率增量。根据本发明,对由于新事务处理所造成的干扰功率增量的估计至少部分根据:当前部分负载、当前所接收的干扰功率电平、以及负载因子δL,其基本上是根据码片率、新事务处理的位率以及所估计的对于新的事务处理的服务类型所需的信号干扰比。
文档编号H04B1/707GK1379934SQ00812877
公开日2002年11月13日 申请日期2000年9月18日 优先权日1999年9月17日
发明者珍妮·拉科索, 基莫·瓦基拉提 申请人:诺基亚公司