专利名称：一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法
技术领域：
本发明涉及一种码分多址(CDMA)通信系统，尤其涉及一种CDMA通信系统的提高小区软容量的方法。
CDMA是一种以扩频通信为基础的调制和多址连接技术。扩频通信技术在信号发送端以高速伪随机码与数字信号相乘，由于伪随机码的速率比数字信号的速率大得多，因而扩展了信号传输带宽。在收端，用相同的伪随机序列与接受信号相乘，进行相关运算，将扩频信号解扩。然而，伪随机码之间并不是完全正交，这导致不同用户和不同信道之间存在相互干扰，这些干扰限制了小区容量的提高。当由空中接口的干扰所限定小区最大容量时，该小区容量称为小区软容量，因为它没有一个固定的最大容量值。
CDMA无线网络不能在极限容量下运营。极限容量可定义为理论上的最大容量，它可以根据仿真或分析公式来估计。用户传输速率，业务性质(可变信、突发性)，业务的质量要求(时延、误比特率/误帧率)和中断率是决定小区极限容量的主要因素。负载因子则定义了网络正常运行时接近最大容量的程度。一般负载因子超过某个门限时系统运行就不稳定。
为了使系统运行稳定，需要进行负载控制。负载控制是无线资源管理的一个重要功能。一般情况下，如果系统规划得好，容量足够，准入控制和数据包调度工作正常，过载的情况会很少发生。但一旦碰到负载过重的情况，需要负载控制使系统迅速回到目标负载。它的原理是这样的，通过测量负载因子来监视干扰，当负载因子超过事先定义的负载因子，网络可以通过下面几种方法来增加小区软容量和减轻负载一就是降低可供特定用户使用的信道信息携带容量，降低数据传输速率，即减少这些用户的比特率，将没有时延需求的那些用户的传输延时处理，或者使低优先级的呼叫掉话，如果低于事先定义的负载因子，负载控制将增加能够处理高比特速率用户的比特率。比特率的增加和减少可以根据优先级别来完成。
二就是通过小区呼吸增加本小区软容量来减小本小区负载，所谓小区呼吸就是指各个小区的覆盖大小是动态的，当相邻两个小区一轻一重时，负载重的小区通过减少导频发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度不够，切换到相邻小区，使负载分担，即相当于增加了容量。
上面两种策略都会导致小区所能提供的话路数增加，从而减轻小区负载。然而第一种方式只能针对特定用户进行，不能对小区内所有用户的所有业务进行，因而调节效果有限，而且对特定用户，如果其速率已经调至最低，则算法将失去作用。第二种方法涉及复杂的的小区边界计算，各小区加权功率计算以及小区之间复杂的调度算法，所以实现较为困难。
本发明的目的在于提供一种便于实施的用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，该方法能快速有效地增加小区软容量以及降低小区负载，使系统运行平稳。
为了实现上述的目的，本发明所提供的一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，包括以下步骤一)将欲执行任务的启动软容量算法流程和终止软容量算法流程存入系统的存储器中；二)对小区负载测量控制初始化，包括设定小区负载的软容量算法的启动门限值和终止门限值；三)测量当前系统负载，并根据当前系统负载状况和是否处于软容量算法流程中的状况，进行进入启动软容量算法流程或终止软容量算法流程的判断，并根据判断结果，执行相应的算法流程(1)当系统负载超过启动门限值，判断是否已经启动了软容量算法若是，则结束；若否，则进入启动软容量算法流程a)把当前系统外环功控中的误块率门限值赋值给误块率恢复门限；b)根据当前业务状况选取业务类型和速率模式，求得一提高后的误帧率，并根据协议规定的误帧率和误块率的关系，由提高后的误帧率求得相应的提高后的误块率值；c)把求得的提高后的误块率值赋值给系统的外环功控中的误块率门限；d)根据系统外环功控中的误块率门限值的增加来相应调低系统内环功控中的目标信干比值，从而减少小区干扰，提高了软容量；(2)当系统负载低于软容量算法终止门限值，判断是否已经启动了软容量算法若否，则结束；若是，则进入终止软容量算法流程进行误块率恢复门限的恢复。
在上述的用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法中，终止软容量算法包括下列步骤一)在提高后的误块率值和误块率恢复门限之间进行分级处理，得到由高到低的若干中间误块率门限值，并把最高的中间误块率门限赋值给误块率门限；二)判断系统负载是否仍然在软容量算法终止门限值以下(1)如是，则进入误块率门限向误块率恢复门限的逼近过程把误块率门限再调低一级；等待一个固定时间；判断误块率门限是否调到误块率恢复门限若是，则结束；若否，则重复执行所述的逼近过程，直到误块率门限调到误块率恢复门限为止；(2)如不是，则保持该误块率门限不变，结束。
在上述的用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法中，步骤b)中选取的业务类型为对误帧率要求最为苛刻的业务类型。
在上述的用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法中，步骤b)中选取的业务类型是由各业务类型统计结果所确定的。
在上述的用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法中，步骤b)中的求取提高后的误帧率的方法为根据理想实验下话音质量平均评价分值和误帧率的关系曲线，由降低的话音质量平均评价分值求得相应提高后的误帧率。
在上述的用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法中，提高后的误帧率可以为可接受的话音质量平均评价分值所对应的可接受误帧率。
采用上述的技术方案，即当小区负载过重时，通过增加系统外环功控中的误块率(BLER)门限值来调低内环功控中的目标SIR值，从而减少小区干扰，达到增加软容量，减轻负载的目的。本发明除了具有实现简单，有效和可靠性高的特点外，还具体如下特点(1)采用了基于话音质量(MOS)分值来估算需要设定的BLER的方法，为外环功控中设定目标SIR给出了依据。通过外环功控使得BLER提高，或达到可接受的水平上，从而使得话音MOS分值保持在可接受的水平上，这样保证了话音质量，同时增加了可用信道数，提高了用户接入的成功率以及降低了掉话率。
(2)在终止软容量算法中采用分级调节的方法，对某一可接受的话音质量，根据负载情况分别设定相应的BLER级别，从而使得负载和话音质量的调节平缓，系统运行平稳。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的软容量算法流程示意图。
如图1所示，本发明，即一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，包括以下步骤一)将欲执行任务的启动软容量算法流程和终止软容量算法流程存入系统的存储器中；二)对小区负载测量控制初始化，包括设定小区负载的软容量算法的启动门限值和终止门限值；三)当前系统负载在物理层进行测量，由测量控制命令进行初始化设置，并根据当前系统负载状况和是否处于软容量算法流程中的状况，进行进入启动软容量算法流程或终止软容量算法流程的判断，并根据判断结果，执行相应的算法流程(1)当系统负载超过启动门限值，触发事件，产生测量报告，判断是否已经启动了软容量算法
若是，则结束；若否，则进入启动软容量算法流程a)把当前系统外环功控中的误块率门限赋值给误块率恢复门限；b)根据当前业务状况选取业务类型和速率模式，可选取对误帧率要求最为苛刻的业务类型或由各业务类型统计结果所确定的业务类型，然后对选定的业务类型和速率模式，根据理想实验下话音质量平均评价分值和误帧率的关系曲线，由降低话音质量平均评价分值求得提高后的误帧率，话音质量平均评价分值可降至可接受的话音质量平均评价分值，所求得就是可接受的误帧率，并根据协议规定的误帧率和误块率的关系，由可接受的误帧率求得相应的可接受误块率门限；c)把求得的可接受误块率值赋值给系统的外环功控中的误块率门限，作为所有业务种类和速率模式的可接受误块率门限；d)根据系统外环功控中的误块率门限的增加到可接受误块率门限值来相应调低系统内环功控中的目标信干比值，从而减少小区干扰，提高了软容量。
(2)当系统负载低于软容量算法终止门限值，触发事件，产生测量报告，判断是否已经启动了软容量算法若否，则结束；若是，则进入终止软容量算法流程a)在可接受的误块率门限和误块率门限恢复值之间进行分级处理，得到由高到低的若干中间误块率门限值，并把最高的中间误块率门限赋值给误块率门限；b)判断系统负载是否仍然在软容量算法终止门限值以下如是，则进入误块率门限向误块率恢复门限的逼近过程把误块率门限再调低一级；等待一个固定时间；判断误块率门限是否调到误块率恢复门限若是，则结束；若否，则重复执行所述的逼近过程，直到误块率门限调到误块率恢复门限为止；如不是，则保持该误块率门限不变，结束。
例如，一个小区，由于硬件方面的限制，对话音质量较高的话音业务，比如说其对BLER的要求是0.5％，小区上行极限容量为N，小区允许的负载因子是75％。则可按照75％的负载因子，设定软容量算法启动门限为0.75N。按照70％的负载因子，设定软容量算法终止门限为0.7N。
假定小区中各移动台最初以较高的话音质量与基站连接，进行通信，小区负载为0.7N，处于正常状态。如果现在有若干个新用户发起呼叫请求，如果全部准入，会导致0.1N的负载增加量。根据计算可知，假定这些新用户的业务请求全部满足，则小区负载因子为0.8，将超过允许的最大负载因子。在这种情况下，可能导致的结果有三，一是系统准入控制使得部分新用户不能接入。二是原来接入的用户由于负载过重，会导致掉话。三是由于负载超越允许的最大负载，系统可能崩溃。
如果采用本发明中的软容量算法，则可以明显避免以上不利情况。此时，当周期性测量发现负载因子超越0.75时，会触发事件，发出测量报告。根据测量报告，系统启动软容量算法。根据通信质量标准，假定可接受的话音质量MOS分值为3.5，小区中为保证话音质量，对BLER值要求最严格的业务类型及其速率模式为AMR(自适应多速率)5.15kbit/s，则根据其BLER对MOS分值的影响曲线可大致估算它与可接受话音质量对应的BLER值为1％。这时，可以立即调高小区外环功控BLER目标值至1％，并相应降低内环功控中的目标SIR(信干比)值和通过内环功控减少各移动台的发射功率，从而到达有效增加系统软容量，减小系统负载，增加用户接入率以及减少了掉话率的目的。
综上所述，由于在本发明中调节的是外环功控中的BLER门限值，因而对小区内所有用户的所有速率模式发生作用，故算法快速有效。而且算法只涉及对小区BLER门限值的调节，小区所有业务都使用统一的可接受BLER值，所以算法实现简单，可靠性高。另外，由于小区可接受BLER的估算是以对BLER值要求最严格的业务类型及其速率模式为对象进行的，所以算法运行时，可以保证所有业务话音质量都处于可接受的正常水平。一旦物理层测量发现小区负载因子开始低于0.7，系统会马上终止软容量算法，同时，逐步调整外环功控BLER目标值，使各话音业务的话音质量恢复到原有水平。
权利要求
1.一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，其特征在于，包括以下步骤一)将欲执行任务的启动软容量算法流程和终止软容量算法流程存入系统的存储器中；二)对小区负载测量控制初始化，包括设定小区负载的软容量算法的启动门限值和终止门限值；三)测量当前系统负载，并根据当前系统负载状况和是否处于软容量算法流程中的状况，进行进入启动软容量算法流程或终止软容量算法流程的判断，并根据判断结果，执行相应的算法流程(1)当系统负载超过启动门限值，判断是否已经启动了软容量算法若是，则结束；若否，则进入启动软容量算法流程a)把当前系统外环功控中的误块率门限值赋值给误块率恢复门限；b)根据当前业务状况选取业务类型和速率模式，求得一提高后的误帧率，并根据协议规定的误帧率和误块率的关系，由提高后的误帧率求得相应的提高后的误块率值；c)把求得的提高后的误块率值赋值给系统的外环功控中的误块率门限；d)根据系统外环功控中的误块率门限值的增加来相应调低系统内环功控中的目标信干比值，从而减少小区干扰，提高了软容量；(2)当系统负载低于软容量算法终止门限值，判断是否已经启动了软容量算法若否，则结束；若是，则进入终止软容量算法流程进行误块率恢复门限的恢复。
2.根据权利要求1所述的一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，其特征在于，所述的终止软容量算法包括下列步骤一)在提高后的误块率值和误块率恢复门限之间进行分级处理，得到由高到低的若干中间误块率门限值，并把最高的中间误块率门限赋值给误块率门限；二)判断系统负载是否仍然在软容量算法终止门限值以下(1)如是，则进入误块率门限向误块率恢复门限的逼近过程把误块率门限再调低一级；等待一个固定时间；判断误块率门限是否调到误块率恢复门限若是，则结束；若否，则重复执行所述的逼近过程，直到误块率门限调到误块率恢复门限为止；(2)如不是，则保持该误块率门限不变，结束。
3.根据权利要求1所述的一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，其特征在于，所述的步骤b)中的选取的业务类型为对误帧率要求最为苛刻的业务类型。
4.根据权利要求1所述的一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，其特征在于，所述的步骤b)中的选取的业务类型是由各业务类型统计结果所确定的。
5.根据权利要求1所述的一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，其特征在于，所述的步骤b)中的求取提高后的误帧率的方法为根据理想实验下话音质量平均评价分值和误帧率的关系曲线，由降低的话音质量平均评价分值求得相应提高后的误帧率。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于码分多址通信系统的提高小区软容量的方法，其特征在于，所述的提高后的误帧率可以为可接受的话音质量平均评价分值所对应的可接受误帧率。
全文摘要
一种用于CDMA通信系统的提高小区软容量的方法:将欲执行任务的启动软容量算法流程和终止软容量算法流程存入系统的存储器中;设定小区负载的软容量算法的启动门限值和终止门限值;测量当前系统负载,并根据负载状况和是否处于软容量算法流程中的状况,进行进入启动软容量算法流程或终止软容量算法流程的判断,并根据判断结果,执行相应的算法流程。本发明通过增加系统外环功控中的误块率门限值来调低内环功控中的目标SIR值,达到增加软容量的目的。
文档编号H04W52/10GK1371192SQ0110544
公开日2002年9月25日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者胡中骥, 张岩强, 覃燕敏 申请人:华为技术有限公司