专利名称：一种确定信道容量的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种确定寻呼信道容量的方法和装置。
背景技术：
时隙(TS， Time Slot) 0公共信道中的寻呼信道(PCH, Paging Channel) 容量直接影响着需要进行寻呼的各种业务，如语音业务和短信业务等的接入 能力。 一定业务规模下，当寻呼能力不能满足阻塞率等指标的要求时，就需 要根据实际系统对PCH的配置进行调整。因此，PCH的容量估算/确定对于 网络规划起着至关重要的作用。这里所提到的PCH的容量估算，是指估算 PCH在特定寻呼子信道配置、传输块大小以及网络侧特定时延要求等参数配 置下，可以满足一个位置区下多少用户的寻呼。
在时分同步的码分多址(TD-SCDMA, Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access )系统中，PCH为下行传输信道，用于广播基站寻 呼移动台的寻呼消息。物理层可以将PCH以及同为下行传输信道的前向接 入信道(FACH ， Forward Access Channel )复用成编码合成传输信道 (CCTrCH, Coded Composite Transport Channel)，承载在辅助7>共控制物 理信道(S-CCPCH, Secondary Common Control Physical Channel)上。通常 情况下，S-CCPCH与寻呼指示信道(PICH, Paging Indicator Channel)以固 定的帧数为周期时分复用，用户通过解读PICH去获取PCH寻呼组中的寻呼 消息。
在实际应用中，可以将多个传输时间间隔(TTI， Transmission Time Interval) 中的PCH承载的数据组成一个PCH块。每个PCH块由NpcH个寻呼子信道组成，每个寻呼子信道由两个连续的无线帧组成，能够容纳特定^t量的用户寻呼
记录。通常，PICH占用两个无线帧。在PICH和PCH之间设置有NGAP,用于 保证当移动台需要解读PCH中的数据时能够有足够的处理时间。
PICH块和PCH块共同组成寻呼块(Paging Block),如图1所示，图1为 现有寻呼块组成示意图。其中Nwch表示PICH块所包含的帧数，N訓表示PCH 块中所包含的寻呼子信道个数，每个寻呼子信道均由两个连续的无线帧构成， 所以，2xNpcH即表示PCH块中所包含的帧数。
目前，对于如何估算PCH的容量，还没有给出合适的解决方式，而现 有技术中已经能够实现的容量估算主要是针对业务信道，即专用信道的。但 是，PCH属于公共信道，而业务信道的容量估算方式并不适用于公共信道， 这是因为业务信道与公共信道中的数据包到达过程以及处理过程存在差 异，而且功率控制和干扰抑制方式也不相同，所以，不能使用业务信道的容 量估算方式来进行公共信道容量估算。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种确定信道容量的方法，能够 实现对寻呼信道的容量估算。
本发明的另一目的在于提供一种确定信道容量的装置，能够实现对寻呼 信道的容量估算。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种确定信道容量的方法，该方法包括
A、 设定寻呼信道PCH的信道配置参数；
B、 根据所述信道配置参数，计算固定帧周期内所述PCH可支持的最大 用户寻呼凄t Nmax;
C、 根据PCH中的呼叫到达过程和服务过程模型特征，以及所述固定帧 周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax,确定呼叫到达率；
D、 根据所述呼叫到达率，确定一个位置区中可支持的用户寻呼数，即信道容量。
一种确定信道容量的装置，该装置包括
设置单元，用于设定寻呼信道PCH的信道配置参数；
第一计算单元，用于根据所述信道配置参数，计算固定帧周期内所述
PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax;
确定单元，用于根据PCH中的呼叫到达过程和服务过程的模型特征， 以及所述固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax,确定呼叫 到达率；
第二计算单元，用于根据所述确定出的呼叫到达率，计算得到一个位置区 中可支持的用户寻呼数，作为信道容量确定结果。
可见，采用本发明的技术方案，在实现PCH硬容量计算的基础上，通过分 析寻呼到达过程和服务过程，重点考虑了由于阻塞和丢弃等因素对信道容量带 来的影响；即，本发明所述方案比较全面的考虑了 PCH的工作特点，充分体现 了 PCH的服务过程，能够比较准确地估算出PCH的容量。
图1为现有寻呼块组成示意图。
图2为本发明方法实施例的流程图。
图3为本发明装置实施例的组成结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实 施例，对本发明作进一步地详细说明。
为解决现有技术中存在的问题，本发明中提出一种PCH信道容量估算方 法，通过具体分析PCH的工作方式，仿真PCH的呼叫到达过程和服务过程， 计算一个位置区内可支持的用户寻呼数，保证此用户寻呼数按照特定的业务到 达分布发起呼叫时，阻塞率等指标能够满足要求。具体实现包括根据需要设定PCH的信道配置参数，如寻呼子信道个数 NPCH、每个寻呼子信道承载的传输块数目以及大小等；根据设定的信道配置参 数，计算不考虑阻塞和丟弃等情况下固定帧周期内PCH可支持的最大用户寻呼 数Nmax;之后，根据系统业务类型等确定用户到达过程和服务过程，考虑阻 塞和丟弃等因素对实际可支持的用户寻呼数的影响，即根据PCH中呼叫到达 过程和服务过程的模型特征，以及所述固定帧周期内PCH可支持的最大用户寻 呼数Nmax,确定呼叫到达率，根据确定出的呼叫到达率，计算得到一个位置 区中可支持的用户寻呼数。
下面通过具体的实施例对本发明所述方案作进一步的详细说明
图2为本发明方法实施例的流程图。如图2所示，包括以下步骤
步骤21:设定PCH的信道配置参数。
本步骤中，根据需要设定PCH的信道配置参数，包括寻呼子信道个数 NPCH,每个寻呼子信道承载的传输块数目以及每个传输块的大小等。严格来说， 本实施例中所提到的"PCH"应为"PCH块"，但本实施例中按照本领域的通 常叫法，仍将其称为"PCH"。
步骤22:根据设定的信道配置参数，计算固定帧周期内可支持的最大用户 寻呼数Nmax,即硬容量计算。
在实际应用中，所述固定帧周期通常是指64帧。
固定帧周期内可支持的最大用户寻呼数Nmax的具体计算方式如公式(1 ) 所示
Nmax = FLOOR((TB—Size*TB—Num-RNC^头开销)/寻呼记录大小)* NPCH
(1)
其中，FLOOR表示向下取整；TB—Size表示每个寻呼子信道中的每个传输 块大小，TB一Num表示每个寻呼子信道中的传输块数目，都是预先设定的；而 RNC—头开销和寻呼记录大'j 、都是预先可知的。
步骤23:设定要求的寻呼成功率THpcH—su_s 。本实施例中假设设定的寻呼成功率THpcH &_为99% 。
另外，由于PCH主要用于支持语音业务和短信业务，根据这些业务的特点，
可假设用户寻呼的到达满足泊松分布，如公式(2)所示
Pn={X=n}=(Wn!)e-X(n=0， 1…，Nmax ) (2)
其中的n即表示到达的用户寻呼数，入在本实施例中表示呼叫到达率。
步骤24:设定呼叫到达率X的初始值。
X的具体取值可根据实际需要进行设置。在设定的呼叫到达率X初始值下， 系统不发.生阻塞的概率为
P{n<=Nmax}=THPCH Success ( 3 )
相应地，发生阻塞的概率为
￡]P{n = k}x(k-Nmax)
——^-S (1 - TH》c固) (4 )
上述公式(4)的具体推导过程为本领域公知，不再赘述。
步骤25:根据设定的信息，结合寻呼到达和阻塞过程，以及PCH的定长 服务和延时丢弃方式共同仿真，确定最终的呼叫到达率X 。
依据之前的介绍可知，在步骤22中，已经计算出了固定帧周期内PCH可 支持的最大用户寻呼数，但这只是理想情况下，即不考虑阻塞和丢弃等情况时 得到的一个理论值。所以本实施例中，还需要结合上述公式(2)和(4)所示 的寻呼到达和阻塞过程，以及PCH的定长服务和延时丟弃方式共同仿真，确定 最终的呼叫到达率X。
上述步骤21 ~ 25所述过程可仿真实现如下
1) 建立随机数数据库，并设定呼叫到达率X。
这里所提到的建立随机数数据库，即指建立仿真所需的样本空间，即模拟 用户寻呼；呼叫到达率X即指步骤24中设定的呼叫到达率X的初始值。
2) 配置寻呼块周期及用户最长等待时长。本步骤中所述的寻呼块周期(PBP, Paging Block Period)即指之前所提到的固定帧周期，其长度通常为64帧。用户最长等待时长是指用户寻呼到达后，在等待多久之后如果仍未被服务，该用户寻呼将被丟弃。通常，PCH中配置最多等待两个64帧(延时2x640ms),如果用户寻呼仍未被服务，则丢弃。
本步骤中所述的配置寻呼块周期即等同于步骤21中所述的配置寻呼子信道个数NpcH，因为依据图l的记载可知，寻呼块由PICH、 Ngap和PCH三部分组成，而PICH、 Ngap占用的帧数是预先可知的，所以配置了寻呼块周期就等同于配置了寻呼子信道个数NpcH 。只是在仿真中通常不会直接设置好寻呼子信道个数Np③，而是通过3)中所示的计算得出。
3) 根据寻呼块周期和PICH占用帧数以及ngap占用帧数计算PCH占用帧数。
4) 计算寻呼块周期内可支持的最大用户寻呼数Nmax。具体计算方式如公式(1)所示，不再赘述。
5) 设置服务队列，并配置服务源凄t目，通常为1。
6 )按照排队论理论模拟用户寻呼以所设定的呼叫到达率X按照泊松分布到达，到达时间间隔满足负指数分布，用户寻呼到达后进入服务队列准备接受服务。
在仿真过程中，需要设置足够长的仿真时间，以保证采样点值的平均性。7)模拟服务队列的服务过程。
服务源对每个用户寻呼的服务时长满足定长分布。服务源将一个寻呼块周期中的NrcH个寻呼子信道表示为一个时间轴，每个寻呼子信道服务特定个用户寻呼，即FLOOR (( TB—Size*TB—Num-RNC—头开销)/寻呼记录大小)；每服务完一个寻呼子信道，即两帧后，则继续服务下一个寻呼子信道。
在一个寻呼块周期结束之后，即，当排在服务队列前面的Nmax个用户被服务完后，后面未被服务的用户则需要排队等到下一个寻呼块周期进行服务，如果等待时间超过预先设定的等待时长，如2个寻呼块周期，仍未被服务，则等待超时，丢弃。如果一个用户寻呼等待超时被丟弃，则认为被阻塞。
8) 统计被阻塞的用户寻呼数，计算阻塞率。
本步骤中，可按照block—ue/total—ue的方式计算阻塞率。其中，block—ue表示寻呼块周期内被阻塞的用户寻呼数，total—ue表示寻呼块周期内所有用户寻呼总数(包括阻塞和服务的)。
9) 将计算得到的阻塞率与l-THpcH，^进行比较，如果阻塞率大于
l-THpeHSueeess ，则重新设置呼叫到达率X，并重复执行步骤6) ~9),并可根据
重新设置的呼叫到达率X的取值大小调整仿真时间，比如，X越小，则仿真时间越长；如果阻塞率小于l-THpcH—Suceess，且位于预先设定的范围内，如0.99-1，
则执行步骤26。
步骤26:获取系统中业务信道可承载的各种业务的平均单用户忙时呼叫到达率。
这里所提到的平均单用户忙时呼叫到达率即指如果只有一个用户，在业务忙时，其对应的呼叫到达率为多少。该值是预先可知的，可以由运营商根据业务记录统计出来，另外还可以借鉴一些经-险值来确定。
步骤27:计算一个位置区中可支持的用户寻呼数。
具体计算方式为呼叫到达率A/平均单用户忙时呼叫到达率。
至此，就基本上完成了本发明所述的PCH信道容量估算过程。进一步地，
还可以将计算出的一个位置区中可支持的用户寻呼数与RNC设备的实际寻呼
能力进行比较，如果RNC设备的实际寻呼能力小于计算出的一个位置区中可支
持的用户寻呼数，则以RNC设备的实际寻呼能力为准。
后续过程中，如果要对其它信道配置参数下，如包括不同的寻呼子信道个
数等情况下的PCH进行信道容量估算，重复图2所示流程即可。
需要说明的是，上述实施例中的各参数，比如服务源数目、固定帧周期长度以及寻呼成功率等的具体取值仅为举例说明，并不用于限制本发明的技术方案。在实际应用中，各个参数的具体取值可根据需要任意设置。
基于上述方法，图3为本发明装置实施例的组成结构示意图。如图3所示，该装置包括
设置单元31,用于设定PCH的信道配置参数；
第一计算单元32,用于根据所设定的信道配置参数，计算固定帧周期内PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax;
确定单元33,用于根据PCH中的呼叫到达过程和服务过程的模型特征，以及固定帧周期内PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax，确定呼叫到达率；
第二计算单元34，用于根据确定出的呼叫到达率，计算得到一个位置区中可支持的用户寻呼数。
所述信道配置参数包括寻呼子信道个数NpcH，每个寻呼子信道承载的传输块数目以及每个传输块的大小。
其中，第一计算单元32中具体包括
第一计算子单元321,用于计算每个寻呼子信道中所有传输块的总大小与RNC头开销的差值；
第二计算子单元322,用于计算所述差值与预先获取的每个寻呼记录大小的商；
取整子单元323，用于将所述商向下取整；
第三计算子单元324,用于将向下取整后得到的结果与寻呼子信道个数NpcH相乘,得到的乘积即为固定帧周期内PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax。
确定单元33中具体包括
建立子单元331,用于建立随机数凄t提库，并设定呼叫到达率；设置子单元332，用于设置服务队列，并配置服务源数目；寻呼子单元333，用于按照排队论理论模拟用户寻呼以所设定的呼叫到达率按照泊松分布到达，到达时间间隔满足负指数分布，用户寻呼到达后进入服务队列准备接受服务；
服务子单元334,用于在固定帧周期内，由所配置的服务源为服务队列中的前Nmax个用户寻呼提供服务，并在服务完成后判断未被服务的用户寻呼的等待时间是否已经超过预先设置的等待时长，如果是，则丟弃该用户寻呼，确定该用户寻呼被阻塞；
统计子单元335，用于统计被阻塞的用户寻呼数，并计算阻塞率；比较子单元336,用于将计算得到的阻塞率与一减去预先设定的寻呼成功率的差值进行比较，如果阻塞率大于所述差值，则重新设定呼叫到达率，并通知寻呼子单元333按照所述重新设定的呼叫到达率执行自身功能；如果阻塞率小于所述差值且位于预先设定的范围内，则通知第二计算单元34执行自身功能。
上述服务源数目为1，固定帧周期为64帧，预先设置的等待时长为两个固定帧周期，预先设定的寻呼成功率为99%。第二计算单元34中具体包括
获取子单元341，用于获取网络中业务信道可承载的各种业务的平均单用户忙时呼叫到达率；
计算子单元342,用于计算确定出的呼叫到达率与平均单用户忙时呼叫到达率的商，计算所得结果即为一个位置区中可支持的用户寻呼数。
此外，图3所示装置中还可进一步包括
比较单元35,用于将计算得到的一个位置区中可支持的用户寻呼数与RNC设备的实际寻呼能力进行比较，如果RNC设备的实际寻呼能力小于计算得到的一个位置区中可支持的用户寻呼数，则以RNC设备的实际寻呼能力为准，作为最终的信道容量估算结果。
图3所示装置的具体工作流程请参照图2所示方法实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可见，采用本发明实施例的技术方案，在实现PCH硬容量计算的基础上，通过分析寻呼到达过程和服务过程，重点考虑了由于阻塞和丢弃等因素对容量
带来的影响，并充分考虑了 RNC设备的实际寻呼能力。总之，本发明所述方案比较全面的考虑了 PCH的工作特点，充分体现了 PCH的服务过程，能够比较准确地估算出PCH容量。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种确定信道容量的方法，其特征在于，该方法包括A、设定寻呼信道PCH的信道配置参数；B、根据所述信道配置参数，计算固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax；C、根据PCH中的呼叫到达过程和服务过程的模型特征，以及所述固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax，确定呼叫到达率；D、根据所述呼叫到达率，确定一个位置区中可支持的用户寻呼数，即信道容量。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道配置参数包括 寻呼子信道个数NpcH，每个寻呼子信道承载的传输块数目以及每个传输块的 大小。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括 计算每个寻呼子信道中所有传输块的总大小与无线网络控制器RNC头开销的差值；计算所述差值与预先获取的每个寻呼记录大小的商； 将所述商向下取整；将所述向下取整后得到的结果与寻呼子信道个数NpcH相乘，得到的乘积即为所述固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax。
4、 根据权利要求1 ~3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤C 包括Cl、建立随机数数据库，并设定呼叫到达率； C2、设置服务队列，并配置服务源数目；C3 、按照排队论理论模拟用户寻呼以所设定的呼叫到达率按照泊松分 布到达，到达时间间隔满足负指数分布，用户寻呼到达后进入所述服务队列 准备接受服务；C4、在固定帧周期内，服务源为所述服务队列中的前Nmax个用户寻呼 提供服务，并在服务完成后判断未被服务的用户寻呼的等待时间是否已经超 过预先设置的等待时长，如果是，则丟弃该用户寻呼，确定该用户寻呼被阻 塞；C5、统计被阻塞的用户寻呼数，计算阻塞率；C6、将计算得到的阻塞率与一减去预先设定的寻呼成功率的差值进行 比较，如果阻塞率大于所述差值，则重新设定呼叫到达率，并重复所述步骤 C3 C6;如果阻塞率小于所述差值，且位于预先设定的范围内，则将当前设 定的呼叫到达率作为所确定的呼叫到达率，并执行步骤D。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述服务源数目为1, 所述固定帧周期为64帧，所述预先设置的等待时长为两个固定帧周期，所 述预先设定的寻呼成功率为99%。
6、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算阻塞率包括 计算所述固定帧周期内被阻塞的用户寻呼数与所述服务和被阻塞的用户寻呼总数的商，计算得到的结果即为所述阻塞率。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D包括 获取网络中业务信道可承载的各种业务的平均单用户忙时呼叫到达率； 计算所述确定出的呼叫到达率与所述平均单用户忙时呼叫到达率的商，计算所得结果即为所述一个位置区中可支持的用户寻呼数。
8、 根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述步骤D之后， 进一步包括将计算得到的一个位置区中可支持的用户寻呼数与RNC设备的实际寻 呼能力进行比较，如果所述RNC设备的实际寻呼能力小于所述计算得到的 一个位置区中可支持的用户寻呼数，则以所述RNC设备的实际寻呼能力为 准。
9、 一种确定信道容量的装置，其特征在于，该装置包括 设置单元，用于设定寻呼信道PCH的信道配置参数；第一计算单元，用于根据所述信道配置参数，计算固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼凄t Nmax;确定单元，用于根据PCH中的呼叫到达过程和服务过程的模型特征， 以及所述固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼ft Nmax，确定呼叫 到达率；第二计算单元，用于根据所述确定出的呼叫到达率，计算得到一个位置 区中可支持的用户寻呼数，作为信道容量确定结果。
10、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信道配置参数包括 寻呼子信道个数NpcH,每个寻呼子信道承载的传输块数目以及每个传输块的大 小。
11、 根据权利要求IO所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元包括 第一计算子单元，用于计算每个寻呼子信道中所有传输块的总大小与无线网络控制器RNC头开销的差值；第二计算子单元，用于计算所述差值与预先获取的每个寻呼记录大小的商；取整子单元，用于将所述商向下取整；第三计算子单元，用于将所述向下取整后得到的结果与寻呼子信道个数 NpeH相乘，得到的乘积即为所述固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼 数NmaXo
12、 根据权利要求9 11中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定单 元包括建立子单元，用于建立随机数数据库，并设定呼叫到达率；设置子单元，用于设置服务队列，并配置服务源数目；寻呼子单元，用于按照排队论理论模拟用户寻呼以所设定的呼叫到达率按照泊松分布到达，到达时间间隔满足负指数分布，用户寻呼到达后进入所述服务队列准备接受服务；服务子单元，用于在固定帧周期内，由所配置的服务源为所述服务队列中的前Nmax个用户寻呼提供服务，并在服务完成后判断未被服务的用户寻 呼的等待时间是否已经超过预先设置的等待时长，如果是，则丢弃该用户寻 呼，确定该用户寻呼被阻塞；统计子单元，用于统计被阻塞的用户寻呼数，并计算阻塞率； 比较子单元，用于将计算得到的阻塞率与一减去预先设定的寻呼成功率 的差值进行比较，如果阻塞率大于所述差值，则重新设定呼叫到达率，并通 知所述寻呼子单元按照所述重新设定的呼叫到达率执行自身功能；如果阻塞 率小于所述差值，且位于预先设定的范围内，则通知所述第二计算单元执行 自身功能。
13、 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述服务源数目为l， 所述固定帧周期为64帧，所述预先设置的等待时长为两个固定帧周期，所 述预先设定的寻呼成功率为99%。
14、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括获取子单元，用于获取网络中业务信道可承载的各种业务的平均单用户忙 时呼叫到达率；计算子单元，用于计算所述确定出的呼叫到达率与所述平均单用户忙时呼 叫到达率的商，计算所得结果即为所述一个位置区中可支持的用户寻呼数。
15、 根据权利要求9或14所述的装置，其特征在于，该装置中进一步包括比较单元，用于将计算得到的一个位置区中可支持的用户寻呼数与RNC设 备的实际寻呼能力进行比较，如果所述RNC设备的实际寻呼能力小于所述计算 得到的一个位置区中可支持的用户寻呼数，则以所述RNC设备的实际寻呼能力 为准。
全文摘要
本发明公开了一种确定信道容量的方法，包括设定寻呼信道(PCH)的信道配置参数；根据所述信道配置参数，计算固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax；根据PCH中的呼叫到达过程和服务过程模型特征，以及所述固定帧周期内所述PCH可支持的最大用户寻呼数Nmax，确定呼叫到达率；根据所述确定出的呼叫到达率，计算得到一个位置区中可支持的用户寻呼数。本发明同时公开了一种确定信道容量的装置。应用本发明所述的方法和装置，能够实现对寻呼信道的容量估算。
文档编号H04W76/00GK101600258SQ20081011447
公开日2009年12月9日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者王晓鹿, 飞 秦 申请人:大唐移动通信设备有限公司