专利名称：宽带码分多址多载波移动通信系统下行负载控制方法
技术领域：
本发明涉及一种宽带码分多址多载波移动通信系统中CRNC(Control Radio NetworkController)的无线资源管理方法，尤其涉及RRM(Radio Resourece Management)领域针对多载波系统的下行负载控制方法。
背景技术：
在WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)系统，无线资源管理功能体的一个重要任务是确保系统不过载并维持稳定。恰当的规划、合理的接纳控制和分组调度工作可消除过载。如果发生过载，负载控制功能体将系统迅速并且可控地返回到无线网络规划定义的目标负载值。
为降低负载，经常可以采用的方法如●下行链路快速功率控制，拒绝执行来自UE的下行链路功率升高指令；●上行链路快速功率控制降低上行链路快速功控使用上行链路的Eb/NO的目标值；●减少分组数据业务的吞吐量；●切换到其他WCDMA载波；●切换到GSM系统；●降低实时用户的比特速率，采用AMR降速；●停止低优先级的呼叫。
在这些方法中，切换到其他WCDMA载波是不错的方法，因为一般运营商都会获得多个WCDMA系统的载波进行运营，这样可以有效的缓解过载的问题。
通常情况下，增加载波必须考虑增加下行线性功率放大器的能力，以支持多载波上的增加的用户数量并保证原有的下行覆盖距离，比如单载波小区的下行功率放大器的额定最大功率是20W，增加载波后双载波小区的下行功率放大器的额定最大功率是40W，三载波小区的下行功率放大器的额定最大功率是60W。功率放大器是无线基站子系统的重要射频部件，其成本一般来说在总成本中占很高比例，功率放大器增加功率，其增加的成本上升曲线比较快，而且会直接影响机框尺寸的小型化，增加散热难度和电源功率消耗。
如果增加载波不考虑增加下行线性功率放大器的能力，以支持多载波上的增加的用户数量就不能保证原有的下行覆盖距离，原有的单载波20W分享给两个载波，由于功率的对半减少(-3dB)，导致下行覆盖距离的减少，如果考虑到不少新类型多媒体业务是覆盖下行受限，在建网前的网络规划中就必须考虑到覆盖的减小，-3dB的覆盖缩小，会导致运营商增加投资约47％才能保证连续覆盖。
以上两种增加载波的办法，在具体操作上，要么在建网初期就直接考虑多载波，并在规划中考虑到覆盖效果的缩小，比如第二种方法，这个会在初期的投资上造成浪费。要么就是在网络需要扩充容量时进行功率放大器的升级，以达到多载波目的，这个必须要临时中断系统的运营而且升级成本也比较高。
发明内容
本发明提出了的下行负载控制方法，能够实时监测下行负载，实时的增加和删除载波小区以平衡各载波间下行负载，控制下行过载情况的发生，并通过控制不同载波导频的功率比例，保证原有的覆盖距离，而且保证了远离服务基站的通信用户通信不中断。基于密集城区、郊区的通信环境下行链路干扰受限的无线通信特点，增加载波但是不增加功率放大器最大输出功率，利用原有的功率放大器也能达到2载波下下行容量接近加倍、3载波接近增加200％容量的效果。克服了通用加载波负载控制方法的覆盖缩小、初期投资大，不能实时升级，升级成本高的缺点。
对第二、三载波小区的公共导频配置绝对功率的取值不同本发明有两种实施方案当第二、三载波小区的公共导频配置绝对功率等于第一载波小区公共导频配置绝对功率的一半时，本发明的具体处理流程是第一步相关参数的预配；以下参数应根据在后台进行预配。
1.功率放大器总功率Pmax2.第一载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot1＝Pmax/103.第二、三载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot2＝Ppliot3＝Pmax/204.建立和删除载波小区的功率门限和时间门限X1、X2、X3、Y1、Y2、Tu、Td，功率门限的取值范围和相互间的关系是这样的10≥Y1≥X1＞Y2≥X2≥X3＞1，典型取值为X1＝2、X2＝1.5、X3＝1.25、Y1＝10/9×X1、Y2＝10/9×X2、时间门限的取值范围是[10ms～60分钟]，典型值为Tu＝30分钟、Td＝30分钟5.时间门限Ts，判断UE是否具备脱离本小区覆盖趋势的时间参数，范围为1秒～10秒，典型取值2秒6.负载平衡控制中各负载差值Z，当以下行功率衡量负载时，Z＝Pmax/20；当以下行流量衡量负载时，Z为业务QoS中允许的最低单一业务流量，比如12.2k。
7.过载控制的时间门限To＝10秒第二步RNC建立第一载波小区，载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot1；第三步周期监测第一载波小区发射功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第四步若第一载波小区下行发射功率持续超过功率放大器功率的1/X1一段时间Tu后，则RNC建立第二载波小区，建立第二载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot2，否则回到第三步；第五步通过硬切换、链路重配等方式平衡两载波间负载平衡；两载波的负载平衡是一个动态调整的过程，其目的是保证两载波间的下行负载(下行功率或者下行吞吐量)的差值限制在可以容许的范围内。以最大化两载波下的下行容量。
负载平衡的具体步骤如下1.设定不允许进行负载平衡的业务，比如正在进行软切换的业务和处于第一载波覆盖边缘的业务，覆盖边缘通过UE测量上报的主公共导频CPICH的Ec/Io(载干比)判断，典型值为≤-10dB；2.将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务。分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行；3.监测各载波间下行负载和用户地理分布情况，用户地理分布情况主要是判断用户所在位置和运动趋势是否具备脱离本小区覆盖、进行软切换的趋势。这一趋势的判断通过测量UE上报的主公共导频CPICH的Ec/Io持续低于典型值-10dB，持续时间超过设定时间Ts；4.若第二载波小区内某用户具备脱离本小区覆盖的趋势，则将此用户通过链路重配或硬切换的方式搬移到第一载波中，并在仍然具备脱离本小区覆盖的趋势的时间内设定本用户为不允许进行负载平衡的用户，进入步骤5，否则直接进入步骤5；5.若第一载波小区和第二载波小区的下行负载差值超过Z，则将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，然后到步骤3，否则直接到步骤6；6.若第二载波小区和第一载波小区的下行负载差值超过Z，则将第二载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第一载波中，然后回到步骤3，否则直接回步骤3；第六步周期监测两载波小区下行发射总功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第七步判断若两载波小区下行总发射功率持续超过功率放大器功率的1/X2一段时间Tu后，则RNC建立第三载波小区，建立第三载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot3，否则到第十二步；第八步通过硬切换、链路重配等方式平衡三载波间负载平衡；负载平衡的目的和方法继承了两载波负载平衡的特点，即通过、链路重配、硬切换保证各载波间的下行负载的差值的绝对值≤Z，并且第二载波、第三载波中具备脱离本小区覆盖的趋势时将此用户搬移到第一载波小区内。
第九步周期监测三载波小区下行发射总功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第十步判断若三载波小区下行发射功率持续低于功率放大器功率的1/Y2一段时间Td后，则第三载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一、二载波小区，并停止第三载波小区的新用户的接纳，否则到第十三步；第十一步RNC删去第三载波小区，并回到第六步；第十二步判断若两载波小区下行发射功率持续低于功率放大器功率的1/Y1一段时间Td后，则第二载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务转到第一载波小区，并停止第二载波小区的新用户的接纳，然后RNC删除第二载波小区，并回到第三步，否则直接回到第六步；第十三步判断若三载波小区下行发射功率持续超过功率放大器功率的1/X3一段时间To后，则停止所有新呼叫接纳，进行过载控制，然后回到第九步，否则直接回到第九步；过载控制采用通用的无线资源管理中的过载控制方法，比如减少分组数据业务的吞吐量；降低实时用户的比特速率，采用AMR降速等常用方法。
当第二、三载波小区的公共导频配置绝对功率等于第一载波小区公共导频配置绝对功率时，本发明的具体处理流程是第一步相关参数的预配；以下参数应根据在后台进行预配。
1.功率放大器总功率Pmax2.第一载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot1＝Pmax/103.第二、三载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot2＝Ppliot3＝Pmax/104.建立和删除载波小区的功率门限和时间门限X1、X2、X3、Y1、Y2、Tu、Td，功率门限的取值范围和相互间的关系是这样的10≥Y1≥X1＞Y2≥X2≥X3＞1，典型取值为X1＝2、X2＝1.5、X3＝1.25、Y1＝10/9×X1、Y2＝10/9×X2、时间门限的取值范围是[10ms～60分钟]，典型值为Tu＝30分钟、Td＝30分钟5.时间门限Ts，判断UE是否具备脱离本小区覆盖趋势的时间参数，范围为1秒～10秒，典型取值2秒6.负载平衡控制中各负载差值Z，当以下行功率衡量负载时，Z＝Pmax/20；当以下行流量衡量负载时，Z为业务QoS中允许的最低单一业务流量，比如12.2k。
7.过载控制的时间门限To＝10秒第二步RNC建立第一载波小区，载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot1；第三步周期监测第一载波小区发射功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第四步若第一载波小区下行发射功率持续超过功率放大器功率的1/X1一段时间Tu后，则RNC建立第二载波小区，建立第二载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot2，否则回到第三步；第五步通过硬切换、链路重配等方式平衡两载波间负载平衡；两载波的负载平衡是一个动态调整的过程，其目的是保证两载波间的下行负载(下行功率或者下行吞吐量)的差值限制在可以容许的范围内。以最大化两载波下的下行容量。
负载平衡的具体实施如下1.将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务。分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行；2.监测各载波间下行负载；3.若第一载波小区和第二载波小区的下行负载差值超过Z，则将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务。分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行，然后到步骤2，否则直接到步骤4；4.若第二载波小区和第一载波小区的下行负载差值超过Z，则将第二载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第一载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务。分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行，然后到步骤3，否则直接到步骤3；；第六步周期监测两载波小区下行发射总功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第七步判断若两载波小区下行总发射功率持续超过功率放大器功率的1/X2一段时间Tu后，则RNC建立第三载波小区，建立第三载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot3，否则到第十二步；第八步通过硬切换、链路重配等方式平衡三载波间负载平衡；负载平衡的目的和方法继承了两载波负载平衡的特点，即通过链路重配、硬切换保证各载波间的下行负载的差值的绝对值≤Z。
第九步周期监测三载波小区下行发射总功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第十步判断若三载波小区下行发射功率持续低于功率放大器功率的1/Y2一段时间Td后，则第三载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一、二载波小区，并停止第三载波小区的新用户的接纳，否则到第十三步；第十一步RNC删去第三载波小区，并回到第六步；第十二步判断若两载波小区下行发射功率持续低于功率放大器功率的1/Y1一段时间Td后，则第二载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务转到第一载波小区，并停止第二载波小区的新用户的接纳，然后RNC删除第二载波小区，并回到第三步，否则直接回到第六步；第十三步判断若三载波小区下行发射功率持续超过功率放大器功率的1/X3一段时间To后，则停止所有新呼叫接纳，进行过载控制，然后回到第九步，否则直接回到第九步；过载控制采用通用的无线资源管理中的过载控制方法，比如减少分组数据业务的吞吐量；降低实时用户的比特速率，采用AMR降速等常用方法。
本发明中两种方法的区别在于设置第二载波、第三载波小区的导频功率的不同。第一种方法设置的第二载波、第三载波小区的导频功率小于第二种方法设置的第二载波、第三载波小区的导频功率。所以第一种方法设置的第二载波、第三载波小区的覆盖半径小于第一载波小区，第一种方法设置的第二载波、第三载波小区的覆盖半径等于第一载波小区。第二种方法的设置回避了第一种方法中对切换用户、将要脱离本小区等用户的特殊的负载平衡的处理方法，使得系统实现较为简单，但是能够获得的增加的容量小于第一种方法。
本发明考虑到了在宽带码分多址移动通信系统中以前通用的两种加载波方式进行负载控制的缺点，比如加载后覆盖缩小、初期全部上多载波投资大，后期升级载波时不能实时升级，升级成本高等。
本发明做为多载波WCDMA系统的一项负载控制技术，提出了实时监测下行负载，实时的增加和删除载波小区以平衡各载波间下行负载，控制下行过载情况的发生，并通过控制不同载波导频的功率比例，利用第一载波小区保证原有的覆盖距离，保证远离服务基站的通信用户通信不中断，保证与其他小区软切换的正常进行，并利用第二载波小区或者第三载波小区分担第一载波小区内的下行负载。基于密集城区、郊区的通信环境下行链路干扰受限的无线通信特点，增加载波但是不增加功率放大器最大输出功率能力，利用原有的功率放大器也能达到两载波下下行容量接近加倍、三载波接近增加200％容量的效果。克服了通用加载波负载控制方法的覆盖缩小、初期投资大，不能实时升级，升级成本高的缺点的同时并保证了原有网络质量不受影响。对于实际系统具有实际的应用价值。
图1是本发明多载波系统下行负载控制核心方法一的流程图；图2是本发明多载波系统下行负载控制核心方法二的流程图；图3是本发明核心方法一的多载波之间进行负载平衡的具体方法流程图；图4是本发明核心方法二的多载波之间进行负载平衡的具体方法流程图；图5是本发明两种核心方法三个载波小区之间覆盖能力示意图；图6是本发明核心方法一两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下12.2k话音的下行容量提升示意图；图7是本发明核心方法一两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下384k数据的下行流量提升示意图；图8是本发明核心方法二两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下12.2k话音的下行容量提升示意图；图9是本发明核心方法二两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下384k数据的下行流量提升示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述相关参数的配置和无线仿真环境的描述功率放大器总功率Pmax＝20W；第一载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot1＝2W；
按照第一种方法，第二、三载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot2＝Ppliot3＝1W；按照第二种方法，第二、三载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot2＝Ppliot3＝2W；建立和删除载波小区的功率门限和时间门限为X1＝2、X2＝1.5、X3＝1.25、Y1＝10/9×X1、Y2＝10/9×X2、Tu＝30分钟、Td＝30分钟；时间门限Ts，判断UE是否具备脱离本小区覆盖趋势的时间参数，范围为1秒～10秒，典型取值2秒；负载平衡控制中各负载差值Z，以下行功率衡量负载，Z＝1W。
为了能够更详细地说明本文所述的方法，下面首先对小区的无线环境和相关参数进行配置。
设无线信号在小区中的传播模型为室外传播模型Lb城＝46.3+33.91gf-13.821ghb+(44.9-6.551ghb)(1gd)该模型的适用条件为载频150MHz～2000MHz，基站天线有效高度hb为30~200米，移动台天线高度hm为1~10m，通信距离d为1~20km，移动台高度＝1.5m。各参数的具体意义为hb、hm——基站、移动台天线有效高度，单位为米，d的单位为km。
设基站天线离地面的高度为hs，基站地面的海拔高度为hg，移动台天线离地面的高度为hm，移动台所在位置的地面海拔高度为hmg，则基站天线的有效高度计算方法hb＝hs+hg-hmg；移动台天线的有效高度为hm。
具体采用的参数为hb＝30m，f＝2140MHz。
即Lb＝138.79+35.221gd假设我们以公共导频空中损耗衰减到-116dBm为小区边界，则按照第一种核心方法，第一载波小区边界的空中损耗为33dBm-(-116dBm)＝149dBm，此时第一载波小区半径d1＝1.95km，第二载波小区边界的空中损耗为30dBm-(-116dBm)＝130dBm，第二载波小区半径d2＝1.60km。同样第三载波小区半径d3＝1.60km。按照第二种核心方法，第一载波小区边界的空中损耗为33dBm-(-116dBm)＝149dBm，此时第一载波小区半径d1＝1.95km，第二载波小区边界的空中损耗同样为149dBm，第二载波小区半径d2＝1.95km。同样第三载波小区半径d3＝1.95km。假设我们所探讨的小区是覆盖商业中心的小区，白天8点以后是使用电话的高峰期，18点以后下班，是业务使用的低谷，正适合做为动态负载控制的实施例。
如图1和图3所示按照第一种核心方法，操作流程描述如下RNC建立第一载波小区，载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot1＝2W，载波建立后，本载波小区不断接入用户，少量用户处于小区边缘或正在进行软切换，上班高峰期，不断接入用户直到下行功率消耗超过功率放大器能力的1/2，持续时间超过30分钟后，则RNC建立第二载波小区，建立第二载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot2＝1W，并优先将下载类的后台业务、流媒体业务和部分话音、可视电话用户通过链路重配和硬切换的方式转移到第二载波小区，通过判断用户的CPICH的Ec/Io后，处于小区边缘和正在软切换的用户仍然留在第一载波小区，业务的平衡直到两载波小区功率差在1W以内为止。当继续接入用户后，下行功率上升超过13.3W后，且持续时间超过30分钟，RNC建立第三载波小区，建立第三载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot3＝1W，并优先将第一载波小区或第二载波小区内的下载类的后台业务、流媒体业务和部分话音、可视电话用户通过链路重配和硬切换的方式转移到第三载波小区，通过判断用户的CPICH的Ec/Io后，处于小区边缘和正在软切换的用户仍然留在第一载波小区，业务的平衡直到三个载波小区功率差在1W以内为止。随着用户接入数量的增多，若下行功率放大器的输出超过16W，并持续10s以上时，则进行过载控制，可以通过限制某些业务的最大流量来减少下行功率的消耗。下班后，随着业务谷底的出现，三载波小区下行发射功率持续30分钟低于12W，则第三载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一、二载波小区，并停止第三载波小区的新用户的接纳，删去第三载波小区。若两载波小区下行发射功率持续30分钟低于9W，则第二载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一载波小区，并停止第二载波小区的新用户的接纳，删去第二载波小区。将全部下行功率都集中在第一载波小区，以满足高速运动穿过商业区并有很大概率进行软切换的用户的覆盖问题。
如图2和图4所示按照第二种核心方法，操作流程描述如下RNC建立第一载波小区，载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot1＝2W，载波建立后，本载波小区不断接入用户，少量用户处于小区边缘或正在进行软切换，上班高峰期，不断接入用户直到下行功率消耗超过功率放大器能力的1/2，持续时间超过30分钟后，则RNC建立第二载波小区，建立第二载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot2＝2W，并优先将下载类的后台业务、流媒体业务和部分话音、可视电话用户通过链路重配和硬切换的方式转移到第二载波小区，业务的平衡直到两载波小区功率差在1W以内为止。当继续接入用户后，下行功率上升超过13.3W后，且持续时间超过30分钟，RNC建立第三载波小区，建立第三载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot3＝2W，并优先将第一载波小区或第二载波小区内的下载类的后台业务、流媒体业务和部分话音、可视电话用户通过链路重配和硬切换的方式转移到第三载波小区，业务的平衡直到三个载波小区功率差在1W以内为止。随着用户接入数量的增多，若下行功率放大器的输出超过16W，并持续10s以上时，则进行过载控制，可以通过限制某些业务的最大流量来减少下行功率的消耗。下班后，随着业务谷底的出现，三载波小区下行发射功率持续30分钟低于12W，则第三载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一、二载波小区，并停止第三载波小区的新用户的接纳，删去第三载波小区。若两载波小区下行发射功率持续30分钟低于9W，则第二载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一载波小区，并停止第二载波小区的新用户的接纳，删去第二载波小区。将全部下行功率都集中在第一载波小区，以满足高速运动穿过商业区并有很大概率进行软切换的用户的覆盖问题。
如图5所示，第一种核心方法的不同载波小区的不同覆盖范围可以满足既接入大量用户，又可以保证软切换用户和小区边缘用户的覆盖需求。第二种核心方法可以保证各增加的载波与单载波规划的覆盖距离一致。
利用现有的单载波的功率放大器能力，可以在增加载波的同时，并不用增加功率放大器，也可以达到两载波下行容量接近增加100％，三载波下行容量接近增加约200％的目的。这主要是因为用户所需要的下行功率一般由两部分组成，第一部分只与小区覆盖半径和底噪有关，与其他干扰无关；第二部分与平均路损无关，也就是说无论小区的覆盖发生什么变化，干扰都不变，也与底噪无关，只与小区总发射功率带来的非正交发射干扰有关，如果发射全部是正交的，那么这一项为0，如果只有部分正交性，则这部分功率不可忽视。一般城市环境下，小区内用户发射正交性较差，第二项很大，远远强于第一项，那么整体体现的是干扰受限，此时下行极限容量与功率放大器的能力基本无关，只与正交干扰程度有关，近似上行的干扰受限的过程。当干扰受限时，10W和20W可以提供的容量是接近相同的，这也就是20W被双载波共享，仍然可以提供单载波使用20W功率放大器的接近1倍容量的原因。
下面根据本发明的方法步骤和关键参数给出了容量对比的仿真结果仿真设置功率放大器输出20W，第一载波小区导频2W功率，第二、三载波小区导频1W功率，小区正交因子0.6，外小区干扰因子0.5，12.2k话音用户的接收Eb/NO＝5dB，384数据业务的接收Eb/NO＝2dB，第一载波小区用户平均路损一般在140dB～160dB之间，假设为150dB。
图6是第一种核心方法的两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下12.2k话音的下行容量提升示意图。
如图6所示，同样的功率放大器，三载波和两载波相对于单载波的下行容量有明显的提高，当平均路损为150dB时，单载波小区下行容量为97.84个，两载波小区下行总容量为182.97个，三载波小区下行总容量为255.77个，两载波和三载波小区的下行容量提升分别为87％、161％。
图7是第一种核心方法的两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下384k数据的下行流量提升示意图；如图7所示，同样的功率放大器，384k业务的三载波和两载波相对于单载波的下行流量有明显的提高，当平均路损为150dB时，单载波小区下行流量为2370.6kbps，两载波小区下行总流量为4433.1kbps，三载波小区下行总流量为6197.1kbps，两载波和三载波小区的下行流量提升分别为87％、161％。
图8是第二种核心方法的两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下12.2k话音的下行容量提升示意图。
如图8所示，同样的功率放大器，三载波和两载波相对于单载波的下行容量有明显的提高，当平均路损为150dB时，单载波小区下行容量为97.84个，两载波小区下行总容量为170.26个，三载波小区下行总容量为218.85个，两载波和三载波小区的下行容量提升分别为74％、124％。
图9是第二种核心方法的两载波、三载波相对于单载波在不同的平均路损下384k数据的下行流量提升示意图；如图9所示，同样的功率放大器，384k业务的三载波和两载波相对于单载波的下行流量有明显的提高，当平均路损为150dB时，单载波小区下行流量为2370.6kbps，两载波小区下行总流量为4125.3kbps，三载波小区下行总流量为5302.4kbps，两载波和三载波小区的下行流量提升分别为74％、124％。
下表列举了不同的核心方法获得的12.2k话音用户数量和384k流量
两种核心方法相比，第一种核心方法的容量提升比第二种核心方法的容量提升高％，原因在于第二种核心方法的第二、三载波的导频为了保持与单载波相同的覆盖距离，占用了较多的功率开销，从而减少了容量提升的效率。但是第二种方法在负载平衡方法上不需要考虑正在处于切换区和可能脱离小区控制，进入切换区用户的控制问题，在控制方法上简单易行，更具备鲁棒性。
本发明基于密集城区、郊区的通信环境下行链路干扰受限的无线通信特点，做为多载波WCDMA系统的一项负载控制技术，提出了实时监测下行负载，实时的增加和删除第二、第三载波小区然后通过链路重配置或者硬切换的方法平衡各载波间下行负载，并控制下行过载情况的发生，达到增加载波但是不增加功率放大器最大输出功率能力，利用原有的功率放大器也能做到2载波下下行容量接近加倍、3载波接近增加200％容量的效果。
通过控制不同载波导频的功率比例，利用第一载波小区保证原有的覆盖距离，保证远离服务基站的通信用户通信不中断，保证与其他小区软切换的正常进行，并利用第二载波小区或者第三载波小区分担第一载波小区内的下行负载。
或者是通过控制不同载波导频的功率比例，保证所有多载波小区的覆盖距离与单载波系统规划的相同，也能增加总体的负载。
整个发明克服了通用加载波负载控制方法的覆盖缩小、初期投资大，不能实时升级，升级成本高的缺点的同时并保证了原有网络质量不受影响。对于实际系统具有实际的应用价值。
本发明不限于必须增加到三个载波，只增加到两个载波或者增加到超过三个载波也是本发明的涵盖内容。
权利要求
1.宽带码分多址多载波移动通信系统下行负载控制方法，其特征在于，所述方法包括以下处理过程第一步，预配参数，参数包括功率放大器总功率；第一载波小区公共导频配置绝对功率；第二、三载波小区公共导频配置绝对功率Ppliot2、Ppliot3；建立和删除载波小区的功率门限和时间门限X1、X2、X3、Y1、Y2、Tu、Td；时间门限Ts；负载平衡控制中各负载差值Z；过载控制的时间门限To；第二步，RNC建立第一载波小区，载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot1；第三步，周期监测第一载波小区发射功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第四步，若第一载波小区下行发射功率持续超过功率放大器功率的1/X1一段时间Tu后，则RNC建立第二载波小区，建立第二载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot2，否则回到第三步；第五步，通过硬切换、链路重配方式平衡两载波间负载平衡，保证两载波间的下行负载的差值的绝对值≤Z，并且第二载波中具备脱离本小区覆盖的趋势时将用户搬移到第一载波小区内；第六步，周期监测两载波小区下行发射总功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第七步，判断若两载波小区下行总发射功率持续超过功率放大器功率的1/X2一段时间Tu后，则RNC建立第三载波小区，建立第三载波小区的公共导频配置绝对功率Ppilot3，否则到第十二步；第八步，通过硬切换、链路重配方式平衡三载波间负载平衡，保证各载波间的下行负载的差值的绝对值≤Z，并且第二载波、第三载波中具备脱离本小区覆盖的趋势时将此用户搬移到第一载波小区内；第九步，周期监测三载波小区下行发射总功率，监测周期视RNC无线资源管理通用策略设定；第十步，判断若三载波小区下行发射功率持续低于功率放大器功率的1/Y2一段时间Td后，则第三载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务全部转到第一、二载波小区，并停止第三载波小区的新用户的接纳，否则到第十三步；第十一步，RNC删去第三载波小区，并回到第六步；第十二步，判断若两载波小区下行发射功率持续低于功率放大器功率的1/Y1一段时间Td后，则第二载波小区通过硬切换、链路重配等方式将业务转到第一载波小区，并停止第二载波小区的新用户的接纳，然后RNC删除第二载波小区，并回到第三步，否则直接回到第六步；第十三步，判断若三载波小区下行发射功率持续超过功率放大器功率的1/X3一段时间To后，则停止所有新呼叫接纳，进行过载控制，然后回到第九步，否则直接回到第九步；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步中的参数可按以下原则预配Ppliot1＝Pmax/10；Ppliot2＝Ppliot3＝Pmax/20；10≥Y1≥X1＞Y2≥X2≥X3＞1；Tu、Td的取值范围是10ms～60分钟；Ts的取值范围是1秒～10秒；当以下行功率衡量负载时，Z＝Pmax/20；当以下行流量衡量负载时，Z为业务QoS中允许的最低单一业务流量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步中的参数可按以下原则预配Ppliot1＝Pmax/10；Ppliot2＝Ppliot3＝Pmax/10；10≥Y1≥X1＞Y2≥X2≥X3＞1；Tu、Td的取值范围是10ms～60分钟；Ts的取值范围是1秒～10秒；当以下行功率衡量负载时，Z＝Pmax/20；当以下行流量衡量负载时，Z为业务QoS中允许的最低单一业务流量。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，设定X1＝2、X2＝1.5、X3＝1.25、Y1＝10/9×X1、Y2＝10/9×X2；Tu＝30分钟、Td＝30分钟；Ts＝2秒；To＝10秒。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第八步中的负载平衡具体包括以下步骤1)设定不允许进行负载平衡的业务；2)将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务；分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行；3)监测各载波间下行负载和用户地理分布情况；4)若第二载波小区内某用户具备脱离本小区覆盖的趋势，则将此用户通过链路重配或硬切换的方式搬移到第一载波中，并在仍然具备脱离本小区覆盖的趋势的时间内设定本用户为不允许进行负载平衡的用户，进入步骤5)，否则直接进入步骤5)；5)若第一载波小区和第二载波小区的下行负载差值超过Z，则将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，然后到步骤3)，否则直接到步骤6)；6)若第二载波小区和第一载波小区的下行负载差值超过Z，则将第二载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第一载波中，然后回到步骤3)，否则直接回步骤3)。
6.如权利要求3所述的所述的方法，其特征在于，所述第八步中的负载平衡具体包括以下步骤1)将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务；分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行；2)监测各载波间下行负载；3)若第一载波小区和第二载波小区的下行负载差值超过Z，则将第一载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第二载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务；分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行，然后到步骤2)，否则直接到步骤4)；4)若第二载波小区和第一载波小区的下行负载差值超过Z，则将第二载波允许负载平衡操作的业务按照一定的优先级关系通过链路重配或硬切换的方式搬移到第一载波中，优先级关系如下后台业务、交互业务、流媒体业务、电路交换业务；分组域业务优先采用链路重配的方式搬移载波，其他业务采用频间硬切换的方式进行，然后到步骤3)，否则直接到步骤3)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第十三步中的过载控制采用减少分组数据业务的吞吐量或降低实时用户的比特速率或AMR降速方法。
全文摘要
本发明公开了一种宽带码分多址多载波移动通信系统下行负载控制方法，提出了实时监测下行负载，实时的增加和删除载波小区以平衡各载波间下行负载，控制下行过载情况的发生，并通过控制不同载波导频的功率比例，利用第一载波小区保证原有的覆盖距离，保证远离服务基站的通信用户通信不中断，保证与其他小区软切换的正常进行，并利用第二载波小区或者第三载波小区分担第一载波小区内的下行负载。克服了通用加载波负载控制方法的覆盖缩小、初期投资大，不能实时升级，升级成本高的缺点的同时并保证了原有网络质量不受影响。对于实际系统具有实际的应用价值。
文档编号H04Q7/38GK1780170SQ200410091709
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者张峻峰 申请人:中兴通讯股份有限公司