专利名称：高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法
技术领域：
本发明涉及一种第三代移动通信系统中分组接入的信道化码资源分配和接入控制方法，特别是涉及一种高速下行分组接入(HSDPA High SpeedDownlink Packet Access)在第三代移动通信系统中的信道化码资源分配和业务接入控制方法。
背景技术：
在第三代移动通信系统中，依照对时延的敏感程度，将业务区别为会话类、流类、交互类和背景类四种业务类型。其中，会话类业务对时延最敏感，其次是流类业务和交互类业务，背景类业务对时延最不敏感。从承载的角度来看，会话类业务有严格的时延要求，需要恒定的比特率进行传输，通常适用于承载在专用信道上；交互类业务和背景类业务对时延不敏感，属于“尽力而为”的服务类型，但对数据完整性有较高要求，可承载在专用/公共/共享信道上；流类业务比较特殊，虽然也属于实时业务，对传输比特率有一定要求，但它更关心的是传输时延的变化，可采用专用或共享信道进行传输。
为了满足更多更快的数据业务需求，第三代移动通信系统引入了HSDPA技术。HSDPA通过采用由基站控制器(Basestation Controller，以下简称NodeB)控制的物理层快速重传机制、传输合并技术以及快速链路自适应的调制编码方式来获得高速的下行数据传输速率。
HSDPA技术引入了三种新的信道高速下行共享信道(HS-DSCH HighSpeed Downlink Share Channel)、高速共享控制信道(HS-SCCH HighSpeed Share Control Channel)和高速专用物理控制信道(HS-DPCCHHigh Speed Dedicated Physical Control Channel)。
HS-DSCH用于承载下行链路的用户数据，它对应的物理信道是HS-PDSCH(高速物理下行共享信道)。
HS-SCCH用于承载HS-DSCH上用来解码的物理层控制信令。如果发生重传或者错误分组数据，该信道还包含可能的物理层数据组合。
HS-DPCCH用于承载上行链路控制信令，即ARQ(自动重复请求)确认和下行链路质量反馈信息。
HSDPA的基本操作原理如图1所示。NodeB102根据每个承载在HSDPA上的用户终端(UE)101的功率控制、ACK/NACK(肯定/否定的确认)比率、业务质量和HSDPA特定的用户反馈信息对信道的质量进行评估，并根据当前采用的调度算法和用户优先级算法进行调度和链路自适应调整。UE101监听HS-SCCH信道，用一个时隙来确定解扩HS-DSCH所需的码字，利用UE101特定的掩码来判断接收的数据是否为自己的。如果是，则利用HS-SCCH上的信息接收HS-DSCH上的数据。UE101接收数据后产生ACK/NACK来反映分组数据解码和合并后的CRC(循环校验码)校验结果，以及下行链路质量指示(CQI)，指示当前下行链路的质量状况。
在一个支持HSDPA的网络中，每个HSDPA小区最多可以分配15条SF(扩频因子)为16的HS-PDSCH信道供HSDPA用户使用，以达到最高的数据传输速率10Mbit/s(码率为3/4，16QAM)。RNC(无线网络控制器)将与HS-DSCH相关的HS-PDSCH信息(HS-PDSCH信道化码个数和Start CodeNumber起始信道化码)和HS-SCCH信道集信息一起通过Iub口信令配置给NodeB；NodeB使用的HS-PDSCH信道化码号为C16，start code number，C16，startcode number+1，····C16，start code number+N-1。NodeB在每个TTI(传输时间间隔)的调度周期，根据自己的调度策略为每个UE101分配可以使用的HS-PDSCH信道化码，具体码数可以是全部的HS-PDSCH信道化码，也可以是它的一个子集。NodeB102给UE101分配真正使用的信道化码时，采用P(起始信道化码)、0(信道化码个数)通知UE101，真正给它使用的是哪几条信道化码。HS-PDSCH分配条数的多少可以反应该小区数据流量的大小。
按照现在通常的做法，HS-DSCH信道化码资源根据预先估计的网络分组流量以静态的方式配置给NodeB。由于每个小区的下行信道化码资源有限，如果采用静态配置，那么为高速业务所分配的信道化码资源在分组业务结束后也无法释放给非HSDPA业务使用，直接影响了系统信道化码资源的利用效率。而且HS-DSCH信道化码的SF为16，如果要达到HSDPA的最高速率(10.8Mbps)，则需要为其配置15条HS-PDSCH。若采用这种静态配置，则无法保证有足够的下行信道化码资源供非HSDPA业务的接入使用。HS-DSCH信道化码分配的多少和分配方式直接影响到小区内其他非HSDPA业务的接入，进而影响小区的容量。因此需要一种有效的方法对分配给HS-DSCH的信道化码数进行动态的调整；在分组业务接入时根据速率需求增加HS-DSCH信道化码资源；在分组业务接入后根据流量报告减少HS-DSCH信道化码资源，从而提高信道化码资源的利用效率，达到系统容量和系统数据流量的平衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，它可以有效利用下行信道化码资源，提高系统容量。
为解决上述技术问题，本发明高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法的基本构思是，每个支持HSDPA的小区在配置初期，预设置下行高速分组业务最大允许的传输比特率、当前允许的传输比特率以及最小允许的传输比特率；每条承载高速数据的HS-PDSCH信道的最高传输速率为720kbps(码率为3/4，16QAM)，这些预设值体现小区最大可用的HS-DSCH信道化码数目、当前可用的HS-DSCH信道化码数目和最小可用HS-DSCH信道化码数目；在网络运行过程中通过接入业务的比特率需求和高速分组业务流量的测量，在最大允许的传输比特率和最小允许的传输比特率之间动态的调整下行高速分组传输的信道化码资源。因为HSDPA属于小区共享资源，为了避免频繁调整对系统性能造成影响，这个调整过程是一个慢速的过程。
作为实现本发明基本构思的技术方案包括如下步骤第一步，进行参数设定，所述参数包括预设值和变量；第二步，对小区的HSDPA资源进行初始化；第三步，由RNC(无线网络控制器)启动类型为HS-DSCH Provided BitRate(HS-DSCH提供比特率)的公共测量；第四步，根据接入业务的速率特点，调整HS-DSCH信道化码资源；第五步，根据HS-DSCH Provided Bit Rate测量结果，调整HS-DSCH信道化码资源。
由于采用上述方法，本发明基于业务速率需求和流量测量报告来完成HS-DSCH信道化码资源的动态调整。在调整过程中，充分考虑了由于分组业务的突发特征而导致的接入时刻的不确定和高速分组业务流量测量结果的时变性，采用接入拒绝和流量测量双计数器统计判决规则，以连续有效计数及多次有效计数结果取平均值为依据来进行信道化码资源的调整，保证了信道化码资源调整过程的合理性和信道化码资源调整结果的有效性。因此，采用本发明的方法可以有效利用下行信道信道化码资源，达到提高系统容量的目的。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是现有的HSDPA技术基本框图；图2是本发明高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法控制流程图；图3是图2中对小区的HSDPA资源进行初始化的控制流程图；图4是图2中由RNC启动公共测量的控制流程图；图5是图2中根据接入业务的速率特点调整HS-DSCH信道化码资源的控制流程图；图6是图2中根据HS-DSCH Provided Bit Rate测量结果，调整HS-DSCH信道化码资源的控制流程图。
具体实施例方式
如图2所示，本发明高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法包括如下步骤步骤201，进行参数设定，所述参数包括预设值和变量；步骤202，对小区的HSDPA资源进行初始化；步骤203，由RNC启动类型为HS-DSCH Provided Bit Rate的公共测量；步骤204，根据接入业务的速率特点，调整HS-DSCH信道化码资源；步骤205，根据HS-DSCH Provided Bit Rate测量结果，调整HS-DSCH信道化码资源。
本发明步骤201所述的预设值包括高速分组接入业务对应的最小接入比特率(UserMinBitRate[i]，其中i表示优先级)尽管分组业务是尽力而为的业务，没有可确保的比特率要求，但为了能够有效的利用高速分组传输资源，保证每一种优先级业务相应的QoS(服务质量)要求，预先为每一种优先级的分组业务规定一个最小接入比特率。
小区最大允许的高速分组传输比特率(MaxBitRateonHSDSCH)用来限制高速分组接入业务最多可占用的小区资源。
小区最小允许的高速分组传输比特率(MinBitRateonHSDSCH)用来保证高速分组业务最少可占用的小区资源。
接入申请计数器门限(AccessAdjustThreshold)用于判断是否可以为申请接入的业务重新调整信道化码资源。
接入资源调整定时器(AccessTimer)用于确定一个时间范围。在该范围内，检查业务被拒绝是否达到一定的次数。为了避免在接入过程中频繁的调整信道化码资源，只有业务接入在一定的时间范围内被拒绝达到一定次数后才启动信道化码资源重分配过程。
信道化码资源调整判决门限(HSDSCHAdjustThreshold)用于判断HS-DSCH流量测量结果是否满足信道化码资源调整的要求。
测量计数器判决门限(CountThreshold)在测量计数器累加值到达该门限值之前，高速分组传输的信道化码资源不做调整。
本发明步骤201所述的变量包括
当前业务的最大接入比特率(CurUserMaxBitRate)当前申请接入的高速分组业务所请求的最高传输比特率，该参数可以是业务请求时所带的“Maximum Bit Rate”。
当前最高允许的高速分组传输比特率(CurMaxBitRateonHSDSCH)对应于当前实际分配的高速分组传输的信道化码资源，动态资源调整过程主要是指调整该参数对应的信道化码数。其初始值可以为小区最大允许的高速分组传输比特率，或最小允许的高速分组传输比特率，或两者之间的任何一个有效值。
当前可用的高速分组传输比特率(CurAvailableBitRateonHSDSCH)对应于高速分组资源满足当前所有已接入业务的传输要求后还剩余的传输比特率。其值等于CurMaxBitRateonHSDSCH与当前最近一次高速分组流量测量得到的所有优先级业务的MeasureBitRateonHSDSCH[i]之和的差。
接入申请计数器(AccessRefuseCount)用于统计分组业务申请接入HSDPA时由于资源不够而被拒绝接入的次数。
测量计数器(MeasureCount)统计HS-DSCH流量测量结果满足信道化码资源调整要求的次数。由于分组业务具有突发性的特征，对高速分组业务流量的测量结果必须要连续满足一定次数的判决条件才能够保证信道化码资源调整的有效性，因此在测量计数器未达到门限值之前，如果判决条件有不满足，则测量计数器清0，重新开始计数。
参见图3，本发明步骤202所述的对小区的HSDPA资源进行初始化控制过程是RNC103通过Iub口信令消息将预设置的CurMaxBitRateonHSDSCH对应的HS-DSCH参数(HS-PDSCHs和HS-SCCH信道集信息)配置给NodeB102。
NodeB102根据这些预设置在下行信道化码树中从右向左分配相应的信道化码资源供HS-PDSCH信道使用。
NodeB102根据配置结果向RNC103返回响应；如果配置成功，则向RNC103返回“physical shared channel reconfiguration response”(物理共享信道重配置响应)消息；否则返回失败。
再结合图4所示，本发明步骤203所述的由RNC启动公共测量的方法包括如下步骤步骤301、RNC103向NodeB102发送公共测量启动请求，设置测量类型“HS-DSCH Provided Bit Rate”(HS-DSCH提供比特率)，设置测量的时间间隔。NodeB收到该消息后启动公共测量。
步骤302、当测量报告的条件满足时，NodeB102向RNC103报告测量结果“HS-DSCH Provided Bit Rate”。“HS-DSCH Provided Bit Rate”中包含了多个按照不同优先级进行分类的测量值。
步骤303、RNC103保存每次NodeB102测量报告中的满足条件的测量结果，将每个优先级的测量值记为MeasureBitRateonHSDSCH[i]，其中，i表示优先级。
本发明步骤204所述的根据接入业务的速率需求特点，调整HS-DSCH信道化码资源的控制流程如图5所示，具体包括以下步骤
步骤401、当有业务请求接入时，找出该业务所请求的最大接入速率CurUserMaxBitRate。
步骤402、判断该CurUserMaxBitRate是否小于最小允许的高速分组传输速率MinBitRateonHSDSCH，如果小于，转入步骤417，拒绝给该业务分配高速分组资源，而尝试采用相应的专用或公共资源接入。否则转入步骤403。
步骤403、判断该CurUserMaxBitRate是否小于等于当前可获得的传输比特率CurAvailableBitRateonHSDSCH，如果小于等于，转入步骤404，按照CurUserMaxBitRate申请高速分组传输资源；否则转入步骤405。
步骤405、判断该业务的UserMinBitRate[i]是否小于等于CurAvailableBitRateonHSDSCH，如果小于等于，转入步骤406，按照CurAvailableBitRateonHSDSCH申请高速分组传输资源；否则，转入步骤407。
步骤407、判断AccessTimer是否运行；若未运行则进入步骤408，启动AccessTimer；然后步骤409，给AccessRefuseCount加1；若已运行，则进入步骤409；步骤410，判断AccessRefuseCount是否等于AccessAdjustThreshold，如果不等于，转入步骤411；否则转入步骤412。
步骤411、记录该申请业务对应的UserMinBitRate到列表中，然后转入步骤417，拒绝给该业务分配高速分组资源，而尝试采用相应的专用或公共资源接入。
步骤412、停止AccessTimer计时，将AccessRefuseCount清0，同时计算AveUserMinBitRate；然后，步骤413设置CurMaxbitRateonHSDSCH＝AveUserMinBitRate+CurMaxbitRateonHSDSCH；步骤414判断计算后的CurMaxbitRateonHSDSCH是否大于MaxbitRateonHSDSCH。如果大于，则恢复CurMaxBitRateonHSDSCH为步骤412之前的值，转入步骤417，拒绝给该业务分配高速分组资源，而尝试采用相应的专用或公共资源接入。否则转入步骤415，采用CurMaxBitRateonHSDSCH启动Iub口信令过程，重新配置HS-DSCH的信道化码资源信息。步骤416判断重配置过程是否成功，如果成功，进入步骤403，重新进行接入判断。否则转入步骤417，尝试采用相应的专用或公共资源接入。
参见图6所示，本发明步骤205所述的根据“HS-DSCH Provided BitRate”测量结果，调整HS-DSCH信道化码资源，包括如下步骤步骤501、当收到NodeB102上报的HS-DSCH相关的测量报告后，计算出SMeasureBitRateonHSDSCH作为判断依据。
步骤502、判断CurMaxbitRateonHSDSCH与SMeasureBitRateonHSDSCH的差值是否小于信道化码资源调整门限HSDSCHAdjustThreshold。如果小于，转入步骤503；否则转入步骤504。
步骤503、判断测量计数器MeasureCount是否为0，如果为0，则返回步骤501；否则转入步骤511。
步骤504、测量计数器MeasureCount加1并保存，同时记录当前的SMeasureBitRateonHSDSCH。
步骤505、判断测量计数器是否已经达到计数器门限CountThreshold，如果没有，则返回步骤501；否则进入步骤506，将每次保存的SMeasureBitRateonHSDSCH值相加，然后取平均值AveMeasureBitRateonHSDSCH。
步骤507、判断该平均值是否小于最小允许的高速分组传输速率MinBitRateonHSDSCH，如果小于，则进入步骤508将当前允许的最高分组传输速率CurMaxbitRateonHSDSCH设置为MinBitRateonHSDSCH；否则进入步骤509将CurMaxbitRateonHSDSCH设置为AveMeasureBitRateonHSDSCH。
在步骤508或步骤509结束后，步骤510、RNC103启动物理共享信道重配置过程，重新配置HS-DSCH的信道化码资源信息。
步骤511、测量计数器MeasureCount清0，同时所有保存的SMeasureBitRateonHSDSCH也全部清0，最后返回步骤501，重新等待接收新的测量报告。
本发明是基于高速分组业务流量测量和业务接入特点的基础之上来完成高速分组传输的信道化码资源的动态调整，能够达到合理有效利用高速下行信道化码资源的目的。
根据HSDPA系统的设计要求，流业务和交互业务、背景业务均可采用HS-DSCH信道作为传输承载进行数据传输。本发明主要涉及分组域交互类和背景类业务采用HS-DSCH作为传输承载时的信道化码资源分配和接入控制方法，但并不限制流类业务采用同样的方法。
权利要求
1.一种高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，其特征在于包括如下步骤步骤201、进行参数设定，所述参数包括预设值和变量；步骤202、对小区的HSDPA资源进行初始化；步骤203、由RNC启动类型为HS-DSCH Provided Bit Rate的公共测量；步骤204、根据接入业务的速率特点，调整HS-DSCH信道化码资源；步骤205、根据HS-DSCH Provided Bit Rate测量结果，调整HS-DSCH信道化码资源。
2.根据权利要求1所述的高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，其特征在于所述的预设值包括高速分组接入业务对应的最小接入比特率；小区最大允许的高速分组传输比特率；小区最小允许的高速分组传输比特率；接入申请计数器门限；接入资源调整定时器；信道化码资源调整判决门限；测量计数器判决门限；所述的变量包括当前业务的最大接入比特率；当前最高允许的高速分组传输比特率；当前可用的高速分组传输比特率；接入申请计数器；测量计数器。
3.根据权利要求1所述的高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，其特征在于所述步骤202对小区的HSDPA资源进行初始化控制过程是RNC(103)通过Iub口信令消息将预设置的CurMaxBitRateonHSDSCH对应的HS-DSCH参数配置给NodeB(102)；NodeB(102)根据这些预设置在下行信道化码树中从右向左分配相应的信道化码资源供HS-PDSCH信道使用；NodeB(102)根据配置结果向RNC(103)返回响应；如果配置成功，则向RNC(103)返回“physical shared channel reconfigurationresponse”消息；否则返回失败。
4.根据权利要求1所述的高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，其特征在于所述步骤203由RNC启动公共测量的方法包括如下步骤步骤301、RNC(103)向NodeB(102)发送公共测量启动请求，设置测量类型“HS-DSCH Provided Bit Rate”，设置测量的时间间隔；NodeB(102)收到该消息后启动公共测量；步骤302、当测量报告的条件满足时，NodeB(102)向RNC(103)报告测量结果“HS-DSCH Provided Bit Rate”；步骤303、RNC(103)保存每次NodeB(102)测量报告中的满足条件的测量结果，将每个优先级的测量值记为MeasureBitRateonHSDSCH[i]，其中，i表示优先级。
5.根据权利要求1所述的高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，其特征在于所述步骤204根据接入业务的速率需求特点，调整HS-DSCH信道化码资源，具体包括以下步骤步骤401、当有业务请求接入时，找出该业务所请求的最大接入速率CurUserMaxBitRate；步骤402、判断该CurUserMaxBitRate是否小于最小允许的高速分组传输速率MinBitRateonHSDSCH，如果小于，转入步骤417，拒绝给该业务分配高速分组资源，而尝试采用相应的专用或公共资源接入；否则转入步骤403；步骤403、判断该CurUserMaxBitRate是否小于等于当前可获得的传输比特率CurAvailableBitRateonHSDSCH，如果小于等于，转入步骤404，按照CurUserMaxBitRate申请高速分组传输资源；否则转入步骤405；步骤405、判断该业务的UserMinBitRate[i]是否小于等于CurAvailableBitRateonHSDSCH，如果小于等于，转入步骤406，按照CurAvailableBitRateonHSDSCH申请高速分组传输资源；否则，转入步骤407；步骤407、判断AccessTimer是否运行；若未运行则进入步骤408，启动AccessTimer；然后步骤409，给AccessRefuseCount加1；若已运行，则进入步骤409；步骤410，判断AccessRefuseCount是否等于AccessAdjustThreshold，如果不等于，转入步骤411；否则转入步骤412；步骤411、记录该申请业务对应的UserMinBitRate到列表中，然后转入步骤417，拒绝给该业务分配高速分组资源，而尝试采用相应的专用或公共资源接入；步骤412、停止AccessTimer计时，将AccessRefuseCount清0，同时计算AveUserMinBitRate；然后，步骤413设置CurMaxbitRateonHSDSCH＝AveUserMinBitRate+CurMaxbitRateonHSDSCH；步骤414判断计算后的CurMaxbitRateonHSDSCH是否大于MaxbitRateonHSDSCH；如果大于，则恢复CurMaxBitRateonHSDSCH为步骤412之前的值，转入步骤417，拒绝给该业务分配高速分组资源，而尝试采用相应的专用或公共资源接入；否则转入步骤415，采用CurMaxBitRateonHSDSCH启动Iub口信令过程，重新配置HS-DSCH的信道化码资源信息；步骤416判断重配置过程是否成功，如果成功，进入步骤403，重新进行接入判断；否则转入步骤417，尝试采用相应的专用或公共资源接入。
6.根据权利要求1所述的高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，其特征在于所述步骤205根据“HS-DSCH Provided Bit Rate”测量结果，调整HS-DSCH信道化码资源，包括如下步骤步骤501、当收到NodeB(102)上报的HS-DSCH相关的测量报告后，计算出SMeasureBitRateonHSDSCH作为判断依据；步骤502、判断CurMaxbitRateonHSDSCH与SMeasureBitRateonHSDSCH的差值是否小于信道化码资源调整门限HSDSCHAdjustThreshold；如果小于，转入步骤503；否则转入步骤504；步骤503、判断测量计数器MeasureCount是否为0，如果为0，则返回步骤501；否则转入步骤511；步骤504、测量计数器MeasureCount加1并保存，同时记录当前的SMeasureBitRateonHSDSCH；步骤505、判断测量计数器是否已经达到计数器门限CountThreshold，如果没有，则返回步骤501；否则进入步骤506，将每次保存的SMeasureBitRateonHSDSCH值相加，然后取平均值AveMeasureBitRateonHSDSCH；步骤507、判断该平均值是否小于最小允许的高速分组传输速率MinBitRateonHSDSCH，如果小于，则进入步骤508将当前允许的最高分组传输速率CurMaxbitRateonHSDSCH设置为MinBitRateonHSDSCH；否则进入步骤509将CurMaxbitRateonHSDSCH设置为AveMeasureBitRateonHSDSCH；在步骤508或步骤509结束后，步骤510、RNC(103)启动物理共享信道重配置过程，重新配置HS-DSCH的信道化码资源信息；步骤511、测量计数器MeasureCount清0，同时所有保存的SMeasureBitRateonHSDSCH也全部清0，最后返回步骤501，重新等待接收新的测量报告。
全文摘要
本发明公开了一种高速下行分组接入系统的信道化码资源调整方法，包括如下步骤第一步，进行参数设定，所述参数包括预设值和变量；第二步，对小区的HSDPA资源进行初始化；第三步，由RNC启动类型为HS－DSCHProvided Bit Rate的公共测量；第四步，根据接入业务的速率特点，调整HS－DSCH信道化码资源；第五步，根据HS－DSCH Provided Bit Rate测量结果，调整HS－DSCH信道化码资源。本发明可以有效利用下行信道信道化码资源，提高系统容量；适用于第三代移动通信系统。
文档编号H04W28/10GK101026784SQ20061002401
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月21日 优先权日2006年2月21日
发明者李延宁, 谢鑫军, 陈钧 申请人:上海宇梦通信科技有限公司