專利名稱：帶有功率控制的無(wú)線通信系統(tǒng)上行鏈路方向上的負(fù)載控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可控制功率的無(wú)線蜂窩型通信系統(tǒng)，如UMTS(即“Universal Mobile Terrestrial System”)。
背景技術(shù)：
無(wú)線蜂窩型通信網(wǎng)絡(luò)以基站為基礎(chǔ)，所述基站可服務(wù)“移動(dòng)”用戶站。各移動(dòng)站需要一定服務(wù)，所述服務(wù)由在一定條件下(如速率或延時(shí))傳輸?shù)臄?shù)據(jù)構(gòu)成。接收這類服務(wù)的移動(dòng)站即所謂“激活的”移動(dòng)站。
所謂負(fù)載控制即為一種可控制呼入移動(dòng)站業(yè)務(wù)量(接入控制)及控制當(dāng)前移動(dòng)站業(yè)務(wù)量(擁塞控制)的技術(shù)。因此，負(fù)載控制包括以下功能——接入控制確定系統(tǒng)是否允許接入新移動(dòng)站——擁塞控制根據(jù)激活的移動(dòng)站請(qǐng)求的服務(wù)，檢查對(duì)其所發(fā)生的事件。
負(fù)載控制尤其可保證為移動(dòng)站提供實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)服務(wù)的質(zhì)量(QoS)。在可控制功率的無(wú)線系統(tǒng)中，實(shí)施有效的負(fù)載控制相當(dāng)重要。
如后所述，已知的負(fù)載控制技術(shù)不能完全令人滿意。其主要原因在于處理數(shù)量眾多的移動(dòng)站時(shí)其有效性、快速性及能力問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改善這種境況。
本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的控制設(shè)備，包括一量值計(jì)算器，所述量值與測(cè)得的移動(dòng)站和基站之間的衰減、及/或信號(hào)與噪聲干擾比閾值有關(guān)，還包括一關(guān)于處理新候選移動(dòng)站的決定裝置，所述決定裝置可根據(jù)一預(yù)定機(jī)構(gòu)與計(jì)算器協(xié)作工作，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)包括——對(duì)于各移動(dòng)站計(jì)算負(fù)載的函數(shù)，及——估計(jì)工作條件，所述條件代表基站對(duì)移動(dòng)站服務(wù)的可行性。
根據(jù)本發(fā)明的一有利特征，工作條件針對(duì)由于所述站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和。另外，負(fù)載計(jì)算函數(shù)包括對(duì)于一移動(dòng)站相對(duì)于相鄰站的衰減的倒數(shù)求和，結(jié)果乘以與信號(hào)和噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式，再乘以服務(wù)站的衰減。
最好，所述設(shè)備可在求負(fù)載之和過(guò)程中存儲(chǔ)一數(shù)值，所述機(jī)構(gòu)不斷計(jì)算候選移動(dòng)站的負(fù)載，更新負(fù)載之和，通過(guò)比較負(fù)載和與閾值，以確定是否接收所述行動(dòng)電話。
有利地是，計(jì)算器有一函數(shù)可相對(duì)于平衡閾值估計(jì)上行鏈接平衡的先決條件。另外，決定裝置所用機(jī)構(gòu)首先調(diào)用所述先決條件估計(jì)函數(shù)，若未檢測(cè)到所述條件，則拒絕候選移動(dòng)站。
根據(jù)一實(shí)施例，對(duì)于移動(dòng)站先決條件包括計(jì)算其最大功率，再除以與信號(hào)和噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式及服務(wù)站的衰減。
根據(jù)本發(fā)明的一特別實(shí)施方式，所述工作條件包括一閾值，所述閾值對(duì)應(yīng)于所述平衡閾值。
有利地是，本發(fā)明的裝置包括第二機(jī)構(gòu)及第二決定裝置，所述第二機(jī)構(gòu)可與計(jì)算器協(xié)作以估計(jì)給定基站的非擁塞標(biāo)準(zhǔn)，所述第二決定裝置可更改移動(dòng)站的速率，使其位于擁塞標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
在第一實(shí)施方式中，對(duì)于各移動(dòng)站所述第二機(jī)構(gòu)包括計(jì)算信號(hào)與噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式，再調(diào)用利用這些值計(jì)算負(fù)載的函數(shù)，計(jì)算由于所述基站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和，最后比較所述負(fù)載之和與一閾值。
在第二實(shí)施方式中，對(duì)于各移動(dòng)站所述第二機(jī)構(gòu)包括計(jì)算信號(hào)與噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式，然后
——調(diào)用可相對(duì)于平衡閾值估計(jì)上行鏈接平衡先決條件的函數(shù)，若未驗(yàn)證所述條件，則所述移動(dòng)站被拒絕，——對(duì)未被拒絕的移動(dòng)站，則調(diào)用利用上述值計(jì)算負(fù)載的函數(shù)，再計(jì)算由于所述基站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和，最后比較所述負(fù)載之和與一和平衡閾值相關(guān)的閾值。
本發(fā)明還涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法，所述方法包括以下各步驟a.根據(jù)與衰減相關(guān)的量值對(duì)各移動(dòng)站計(jì)算負(fù)載，b.根據(jù)步驟a.中計(jì)算出的負(fù)載，估計(jì)工作條件，所述工作條件代表基站對(duì)移動(dòng)站服務(wù)的可行性，c.根據(jù)步驟b.，決定對(duì)新候選移動(dòng)站的處理。
根據(jù)本發(fā)明的一有利特征，步驟b.中的工作條件針對(duì)由于所述站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和。
另外，對(duì)移動(dòng)站來(lái)說(shuō)，步驟a.還包括——計(jì)算相鄰站衰減的倒數(shù)之和，——結(jié)果乘以一和信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的表達(dá)式，及服務(wù)站的衰減。
最好，步驟b.中可在計(jì)算負(fù)載之和過(guò)程中存儲(chǔ)一數(shù)值，當(dāng)對(duì)候選移動(dòng)站重復(fù)所述計(jì)算時(shí)，步驟a.包括計(jì)算候選移動(dòng)站的負(fù)載，步驟b.包括更新負(fù)載和，在步驟c.中比較負(fù)載和與閾值，確定移動(dòng)站是否被接收。
有利地是，步驟a.首先包括相對(duì)于平衡閾值估計(jì)上行鏈接平衡先決條件，若未驗(yàn)證所述條件，則拒絕所述候選移動(dòng)站。
根據(jù)一實(shí)施例，步驟a.中的先決條件包括對(duì)移動(dòng)站計(jì)算最大功率，再除以與信號(hào)和噪聲干擾比相關(guān)的一表達(dá)式及服務(wù)站的衰減。
根據(jù)一實(shí)施例，步驟b.中的工作條件包括對(duì)應(yīng)于所述平衡閾值的一閾值。
根據(jù)本發(fā)明的一特別實(shí)施例，步驟a.至步驟c.包括估計(jì)給定站的非擁塞標(biāo)準(zhǔn)，步驟c.包括更改移動(dòng)站的速率，使其處于擁塞標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
最好，步驟a.包括對(duì)各移動(dòng)站計(jì)算信號(hào)和噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)和噪聲干擾比相關(guān)的一表達(dá)式，并利用所述表達(dá)式計(jì)算各移動(dòng)站的負(fù)載，步驟b.包括計(jì)算由于所述站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載總和，并把所述負(fù)載之和與一閾值進(jìn)行比較。
作為變型，步驟a.包括對(duì)各移動(dòng)站計(jì)算信號(hào)和噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)和噪聲干擾比相關(guān)的一表達(dá)式，然后——相對(duì)于一平衡閾值估計(jì)上行鏈接平衡先決條件，若未驗(yàn)證到所述條件，則拒絕所述候選移動(dòng)站，——對(duì)于未被拒絕的移動(dòng)站，根據(jù)算出的表達(dá)式計(jì)算負(fù)載，再計(jì)算由于所述基站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載總和，并將其與一和平衡閾值相關(guān)的閾值進(jìn)行比較。


本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn)將在后文中參照附圖，舉例加以詳細(xì)說(shuō)明，附圖中——圖1簡(jiǎn)略示出了一蜂窩型通信網(wǎng)絡(luò)，——圖1A更詳細(xì)示出了一蜂窩型通信網(wǎng)絡(luò)，——圖2以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例，——圖2A示出了可實(shí)施第一機(jī)構(gòu)的信息結(jié)構(gòu)，——圖3以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例，——圖4以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的分散式特征，——圖5以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例的一變型，——圖6以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例的一變型，——圖7以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施例，及——圖8以流程圖形式示出了實(shí)施本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的第四實(shí)施例。
本說(shuō)明書還有附錄1，附錄中列出了公式及其所用、本說(shuō)明書反復(fù)應(yīng)用的概念定義。
本說(shuō)明書的附圖及附錄不僅可補(bǔ)充本發(fā)明，必要時(shí)還有助于定義所述發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了有兩基站u和v的蜂窩型網(wǎng)絡(luò)的一實(shí)施例。各基站u、v服務(wù)于位于所謂小區(qū)Cu、Cv的一定地理范圍內(nèi)的移動(dòng)站。此處示出了在基站u小區(qū)Cu內(nèi)的5部移動(dòng)站，均用mu表示。事實(shí)上，在站v小區(qū)Cv中還有其它移動(dòng)站mv，不過(guò)圖中未表示出來(lái)。
為簡(jiǎn)單考慮，圖1中的圓盤形表示小區(qū)，但其實(shí)它可為其它任何形狀。小區(qū)可有一稱為“切換”區(qū)的交叉部分。
在本描述中——用“站”或“天線”等詞簡(jiǎn)單表示的基站有一天線-網(wǎng)絡(luò)，所述天線網(wǎng)絡(luò)可定向也可不定向，還有與其關(guān)聯(lián)的電子組件。
——“用戶站”、“用戶設(shè)備”、“移動(dòng)站”甚至“用戶”均指可能具有移動(dòng)性、能進(jìn)行無(wú)線通信聯(lián)絡(luò)的任何裝置。
——“上行方向”指移動(dòng)站尋求與基站建立或保持通信的情況；“下行方向”指基站尋求與移動(dòng)站建立或保持通信的情況。
——“服務(wù)”指移動(dòng)站所需要的服務(wù)，一般為在一定條件下(尤其是速率和時(shí)間)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
——“激活的”移動(dòng)站指接收所述服務(wù)的電話。
——“非實(shí)時(shí)服務(wù)”(“non-real-time”或NRT)指可適應(yīng)可變或“彈性”速率。
——“實(shí)時(shí)服務(wù)”(“real-time”或RT)指無(wú)法適應(yīng)彈性速率；其速率必須預(yù)先大致確定，或至少可預(yù)先確定一最小速率。
——“功率限制”指移動(dòng)站和基站的傳輸功率必須小于或等于一閾值。實(shí)際中，系統(tǒng)如UMTS原則上都有功率限制。
——“無(wú)功率限制”指移動(dòng)站和基站的發(fā)射功率不受任何最大閾值的限制。
無(wú)論何時(shí)，移動(dòng)站有其一定的地理位置；它請(qǐng)求給定服務(wù)；它可由一個(gè)或多個(gè)基站服務(wù)；若所述移動(dòng)站為激活的電話，則它可受一定站的有效服務(wù)。因此——給定基站和移動(dòng)站組稱為“移動(dòng)站配置”(實(shí)際即指固定的站)。
在有功率控制的蜂窩型網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)載控制指確保所述移動(dòng)站配置中存在一功率分配，所述功率分配須遵守某些要求，即信號(hào)與噪聲干擾比(SINR，即“signal-to-interference-and-noise-ratio”)，必要時(shí)，還有功率限制。
此處，“PAP標(biāo)準(zhǔn)”或首字母縮寫“PAP”(英文即“PowerAllocation Principle”)指一標(biāo)準(zhǔn)，所述標(biāo)準(zhǔn)用于確定給定移動(dòng)站配置中功率分配的可行性。尤其是不同的兩標(biāo)準(zhǔn)UPAP及EUPAP。xPAP即指這類標(biāo)準(zhǔn)。
2003年2月19日提交的法國(guó)專利申請(qǐng)N°0302017詳細(xì)描述了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載控制的背景，并提出一些新的解決方案。其描述內(nèi)容融入本描述中作為參考，必要時(shí)，還參考其列表與示意圖。
盡管其某些特征也可應(yīng)用于下行方向上(尤其如同天提交的另一份專利申請(qǐng)中描述的那樣)，但本發(fā)明主要應(yīng)用于上行鏈路。
圖1還示出了由站u服務(wù)的移動(dòng)站配置的一實(shí)施例(mu表示由站u服務(wù)的移動(dòng)站)。圖中示出了從所述移動(dòng)站朝向服務(wù)站u和其它站(如v)的傳輸路線。
沿所述傳輸路線的傳播損耗稱為衰減。如果移動(dòng)站可測(cè)量相對(duì)于所述基站的衰減，則所述基站為所述移動(dòng)站的所謂“相鄰”站。
圖1A中示出了三個(gè)基站S1、S2和S3，所述各基站分別裝配有一天線，尤其是計(jì)算模塊(S10、S20和S30)。為簡(jiǎn)化，圖中未示出無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的常用電路。移動(dòng)站M處于三基站的服務(wù)區(qū)內(nèi)；假設(shè)所述移動(dòng)站與站S1是激活的電話。例如，站S1、S2處于基站控制器BSC1的控制下；另一基站控制器BSC2控制站S3，及圖中未示出的其它一個(gè)或數(shù)個(gè)基站?？刂破鬟€有計(jì)算功能BSC10和BSC20，及圖中未表示的其它一般功能。所述三基站例如有圖1中小區(qū)所確定的作用范圍。
增加移動(dòng)站的數(shù)量可導(dǎo)致功率分配無(wú)方案的情況(此時(shí)即功率分配不可行)。在這種情況下，系統(tǒng)即處于擁塞狀態(tài)中。
負(fù)載控制的目的在于防止這類情況發(fā)生。本申請(qǐng)中提出了幾種負(fù)載控制方法或算法。
所謂“直接”算法基于一“負(fù)載指示符”，所述指示符被選擇可計(jì)算，表示系統(tǒng)負(fù)載的大小。上行鏈路方向上最常用的負(fù)載指示符來(lái)自基站接收到的總干擾(噪聲與所有移動(dòng)站功率之和)。這由[1]A.J.Viterbi在其文件“CDMAPrinciples of Spread SpectrumCommunications”(1995)中提出。還提出有其它指示符尤其是SINR(“Signal to Interference and Noise Ration”)，及/或位速率(“bitrate”)Dbit或類似的量值。
因此，負(fù)載控制基于比較上行鏈路方向上的所述負(fù)載指數(shù)與一所謂負(fù)載閾值的閾值。一個(gè)新移動(dòng)站只有被提供服務(wù)時(shí)不會(huì)使上行鏈路方向上的負(fù)載指示符超過(guò)閾值時(shí)才會(huì)被允許接入。
所述直接算法具有以下缺點(diǎn)——所述算法所使用的負(fù)載指示符取決于移動(dòng)站的功率，而所述功率隨時(shí)間而波動(dòng)(如隨其移動(dòng))。這迫使操作員必須為負(fù)載閾值選擇一很大的安全余量。另一方面，新呼叫產(chǎn)生的附加負(fù)載必須能大約估算出來(lái)。
——另外，已知的直接算法無(wú)法保證可進(jìn)行功率分配。因此，在真實(shí)系統(tǒng)中，可能會(huì)出現(xiàn)聯(lián)絡(luò)中斷，包括新移動(dòng)站一接入網(wǎng)絡(luò)后立刻中斷。
——另外，在獲得一可行性解決方案前，須不斷重復(fù)直接算法試圖幾次來(lái)解決功率控制問(wèn)題。所述方法可能導(dǎo)致排除不該被拒絕的電話。另外，當(dāng)直接算法必須從無(wú)任何依據(jù)開(kāi)始處理一定基站和移動(dòng)站配置(例如在一模擬工具中)時(shí)，所述直接算法會(huì)很慢。
在另一類所謂“測(cè)試型”算法中，決定作出前，新移動(dòng)站可暫時(shí)被接受。這在下列文件中描述過(guò)[2]Zvi Rosberg、Michael Andersin及Jens Zander在“Soft andsafe admission control in cellular networks”，IEEE Transaction onNetworking 5(2)414-418，1997年4月[3]N.Bambos、S.C.Chen及G.J.Pottie在“Channel accessalgorithms with active link protection for wireless communicationnetworks with power control”，IEEE/ACM Transactions inNetworking 8(5)583-596，2000年10月。
“測(cè)試”型算法的好處在于很可靠，即不會(huì)發(fā)生任何通信中斷，至少在決定作出之前。但是，其執(zhí)行需要太多的時(shí)間以致于難以實(shí)施，尤其在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中。
還提出有一上行鏈路的接入控制算法，所述算法基于有效頻帶概念，產(chǎn)生自使用ATM(Asynchronous Transfer Mode)的RNIS(Reseau Numerique a Integration de Services)廣播網(wǎng)絡(luò)。
J.S.Evans和D.Everitt在其“Effective bandwidth-basedadmission control for multiservice CDMA cellular networks”，IEEETransaction on Vehicular Technology 48，1999年1月。
基于有效頻帶的所述接入控制算法只涉及上行鏈路；它既未考慮功率限制也未考慮噪聲；最后，它為集中式，即它不能獨(dú)立于其它基站地處理各站。
本發(fā)明提出以一種新的方式處理上行方向上即從移動(dòng)站到基站的方向上的接入及擁塞控制。
本發(fā)明的若干特征均可獨(dú)立使用。
當(dāng)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的一組基站時(shí)，則為總PAP標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)只應(yīng)用于唯一一個(gè)基站時(shí)，即為分散式PAP標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明首先提出一上行鏈路方向上的分散式PAP標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)記為UPAP(即“Uplink Power Allocation Principle”)。所述標(biāo)準(zhǔn)可作為上行鏈路方向上功率控制可行性的條件，但卻未考慮功率限制。
若需考慮功率限制，本發(fā)明提出一所謂EUPAP標(biāo)準(zhǔn)(英文即“Extended Uplink Power Allocation Principle”)。
本發(fā)明也提出基于UPAP及EUPAP的分散式接入及擁塞控制算法或機(jī)構(gòu)。
首先研究“無(wú)功率限制”模式的上行鏈路。
可看出，如果所有移動(dòng)站mu的功率均為非負(fù)數(shù)Pmu，這即滿足條件A.1.，則無(wú)功率限制的上行鏈路方向上的功率控制是可行的。所述條件即指各移動(dòng)站的信號(hào)與噪聲干擾比(SINR)大于所述移動(dòng)站的一定閾值。
因而，可考慮上行鏈路方向上的分散式功率分配標(biāo)準(zhǔn)(UPAP)。附錄中條件A.2的表達(dá)式用了同樣在附錄中定義過(guò)的已改變SNIR。其意義如下如果對(duì)各基站u驗(yàn)證了條件A.2，則無(wú)功率限制的上行鏈路方向上的功率控制可行。關(guān)系式A.2中的k代表一安全余量，確定閾值小于1。
現(xiàn)研究“有功率限制”的上行鏈路情況。
可看出如果所有移動(dòng)站mu的功率Pmu均為非負(fù)數(shù)并且同時(shí)滿足下列條件，則有功率限制的上行鏈路方向上的功率控制可行。
——滿足了條件A.1，及——各移動(dòng)站的發(fā)射功率未超過(guò)給定限制，如關(guān)系式A.3.中表示的那樣。所述限制即指可考慮天線增益與損耗的移動(dòng)站的最大功率。
因而可利用EUPAP標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定大于等于0小于1的一常量θ，所述常量稱為上行鏈接平衡(預(yù)算)閾值UBC(Uplink BudgetCondition)，簡(jiǎn)稱為“seuil-bilan”。
如果有很大可能滿足兩條件A.4和A.5，則有功率限制的上行鏈路方向上的功率控制可行。
所述新負(fù)載控制法具有以下優(yōu)點(diǎn)1、為分散式處理，即每次單獨(dú)處理站所服務(wù)的一移動(dòng)站群。
2、所用負(fù)載指示符不僅取決于移動(dòng)站與站之間的衰減，還取決于SINR閾值及功率閾值。
3、所述指示符與傳輸功率無(wú)關(guān)，因而它們不會(huì)在計(jì)算所述功率過(guò)程中，因?yàn)橹貜?fù)而出現(xiàn)波動(dòng)。
4、新移動(dòng)站產(chǎn)生的附加負(fù)載可準(zhǔn)確被計(jì)算出。
5、新負(fù)載控制算法兼具直接及“測(cè)試”式算法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了其缺點(diǎn)。它們既快速又可靠。
本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道如何測(cè)量移動(dòng)站與若干基站之間的衰減。如以UMTS為例，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可測(cè)量一部移動(dòng)站與32個(gè)基站之間的衰減。因此，建立xPAP標(biāo)準(zhǔn)必需的參數(shù)是可得到的。
本發(fā)明可模擬應(yīng)用在一相應(yīng)容量的計(jì)算機(jī)中。
可通過(guò)裝配能至少部分實(shí)施所述算法的一控制裝置，將本發(fā)明應(yīng)用在真實(shí)系統(tǒng)中。所述控制裝置可安裝在基站的計(jì)算器中(在UMTS中稱為Node-B)及/或位于基站控制器內(nèi)的計(jì)算器里(在UMTS中稱為RNC)。例如，它還可安裝在所述兩部件之間。
圖2中，方框100或P1A可保證計(jì)算各移動(dòng)站的負(fù)載xPAP，此處為UPAP。方框200或P2A可保證將給定基站(u)服務(wù)的各移動(dòng)站的負(fù)載相加求和，以確定可行性條件xPAP，此處為UPAP。
此處，方框100實(shí)現(xiàn)兩步驟操作——操作101，即把所有站相對(duì)于移動(dòng)站的衰減的倒數(shù)Lmu，v相加，——操作103，即把101步驟中得出的結(jié)果，乘以已改變的SINR及相對(duì)于服務(wù)站的衰減Lmu，u(“mu”對(duì)應(yīng)所附公式中的“mu”)。結(jié)果即為移動(dòng)站(用戶設(shè)備)的負(fù)載UPAP。
可看出，所述方框P1A實(shí)施了所附關(guān)系式A.2第一項(xiàng)的各步驟，只除了所述關(guān)系式A.2最后一步驟求和。
所述最后一步驟求和在方框200或P2A中實(shí)施，包括以下各步驟——在201中，得到對(duì)于由所述站服務(wù)的各移動(dòng)站的負(fù)載UPAP，必要時(shí)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)所述負(fù)載值。
——在步驟203中把由所述站u服務(wù)的所有移動(dòng)站的所述負(fù)載UPAP求和。求得的和簡(jiǎn)單表示為∑。
——在步驟205中檢查所得和∑是否小于一閾值。
以一計(jì)算模式為例，負(fù)載xPAP(及其它)沒(méi)有維數(shù)(大小(dimension))。因此，可確定閾值為1或?yàn)?-k，其中k為恰當(dāng)選擇的一安全余量，如等式A.2中所表示的。
如果和∑小于閾值1-k，操作207中指示所述基站u可服務(wù)于業(yè)務(wù)。反之，操作209中則指示站業(yè)務(wù)量太大；例如，或所述站所服務(wù)的移動(dòng)站過(guò)多，或所有移動(dòng)站或其中某些電話速率太高。
圖2中所示的UPAP流程即為實(shí)施本發(fā)明的一例，以保證無(wú)功率限制的上行鏈路方向上的功率分配的可行性。
圖2A示出了圖2中所示機(jī)構(gòu)的具體模塊?？煽闯?，它與圖3中的流程類似。
計(jì)算模塊PAP11可為站v實(shí)施在操作101中的倒數(shù)計(jì)算。
如圖2A中的環(huán)形圖所示，可對(duì)所述移動(dòng)站在所有相關(guān)基站v中重復(fù)這一步驟。求得的和存儲(chǔ)在方框12中。
這可由第一計(jì)算管理器PAP10控制。所述管理器可保證控制P1A中實(shí)施的所有計(jì)算(如圖2)，如圖2A中虛線箭頭所示。
總的說(shuō)來(lái)，所有移動(dòng)站都可重復(fù)這步驟，如方框12和13之間的環(huán)形圖所示。因此，方框13可依次為站u的所述移動(dòng)站提供不同負(fù)載UPAP。這樣算出的值可存儲(chǔ)在19中。
因而，控制可由第一計(jì)算管理器PAP10轉(zhuǎn)入可實(shí)施機(jī)構(gòu)P2A的第二計(jì)算控制器PAP20。
例如，可配合存儲(chǔ)器19和方框PAP24實(shí)施這步驟。它可實(shí)施圖2中的前兩個(gè)操作201和203?？捎煤汀苮PaP(u)表示，所述和對(duì)應(yīng)于對(duì)由所述基站u服務(wù)的所有用戶求和。方框24可比較所述和與在入口25所接收的閾值。其目的在于確定是屬于圖2中操作207還是209中的情況，即業(yè)務(wù)是否可被站u接受。
當(dāng)為無(wú)功率限制模式即UPAP時(shí)，根據(jù)關(guān)系式A.2，閾值為等于或略小于1的一值，即1-k。
現(xiàn)研究有功率限制的情況。在圖2A中的裝置24處，這導(dǎo)致——開(kāi)關(guān)25的切換，所述開(kāi)關(guān)現(xiàn)可為裝置24提供閾值θ(而非1-k)，及——實(shí)施計(jì)算函數(shù)UBC，如圖2A中21所示。
為清楚起見(jiàn)，現(xiàn)可實(shí)施的計(jì)算為EUPAP。但這正是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一，它們基本上與圖2中所述的類似。
因此，圖3中間部分P1B和下部分P2B表現(xiàn)的函數(shù)與圖2中的相同，另外標(biāo)號(hào)也相同。唯一不同之處即205步驟中的閾值現(xiàn)為θ，所述閾值也稱為閾值UBC，但不是圖2中的1-k。原則上，閾值θ小于閾值1-k。對(duì)基站附近的移動(dòng)站來(lái)說(shuō)，它可能小于但接近(1-k)；當(dāng)移動(dòng)站遠(yuǎn)離站時(shí)，它減小。這由于可能存在減弱波傳播的障礙，此處涉及的不是地理位置臨近度，而是電磁場(chǎng)臨近度。
在圖3中所述操作P1B和P2B之前，需預(yù)先計(jì)算“UBC條件”，其機(jī)構(gòu)如圖3中P0B中所示。對(duì)各移動(dòng)站而言，所述機(jī)構(gòu)包括——操作211，即計(jì)算分配給移動(dòng)站的最大功率，再除以已改變的SINR及相對(duì)于服務(wù)站的衰減，及——測(cè)試213，即檢查所得結(jié)果是否大于噪聲N除以1-θ，其中θ為UBC閾值。
——如果測(cè)試結(jié)果為正，則移動(dòng)站很可能被站服務(wù)，如215中所示；反之，若為負(fù)，移動(dòng)站原則上不能被站服務(wù)，如217中所示。
當(dāng)測(cè)試為正如215中所示，后面可看出，需重復(fù)圖3中間部分P1B與下部分P2B中所示的計(jì)算，但這次用的是操作205中標(biāo)注為θ的閾值UBC。
原則上這些操作與圖2中的相同，所以不再重新描述。
最后在207或209中得出結(jié)論與移動(dòng)站組相關(guān)的業(yè)務(wù)是否可被所述基站u服務(wù)。
圖3中的模塊POB實(shí)施關(guān)系式A.4的計(jì)算。模塊P1B和P2B實(shí)施關(guān)系式A.5的計(jì)算。
圖3所示的EUPAP流程構(gòu)成本發(fā)明的一實(shí)施例，以極大可能保證有功率限制的功率分配的可行性。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明提出的機(jī)構(gòu)為“分散式”的。
圖4中，簡(jiǎn)寫PAP仍指UPAP或EUPAP計(jì)算(它對(duì)應(yīng)圖2A中的xPAP)。同樣獨(dú)立地對(duì)不同基站(301)而言，可實(shí)施PAP檢測(cè)(303)。如果各站均滿足條件PAP(305)，則總功率分配一定可行(或如果是EUPAP，則可行性很高)，如307中所示。相反，則功率分配不可行，如309中所示。
在所述情況下，必須以絕對(duì)方式實(shí)施所述機(jī)構(gòu)，即每次重新實(shí)施所有計(jì)算，如同當(dāng)任何時(shí)候存在全新的移動(dòng)站/基站配置時(shí)那樣。
當(dāng)然，事實(shí)上，可以相對(duì)方式實(shí)施相同機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)參照對(duì)已接入真實(shí)配置中獲得服務(wù)的一新移動(dòng)站，描述一最簡(jiǎn)單的實(shí)施例。事實(shí)上，這里涉及的是接入給定基站的一新移動(dòng)站所述新電話或?qū)で筮B接，或把電話連接到另一基站中，為此，須考慮基站的改變。
圖5示出了一無(wú)功率限制的上行鏈路方向上的接入控制實(shí)施例，即UPAP型。
圖2A中的存儲(chǔ)器19中存儲(chǔ)有當(dāng)前真實(shí)負(fù)載UPAP和的一常量。(這須假設(shè)當(dāng)前為UPAP模式；當(dāng)然，若為有功率限制模式，則為負(fù)載EUPAP之和)。
當(dāng)新移動(dòng)站呼入時(shí)(401)，操作403則根據(jù)圖2中的計(jì)算函數(shù)P1A，即同樣重復(fù)圖2A中的模塊11、12及13(但對(duì)于模塊12和13只有一次，不是所有移動(dòng)站都重復(fù))，計(jì)算或估計(jì)所述移動(dòng)站的負(fù)載UPAP。
操作406即增加405步驟中存儲(chǔ)的當(dāng)前值新移動(dòng)站的負(fù)載UPAP，并檢測(cè)結(jié)果是否仍小于1-k。如果小于，則移動(dòng)站在407步驟中被接受，負(fù)載UPAP之和儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器19中。如不小于，則在409步驟中移動(dòng)站以無(wú)功率限制模式的名義被拒絕。
圖5中的操作是在圖2A中的管理器10控制下實(shí)施，所述管理器像前面那樣運(yùn)行，只除了它會(huì)禁止計(jì)算函數(shù)12和13的重復(fù)，如前所述。
圖6示出了有功率限制的上行鏈路方向上的接入控制，即基于EUPAP。
運(yùn)行基本上與圖5中的相同。相應(yīng)部件的數(shù)字標(biāo)號(hào)只加上了100.但在503步驟中計(jì)算或估計(jì)移動(dòng)站的負(fù)載EUPAP之前，502步驟中需檢測(cè)新電話是否滿足條件UBC。如果未滿足，則所述移動(dòng)站立刻在504步驟中被拒絕。若滿足，則進(jìn)入操作503，直至最后，在507或509步驟中移動(dòng)站最終被接受或被拒絕。
本發(fā)明還可或另外可(所述特征可單獨(dú)成立)控制上行鏈路方向上的擁塞。
圖7示出了基于UPAP的上行鏈路方向上的擁塞控制機(jī)構(gòu)。
可周期地對(duì)各基站一個(gè)一個(gè)地實(shí)施所述機(jī)構(gòu)。其過(guò)程如下——操作701對(duì)于各移動(dòng)站計(jì)算信號(hào)與噪聲干擾比閾值。所述閾值定義為位能量與噪聲比Eb/No乘以位速率(bit rate)Dbit，再除以碼片速率Dchip的結(jié)果的閾值。所述碼片速率確定了頻譜擴(kuò)展所用載波或副載波時(shí)間段的速率。
——操作703可根據(jù)附錄中的定義，為所述基站的各移動(dòng)站計(jì)算已改變SINR閾值。
——操作705再把站服務(wù)的所有移動(dòng)站的負(fù)載UPAP相加。每次到步驟105時(shí)，須重新計(jì)算負(fù)載UPAP，至少對(duì)已移動(dòng)的電話。
——在707步驟中，減小速率直至操作705中得到的和小于1-k，其中k為相對(duì)于1的一安全余量。
所述安全余量可認(rèn)為與用戶的移動(dòng)性相關(guān)。用戶移動(dòng)性越小，所述安全余量越小。若所有用戶均固定，則其等于零。所述安全余量例如可根據(jù)對(duì)所述移動(dòng)性的估計(jì)或統(tǒng)計(jì)，提前確定，或不時(shí)動(dòng)態(tài)確定。
圖8示出了上行鏈路方向上的擁塞控制算法，但這次有功率限制，即基于EUPAP。
所述操作也與圖7中的相同(數(shù)字標(biāo)號(hào)加上了100)。只有一點(diǎn)不同即在805和807步驟中，閾值不是1-k，而如圖3中那樣，為標(biāo)注為θ的閾值UBC。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施方式中，尤其是其細(xì)節(jié)上，完全可根據(jù)所述原理實(shí)施任何變型。
尤其可根據(jù)已計(jì)算出的值，描述一種以動(dòng)態(tài)方式實(shí)施本發(fā)明的方式?？煽紤]其它“改善”型實(shí)施方式。
同樣根據(jù)本說(shuō)明書，顯然，本發(fā)明的流程及實(shí)施所述進(jìn)程的裝置彼此獨(dú)立，完全可獨(dú)立實(shí)施。
因此，根據(jù)所述功率分配是否受功率限制，上行鏈路方向上的分散式功率分配流程是基于UPAP或EUPAP的。這對(duì)根據(jù)本發(fā)明的單獨(dú)流程是相同的，如——移動(dòng)站的接入過(guò)程及——擁塞控制過(guò)程根據(jù)所述分配是否受功率限制，基于UPAP或EUPAP。
附錄11.1-標(biāo)注 u、v基站 mu基站u所服務(wù)的移動(dòng)站 Lm，v基站v與移動(dòng)站m之間的衰減 N外部噪聲 對(duì)于移動(dòng)站mu的信號(hào)與噪聲干擾比閾值(signal-to-interference-and-noise-ratio SINR) ξ′mu＝ξmu/(1+ξmu)已改變的SINR Pmv移動(dòng)站mv的發(fā)射功率 Pmu移動(dòng)站mu的最大功率 k相對(duì)于1的安全余量
1.2-公式Pmu/Lmu,uN+ΣvΣmv≠muPmv/Lmv,u≥ξ‾mu,∀u,mu---(A.1)]]>Σmu(Σu1/Lmu,v)ξ‾mu′Lmu,u<1-k---(A.2-UPAP)]]>Pmu≤P‾mu,∀u,mu---(A.3)]]>P‾muξ‾mu′Lmu,u≥N1-θ~,∀u,mu---(A.4-UBC)]]>Σmu(Σv1/Lmu,v)Lmu,uξ‾mu′≤θ~,∀u---(A.5-EUPAP)]]>
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的控制設(shè)備，包括一量值計(jì)算器，所述量值與測(cè)得的移動(dòng)站和基站之間的衰減、及/或信號(hào)和噪聲干擾比閾值有關(guān)，還包括一關(guān)于處理新候選移動(dòng)站的決定裝置，所述決定裝置可根據(jù)一預(yù)定機(jī)構(gòu)與計(jì)算器協(xié)作工作，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)包括——對(duì)于各移動(dòng)站計(jì)算負(fù)載的函數(shù)，及——估計(jì)工作條件，所述條件代表由一基站對(duì)移動(dòng)站提供服務(wù)的可行性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述工作條件針對(duì)由于所關(guān)注的站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述負(fù)載計(jì)算函數(shù)包括對(duì)于一移動(dòng)站相對(duì)于相鄰站的衰減的倒數(shù)求和，結(jié)果被乘以與信號(hào)和噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式和服務(wù)站的衰減。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，它在求負(fù)載之和過(guò)程中存儲(chǔ)一數(shù)值，其特征還在于，所述機(jī)構(gòu)不斷計(jì)算候選移動(dòng)站的負(fù)載，更新負(fù)載之和，通過(guò)比較負(fù)載和與一閾值確定是否允許接入所述移動(dòng)站。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算器具有一函數(shù)，能夠相對(duì)于平衡閾值估計(jì)上行鏈接的平衡(UBC)的先決條件(UBC)，其特征還在于，所述決定裝置所用的所述機(jī)構(gòu)首先調(diào)用所述先決條件估計(jì)函數(shù)，若未驗(yàn)證到所述條件，則拒絕該候選移動(dòng)站。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)于一個(gè)移動(dòng)站所述先決條件包括計(jì)算其最大功率，再除以與信號(hào)和噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式及服務(wù)站的衰減。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述工作條件包括一閾值，所述閾值對(duì)應(yīng)于所述平衡閾值(UBC)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，包括第二機(jī)構(gòu)及第二決定裝置，所述第二機(jī)構(gòu)能夠與計(jì)算器協(xié)作以估計(jì)給定基站的非擁塞標(biāo)準(zhǔn)，所述第二決定裝置能夠更改移動(dòng)站的速率，以保持在擁塞標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二機(jī)構(gòu)，對(duì)于各移動(dòng)站，包括計(jì)算信號(hào)與噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式，再調(diào)用利用這些值計(jì)算負(fù)載的函數(shù)，隨后計(jì)算由于所關(guān)注的基站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和，最后比較所述負(fù)載之和與一閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8并結(jié)合權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二機(jī)構(gòu)包括，對(duì)于各移動(dòng)站，計(jì)算信號(hào)與噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的一表達(dá)式，然后——調(diào)用能夠相對(duì)于平衡閾值(UBC)估計(jì)上行鏈接平衡的先決條件(UBC)的函數(shù)，若未驗(yàn)證所述先決條件，則所關(guān)注的移動(dòng)站被拒絕，——對(duì)未被拒絕的移動(dòng)站，則調(diào)用利用上述值計(jì)算負(fù)載的函數(shù)，再計(jì)算由于所關(guān)注的基站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和，比較所述負(fù)載之和與一和平衡閾值相關(guān)的閾值。
11.一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法，所述方法包括以下各步驟a.根據(jù)與移動(dòng)站和基站之間的衰減及/或信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的量值，對(duì)于各移動(dòng)站計(jì)算負(fù)載，b.根據(jù)步驟a.中計(jì)算出的負(fù)載，估計(jì)工作條件，所述工作條件代表由一基站對(duì)移動(dòng)站提供服務(wù)的可行性，c.根據(jù)步驟b.，決定對(duì)新候選移動(dòng)站的處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟b.中的工作條件針對(duì)由于所關(guān)注的站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)于一移動(dòng)站，步驟a.包括——求相鄰站衰減的倒數(shù)之和，——將結(jié)果乘以一與信號(hào)和噪聲干擾比閾值相關(guān)的表達(dá)式、及服務(wù)站的衰減。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟b.包括在計(jì)算負(fù)載之和過(guò)程中存儲(chǔ)一數(shù)值，當(dāng)對(duì)于候選移動(dòng)站重復(fù)進(jìn)行所述方法時(shí)，步驟a.包括計(jì)算候選移動(dòng)站的負(fù)載，步驟b.包括更新負(fù)載之和，并在步驟c.中比較負(fù)載之和與一閾值以便確定該移動(dòng)站是否被允許接入。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟a.包括首先相對(duì)于平衡閾值(UBC)估計(jì)上行鏈接的平衡的先決條件(UBC)，若未驗(yàn)證所述條件，則拒絕所述候選移動(dòng)站。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟a.中的先決條件包括對(duì)于一移動(dòng)站計(jì)算其最大功率，再除以與信號(hào)和噪聲干擾比相關(guān)的一表達(dá)式及服務(wù)站的衰減。
17.根據(jù)權(quán)利要求15和16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟b.中的工作條件包括對(duì)應(yīng)于所述平衡閾值(UBC)的一閾值。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟a.至步驟c.包括對(duì)于給定基站估計(jì)其非擁塞標(biāo)準(zhǔn)，步驟c.包括更改移動(dòng)站的速率，以保持處于擁塞標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，步驟a.包括，對(duì)于各移動(dòng)站，計(jì)算信號(hào)和噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)和噪聲干擾比相關(guān)的一表達(dá)式，并利用所述表達(dá)式計(jì)算各移動(dòng)站的負(fù)載，步驟b.包括計(jì)算由于所關(guān)注的站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和，并把所述負(fù)載之和與一閾值進(jìn)行比較。
20.根據(jù)權(quán)利要求18并結(jié)合權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟a.包括對(duì)于各移動(dòng)站計(jì)算信號(hào)和噪聲干擾比閾值，再計(jì)算與所述信號(hào)和噪聲干擾比相關(guān)的一表達(dá)式，然后——相對(duì)于一平衡閾值(UBC)估計(jì)上行鏈接的平衡的先決條件(UBC)，若未驗(yàn)證到所述條件，則拒絕所述候選移動(dòng)站，——對(duì)于未被拒絕的移動(dòng)站，根據(jù)算出的表達(dá)式計(jì)算負(fù)載，再計(jì)算由于所關(guān)注的基站服務(wù)的移動(dòng)站的負(fù)載之和，并將其與一和步驟b的平衡閾值相關(guān)的閾值進(jìn)行比較。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法，所述方法包括以下各步驟a.根據(jù)與移動(dòng)站和基站之間的衰減及/或信號(hào)與噪聲干擾比閾值相關(guān)的量值，對(duì)于各移動(dòng)站計(jì)算負(fù)載(P0B和P1B)，b.根據(jù)步驟a.中計(jì)算出的負(fù)載，估計(jì)工作條件，所述工作條件代表由一基站對(duì)移動(dòng)站提供服務(wù)的可行性(201和205)，c.根據(jù)步驟b.(207和209)，決定對(duì)新候選移動(dòng)站的處理。本發(fā)明還涉及與該方法相關(guān)的設(shè)備。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1551646SQ200410042030
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者弗蘭克斯·巴塞利, 巴特洛梅杰·布拉斯克澤斯恩, 莫翰德·卡德赫姆·卡利, 卡德赫姆 卡利, 弗蘭克斯 巴塞利, 梅杰 布拉斯克澤斯恩 申請(qǐng)人:法國(guó)電信公司