CN1628473A - 用于定出无线通信系统的尺寸的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
定出被配置来支持多个应用的无线通信系统的尺寸的方法。该方法包括：对于每个应用，估计将使用该应用的无线通信系统的订户的百分数。然后，至少部分地根据将使用该应用的订户的估计百分数，确定对于该应用的订户轮廓。然后，至少部分地根据对于该应用的订户轮廓，确定对于该应用的每订户忙时业务量比。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求在35 U.S.C.§119下的、序列号为No.60/236,927的美国临时申请的优先权利益，该申请在2000年9月28提交，在此全文引入，以供参考。
发明背景
1.发明领域
本发明总的涉及无线通信，更具体地，涉及用于定出无线通信系统的尺寸的系统和方法。
2.背景
在无线通信系统中，无线电系统工程师必须能够确定在给定的区域中支持给定数目的用户所需要的基站数目。这个处理过程，对于本说明书和跟随的权利要求来说，被称为定出无线通信系统的尺寸。在纯电路交换系统中，这不是问题；然而，当引入分组数据时，就变得很难确定所需要的基站的数目。这是因为分组数据能力允许订户应用(诸如，万维网接入，电子邮件，和多媒体应用)的复杂的混合。这些应用大大地增加了影响无线通信系统的容量的变量数目。例如，新的变量包括分组的突发性，分组尺寸，延迟约束条件，和延迟变量。不幸的是，被使用来跟踪这些变量的传统的分组数据统计特性与被使用来跟踪这些影响电路交换应用的变量的统计特性不相关。
具体地，传统上被使用来测量用于话音中心系统的容量的Erlang(爱尔兰)模型不能应用于分组数据应用。简单地，Erlang模型使用每秒进入的呼叫的平均数，以每秒计的、一个呼叫的平均长度，和可提供用来进行呼叫的线路数目。如果这三个变量是已知的，则可以应用Erlang公式来确定没有线路可供其使用的进入呼叫的百分数，即，被阻塞或延迟的呼叫的百分数。
Erlang公式具有以下形式：
其中t＝进入呼叫的数目；
以及c＝线路的数目。
业务量t常常以无量纲单位“Erlang”表示。以Erlang计的业务量是表示在没有阻塞时将被占用的线路或电路的预期数目的一个数。它可以通过把每个单位时间的呼叫的总的预期数目，即每秒的平均进入呼叫，与每个呼叫的平均长度相乘而得到。公式(1)的左边提供被阻塞的呼叫的比例。所以，如果(t)和(c)是已知的，则被阻塞的呼叫的数目可被确定。
实际上，现代系统需要比起由公式(1)提供的、复杂得多的模型，但基本原理仍旧是相同的。所以，无线电系统工程师在规划需要多少基站和把它们放置在何处时，会考察业务量(t)，可提供的电路的数目(c)，以及被认为可接受的阻塞呼叫的数目。因为系统的复杂性，业务量(t)是根据考虑诸如无线电资源管理方案和用户移动性对每个呼叫的业务量的影响问题的复杂业务量模型而被确定的。被阻塞的呼叫的数目被称为业务等级(GOS)。通过规定GOS和按照适当的业务量模型确定业务量(t)，无线电系统工程师可确定所需要的电路的数目(c)。GOS典型地应用到忙时，后者是滑动的60分钟时间段，在此期间，出现给定的24小时时间段中最大的总的业务量负荷。然而，分组数据应用不使用GOS。而是分组数据应用的特征在于服务质量(QOS)，它用误比特率(BER)来度量。因此，分组数据应用考察与阻塞的呼叫数目成对比的、误码的数目。传统的模型不提供使得电路交换应用中的GOS要求与分组数据应用中QOS要求等同的方法。
发明概要
按照本发明的一个方面，用于定出一支持电路交换和分组数据应用的无线通信系统的尺寸的系统和方法被提供作为使GOS和QOS要求等同的一个方法。这个方面的一个特性是工程师可以更好地确定在无线通信系统的给定业务区域中支持给定数目的用户所需要的基站最佳数目。
在一个实施例中，提供了定出被配置成支持多个应用的无线通信系统的尺寸的方法，其中，对于每个应用，都估值将使用该应用的无线通信系统的订户的百分数。然后至少部分地根据将使用该应用的订户的估计百分数而确定对于该应用的订户轮廓。每订户忙时业务量比然后至少部分地根据对于该应用的订户轮廓而对于该应用被确定。
该方法还可包括从对于每个应用的每订户忙时业务量比来确定对于该无线通信系统的总的每订户忙时业务量比。然后，估计对于该无线通信系统的总的业务量容量。然后通过把估值的总的业务量容量除以总的每订户忙时业务量比而被计算该无线通信系统将支持的订户的数目。
当结合附图考虑时，从以下的优选实施例的详细说明将明白本发明的其他方面，优点和新的特征。
附图简述
这里教导的本发明的优选实施例是作为例子，而不是作为限制，来以附图显示的，其中：
图1是显示示例性无线通信系统的方框图。
图2是用于确定无线通信系统(诸如，图1显示的系统)的容量的方法的流程图。
优选实施例详细描述
图1上显示无线通信系统100的结构。在无线电信系统中，覆盖区域被划分成多个小区。系统100被划分成三个互连的部件或子系统：多个移动装置(它们的一个例子被表示为移动装置102)，基站子系统(BSS)104，和移动交换中心(MSC)118。一般地，移动装置102是由系统100的订户携带的移动设备。传统上，在无线通信系统100中使用的移动装置是话音中心装置，诸如蜂窝电话。然而，最近，数据中心装置，诸如膝上型电脑和PDA，通常被设计用于移动应用。而且，即使今天的蜂窝电话也典型地被配置成用于数据应用。
BSS 104包括多个基站收发信台(BTS)(它们的一个例子被表示为BTS 108)，和基站控制器(BSC)110。BTS 108通常是在小区的中心，以及包含一个或多个带有天线的发射机。小区是特定的BTS 108的覆盖区域。低功率发射机被利用，以使得在一个小区中使用的频率可以在离得足够远的几个小区中被使用，以避免干扰。BTS 108建立无线电链路以及操纵通过空中接口112与移动装置102进行的无线通信。每个BSC110管理多个BTS 108。这涉及到分配和管理无线电“信道”和控制涉及移动装置102从BTS 108到另一个BTS的通信“切换”。BTS 108和BSC 110通过标准化的“Abis”接口114进行通信，以及BSC 110又通过标准化的接口116与MSC 118通信。例如，接口116可以使用标准化的基站应用部分(BSAP)协议或标准化的SS7协议。MSC 118管理在移动装置102之间的和在移动装置102与公共网之间的通信。MSC 118可接口到的公共网的例子包括综合业务数字网(ISDN)120和公共交换电话网(PSTN)122。
系统100可以经常支持各种各样的数据业务。例如，MSC 118可以通过ISP 132把移动装置102接口到互联网。MSC 118可以通过PSTN 120或ISDN 122被接口到ISP 130，但互联网使用非实时通信的分组数据通信。因为非实时通信对于话音通信是不可接受的，系统100使用电路交换载体134来载送通信到和自该移动装置102。所以，当把MSC 118接口到互联网时，也包括分组-组装器-分拆器(PAD)(未示出)。PAD把来自移动装置102的电路交换通信变换到分组数据通信，以及反之亦然。
然而，随着移动数据应用的增多，产生了对于移动装置102的更快速的数据业务的需要。像互联网那样，移动数据业务可使用非实时通信。所以，无线通信系统，如系统100，典型地包括分组数据载体136，用于在移动装置102与互联网之间传送分组数据。典型地，移动分组数据不是由MSC 118控制。而是，分组数据业务网(PDSN)138操纵在移动台102与互联网之间通过分组数据载体136的通信。PDSN 138包括分组数据核心网140，授权、鉴权和计帐节点(AAA)142以及原籍代理(homeagent)144。分组数据核心网140操纵在移动装置102和互联网之间的业务量的路由。原籍代理144是在移动装置的原籍网上的路由器，该路由器在移动装置远离它的原籍网时发送分组到移动装置。它也保持登记的移动装置的当前位置信息，被称为移动性捆绑。AAA 142是存储有关业务和对于移动台102的鉴权的信息的服务器。AAA服务器也可提供安全参量。
不同的数据业务，无论是电路交换的还是分组交换的，将分别需要不同的GOS或QOS。今天，互联网提供被称为“尽力”的业务。当发送分组时，假定在那个时刻还提供了其他业务的话，网络会尽力地转发该分组，但网络不会对传递速率或将完全传递该分组作出具体的保证。许多计算机应用非常自然地运行在不保证带宽的范围中，以及尽力业务已被证明是有效的。尽力业务在当前的用户之间分割可提供的带宽。使得应用有时运行得慢一点，通常并不造成严重的用户不满意。对于诸如远程文件访问的应用，事实上，尽力业务已证明是非常有效的。当然，尽力业务只在极限范围内是可容忍的，以及完全拥塞的网络将是不可接受的。
尽力业务的替代者是需要业务源宣称它的业务要求的业务，这样，网络可保留和保证这个业务，或明确地拒绝该请求。当有额外的带宽时，尽力业务和保留带宽业务都工作得很好，使用户高兴。但当有拥塞时，要在使得所有的用户多少有些减慢(如尽力业务的情形)或完全拒绝某些用户以便用保留的带宽充分服务于其他用户之间作出选择。对于某些应用，诸如实时音频和视频，保留业务可能是优选的。因此，系统100可以在各种各样的载体业务上提供多种数据应用。载体业务中的这种变化由QOS描述，它在技术界中被理解为覆盖了控制延迟，带宽，保证度对共享度，丢失率，等等。
互联网和移动数据分组应用从单个尽力业务移到更复杂的模型，该模型带有对于QOS的明确任选项，以支持诸如视频和音频的新的应用。在电路交换一边，不同的载体依据GOS被规定。例如，用于CDMA2000无线通信系统的一个业务量模型使用两个载体业务任选项，用于电路交换话音应用。第一个业务任选项，速率组1，运行在从9.6Kbps到1.2Kbps。第二个业务任选项，速率组2，运行在从14.4Kbps到1.2Kbps。CDMA2000标准允许在速率组1(9.6kbps)，速率组2(14.4kbps)的电路数据业务任选项，以及在64kbps的新的业务任选项。为了有效地使用新的业务任选项，需要端到端的ISDN业务。对于分组数据应用，CDMA2000阶段1将提供144kbps的最大分组交换业务速率。
从订户(最终用户)和源应用来看，四个主要的类别被识别，它们更好地表征分组交换数据业务图案：交互，背景，会话，和流化。为了保持满足交互类别要求的QoS，最终用户要求是请求-响应序列以及有用负荷内容被保存。交互类别也可被分类为非实时的。一个很好的例子是传统的万维网应用或电子邮件。在背景类别中，唯一的最终用户QoS要求是有用负荷内容被保存。对延迟或延迟的变化没有设置期望值。背景类别也可被分类为非实时的。背景业务可包括当用户被接到网络(但不一定是主动的)时被推到或拉自该终端的数据。例子是股市信息，体育新闻，电子邮件，传真等等。其他的例子可以是DNS业务，其他移动信息业务(都是与商业和社会有关的)，以及终端性质的软件下载。这些业务应当是低成本的，以及利用了空闲带宽。在交互类别中的业务在调度时比起背景类别业务具有更高的优先级，这样，只在交互应用不需要传输资源时，背景应用才使用它们。应当指出，定义成交互类别的某些邮件业务也可被看作为背景类别的一部分。交互类别和背景类别主要打算用于传统的互联网应用，像万维网应用，电子邮件，远程登录(Telnet)，FTP，和新闻。在这两个类别中，资源被动态地保留，以及交互应用的响应性通过分隔开交互和背景应用而被确保。
在对话类别中，基本QoS特性是保持在源信息和具有低双向延时的信息流的最后目的地之间的时间关系(变化)。这个类别是对延时最敏感的，所以，如果必须的话，即使要以有用负载内容为代价，也必须保持延时。对话类别也可被分类为实时的。对于这个类别的打算的应用是语音。在流类别中，基本QoS特性是保持在源信息和该信息流的最后目的地之间的时间关系。因为流类别业务对延迟不如对话类别业务那样敏感(然而，它对延迟变化敏感)，所以比起对话类别它可以允许更好的错误率。流类别也可被归类为实时的。这个类别的很好的例子是来自一个网站的视频/音频流。对话类别和流类别打算载送实时业务流，如语音和视频流。而交互和背景类别具有传统的互联网应用的特性，如万维网应用和电子邮件，以及用于多个纵向应用，如遥测和销售点。对于实时应用而言以下的特性是所关心的：(1)一个会话(即，‘呼叫’)的持续时间，(2)每个会话的字节量增加和降低，(3)分组尺寸增加和降低，(4)每天的会话(即，‘呼叫’)数目，以及(5)在一天中的会话(即，‘呼叫’)的分布。
在定出实施分组数据和电路交换应用的无线通信系统的尺寸中一个主要挑战是在订户应用(诸如话音、万维网访问、电子邮件、多媒体等等)的复杂混合中确定扇区容量的大小。在这样的系统中，影响扇区容量的变量是诸如分组的突发性、分组尺寸、延迟约束、延迟变量等等，其数目是非常高的。使用多步骤处理过程，使用查找表、伸展表和传播模型的定尺寸工具可被使用来克服这些问题。现在讨论由这样的工具使用的方法。在开发工具时，相对于呼叫模型变量和它们对数据吞吐量的影响而作出工程简化。传统的表示容量的方法，如Erlang数，在这里由于分组交换的应用而不太适用，所以，业务量用在忙时中(在前向和后向链路中)载送的比特来表示，以及容量用每秒比特来表示。
图2是显示由工具使用的多步骤处理过程的流程图。在本说明书末尾处的表1显示将多步骤处理过程施加到假设的系统而得出的某些样本结果。以及表1的A列列出可提供的载体业务和应用。在步骤202，必须确定每个应用的订户畅销度，以及通过使用该畅销度，找出在给定的时间使用特定应用的总的订户的百分数。为了作出这个判定，把预订与给定的应用有关的载体业务的总的订户百分数与实际使用该应用的订户的百分数相乘。然后，把该乘积与使用率缩放因子相乘，这个因子是打算近似典型的订户将实际使用该应用的时间的百分数。这个计算可通过使用表1的第一个应用而显示，该应用是通过分组数据载体业务的万维网应用，带有图象。B列显示预订可应用的载体业务的订户百分数，该可应用的载体业务在这种情形下是分组数据载体业务。C列显示预订万维网应用的订户的百分数。以及F列显示这些订户实际上正在使用该业务的时间的百分数。因此，步骤202包含使被存储在B，C和F列中的数值相乘，以及把结果存储在H列。对于所考虑的万维网应用，计算的结果是：.80×.20×.50＝.08或8％。
接着，在步骤204，确定平均的订户轮廓。这个确定牵涉到对于每个应用估计每天由典型的订户参与的应用会话的数目(D列)，以及把该估值与对于每个会话的平均时间(以秒计)相乘(E列)。然后，把这个乘积除以3600(一小时的秒数)，以产生忙时因子(G列)。继续进行对于被使用来显示步骤202的万维网应用的分析，这个计算的结果是：(3×250)/3600＝.20或20％。然后，使忙时因子乘以在给定的时间使用特定应用的订户的百分数，即，在H列中的数值，和对于这些用户中每个用户的会话数目，即，被存储在D列中的数值，这样得出的结果被存储在I列中，这个计算的结果是：.20×.08×3＝.048。
换句话说，被存储在I列中的结果代表在无线通信系统中对总的订户平均的、每订户忙时呼叫/会话。由于这个计算是对于每个应用，即，对于在表1的A列中列出的每个应用进行的，所以这个计算提供对于每个应用的订户的平均使用特性，或在忙时的平均订户轮廓。该轮廓然后可被使用来计算每个订户的总的忙时数据比特要求，它被称为“原始数据比特”。原始数据比特是对于分组数据和电路交换应用的共同的测量准则。一旦对于每个应用确定了原始数据比特，它们就可以以纯算术方式被相加，以清楚地描述系统中在所有的应用上每个用户的业务量。在下面的讨论中将清楚地说明找出和使用对于每个应用的原始数据比特的处理过程和重要性。
在步骤206中，计算以每订户每忙时千字节计的平均忙时业务量(KB/BH/用户)。然而，首先，通过把每个会话的分组呼叫的数目(J列)乘以每个呼叫的数据报数目(K和L列)和每个数据报的字节数目(M和N列)，而找出每个应用的总的千字节。这是对于前向和后向链路实行的。其次，使每个应用的总的千字节乘以从步骤204得出的平均订户轮廓，将其结果存储在O和P列。应当指出，对于电路交换应用，并没有应用每个呼叫的数据报数目和每个数据报的字节数目；所以，在表1中对于电路交换应用，这些列是空白的。对于当前的例子，每个订户的平均忙时业务量是：
(10×60×650)×.048＝18.72KB/BH/用户 (前向链路)
(10×30×65)×.048＝.936KB/BH/用户 (后向链路)
应当指出，出现在表1中的实际数值比起这里计算的数值略有不同，这是因为在舍入各个结果和子结果中的差。另外，在步骤206执行的计算也计及各种额外开销比特。例如，如果无线通信系统是CDMA2000TM系统，则步骤206可以计及被包括在CDMA2000TM模型中的额外开销比特。
因为表1包含对于CDMA2000TM系统的数据，所以被包含在O和P列中的实际数值不同于以上的计算所预测的数值。然而，基本上，O和P列的数值是通过以上的计算得到的。
系统100的某些实施例并不实现一个支持具有不同QoS要求的业务类别的多用户调度器。而是，这些实施例使用基于尽力原理的单个用户调度器，其中5秒的延迟约束条件典型地被看作为合理的限制。所以，当前的实施例把所有的分组数据应用都看作为交互业务类别以及把电路交换应用看作为对话类别。交互类别主要由诸如万维网浏览的应用使用，以及具有以下的业务会话特性：
(1)一个会话的持续时间；
(2)在一个会话中的请求数目；
(3)每个会话的字节量增加和降低；
(4)分组尺寸增加和降低
(5)文件尺寸降低；
(6)请求间的时间；
(7)每天的会话数目；
(8)用户接入(速率，QoS)(例如，具有最大速率的尽力)；以及
(9)一天内的会话分布。
被存储在表1的D，G，J，K，L，M和N列中的数值描述这样的特性。因此，至今为止几乎所有的数据都是当前具有UMPS缺省值的输入数据。O和P列开始确定每个订户的忙时业务量的分析。这是对于每个应用进行的，以及O和P列存储对于前向和后向链路的在忙时中每订户千字节。这个业务量的总和实际上是在忙时期间对于每个应用处理的有用负载。它是考虑系统中整个群体的每订户平均。随后的分析关系到有关这个有用负载的各种额外开销，以及试图找出在两个方向上空中链路中的原始数据比特。
一个这样的额外开销是调度效率因子，它是在步骤208对于分组数据和电路交换应用找出的。对于分组数据应用，在不同的数据速率下调度效率是数据突发性(即它的占空比)以及类似分组尺寸的特征的一个因子。对于在ISO-2000-A(CDMA2000)系统中的前向链路吞吐量的模拟被提供在Vieri Vanghi，IS-2000A前向链路吞吐量(Vangi)，EWU/TT/R-00：002中，该文件整体地在此引用，以供参考，以及它被使用来提供用于以下的调度效率计算的某些细节。调度效率分别对于前向和后向链路被存储在S和T列中。通过使用对于每个用户的、效率数字(S和T列)和在O和P列中的业务量，对于每个应用确定相应于100％的调度效率的原始数据比特。记住100％调度效率是理想的数字，它只是在系统中没有约束条件(诸如延迟约束，延迟变化等等)的情形下才是可能的。
表2说明对于分组数据应用的调度效率的示例的计算。表2中的调度效率是与分组呼叫模型的活动性因子或占空比有关的。假设，效率因子是与活动性因子成线性关系。还假设，通常，这个方法应用到任何呼叫模型，以及所假设的5秒的延迟约束被认为是在尽力实施方案中最小的性能限制。所以，如果对于至少两个数据速率的活动性因子是已知的，则可以推导出线性方程，来找出对于任何数据速率的调度效率因子。
表2
| 数据速率 | 活动性因子 | 调度效率 |
| 38.4kbps | A1＝0.089 | N1＝0.68 |
| 9.6kbps | A2＝0.385 | N2＝0.74 |
表2的调度效率呼叫模型是取自Vanghi，这样，平均分组尺寸是4.1千字节，分组到达间的时间是10秒，以及会话持续时间是10个分组，具有5秒的最大延迟。因为假设了对于用户的调度效率与信道活动性因子之间的线性关系，所以一个线性方程可被应用到以上数据点，以找出该关系的斜率和交截点。以下的方程被使用来找出斜率：
斜率M＝(N2-N1)/(A2-A1)；
＝(0.74-0.68)/(0.385-0.089)；
＝0.2027
为了找出交截点，我们应用(N-N1)＝M×(A-A1)，其中我们代入A＝0；因此。交截点C＝N＝0.68-0.2027(0.089)＝0.662，以及在活动性因子A时的调度效率N现在被给出为：
N＝M×A+C；或
N＝0.2027×A+0.662 (2)
这个公式是简化的，以及通过以下的逻辑被证明为正确的：如果用户峰值数据速率是常数和活动性因子被减小，则调度器必须在系统中容纳更多的用户，以便充分利用可提供的带宽。更多的用户自然意味着：调度效率下降以及在由公式(2)显示的模型下，当信道活动性因子下降时，调度效率确实真的下降。同样的逻辑应用到较高的信道活动性因子的相反情形。如果用户峰值数据速率被增加，以及恒定的活动性因子被保持，则系统中用户的数目将不得不被减小，以便容纳每个用户的增加的平均数据速率。因此尽管增加的数据速率可能提示调度效率的减小，但较小的订户数目将意味着相反的结果，以及总的调度效率将保持不变。在这种情形下，信道活动性因子将决定调度效率。在这些条件下，这两个值保持不变。另一方面，如果用户数据速率增加伴随有活动性因子的按比例的减小，则调度效率也下降，这也由在公式(2)中显示的模型表示。
所以，公式(2)被使用来计算对于表1的任何呼叫模型的调度效率。从以上例子继续，对于万维网应用的调度效率因子可以通过使用公式N＝0.2027×A+0.662被确定，其中根据该计算是对于前向还是后向信道进行，而使A用被存储在O或P列中的数值分别除以Q或R列中的数据速率而得出。对于万维网应用，该计算是：
0.2027×(19.2/38.4)+0.662＝.76335 (前向链路)
0.2027×(1.416/38.4)+0.662＝.66948 (后向链路)
在步骤208，电路交换应用被稍微不同地对待。目标是表征该电路交换应用，以便达到与对于分组数据应用计算的相同的原始数据比特数字。这将允许二者被合并，找出总的电路交换和分组交换业务量比特。话音和其他电路交换应用，如传真，是实时的；所以，它们具有严格的延迟约束条件以及严格的延迟变化约束条件。因此，显然它们应当具有相对较低的效率因子。传统的业务等级的概念(或阻塞概率)现在被转换成等价于分组交换应用中的调度效率因子的低效率因子。考虑ErlangB模型和2％GOS，36条干线给出仅仅28Erlang的Erlang容量。这实际上意味着约28/36＝78％的效率因子。
应当指出，这是新的业务量工程方法，以及被创建来把分组数据和电路交换的应用合并成一个测量。Erlang B模型效率因子在话音应用中等价于调度效率因子。由于Eb/Io要求(它是被使用来表示对于特定信号的信号噪声比的度量)对于话音比对于分组数据大了约1.3dB，所以调度效率计算包括另一个用于电路交换应用的效率因子，相应于10^(-1.3/10)＝74％。这两个因子导致58％的平均利用效率。所以，被存储在S和T列中的、对于电路交换应用的数值是0.58。为了计算话音呼叫的Erlang效率，考虑从呼叫接纳控制看来可提供用于话音呼叫的整个空中链路容量。这意味着，话音呼叫在呼叫接纳中得到超过数据呼叫的优先级。
对于这一点的处理过程初步只考虑空中接口上的有用负载，但在步骤210也考虑在空中接口和物理层上的编帧的额外开销。为了简化和后向兼容性起见，用于电路交换的话音的这些值被汇集成话音活动性因子。对于数据应用，这些数值对不同的数据速率进行计算。U和V列在物理层将这个编帧额外开销引入到前向和后向链路中。指出当数据速率上升时编帧额外开销降低是有趣的。这是由于更多的比特为了更高的数据速率而被分组为相同的20ms帧，而CRC和结尾的比特保持为不变。类似的额外开销由于在RLP/MUX-PDU/LTU帧中的MAC层额外开销，以及RLP重新传输额外开销，而加上。MAC层额外开销被显示在W和X列。RLP重新传输额外开销被显示在Y和Z列。
在步骤212，确定每个订户的归一化忙时业务量(归一化业务量)。所以该归一化业务量是原始数据比特。从和AB列存储该考虑来自先前步骤的额外开销影响的归一化业务量。对于各个电路交换的和分组数据应用的原始数据比特被归一化，这样，在空中接口容量方面，它们现在是相同的。因此，它们可以以代数方式被求和。在步骤214，总的每订户忙时业务量(总的原始数据比特)被计算为对于每个应用被存储在AA和AB列中的数值的简单相加。接着，在步骤216，通过把每个订户的业务量除以总的扇区容量，而确定每个扇区的、以订户数计的总的扇区容量。
表3分别概述对于话音吞吐量的扇区容量，对于分组数据用户的有效吞吐量，和分组数据原始吞吐量。表3是基于从Vanghi得出的信息，例如，数值是对于60°的天线，NoW＝-105dBm，话音Eb/Io＝6dB，以及分组数据Eb/Io＝4.7dB，被确定的。
表3
| 信道模型 | 话音吞吐量*[Kbps] | 分组数据吞吐量[Kbps]以9.6Kbps/用户(74％使用率) | 分组数据吞吐量[Kbps]以19.2％Kbps/用户(71％使用率) | 分组数据吞吐量[Kbps]以38.4％Kbps/用户(68％使用率) | 分组数据吞吐量[Kbps]以76.8％Kbps/用户(65％使用率) | 分组数据吞吐量[Kbps]以153.6％Kbps/用户(62％使用率) | 分组数据原始吞吐量[Kbps]以100％使用率) |
| 郊区 | 189 | 250 | 240 | 230 | 220 | 210 | 338 |
| 市区 | 156 | 195 | 186 | 179 | 171 | 163 | 263 |
对于话音吞吐量，效率因子因为已提到的两个因素而非常低：第一，电路交换的话音具有对于GOS的2％的Erlang B因子，导致低效率；以及第二，比数据更高的Eb/Io要求有1.3dB或65％的另一个校正。在步骤216，表3中的吞吐量被使用来计算扇区容量。对于城市和城郊环境的扇区容量被分开地计算。因此，给定以Kbps计的扇区容量和在忙时中每个用户的原始数据比特后，扇区容量依据每频率分配每扇区支持的用户数目被计算。
这是简单的方法，但大大地有助于了解和评估从电路交换到分组交换应用的示范改变。当前的实施例并不实现所需要的每个QoS的订户业务类别，例如，交互、背景、对话和流，而是使用在尽力原理上运行的带有5秒的延迟约束条件的单个调度器。但是已经为具有保证的QoS的业务类别的未来改变预作安排，在多个业务类别被引入时，将导致增加的效率。在表1和在对于模型的下面的假设中使用的几个数值是从George Bertini的、用于CDMA2000 1xRTT的订户业务量模型，EWU/UT1551-3/FCP101 0746中得出的，这些模型整体地在此引用，以供参考。
在表1中实施的模型容易转换成伸展表，它在用于确定无线通信系统(如系统100)的容量的工具中被使用。如前所述，这个容量分析也可以基于逐个扇区地被完成。容量分析的结果然后可被使用来定出系统的尺寸，以确保适当的容量对于所有的订户是可提供的。
虽然已显示和描述本发明的实施例和实施方案，但应当看到，更多的实施例和实施方案属于本发明的范围内。因此，除了按照权利要求和它们的等价物外，本发明并不被限制。
表1
| 载体业务(应用模式) | 预订载体业务的百分数 | B使用应用模式的百分数 | 每天的会话(呼叫) | 会话(呼叫)持续时间 | 使用率缩放因子 | 忙时因子 | 使用呼叫类型的总的订户的百分数(F*C*B) | 每个订户平均的BHCA/SA(H*D*G)AVERAGE |
| A | B | C | D | E | F | G | H | I |
| CS/PS(应用模式) | (％) | (％) | (秒) | (％) | ％ | ％ | BHCA/BHSA | |
| PS数据(万维网应用w/图象开) | 80％ | 20％ | 3 | 250 | 50％ | 20％ | 8.000％ | 0.048 |
| PS数据(万维网应用w/图象关) | 80％ | 10％ | 3 | 250 | 50％ | 20％ | 4.000％ | 0.024 |
| PS数据(万维网应用迷你浏览器) | 80％ | 70％ | 3 | 250 | 50％ | 20％ | 28.000％ | 0.168 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑取带有附件) | 80％ | 30％ | 5 | 60 | 50％ | 20％ | 12.000％ | 0.12 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑取w/o附件) | 80％ | 30％ | 5 | 60 | 50％ | 20％ | 12.000％ | 0.12 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑发送带有附件) | 80％ | 30％ | 1.5 | 60 | 50％ | 20％ | 12.000％ | 0.036 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑发送(不带有附件) | 80％ | 30％ | 1.5 | 6 | 50％ | 20％ | 12.000％ | 0.036 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，取(带有附件) | 80％ | 70％ | 5 | 60 | 50％ | 20％ | 28.000％ | 0.28 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器， | 80％ | 70％ | 5 | 60 | 50％ | 20％ | 28.000％ | 0.28 |
| 取(w/o附件)) | ||||||||
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，发送(带有附件)) | 80％ | 70％ | 2 | 5 | 50％ | 20％ | 28.000％ | 0.112 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，发送(w/o附件) | 80％ | 70％ | 1 | 1 | 50％ | 20％ | 28.000％ | 0.056 |
| PS数据(销售点) | 80％ | 4％ | 120 | 10 | 50％ | 20％ | 1.600％ | 0.384 |
| PS数据(推(类型1)) | 80％ | 5％ | 10 | 5 | 50％ | 20％ | 2.000％ | 0.04 |
| PS数据(推(类型2)) | 80％ | 5％ | 30 | 1 | 50％ | 20％ | 2.000％ | 0.12 |
| PS数据(推(类型3)) | 80％ | 5％ | 2 | 120 | 50％ | 20％ | 2.000％ | 0.008 |
| PS数据(本地化(拉)) | 80％ | 1％ | 1440 | 1 | 50％ | 20％ | 0.400％ | 1.152 |
| PS数据(遥测(拉)) | 80％ | 1％ | 24 | 1 | 50％ | 20％ | 0.400％ | 0.0192 |
| PS数据(其他非实时(拉)) | 80％ | 3％ | 1 | 600 | 50％ | 20％ | 1.200％ | 0.0024 |
| PS数据(分组视频(多媒体)) | 80％ | 1％ | 3.75 | 300 | 50％ | 20％ | 0.320％ | 0.0024 |
| PS数据(VoIP(话音)) | 80％ | 4％ | 4 | 80.625 | 50％ | 20％ | 1.600％ | 0.0128 |
| PS数据(其他实时(多媒体)) | 80％ | 4％ | 1 | 300 | 50％ | 20％ | 1.600％ | 0.0032 |
| CS数据(长多媒体) | 0％ | 0％ | 1 | 1800 | 0％ | 20％ | 0.000％ | 0 |
| CS数据(短多媒体) | 25％ | 6％ | 5 | 300 | 100％ | 20％ | 1.500％ | 0.015 |
| CS数据(其他数据呼叫(多媒体)) | 25％ | 3％ | 5 | 300 | 100％ | 20％ | 0.750％ | 0.0075 |
| CS话音(9.6K) | 100％ | 100％ | 4.5 | 90 | 100％ | 20％ | 100.000％ | 0.9 |
| CS话音(14.4K) | 100％ | 0％ | 4.5 | 90 | 100％ | 20％ | 0.000％ | 0 |
表1(续)
| 载体业务(应用模式) | 每个会话的分组呼叫数 | 一个请求内数据报的数目 | 数据报的平均尺寸 | 每个订户的平均忙时业务量 | 峰值数据速率(在CS话音下的平均值) | 调度效率因子 | |||||
| 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | ||
| A | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T |
| CS/PS(应用模式) | 字节 | 字节 | 字节 | 字节 | 千字节/BH/用户 | 千字节/BH/用户 | kbps | Kbps | |||
| PS数据(万维网应用w/图象开) | 10 | 60 | 30 | 650 | 65 | 18.72 | 0.936 | 38.4 | 38.4 | 0.728088646 | 0.665505021 |
| PS数据(万维网应用w/图象关) | 10 | 30 | 15 | 650 | 65 | 4.92 | 0.474 | 38.4 | 38.4 | 0.695149896 | 0.663858083 |
| PS数据(万维网应用迷你浏览器) | 10 | 6 | 3 | 150 | 65 | 3.192 | 2.0076 | 38.4 | 38.4 | 0.663731396 | 0.662540533 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑取带有附件) | 1 | 630 | 315 | 325 | 65 | 24.69 | 2.577 | 76.8 | 38.4 | 0.734097504 | 0.676498681 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑取w/o附件) | 1 | 15 | 8 | 325 | 65 | 0.705 | 0.1824 | 38.4 | 38.4 | 0.665519097 | 0.662453964 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑发送带有附件) | 1 | 315 | 630 | 65 | 325 | 0.7731 | 7.407 | 38.4 | 76.8 | 0.676498681 | 0.734097504 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑 | 1 | 8 | 15 | 65 | 325 | 0.05472 | 0.2115 | 38.4 | 38.4 | 0.666539635 | 0.697190972 |
| 发送不带有附件) | |||||||||||
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，取(带有附件) | 1 | 135 | 70 | 150 | 65 | 5.95 | 1.554 | 38.4 | 38.4 | 0.676340321 | 0.665290356 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，取(w/o附件) | 1 | 4 | 2 | 150 | 65 | 0.448 | 0.3164 | 38.4 | 38.4 | 0.662510269 | 0.662179474 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，发送(带有附件) | 1 | 70 | 135 | 65 | 150 | 0.6216 | 2.38 | 38.4 | 38.4 | 0.701484271 | 0.834083854 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，发送(w/o附件) | 1 | 2 | 4 | 65 | 150 | 0.06328 | 0.0896 | 38.4 | 38.4 | 0.672768438 | 0.692616146 |
| PS数据(销售点) | 1 | 5 | 5 | 230 | 230 | 0.8256 | 0.8256 | 38.4 | 38.4 | 0.667384219 | 0.667384219 |
| PS数据(推(类型1)) | 1 | 20 | 20 | 500 | 65 | 0.44 | 0.092 | 38.4 | 38.4 | 0.747514063 | 0.674035313 |
| PS数据(推(类型2)) | 1 | 1 | 1 | 100 | 65 | 0.132 | 0.1278 | 38.4 | 38.4 | 0.671501563 | 0.670023542 |
| PS数据(推(类型3)) | 1 | 400 | 400 | 500 | 65 | 1.608 | 0.216 | 38.4 | 38.4 | 0.732425933 | 0.671193641 |
| PS数据(本地化(拉)) | 1 | 0 | 1 | 0 | 30 | 1.152 | 1.18656 | 38.4 | 38.4 | 0.667278646 | 0.668545521 |
| PS数据(遥测(拉)) | 1 | 0 | 1 | 0 | 100 | 0.0192 | 0.02112 | 38.4 | 38.4 | 0.667278646 | 0.671501563 |
| PS数据(其他非实时(拉)) | 1 | 3500 | 17 | 550 | 60 | 4.6224 | 0.004848 | 38.4 | 38.4 | 0.797494041 | 0.662080587 |
| PS数据(分组视频(多媒体)) | 1 | 60000 | 60000 | 60 | 60 | 8.6424 | 8.6424 | 153.6 | 153.6 | 0.788691899 | 0.788691899 |
| PS数据(VoIP(话音)) | 1 | 1066 | 1066 | 60 | 60 | 0.831488 | 0.831488 | 38.4 | 38.4 | 0.695565968 | 0.695565968 |
| PS数据(其他实时 | 1 | 80000 | 17 | 60 | 60 | 15.363 | 0.0064 | 153.6 | 153.6 | 0.830921 | 0.662040 |
| (多媒体)) | 2 | 64 | 066 | 294 | |||||||
| CS数据(长多媒体) | 1 | 0.00 | 0.00 | ||||||||
| CS数据(短多媒体) | 1 | 8.10 | 8.10 | 14.40 | 14.40 | 0.58 | 0.58 | ||||
| CS数据(其他数据呼叫(多媒体)) | 1 | 4.05 | 4.05 | 14.40 | 14.40 | 0.58 | 0.58 | ||||
| CS话音(9.6K) | 1 | 43.74 | 43.74 | 9.60 | 9.60 | 0.58 | 0.58 | ||||
| CS话音(14.4K) | 1 | 0.00 | 0.00 | 14.40 | 14.40 | 0.58 | 0.58 |
表1(续)
| 载体业务(应用模式) | 空中接口编帧额外开销校正[例如对于前向链路1-24*50/(Q5*1000))] | MAC层编帧额外开销校正因子(1-MAC额外开销) | RLP重新发送额外开销[1-(FER*19.2/Q)] | 在忙时每个订户的归一化业务量[例如对于前向链路05/(S5*U5*W5*Y5)]原始数据比特 | ||||
| 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | 前向 | 后向 | |
| A | U | V | W | X | Y | Z | AA | AB |
| CS/PS(应用模式) | 千字节/BH/用户 | 千字节/BH/用户 | ||||||
| PS数据(万维网应用w/图象开) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 31.9074859 | 2.57446821 |
| PS数据(万维网应用w/图象关) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 8.563716005 | 0.86393031 |
| PS数据(万维网应用迷你浏览器) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 5.818970256 | 3.66640427 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑取带有附件) | 0.984375 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.9875 | 0.975 | 39.54227112 | 4.60917376 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑取w/o附件) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 1.28175261 | 0.33315378 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑发送带有附件) | 0.96875 | 0.984375 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.9875 | 1.382752127 | 11.8626813 |
| PS数据(电子邮件膝上型电脑发送不带有附件) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 0.099333497 | 0.36705761 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，取(带有附件) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 10.6445499 | 2.82628141 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，取(w/o附件) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 0.818202902 | 0.57814447 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，发送(带有附件) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 1.072182425 | 3.45257291 |
| PS数据(电子邮件迷你浏览器，发送(w/o附件) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 0.113808966 | 0.15652763 |
| PS数据(销售点) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 1.496819275 | 1.49681928 |
| PS数据(推(类型1)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 0.712211407 | 0.16515084 |
| PS数据(推(类型2)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 0.237849651 | 0.23078969 |
| PS数据(推(类型3)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 2.656427375 | 0.38938708 |
| PS数据(本地化(拉)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 2.088915479 | 2.14750575 |
| PS数据(遥测(拉)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 0.034815258 | 0.03805594 |
| PS数据(其他非实时(拉)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 7.013191435 | 0.00885987 |
| PS数据(分组视频(多媒体)) | 0.9921875 | 0.9921875 | 0.875 | 0.875 | 0.99375 | 0.99375 | 12.701296 | 12.701296 |
| PS数据(VoIP(话音)) | 0.96875 | 0.96875 | 0.875 | 0.875 | 0.975 | 0.975 | 1.446416198 | 1.4464162 |
| PS数据(其他实时(多媒体)) | 0.9921875 | 0.9921875 | 0.875 | 0.875 | 0.99375 | 0.99375 | 21.43102628 | 0.01131717 |
| CS数据(长多媒体) | ||||||||
| CS数据(短多媒体) | 0.91666667 | 0.91666667 | 0.875 | 0.875 | 0.93333333 | 0.93333333 | 18.65523639 | 18.6552364 |
| CS数据(其他数据呼叫(多媒体)) | 0.91666667 | 0.91666667 | 0.875 | 0.875 | 0.93333333 | 0.93333333 | 9.327618195 | 9.32761819 |
| CS话音(9.6K) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 75.41 | 75.41 |
| CS话音(14.4K) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.00 | 0.00 |
Claims (22)
1.一种定出被配置来支持多个应用的无线通信系统的尺寸的方法，包括：
对于每个应用，估计将使用该应用的无线通信系统的订户的百分数；
对于每个应用，至少部分地根据将使用该应用的订户的估计百分数确定对于该应用的订户轮廓；以及
对于每个应用，至少部分地根据对于该应用的订户轮廓确定对于该应用的每订户忙时业务量比。
2.权利要求1的方法，还包括：
对于该无线通信系统，从对于每个应用确定的每订户忙时业务量比来确定总的每订户忙时业务量比；
对于该无线通信系统，估计总的业务量容量；以及
对于该无线通信系统，通过把估计的总的业务量容量除以已确定的总的每订户忙时业务量比而确定该无线通信系统将支持的订户的数目。
3.权利要求2的方法，其中该总的每订户忙时业务量比是对于无线通信系统中的前向链路和后向链路被确定的。
4.权利要求2的方法，还包括：
对于每个应用，估计调度效率因子；以及
对于每个应用，至少部分地根据估计的调度效率因子而归一化每订户忙时业务量比，以确定需要的原始数据比特。
5.权利要求4的方法，其中确定对于该无线通信系统的、总的每订户忙时业务量比包括对每个应用所需要的原始数据比特求和。
6.权利要求5的方法，其中对于每个应用的每订户忙时业务量比的归一化还基于以下的至少一项：空中接口编帧额外开销，MAC层编帧额外开销；以及RLP重新传输额外开销。
7.权利要求5的方法，其中每订户忙时业务量比，所需要的原始数据比特，和总的每订户忙时业务量比中每个项目都是以每订户每小时千字节测量的，以及其中总的业务量容量是以每小时千字节测量的。
8.权利要求1的方法，其中估计将使用给定应用的无线通信系统的订户的百分数通过以下步骤被估计：
估计或测量第一百分数，该第一百分数是预订支持该应用的载体业务的无线通信系统的订户的百分数；
估计或测量第二百分数，该第二百分数是预订各个载体业务和将实际使用该应用的订户的百分数；
估计使用率缩放因子；以及
使第一百分数、第二百分数和使用率缩放因子相乘。
9.权利要求8的方法，其中确定对于每个应用的订户轮廓包括：
估计或测量被包括在第二百分数中的平均订户每天将参与的应用会话的数目；
估计或测量每个应用会话的平均持续时间；
根据测量或估计的应用会话数目和每个应用会话的测量或估计的平均持续时间，而确定忙时因子；以及
使该确定的忙时因子乘以第二百分数，以确定对于该应用的订户轮廓。
10.权利要求9的方法，其中确定对于给定应用的订户轮廓还包括：
在无线通信系统的订户总数上平均该确定的订户轮廓，以得出对于该应用的平均订户轮廓。
11.权利要求9的方法，其中确定对于给定应用的每订户忙时业务量比包括：
估计或测量每个应用会话的字节数；以及
把该估计或测量的、每个应用会话的字节数乘以所确定的订户轮廓。
12.权利要求1的方法，其中该多个应用包括电路交换的和分组数据应用。
13.权利要求12的工具，其中所有的分组数据应用被认为是交互业务类别，以及所有的电路交换应用被认为是对话业务类别。
14.权利要求1的方法，其中该无线通信系统的容量是基于每个扇区被确定的。
15.一种计算机可读的媒体，其上存储一个或多个指令序列，用于使得一个或多个处理器执行定出被配置来支持多个应用的无线通信系统的尺寸的方法，该步骤包括：
对于每个应用，估计将使用该应用的无线通信系统的订户的百分数；
对于每个应用，至少部分地根据将使用该应用的订户的估计的百分数而确定对于该应用的订户轮廓；以及
对于每个应用，至少部分地根据对于该应用的订户轮廓而确定对于该应用的每订户忙时业务量比。
16.权利要求15的计算机可读媒体，其中该步骤还包括：
对于该无线通信系统，从对于每个应用确定的每订户忙时业务量比来确定总的每订户忙时业务量比；
对于该无线通信系统，估计总的业务量容量；以及
对于该无线通信系统，通过把该估计的总的业务量容量除以已确定的总的每订户忙时业务量比而确定该无线通信系统将支持的订户的数目。
17.权利要求16的计算机可读媒体，其中该步骤还包括：
对于每个应用，估计调度效率因子；以及
对于每个应用，至少部分地根据估计的调度效率因子，归一化每订户忙时业务量比，以确定需要的原始数据比特。
18.权利要求17的计算机可读媒体，其中确定对于该无线通信系统的、总的每订户忙时业务量比包括对每个应用需要的原始数据比特求和。
19.一种用来定出被配置以支持多个应用的无线通信系统的尺寸的系统，该系统包括：
处理器；
数据贮存区；以及
执行区，被配置来：
对于每个应用，估计将使用该应用的无线通信系统的订户的百分数；
对于每个应用，至少部分地根据将使用该应用的订户的估计的百分数确定对于该应用的订户轮廓；以及
对于每个应用，至少部分地根据对于该应用的订户轮廓而确定对于该应用的每订户忙时业务量比。
20.权利要求19的系统，其中执行区还被配置来：
对于该无线通信系统，从对于每个应用确定的每订户忙时业务量比来确定总的每订户忙时业务量比；
对于该无线通信系统，估计总的业务量容量；以及
对于该无线通信系统，通过使该估计的总的业务量容量除以已确定的总的每订户忙时业务量比而确定该无线通信系统将支持的订户的数目。
21.权利要求20的系统，其中执行区还被配置来：
对于每个应用，估计调度效率因子；以及
对于每个应用，至少部分地根据该估计的调度效率因子归一化每订户忙时业务量比，以确定需要的原始数据比特。
22.权利要求21的方法，其中确定对于该无线通信系统的、总的每订户忙时业务量比包括对每个应用需要的原始数据比特求和。
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