CN1761351A - 一种高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，包括如下：步骤一、进行流类型业务和非实时业务的接纳控制的相关参数的预设置；步骤二、启动系统基站的公共测量；步骤三、系统接收到呼叫业务请求后，判断当前小区是否处于过载状态，是则拒绝该呼叫请求，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤四。步骤四、判断呼叫请求是否为会话业务，是则在专用信道上执行会话业务的接纳控制策略并结束，否则执行步骤五；步骤五、在高速下行共享信道上执行流类型业务和非实时业务的接纳控制策略。本发明根据业务类型执行相应的接纳控制策略，提高系统的资源利用率，而且更易于实现。

Description

一种高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法

技术领域

本发明涉及一种无线蜂窝通信系统的针对非实时业务的下行呼叫接纳控制方法，尤其涉及支持高速下行数据包接入的宽带码分多址移动通信系统的下行呼叫接纳控制方法。

背景技术

高速下行分组接入(HSDPA)是3GPP在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种新技术，它很好地解决了系统覆盖与容量之间的矛盾，大大提升了系统容量，满足了用户的高速业务需求。HSDPA采用了自适应调制编码(AMC)和混合自动重复(HARQ)两种关键技术，可以在不改变已经建设的WCDMA网络结构的情况下把下行数据业务速率提高到10M。HSDPA技术通过使用由Node B(基站)控制的快速物理层重传和传输合并以及快速链路自适应来能提高分组数据的吞吐量。承载HSDPA操作的用户数据的传输信道称为高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。如图1给出HSDPA的基本框图。Node B101根据每个承载在HSDPA上的用户102的功率控制、ACK/NACK比率、业务质量(QoS)和HSDPA特定的用户反馈信息进行信道质量估计，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的快速调整。

在3GPP规范中，定义了四种业务类型：会话类型(Conversational)、流类型(Streaming)、交互类型(Interactive class)、后台类型(Background class)。这些业务类型之间的主要区别在于业务对时延的敏感程度。会话类型的业务对时延非常敏感，后台类型则对时延最不敏感。会话类型和流类型的业务属于实时业务；交互类型和后台类型属于非实时业务。

由于会话类型和流类型有较严格的时延要求，特别是会话类型，需要恒定的比特速率，因此会话类型和流类型的业务适合由专用信道承载。交互类型和后台类型对时延要求不高，但需要保持数据的完整性，可以通过公共信道、专用信道或共享信道承载。公共信道的建立时间短，适合传输小的不频繁的分组数据，主要用于TCP连接建立期间发送较短的IP分组；专用信道的优点在于支持使用快速功率控制和软切换，但是建立的时间长且占用下行链路的码资源；共享信道用于传输突发分组数据，通过时分和(或)码分的方式在非实时业务的用户间共享资源，从而节省下行链路的码资源。

在宽带码分多址系统，使用软容量的概念：每一个新呼叫的产生增加了所有其它已存在呼叫的干扰电平，影响其通信质量。因此以适当的方式控制用户到网络的接入是一个非常重要的问题，这种方式称为呼叫接纳控制(CAC：Call Admission Control)。根据3GPP规范，CAC位于控制RNC(CRNC)(RNC：无线网络控制器)上。在接受一个新的无线接入承载前，接纳控制会评估这个承载所导致的无线网络中负载的增加。只有上行链路和下行链路的接纳控制均可以接收这个无线承载时，才可接纳所请求的承载，否则就拒绝该承载请求。根据业务请求的服务质量(Quality of Service)来执行呼叫接纳控制，当业务的服务类型为‘尽最大努力’(Best Effort)时，可以不执行呼叫接纳控制。

现有的呼叫接纳控制是对承载在专用信道上的业务基于下行功率和上行干扰的策略进行接纳判决，给予请求的业务预留资源以保证业务的服务质量(QoS)。但是在高速下行分组接入系统中，使用HSDPA技术承载流类型业务时，由于HSDPA的下行资源是通过时分或(和)码分的方式为多个用户共享，因此使用现有的呼叫接纳控制的方法并不能保证请求业务的服务质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，解决在高速下行分组接入系统中，使用HSDPA技术承载流类型业务时，现有的呼叫接纳控制的方法并不能保证请求业务的服务质量的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，包括如下步骤：步骤一、进行流类型业务和非实时业务的接纳控制的相关参数的预设置；步骤二、启动系统基站的公共测量；步骤三、系统接收到呼叫业务请求后，判断当前小区是否处于过载状态，是则拒绝该呼叫请求，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤四。步骤四、判断呼叫请求是否为会话业务，是则在专用信道上执行会话业务的接纳控制策略并结束，否则执行步骤五；步骤五、在高速下行共享信道上执行流类型业务和非实时业务的接纳控制策略。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，所述步骤一进一步包括：根据业务请求的最大速率以及业务请求的服务质量参数，把流类型和非实时业务划分为多个不同的子业务，并设置优先级；设置每个子业务的保证比特速率；设置每个子业务最大传输比特速率折扣后的比特速率。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，所述步骤二进一步包括：无线网络控制器向基站发送公共测量控制请求，并配置测量的相关测量参数；当测量报告的条件满足相关测量参数时，基站向无线网络控制器报告带有“共享信道提供的传输比特速率”的测量结果；无线网络控制器保存基站报告的测量结果。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，所述步骤四中的会话业务的接纳控制策略包括：执行实时业务的基于功率或吞吐量策略的接纳控制，如果接纳该业务请求，则分配专用信道承载该业务；否则拒绝接入所请求的业务，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，所述步骤五进一步包括：步骤A，判断该呼叫业务请求的用户是否已有业务建立在专用信道上；是则对该业务请求执行所述会话业务的接纳控制策略，否则执行步骤B；步骤B，根据所述业务请求的优先级对应的最小传输比特速率门限以及最近一次测量的“共享信道提供的传输比特速率”判断所述业务请求的优先级是否能承载在高速下行链路共享信道上，是则配置所述共享信道的信息，使用所述共享信道来承载该业务请求，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤C；步骤C，判断所述业务请求是否可以建立在公共信道上，是则分配公共信道的资源来承载该业务请求，呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤D；步骤D，判断该业务请求是否可以建立在专用信道上，是则将该业务请求建立在专用信道上，否则该呼叫业务请求的接纳控制过程结束。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，所述步骤D进一步包括：按照所述业务请求的最大比特速率执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制，如果允许接入，则按照最大比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求；如果不允许，则对业务请求的最大比特速率进行折扣；对折扣后的比特速率执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制，如果允许接入，则按照折扣后的比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求；如果不允许接入，则拒绝业务请求的接入，呼叫业务请求的接纳控制过程结束。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，在按照折扣后的比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求后，还包括在传输过程中根据业务传输的情况利用可变的扩频因子来调整专用信道的数据传输速率的步骤。

上述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特点在于，所述测量参数为周期或事件。

本发明的技术效果在于：

采用本发明所述方法，与现有技术相比，考虑到HSDPA技术的特点，根据业务类型执行相应的接纳控制策略，提高系统的资源利用率，而且更易于实现。

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

附图说明

图1是本发明中的HSDPA的基本框图；

图2是本发明中的RNC与Node B间公共测量基本流程图；

图3是本发明中的SRNC呼叫接纳控制的基本框图；

图4是本发明中的接纳判决的流程图；

图5是本发明方法的流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想是基于呼叫请求的业务类型，执行不同的呼叫接纳策略并根据资源的使用情况选择合适的信道类型来承载业务。

会话类型的业务是实时业务。会话类型的业务在传输过程中必须保持业务流中信息实体间的时间关系，具有苛刻的，低的时延要求，因此需要分配专用的信道资源来承载会话类型业务。

流类型业务是实时业务，对数据传输的比特速率和时延有一定的要求，根据HSDPA的设计，流类型业务可以承载在HS-DSCH或专用信道上。

非实时业务是属于‘尽最大努力’(Best Effort)的服务类型。如果使用专用信道来承载非实时业务，则需要执行接纳控制，并按照最大比特速率分配码资源，这会造成码资源的浪费；也可以通过对最大比特速率的折扣进行接纳控制并分配资源，在传输过程根据业务传输的情况利用可变的扩频因子(SF)来调整数据速率。如果使用高速下行链路共享信道来承载非实时业务，因为非实时业务并不需要保证业务的‘guaranteed bit rate(比特率保障)’和‘Transfer delay(移动延时)’，所以可以不需要接纳判决就直接接纳。但是考虑到TCP传输的特点(大的时延抖动容易触发TCP的慢启动)，为了避免过多的触发TCP慢启动造成系统性能的下降，因此在本发明中，对非实时业务的接入请求实行接纳控制，对非实时业务根据优先级设置‘最小传输比特速率’。

本发明通过已承载在HS-DSCH上的用户数和当前HS-DSCH提供的传输比特速率来考虑是否把请求的流类型或非实时类型业务承载在HS-DSCH上。当HS-DSCH无法承载该非实时业务请求时，考虑使用公共信道承载该请求，因为公共信道适合TCP连接建立期间较短的IP分组的传输。当使用公共信道承载非实时业务时，在传输过程中，当数据传输量超过一定的门限时，执行信道的切换，把业务的承载从公共信道转移到HS-DSCH或专用信道上；当HS-DSCH无法承载该非实时业务请求并且公共信道也无法承载该非实时业务请求时，考虑使用专用信道承载该业务请求。如果专用信道不能提供业务请求最大比特速率所需的资源时，则需要对业务请求的最大比特速率进行折扣，按照折扣后的比特速率进行接纳控制和资源分配。在传输过程中可以根据业务传输的情况利用可变的扩频因子(SF)来调整专用信道的数据传输速率。

参考图5，是本发明方法的流程图；

本发明所述高速下行链路分组接入系统的下行链路接纳控制的方法如下：

步骤510：流类型和非实时业务接纳控制相关参数的预设置

1)根据业务请求的最大速率以及业务请求的服务质量(QoS)参数，把流类型和非实时业务划分为多个不同的子业务，并设置优先等级。

2)设置每个子业务的保证比特速率(guaranteed bit rate)。

3)设置每个子业务最大传输比特速率折扣后的比特速率。

步骤520：启动Node B的公共测量，

1)包含测量类型‘HS-DSCH Provided Bit Rate’

2)设置测量参数

步骤530：当收到呼叫接入请求时，判断当前小区的负载状态。

本步骤又可以包括下列步骤：

当小区处于过载状态，则拒绝该呼叫请求。该呼叫接入请求的接纳控制过程结束。

当小区不处于过载状态并处于稳定状态时，对该请求进行下一步的接纳判决。

步骤540：根据呼叫请求的业务类型，执行相应的接纳控制策略。

本步骤又可以包括下列步骤：

1)当业务请求的类型是会话类型的实时业务时，则执行实时业务的基于功率或吞吐量策略的接纳控制。如果接纳该业务请求，则分配专用信道承载该业务；否则拒绝接入所请求的业务。该呼叫接入请求的接纳控制过程结束。

2)当业务请求的类型是流类型和非实时类型业务时，则继续下一步的接纳控制。

步骤550：流类型和非实时业务的接纳控制策略

本步骤又可以包括下列步骤：

1)判断该业务请求的用户是否已有业务建立在专用信道上；

如果该业务请求的用户已有业务建立在专用信道上，则对该业务请求执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制。如果接纳该业务请求，则分配专用信道承载该业务；否则拒绝接入所请求的业务。该呼叫接入请求的接纳控制过程结束。

如果该业务请求的用户没有业务建立在专用信道上，则继续下一步的接纳控制。

2)判断该业务请求的优先级对应的最小传输比特速率门限是否小于或等于最近一次测量报告中‘HS-DSCH Provided Bit Rate’相应优先级的传输比特速率；

判断该业务请求的优先级是否能承载在HS-DSCH上。如果该业务请求的优先级可以承载在HS-DSCH上，则配置HS-DSCH信息，使用HS-DSCH来承载该业务请求。该呼叫接入请求的接纳控制过程结束。

如果该业务请求的优先级不可以承载在HS-DSCH上，则继续下一步的接纳控制。

3)判断该业务请求是否可以建立在公共信道上。

如果该业务可以建立在公共信道上，则分配公共信道的资源来承载该业务请求。呼叫接入请求的接纳控制过程结束。

如果该业务无法建立在公共信道上，则继续下一步的接纳控制。

判断该业务是否可以建立在专用信道上。首先按照该业务请求的最大比特速率执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制。如果允许接入，则按照最大比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求。如果不允许，则对业务请求的最大比特速率进行折扣，对折扣后的比特速率执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制。如果允许接入，则按照折扣后的比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求，否则拒绝业务请求的接入。呼叫接入请求的接纳控制过程结束。

图1给出了HSDPA的基本框图。Node B101根据每个HSDPA用户102的功率控制、ACK/NACK比率、业务质量和HSDPA特定的用户反馈信息来进行信道质量估计，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的快速调整。为了实现HSDPA的功能特性，在物理层规范中引入了三个新的信道：

HS-DSCH：承载下行链路用户数据，当采用16QAM调制时，其峰值速率可达到10Mbit/s。

HS-SCCH：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：承载上行链路控制信令，即ARQ确认和下行链路质量反馈信启。

首先UE102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UE102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。UE102接收数据后产生ACK/NACK信息来反映分组数据解码和合并后的CRC(循环冗余码校验)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。

图2给出了RNC与Node B间公共测量的基本流程。

在步骤201，RNC向Node B发送公共测量控制请求，并配置测量的相关参数。

在步骤202，当测量报告的条件满足时(周期或事件)，Node B向RNC报告测量结果。

在步骤203，RNC保存Node B报告的测量结果。

图3给出了服务无线网络控制器(Service Radio Network Control：SRNC)呼叫接纳控制的基本框图。当SRNC 307收到CN发送的‘无线接入承载指派请求’301消息时，SRNC 307把消息交给RRM实体306进行接纳控制。在模块304中，无线资源管理(Radio ResourceManagement：RRM)实体306根据请求的业务类型和服务质量执行相应的呼叫接纳控制策略，同时要考虑到小区当前的负载情况以及估计承载的建立所导致无线网络负载的增加。根据模块304的判决，如果新的请求允许接入，则模块305为新的业务分配资源。SRNC发送‘无线接入承载指派响应’消息302给CN，报告所请求指派的处理结果。

图4所示的是具体的接纳控制过程。首先步骤401当SRNC收到CN的‘无线接入承载指派请求’时，步骤402判断小区当前负载是否处于拥塞。如果小区处于拥塞，则步骤417拒绝新的业务的接入，接纳过程结束；否则，步骤403CAC根据消息中的QoS参数，根据请求的业务类型执行相应的接入判决。

当请求的业务类型是会话类型的实时业务时，步骤409则按照业务请求的最大比特速率的要求来估计下行链路和上行链路负载的增加。步骤410，只有当下行链路的增加并不会引起下行链路总发射功率超过一定的门限值并且上行链路负载的增加也不会引起上行链路的干扰超过一定的门限值时，CAC允许该业务请求接入，并且步骤414按照请求的最大比特速率来分配专用信道资源承载请求的业务，之后步骤417接纳控制过程结束；如果步骤410的条件不满足，并且步骤411判断请求的业务类型，如果是会话业务，步骤416则拒绝接入，步骤417接纳控制过程结束。

当步骤403请求的业务类型是流类型业务或非实时业务时，首先步骤404判断请求的业务是否能建立在HS-DSCH上。

设流类型和非实时类型业务可分为I个子业务，各子业务号分别为0，1，…，I-1，对应不同的优先级。设PRI_i为第i个优先级的权重，其中0≤i≤I-1，0＜PRI_i≤1，i越小优先级越高，权重越小；N_i为第i个优先级的用户数；R_G，i为第i个优先级下的‘保证比特速率’(Guaranteed BitRate)；K_M，i为第i个优先级上报的测量值‘HS-DSCH Provided Bit Rate’；。对于流类型的业务，K_G，i可以从QoS参数中获得；对于交互类型和后台类型的业务，可以参考流类型业务来设置R_G，i。设总的速率上限为R_total。

首先判断下式：

$R_{G,i}+\underset{j=0}{\overset{I-1}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{M,j}\≤R_{\mathrm{total}}$

如果上式成立，则允许新的业务建立在HS-DSCH上，步骤405设置承载请求业务的HS-DSCH信息，步骤406通过HS-DSCH来承载请求的业务。步骤417接纳控制过程结束。

如果上式不成立，则判断下面的不等式：

$\underset{j=0}{\overset{I-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PRI}}_j\·(R_{M,j}-R_{G,i}\·N_j)\≥{\mathrm{PRI}}_i\·R_{G,i}$

如果上式成立，则允许新的业务建立在HS-DSCH上，步骤405设置承载请求业务的HS-DSCH信息，步骤406通过HS-DSCH来承载请求的业务。步骤417接纳控制过程结束。否则步骤407拒绝承载在HS-DSCH上，进一步判断请求的业务是否能承载在公共信道上。

如果业务可以建立在公共信道上，则步骤408分配公共信道资源来承载请求的业务。如果业务无法建立在公共信道上，则步骤409按照业务请求的最大比特速率的要求来估计下行链路和上行链路负载的增加。步骤410只有当下行链路的增加并不会引起下行链路总发射功率超过一定的门限值并且上行链路负载的增加也不会引起上行链路的干扰超过一定的门限值时，CAC允许该业务请求接入，并且步骤414按照请求的最大比特速率来分配专用信道资源承载请求的业务，步骤417接纳控制过程结束；如果步骤410的条件不满足，并且步骤411不为会话业务，则步骤412对请求的最大比特速率进行折扣，按照折扣后的速率估计下行链路和上行链路负载的增加。如果步骤413允许接纳折扣后的速率，则步骤415按照折扣后的速率分配专用信道资源承载请求的业务，否则步骤416拒绝接入。步骤417接纳控制过程结束。

由上可知，本发明阐述了高速下行链路分组接入系统的接纳控制方法。本发明主要是基于无线接入承载的业务类型执行相应的呼叫接纳控制策略，并根据HSDPA技术的特点以及TCP在WCDMA无线接口上传输的特点来执行对流类型和非实时类型业务的接纳控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

Claims (8)

1、一种高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、进行流类型业务和非实时业务的接纳控制的相关参数的预设置；

步骤二、启动系统基站的公共测量；

步骤三、系统接收到呼叫业务请求后，判断当前小区是否处于过载状态，是则拒绝该呼叫请求，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤四；

步骤四、判断呼叫请求是否为会话业务，是则在专用信道执行会话业务的接纳控制策略并结束，否则执行步骤五；

步骤五、在高速下行共享信道上执行流类型业务和非实时业务的接纳控制策略。

2、根据权利要求1所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，所述步骤一进一步包括：

根据业务请求的最大速率以及业务请求的服务质量参数，把流类型和非实时业务划分为多个不同的子业务，并设置优先级；

设置每个子业务的保证比特速率；

设置每个子业务最大传输比特速率折扣后的比特速率。

3、根据权利要求2所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括

无线网络控制器向基站发送公共测量控制请求，并配置测量的相关参数；

当测量报告的条件满足相关测量参数时，基站向无线网络控制器报告带有共享信道提供的传输比特速率的测量结果；

无线网络控制器保存基站报告的测量结果。

4、根据权利要求1、2或3所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，所述步骤四中的会话业务的接纳控制策略包括：执行实时业务的基于功率或吞吐量策略的接纳控制，如果接纳该业务请求，则分配专用信道承载该业务；否则拒绝接入所请求的业务，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束。

5、根据权利要求4所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，所述步骤五进一步包括：

步骤A，判断该呼叫业务请求的用户是否已有业务建立在专用信道上；是则对该业务请求执行所述会话业务的接纳控制策略，否则执行步骤B；

步骤B，根据所述业务请求的优先级对应的最小传输比特速率门限以及最近一次测量的“共享信道提供的传输比特速率”判断所述业务请求的优先级是否能承载在高速下行链路共享信道上，是则配置所述共享信道的信息，使用所述共享信道来承载该业务请求，该呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤C；

步骤C，判断所述业务请求是否可以建立在公共信道上，是则分配公共信道的资源来承载该业务请求，呼叫业务请求的接纳控制过程结束；否则执行步骤D；

步骤D，判断该业务请求是否可以建立在专用信道上，是则将该业务请求建立在专用信道上，否则该呼叫业务请求的接纳控制过程结束。

6、根据权利要求5所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：

按照所述业务请求的最大比特速率执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制，如果允许接入，则按照最大比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求；如果不允许，则对业务请求的最大比特速率进行折扣；

对折扣后的比特速率执行基于功率或吞吐量策略的接纳控制，如果允许接入，则按照折扣后的比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求；如果不允许接入，则拒绝业务请求的接入，呼叫业务请求的接纳控制过程结束。

7、根据权利要求6所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，在按照折扣后的比特速率分配专用信道资源来承载该业务请求后，还包括在传输过程中根据业务传输的情况利用可变的扩频因子来调整专用信道的数据传输速率的步骤。

8、根据权利要求3所述的高速下行分组接入系统的呼叫接纳控制方法，其特征在于，所述测量参数为周期或事件。

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