CN101388747A - 用于信道化码与功率的自适应预订的方法、系统和网络实体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种方法、系统和网络实体，所述方法、系统和网络实体用于使用最小允许扩频因子SF和/或所允许功率电平的参数(P_{txDSCHallowed}，SF_min)，在通信网络内自适应设定或预订下行链路，尤其是DSCH和HS－DSCH的信道化码和/或功率，所述参数是根据业务量负荷、总小区负荷和/或信道化码的可用性来设定的。

Description

用于信道化码与功率的自适应预订的方法、系统和网络实体

技术领域

本发明大致涉及下行链路的信道化码和/或功率的自适应预订，所述下行链路优选的是作为HSDPA(高速下行链路分组接入)原理的一部分的DSCH(下行链路共享信道)和/或HS-DSCH(高速下行链路共享信道)。

背景技术

UTRAN(通用地面RAN(无线电接入网))内的所述下行链路共享信道(DSCH)是由多个用户同时共享的分组信道。所述DSCH可能映射到一个或多个具有在4和256之间的扩频因子的PDSCH(物理下行链路共享信道)。所述DSCH提供较高数据速率以及每10毫秒调整比特率的快速调度，这使其对诸如网络浏览等的突发分组应用具有吸引力。所述HS-DSCH可被视为增强的DSCH，其提供每2毫秒的比特率调整，以及自适应调制和编码。所述HS-DSCH映射到HS-PDSCH(高速物理下行链路共享信道)。

为了便利快速比特率调整，如图1所示，通常为每个DSCH预订某一组信道化码。这意味着可以避免释放和建立新代码所导致的时间延迟。但是，其代价是当PDSCH使用较高扩频因子时，潜在浪费一部分有限的代码资源。因此，当根据小区内的业务量负荷自适应地调整所预订代码时，其是优选的。

链路自适应(LA)技术常用于所述DSCH的控制(即比特率选择)。LA旨在通过以较低比特率传送到UE(用户设备)来最小化所述PDSCH的传送功率变化，所述UE与其它靠近BS(基站)的UE(用户设备)相比远离所述BS。为每个UE选择的比特率可表达为所述PDSCH与相关DSCH的所允许功率(P_{txPDSCHallowed}和P_txDPCH)、为所述信道计划的EbNo(ρ_PDSCH和ρ_DPCH)、所述相关DPCH的比特率(R_DCH)(DPCH＝专用物理信道)的函数。根据所述LA标准，将被分配给用户的比特率因此表达为

$R_{\mathrm{DSCH},\mathrm{LA}}=\mathrm{Round}\left\{\frac{P_{\mathrm{txPDSCHallowed}}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{DPCH}}}{P_{\mathrm{txDPCH}}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{PDSCH}}}{R}_{\mathrm{DCH}}\right\}---\left(1\right)$

其中Round{}代表四舍五入为最接近的可能比特率。依据所预订的信道化码，其例如可以是32bps、64bps等。通过平均测量可得到所述P_txDPCH的情况。

假定将在所述PDSCH上传送足够的数据，则所述LA算法将自动得出以下特性：

E{P_txPDSCH}≌P_{txPDSCHallowed}，                (2)

其中数学运算符E{}取的是时间的期望。如果等式(2)中的关系是错误的，则其指示DSCH正被较差地使用。其原因可能有多种，可能是为特定业务量负荷下的PDSCH预订了过多功率，或是发生信道化码阻塞，其中所述预计LA比特率根据等式(1)受限于最小允许的扩频因子，即R_DSCH<R_DSCH，LA。即使等式(2)是有效的，仍然存在着通过为所述PDSCH预订允许较大部分功率来最优化的空间。通过使用LA来有效使用DSCH因此依据P_{txDSCHallowed}以及根信道化码的扩频因子SF_min的设置。

发明内容

本发明的目的是提供下行链路的信道化码和/或功率的自适应设定或预订，所述下行链路例如是DSCH和HS-DSCH。

根据本发明，该目的是借助根据任何一个独立权利要求的方法和/或根据任何一个独立权利要求的系统来实现的。

本发明提供了一种系统、方法和网络实体，其优选的是用于DSCH和HS-DSCH的信道化码和/或功率的自适应预订。

根据一个方面，提供了一种方法、系统和/或网络实体，其用于使用最小允许扩频因子SF和/或所允许功率电平的参数(P_{txDSCHallowed}，SF_min)，自适应设定或预订通信网络内的下行链路，尤其是DSCH和HS-DSCH的信道化码和/或功率，所述参数是根据业务量负荷、总小区负荷和/或信道化码的可用性来设定的。

所述自适应设定或预订代码和/或功率为每个逻辑小区执行。一个小区与另一小区的代码和/或功率资源的设置或预订之间并不一致。

本发明的一个优点是可根据小区内的业务量负荷自适应地调整预订的代码。

所述算法向有效利用使用链路自适应技术时的DSCH以及所述HS-DSCH开放。尤其是在BS承载RT(实时)和NRT(非实时)用户的混合的情况下，所述RT(实时)和NRT(非实时)用户的混合映射到不同信道类型，例如FACH(前向接入信道)、DCH(专用信道)、DSCH(下行链路共享信道)以及HS-DSCH(高速下行链路共享信道)。所述算法最优化代码和功率资源两者的使用。这一般而言将导致容量增益，或是在NRT用户较少排队时间、较少阻塞/掉线等方面的质量改善。

如上所述，所述算法提供了在提高使用DSCH和/或HS-DSCH的小区的系统容量和/或质量方面的增益。

所述算法向有效利用使用链路自适应技术时的DSCH以及HS-DSCH开放。本发明公开了一种用于自适应调整根扩频因子和DSCH功率的方法。所述自适应优选的是基于三类测量：

1.PDSCH的平均传送功率P_txDSCHest，

2.PDSCH的相对有效因子，

3.加权后的码阻塞率B。

本发明还提供了一种用于信道化码分配的区域(territory)方法。介绍以下码区域的定义：

-专用DSCH容量

-缺省DSCH容量

-附加DSCH容量

本发明的其他特征和优点将在下文中定义。

附图说明

图1是本发明一个实施例内的DSCH代码分配策略的示意方框图，

图2示出了本发明一个实施例内DSCH的所分配比特率和Tx功率的实例，

图3示出了本发明一个实施例内DSCH的所分配比特率和Tx功率的另一实例，

图4示出了本发明一个实施例内在调整预订Tx功率电平之前与之后的DSCH行为的又一实例，

图5示出了根据本发明实施例的DSCH/HS-DSCH代码分配方案的区域范围，

图6是示出了本发明一个实施例的示意方框图。

具体实施方式

如上所述，通过使用LA来有效利用DSCH依赖于P_{txDSCHallowed}以及根信道化码的扩频因子SF_min的设置。本发明提供了用于调整这些参数的自适应算法。

一旦已判定根代码应当具有哪个扩频因子，接下来的任务是确定预订码树上的哪一节点。这部分的算法同样在此公开。所述算法主要基于码树的动态区域划分，其源自于避免码树被高度分割的情况。使用这种方法，为码树在DCH、DSCH、FACH等上的用户设备(UE)之间共享的常见情况提供了一种中继有效技术方案。

在3GPP内规定的HS-DSCH作为HSDPA原理的一部分，也需要用于预订码资源以及功率电平的自适应算法。这主要归因于在3GPP内假定所述HS-DSCH以恒定功率操作，即无功率控制。

但是，恒定HS-DSCH功率电平应当根据小区内的负荷条件以及其他因素周期性地自适应调整。在本发明内规定的算法因此同样适用于HS-DSCH。其还适用于其中HS-DSCH的码资源动态变化以便利可变比特率的情况，以及使用可变数量的多个代码的情况。

以下将描述根扩频因子和DSCH功率的自适应调整。两个参数(P_{txDSCHallowed}和SF_min)的最优化设置依赖于业务量负荷、总小区负荷(以功率测量)以及信道化码的可用性。这些因素都被认为是时变的，其引致的结论为，优选的是自适应调整P_{txDSCHallowed}和SF_min，以最优化整个小区性能。本文建议在某一观测周期上看，所述自适应基于三种测量。所述测量是：1)PDSCH的平均传送功率P_txDSCHest；2)PDSCH的相对有效因子A。如果所述PDSCH在所述观测周期间内是休眠的，则所述有效因子A等于零，如果所述DSCH在所述观测周期间内是50％有效的，则所述有效因子A是0.5。因此，A的范围在0到1之间；3)加权码阻塞率B。该因子被定义成所述观测周期间内的相对时间，其中根据公式(1)内的LA标准，应当将比考虑到最小允许SF时实际分配的比特率大的比特率分配给UE。因此，B的范围为0至1。如果B＝0，则其指示在所述观测周期内不会发生所述最小允许SF过高。

为了进一步强调这些测量的意义，可以考虑两个实例。

图2示出了一个实例，其中三个不同UE在观测周期内在所述PDSCH上传送.UE#3明显靠近所述BS，因为其具有较高比特率。UE#1远离所述BS，因为其被分配了较低比特率。在所述观测周期内的最后调用窗口期间内，无数据可在所述DSCH上传输。所述传输内的间隔通常太短，无法在此期间内调用专用信道，即一些容量被浪费了。

就这一特定实例而言，我们可以得到A＝0.75，B＝0(未超出R_DSCHmax)，且P_txDSCHest，0.75P_{txDSCHallowed}。

图3示出了另一实例，其中UE#3实际上应当被根据LA标准(1)分配较高比特率，但被根据最小允许SF分配了较低比特率。UE#3的较低比特率自动导致了在UE #3接收数据期间内的较低平均Tx功率。这根据(2)内描述的LA标准是不理想的，即应当预订较低的最小SF(如果可能)。

就这一特定实例而言，我们可以得到A＝1.0，B＝0.25(应当在25％的时间内指配较高比特率)，且P_txDSCHest<P_{txDSCHallowed}。

基于这些实例，建议以四种简单的标准来调整所允许功率电平和最小允许SF。

如果A小于TH_A1，且P_txDSCHest小于P_{txDSCHollowed}减去某一定义或设置值(例如门限值)X(A<TH_A1且P_txDSCHest<(P_{txDSCHallowed}-X))，则优选的是以值X或其一部分来减少预订的功率。

其原因在于，当DSCH上的有效性太低，使其无法大体上保持繁忙，一种选择是降低预订的功率电平，这将自动导致较小的所分配比特率，因此也导致较长传送时间，即信道上的较高有效性。这根据等式(1)是显而易见的。0和1之间的门限参数TH_A与X是强相关的。假定所提供的业务在两个连续观测周期内是相同的，倘若在前一期间内A≌TH_A，则设置TH_A＝10^(-XdB/10)可以满足等式(2)。

如果A大于TH_A2，且P_txDSCHest大于P_{txDSCHallowed}减去值X(A>TH_A2且P_txDSCHest>P_{txDSCHallowed}-X)，则优选的是以X提高允许的功率。

其原因在于，只有当DSCH上存在稳定的高有效性(例如TH_A2＝0.9)，且功率电平接近或高于预订值时，提高预订的功率电平才有意义。如果有效因子低于1，其暗示队列中无分组，即无需提高功率(容量)。但是，在提高预订功率电平之前，当然必须考虑小区内的总功率电平，以避免下行链路功率放大器(PA)内的饱和或削波。

如果B大于TH_B，且A大于TH_A2(B>TH_B且A>TH_A2)，则降低SF_min(允许较高比特率)：其原因在于，如果根据等式(1)内的LA标准请求比R_DSCHmax高的比特率，且DSCH始终繁忙的情况在超过某一部分观测周期的时间内发生，则应当尝试提高R_DSCHmax，即以因子2降低SF_min。但是，如果A接近于1，则仅应当执行该操作。如果A<<1，则其指示DSCH并非始终繁忙，所以对此问题的一种更优技术方案可能是降低预订的功率电平，即这将降低代码阻塞事件的可能性，并有助于满足等式(2)。

如果B等于0，且L_code大于TH_code(B＝0且L_code>TH_code)则提高SF_min。(降低最大比特率)。

其原因在于，在并不存在代码限制问题的情况下，优选的是通过以因子2提高SF_min来释放一些预订的信道化码。这有助于减少DPCH的代码阻塞的可能性。但是，如果存在对附加信道化码的潜在需要，则只有提高SF_min才是有意义的。因此，所述操作只有在L_code>TH_code，即码树已过重地负荷的情况下方才执行。此处，TH_code是门限值，而L_code是从资源管理器(RM)得到的码树的当前负荷。

用于降低预订功率电平的标准的影响如图4所示。黑色曲线对应于高预订功率电平，而蓝色曲线时应于调整之后的预订功率电平。该实例对应于调整之前A＝0.5且P_txDSCHest＝0.5P_{txDSCHreserved}，X＝3dB的情况。对于该特定情况以及其他情况而言，问题显然可通过降低功率来解决。

HS-DSCH还得益于用于预订代码资源和功率电平的自适应算法。在本发明内规定的算法同样适用于HS-DSCH。对于HS-DSCH的代码资源动态改变以便利可变比特率的情况同样适用。

至于用于信道化代码分配的“区域方法”：一旦判定预订具有特定SF的新根PDSCH代码，下一步骤是判定在码树的何处执行所述预订。例如，假定应当预订具有SF＝8的代码。对该特定情况而言，所述码树上实际可能有1-6可用节点(代码)。如果只是随机选择所述码树上的一个节点，可能最终会遭遇所述码树被高度分割，新用户被许可但掉线(因为终止呼叫)而难以管理的情况。

为了避免这种情况，本文建议了一种通用方法，其中依据信道类型(如DCH、DSCH、FACH等)使用不同代码分配策略。这种方法在下文中被称为“区域方法”。

所述方法的基本原理如图5所示，其中根据图5，DSCH(HS-DSCH)的代码在码树上主要从左边开始分配，或更一般地从所述码树的某一分支开始分配。因此，如图5所示，为DCH用户分配代码应当在首先在所述码树的右边部分执行，或更一般地从不同于所述码树的所述某一分支的另一分支开始。为了描述所述方法，介绍以下代码区域的定义：

专用DSCH容量：在应当始终为DSCH预订最大SF(保证的最大比特率)的情况下，为DSCH和HS-DSCH预订所述码树的一部分。在所述部分码树内的代码不可被其他用户使用，例如DCH。

缺省DSCH容量：在总码树负荷允许时，缺省容量始终被分配给DSCH区域(将被HS-DSCH和DSCH使用)。这基本上是以上涉及为提高SFmin的标准自适应调整根扩频因子和DSCH功率的部分所陈述的内容。此处，如果码树较高低负荷，则只提高SF。

附加DSCH容量：当缺省容量被分配给DSCH区域时，如果所述DSCH较高地负荷，则需要附加代码资源。倘若可得到自由的代码，则通过包括“附加DSCH区域”范围内的部分代码来更新到较低SF。一旦DSCH的业务量负荷开始降低，且触发以上涉及自适应调整根扩频因子和DSCH功率的部分内的用于提高SF_min的标准，则降级所述附加DSCH区域。

所述码树上由DSCH(HS-DSCH)使用的部分称为DSCH区域。最初，其被设置为等于缺省DSCH区域，此后所述DSCH-区域被基于码树的不同部分内的负荷，以及以上涉及自适应调整根扩频因子和DSCH功率的部分内列出的标准动态地更新。

所述专用DSCH容量可被用于始终为DSCH(DS-DSCH)用户保证某一部分码树，所以即使网络其余部分被实时用户占用，这些用户也可以得到某些业务。

所述附加DSCH容量可被设置为整个码树，但所述码树的某一部分可保持在所述附加区域之外。其优点在于，当其他用户位于所述部分内时，在DSCH区域将被增大的情况下，他们不会被替代。为了所述增大，必须重新分配属于所述附加区域的所述码树多个部分内的RT用户。

对应于算法的最佳模式的近似参数设定是：TH_A1＝0.5、TH_A2＝0.9、TH_B＝0.1且TH_code＝0.8。这些设定将导致有效且稳定的算法。但是，根据实际系统配置的不同，当然存在着最优化这些参数设定的空间。

操作DSCH的一种优选方法是使用LA。如果使用LA，则需要代码和功率资源的自适应分配，以确保DSCH的有效使用。

3GPP内当前有效的假设是以恒定功率操作HS-DSCH。因此，本发明提供一种用于自适应调整功率电平以及所预订代码资源的耐用算法，以最优化HS-DSCH的管理。

图6是本发明一个实施例的示意方框图。共享信道资源管理器1(DSCH和/或HS-DSCH)接收若干输入，以评估并最优化或改善信道资源和/或功率。所述共享信道资源管理器1接收测量结果，即借助码树负荷的周期性测量得到的数据，例如代码阻塞(B)与代码有效(A)，以及借助平均共享信道传送功率的周期性测量得到的数据。此外，控制参数，优选的是外部算法控制参数(例如门限TH_A1、TH_A2等)被提供给所述信道资源管理器1。

所述信道资源管理器1生成输出，以控制代码预订和功率，例如预订的信道化码(DSCH的根代码或HS-DSCH的多个代码)和预订的功率。所述信道资源管理器1根据以上解释的原理计算信道化码和功率的预订。

所建议的算法在小区级上运行。

用于代码预订的本发明还适用于HSDPA原理的HS-DSCH型信道，其中具有SF＝16的代码的数量自适应地调整，即SF是恒定的。

所述附图是无需解释的，其表现了本发明优选实施例的各个方面的全貌，甚至涉及以上描述中并未明确解释的特征。

尽管已参照优选实施例描述了本发明，但所述描述是示意性的，并非限制本发明。对于本领域技术人员而言，可在并不背离所附权利要求书所定义的本发明范围的情况下做出各种修改和应用。

Claims (24)

1.一种方法，用于使用最小允许扩频因子SF或允许功率电平的参数(SF_min，P_{txDSCHallowed})，在通信网络内为下行链路共享信道DSCH自适应预订信道化码或设定允许功率，所述参数根据业务量负荷、总小区负荷和信道化码的可用性中的至少一个来设定，其中执行以下三种测量：

1.物理下行链路共享信道PDSCH的平均传送功率；

2.所述物理下行链路共享信道的相对有效因子A，所述相对有效因子A定义观测周期期间所述物理下行链路共享信道的休眠和有效之间的比率，以及

3.加权的码阻塞率B，所述加权的码阻塞率B被定义为观测周期期间的相对时间，在所述相对时间内，根据用于控制所述下行链路共享信道的链路自适应标准，比实际分配的比特率大的比特率可以被分配给用户设备；

以及基于上述三种测量，自适应调整用于所述下行链路共享信道的根扩频因子或允许功率。

2.根据权利要求1的方法，其中用于所述允许功率电平的调整的标准是：

如果A小于TH_A1，并且P_txDSCHest小于(P_{txDSCHallowed}-X)，则优选地以X或其一部分来减小所述预订的功率，

A代表所述下行链路信道的有效因子，TH_A1代表门限参数，P_txDSCHest代表所述下行链路信道的所述估计功率，P_{txPDSCHallowed}代表所述下行链路信道的所述允许功率，以及X，代表某一设置值。

3.根据权利要求1或2的方法，其中用于所述允许功率电平的调整的标准是：

如果A大于TH_A2，并且P_txDSCHest大于(P_{txPDSCHallowed}-X)，则以X增大所述允许功率，A代表所述下行链路信道的有效因子，TH_A2代表门限参数，P_txDSCHest代表所述下行链路信道的所述估计功率，P_{txPDSCHallowed}代表所述下行链路信道的所述允许功率，以及X，代表某一设置值。

4.根据前述任一权利要求的方法，其中用于所述最小扩频因子SF_min的调整的标准是：

如果B大于TH_B，并且A大于TH_A2，则减小SF_min，允许更高的比特率，B代表加权码阻塞率，A代表所述下行链路信道的有效因子，TH_B和TH_A2代表门限值。

5.根据前述任一权利要求的方法，其中用于所述最小扩频因子SF_min的调整的标准是：

如果B＝0，并且L_code大于TH_code，则增大SF_min，减小最大比特率，B代表加权码阻塞率，L_code代表码树的当前负荷，TH_code代表门限参数。

6.根据前述任一权利要求的方法，其中用于信道化码分配的方法包括，预订具有给定扩频因子的新的根代码的步骤，以及判定在码树的何处该预订将被作出的后续步骤。

7.根据权利要求6的方法，其中在所述码树内主要从所述码树的某一分支开始为下行链路分配代码，并且主要在所述码树的另一分支内为用户分配代码。

8.根据权利要求6或7的方法，其中当所述总码树负荷允许时，缺省容量被分配给区域，诸如将由HS-DSCH和DSCH使用的DSCH区域，其中如果所述码树为高负荷，则仅增大扩频因子。

9.根据前述任一权利要求的方法，其中总小区负荷由功率来测量。

10.根据前述任一权利要求的方法，其中所述下行链路共享信道是高速下行链路共享信道HS-DSCH。

11.根据权利要求10的方法，其中所述高速下行链路共享信道是高速下行链路分组接入HSDPA的一部分。

12.根据权利要求10或11的方法，其中所述高速下行链路共享信道被映射到高速物理下行链路共享信道。

13.一种设备，用于使用最小允许扩频因子SF或允许功率电平的参数，在通信网络内为下行链路共享信道DSCH自适应预订信道化码或设定允许的功率，所述参数根据业务量负荷、总小区负荷和信道化码的可用性中的至少一个来设定，

其中所述设备适合执行以下三种测量：

1.物理下行链路共享信道PDSCH的平均传送功率；

2.所述物理下行链路共享信道的相对有效因子A，所述相对有效因子A定义观测周期期间所述物理下行链路共享信道的休眠和有效之间的比率，以及

3.加权码阻塞率B，所述加权码阻塞率B被定义为观测周期期间的相对时间，在所述相对时间内，根据用于控制所述下行链路共享信道的链路自适应标准，比实际分配的比特率大的比特率可以被分配给用户设备；

基于上述三种测量，自适应调整用于所述下行链路共享信道的根扩频因子或允许功率。

14.根据权利要求13的设备，其中用于所述允许功率电平的调整的标准是：

如果A小于TH_A1，并且P_txDSCHest小于(P_{txPDSCHallowed}-X)，则优选地以X或其一部分来减小所述预订功率，

A代表所述下行链路信道的有效因子，TH_A1代表门限参数，P_txDSCHest代表所述下行链路信道的估计功率，P_{txPDSCHallowed}代表用于所述下行链路信道的所述允许功率，并且X代表某一设置值。

15.根据权利要求13的设备，其中用于所述允许功率电平的调整的标准是：

如果A大于TH_A2，并且P_txDSCHest大于(P_{txPDSCHallowed}-X)，则以X增大所述允许功率，

A代表所述下行链路信道的有效因子，TH_A2代表门限参数，P_txDSCHest代表所述下行链路信道的所述估计功率，P_{txPDSCHallowed}代表用于所述下行链路信道的所述允许功率，并且X代表某一设置值。

16.根据权利要求13至15的任一设备，其中用于所述最小扩频因子SF_min的调整的标准是：

如果B大于TH_B，并且A大于TH_A2，则减小SF_min，允许更高的比特率，

B代表加权码阻塞率，A代表所述下行链路信道的有效因子，并且TH_B和TH_A2代表门限值。

17.根据权利要求13至16的任一设备，其中用于所述最小扩频因子SF_min的调整的标准是：

如果B＝0，并且L_code大于TH_code，则增大SF_min，减小最大比特率，

B代表加权码阻塞率，L_code代表码树的当前负荷，并且TH_code代表门限参数。

18.根据权利要求13至17的任一设备，其中信道化码分配包括，预订具有给定扩频因子的新的根代码，以及判定在码树的何处该预订将被作出的后续步骤。

19.根据权利要求18的设备，被配置用来在所述码树内主要从所述码树的某一分支开始分配用于下行链路的代码，并且主要在所述码树的另一分支内为用户分配代码。

20.根据权利要求17或18的设备，当所述总码树负荷允许时，被配置用来分配缺省容量给区域，诸如将由高速下行链路共享信道和下行链路共享信道使用的下行链路共享信道区域，并且如果所述码树为高负荷，则被配置用来仅增大扩频因子。

21.根据权利要求13至20的任一设备，适合通过测量功率来测量所述总小区负荷。

22.根据权利要求13至21的任一设备，其中所述下行链路共享信道是高速下行链路共享信道HS-DSCH。

23.根据权利要求22的设备，其中所述高速下行链路共享信道HS-DSCH是高速下行链路分组接入HSDPA的一部分。

24.根据权利要求22或23的设备，被配置用来将所述高速下行链路共享信道HS-DSCH映射到高速物理下行链路共享信道HS-PDSCH。

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