專利名稱：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中如何科學(xué)的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)是設(shè)備廠商和運(yùn)營(yíng)商共同關(guān)心的問(wèn)題，對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)資 源利用率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，節(jié)約建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本都具有重要的價(jià)值。要很好地解決這一問(wèn)題， 需要運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商進(jìn)行密切的配合，建立良好的溝通。
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值集中體現(xiàn)在能夠?yàn)橛脩籼峁┦裁礃拥姆?wù)這個(gè)焦點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)寬帶化、服 務(wù)多媒體化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)將給人們帶來(lái)豐富多彩的寬帶服務(wù) 如視頻點(diǎn)播、移動(dòng)游戲等。同時(shí)，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本要求規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時(shí)盡量考慮利用舊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 和資源，如果己建網(wǎng)絡(luò)在容量和覆蓋上都能滿足相當(dāng)一部分業(yè)務(wù)的要求，此時(shí)要考慮盡量避
免重復(fù)建設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法，在窄 帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲星度雽Ｓ脤拵Щ?，形成與窄帶基站互補(bǔ)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各自提供不同類型的服 務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過(guò)渡。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法中，如果窄帶基站繁忙， 不能為新到達(dá)的窄帶呼叫提供服務(wù)，或者寬帶基站繁忙，不能為新到達(dá)的寬帶呼叫提供服務(wù)， 將該呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。
上述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法中，包括以^歩驟
(Al)當(dāng)一個(gè)寬帶呼叫到達(dá)一個(gè)窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)的一個(gè)專用寬帶基站時(shí)，如果所述 專用寬帶基站繁忙，不能為該寬帶呼叫提供寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)，且該寬帶呼叫到達(dá)的窄帶基站覆 蓋范圍內(nèi)的混合業(yè)務(wù)層有空閑信道，判斷該寬帶呼叫是否為寬帶切換呼叫，如果是，進(jìn)入步 驟(A2);否則，該呼叫被阻塞；
(A2)將該寬帶呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。
上述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法中，包括以下步驟
(Bl)當(dāng)一個(gè)窄帶呼叫到達(dá)一個(gè)窄帶基站時(shí)，如果所述窄帶基站繁忙，不能為該窄帶呼
叫提供窄帶業(yè)務(wù)服務(wù)，且該窄帶呼叫到達(dá)的窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)的混合業(yè)務(wù)層有空閑信道， 判斷該窄帶呼叫是否為窄帶切換呼叫，如果是，進(jìn)入步驟(B2);否則，該呼叫被阻塞；
(B2)將該窄帶呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。
上述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法中，包括以下步驟
(Cl)當(dāng)一個(gè)窄帶呼叫到達(dá)一個(gè)窄帶基站時(shí)，如果所述窄帶基站繁忙，不能為該窄帶呼 叫提供窄帶業(yè)務(wù)服務(wù)，且該窄帶呼叫到達(dá)的窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)的混合業(yè)務(wù)層有空閑信道， 進(jìn)入歩驟(C2);否則，該呼叫被阻塞；
(C2)將該窄帶呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層；
(C3)當(dāng)窄帶基站不再繁忙時(shí)，將該窄帶呼叫重新切換回窄帶基站。
本發(fā)明充分利用舊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和資源，能有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；根據(jù)服務(wù)特性構(gòu)成的網(wǎng) 絡(luò)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的合理配置，科學(xué)平衡了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)荷；高效率的信道資源分配算法實(shí)現(xiàn)了無(wú) 線資源的優(yōu)化利用，提高了服務(wù)質(zhì)量，提升了用戶感受。


圖l為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展示圖2為模型I寬帶業(yè)務(wù)層狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖； 圖3為模型I窄帶業(yè)務(wù)層狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖； 圖4為模型I溢出業(yè)務(wù)層狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5為模型II窄帶業(yè)務(wù)層和混合業(yè)務(wù)層綜合后狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖6為寬帶新呼叫阻塞概率隨呼叫到達(dá)率變化圖7為窄帶新呼叫阻塞概率隨呼叫到達(dá)率變化圖8為寬帶切換呼叫失敗概率隨呼叫到達(dá)率變化圖9為窄帶切換呼叫失敗概率隨呼叫到達(dá)率變化圖10為寬帶切換呼叫QoS降低概率隨呼叫到達(dá)率變化圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明-
為便于描述，本發(fā)明將業(yè)務(wù)歸類為窄帶業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)兩種類型，將提供低速率窄帶業(yè) 務(wù)的基站簡(jiǎn)稱為窄帶基站，可以提供語(yǔ)音、短信、低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等服務(wù)提供高速率寬帶 業(yè)務(wù)的專用基站稱為專用寬帶基站，可以提供流媒體視頻、在線網(wǎng)絡(luò)游戲等，專用寬帶基站 不提供窄帶基站的業(yè)務(wù)。窄帶基站能夠覆蓋較大的區(qū)域，小區(qū)半徑較大，而專用寬帶基站的
小區(qū)半徑較小；于是，專用寬帶基站的位置相對(duì)窄帶基站要密集， 一個(gè)窄帶基站的覆蓋范圍
相當(dāng)于若干個(gè)專用寬帶基站的覆蓋范圍。
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展如圖1所示，NBS代表窄帶基站，WBS'代表一窄帶基站覆蓋區(qū)域內(nèi) 第'個(gè)專用寬帶基站，窄帶基站和專用寬帶基站提供的服務(wù)分別構(gòu)成運(yùn)營(yíng)商所提供全部服務(wù)的 一部分，其中窄帶基站提供低速率窄帶服務(wù)，專用寬帶基站提供高速率寬帶服務(wù)，兩者的服 務(wù)相互補(bǔ)充，互不重疊。
為便于描述，將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，我們提出了一種邏輯分層混合業(yè)務(wù)模
型，"W表示第'個(gè)窄帶基站能夠提供的信道資源，稱為窄帶業(yè)務(wù)層；^('》')表示第'個(gè)窄帶
基站覆蓋區(qū)域內(nèi)第7個(gè)專用寬帶基站能夠提供的信道資源稱為寬帶業(yè)務(wù)層；/"'(/)代表第'個(gè)窄 帶基站覆蓋區(qū)域內(nèi)混合業(yè)務(wù)(從寬、窄帶業(yè)務(wù)層切換到混合業(yè)務(wù)層的業(yè)務(wù))能夠使用的信道 資源，稱為混合業(yè)務(wù)層，物理上由窄帶基站實(shí)現(xiàn)，混合業(yè)務(wù)層能夠在保證寬帶和窄帶呼叫阻 塞率低于門限的基礎(chǔ)上提高呼叫切換成功率，而切換性能是移動(dòng)通信系統(tǒng)的首要性能指標(biāo)。 一個(gè)窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)嵌入W個(gè)專用寬帶基站，寬帶和窄帶兩類業(yè)務(wù)的速率比設(shè)為
假設(shè)呼叫業(yè)務(wù)泊松到達(dá)，不同的呼叫業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)接入對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)層，同時(shí)，切換業(yè)務(wù)較 新業(yè)務(wù)有更高的優(yōu)先級(jí)。于是，邏輯分層混合業(yè)務(wù)模型描述為
(1) 當(dāng)一個(gè)寬帶呼叫到達(dá)^G'，^時(shí)其不能再提供寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)而"'。中尚能提供額外的
窄帶業(yè)務(wù)服務(wù)，如果該呼叫為寬帶切換呼叫，層間切換到^(o中，但是將降低速率，僅占用
窄帶業(yè)務(wù)的資源量；如果該呼叫為寬帶新呼叫，則該呼叫被阻塞。
(2) 當(dāng)一個(gè)窄帶呼叫到達(dá)々(0時(shí)其不能提供窄帶業(yè)務(wù)服務(wù)而^(0中有空閑信道，如果該
呼叫為窄帶切換呼叫，層間切換到L(0中，如果該呼叫為窄帶新呼叫，則該呼叫被阻塞。
(3 )當(dāng)移動(dòng)用戶從第Z'個(gè)窄帶基站覆蓋的大區(qū)域移動(dòng)到第z' +1個(gè)窄帶基站覆蓋的大區(qū)域 時(shí)，呼叫業(yè)務(wù)的接入方式同前面一樣，已經(jīng)發(fā)生層間切換的業(yè)務(wù)將按照(1) (2)的方式分別 重新接入到相應(yīng)的業(yè)務(wù)層。
(4)窄帶業(yè)務(wù)量很大時(shí)，由(1)、 (2)、 (3)描述的模型可能導(dǎo)致窄帶新呼叫業(yè)務(wù)阻塞
嚴(yán)重，此時(shí)有必要降低窄帶新呼叫業(yè)務(wù)阻塞的概率。如果一個(gè)窄帶呼叫到達(dá)"W時(shí)其不能提
供服務(wù)而^(z')中有空閑資源，將呼叫層間切換到^W中；當(dāng)^(z')層中因呼叫切換或結(jié)束空出
信道資源時(shí)，/">(/)中來(lái)自/"(/)的呼叫將立即返回原所在層；這樣就可以達(dá)到降低窄帶新呼叫 阻塞概率的目的。為便于比較，稱前者為模型I，后者為模型II。
首先從模型I著手開始分析。由于每個(gè)窄帶基站覆蓋的大區(qū)域在模型中相互獨(dú)立，可以 選取一個(gè)來(lái)進(jìn)行分析，假設(shè)寬帶、窄帶、混合業(yè)務(wù)層可以分別為 個(gè)寬帶用戶、、個(gè)窄帶用 戶、^個(gè)窄帶用戶提供服務(wù)，寬、窄帶呼叫的持續(xù)時(shí)間分別服從均值為1/〃、 V^'的指數(shù)分 布，其小區(qū)逗留時(shí)間分別服從均值為1/ 、V 的指數(shù)分布，寬、窄帶業(yè)務(wù)按照到達(dá)率為 和人=《+《的泊松過(guò)程到達(dá)。于是，寬、窄帶業(yè)務(wù)層呼叫到達(dá)過(guò)程服從一維馬 爾可夫過(guò)程，狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖2、 3所示，狀態(tài)概率經(jīng)計(jì)算得
<formula>formula see original document page 6</formula>
混合業(yè)務(wù)層的業(yè)務(wù)包括寬帶業(yè)務(wù)層溢出的寬帶切換呼叫、窄帶業(yè)務(wù)層溢出的窄帶切換呼 叫，服務(wù)時(shí)間分別服從均值為v"+ )、v"，+《')的指數(shù)分布，總的呼叫到達(dá)率為
4 =之+《，其中《,=M《;^)，《=《A')。呼叫到達(dá)過(guò)程為二維馬爾可夫過(guò)程，狀態(tài)轉(zhuǎn)移
如圖4所示。
該二維馬爾可夫過(guò)程具有時(shí)間可逆性，計(jì)算得到狀態(tài)概率，寬帶切換呼叫失敗概率、窄
帶切換呼叫失敗概率、寬帶切換呼叫下降概率分別為
<formula>formula see original document page 6</formula>(2)
模型n區(qū)別模型i的地方在于窄帶業(yè)務(wù)層、混合業(yè)務(wù)層綜合起來(lái)考慮，綜合后的二維馬
爾可夫過(guò)程狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖5所示。相應(yīng)參數(shù)經(jīng)計(jì)算分別為-
<formula>formula see original document page 7</formula>
仿真采用1個(gè)窄帶基站覆蓋區(qū)域內(nèi)嵌入3個(gè)專用寬帶基站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。新呼叫泊松過(guò)程 到達(dá)，服務(wù)時(shí)間和小區(qū)逗留時(shí)間服從指數(shù)分布。上行功率控制分配用戶的發(fā)射功率以使到達(dá) 基站的干擾能夠收斂，用戶總是與當(dāng)前^/^最強(qiáng)的基站建立連接。每一次功率調(diào)整后，每一 個(gè)基站的干擾電平和負(fù)荷進(jìn)行重新計(jì)算。寬、窄帶信息比特速率之比"-2，陰影衰落為零均 值、均方差CT = 8必的Log-normal隨機(jī)變量。
圖6-10分別反映了寬、窄帶業(yè)務(wù)的新呼叫阻塞概率、切換呼叫失敗概率以及寬帶切換呼 叫QoS降低概率隨呼叫到達(dá)率的變化情況，呼叫到達(dá)率是指每單位時(shí)間到達(dá)一個(gè)窄帶基站所 覆蓋大區(qū)域如圖1的總呼叫數(shù)。寬帶新呼叫阻塞概率在模型I和模型II中相同，而窄帶新呼 叫的阻塞情況在兩個(gè)模型中差別很大，模型II中的阻塞概率遠(yuǎn)低于模型I，這是因?yàn)閷拵I(yè) 務(wù)層馬爾可夫狀態(tài)在兩個(gè)模型中完全相同而模型II中窄帶新呼叫也可以進(jìn)入混合業(yè)務(wù)層的緣 故；在切換性能對(duì)比上模型I遠(yuǎn)優(yōu)于模型II。呼叫總量不是很大的時(shí)候，模型II的切換性能 也能夠達(dá)到系統(tǒng)要求，呼叫切換失敗概率基本保持在1%以下，因此，窄帶業(yè)務(wù)量很大的時(shí)候 采用模型I將導(dǎo)致高的阻塞概率，模型II則能有效改善這一情況。
權(quán)利要求
1、一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法，其特征在于如果窄帶基站繁忙，不能為新到達(dá)的窄帶呼叫提供服務(wù)，或者寬帶基站繁忙，不能為新到達(dá)的寬帶呼叫提供服務(wù)，將該呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法，其特征在于包括以下步驟(Al)當(dāng)一個(gè)寬帶呼叫到達(dá)一個(gè)窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)的一個(gè)專用寬帶基站時(shí)，如果所述 專用寬帶基站繁忙，不能為該寬帶呼叫提供寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)，且該寬帶呼叫到達(dá)的窄帶基站覆 蓋范圍內(nèi)的混合業(yè)務(wù)層有空閑信道，判斷該寬帶呼叫是否為寬帶切換呼叫，如果是，進(jìn)入歩 驟(A2);否則，該呼叫被阻塞；(A2)將該寬帶呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法，其特征在于包括以下步驟(Bl)當(dāng)一個(gè)窄帶呼叫到達(dá)一個(gè)窄帶基站時(shí)，如果所述窄帶基站繁忙，不能為該窄帶呼叫提供窄帶業(yè)務(wù)服務(wù)，且該窄帶呼叫到達(dá)的窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)的混合業(yè)務(wù)層有空閑信道，判斷該窄帶呼叫是否為窄帶切換呼叫，如果是，進(jìn)入步驟(B2);否則，該呼叫被阻塞；(B2)將該窄帶呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法，其特征在于包括以下步驟(Cl)當(dāng)一個(gè)窄帶呼叫到達(dá)一個(gè)窄帶基站時(shí)，如果所述窄帶基站繁忙，不能為該窄帶呼 叫提供窄帶業(yè)務(wù)服務(wù)，且該窄帶呼叫到達(dá)的窄帶基站覆蓋范圍內(nèi)的混合業(yè)務(wù)層有空閑信道， 進(jìn)入步驟(C2);否則，該呼叫被阻塞；(C2)將該窄帶呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層；(C3)當(dāng)窄帶基站不再繁忙時(shí)，將該窄帶呼叫重新切換回窄帶基站。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法。針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和資源利用率低的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)擴(kuò)展的信道分配方法中，如果窄帶基站繁忙，不能為新到達(dá)的窄帶呼叫提供服務(wù)，或者寬帶基站繁忙，不能為新到達(dá)的寬帶呼叫提供服務(wù)，將該呼叫切換到混合業(yè)務(wù)層。本發(fā)明適用于通信網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04W36/22GK101193410SQ200610145030
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者琨 肖 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司