一种动态划分用户级别的前向功率过载控制方法及装置.pdf

本发明提供了一种动态划分用户级别的前向功率过载控制方法及装置，包括：根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；根据基站管理的各用户终端的发射功率，将用户终端分为M个等级；实时计算各用户终端的发射功率并更新各用户终端的等级；实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态从低于X级的过载状态上升到第X级过载状态时，依照从高到低的顺序禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率；N，M均是正整数，Y是大于0且小于等于M的整数，X是大于0且小于等于N的整数。本发明有助于基站降低过载级别甚至离开过载状态；允许小发射功率用户现有的业务不受影响，有效保证用户服务质量。

1、  一种动态划分用户级别的前向功率过载控制方法，包括：
根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；根据基站管理的各用户终端的发射功率，将用户终端分为M个等级；
实时计算各用户终端的发射功率并更新各用户终端的等级；
实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态从低于X级的过载状态上升到第X级过载状态时，依照从高到低的顺序禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率；N，M均是正整数，Y是大于0且小于等于M的整数，X是大于0且小于等于N的整数。

2、  如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
确定从高到低共M个功率比例门限，此M个功率比例门限均为大于0小于1的实数；
将所述基站管理的用户终端按照前向发射功率从高到低排序，从第一用户终端开始连续m个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第一功率比例门限且与第一功率比例门限的差值最小时，前m个用户终端的等级均为第一等级；确定后续等级的用户终端的方法均为：在W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端开始，连续m2个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第W个功率比例门限且与第W个功率比例门限的差值最小时，第W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端后连续m2个用户终端的等级均为第W等级，W为大于1小于等于M的整数，m和m2均是小于用户终端总数的正整数。

3、  如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，
基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值相等时，Y的值与X的值相等。

4、  如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，
基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值不相等时，Y的取值满足下述条件，Y与M的比值和X与N的比值相比差值最小。

5、  如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
基站的过载状态从高于X级的过载状态下降到第X级过载状态时，解除禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率的限制。

6、  一种动态划分用户级别的前向功率过载控制装置，位于基站中，其特征在于，包括等级划分和更新模块和前向功率过载控制模块；
所述等级划分和更新模块，用于根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；根据基站管理的各用户终端的发射功率，将用户终端分为M个等级；还用于实时计算用户终端的发射功率并更新各用户终端的等级；
所述前向功率过载控制模块，用于实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态从低于X级的过载状态上升到第X级过载状态时，依照从高到低的顺序禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率；N，M均是正整数，Y是大于0且小于等于M的整数，X是大于0且小于等于N的整数。

7、  如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述等级划分和更新模块，还用于确定从高到低共M个功率比例门限，此M个功率比例门限均为大于0小于1的实数；还用于将所述基站管理的用户终端按照前向发射功率从高到低排序，从第一用户终端开始连续m个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第一功率比例门限且与第一功率比例门限的差值最小时，前m个用户终端的等级均为第一等级；确定后续等级的用户终端的方法均为：在W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端开始，连续m2个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第W个功率比例门限且与第W个功率比例门限的差值最小时，第W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端后连续m2个用户终端的等级均为第W等级，W为大于1小于等于M的整数，m和m2均是小于用户终端总数的正整数。

8、  如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，
所述前向功率过载控制模块，还用于在基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值相等时，确定Y的值与X的值相等。

9、  如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，
所述前向功率过载控制模块，还用于在基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值不相等时，使Y的取值满足下述条件，Y与M的比值和X与N的比值相比差值最小。

10、  如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述前向功率过载控制模块，还用于在基站的过载状态从高于X级的过载状态下降到第X级过载状态时，解除禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率的限制。

一种动态划分用户级别的前向功率过载控制方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域中基站前向功率过载控制的技术，具体涉及一种动态划分用户级别的前向功率过载控制方法及装置。
背景技术
在码分多址(CDMA)移动通讯系统中，基站通过建立前向业务信道与用户进行通讯。对于每一条信道，基站都采用一定的发射功率进行发射，该发射功率受CDMA系统的功率控制的影响而实时变化。CDMA系统通过功率控制，在每条前向业务信道上保证正常的业务通信，同时，随着基站覆盖范围内的用户不断增多，用户需要的总功率越来越大，基站的前向总发射功率也就随之增大。当发射总功率超过基站额定发射功率时，也就是进入过载状态的时候，基站系统将出现不稳定状态，不能保证前向导频所占总发射功率的百分比数，增加了无线环境干扰，对于用户起呼、通话保持、切换等其他业务都有较大影响。因此，基站系统的前向功率过载控制就显得非常重要。
现有的功率过载控制方式是基站判断前向发射功率过载之后，区分不同的过载级别进行相应处理，例如：A级过载，拆除高速业务信道；B级过载，限制软切换执行；C级过载，限制新的移动台接入；D级过载，禁止所有前向业务信道提升功率等。过载严重程度从低到高依次为：A级、B级、C级、D级。使用这种前向过载控制方法，在系统严重过载时，基站会禁止所有前向业务信道功率的提升。这种方式虽然可以缓解过载，但是对于前向链路好、使用低前向发射功率的移动终端来说，如果链路稍微差一点，而此时又限制其前向发射功率提高，有可能导致该移动台掉话，增加了系统掉话率，又由于其发射功率很小，掉话后对降低系统过载的贡献不大，所以不能有效缓解过载状态。
发明内容
在原有的方法基础上，如果将用户按照其自身功率在总功率中所占的比例分成不同的等级，在最初的过载级别中就开始对功率比较高的用户限制前向发射功率，包括禁止提高功率或者以一定的步长降低功率，这样可以达到有效缓解过载状态的目的。
本发明要解决的技术问题是提供一种动态划分用户级别的前向功率过载控制方法，包括：根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；根据基站管理的各用户终端的发射功率，将用户终端分为M个等级；实时计算各用户终端的发射功率并更新各用户终端的等级；实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态从低于X级的过载状态上升到第X级过载状态时，依照从高到低的顺序禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率；N，M均是正整数，Y是大于0且小于等于M的整数，X是大于0且小于等于N的整数。
进一步地，上述前向功率过载控制方法还具有以下特点：
确定从高到低共M个功率比例门限，此M个功率比例门限均为大于0小于1的实数；将所述基站管理的用户终端按照前向发射功率从高到低排序，从第一用户终端开始连续m个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第一功率比例门限且与第一功率比例门限的差值最小时，前m个用户终端的等级均为第一等级；确定后续等级的用户终端的方法均为：在W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端开始，连续m2个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第W个功率比例门限且与第W个功率比例门限的差值最小时，第W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端后连续m2个用户终端的等级均为第W等级，W为大于1小于等于M的整数，m和m2均是小于用户终端总数的正整数。
进一步地，上述前向功率过载控制方法还具有以下特点：
基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值相等时，Y的值与X的值相等。
进一步地，上述前向功率过载控制方法还具有以下特点：
基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值不相等时，Y的取值满足下述条件，Y与M的比值和X与N的比值相比差值最小。
进一步地，上述前向功率过载控制方法还具有以下特点：
基站的过载状态从高于X级的过载状态下降到第X级过载状态时，解除禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率的限制。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种动态划分用户级别的前向功率过载控制装置，位于基站中，包括等级划分和更新模块和前向功率过载控制模块；所述等级划分和更新模块，用于根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；根据基站管理的各用户终端的发射功率，将用户终端分为M个等级；还用于实时计算用户终端的发射功率并更新各用户终端的等级；所述前向功率过载控制模块，用于实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态从低于X级的过载状态上升到第X级过载状态时，依照从高到低的顺序禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率；N，M均是正整数，Y是大于0且小于等于M的整数，X是大于0且小于等于N的整数。
进一步地，上述前向功率过载控制装置还具有以下特点：
所述等级划分和更新模块，还用于确定从高到低共M个功率比例门限，此M个功率比例门限均为大于0小于1的实数；还用于将所述基站管理的用户终端按照前向发射功率从高到低排序，从第一用户终端开始连续m个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第一功率比例门限且与第一功率比例门限的差值最小时，前m个用户终端的等级均为第一等级；确定后续等级的用户终端的方法均为：在W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端开始，连续m2个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第W个功率比例门限且与第W个功率比例门限的差值最小时，第W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端后连续m2个用户终端的等级均为第W等级，W为大于1小于等于M的整数，m和m2均是小于用户终端总数的正整数。
进一步地，上述前向功率过载控制装置还具有以下特点：
所述前向功率过载控制模块，还用于在基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值相等时，确定Y的值与X的值相等。
进一步地，上述前向功率过载控制装置还具有以下特点：
所述前向功率过载控制模块，还用于在基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值不相等时，使Y的取值满足下述条件，Y与M的比值和X与N的比值相比差值最小。
进一步地，上述前向功率过载控制装置还具有以下特点：
所述前向功率过载控制模块，还用于在基站的过载状态从高于X级的过载状态下降到第X级过载状态时，解除禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率的限制。
本方案在过载时候，实时地计算用户功率在总功率中所占比例，然后将用户分成N个等级，有助于区分对系统功率贡献大小的用户，使得过载控制更加有效。在基站刚进入高一级别的过载状态时，就开始限制较大发射功率的用户提高功率，由于这些大功率用户对系统的功率贡献很大，限制它们进一步提高，有助于基站降低过载级别、迅速恢复业务，甚至离开过载状态，返回到正常状态；不限制小功率用户提高功率，也就允许更多的小发射功率用户现有的业务不受影响，有效的保证了用户的服务质量。
附图说明
图1是实施例中动态划分用户级别的前向功率过载控制方法的流程图；
图2是具体实施例中前向功率过载控制方法的流程图。
具体实施方式
本实施例中，动态划分用户级别的前向功率过载控制装置，位于基站中，包括等级划分和更新模块和前向功率过载控制模块；
所述等级划分和更新模块，用于根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；根据基站管理的各用户终端的发射功率，将用户终端分为M个等级；还用于实时计算用户终端的发射功率并更新各用户终端的等级；
所述前向功率过载控制模块，用于实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态从低于X级的过载状态上升到第X级过载状态时，依照从高到低的顺序禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率；N，M均是正整数，Y是大于0且小于等于M的整数，X是大于0且小于等于N的整数。还用于在基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值相等时，确定Y的值与X的值相等。还用于基站的过载状态等级个数N与用户终端等级个数M的值不相等时，使Y的取值满足下述条件，Y与M的比值和X与N的比值相比差值最小。还用于在基站的过载状态从高于X级的过载状态下降到第X级过载状态时，解除禁止提高前Y个级别或第Y个级别的用户终端的前向发射功率的限制。
下面具体说明实施例中前向功率过载控制的方法：
步骤101，根据基站管理的用户终端的前向发射功率，将用户终端分为M个等级；实时计算并更新用户终端的等级；
为用户终端划分等级的方法包括：
确定从高到低的M个功率比例门限；T1＞T2......＞TM，此M个功率比例门限均为大于0小于1的实数，M为大于0的整数。
上述M个功率比例门限的设置由系统确定。例如从高到低的M个功率比例门限依次为，85％，80％，75％......，依次类推。两个相邻的比例门限之间相差5％是一个常用的经验值。M个功率比例门限从高到低设置，为先选出个数多的用户(用户多，功率所占比例也就越高)，即保证了先控制多数用户，相比于先控制少数用户的方式，可以保证过载控制迅速达到效果。
将所有用户终端按照前向发射功率从高到低排序，从第一用户终端开始连续m个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第一功率比例门限(T1)且与第一功率比例门限(T1)的差值最小时，前m个用户终端的等级均为第一等级；确定后续等级的用户终端的方法均为：在W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端开始，连续m2个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于第W个功率比例门限且与第W个功率比例门限的差值最小时，第W-1等级中前向发射功率最小的用户终端之后的用户终端后连续m2个用户终端的等级均为第W等级，W为大于1小于等于M的整数，m和m2均是小于用户终端总数的正整数。
步骤102，根据基站前向功率过载的程度将基站的过载状态分为N个等级；
N个基站过载状态等级由系统确定。例如，前向功率已经使用了总功率的80％，将其定为第一级过载；如果是85％，将其定为第二级过载；以此类推。两个相邻的基站过载状态等级之间相差5％是一个常用的经验值。
将基站的过载状态分成N个等级：以基站当前总功率与基站额定功率之比来区分，M为大于0的整数。
步骤103，实时计算基站的前向发射总功率，判断基站的过载状态等级是否变化；基站的过载状态等级上升时，执行步骤104；基站的过载状态等级下降时，执行步骤105；基站的过载状态等级未变化时，维持原状态；
步骤104，当基站从低级过载状态等级进入高级过载状态等级时，限制高级过载状态对应的用户等级的用户终端提高前向发射功率。
基站过载状态等级与用户等级的对应关系可以有多种设定方式。
如果基站过载状态等级的个数与用户等级的个数相等时，例如，基站过载状态等级的个数和用户等级个数均为N，基站的过载状态等级上升到第X级时，优选的，限制用户等级为第X级的用户终端提高前向发射功率。N为大于0的整数，X为小于等于N的整数。除了上述方法，还可以限制前X级的用户终端提高前向发射功率。
如果基站过载状态等级的个数与用户等级的个数不相等时。例如，基站过载状态等级的个数为N，用户等级个数为M，基站的过载状态等级上升到第X级时，禁止提高前Y个级别的用户终端的前向发射功率；M、N为大于0的整数，X是大于等于0且小于等于N的整数，Y是小于M的整数。优选的，Y的取值满足下述条件，Y与M的比值和X与N的比值相比差值最小。当然，还可以由系统根据需要设置固定的Y值。
步骤105，当基站从高级过载状态等级进入低级过载状态等级时，解除高级过载状态对应的用户等级的用户终端提高前向发射功率的限制。
将用户终端的功率门限设置为最大功率门限MaxTxPower，以解除对这些用户终端提高功率的限制。
具体实施例一：
将基站的过载等级划分为三级。以基站当前总功率与基站额定功率之比来划分，OverloadA、OverloadB、OverloadC。
将用户等级分成3个等级，设置第一等级功率比例门限值为r％，第二等级功率比例门限值为s％，第三等级功率比例门限值为t％，r％＜s％＜t％。
实时计算用户的当前发射功率，将所有用户终端按照前向发射功率从高到低排序，从第一用户终端开始连续m个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于r％且与r％的差值最小时，前m个用户终端的等级均为R级。从第m+1个用户终端开始连续m2个用户终端的前向发射功率的总和与基站所管理的所有用户终端的前向发射功率的总功率的比值大于s％且与s％的差值最小时，从第m+1个用户终端开始依次m2个用户终端的等级均为S级。剩余用户的等级均为T级。
除了上述方式，还可以采用下述方法确定各用户的等级：
实时计算用户的当前发射功率，将用户归入相应的等级。具体方法是：首先将当前用户按功率由大到小进行排练得到序列P1，P2，P3·····Pn，P1＞P2＞P3＞......＞Pn。然后计算各个用户当前功率与总功率的比值得到X1％，X2％，X3％，······Xn％，
如果m值满足三个条件：
1：(X1％+X2％+······+Xm％)＜＝r％；
2：(X1％+X2％+······+Xm+1％)＞r％；
3：1＜＝m＜n；
根据上述方法，前m个用户即为R级用户，那么确定S级用户的方法是：
(Xm+1％+Xm+2％+······+Xp％)＜＝s％；
(Xm+1％+Xm+2％+·····+Xp+1％)＞s％；
则m+1至p+1个用户是S级用户。剩余用户的等级均为T级。
那么前m个用户划分为R级用户。采用上述的方法可以划分出S级用户，T级用户。也就是说R级用户的功率最高，T级用户功率最低。
如图2所示，基站功率过载控制的方法包括：
步骤1，基站进入第一级过载状态时，基站获得当前各用户的前发射功率，并且根据功率比例门限值r％，按上述方法划分用户等级，将划分出的R级用户限定为不能提升前向功率，非R级别用户如果原来被限制了前向功率提升，那么要解除限制；
步骤2，执行完步骤1后，如果基站进入非过载状态，那么解除所有被限制了提升前向功率的用户的限制。
步骤3，执行完步骤2后，如果基站进入第二级过载状态，那么基站获得当前各用户的前发射功率，并且根据功率比例门限值s％，按照上述方法划分用户等级，将划分出的S级用户限定为不能提升前向功率，S级别以外用户如果原来被限制了前向功率提升，那么要解除限制。
步骤4，执行完步骤3后，如果基站进入第一级过载状态，那么执行步骤1。
步骤5，执行完步骤3后，如果基站进入第三级过载状态，那么基站获得当前各用户的前发射功率，并且根据功率比例门限值t％，按照上述方法划分用户等级。将划分出的T级用户限定为不能提升前向功率，T级别以外如果原来被限制了前向功率提升，那么要解除限制。
步骤6，执行完步骤5后，如果基站进入第二级过载状态，执行步骤3。
步骤7，执行完步骤6后，如果基站进入最高级过载状态，那么基站限制所有用户的前向功率提升。
在其它实施方式中，也可以将基站的过载状态分为从高到低共N个等级；将用户终端分为从低到高共M个等级，参考上述方案的发明思路实施本方案。等级排序顺序的更改，并不影响本发明的实施。
该方法是通过在过载的时候，计算当前用户其自身功率在总功率中所占的比例，并以此将用户分为不同的等级，在不同的过载情况下，对不同级别的用户限制其提升功率。本发明能够时实地反映出各个用户对过载产生的影响有多大，对那些功率已经比较大的用户(实际上就是对过载产生的影响大的用户)限制BTS对其的前向发射功率，这样的话，保证了在过载状态下，低功率用户还能得到功率上升的空间，不至于由于无线条件的变化而不能提升功率，导致掉话，因而降低系统掉话率。
本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。