[发明专利]码分多址无线通信系统中基站的自适应负载管理控制

说明书

本发明一般涉及码分多址(CDMA)无线通信系统，具体涉及这样的方案设计，允许CDMA基站自动调整其业务负载而不降低现有基站用户的运行性能。

蜂窝式无线电话和数据网中应用CDMA的技术比现有的频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)系统具有某些优点。就系统的容量而言，即，给定基站在该基站地理“小区”内同时可以支持的用户数目，FDMA和TDMA系统受到分配给系统运行的有限频率数目的限制。FDMA系统在每个分配的正向(基站到用户)和反向(用户到基站)频率对上只能同时支持基站与覆盖的用户(例如，移动站)之间一条双工(双向)通信链路。TDMA系统的容量是根据每个分配的正向/反向频率对能够分成的时隙数目而确定。当前，美国的TDMA蜂窝式系统在正向和反向链路上携带三个时隙，因此提供了高达三倍于相同频率配置的FDMA系统最大容量。

虽然CDMA系统能够运行在给定FDMA/TDMA系统的相同的频率配置内，但是CDMA系统的容量不受有限数目的可用频率对或时隙的限制。确切地说，CDMA系统有利地使用正向/反向频率对上的直接序列扩频(DSSS)传输方案。而且，该传输是由互相正交的频率扩展代码所规定，使基站建立的不同通信链路之间的干扰最小化。因此，一个CDMA基站能够服务的用户数目只受每个用户链路上可以容许的最大噪声的限制，其中这些噪声来自其他的当前有效用户链路。

在CDMA蜂窝式无线系统中，每个基站在该站的地理覆盖区域(“小区”)上方发射一个包括重复伪随机二元序列代码的健全导频信号。每个基站的导频信号都有相同的二元序列代码，但相对于零时基有不同的时间偏移。当导频信号被系统用户(例如，给定基站小区内行进的移动站)接收时，于是此导频信号的作用是标识该基站和提供一种代码，由用户站在解码其他信号时使用，这些信号是该基站在分配的其他频率信道上发送给系统的，例如，同步(sync)信号，寻呼信号，和业务信号。

通常，CDMA蜂窝式系统中的移动站(MS)总是在其现在的位置获得最强的导频信号。于是MS得到有关该基站(BS)的某些信息，此信息起源于获得的导频信号，中间经过来自BS与导频信号时间对准的sync信号。若MS然后需要请求BS建立双向业务链路，则MS通过BS发射的寻呼信号得到有关可用业务信道的所需信息。就是说，在没有首先获得和成功地解码该基站寻呼信号的情况下，MS不能启动经过给定基站的双向业务链路。一般参照V.K.Garg等人＜无线/个人通信中CDMA的应用＞，Prentice Hall(1997)。

若允许与给定基站联系的同时业务用户数目接近一个限度，在此限度下其累积的噪声妨碍该基站任何一个用户的可懂接收，则现存的业务链路就会经受相应增大的服务质量下降。所以，最好是控制基站的业务负载，在用户业务不断增大时保持所需的服务质量水平，而不会使现有的用户失去服务或服务质量严重下降。

而且，CDMA蜂窝式系统中每个基站有一个最大允许的正向(发射)功率限度。就是说，在任何一个时间允许的全部功率必须均分在从基站发射的所有正向业务信号上。因此，若允许基站的同时业务链路数目增大而不受限制，则每条链路上的正向信号功率最终将变得太弱，不能保证现有用户的无差错接收，信号质量再次不断恶化。

近来，根据给定站放大器的功率预算，利用所谓的正向过载控制算法以限制基站的总体正向功率要求。该已知的算法使用了“盲目阻塞”方法。就是说，一旦达到了低阈值(例如，85％)，即使有足够的功率适应于给定的用户请求，所有新用户的建立呼叫请求都被阻塞。而且，已知的方法趋向于保守的运行，使可用的基站功率少利用约3dB。

按照本发明，码分多址(CDMA)蜂窝式无线通信系统中控制基站小区业务负载的一种方法包括：从基站发射导频信号，使用户站从该基站获得操作码；以及大致保持导频信号的覆盖区域不变，因此确定了相对于该基站的导频信号边界。还从该基站发射使用户站得到业务信道分配的寻呼信号。监测该基站的业务负载，并通过：(a)当该基站业务负载不断增大时，远离导频信号边界来收缩寻呼信号的覆盖边界；和(b)当该基站业务负载不断减小时，朝着导频信号边界来扩张寻呼信号的覆盖边界；来改变导频信号边界内寻呼信号的覆盖边界。

为了更好地了解本发明，结合附图和所附权利要求书参阅以下的描述。

图1画出CDMA蜂窝式无线通信系统中相邻小区的两个基站，并画出在正常业务负载条件下从这两个基站发射信号的覆盖区域；

图2画出图1中的两个基站，其中一个基站正经历刚好超过上触发阈值的业务负载增大；