5.2 接 纳 控 制

接纳控制算法的作用，在于根据资源的可用性以及QoS要求，决定是否接受用户的接入/切入请求。接纳控制算法影响很多网络指标，包括拥塞率、时延、BLER、掉话率、无线接通率等，并且这其中有多项指标需要通过算法来折中。例如，苛刻的接纳控制策略可以控制干扰，降低BLER，但很可能带来接通率、掉话率等指标的恶化；而宽松的接纳控制策略虽然有助于提高接通率，却有可能会影响干扰分布和用户QoS，使掉话率、BLER等指标恶化。而从用户的角度看，掉话带来的负面效果比不能接通要大得多，所以接纳控制的基本策略是在系统负载达到一定水平后，通过拒绝新呼叫请求来保护已连接用户的通信质量，对于允许接入的用户，需要通过评估保证新用户接入后不会影响小区的覆盖范围和已有连接的服务质量。

5.2.1 接纳控制算法的关键特性

上行接纳判决需要考虑上行码资源是否受限、上行干扰是否受限，下行接纳判决需要考虑下行码资源、下行功率资源是否受限。此外，对于HSPA业务，还需要考虑HSPA负载控制等因素。

1.基于码资源（RU）的接纳判决

尽管在相当长的时期内，大部分小区的码资源占用率仍然偏低，但从总体上讲，TD-SCDMA还是一个码资源相对容易受限的系统。因此当有新的用户发起接入请求时，接纳判决算法都必须考虑码资源是否受限。其主要思想是：在当前码资源占用率超过一定门限之后，拒绝用户发起的接入请求。因此各设备商的接纳算法一般都会设置一些RU门限参数，当用户发起新的接入请求时，若已占用的码资源占用低于此门限，则允许接入，否则，拒绝接入。RU准入门限的设置，需要考虑不同小区、不同时期的用户分布状况，若设置过于严格，可能会影响接通率，导致系统资源得不到充分利用；若设置过于宽泛，虽然有助于接入更多的用户，但可能会引起干扰抬升、用户感知度下降，触发拥塞控制算法。

2.基于载波发射功率的接纳判决

下行功率也属于受限资源。RRU功放的发射能力是有限的，而下行功控会根据功控参数以及每个用户的无线环境不断地调整下行发射功率。如果某个小区的下行功控参数（如下行目标BLER、下行最小、下行最大发射功率等）设置较严格，并且该小区的用户路损都比较大，或受到了很大程度的下行干扰，那么每个用户都会通过上行TPC要求基站加大下行发射功率。最后往往就会出现下行功率受限的情况，此时下行码资源可能还有富余，但基站分配给各个用户的下行发射功率之和已经超出了功放的额定最大功率。基于载波发射功率的接纳判决算法原理如图5.3所示。

在图5.3中，PtxTotal为新用户接入前Node B在该时隙发送载频功率，Pthreshold是该时隙的下行发射功率的最大门限。ΔPtxTotal＝PDPCH，其中，PDPCH为新接入用户的下行初始发射功率，是根据下行链路开环功控估算得到的。ΔPtxTotal不仅包括了新接入用户所需要的功率，还包括了本小区内已经存在的用户由于系统接受新用户加入而增加干扰所需要的功率提升。只有当前下行时隙的事件E型的公共测量打开，该算法才有效。在拒绝接入当前下行时隙后，RNC也会采用如下算法：

① 尝试将业务在当前频点其他下行时隙接入；

② 如果当前频点所有下行时隙都不能接入，则发起频点调整；

③ 如果所有频点的下行时隙都不能接入，则尝试降速；

④ 如果降速后仍不能接入，则拒绝用户接入。

3.基于上行干扰的接纳判决

在上行业务时隙ISCP较高的情况下，如果仍然允许用户接入该时隙，不但不能保证新用户的接通率，反而可能会引起上行干扰的进一步抬升，使该时隙内原有用户的掉话风险大大增加。基于上行干扰的接纳判决算法原理如图5.4所示。

在图5.4中，Ithreshold为门限值，可以在OAM中设置；ΔI为由于新的UE或切换的UE接入系统而产生的干扰功率增加。只有当前上行时隙的事件E型的公共测量打开，该算法才有效。

如果当前时隙拒绝接入，则RRM会采用如下算法：

① 尝试将业务在当前频点其他上行时隙接入。

② 如果当前频点所有上行时隙都不能接入，则发起频点调整。

③ 如果所有频点的上行时隙都不能接入，则尝试降速。

④ 如果降速后仍不能接入，则拒绝用户接入。

4.资源预留

由于用户分布规律始终处于不断变化的过程中，因此很难完全避免资源受限的情况。而一旦某小区资源受限，可能会导致本该切入的UE无法成功切换，从而引发掉话，影响用户感知。正是基于这种考虑，在接纳控制算法还需要考虑资源预留，有关资源预留的功能主要包括如下几点。

① 以小区内所有频点上/下行业务时隙等效码道占用率作为参考值，设置切换预留门限。

② 对于非紧急呼叫用户，在SRB、RAB建立时如果资源分配超过预留门限，则拒绝接入。

③ 紧急呼叫、切换、重定位过程中进行实时业务的用户可以使用预留资源。

④ 非实时业务一般情况下不使用切换预留资源。

5.PS业务的考虑

准入控制分别对上行、下行链路的两个方向进行评估；对于R4业务，当且仅当承载在上行、下行链路均允许接入才可被接纳；对HSPA业务，分别对HSDPA、HSUPA进行准入评估。包含HSPA业务的用户，需进一步判决，当且仅当伴随信道、HSDPA、HSUPA均允许接入，该用户的此次新的接入请求才会被接纳。对于HSPA＋，则无需考虑伴随DPCH信道的影响。

针对非HSPA用户或HSPA用户的DPCH信道，有两种准入判决策略类型：RU策略和典型策略。而对承载在HS信道上的HSPA业务需进一步采取基于吞吐量的判决策略。

1）HSPA频点负载控制

对于HSPA业务，还需要考虑网络负载对系统性能的影响。如果仅仅从技术角度来考虑，最大用户数受限于基带DSP处理能力、伴随DPCH信道数量，以及是否开启伴随DPCH帧分复用。在打开伴随DPCH四倍帧分复用的情况下，12个BRU的伴随DPCH信道最多可支持24个用户（单载频），这个数字也接近了DSP处理能力的上限——在单个载频上处理更多的用户数是没有意义的。

但是，另一方面，如果接纳用户过多，那么平均每个用户能得到的带宽就相对有限，势必会影响用户感知。以HSDPA业务为例，一般HSDPA最大用户数默认设置为8。需要注意的是，接纳判决算法考虑的最大用户数，并非受限于系统的处理能力，而是考虑用户感知。在2：4的时隙配比下，单载频配置3个时隙的HS-PDSCH信道，下行峰值速率为1.68Mbps，若单载频在线用户数超过8，那么每个用户的理论峰值速率还不到200kbps。

图5.5是一个简单的HSDPA负载控制的流程。

2）非实时PS业务速率门限

对于用户申请的HSDPA业务，既可以将其分配到HS-DSCH上，也可以将其分配到DCH上。同理，对于用户申请的常规业务，既可以将其分配到DCH上，也可以将其分配到HS-DSCH或FACH上。RRM算法为这两种情况分配了不同的速率门限值。例如，某个用户申请了64kbps的常规业务，如果将其分配到DCH上，需要独占8个BRU，而如果将其分配到HS-DSCH上，则可以通过快速分组调度与其他用户共享信道资源。因此，如果该用户的手机支持HSDPA功能，即使他申请的是常规业务，也可以通过速率门限的设置，将其分配到HS-DSCH上，提高资源利用率。图5.6与图5.7分别是HSDPA业务与常规业务接入时的速率门限控制示意图。

图5.8是某网络实际配置的速率门限，如果下行申请速率小于64kbps，则分配到DCH上；如果下行申请速率大于64kbps，则分配到HSDPA上。

3）GBR门限

接纳控制算法可以通过OM设置的GBR（保证比特速率）门限，尽可能保证I/B类PS业务接入时，实际分配速率不得低于设置的GBR门限。如果资源不足导致可分配的速率低于GBR门限，RRM算法会考虑拒绝该业务的接入请求。同时，当系统发生拥塞触发业务降速或降速接入时，RRM算法会考虑将该用户的带宽降低到GBR而不是0；此外，可以通过为不同级别的用户（金级、银级、铜级……）设置不同的GBR，体现差异化、层次化服务的理念。

6.多频段组网的考虑

如果系统采用A+F频段组网，考虑到对UE的兼容性，一般在初期仍采用A频段作为主频点，F频段作为辅频点，接入过程中RNC通过解析RRC Connection Setup Complete消息，判断UE是否支持F频段，如果支持，则优先接入F频段。当然，实际的算法处理要复杂得多，例如需要考虑与慢速DCA、负载控制等算法模块之间的相互配合问题。

5.2.2 接纳判决算法的应用场景

1.RRC建立

RRC连接建立过程中，接纳控制模块主要完成如下功能：

（1）SRB分配模式选择，可在OAM中通过配置选择SRB是接入在Cell_FACH还是在Cell_DCH上，当UE处于Cell_FACH状态时，SRB只能选择3.4K，且无需进行码资源的分配。当UE的信令承载在DCH上，可以进行SRB速率选择。通过OM配置，可以支持单信令建立时承载在3.4kbps SRB或者13.6kbps SRB上。当信令承载在13.6kbps SRB上时，可使UE呼叫接入时间缩短。

（2）码资源分配。在所选的频点上为SRB分配所需的上/下行码资源。仅针对DCH用户。

（3）承载在DCH上业务的上/下行负载检测包括基于时隙ISCP的上行负载检测，基于载波发射功率的下行负载检测，基于HSDPA在线用户数的检测和基于HSDPA频点负载的检测；承载在FACH上业务的负载检测主要是对FACH用户数的检测。

（4）s-RNTI和UE上下文分配，用户与RRM相关的信息都存储在UE上下文中，在需要执行RRM算法时，可以通过s-RNTI找到用户的UE上下文并对其中的信息进行维护。

（5）尽量将用户均匀分配到RNC内的各个资源单元上。

2.RAB建立

RAB建立分为CS业务和PS业务两种情况，处理有所不同。

（1）CS RAB建立。

CS业务RAB建立时的接纳控制原理如图5.9所示。

说明：在紧急呼叫抢占释放UE时，优先选择进行PS业务的用户。

（2）PS业务RAB建立过程。

PS业务RAB建立时的接纳控制原理如图5.10所示。

说明：在资源检查时，包括以下几项内容：

（1）选择业务下行的承载方式，是HS-DSCH，DCH还是FACH，此时需要综合考虑小区能力、UE能力和申请的业务类型。

（2）判断当前可用的码资源，如果资源不够，则尝试进行频点调整，如果频点调整不成功，则要对业务进行降速。

（3）进行负载检查，如果是常规PS业务，则只检查上行ISCP和下行TCP是否满足条件；如果是HSDPA业务，则还要考虑当前频点的负载情况。负载检测不满足条件的话，首先在其他时隙或频点尝试接入，不成功的情况下再对业务进行降速。

3.切换过程

切换过程中的接纳控制包括以下内容：

（1）RNC可以为每个小区配置一定比例的切换预留资源，这些资源只供切换用户、Relocation用户或紧急呼叫用户使用，也就是“切换资源预留”的概念。

（2）CS业务的切换中的接纳控制与RAB建立过程类似。PS业务在切换到新小区后，从用户的角度，应首先尝试恢复用户的原始业务请求，即以用户最初发起业务的QoS进行资源申请，在目的小区的业务建立过程与RAB建立过程类似。由于切换前后小区类型和资源情况不同，所以切换后UE的业务承载类型和速率都可能发生变化。如图5.11所示。

（3）在切换完成后，将原小区用户所占用的资源释放。

【案例5.1】

某市的TD-SCDMA网络经优化采用如下接纳控制策略。

在接纳控制过程中，首先根据业务类型判断系统是否有足够的码资源可供分配，如资源不足则拒绝接纳；否则采取如下策略：

（1）门限策略。

① 通过测量各时隙的ISCP监测上行负载，当时隙上行负载超过预设门限时，拒绝新用户接入该时隙。基于时隙负载的接纳控制只有在该时隙的事件E型的公共测量打开时才会生效。

② 通过测量各时隙的载波发射功率监测下行负载，当时隙下行负载超过预设门限时，拒绝新用户接入该时隙。

③ 通过统计HSDPA频点接入的HSDPA用户数和HSDPA业务的下行速率监测HSDPA频点负荷，当HSDPA频点负荷超过预设门限时，拒绝新HSDPA用户接入该HSDPA频点。

图5.12描述了上述策略的处理过程。

各种门限值参数的选取是影响接纳控制算法性能的主要因素。门限参数通过网规网优确定，是一个逐步优化的过程。

（2）分层策略。

当可用资源不能满足用户要求的QoS时，RNC尝试以低于用户要求的QoS接入，比如分配低于用户要求速率的承载、改变承载类型等，而不是拒绝用户的接入。该策略主要用于非实时业务的接纳控制。对于实时业务，RNC需要分配足够的资源来保证业务的QoS。

图5.13描述了上述策略的处理过程。