CN101098512B - 使cdma集群通讯***所容纳的群组数最大的方法 - Google Patents

Abstract

一种使CDMA集群通讯***所容纳的群组数最大的方法，对于某个需要建立的群组，根据它的群组大小和占用扇区数，得出如果采用增强组呼，每载扇能承载的组数；对于这个要建立的群组，根据它的占用扇区数，得出如果采用传统组呼，每载扇能承载的组数；比较步骤前两个步骤中的两种组呼模式能承载的组数，取较大者，作为该群组的组呼模式。采用本发明可以使***资源得到充分利用，网络可以容纳更多的组，集群***的容量得到最大化。

Description

使CDMA集群通讯***所容纳的群组数最大的方法 

技术领域

本发明涉及集群通讯***，特别涉及一种在CDMA集群通讯***中如何使***容量达到最大的方法。 

背景技术

在集群***中，集群组呼通常有两种实现方式：增强组呼和传统组呼。 

增强组呼： 

如图1，组呼建立时，每个用户都要分别建立两条前向信道和一条反向信道。其中，一条前向信道用于传送用户的信令信息和功率控制信息(F_FCH)；另一条前向信道负责传送语音帧(F_SCH)。同一群组内的每个用户所分配的该前向语音信道具有相同的标识码，这样，同一载扇下该组内每一个分配了前向语音信道的终端都可以对该信道进行解码，终端接收到的能量就是这个载扇下群组内所有前向语音信道的叠加能量，该叠加能量只要能够满足衰落最严重的用户正常通讯即可。组内的每一个激活用户都分配一条反向信道(R_FCH)，但是只有收到网络侧授权信息的终端才能在该信道上传送话音。所以，说用户使用的反向信道负责传送语音帧、前向功控比特和信令消息，听用户的反向信道只传送前向功控比特和信令消息。 

增强组呼的资源分配精确到每个用户，***和终端的交互作用强，便于***随时了解终端的状态。而且不受调度区域的限制，只要网络覆盖到的地方都可以建立增强组呼业务。缺点是如果单扇区下集中很多用户，容易在功率资源、信道资源等方面受限。增强组呼在群组用户很分散或者移动范围很大的情况下具有明显优势。 

传统组呼： 

传统组呼解决了增强组呼空口容量受限的问题。传统组呼业务的主要特征为：单载扇下支持组内用户不受限制，能利用有限的资源，支持大量用户集中在同一地点情况下的指挥调度功能。 

如图2，组呼建立时，调度区内每个小区指配共用的前向语音信道(F_FCH)和反向说用户信道(R_FCH_T)，指配共用的前向信令信道(F_SCH)和反向听用户信道(R_FCH_L)。前向语音信道，负责传送前向语音帧和信令消息；反向说用户语音信道，负责传送反向语音帧和信令消息；前向信令信道，负责下发***参数与邻区列表消息；反向听用户信令信道，在大部分时间里处于发射机关闭状态，只有当用户申请发言时，负责传送话权请求信令。

传统组呼弥补了增强组呼的缺点。由于信道在物理层面实现了共享，从而支持单扇区组内无限容量，故对于用户十分集中的群组设置为传统群组具有明显的优势；但由于前向信道的完全共享无法实现快速功控，同一载扇下容纳的组数是有限的，所以对于用户分散到很多小区的情况，传统组呼不具有优势。一般情况下传统组呼只在调度区内提供服务，调度区外不提供服务。 

根据上述对增强组呼和传统组呼的实现原理可以知道，群组呼叫采用增强组呼还是传统组呼对于网络的总体容量影响很大，所以采用哪种组呼呼叫意义重大。 

在现有技术中，在下列两种情况采用传统组呼，其他情况均采用增强组呼： 

1、对于工作场所比较固定(即用户基本不移动或者移动范围不超过2个小区的覆盖范围)，平均每个小区超过10个用户的群组； 

2、对于工作场所不固定(即用户移动范围不确定或者移动范围超过2个小区)，平均每个小区超过20个用户的群组。 

现有技术中传统组呼和增强组呼划分的基点在于用户是否密集，但密集的判断标准没有量化，都是按照经验确定，无法做到最优的资源配置。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种方法选择每个群组采用增强组呼还是传统组呼的方法，使***所容纳的群组数达到最大。 

本发明的技术方案，包括以下步骤： 

步骤A：对于某个需要建立的群组，根据它的群组大小和占用扇区数，得出如果采用增强组呼，每载扇能承载的组数： 

A1根据***前向信道功率在各信道的分配情况，得出***前向能承载的组数： 

$n*\frac{1}{N}*{\mathrm{\β}}_1*P+n*(\frac{Y}{N}-\frac{1}{N}*{\mathrm{\β}}_1)*\mathrm{\α}*P=35*0.4*P$

其中，n为增强组呼反向能容纳的组数； 

A3比较两者，取最小值作为该群组如果采用增强组呼所能承载的组数； 

步骤B：对于这个要建立的群组，根据它的占用扇区数，得出如果采用传统组呼，每载扇能承载的组数： 

B1根据***前向信道的功率资源分配情况，得出***前向能承载的组数： 

$\frac{1-{10}^{\frac{225-255}{40}}-{10}^{\frac{219-255}{40}}-{10}^{\frac{185-255}{40}}}{[({\mathrm{\β}}_2+\mathrm{\ϵ})+(1-{\mathrm{\β}}_2)*\mathrm{\α}*\frac{1}{6}]*\mathrm{\γ}}=x$

其中，x为传统组呼前向能容纳的组数，ε为F_SCH信令信道传送信令时间占总时间的百分比； 

B2根据***反向信道的干扰情况，得出***反向能承载的组数： 

$y*{\mathrm{\β}}_2*\frac{1}{N}*P+y*\mathrm{\θ}*1.5*P=35*0.4*P$

其中，y为传统组呼反向能容纳的组数，θ为R_FCH_L信令信道传送话权申请信令时间占总时间的百分比，β₂为传统组呼情况下用户说话时间占总时间的百分比； 

B3比较两者，取最小值作为该群组如果采用传统组呼所能承载的组数； 

步骤C：比较步骤A、B中的两种组呼模式能承载的组数，取较大者，作为该群组的组呼模式。 

在上述方案中，信道全速率发射功率占小区设计功率的比值γ为： 

$\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{ffchpower}}{\mathrm{cellpower}}$

$\mathrm{ffchpower}=10\log \mathrm{cellpower}+10\log 2+10\log \{{10}^{\frac{X-255}{40}}\×\frac{22}{24}+{10}^{\frac{X+20-255}{40}}\×\frac{2}{24}\}$

其中，ffchpower为某信道功率，cellpower为小区的设计功率，X为信道的数字增益。 

采用本发明可以使***资源得到充分利用，网络可以容纳更多的组，集群***的容量得到最大化。 

附图说明

图1为同一载扇下增强组呼信道资源占用情况图； 

图2为同一载扇下传统组呼信道资源占用情况图； 

图3为本发明的选择组呼模式流程图。 

具体实施方式

下面结合附图3，阐述本发明的具体实现。 

步骤A：对于某个要建立的群组，根据它的群组大小和占用扇区数，得出如果采用增强组呼，每载扇能承载的组数。 

A1根据***前向信道的资源分配情况，得出***前向能承载的组数 

普通语音的话音激活因子为0.4。导频信道数字增益225，同步信道数字增益185，寻呼信道数字增益219，语音信道数字增益169。 

语音信道数字增益169的发射功率占小区设计功率的比值为： 

γ＝1.671％ 

语音通话是双方的，所以对于单个用户说话的时间就只占总时长的50％，再加上语气停顿、思考的时间，认为语音激活因子为0.4。组呼的反向业务信道，总是有人占用的，可以看成原来的语音用户通话双方都各有一个上行信道，所以类似于语音激活因子。 

增强组呼的业务还有一个组呼信道激活因子β＝0.8，因为20％的时间用户话权抢占和思考，80％的时间用于讲话。 

群组内同一载扇下同一个群组的用户共享一条前向语音信道。空闲状态时，该信道以1/8速率发射功率；讲和听状态是全速率发射功率。 

另外每个用户分配一条前向信道用于传送信令信息，保持α＝1/8的速率。 

设增强组呼前向能容纳的组数为m，群组大小为Y，群组所占扇区数为N，普 通语音全速率的发射功率为P。 

在一个载扇下前向容量的计算公式为： 

$m*\frac{Y}{N}*\frac{P}{8}+m*(0.8*P+0.2*\frac{P}{8})=\frac{1-{10}^{\frac{225-255}{40}}-{10}^{\frac{219-255}{40}}-{10}^{\frac{185-255}{40}}}{\mathrm{\γ}*0.4}*0.4*P*0.55$

右边分子除以(γ*0.4)表示扇区能容纳的语音用户数，再乘以0.4*P是指扇区内所有用户的实际发射功率的大小；0.55是呼叫比例，也就是去除了软切换所占的功率部分。 

简化为： 

$\frac{m*Y}{N}+6.6*m=178.65$

即 

$m=\frac{178.65}{\frac{Y}{N}+6.6}$

A2根据***反向信道的资源分配情况，得出***反向能承载的组数 

设增强组呼反向能容纳的组数为n，蜂窝***反向容量为35个用户，每载扇反向容量的计算公式为： 

$n*\frac{1}{N}*0.8*P+n*(\frac{Y}{N}-\frac{1}{N}*0.8)*\frac{P}{8}=35*0.4*P$

简化为： 

$\frac{n}{N}*(28+5*Y)=560$

即 $n=\frac{560*N}{28+5*Y}$

比较m和n，如果m＜n，则令A＝m，否则令A＝n。 

步骤B：对于这个要建立的群组，根据它的占用扇区数，得出如果采用传统组呼，每载扇能承载的组数。 

导频信道数字增益225，同步信道数字增益185，寻呼信道数字增益219。 

传统组呼的群组内的用户非常多，因此话权抢占的时间和思考的时间比增强组呼要大，根据统计大约为θ＝20％的时间用于话权抢占，10％的时间由于思考和反应，β＝70％的时间用于讲话。 

群组内同一载扇下同一个群组的用户共享一条前向语音信道。空闲状态的速率为α＝1/8，讲和听状态的速率是1。 

群组内同一载扇下同一个群组的用户共享一条前向信令信道。当有消息发送时，该信道建立并以速率为1发送；没有消息发送时该信道是不存在的。根据统计，该信道实际存在的时间占呼叫总通话时间的ε＝10％左右。 

对于传统组呼，为了更加节省前向功率，当没有人讲话时，也就是语音帧为1/8速率时，采取每24帧中4帧发送1/8速率帧，其余20帧不发送。所以实际相当于1/8速率发射功率的1/6。 

F_FCH和F_SCH固定前向发射功率，平均信道增益典型值都是191，传统组呼前向语音信道和信令信道全速率功率占小区设计功率的比值为： 

γ＝5.9288％ 

B1根据***前向信道的功率资源分配情况，确定***前向能承载的组数设传统组呼前向能容纳的组数为x，则每载扇前向容量的计算公式为： 

$\frac{1-{10}^{\frac{225-255}{40}}-{10}^{\frac{219-255}{40}}-{10}^{\frac{185-255}{40}}}{[(0.7+0.1)+(1-0.7)*\frac{1}{8}*\frac{1}{6}]*\mathrm{\γ}}=x$

分母第一部分：x个群组在一个扇区下的F_FCH全速率状态下的等效发射功率(70％的时间)和F_SCH的等效发射功率(10％的时间)。 

分母第二部分：x个群组在同一个扇区下的F_FCH1/8速率的等效发射功率(30％的时间)。 

其中：F_SCH为前向补充信道，用来传送信令；F_FCH为前向基本信道，用来传送语音。 

由公式可知，前向容量和群组占用的扇区是无关，无论群组占用多少扇区，每个扇区内的前向资源的占用都是一致的。 

x＝14 

B2将组呼等效为普通语音呼叫，根据***反向信道的干扰情况，确定***反向能承载的组数 

反向接入信道发射功率比业务信道发射功率高1.76dB，即1.5倍。 

根据以上的分析，设传统组反向能容纳的组数为y，每载扇反向容量的计算公式为： 

$y*0.7*\frac{1}{N}*P+y*0.2*1.5*P=35*0.4*P$

等式左边第一部分：y个群组在一个扇区下的R_FCH_T的等效发射功率。 

等式左边第二部分：y个群组在同一个扇区下的R_FCH_L的等效发射功率。 

等式右边为在同一扇区下反向容量最大时的功率等效值。 

其中，R_FCH_T为反向说用户专用信道 

R_FCH_L为反向听用户专用信道 

该公式简化为： 

$y=\frac{14}{\frac{0.7}{N}+0.3}$

比较x和y，如果x＜y，则令B＝x，否则令B＝y。 

步骤C：如果A＞B，则采用增强组呼，否则采用传统组呼，作为该群组的组呼模式。 

Claims (2)

1.一种使CDMA集群通讯***所容纳的群组数最大的方法，包括以下步骤：

步骤A：对于某个需要建立的群组，根据它的群组大小和占用扇区数，得出如果采用增强组呼，每载扇能承载的组数；所述增强组呼是指，在组呼建立时，每个用户都要分别建立两条前向信道和一条反向信道；其中，一条前向信道用于传送用户的信令信息和功率控制信息；另一条前向信道负责传送语音帧；同一群组内的每个用户所分配的该前向语音信道具有相同的标识码；组内的每一个激活用户都分配一条反向信道，但是只有收到网络侧授权信息的终端才能在该信道上传送话音；

Al根据***前向信道功率在各信道的分配情况，得出***前向能承载的组数：

$m*\frac{Y}{N}*\mathrm{\α}*P+m*({\mathrm{\β}}_1*P+(1-{\mathrm{\β}}_1)*\mathrm{\α}*P)=\frac{1-{10}^{\frac{225-255}{40}}-{10}^{\frac{219-255}{40}}-{10}^{\frac{185-255}{40}}}{\mathrm{\γ}*0.4}*0.4*P*0.55$

其中，m为增强组呼前向能容纳的组数，Y为群组大小，N为群组所占扇区数，P为信道全速率的发射功率，α为实际信道功率与全速率发射功率的比值，β₁为增强组呼情况下用户说话时间占总时间的百分比，γ为信道全速率发射功率占小区设计功率的比值，225、219、185分别是导频信道、寻呼信道、同步信道的数字增益；

A2根据***反向信道的干扰情况，得出***反向能承载的组数：

$n*\frac{1}{N}*{\mathrm{\β}}_1*P+n*(\frac{Y}{N}-\frac{1}{N}*{\mathrm{\β}}_1)*\mathrm{\α}*P=35*0.4*P$

其中，n为增强组呼反向能容纳的组数；

A3比较两者，取最小值作为该群组如果采用增强组呼所能承载的组数；

步骤B：对于这个要建立的群组，根据它的占用扇区数，得出如果采用传统组呼，每载扇能承载的组数；所述传统组呼是指，在组呼建立时，调度区内每个小区指配共用的前向语音信道和反向说用户信道，指配共用的前向信令信道和反向听用户信道；前向语音信道，负责传送前向语音帧和信令消息；反向说用户语音信道，负责传送反向语音帧和信令消息；前向信令信道，负责下发***参数与邻区列表消息；反向听用户信令信道，在大部分时间里处于发射机关闭状态，只有当用户申请发言时，负责传送话权请求信令；

B1根据***前向信道的功率资源分配情况，得出***前向能承载的组数：

$\frac{1-{10}^{\frac{225-255}{40}}-{10}^{\frac{219-255}{40}}-{10}^{\frac{185-255}{40}}}{[({\mathrm{\β}}_2+\mathrm{\ϵ})+(1-{\mathrm{\β}}_2)*\mathrm{\α}*\frac{1}{6}]*\mathrm{\γ}}=x$

其中，x为传统组呼前向能容纳的组数，ε为F SCH信令信道传送信令时间占总时间的百分比；

B2根据***反向信道的干扰情况，得出***反向能承载的组数：

$y*{\mathrm{\β}}_2*\frac{1}{N}*P+y*\mathrm{\θ}*1.5*P=35*0.4*P$

其中，y为传统组呼反向能容纳的组数，θ为R_FCH_L信令信道传送话权申请信令时间占总时间的百分比，β₂为传统组呼情况下用户说话时间占总时间的百分比；

B3比较两者，取最小值作为该群组如果采用传统组呼所能承载的组数；

步骤C：比较步骤A、B中的两种组呼模式能承载的组数，取较大者，作为该群组的组呼模式。

2.权利要求1所述的使CDMA集群通讯***所容纳的群组数最大的方法，其特征在于，信道全速率发射功率占小区设计功率的比值γ为：

$\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{ffchpower}}{\mathrm{cellpower}}$

$\mathrm{ffchpower}=10\log \mathrm{cellpower}+10\log 2+10\log \{{10}^{\frac{X-255}{40}}\×\frac{22}{24}+{10}^{\frac{X+20-255}{40}}\×\frac{2}{24}\}$

其中，ffchpower为某信道功率，cellpower为小区的设计功率，X为信道的数字增益。

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