CN101115044A - 用于为传输信道选择信道化代码的方法和*** - Google Patents

Abstract

一种用于为传输信道选择优选信道化代码的方法和***提供了用于在信道化代码树中分配传输信道的高效手段。该方法包括：为传输信道确定所需的传输速率(步骤405)。接着在代码树中标识具有与以下传输速率相关联的扩频因子的多个可用信道化代码(步骤410)，其中所述传输速率至少与所需的传输速率一样高。接着基于与优选信道化代码相关联的权重指标、结构指标和时间指标从所述多个可用信道化代码中选择优选信道化代码(步骤415)。

Description

用于为传输信道选择信道化代码的方法和***

技术领域

本发明一般地涉及无线通信网络，并具体而言涉及为传输信道选择优选的正交可变扩频因子信道化代码。

背景技术

目前，第三代无线标准使得无线通信能够通过使用对应用特定的优先级和对应用特定的可变传输速率来进行。例如，取决于特定语音压缩/解压(编解码器)算法的需要，语音数据应用通常根据高优先级但是以相对低的传输速率来处理。其它应用(诸如经缓冲的多媒体下载)可根据低优先级但是以相对高的传输速率来处理。在宽带码分多址(W-CDMA)通信网络中，诸如在通用移动电信***(UMTS)网络中，单个网络收发器可支持以多种传输速率对多个数据流的同时传输。

通过使用W-CDMA技术，多个数据流可在单个频带上被同时传输。正交信令被用来使得所传输信号能够在时域和频域上重叠。信道化法被用于分隔同时传输的信号，其使用码片序列在特定带宽上传播数据位。于是正交可变扩频因子(OVSF)代码被用于确定用于特定信号的特定信道化法。

OVSF代码可使用信道化代码树图来描述，其中在树基部的树干代码具有为一的扩频因子。每当树出现分支时，该扩频因子被加倍，且数据传输速率被减半，由此在树顶部的叶代码具有最高的扩频因子和最低的传输速率。在OVSF代码树中同一级别上的代码是正交的，而共享共同的祖先或后代的代码是非正交的。

因此，共享共同收发器的数据应用中的每一个被分配OVSF代码树中的不同代码。例如，涉及需要特定传输速率的新呼叫的蜂窝式电话网络中的应用将需要分配信道化代码树的特定级别上的代码。但是，如果在该级别上的所有代码当前都被使用，则某些代码将需要被重新分配到代码树的其它级别，以便为新呼叫腾出位置。否则新呼叫将被阻止。因为被阻止的代码分配是不合乎需要的，并且重新分配代码消耗网络资源并降低网络效率，所以已提出了用于优化OVSF代码使用的各种代码管理技术。

发明内容

根据一方面，本发明为一种用于为传输信道选择优选信道化代码的方法。该方法包括：为传输信道确定所需的传输速率。接着在代码树中标识具有与以下传输速率相关联的扩频因子的多个可用信道化代码，其中所述传输速率至少与所需的传输速率一样高。接着基于与优选信道化代码相关联的权重指标、结构指标和时间指标从所述多个可用信道化代码中选择优选信道化代码。

因此，本发明的实施例使得能够为传输信道高效地选择优选OVSF信道化代码。信道化代码基于权重指标、结构指标和时间指标进行选择，所述三种指标使得能够对许多不同变量进行复杂评估，所述变量诸如是与特定类型的网络服务相关联的平均通信间隔(interval)。这导致改进的网络小区的操作，因为小区的传输信道能够满足多种服务质量(QoS)需求，并且当把新的传输信道添加到网络时，需要较少的资源来将现有传输信道重新分配给不同的OVSF信道化代码。

附图说明

为了使本发明可被容易地理解并产生实际效果，现在将对参考附图例示的示例性实施例进行参考，其中在所有不同的图中，相同的参考标号指示相同的或功能类似的单元。附图连同下面的详细说明被引入说明书并组成说明书的一部分，并且用来根据本发明进一步例示实施例和解释各种原理和优点，在附图中：

图1是例示了根据现有技术的正交可变扩频因子(OVSF)信道化代码树的图；

图2是例示了根据本发明某些实施例的判断矢量的三维的图，所述判断矢量被用于将代码树中的代码分配给传输信道；

图3是例示了根据本发明某些实施例的用于在CDMA网络小区中为传输信道选择优选信道化代码的方法的一般流程图；

图4是例示了根据本发明某些实施例的用于为传输信道选择优选信道化代码的方法的一般流程图；以及

图5是例示了根据本发明某些实施例的在CDMA网络小区中进行操作的电子通信设备的组件的框图。

本领域技术人员将意识到，出于简明性和清晰性例示了图中的单元，而其不必是成比例绘出的。例如，图中的某些单元的尺寸可相对于其它单元被放大了，以帮助提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式

在详细描述根据本发明的实施例之前，应该注意到，所述实施例主要在于和用于为传输信道选择信道化代码的方法和***有关的方法步骤和装置组件的组合。因而，在附图中已用传统的符号在适当的地方表示出装置组件和方法步骤，仅示出了与理解本发明实施例相关的那些具体细节，以便不会在细节上混淆本公开，本领域普通技术人员根据这里的描述将容易地明白本公开及其细节。

在此文档中，相关的术语(诸如第一和第二、顶部和底部等)可被单独用来区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不必需要或暗示在这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包括...的”或它们的任何其它变形意在覆盖开放的包括，这样，包括一列元素的过程、方法、物品或装置不仅仅包括这些元素，而且可包括未明确列出的、或这些过程、方法、物品或装置所固有的其它元素。在未加以更多限制的情况下，由“包括......”所引导的元素不排除在包括该元素的过程、方法、物品或装置中还存在附加的等同元素。

参考图1，图1例示了根据现有技术的正交可变扩频因子(OVSF)信道化代码树100。在代码树100中包括的每个矩形表示信道化代码，诸如代码105和代码110，其可以被应用于宽带码分多址(WCDMA)数据信号。根信道化代码115具有等于1的扩频因子和基础数据传输速率。每当代码树100出现分支从而创建多个代码树级别时，在下一级别上的代码的扩频因子被加倍，且在下一级别上的代码的数据传输速率被除以二。例如，在代码树100的级别二上的代码105表示具有等于二的扩频因子和等于基础传输速率的二分之一的传输速率的信道化代码。类似地，在代码树100的级别三上的代码110表示具有等于四的扩频因子和等于基础传输速率的四分之一的传输速率的信道化代码。在代码树100的最高级别上的信道化代码(被称为叶代码)具有最高的扩频因子和最低的传输速率。因此，代码120是在代码树100的级别八上的叶代码，且具有扩频因子128和等于基础传输速率的1/128的传输速率。

代码树100可被用于将有限的蜂窝式网络无线电资源分配给各种多媒体数据信号。例如，高速视频数据下载信号可需要分配到代码树100中的相对高的数据速率代码。而诸如语音通信信号的较低数据速率信号可被分配给在代码树100的较高级别上的代码，其具有较低的数据传输速率和较高的扩频因子。

如本领域技术人员所知的那样，在信道化代码之间的正交性对于一个频率带宽的同时用户之间的多访问信道分隔是重要的。如果代码树100中的任意两个不同代码中的一个代码不是另一个代码的后代，则所述两个代码彼此正交。例如，代码120与代码110非正交。但代码110与代码125正交。

因此，代码树100中的特定代码的直接祖先和后代不应被同时使用。因此，提供代码树100中的代码状态指示符，以将特定代码的当前状态指示为“已使用”、“保留空闲”或“可用”。例如，在图1中，对应于“已使用”代码的矩形用浓阴影所例示。对应于和已使用代码具有直接祖先或后代关系的“保留空闲”代码的矩形用灰色阴影所例示。最后，对应于“可用”代码的矩形未用阴影例示。由此，“保留空闲”代码尚未分配给用户，且不应该被分配给用户，因为存在与当前“已使用”代码产生跨信道无线电干扰的风险，所述“已使用”代码与“保留空闲”代码具有直接祖先或后代关系。当前仅有“可用”代码能够被分配给用于网络小区的新用户的新的传输信道。

参考图2，图2例示了根据本发明某些实施例的判断矢量的三维，所述判断矢量被用于将代码树100中的代码分配给特定传输信道。维度被指定为

，对应于容量信息

、结构信息

和时间信息

。如下面所详细描述的，这样的三维判断矢量可被用于高效分派CDMA网络小区的有限的无线电资源。这得到了改进的网络小区的操作，因为小区的传输信道能够满足多种服务质量(QoS)需求，并且需要较少的资源来将传输信道重新分配给不同的OVSF信道化代码。

参考图3，一般流程图例示了根据本发明某些实施例的用于在CDMA网络小区中为传输信道选择优选信道化代码的方法。例如，考虑OVSF信道化代码树100包括CDMA网络小区的可用信道化代码，必须从所述代码中选择优选信道化代码。在步骤305，在根信道化代码115(其中扩频因子等于1)开始在代码树100中搜索优选信道化代码。在步骤310，当前扩频因子被乘以二。一开始，这意味着当前扩频因子等于二，并且可以搜索代码树100的第二级别。

在步骤315，确定当前扩频因子是否等同于所需扩频因子。如上所述，所需扩频因子可以基于包括所述传输速率在内的各种因素来确定。例如，如果给定传输信道所需的传输速率仅是根信道化代码115的基础传输速率的四分之一，那么所需扩频因子可以被设为四，对应于代码树100的第三级别。如果在步骤315当前扩频因子不等于所需扩频因子，那么方法300循环回到步骤310，在步骤310再次将当前扩频因子乘以二。

不过如果在步骤315当前扩频因子等于所需扩频因子，那么在步骤320确定在代码树100中对应于当前扩频因子的级别中是否存在至少一个可用代码(如上所定义的)。如果在步骤320确定存在至少一个可用代码，那么在步骤325确定是否仅存在一个可用代码。如果存在不止一个可用代码，那么方法300执行子方法330，其涉及对以上参考图2描述的三维判断矢量的至少一维进行计算。

在子方法330的步骤335，从具有当前扩频因子的所有可用信道化代码中选择具有最小权重指标(W)的代码。最小权重指标(W)等于作为给定代码后代的可用信道化代码的数量，并由此包括与代码树100有关的容量信息

。例如，图1所示的代码130具有权重指标二，因为两个可用代码：代码135和代码140是代码130的后代。通过选择具有最小权重指标的代码，即具有最小数量的可用后代代码的代码，降低了代码树的碎片。

在步骤340确定是否不止一个在步骤335从代码中选择的代码具有最小权重指标(W)。如果是，那么在步骤345确定是否不止一个在步骤335从代码中选择的代码具有最小结构指标(S)。结构指标(S)可例如根据以下等式来确定：

$S^{(k,m)}=\underset{j=k}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=m\·2^{j-k}}{\overset{(m+1)\·2^{j-k}-1}{\mathrm{\Σ}}}{2}^{K-j}\·I^{(j,i)}$ 公式1

公式2

其中在代码树100中存在K+1层，k指示信道化代码的扩频因子，而m指示信道化代码的分支数量。

如果在步骤345确定不止一个在步骤335从代码中选择的代码具有最小结构指标(S)，那么在步骤350确定是否不止一个在步骤335从代码中选择的代码具有最大时间指标(T)。时间指标(T)可例如根据以下等式来确定：

$T_{\mathrm{residual}}^{(k,m)}=\underset{i=1}{\overset{N(k.m)}{\mathrm{MAX}}}(T_{i\∈j}^{\mathrm{av}}-T_i)$ 公式3

其中i是用户指标，T_i∈j ^av指示类别j服务优先级(j＝1，2，...N)的用户i(i ＝ 1，2，...N)的平均通信间隔，k指示信道化代码的扩频因子，而m指示信道化代码的分支数量。

根据本发明某些实施例，时间指标(T)是与使用传输信道的服务相关联的统计平均通信间隔。类别j服务优先级可以与使用传输信道且需要特定服务质量(QoS)的特定类型服务相关联。例如，各种类型的服务可以包括尽力而为服务、次(less than)尽力而为服务、实时服务、语音服务、流式视频服务以及因特网数据下载服务。因此，时间指标(T)可以基于特定网络的实际工作统计，例如，其指示了语音呼叫的长度通常会持续因特网数据下载的长度的三倍，或者尽力而为服务的通信间隔通常是流式视频服务的通信间隔的一半。根据本发明实施例，在选择用于通信信道的优选信道化代码时，这样的时间指标(T)可以是非常有用的。

如果在步骤350确定不止一个在步骤335从代码中选择的代码具有最大时间指标(T)，那么在代码树100的当前层不选择代码。而是在步骤355将扩频因子除以二，这把子方法330向下移至代码树100中的下一层(即，更靠近根信道化代码115)。接着子方法330返回步骤335。

不过，如果在步骤340确定仅存在一个具有最小权重指标(W)的代码，或者在步骤345确定仅存在一个具有最小结构指标(S)的代码，或者在步骤350确定仅存在一个具有最大时间指标(T)的代码，那么子方法330结束，方法300在步骤360继续。在步骤360，分别地，具有最小权重指标(W)、或具有最小结构指标(S)、或具有最大时间指标(T)的对应代码被选择为用于传输信道的优选信道化代码。因此，优选信道化代码的状态指示符从“可用”改变为“已使用”。在步骤365，优选信道化代码的直接祖先代码的状态指示符被改变为“保留空闲”。同样，优选信道化代码的每个直接祖先代码的权重指标(W)被更新，以便反映由选择优选信道化代码所导致的代码树100的改变。接着方法300结束，因为优选信道化代码已经被选择，且可被用作为用于传输信道的OVSF信道化代码。

再次参考步骤320，如果在代码树100的当前级别未找到至少一个可用代码，那么方法300在步骤370继续，在步骤370当前扩频因子被除以二。这把方法300向下移至代码树100中的下一层(即，更靠近根信道化代码115)。接着在步骤375确定当前扩频因子是否等于一。如果否，那么方法300返回步骤320，并再次确定在代码树100的当前级别是否有至少一个代码可用。

如果在步骤375确定当前扩频因子等于一，那么代码树100的当前级别是根信道化代码115的级别。因此，在步骤380，确定根信道化代码115的状态是否为“已使用”。如果是，那么代码树100的容量已满，因此新的传输信道无法被分配给代码树100，并且方法300结束。不过如果在步骤380确定根信道化代码115的状态是“保留空闲”，那么在步骤385根据代码树重新组织过程来重新组织代码树100。

如本领域技术人员将理解的，在现有技术中已提出了多种类型的代码树重新组织过程，也被称为代码重新分配过程。这样的重新组织过程包括例如动态代码分配(DCA)方案和多代码重新分配方案。这样的代码重新分配过程的目的是降低代码树100的碎片，并由此使得具有所需扩频因子的信道化代码可用，同时不会去除任何当前已使用的传输信道。

参考图4，一般流程图例示了根据本发明某些实施例的用于为传输信道选择优选信道化代码的方法400。在步骤405，确定传输信道所需的传输速率。例如，语音服务传输信道可能需要相对低的传输速率，而因特网数据下载服务可能需要相对高的传输速率。在步骤410，在代码树(诸如代码树100)中标识多个可用信道化代码。所标识的可用信道化代码具有与以下传输速率相关联的扩频因子，其中所述传输速率至少与所需的传输速率一样高。例如，可以使用上述的方法300来标识多个可用信道化代码。

在步骤415，基于与优选信道化代码相关联的权重指标、结构指标和时间指标从所述多个可用信道化代码中选择优选信道化代码。例如，可以根据上述子方法330来选择优选信道化代码。从多个可用信道化代码中选择优选信道化代码包括：首先比较与多个信道化代码相关联的、包括所述权重指标(W)的若干权重指标；然后比较与多个信道化代码相关联的、包括所述结构指标(S)的若干结构指标；以及然后比较与多个信道化代码相关联的、包括所述时间指标(T)的若干时间指标。

参考图5，框图例示了根据本发明某些实施例的在CDMA网络小区中进行操作的电子通信设备500的组件。电子通信设备500例如可以是无线电网络控制器(RNC)、基站、移动电话、网络计算机、双向无线电、个人数字助理(PDA)或其它无线通信设备。本领域技术人员将认识到，本发明可被实现于电子通信设备500的***中。电子通信设备500的***可包括处理器505，诸如与存储器510在操作上耦合的标准微处理器或专用集成电路(ASIC)。存储器510包括计算机可读媒体，诸如随机存取存储器(例如，静态随机存取存储器(SRAM))、只读存储器(例如可编程只读存储器(PROM)或可擦写可编程只读存储器(EPROM))或本领域中公知的混合存储器(例如闪速存储器)。于是所述媒体包括信道化代码选择计算机可读程序代码组件515，当被处理器505处理时，其被配置成使得执行上述的方法300和方法400的步骤。在根据方法300和方法400选择了优选信道化代码之后，使用在操作上耦合于处理器505的收发器520在传输信道上传输数据。

因此，本发明的实施例使得能够为传输信道高效地选择优选OVSF信道化代码。信道化代码基于权重指标、结构指标和时间指标进行选择，所述三种指标使得能够对许多不同变量进行复杂评估，所述变量诸如是与特定类型的网络服务相关联的平均通信间隔。这得到了改进的网络小区的操作，因为小区的传输信道能够满足多种服务质量(QoS)需求，并且当把新的传输信道添加到网络时，需要更少的资源来将现有传输信道重新分配给不同的OVSF信道化代码。

应当认识到，此处描述的本发明实施例可包括一个或多个常规处理器和唯一的已存储程序指令，所述程序指令控制所述一个或多个处理器连同某些非处理器电路来实现如此处描述的用于为传输信道选择信道化代码的功能中的某些、大多数或所有功能。非处理器电路可包括但不局限于：无线电接收器、无线电发送器、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入设备。同样，这些功能可被解释为用于为传输信道选择信道化代码的方法的步骤。可替换地，可由不具有已存储的程序指令的状态机、或在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现某些或全部功能，其中每个功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。当然，两种解决方案的组合也可被使用。因此，此处已描述了用于这些功能的方法和装置。此外，还希望本领域普通技术人员当由此处公开的概念和原理所指导时将通过最少的实验就能够容易地生成这些软件指令和程序以及IC，尽管可能会需要经历由例如可用时间、当前技术和经济考虑所激发的大量工作和许多设计选择。

在前述说明书中，已描述了本发明的特定实施例。不过，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离如权利要求中所阐述的本发明范围的情况下，可以做出多种修改和改变。因此，本说明书和附图被认为是例示性的，而非限制性的，并且所有这些修改都意在被包括在本发明的范围中。益处、优点、问题的解决方案、以及可以使得任何益处、优点或解决方案出现或变得更突出的任何元素都不被认为是任何或全部权利要求中的关键性的、必需的或本质的特征或元素。本发明仅由所附权利要求以及这些权利要求的所有等同物所定义，所述权利要求包括在此申请的待决期间做出的任何修改。

Claims (19)

1.一种用于为传输信道选择优选信道化代码的方法，所述方法包括：

为传输信道确定所需的传输速率；

在代码树中标识具有与以下传输速率相关联的扩频因子的多个可用信道化代码，其中所述传输速率至少与所需的传输速率一样高；以及

基于与优选信道化代码相关联的权重指标、结构指标和时间指标从所述多个可用信道化代码中选择优选信道化代码。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个可用信道化代码是正交可变扩频因子信道化代码。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述权重指标包括下面的可用信道化代码的数量，所述可用信道化代码是优选信道化代码在代码树中的后代。

4.如权利要求1所述的方法，其中从多个可用信道化代码中选择优选信道化代码包括：首先比较与多个信道化代码相关联的、包括所述权重指标的若干权重指标；然后比较与多个信道化代码相关联的、包括所述结构指标的若干结构指标；以及然后比较与多个信道化代码相关联的、包括所述时间指标的若干时间指标。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述结构指标被用于保留具有低扩频因子的代码，以由高数据速率传输所使用。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述结构指标根据以下公式来确定：

$S^{(k,m)}=\underset{j=k}{\overset{K-1(m+1)}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=m{2}^{j-1}}{\overset{2^{j-1}-1}{\mathrm{\Σ}}}{2}^{K-j}\·I^{(j,i)}$

其中在代码树中存在K+1层，k表示信道化代码的扩频因子，而m表示信道化代码的分支数量。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述时间指标是与使用传输信道的服务相关联的统计平均通信间隔。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述时间指标根据以下公式来确定：

$T_{\mathrm{residitol}}^{(k,m)}=\underset{i=1}{\overset{N(k,m)}{\mathrm{MAX}}}(T_{i\∈j}^{\mathrm{ov}}-T_i),$

其中i是用户指标，T_i∈j ^av表示类别j服务优先级(j＝1，2，...N)的用户i(i＝1，2，...N)的平均通信间隔，k表示信道化代码的扩频因子，而m指示信道化代码的分支数量。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述类别j服务优先级与从下述组中选择的服务相关联，所述组包括：尽力而为服务、次尽力而为服务、实时服务、语音服务、流式视频服务以及因特网数据下载服务。

10.一种用于为传输信道选择优选信道化代码的***，所述***包括：

被配置成使得为传输信道确定所需的传输速率的计算机可读程序代码组件；

被配置成使得在代码树中标识具有与以下传输速率相关联的扩频因子的多个可用信道化代码的计算机可读程序代码组件，其中所述传输速率至少与所需的传输速率一样高；以及

被配置成使得基于与优选信道化代码相关联的权重指标、结构指标和时间指标从所述多个可用信道化代码中选择优选信道化代码的计算机可读程序代码组件。

11.如权利要求10所述的***，其中所述多个可用信道化代码是正交可变扩频因子信道化代码。

12.如权利要求10所述的***，其中所述权重指标包括下面的可用信道化代码的数量，所述可用信道化代码是优选信道化代码在代码树中的后代。

13.如权利要求10所述的***，其中从多个可用信道化代码中选择优选信道化代码包括：首先比较与多个信道化代码相关联的、包括所述权重指标的若干权重指标；然后比较与多个信道化代码相关联的、包括所述结构指标的若干结构指标；以及然后比较与多个信道化代码相关联的、包括所述时间指标的若干时间指标。

14.如权利要求10所述的***，其中所述结构指标被用于保留具有低扩频因子的代码，以由高数据速率传输所使用。

15.如权利要求10所述的***，其中所述结构指标根据以下公式来确定：

$S^{(k,m)}=\underset{j=k}{\overset{K-1(m+1)}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=m{2}^{j-1}}{\overset{2^{j-1}-1}{\mathrm{\Σ}}}{2}^{K-j}\·I^{(j,i)}$

其中在代码树中存在K+1层，k表示信道化代码的扩频因子，而m表示信道化代码的分支数量。

16.如权利要求10所述的***，其中所述时间指标是与使用传输信道的服务相关联的统计平均通信间隔。

17.如权利要求10所述的***，其中所述时间指标根据以下公式来确定：

$T_{\mathrm{residitol}}^{(k,m)}=\underset{i=1}{\overset{N(k,m)}{\mathrm{MAX}}}(T_{i\∈j}^{\mathrm{ov}}-T_i),$

其中i是用户指标，T_i∈j ^av表示类别j服务优先级(j＝1，2，...N)的用户i(i＝1，2，...N)的平均通信间隔，k表示信道化代码的扩频因子，而m表示信道化代码的分支数量。

18.如权利要求17所述的***，其中所述类别j服务优先级与从下述组中选择的服务相关联，所述组包括：尽力而为服务、次尽力而为服务、实时服务、语音服务、流式视频服务以及因特网数据下载服务。

19.一种用于为传输信道选择优选信道化代码的***，所述***包括：

用于为传输信道确定所需的传输速率的装置；

用于在代码树中标识具有与以下传输速率相关联的扩频因子的多个可用信道化代码的装置，其中所述传输速率至少与所需的传输速率一样高；以及

用于基于与优选信道化代码相关联的权重指标、结构指标和时间指标从所述多个可用信道化代码中选择优选信道化代码的装置。

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