CN1140078C - 正交可变扩频因子码的一种分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了正交可变扩频因子(OVSF)码的一种分配方法，本发明的码分配过程是在已知***中各SF级的显式可用码个数的条件下进行的，它由码数预算和码数裁定组成，码数预算是按SF值先大后小顺序逐级(即从子级向父级推进)预算分配码数，以便找到一个速率权重符合要求的“准合适的”码数序列，码数裁定是在“准合适的”码数序列基础上得到符合用户设备多码能力的“最合适的”码数序列。

Description

正交可变扩频因子码的一种分配方法

(一)技术领域：

本发明属于电信领域，具体地说涉及码分多址(CDMA)移动通信***中正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法。

(二)背景技术：

OVSF码是一种二叉树结构构造的码，如图1所示。设C_SF，N代表某个OVSF码，其中SF就是扩频因子，而N则是相应SF级中某个特定码的码序号(取值为0、1、2直到SF-1)。

在基于CDMA技术的移动通信***中，可用正交可变扩频因子(OVSF)码作为下行链路的信道化码，以区分不同的无线物理信道、保证它们之间的正交性，灵活可变的扩频因子还可以使这些信道适应移动用户设备(UserEquipment，以下简称UE)不同的业务带宽需求，因此OVSF码是一种很有价值的***资源，所以OVSF码的分配方法(及算法实现)属于无线资源管理的一个重要部分，直接关系到一个小区中允许同时通信的最大UE数，对***容量指标以及***成本、经济效益有重要影响。

码分配的基本原则是：当且仅当某个码直到根节点的路径上以及该码的子树上没有任何码被分配出去时，才能把这个码分配给某个UE。

在实际的***实现中，还有众多的因素制约着码的分配和使用，其中最主要的是码的可利用率及实现复杂度，因此码分配还应遵守以下规则：

1、利用率：如果把已分配带宽与***总带宽的比率定义为利用率，为了有更多提供高利用率的机会，在码分配时应尽可能保存更多的小SF码，而先将大SF码分配出去。

2、复杂度：出于复杂度考虑，为某个UE分配的码数量应尽可能少。

规则1和规则2经常会发生冲突，通常应在规则1的基础上来满足规则2的要求。为了防止出现因分配、管理不善造成的码耗尽现象、更有效地利用***资源，需要在UE的多码能力范围内用适当的码分配算法为UE找到满足速率要求的“最合适码”，使得***中被标记为“不可用”的小SF码尽可能少。

本发明的目的就是在遵守上述码分配原则和规则前提下，用较低的实现复杂度和较小的操作开销实现OVSF码的分配。

(三)发明内容：

这里首先需要说明一下几个重要概念。

用一个码数序列A＝(a₀，a₁，……，a_n-1)来标记与SF＝(2²，2³，……，2^n+l)对应的显式可用码个数，其中a₀≤4，a₁≤4，a₂≤8，……，a_n-l≤2ⁿ，它们分别对应于各SF取值的显式可用码个数，而且任何时候只可能有一个SF级的显式可用码达到最大个数，因此，任何时候***中显式可用码的总数不会超过2ⁿ。这里的显式可用码是指左右子码均可用而兄弟码(即由同一父节点派生的另一个码)不可用的码；特例情况是根级码(即***允许的最小SF值对应的码)，只要其左右子码均可用则该根级码即为显式可用码。显式可用码的左右子树上的所***都称为隐式可用码。

设N(A)为A中的总码数，它由下式得到：

N(A)＝a₀+a₁+……+a_n-1，并满足0≤N(A)≤2ⁿ。

为便于描述UE速率与码数序列的关系，做如下归一化：令SF＝2ⁿ⁺¹的一个OVSF码支持的数据速率为1个速率权重单位，于是A所支持的总数据速率权重W(A)可通过下式得到：

W(A)＝a₀·2^n-1+a₁·2^n-2+……+a_n-2·2¹+a_n-1

下面是本发明的技术方案，只有当***可支持的总速权重大于等于UE要求的速率权重时才进入下面的分配过程：

首先，将***中各SF级的显式可用码个数作为已知输入参数，至于这些显式可用码具体对应的码序号则由码管理来维护。

其次，是码数预算阶段，按SF值先大后小顺序逐级(即从子级向父级推进)预算分配码数，以便找到一个总速率权重为B的“准合适的”码数序列，

具体实现方法如下：(a)假设***共有n个SF级(从0级到n-1级，第0级代表SF值最大的级，第n-1级代表SF值最小的级也即根级)，并设在分配过程中对某个SF级(第i级)的码数期望值为X_i(0≤i≤n-1)，初始化时令X₀＝B，然后按SF值先大后小顺序进入下面的步骤(即开始时i＝0)；(b)为当前SF级分配M_i(0≤i≤n-1)个码，并按下式计算X_i+1的值：X_i+1＝(X_i-M₁)

/2。M_i的取值原则是根据X_i值及本级的显式可用码总数(设为a_i)，分

配尽可能多的码：

●如果X_i≤a_i，则M_i＝X_i；

●如果X_i＞a_i且a≠0，则M_i要么取为a_i，要么取为a_i-1，M_i的取值应保

证得到的X_i+1值是0或正整数。

●如果a_i＝0，若X_i为偶数，则M_i＝0；若X_i为奇数，则M_i＝1，这个码

是从其父级派生出来的，记录该派生情况并修正a_j(j＞i)。(c)当完成一个SF级的码数预算后，若X_i+1非零，就进入父级的码数预算过

程，重复前面的(b)过程，此时父级即成为(b)过程的当前级；若X_i+1

为0则预算过程结束，至此就得到了一个满足UE速率要求的“准合适

的”码数序列，不妨设为M，M＝{M_i，0≤i≤n-1}。

最后是码数裁定阶段，在“准合适的”码数序列基础上得到符合UE多码能力(即总码数不超过K)要求的“最合适的”码数序列，具体实现方法如下：(a)如果M的总码数N(M)没有超过UE的多码能力K，则M就是分配给UE

的“最合适的”码数序列。(b)如果M的总码数N(M)超过了K，则可以通过对M进行修正来得到“最

合适的”码数序列，即按SF值先大后小顺序，在M中逐级进行SF码

的置换：每次退2个大SF码(设为第i个SF级)给***，而从***中

分一个父级SF码(为第i+1个SF级)来代替，也即每置换一次，作如

下修改：新M_i＝(老M_i)-2，新M_i+1＝(老M_i+1)+1。如果置换时老M_i+1

值为1且是派生得到的，则令新M_i+1＝0，新M_i+2＝(老M_i+2)+1，可依次

类推。一般经过N(M)-K次置换后得到的M也就是“最合适的”码数序

列，这个方法能够保证用户要求的速率，但其前提是放宽规则1的限制

且***有足够多的小SF码可以置换。

一旦确定了“最合适的”码数序列，就可以从各SF级的显式可用码集合中取相应个数的码分配出去，且需要更新各SF级的显式可用码集合，由于这些属于码的操作维护处理范围，此略。

本发明的有益效果是：

由于码分配中的码数预算是按SF值从大到小次序逐级进行，每个SF级的执行过程完全一致，由若干个清晰、简单的操作步骤组成，因此易于编程实现且复杂度很小，码数裁定则充分利用了码数预算的结果，即使码数预算结果超出了UE的多码能力，也可以通过较为简单的操作步骤快速得到“最合适的”码数序列。因此本发明能大大减少OVSF码分配的整体操作复杂度、提高执行效率高，在充分保证***OVSF码的带宽利用率前提下为用户找到最合适的码数序列，有利于降低***制作成本和运行成本，并改进无线链路建立的服务响应速度。

(四)附图说明：

图1是OVSF码树结构图。

(五)具体实施方式：

下面是本发明应用在WCDMA第三代移动通信***的无线网络控制器(RNC)设备中的实施例，RNC设备是WCDMA***中负责OVSF码分配的实体。在WCDMA***中，OVSF码的SF值范围从4到512，共有8个SF级。

假设在下面的实施例中UE的多码能力是3，请求的速率权重B为16，在码分配前***中各SF级的显式可用码个数如下：a₀＝5，a₁＝0，a₂＝0，a₃＝5，a₄＝4，a₅＝3，a₆＝2，a₇＝1，它们对应的SF分别是512、256、128、64、32、16、8和4。

该实施例的码分配过程如下：

首先是码数预算：初始化时令X₀＝B＝16。(1)首先是预算SF＝512对应的码个数：由于X₀＞a₀且a₀□0，则M₀只可能取为a₀或是a₀-1，而为了保证X₁＝(X₀-M₀)/2＝(16-M₀)/2是一个整数，因此M₀应取为4，此时X₁＝6(非零)，将进入下一个SF级即SF＝256对应的码数预算。(2)预算SF＝256对应的码个数：由于a₁＝0，且X₁为偶数，则M₁＝0，此时X₂＝3(非零)，将进入SF＝128对应的码数预算。(3)预算SF＝128对应的码个数：由于a₂＝0，且X₂为奇数，因此M₂＝1，这个SF＝256的码实际上是从其父级SF＝64的码派生的，记录该情况，将a₃修正为5-1＝4。由于此时X₃＝(X₂-M₂)/2＝1(非零)，将进入SF＝64

对应的码数预算。(4)预算SF＝64对应的码个数：由于X₃＜a₃，则M₃＝X₃＝1，由于此时X₄＝(X₃-M₃)/2＝0，因此预算过程结束，至此得到满足UE速率要求的“准合适的”码数序列为{M₀＝4，M₂＝1(需从父级派生)，M₃＝1}(注，未记入序列的SF级的分配码数为默认为0)，也即码数预算的结果是需要为UE分配4个SF＝512的码、1个SF＝128的码(从SF＝64的码派生)和1个SF＝64的码。

其次是码数裁定：由于“准合适的”码数序列的总码数为6，大于多码能力3，其差值为3，因此先退出2个SF＝512的码，用1个SF＝256的码替代，此时得到码数序列为{M₀＝2，M₁＝1(需从父级派生)，M₂＝1(需从父级派生)，M₃＝1}；再退出2个SF＝512的码，用1个SF＝256的码替代，此时得到码数序列为{M₁＝2(需从父级派生)，M₂＝1(需从父级派生)，M₃＝1}；最后，退出2个SF＝256的码，用1个SF＝128的码替代，此时得到码数序列为{M₂＝2(需从父级派生)，M₃＝1}，它等效于{M₃＝2}，其总码数等于2，所以码数裁定的最终结果是为UE分配2个SF＝64的码。

Claims (1)

1、正交可变扩频因子码的一种分配方法，是在遵守正交可变扩频因子码的分配原则的前提下，兼顾码分配的利用率规则和复杂度规则，对码分多址移动通信***中用作下行链路信道化码的正交可变扩频因子码进行适当的分配，其特征在于按以下步骤进行：

1)将***中各扩频因子级的显式可用码个数作为已知的输入参数，这里的显式可用码是指左右子码均可用而兄弟码不可用的码；

2)码数预算：按扩频因子值先大后小的顺序逐级预算各扩频因子级的分配码数，得到一个“准合适的”码数序列；

3)码数裁定：得到总码数不超过K的“最合适的”码数序列；

所述码数预算过程由以下操作步骤完成：

a)假设***共有n个扩频因子级，并设在分配过程中对某个扩频因子级的码数期望值为X_i其中0≤i≤n-1，初始化时令X₀＝B；

b)为当前扩频因子级分配M_i个码其中0≤i≤n-1，并按下式计算X_i+1的值：X_i+l＝(X_i-M_i)/2，M_i的取值原则是根据Xi值及本级的显式可用码总数a_i，分配尽可能多的码：

●如果X_i≤a_i，则M_i＝X_i；

●如果X_i＞a_i，且a_i≠0，则M_i要么取为a_i，要么取为a_i-1，M_i的取值应保证得到的X_i+l值是0或正整数；

●如果a_i＝0，若X_i为偶数，则M_i＝0；若X_i为奇数，则M_i＝1，这个码是从其父级派生出来的，记录该派生情况并修正a_j其中j＞i；

c)当完成一个扩频因子级的码数预算后，若X_i+1非零，就进入父级的码数预算过程，重复前面的(b)过程，此时父级即成为(b)过程的当前级；若X_i+l为0，则预算过程结束，至此就得到了一个满足用户设备速率要求的“准合适的”码数序列，不妨设为M，则M由下式构成；M＝{M_i，0≤i≤n-1}；

所述码数裁定通过下述操作完成：

a)如果M的总码数N(M)没有超过用户设备的多码能力K，则M就是分配给用户设备的“最合适的”码数序列；

b)如果M的总码数N(M)超过了K，则可以通过对M进行修正来得到“最合适的”码数序列：按扩频因子值先大后小顺序，在M中逐级进行扩频因子码的置换：每次退2个大扩频因子码给***，而从***中分一个父级扩频因子码来代替，也即每置换一次，作如下修改：新M_i＝(老M_i)-2，新M_i+1＝(老M_i+1)+1，如果最后一次置换时老M_i+1值为1且是派生得到的，则令新M_i+1＝0，新M_i+2＝(老M_i+2)+1，可依次类推，一般经过N(M)-K次置换就可得到“最合适的”码数序列。

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