CN1283056C - 一种宽带码分多址***中的信道码资源利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，该方法包括步骤：在信道码分配的过程中建立信道码树；当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率。利用本发明，可以对宽带码分多址***中的信道码分配情况进行监测，并及时整理信道码树中的碎片，使***中有限的信道码资源得到充分的利用，提高用户接入***的成功率，在功率不受限制的情形下有效提高***容量。

Description

一种宽带码分多址***中的信道码资源利用方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种宽带码分多址(WCDMA)***中的信道码资源利用方法。

背景技术

信息社会的到来对通信手段提出了越来越高的要求，WCDMA是应运而生的全新第三代移动通信***方案，WCDMA最重要的一个特点是功率对用户来说是共享资源。在下行链路上，基站中码分复用的用户分享总的功率，上行链路中，基站有一个最大干扰容限，这个功率在小区中产生干扰的移动台之间分配。共享功率使WCDMA能灵活地处理有不同速率的业务。当数据速率变化时，无须对码字、时隙等重新分配，也即无须重新分配物理信道，只要调整功率分配即可保证业务传输质量不受影响。WCDMA中使用正交变扩频增益扩频码(OVSF)，这种码字保证了下行链路不同用户信道或同一用户不同业务信道的正交性，使WCDMA可以适应多种业务的要求。在WCDMA***中，下行信道通过扰码和信道码的组合来进行区分。当一个特定的信道码被分配给一个用户时，也就意味着该用户能够使用该信道码对应的信道资源了，同时，由于不同信道码之间是正交的，因此通过分配不同的信道码给不同的用户，用户之间也就能够进行相互区分了。

信道码的大小，也就是扩频因子(SF)的大小，决定了用户能够使用的信道资源的带宽，也就是用户能够在单位时间内发送的数据量的多少。因此，在WCDMA***中，为不同用户分配大小不同的信道码的功能，很容易地实现了在一个***中支持多种速率的业务，即多媒体业务的需求。

WCDMA***中的每个小区可以同时使用多个扰码，包括一个必须的主扰码和最多15个可选的次扰码，每个扰码都对应着一棵信道码的码树，每棵码树具有相同数量的信道码，因此理论上小区内的信道码资源可以通过增加扰码的个数来提高。但是，一般来讲，考虑到***的复杂性和信道之间的相互干扰，大部分小区将只使用一个扰码，也就是主扰码。在这种情况下，小区内的信道码资源也是相对有限的。因此，在WCDMA***中，如何有效的使用和分配有限的信道码资源，也就成了无线资源管理的一个关键问题。信道码资源分配的好，相应的利用率就高，在相同情况下***就能接入更多的用户，尤其是在其它资源不受限制的情况下。

中国专利申请01112812.7公开了一种码分多址(CDMA)***中的码分配方法。该方法根据请求信道码的扩频因子，以最大空闲子树为基础查找当前***中的全部最大空闲子树中是否有与请求的扩频因子相同的最大空闲子树，当***中没有与请求的扩频因字相同的最大空闲子树时，再在***记录的最大空闲子树中逐级向根节点搜索。

图1中给出了一个扩频因子为4的子树中部分码字的使用情况，图中的每个黑点(节点)表示一个对应扩频因子的信道码，被数字标注的信道码是该子树中已经被分配给用户的信道码。子树中信道码的大小，即扩频因子，在图中用SF标注在左侧。

假设在当前时刻获得一个分配信道码的请求，并且请求的信道码的扩频因子SF等于64。则信道码分配的过程如下：

1)首先找到根节点对应的信道码的扩频因子等于64的最大空闲子树。有两个符号条件的结果，分别对应图中用字母A和B标注的分支。

2)因为A对应的信道码具有更小的码号，应该被优先选择，因此字母A对应的信道码被分配给该新的用户。

假设当前时刻某新用户请求的信道码的扩频因子等于16。则由于在当前情况下找不到根节点的信道码等于或小于16的最大空闲子树，也就是说没有合适的信道码分配给该新用户。因此，此时信道码分配请求被***拒绝，该用户也就不能接入到***中。

该方法能够根据***中的当前情况并结合请求的信道码的大小进行有效的分配控制，使得***中尽量保留具有最大带宽的信道码。但是，在一段时间内，不断有新的用户接入***，同时也有用户完成通信退出***。这样，码树中的信道码不断被分配和释放，导致码树中存在着很多的碎片。如图1中所示的信道码A和B。碎片的大量存在，使得剩余的信道码不能合并在一起形成一个具有更小的扩频因子的信道码，而我们知道扩频因子小的信道码能够提供更大的信道带宽。也就是说，当***收到一个信道码的请求时，如果请求的信道码的扩频因子比较小，而***中剩余的信道码都是扩频因子很大带宽很小的碎片，于是这样的信道码请求就很难被满足。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

在信道码分配的过程中建立信道码树；

当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率。

所述当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率的步骤包括：

对信道码的分配情况进行监测；

根据所述信道码的分配情况的监测结果整理所述信道码树中的信道码碎片。

所述方法还包括步骤：当发生新的信道码分配或信道码释放时，更新所述信道码的分配情况的监测结果。

所述对信道码的分配情况进行监测的步骤包括：监测所述信道码树中已分配给用户的信道码的数量，和/或已分配给用户的信道码占总信道码的比例，和/或最大空闲子树中根节点对应的信道码的扩频因子大小和具有相同大小扩频因子的最大空闲子树的数量。

所述根据所述信道码的分配情况的监测结果整理所述信道码树中的信道码碎片的步骤包括步骤：

根据所述信道码的分配情况的监测结果判断是否需要进行所述信道码碎片整理；

如果需要，则整理所述信道码碎片；

如果不需要，则继续监测信道码的分配情况。

所述根据所述信道码的分配情况的监测结果判断是否需要进行所述信道码碎片整理的步骤包括：

设置信道码分配比例阈值及所述信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树阈值；

根据所述信道码的分配情况的监测结果，取得实际的信道码分配比例及所述信道码树中根节点的各扩频因子对应的最大空闲子树；

当所述取得的实际的信道码分配比例大于所述设置的信道码分配比例阈值并且所述信道码树中有一个扩频因子对应的最大空闲子树的数量大于设置的所述信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树阈值时，则需要整理所述信道码碎片。

所述当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率的步骤还包括：定时整理所述信道码树中的信道码碎片。

所述整理所述信道码碎片的步骤包括：对与所述信道码碎片相关的用户重新分配信道码，以合并信道码树中存在的信道码碎片；所述相关的用户为：占用的信道码与信道码碎片具有相同的扩频因子、但属于不同父节点的用户。

所述对与所述信道码碎片相关的用户重新分配信道码，以合并信道码树中存在的信道码碎片的步骤包括步骤：

a、根据当前的信道码分配情况，确定所述信道码树中具有相同扩频因子的两个最大空闲子树；

b、当两个所述最大空闲子树的兄弟子树的信道码均被占用时，将其中一个最大空闲子树与另一个最大空闲子树的兄弟子树交换，以将所述两个空闲子树合并成更大的空闲子树；

c、根据上述合并结果，重复步骤a至b，直到信道码树中没有可合并的空闲子树；

d、根据最后合并结果为合并时涉及的用户重新分配新的信道码。

所述步骤b当两个所述最大空闲子树的兄弟子树的信道码均被占用时，将其中一个最大空闲子树与另一个最大空闲子树的兄弟子树交换，以将所述两个空闲子树合并成更大的空闲子树的步骤包括：在所述确定的相等的最大空闲子树中选择其中一个空闲子树的信道码与另一个空闲子树的兄弟子树对应的信道码进行互换，以将所述另一个空闲子树和其兄弟子树合并成一个更大的空闲子树。

利用本发明，可以对宽带码分多址***中的信道码分配情况进行监测，并及时整理信道码树中的碎片，使***中有限的信道码资源得到充分的利用，提高用户接入***的成功率，在功率不受限制的情形下有效提高***容量。

附图说明

图1是现有技术中基于最大空闲子树原则的信道码分配情况示意图；

图2是本发明方法实施例宽带码分多址***中的信道码资源利用方法的步骤的流程图；

图3是基于图1所示的信道码分配后利用本发明方法进行最大空闲子树交换后的信道码分配情况示意图；

图4是基于图1所示的信道码分配后利用本发明方法进行最大空闲子树交换后的另一种信道码分配情况示意图；

图5是本发明方法的另一实施例宽带码分多址***中的信道码资源利用方法的步骤的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明的基本思想是在必要的时候对信道码树中存在的信道码碎片进行适当的整理，从而达到对信道码资源的充分利用，提高用户接入***的成功率。对此，本发明采取了在信道码分配的过程对信道码的分配情况进行监控和判决，当满足一定的判决条件时，就启动信道码碎片整理功能，减少信道码碎片的存在。也可以不对信道码的实际分配情况进行监测和判决，而是定时启动信道码碎片整理功能。下面即参照图2对本发明方法的流程作详细说明。

参照图2，图2是本发明实施例宽带码分多址***中的信道码资源利用方法的步骤的流程图。

步骤201：在信道码分配的过程中建立信道码树。根据请求信道码的扩频因子，以最大空闲子树为基础查找当前***中的全部最大空闲子树中是否有与请求的扩频因子相同的最大空闲子树，当***中没有与请求的扩频因字相同的最大空闲子树时，再在***记录的最大空闲子树中逐级向根节点搜索。其中，空闲子树定义为以某个信道码为根节点的所有子树中没***被占用的子树；一棵空闲子树的兄弟子树如果不为空闲则被定义为最大空闲子树；在同一个节点下的两个子树相互称为兄弟子树。

步骤202：对信道码的分配情况进行监测。信道码分配情况的监测应该对每个小区分别进行。一个小区指一个地理区域的单位。一般考虑到***的复杂性和信道之间的相互干扰，大部分小区只使用一个扰码，即主扰码，此扰码对应着一棵步骤201中所述的信道码树。信道码分配情况的监测对象包括该信道码树中已分配给用户的信道码的数量，和/或已分配给用户的信道码占总信道码的比例，和/或最大空闲子树中根节点对应的信道码的扩频因子大小和具有相同大小扩频因子的最大空闲子树的数量等。

步骤203：信道码的分配情况监测结果分析，即根据信道码的分配情况的监测结果分析是否需要进行信道码碎片整理。所述信道码碎片是指信道码树中存在的离散的空闲信道码，这些离散的空闲信道码对应的扩频因子一般比较小，不能提供很高的数据速率。判决是否需要进行信道码碎片整理的方法根据监测对象的不同而不同，或者说判决方法也决定了需要监测的对象。比如，可以通过对信道码分配比例阈值及信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树来进行判决：在此过程中，需要首先设置信道码分配比例阈值及信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树阈值；然后根据步骤202中对信道码的分配情况的监测结果，取得实际的信道码分配比例及信道码树中根节点的各扩频因子对应的最大空闲子树；当取得的实际的信道码分配比例大于所述设置的信道码分配比例阈值并且信道码树中有一个扩频因子对应的最大空闲子树的数量大于设置的信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树阈值时，则需要整理信道码碎片。

对上述通过对信道码分配比例阈值及信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树来进行判决举例如下：

(1)设置两个门限P和N。P对应码树中已经被分配的信道码所占信道码总数的比例，我们称之为信道码的已分配比例，取值范围为(0～1)。而N则对应码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的最大空闲子树的数量，称为相等的空闲子树数，取值范围为(1，2…，128)。P和N可以根据需要进行优化调整。

(2)从监测结果中获得实际的信道码已分配比例为Pt，以及码树中根节点的扩频因子等于i的最大空闲子树的数量为Ni(i分别等于4，8，16，32，64，128和256)。

(3)比较预先设置的门限和实际测量值的关系。如果Pt＞P并且Ni中有一个值大于N，则需要整理信道码碎片。

步骤204：根据上述步骤203的分析结果，判决是否需要进行信道码碎片整理。

如果需要进行信道码碎片整理，则进到步骤205：整理信道码碎片，即通过对用户重新分配合适的信道码，使得信道码树中的信道码碎片保持在最低水平。碎片整理的实现方法有很多，不同的实现方法对***的影响也有所不同。碎片的整理应该避免过度的信道码重分配和由此导致的信令负载。例如，在本实施例中采用一种基于相等最大空闲子树的碎片整理方法，基本思想为：通过交换空闲子树和兄弟子树的信道码，把两个或多个相等的最大空闲子树合并成一个更大的空闲子树。现结合图1对该方法说明如下：

(1)根据当前的信道码分配情况，确定码树中相等的最大空闲子树。从图1中，得到有两个相等的最大空闲子树A和B。

(2)在相等的最大空闲子树中，选择一半，和另一半的兄弟子树进行信道码的交换。也就是说，把空闲子树A中的信道码和最大空闲子树B对应的兄弟子树6上的信道码进行交换。交换以后得到如图3所示的结果。

当然，也可以把空闲子树B中的信道码和最大空闲子树A对应的兄弟子树4上的信道码进行交换。交换以后得到如图4所示的结果。

(3)根据交换后的结果，基于以上相同的原则，进行更多的交换，直到没有可交换的为止。

从图3可以看出，A和6交换的结果生成了一个新的最大空闲子树E，而且E和C是相等的，因此还可以进行的交换是：5和C之间。依此类推。

从图4可以看出，B和4交换的结果生成了一个新的最大空闲子树F。

(4)根据确定的交换内容，为涉及到的用户重新分配新的信道码。

对于图3所示的交换结果，即将信道码6重新分配给原先使用信道码A的用户。这样，原先的信道码6和信道码B都成为空闲的信道码，形成一个扩频因子为32的最大空闲子树。

对于图4所示的交换结果，即将信道码4重新分配给原先使用信道码B的用户。这样，原先的信道码4和A都成为空闲的，而且信道码C为空闲，因此形成一个扩频因子为16的最大空闲子树。

整理信道码碎片结束后，进到步骤206：等待有新的信道码分配或信道码释放。因为信道码的分配情况只有在发生新的信道码分配和信道码释放的时候才有变化，所以监测结果在此时才需要更新。

有新的信道码分配或信道码释放时，则返回步骤202，继续监测信道码的分配情况。

如果不需要进行信道码碎片整理，则进到步骤206，等待有新的信道码分配或信道码释放。有新的信道码分配或信道码释放时，则返回步骤202，继续监测信道码的分配情况。

在上述本发明方法的实施例中，对信道码碎片的整理是通过对信道码的实际分配情况进行监测后，根据监测结果来实施对信道码碎片整理。为了简化本发明方法的应用，也可以不需要对信道码的实际分配情况进行监测，而是定时整理信道码碎片。下面将参照图5对此做详细说明。

参照图5，图5是本发明方法的另一实施例宽带码分多址***中的信道码资源利用方法的步骤的流程图。

首先，在步骤501设置定时器，定时器的长度可根据***实际需要进行动态调整。

然后，进到步骤502，启动该定时器。

到步骤503，等待定时器超时。

定时器超时后，到步骤504，关闭所述定时器，并整理信道码碎片。此整理过程中与图2所示的步骤205的整理过程相同。

信道码碎片整理完毕后，返回步骤502，重新启动上述定时器。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，例如，对信道码分配情况的监测对象以及信道码碎片整理的实现方法，并不局限于上述实施例中所描绘的监测对象及实现方法，只要在信道码的分配过程中，对信道码的分配进行了整理及再分配，即符合本发明的精神。希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1、一种宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

在信道码分配的过程中建立信道码树；

当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率。

2.如权利要求1所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率的步骤包括：

对信道码的分配情况进行监测；

根据所述信道码的分配情况的监测结果整理所述信道码树中的信道码碎片。

3、如权利要求2所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，还包括步骤：当发生新的信道码分配或信道码释放时，更新所述信道码的分配情况的监测结果。

4、如权利要求2所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述对信道码的分配情况进行监测的步骤包括：监测所述信道码树中已分配给用户的信道码的数量，和/或已分配给用户的信道码占总信道码的比例，和/或最大空闲子树中根节点对应的信道码的扩频因子大小和具有相同大小扩频因子的最大空闲子树的数量。

5、如权利要求2所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述根据所述信道码的分配情况的监测结果整理所述信道码树中的信道码碎片的步骤包括步骤：

根据所述信道码的分配情况的监测结果判断是否需要进行所述信道码碎片整理；

如果需要，则整理所述信道码碎片；

如果不需要，则继续监测信道码的分配情况。

6、如权利要求5所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述根据所述信道码的分配情况的监测结果判断是否需要进行所述信道码碎片整理的步骤包括：

设置信道码分配比例阈值及所述信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树阈值；

根据所述信道码的分配情况的监测结果，取得实际的信道码分配比例及所述信道码树中根节点的各扩频因子对应的最大空闲子树；

当所述取得的实际的信道码分配比例大于所述设置的信道码分配比例阈值并且所述信道码树中有一个扩频因子对应的最大空闲子树的数量大于设置的所述信道码树中根节点对应的扩频码的扩频因子相等的空闲子树阈值时，则需要整理所述信道码碎片。

7、如权利要求1所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述当满足一定条件时，整理所述信道码树中的信道码碎片，以获得较高的信道码资源利用率的步骤还包括：定时整理所述信道码树中的信道码碎片。

8、如权利要求5或7所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述整理所述信道码碎片的步骤包括：对与所述信道码碎片相关的用户重新分配信道码，以合并信道码树中存在的信道码碎片；所述相关的用户为：占用的信道码与信道码碎片具有相同的扩频因子、但属于不同父节点的用户。

9、如权利要求8所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述对与所述信道码碎片相关的用户重新分配信道码，以合并信道码树中存在的信道码碎片的步骤包括步骤：

a、根据当前的信道码分配情况，确定所述信道码树中具有相同扩频因子的两个最大空闲子树；

b、当两个所述最大空闲子树的兄弟子树的信道码均被占用时，将其中一个最大空闲子树与另一个最大空闲子树的兄弟子树交换，以将所述两个空闲子树合并成更大的空闲子树；

c、根据上述合并结果，重复步骤a至b，直到信道码树中没有可合并的空闲子树；

d、根据最后合并结果，为所述合并时涉及的用户重新分配新的信道码。

10、如权利要求9所述的宽带码分多址***中的信道码资源利用方法，其特征在于，所述步骤b当两个所述最大空闲子树的兄弟子树的信道码均被占用时，将其中一个最大空闲子树与另一个最大空闲子树的兄弟子树交换，以将所述两个空闲子树合并成更大的空闲子树的步骤包括：在所述确定的相等的最大空闲子树中选择其中一个空闲子树的信道码与另一个空闲子树的兄弟子树对应的信道码进行互换，以将所述另一个空闲子树和其兄弟子树合并成一个更大的空闲子树。

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