DE10393031B4 - Rufzugriffssteuerverfahren - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Rufzugriffssteuerung (CAC) in einer Basisstation, das die folgenden Schritte aufweist: (1) Zählen der Anzahl von aktiven Teilnehmern in jedem gegenwärtigen Kommunikationszeitschlitz der Basisstation, welche eine Zugriffsanforderung empfangt, um die Kanalressourcenbelegungen in den verschiedenen Zeitschlitzen zu bestimmen; (2) Vergleichen dieser Kanalressourcenbelegungen in den verschiedenen Zeitschlitzen, und dann Zuweisen unbesetzter Ressourceneinheiten in einem Zeitschlitz mit verfügbaren Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu einem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur dynamischen Zuweisung von Radiokanalressourcen auf dem Gebiet der mobilen Kommunikation, insbesondere auf ein Rufzugriffssteuerverfahren während der Rufinitiierung oder Zellenumschaltung im TDD-CDMA-Mobilkommunikationssystem.
- Hintergrund der Erfindung
- Bei 3G-Mobilkommunikationssystemen verwendet die in dem Standarddokument dargestellte Rufzugriffsteuertechnik hauptsächlich einen konzentrierten Rufzugriffssteueralgorithmus in RNC, um Kanalressourcen entsprechend der gegenwärtigen Belastung des Kommunikationssystems sowie QoS-Anfragen des rufenden Teilnehmers zuzuweisen. Da die Verarbeitung und Implementierung des konzentrierten Rufzugriffssteueralgorithmus in dem RNC ist, was auf einem höheren Pegel in der Mobilnetzwerkhierarchie ist, ist eine komplizierte Signalunterstützung zwischen RNC und UE und zwischen RNC und Knoten B in dem System erforderlich. Daher ist der Algorithmus im Betrieb komplex und schwierig zu implementieren.
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DE 198 13 182 A1 betrifft die Zuweisung von Kanälen in einem Radiokommunikationssystem, das eine TD/CDMA-Teilnehmertrennung zur Übertragung von Daten für Kommunikationsverbindungen an und von mobilen Stationen (MS) verwendet. Eine Anzahl von CDMA-Kanälen in zumindest einem Zeitschlitz (ts), die für eine Verbindung zu und von einer weiteren Radiostation (MSh) benötigt werden, wird durch einen intra-zell Handover zur Verfügung gestellt. Der Handover wird für die in der Radiozelle (C) lokalisierten Radiostationen durchgeführt. Nach dem intra-zell Handover werden die zur Verfügung gestellten CDMA-Kanäle der weiteren Radiostation zugeordnet und werden für die Datenübertragung an und von die weitere Radiostation verwendet.. - Zusammenfassung der Erfindung
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und wirksames Rufzugriffssteuerverfahren vorzusehen, das auf der Zählung von aktiven Teilnehmern beruht, um eine dynamische Zuweisung von Kanalressourcen der Basisstation zu implementieren. Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung ist anwendbar auf eine Rufzugriffssteuerung während der Rufinitiierung und der Zellenumschaltung, die die folgenden Schritte aufweist:
- 1) Zählen der Anzahl von aktiven Teilnehmern in jedem gegenwärtigen Kommunikationszeitschlitzen der Bedienbasisstation für eine Zugriffsanforderung entsprechend, um Kanalressourcenbelegungen in verschiedenen Zeitschlitzen zu bestimmen;
- 2) Vergleichen der Kanalressourcenbelegungen in den verschiedenen Zeitschlitzen, und dann Zuweisen von unbesetzten Ressourceneinheiten in einen Zeitschlitz, der verfügbare Kanalressourcen und die minimale Anzahl von aktiven Teilnehmern aufweist, zu dem die Zugriffsanforderung sendenden Teilnehmer.
- Bei dieser technischen Lösung:
Diese Zugriffsanforderung ist eine Rufzugriffsanforderung, die von einem neuen mobilen Teilnehmer zu der Bedienbasisstation (serving base station) gesandt wurde, oder eine Zellenumschaltanforderung, die von einem mobilen Teilnehmer zu ihren benachbarten Zellen gesandt wurde. - Das Zählen im Schritt 1) bezieht sich auf: Anordnen entsprechender Zähler für jeweils verschiedene Zeitschlitze, so dass die Anzahl von Zähler gleich der maximalen Anzahl von Kommunikationszeitschlitzen ist, die durch die Basisstation gestützt werden können; Zählen aktiver Teilnehmer in den Zeitschlitzen und Erhöhen des entsprechenden Zählers um 1, wenn die gegenwärtige Ressourceneinheit besetzt ist; anderenfalls Erhöhen von diesem um 0.
- Schritt 2) weist auf:
- a) Vergleichen von Kanalressourcenbelegungen in allen Aufwärtsverbindungs(uplink)-Zeitschlitzen, und Zuweisen der unbesetzten Ressourceneinheit in einem Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz mit verfügbarer Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu dem neuen Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung sendet, als einen Aufwärtsverbindungskanal; wenn die unbesetzte Ressourceneinheit erfolgreich zugeteilt wird, gehen zum Schritt b), anderenfalls gehen zum Schritt c);
- b) Vergleichen von Kanalressourcenbelegungen in allen Abwärtsverbindungs(downlink)-Zeitschlitzen und zu Zuweisen der unbesetzten Ressourceneinheit in einem Abwärtsverbindungs-Zeitschlitz mit verfügbaren Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu dem neuen Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung sendet, als einen Abwärtsverbindungskanal;
- c) Zurückgeben eines Antwortsignals auf die Rufzugriffsanforderung gemäß den Kanalressourcenzuweisungen in den Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen.
- Schritt a) weist auf:
Aufeinander folgendes Vergleichen aller Zähler, die den Zählwert von aktiven Teilnehmern in den Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitzen speichern, und Auswählen eines Zählers mit dem minimalen Zählwert in den Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitzen;
Vergleichen dieses Zählwerts in dem Zähler mit dem Schwellenwert (d. h., der maximalen Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz, der von der Basisstation gestützt wird; wenn der in dem Zähler gespeicherte Zählwert kleiner als der Schwellenwert ist, Zuweisen einer unbesetzten Ressourceneinheit in dem Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz entsprechend dem Zähler als ein Aufwärtsverbindungskanal zu dem neuen Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung sendet; anderenfalls Anzeigen der fehlgeschlagenen Zuweisung. - Schritt b) weist auf:
Aufeinander folgendes Vergleichen aller Zähler, die den Zählwert von aktiven Teilnehmern in den Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen speichern, und Auswählen eines Zählers mit dem minimalen Zählwert in den Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen;
Vergleichen dieses Zählwertes in dem Zähler mit dem Schwellenwert (d. h., der maximalen Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz, der von der Basisstation gestützt wird; wenn der in dem Zähler gespeicherte Zählwert kleiner als der Schwellenwert ist, Zuweisen einer unbesetzten Ressourceneinheit in dem Abwärtsverbindungs-Zeitschlitz entsprechend dem Zähler als einen Abwärtsverbindungskanal zu dem neuen Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung sendet; anderenfalls Anzeigen der fehlgeschlagenen Zuweisung. - Schritt c) bezieht sich auf: Wenn die Kanalressourcen in den Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen jeweils erfolgreich zugewiesen wurden, Zurückgeben einer Nachricht zu der mobilen Station, die die Zugriffsanforderung sendet, um den erfolgreichen Zugriff anzuzeigen, oder Zurückgeben einer Nachricht zu der mobilen Station, die die Zellenumschaltungsanforderung sendet, um die erfolgreiche Zellenumschaltung anzuzeigen; anderenfalls Zurückgeben einer Nachricht zu der mobilen Station, die die Zugriffsanforderung sendet, um den fehlgeschlagenen Zugriff anzuzeigen, oder Zurückgeben einer Nachricht zu der mobilen Station, die die Zellenumschaltungsanforderung sendet, um die fehlgeschlagene Zellenumschaltung anzuzeigen.
- Der Schwellenwert (d. h., die maximale Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz, der von der Basisstation gestützt ist, beträgt 6–8 und wird während der Initialisierung bestimmt.
- Verglichen mit dem konzentrierten Rufzugriffssteueralgorithmus, der in dem RNC bei höherem Pegel implementiert ist, ist das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in der Bedienbasisstation implementiert, die eine von einem Teilnehmer gesendete Rufzugriffsanforderung verarbeitet, und die Zuweisung von Kanalressourcen kann flexibel in einem lokalen Bereich durchgeführt werden, was die Signalumschaltung stark vereinfacht. Die Implementierung des Verfahrens ist relativ einfach und erfordert keinen komplexen Vorgang. Mit dem Verfahren können Kanalressourcen mit niedrigerer Systeminterferenz dynamisch die Rufanforderung sendenden Teilnehmern zugewiesen werden. Da die vorliegende Erfindung auch Interferenzen von anderen Zellen berücksichtigt und einen effektiven Rufzugriffssteuerungs(CAC)-Schwellenwert N aufrechterhält, wird die Interferenz von neunen Teilnehmern bei dem System reduziert und eine QOS-Anforderung von aktiven Teilnehmern garantiert; daher kann sie die Systemkapazität wirksam verbessern.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist ein Flussdiagramm des Rufzugriffssteuerverfahrens nach der vorliegenden Erfindung. - Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Das Ausführungsbeispiel wird beschrieben, indem der von einem neuen mobilen Teilnehmer zu der Bedienbasisstation initiierte Zugriffsruf als ein Beispiel genommen wird.
- Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung weist auf: Zählen der Anzahl von aktiven Teilnehmern in allen gegenwärtigen Kommunikationszeitschlitzen der Bedienbasisstation für eine Zugriffsanforderung, um Kanalressourcenbelegungen in verschiedenen Zeitschlitzen zu bestimmen; dann Vergleichen der Kanalressourcenbelegungen in den verschiedenen Zeitschlitzen, und dann Zuweisen von unbesetzten Ressourceneinheiten in den Zeitschlitzen mit verfügbaren Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu dem die Zugriffsanforderung sendenden Teilnehmer. Daher kann eine dynamische Zuweisung von Basisstations-Kanalressourcen implementiert werden.
- Beispielsweise wird in dem in
1 gezeigten TD-SCDMA-Mobilkommunikationssystem mit niedriger Datenrate (1,28 Mchips) festgesetzt, dass insgesamt 7 Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitze für die Kommunikation verfügbar sind. Wenn das in1 gezeigte Flussdiagramm auf ein TDD-System mit hoher Datenrate (3,84 Mchips) angewendet wird, kann die Gesamtzahl von Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen auf 15 modifiziert werden; Cij in dem Flussdiagramm stellt den Zustand von gegenwärtigen Kanälen dar, die gesucht werden (können 0 oder 1 sein, 0 für unbesetzt und 1 für belegt); TSi stellt die Zeitschlitznummer dar; STSi stellt den Zähler dar, der verwendet wird, um aktive Teilnehmer entsprechend dem Zeitschlitz TSi zu zählen; N stellt den Schwellenwert (d. h., die maximale Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz dar. - Ein Subrahmen bei TD-SCDMA umfasst sieben Zeitschlitze für die Kommunikation, die verwendet werden, um den Aufwärtsverbindungs(UL)- und den Abwärtsverbindung(DL)-Verkehr durchzuführen; gemäß einem Protokoll kann ein Zeitschlitz bis zu 16 Teilnehmerkanälen gleichzeitig stützen; somit bildet eine Trägerfrequenz/ein Zeitschlitz/ein Kanal eine Ressourceneinheit (RU); bei Interferenz von anderen Zellen muss der Rufzugriffssteuerungs(CAC)-Zugriffsschwellenwert N (d. h., die maximale Anzahl) von aktiven Teilnehmern in einem Zeitschlitz, kleiner sein als die maximale Anzahl von Kanälen, die in einem gegenwärtigen Zeitschlitz gestützt werden. Als ein Gestaltungsparameter kann der Schwellenwert N wie bei der Systemgestaltung gefordert eingestellt werden (6–8 ist bevorzugt) und wird während der Initialisierung bestimmt.
- Es wird das in
1 gezeigte Flussdiagramm betrachtet, in welchem, wenn ein neuer Teilnehmer hinzuzufügen ist, die Bedienbasisstation, die die Zugriffsanforderung empfängt, den Zustand von Kanalressourcen in den sieben Zeitschlitzen sucht und eine Zählung für die Kanalbelegung in allen Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen durchführt. Entsprechende Zähler sind für verschiedene Zeitschlitze angeordnet und speichern das Teilnehmerzählergebnis. Wenn eine Ressourceneinheit gegenwärtig belegt ist, erhöht sie den Zähler um 1; wenn die Ressourceneinheit unbesetzt ist, erhöht sie den Zähler um 0. Nachdem die statistischen Ergebnisse erhalten sind, vergleicht die Basisstation die statistischen Ergebnisse in den Aufwärtsverbindungs-(UL)-Zeitschlitzen, und unter der Voraussetzung, dass der Zählerwert niedriger als der Rufzugriffssteuerungs(CAC)-Zugriffsschwellenwert N ist, weist sie die Kanalressourceneinheit in dem Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz mit dem minimalen Zählwert als eine Aufwärtsverbindungs-Kanalressource dem anfordernden Teilnehmer zu. Nachdem die Aufwärtsverbindungs-Kanalressource erfolgreich zugewiesen ist, steuert sie die Zuweisung der Kanalressource in dem Abwärtsverbindungs-Zeitschlitz. Sie vergleicht das statistische Ergebnis in Abwärtsverbindungs(DL)-Zeitschlitzen, und unter der Voraussetzung, dass der Zählerwert niedriger als der Rufzugriffssteuerungs(CAC)-Zugriffsschwellenwert N ist, weist sie die Kanalressourceneinheit in dem Abwärtsverbindungs-Zeitschlitz mit dem minimalen Zählerwert als eine Abwärtsverbindungs-Kanalressource dem anfordernden Teilnehmer zu, so dass die Zeitschlitze mit der minimalen Co-Kanal-Interferenz dem neuen rufenden Teilnehmer zugewiesen werden, um eine dynamische Radioressourcenzuweisung zu implementieren. - Bei dem vorbeschriebenen Zuweisungsprinzip ist die Rufzugriffssteuerung (CAC) nur erfolgreich, wenn sowohl Aufwärtsverbindung als auch Abwärtsverbindung den gezwungenen Bedingungen genügen, und in diesem Fall gibt die Basisstation eine Nachricht zu der anfordernden mobilen Station zurück, um anzuzeigen, dass der Zugriff erfolgreich ist; anderenfalls gibt die Basisstation eine Nachricht zu der anfordernden mobilen Station zurück, um den fehlgeschlagenen Zugriff anzuzeigen. Bei dem Rufzugriffssteuerverfahren nach der vorliegenden Erfindung ist die Auswahl des Schwellenwertes N von aktiven Teilnehmern wesentlich; die Basisstation, die die Ressourcensuche und die Zuweisung durchführt, muss einen wirksamen CAC-Zugriffsschwellenwert N aufrechterhalten; wohingegen der Schwellenwert (d. h., die maximale Anzahl) N von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz das Ergebnis eines Kompromisses zwischen GoS (Grad des Services) und QoS (Qualität des Services) ist. Bei Interferenz von anderen Zellen muss der Schwellenwert N von zuzugreifenden Teilnehmern niedriger sein als die maximale Anzahl von Kanälen, die durch den gegenwärtigen Zeitschlitz gestützt werden können.
- Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf den Zugriffsruf eines neuen Teilnehmers anwendbar, sondern auch auf den Umschaltruf zwischen benachbarten Zellen; welcher Ruf es auch ist, er bewirkt das Suchen nach und die Zuweisung von Kanalressourcen und ergibt keinen wesentlichen Unterschied hinsichtlich des Prinzips der Rufzugriffssteuerung (CAC). Wenn sich ein mobiler Teilnehmer während des Rufens in eine benachbarte Zelle bewegt, ändert sich die Bedienzelle. Um der Anforderung nach der Rufqualität und dem Pegel zu genügen, sendet der mobile Teilnehmer eine Umschaltrufanforderung an die gegenwärtige Bedienzelle; wenn sie die Umschaltrufanforderung empfängt, führt die gegenwärtige Bedienzelle dasselbe Verfahren und die Schritte wie diejenigen für den Zugriffsruf eines neuen mobilen Teilnehmers durch, der zu einer Bedienbasisstation initiiert ist; wenn die Kanalressourcen erfolgreich zugewiesen ist, gibt die Bedienbasisstation eine Nachricht zu dem mobilen Teilnehmer zurück, um den erfolgreichen Umschalt-Rufzugriff anzuzeigen; anderenfalls gibt sie eine Nachricht zurück, um den fehlgeschlagenen Umschalt-Rufzugriff anzuzeigen.
Claims (9)
- Verfahren zur Rufzugriffssteuerung (CAC) in einer Basisstation, das die folgenden Schritte aufweist: (1) Zählen der Anzahl von aktiven Teilnehmern in jedem gegenwärtigen Kommunikationszeitschlitz der Basisstation, welche eine Zugriffsanforderung empfangt, um die Kanalressourcenbelegungen in den verschiedenen Zeitschlitzen zu bestimmen; (2) Vergleichen dieser Kanalressourcenbelegungen in den verschiedenen Zeitschlitzen, und dann Zuweisen unbesetzter Ressourceneinheiten in einem Zeitschlitz mit verfügbaren Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu einem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich die Zugriffsanforderung im Schritt (1) auf eine Verbindungsanforderung bezieht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich die Zugriffsanforderung im Schritt (1) auf eine Umschaltrufanforderung bezieht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zählen im Schritt (1) aufweist: Anordnen entsprechender Zähler für jeweils verschiedene Zeitschlitze, wobei die Anzahl von Zählern gleich der maximalen Anzahl von Zeitschlitzen für die Kommunikation, die von der Basisstation unterstützt werden können, ist; Zählen aktiver Teilnehmer in den Zeitschlitzen und Erhöhen des entsprechenden Zählers um 1, wenn die gegenwärtige Ressourceneinheit belegt ist; anderenfalls Erhöhen von diesem um 0.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt (2) aufweist: a) Vergleichen von Kanalressourcenbelegungen in allen Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitzen und Zuweisen einer unbesetzten Ressourceneinheit in einem Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz mit verfügbaren Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu dem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat, als ein Aufwärtsverbindungskanal; wenn die unbesetzte Ressourceneinheit erfolgreich zugewiesen ist, Gehen zum Schritt b), anderenfalls Gehen direkt zum Schritt c); b) Vergleichen von Kanalressourcenbelegungen in allen Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen und Zuweisen der unbesetzten Ressourceneinheit in einem Abwärtsverbindungs-Zeitschlitz mit verfügbaren Kanalressourcen und der minimalen Anzahl von aktiven Teilnehmern zu dem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat, als ein Abwärtsverbindungskanal; c) Zurücksenden eines Antwortsignals zu dem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat, gemäß den Kanalressourcenzuweisungen in den Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen.
- Verfahren nach Anspruch 5, bei dem Schritt a) aufweist: aufeinander folgendes Vergleichen aller Zähler, die den Zählwert von aktiven Teilnehmern in den Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitzen speichern, und Auswählen eines Zählers mit dem minimalen Zählwert in den Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitzen; Vergleichen dieses Zählwertes in dem Zähler mit dem Schwellenwert (d. h., der maximalen Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz, der von der Basisstation unterstützt wird; wenn der in dem Zähler gespeicherte Zählwert kleiner als der Schwellenwert ist, Zuweisen einer unbesetzten Ressourceneinheit in dem Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz entsprechend dem Zähler zu dem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat, als ein Aufwärtsverbindungskanal; anderenfalls Anzeigen der fehlgeschlagenen Zuweisung.
- Verfahren nach Anspruch 5, bei dem Schritt b) aufweist: aufeinander folgendes Vergleichen aller Zähler, die den Zählwert von aktiven Teilnehmern in den Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen speichern, und Auswählen eines Zählers mit dem minimalen Zählwert in den Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen; Vergleichen dieses Zählwertes in dem Zähler mit dem Schwellenwert (d. h., der maximalen Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz, der von der Basisstation unterstützt wird; wenn der in dem Zähler gespeicherte Zählwert kleiner als der Schwellenwert ist, Zuweisen einer unbesetzten Ressourceneinheit in dem Abwärtsverbindungs-Zeitschlitz entsprechend dem Zähler zu dem Teilnehmer, der die Zugriffsanforderung gesendet hat, als ein Abwärtsverbindungskanal; anderenfalls Anzeigen der fehlgeschlagenen Zuweisung.
- Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der Schwellenwert (d. h., die maximale Anzahl) von aktiven Teilnehmern pro Zeitschlitz, der von der Basisstation unterstützt wird, 6–8 beträgt, und während der Initialisierung bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, bei dem im Schritt c) wenn die Kanalressourcen in den Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzen jeweils erfolgreich zugewiesen sind, eine Nachricht zu der mobilen Station, die die Zugriffsanforderung gesendet hat, zurückgegeben wird, um den erfolgreichen Zugriff anzuzeigen; anderenfalls wird eine Nachricht zu der mobilen Station, die die Zugriffsanforderung gesendet hat, zurückgegeben, um den fehlgeschlagenen Zugriff anzuzeigen.
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