CN100382634C - 一种td－scdma通讯系统动态信道分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TD-SCDMA系统动态信道分配的方法，包括步骤：第一步：确定上行时隙个数，根据上行时隙个数和码道数进行小区半径等级和时间提前量阈值等级划分；第二步：确定下行时隙个数，根据下行时隙个数和码道数进行小区半径等级划分和时间提前量阈值划分；第三步：将基站子系统测量的往返时延(RTT)的值除2，确定用户终端设备的上行链路时间提前量；第四步：根据上行链路时间提前量的值和其对应的上行链路时间提前量阈值，分配用户终端设备的上行链路的码道；第五步：根据上行链路时间提前量的值和其对应的上行链路时间提前量阈值，分配用户终端设备的下行链路的码道。本发明的方法克服了小区间交叉时隙的干扰，提高了小区容载负荷。

Description

一种TD-SCDMA通讯系统动态信道分配的方法

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，具体涉及一种TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CDMA，时分同步CDMA)通讯系统动态信道分配的方法。

背景技术

TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess)是时分双工系统，在某一时刻仅仅存在空中接口单向数据传送，在3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)标准中，基于低码片速率的TD-SCDMA标准是7个业务时隙TS(time slot)加两个导频时隙，两个上下行转换点，每个子帧5ms，帧结构如图1所示。TD-SCDMA标准上下行时隙的灵活配置和不需配对的频谱利用，为TD-SCDMA标准的发展提供了良好的舞台。由于TD-SCDMA是时分系统，要求严格同步，在严格同步情况下，Walsh正交码的自相关性最好，空中接口的同步仅仅通过用户终端设备UE(user equipment)与基站子系统NodeB之间的相互时间测量RTT(Round Trip Time)技术获取，NodeB将RTT时间通知UE，UE在上行链路发送数据时，根据RTT值确定时间提前量TA(Time Advance)，为利用TA进行多基站定位打下基础。

在TD-SCDMA标准中，动态信道分配DCA(Dynamic ChannelAssignment)又分为快速DCA和慢速DCA，快速DCA根据UE业务流量快速为已经接入的UE增减码道，慢速DCA可以根据小区的干扰状况，使码道在时隙之间进行交换，根据小区的业务不对称因子(上行业务流量需求/下行业务流量需求)决定第二个时隙转换点的位置。正是时隙资源分配的灵活性，提高了频谱资源的利用率。

限制CDMA系统频谱利用率(或称容量)的主要原因是干扰，本小区和相邻小区的所有用户都在同时同频工作，它们将互相干扰，要提高容量，关键就是降低此类干扰。在GSM系统中通过频率复用技术实现小区间同频干扰消除，在TD-SCDMA系统中允许相邻小区使用相同频率，这就存在相邻小区，由于业务量的不同，上下行频率转换点不一致，产生交叉时隙，交叉时隙的情形如图2所示。

信道分配的目的是减少干扰，增加系统容量。目前大多数移动通信系统用的是固定信道分配FCA(Fixed Channel Assignment)技术，因为FCA控制比较简单，分配速度快，其容量也可以基本满足需求。但是FCA不够灵活，不能适应话务量的变化，所以信道的利用率低，而DCA可以弥补FCA的缺点，它随话务量的变化能自适应地调节信道的分配，一般说来，DCA在轻业务负荷的情况下的阻塞概率低于FCA，而在重业务负荷下DCA方案的阻塞率比较高。混合信道分配HCA(Hybrid Channel Assignment)技术将DCA与FCA相结合，将一部分信道进行固定分配，而其它的信道放到资源池中，当有信道分配请求时，可以根据一定的算法从资源池中选取一个信道进行分配。TD-SCDMA系统由于固定了第一频率转换点，时隙TS0固定为下行时隙，时隙TS1固定为上行时隙，根据业务特性，存在动态分配的仅仅有时隙TS2和时隙TS3，所以本身具有HCA的特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种TD-SCDMA通讯系统动态信道分配的方法，减少小区间UE和UE之间、NodeB和NodeB之间的干扰，根据信道重用距离，合理地分配无线资源。

本发明的技术方案如下：

一种TD-SCDMA通讯系统动态信道分配的方法，包括以下步骤：

第一步：确定上行时隙个数，根据所述上行时隙个数和码道数进行上行链路小区半径等级的划分，根据所述上行链路小区半径等级进行上行链路时间提前量阈值等级划分；

第二步：确定下行时隙个数，根据所述下行时隙个数和码道数进行所述下行链路小区半径等级划分，根据所述下行链路小区半径等级进行下行链路时间提前量阈值划分；

第三步：根据基站子系统测量的往返时延(RTT)的值，确定用户终端设备的上行链路时间提前量；

第四步：根据所述上行链路时间提前量的值和其对应的所述上行链路时间提前量阈值，以及上行链路时间提前量的阈值大小与上行链路的码道的重用距离的对应关系，分配所述用户终端设备的上行链路的码道；

第五步：根据所述上行链路时间提前量的值和其对应的所述下行链路时间提前量阈值，以及下行链路时间提前量的阈值大小与下行链路的码道的重用距离的对应关系，分配所述用户终端设备的下行链路的码道。

所述方法，其中：所述第一步中所述上行链路时间提前量阈值等级划分包括以下步骤：

在小区规划时根据基站的发射功率确定小区的最大半径R，确定小区上行链路最大时间提前量T_Amax＝R/C，C为光速；

确定本小区的上行时隙数，随时间的延续依次编号为TS_u1，TS_u2，...，TS_uN，u表示上行，N为整数；

根据扩频因子确定本小区每个上行时隙的码道数为X₁、X₂，...，X_N，总的码道数S＝X₁+X₂+...+X_N，S为整数，将S个码道按照时隙的先后和信道化码的大小排列成队列；

划分上行链路小区半径等级为r₁＝S×r_s，r₂＝(S-1)×r_s，...，r_S＝r_s；

其中： $r_s=\frac{T_{A\max }}{S}\×C;$

划分上行链路时间提前量的阈值为T_A1＝r₁/C，T_A2＝r₂/C，...，T_AS＝r_S/C，形成上行链路时间提前量阈值队列。

所述方法，其中：所述第二步中所述下行链路时间提前量阈值等级划分包括以下步骤：

在小区规划时，根据基站的最大发射功率确定小区的最大半径r，确定小区下行链路最大时间提前量t_Amax＝r/C，C为光速；

确定本小区的下行时隙数，不包括TS0，随时间的延续依次编号为TS_d1，TS_d2，...，TS_dN，d表示下行，N为整数；

根据扩频因子确定每个时隙的码道数为x₁，x₂，...，x_N，总的码道数s＝x₁+x₂+...+x_N，s为整数，将s个码道按照时隙的先后和信道化码的大小排列成队列；

划分下行链路小区半径等级为R₁＝s×RS，R₂＝(s-1)×RS，...，Rs＝RS；

其中： $\mathrm{RS}=\frac{t_{A\max }}{s}\×C;$

划分下行链路时间提前量的阈值为t_A1＝R₁/C，t_A2＝R₂/C，...，t_As＝Rs/C，形成下行链路阈值队列。

所述方法，其中：所述第四步中所述分配所述用户终端设备的上行链路的码道包括以下步骤：

a1)获取所述上行链路时间提前量的测量值；

a2)所述上行链路时间提前量的测量值与S个所述上行链路时间提前量的阈值比较，当所述上行链路时间提前量的测量值大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤a10)，否则执行下一步骤；

a3)当所述上行链路时间提前量的测量值小于上行链路时间提前量最大阈值时，找出所述上行链路时间提前量介于其间的所述上行链路时间提前量阈值队列的两个阈值，确定所述两个阈值的下标值；

a4)通过所述下标值映射的码道编号，确定对应的时隙编号；

a5)在找出该时隙后判断该时隙内是否有码道分配；

a6)有码道则进行码道分配；

a7)无码道则判断其前一个时隙是否有码道分配；

a8)有码道则进行该时隙的码道分配，无码道分配再在其前一个时隙进行查找；

a9)一直查找到有码道分配为止，如果最后无码道进行分配，分配过程结束；

a10)在所述上行链路时间提前量的测量值大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，需要再次确认；

a11)在确认大于所述上行链路时间提前量最大阈值后，只能分配时隙TS1的码道，或切换出本小区。

所述方法，其中：所述第五步中所述分配所述用户终端设备的下行链路的码道包括以下步骤：

b1)获取所述上行链路时间提前量的测量值；

b2)所述上行链路时间提前量的测量值与s个所述下行链路时间提前量的阈值比较，当所述上行链路时间提前量的测量值大于所述下行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤b11)，否则执行下一步骤；

b3)当所述上行链路时间提前量的测量值小于下行链路最大阈值时，找出所述上行链路时间提前量介于其间的所述下行链路时间提前量阈值队列的两个阈值，确定所述两个阈值的下标值；

b4)通过所述下标值映射的码道编号，确定对应的时隙编号；

b5)在找出该时隙后判断该时隙内是否有码道分配；

b6)有码道则进行码道分配；

b7)无码道则判断其前一个时隙是否有码道分配；

b8)有码道则进行该时隙的码道分配，无码道分配再在其前一个时隙进行查找；

b9)一直查找到有码道分配为止，如果最后无码道进行分配，就在TS0上查找可以分配的码道；

b10)如果TS0上没有码道分配，分配过程结束；

b11)在所述上行链路时间提前量的测量值大于所述下行链路时间提前量最大阈值时，需要再次确认；

b12)在确认大于所述下行链路时间提前量最大阈值后，只能分配时隙TS1的码道，或切换出本小区。

本发明提供的动态信道分配的方法有效地克服了小区间交叉时隙的干扰，提高了小区容载负荷。

附图说明

图1是TD-SCDMA帧结构的示意图；

图2是小区间交叉时隙的示意图；

图3是根据码道重用划分小区半径的示意图；

图4是上行码道分配的流程图；

图5是下行码道分配的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案的实施作进一步的详细描述：

本发明通过执行以下步骤进行动态信道分配：

第一步：确定上行时隙个数，根据所述上行时隙个数和码道数进行上行链路小区半径等级的划分，根据所述上行链路小区半径等级进行上行链路时间提前量阈值等级划分；

第二步：确定下行时隙个数，根据所述下行时隙个数和码道数进行所述下行链路小区半径等级划分，根据所述下行链路小区半径等级进行下行链路时间提前量阈值划分；

第三步：将基站子系统测量的往返时延(RTT)的值除2，确定用户终端设备的上行链路时间提前量；

第四步：根据所述上行链路时间提前量的值和其对应的所述上行链路时间提前量阈值，分配所述用户终端设备的上行链路的码道；

第五步：根据所述上行链路时间提前量的值和其对应的所述上行链路时间提前量阈值，分配所述用户终端设备的下行链路的码道。

上下行时间提前量是相等的，仅仅测量单边(上行或下行)即可，一般时间提前量都是所说的上行链路时间提前量。

在功率控制较为理想的情况下，认为本小区内所有UE接收的功率一致。当移动台靠近小区边缘时信号干扰比SIR值将下降，当移动台靠近基站时，一般SIR值将比需要的门限值高，这简单地可以认为越靠近基站信号接受水平会比其它移动台要高，也可以说也靠近基站的移动台更能忍受一定的干扰，也就意味着越靠近基站的移动台就越能忍受一个更小的重用距离，这就是重用划分动态分配的基本思想，小区半径的划分如图3所示。

在小区规划时根据基站的发射功率确定小区的最大半径R，确定小区上行链路最大时间提前量T_Amax＝R/C，C为光速；

确定本小区的上行时隙数，随时间的延续依次编号为TS_u1，TS_u2，...，TS_uN，u表示上行，N为整数；

根据扩频因子确定本小区每个上行时隙的码道数为X₁、X₂，...，X_N，总的码道数S＝X₁+X₂+...+X_N，S为整数，将S个码道按照时隙的先后和信道化码的大小排列成队列；

划分上行链路小区半径等级为r₁＝S×r_s，r₂＝(S-1)×r_s，...，r_S＝r_s；

其中： $r_S=\frac{T_{A\max }}{S}\×C;$

划分上行链路时间提前量的阈值为T_A1＝r₁/C，T_A2＝r₂/C，...，T_AS＝r_S/C，形成上行链路时间提前量阈值队列。

根据时间提前量的测量值分配UE的上行码道，分配步骤如说明书附图4。

步骤401，获取所述上行链路时间提前量的测量值；

步骤402，所述上行链路时间提前量的测量值与S个所述上行链路时间提前量的阈值比较，当所述上行链路时间提前量的测量值大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤404，否则执行下一步骤403；

步骤403，当所述上行链路时间提前量的测量值小于上行链路时间提前量最大阈值时，找出所述上行链路时间提前量介于其间的所述上行链路时间提前量阈值队列的两个阈值，确定所述两个阈值的下标值；

步骤405，通过所述下标值映射的码道编号，确定对应的时隙编号；

步骤408，在找出该时隙后判断该时隙内是否有码道分配，如果有执行步骤407，如果无执行步骤411；

步骤407，有码道则进行码道分配；

步骤411，无码道则判断其前一个时隙是否有码道分配，如有执行步骤410，若无再在其前一个时隙进行查找，一直查找到有码道分配为止，进行该时隙的码道分配，若最后无码道进行分配，执行步骤412；

步骤410，有码道则进行该时隙的码道分配；

步骤412，码道分配不成功，分配过程结束；

步骤404，在所述上行链路时间提前量的测量值大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，需要再次确认，即步骤406，如果再次确认所述上行链路时间提前量的测量值不大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤403，否则执行步骤409；

步骤409，在确认大于所述上行链路时间提前量最大阈值后，只能分配时隙TS1的码道，或切换出本小区。

同样的道理进行下行时隙码道的分配：

在小区规划时，根据基站的最大发射功率确定小区的最大半径r，确定小区下行链路最大时间提前量t_Amax＝r/C，C为光速；

确定本小区的下行时隙数，不包括TS0，随时间的延续依次编号为TS_d1，TS_d2，...，TS_dN，d表示下行，N为整数；

根据扩频因子确定每个时隙的码道数为x₁，x₂，...，x_N，总的码道数s＝x₁+x₂+...+x_N，s为整数，将s个码道按照时隙的先后和信道化码的大小排列成队列；

划分下行链路小区半径等级为R₁＝s×RS，R₂＝(s-1)×RS，...，Rs＝RS；

其中： $\mathrm{RS}=\frac{t_{A\max }}{s}\×C;$

划分下行链路时间提前量的阈值为t_A1＝R₁/C，t_A2＝R₂/C，...，t_As＝Rs/C，形成下行链路阈值队列。

根据时间提前量的测量值分配NodeB的下行码道，分配步骤如说明书图5所示。

步骤501，获取所述上行链路时间提前量的测量值；

步骤502，所述上行链路时间提前量的测量值与S个所述下行链路时间提前量的阈值比较，当所述上行链路时间提前量的测量值大于所述下行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤504，否则执行下一步骤503；

步骤503，当所述上行链路时间提前量的测量值小于下行链路时间提前量最大阈值时，找出所述上行链路时间提前量介于其间的所述下行链路时间提前量阈值队列的两个阈值，确定所述两个阈值的下标值；

步骤505，通过所述下标值映射的码道编号，确定对应的时隙编号；

步骤508，在找出该时隙后判断该时隙内是否有码道分配，如果有执行步骤507，如果无执行步骤511；

步骤507，有码道则进行码道分配；

步骤511，无码道则判断其前一个时隙是否有码道分配，如有执行

步骤510，若无再在其前一个时隙进行查找，一直查找到有码道分配为止，并进行码道分配，若最后无码道进行分配，执行步骤512；

步骤510，有码道则进行该时隙的码道分配；

步骤512，查找TS0是否有码道分配，如果有则进行码道分配，

如果无则执行步骤513

步骤513，码道分配不成功，分配过程结束；

步骤504，在所述上行链路时间提前量的测量值大于所述下行链路时间提前量最大阈值时，需要再次确认，即步骤506，如果再次确认所述上行链路时间提前量的测量值不大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤503，否则执行步骤509；

步骤509，在确认大于所述下行链路时间提前量最大阈值后，只能分配时隙TS1的码道，或切换出本小区。

通过以上步骤和说明可以看出，经过对时间提前量的测量和阈值划分进行小区的码道分配，计算量小，达到了降低小区间干扰的目的。

Claims (5)

1.一种TD-SCDMA通讯系统动态信道分配的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：确定上行时隙个数，根据所述上行时隙个数和码道数进行上行链路小区半径等级的划分，根据所述上行链路小区半径等级进行上行链路时间提前量阈值等级划分；

第二步：确定下行时隙个数，根据所述下行时隙个数和码道数进行所述下行链路小区半径等级划分，根据所述下行链路小区半径等级进行下行链路时间提前量阈值划分；

第三步：根据基站子系统测量的往返时延的值，确定用户终端设备的上行链路时间提前量；

第四步：根据所述上行链路时间提前量的值和其对应的所述上行链路时间提前量阈值，以及上行链路时间提前量的阈值大小与上行链路的码道的重用距离的对应关系，分配所述用户终端设备的上行链路的码道；

第五步：根据所述上行链路时间提前量的值和其对应的所述下行链路时间提前量阈值，以及下行链路时间提前量的阈值大小与下行链路的码道的重用距离的对应关系，分配所述用户终端设备的下行链路的码道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步中所述上行链路时间提前量阈值等级划分包括以下步骤：

在小区规划时根据基站的发射功率确定小区的最大半径R，确定小区上行链路最大时间提前量T_Amax＝R/C，C为光速；

确定本小区的上行时隙数，随时间的延续依次编号为TS_u1，TS_u2，...，TS_uN，u表示上行，N为整数；

根据扩频因子确定本小区每个上行时隙的码道数为X₁、X₂，...，X_N，总的码道数S＝X₁+X₂+...+X_N，S为整数，将S个码道按照时隙的先后和信道化码的大小排列成队列；

划分上行链路小区半径等级为r₁＝S×r_s，r₂＝(S-1)×r_s，...，r_S＝r_s；

其中： $r_s=\frac{T_{A\max }}{S}\×C;$

划分上行链路时间提前量的阈值为T_A1＝r₁/C，T_A2＝r₂/C，...，T_AS＝r_S/C，形成上行链路时间提前量阈值队列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二步中所述下行链路时间提前量阈值等级划分包括以下步骤：

在小区规划时，根据基站的最大发射功率确定小区的最大半径r，确定小区下行链路最大时间提前量tA_max＝r/C，C为光速；

确定本小区的下行时隙数，不包括TS0，随时间的延续依次编号为TS_d1，TS_d2，...，TS_dN，d表示下行，N为整数；

根据扩频因子确定每个时隙的码道数为x₁，x₂，...，x_N，总的码道数s＝x₁+x₂+...+x_N，s为整数，将s个码道按照时隙的先后和信道化码的大小排列成队列；

划分下行链路小区半径等级为R₁＝s×RS，R₂＝(s-1)×RS，...，Rs＝RS；

其中： $\mathrm{RS}=\frac{t_{A\max }}{s}\×C;$

划分下行链路时间提前量的阈值为t_A1＝R₁/C，t_A2＝R₂/C，...，t_As＝Rs/C，形成下行链路阈值队列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第四步中所述分配所述用户终端设备的上行链路的码道包括以下步骤：

a1)获取所述上行链路时间提前量的测量值；

a2)所述上行链路时间提前量的测量值与S个所述上行链路时间提前量的阈值比较，当所述上行链路时间提前量的测量值大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤a10)，否则执行下一步骤；

a3)当所述上行链路时间提前量的测量值小于上行链路时间提前量最大阈值时，找出所送上行链路时间提前量介于其间的所述上行链路时间提前量阈值队列的两个阈值，确定所述两个阈值的下标值；

a4)通过所述下标值映射的码道编号，确定对应的时隙编号；

a5)在找出该时隙后判断该时隙内是否有码道分配；

a6)有码道则进行码道分配；

a7)无码道则判断其前一个时隙是否有码道分配；

a8)有码道则进行该时隙的码道分配，无码道分配再在其前一个时隙进行查找；

a9)一直查找到有码道分配为止，如果最后无码道进行分配，分配过程结束；

a10)在所述上行链路时间提前量的测量值大于所述上行链路时间提前量最大阈值时，需要再次确认；

a11)在确认大于所述上行链路时间提前量最大阈值后，只能分配时隙TS1的码道，或切换出本小区。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第五步中所述分配所述用户终端设备的下行链路的码道包括以下步骤：

b1)获取所述上行链路时间提前量的测量值；

b2)所述上行链路时间提前量的测量值与s个所述下行链路时间提前量的阈值比较，当所述上行链路时间提前量的测量值大于所述下行链路时间提前量最大阈值时，执行步骤b11)，否则执行下一步骤；

b3)当所述上行链路时间提前量的测量值小于下行链路最大阈值时，找出所述上行链路时间提前量介于其间的所述下行链路时间提前量阈值队列的两个阈值，确定所述两个阈值的下标值；

b4)通过所述下标值映射的码道编号，确定对应的时隙编号；

b5)在找出该时隙后判断该时隙内是否有码道分配；

b6)有码道则进行码道分配；

b7)无码道则判断其前一个时隙是否有码道分配；

b8)有码道则进行该时隙的码道分配，无码道分配再在其前一个时隙进行查找；

b9)一直查找到有码道分配为止，如果最后无码道进行分配，就在TS0上查找可以分配的码道；

b10)如果TS0上没有码道分配，分配过程结束；

b11)在所述上行链路时间提前量的测量值大于所述下行链路时间提前量最大阈值时，需要再次确认；

b12)在确认大于所述下行链路时间提前量最大阈值后，只能分配时隙TS1的码道，或切换出本小区。

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