CN100550667C - 基站收发信机 - Google Patents
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Abstract
基于由控制信道解扩单元对接收数据的控制信道进行解扩而得到的扩频因子,扩频因子确定单元确定接收数据的传输速率。用解调器对在用户数据解扩单元中进行解扩处理的用户数据进行解调,并将其临时存储于解调数据存储器中。用解码器对从解调数据存储器中读取的用户数据进行解码,同时将解码器的解码结果提供给延迟测量单元,该延迟测量单元检测用户数据关于以上处理的延迟时间。信道资源管理单元基于扩频因子确定单元检测到的各无线信道的传输速率以及延迟测量单元检测到的各无线信道的延迟处理时间来管理所有时间上或恒定周期内的可用资源的数量。
Description
技术领域
本发明涉及用于CDMA(码分多址)类型的无线通信系统中的基站收发信机,并且特别地涉及其资源管理。
背景技术
在CDMA类型的无线系统中,将各种控制信息作为控制信道而发送,并且将诸如语音数据和分组数据之类的用户数据作为用户信道而发送。当将这些数据从无线移动台发送到基站收发信机时,分别将用户信道映射到I轴并将控制信道映射到Q轴,接着在移动台中对这些数据进行QPSK(四相移键控)调制。此外,用扩频码来对这些数据进行扩频调制,接着将其发送给基站收发信机。当基站收发信机接受来自移动台的呼叫时,该基站收发信机接收来自移动台的上述扩频调制信号,使用与移动台相同的扩频码对Q轴上的控制信道进行解扩,并对I轴上的用户信道进行解扩。在接收到扩频调制信号时,从每个解扩控制信道中提取用作该扩频调制信号的传输速率信息的每个扩频码的扩频因子(SF)。然后,根据传输速率对已扩频处理的每个数据信道执行相位控制和相干检测,接着对用户数据进行解调。对解调后的用户数据进行解码处理,诸如纠错、检错等(参考例如专利文献1,即日本未审查专利公开No.2001-267959)。
接下来将说明用于基站收发信机的常规控制方法。
当在无线通信系统中的移动台与基站收发信机之间进行通信时,基站收发信机使用例如其中发生来自移动台的连接请求(呼叫)的公共信道(控制信道)来执行对控制信息的发送/接收,并共享设置每个专用信道(数据信道)所必需的参数。当能够确保设置专用信道所必需的无线资源(发送/接收所必需的资源)以及用于基站收发信机的信道资源(即解扩单元、解调器。解码器、存储器等)时,基站收发信机执行对分配给已经进行连接请求的移动台的每个专用信道的设置,并开始与移动台的用户数据通信。
基站收发信机根据从对应于其主设备(host device)的无线网络控制器(RNC)发出的指令来执行对呼叫设置信息的接收以及设置处理。然而,如果没有足够的空闲空间作为基站收发信机的信道资源,则基站收发信机在接收到新的呼叫时向相应的移动台发回表明不能接受新的呼叫的“无法接收”信息,并且不会执行设置处理。
因此,为了能够确定是否应当接受呼叫,基站收发信机执行对其中的可适用的(即可分配给已经进行了新的呼叫的移动台)信道资源的管理。这种管理涉及硬件处理和软件处理,在每个传输速率可用于上行链路通信之前通过管理资源数量来管理这些硬件处理和软件处理。由于在这种管理中是静态地应用有限资源的,因此在终止一个呼叫之前,分配给该呼叫的资源不可应用于其他呼叫。
通过以这种方式对每个资源进行管理,当进行新的呼叫时,检测用于该新的呼叫的无线信道上的通信信号(即上述扩频调制信号)的传输速率。根据是否存在该传输速率所必需的资源数量来判断是否能够接收该呼叫。然而,将可用于已设置的无线信道(对应于CDMA系统中的扩频码的信道)的最大传输速率用作定义为关于是否能够分配这些资源的判断标准的传输速率。即使该传输速率是所有保留(即已设置)无线信道中最大的传输速率,仍可以在没有任何延迟的情况下在各无线信道上执行对所接收用户数据的诸如解扩、解调、解码等处理,以便能够确保资源。
然而,根据所应用的数据的类型,由基站收发信机进行解码的上行链路信息(用户数据)在用于解码处理中的关于纠错处理等的参数上有所不同。由于参数之间的不同,用于将使用的硬件的资源也会不同。因此,如果从移动台到对上行链路信息进行解码的基站收发信机的上行链路信息中发生了数据类型的改变,则随时会对用于硬件的资源进行切换。在考虑到甚至会发生这种情形的情况下确定可分配给相应的无线信道的资源数量。因此,在考虑到在从现在开始将要发送的上行链路信息中甚至会发生这种数据类型的改变的情况下,将用于硬件的资源数量分配给已经进行了呼叫以便进行新的连接的移动台。然而,是否应当将这些资源数量分配给这些移动台(即是否应当接受该呼叫)依赖于当时是否存在可用于硬件的资源数量。也就是说,根据用于硬件的资源数量,可处理的信道的数量会有所不同。
作为一种用于将资源分配给已经接受呼叫的无线信道的方法,已经提出了一种技术,其中设置了一个用从移动台到基站收发信机的上行链路用户平面和从基站收发信机到移动台的下行链路用户平面来表示对应于每个资源的符号速率的资源数量计算表和一个表明无线信道数量与资源数量之间的关系的资源数量计算表,并且使用这种资源数量计算表来为相应的无线信道分配资源数量(参见例如专利文献2,即日本未审查专利公开No.2004-282469)。
根据专利文献2中所公开的描述,设置了一个示出信号处理器与可用于该信号处理器的资源数量的资源管理表以执行资源管理。基于利用该资源数量计算表而确定的相应无线信道的资源数量来检索该资源管理表,并且可以选择具有用于当前无线信道的可处理的空闲资源的信号处理器。
当通过软件来对无线信道进行解码处理(诸如为多个无线信道设置对该多个无线信道进行解码的处理时序)时,根据数据类型等应用于解码的算法有所不同。由于这些算法之间的不同,完成解码处理所需的时间会有所不同。因此,基站收发信机中可容纳的信道数量(即可同时处理)并非只根据每个无线信道的传输速率来唯一地确定。因此,基站收发信机的存储容量依赖于解码器的吞吐量,以最佳地利用解码器。然而,需要预先确定分配给相应的解调器的为应用于每个无线信道的每种数据类型设定的资源数量。
根据上述用于将资源分配给无线信道的方法,即使假设了为无线通信设置的每个无线信道的可能的最大传输速率,并且使所有无线信道的传输状态同时进入最大传输速率的状态,硬件和软件的存储容量仍只够在规定的时间内在所有的无线信道上完成处理。因此,将对应于每个最大传输速率的资源数量分配给上述全部无线信道中的每个无线信道。
另一方面,诸如CDMA系统等无线通信系统只在需要发送用户数据时才通过移动台与基站收发信机之间的无线信道执行对用户数据的发送,以便较好地利用有限的无线资源。当没有待传送的用户数据时,只发送维持无线信道的连接所必需的最少信息,即控制信道。具体而言,减小移动台与基站收发信机之间的无线传输线路上的传输速率。此外,只重复发送用于将移动台与基站收发信机之间的发射功率控制和保持为特征值的闭环发射功率控制信息和传输速率信息,以及能够标识是否存在用户数据的传输速率标识符,并从而维持无线信道的连接。
顺便提及,将语音数据、分组数据等视为应用于这种无线通信系统的用户数据。然而,例如当在无线信道上所发送的用户数据属于语音数据时,存在约50%的静音部分(silent section)。当检测到该静音部分时,在发射机端停止将用户数据发送到其相应的无线传输线路上(发送用户数据的状态是“停止”),并且只在无线信道上发送诸如传输功率控制信息等控制信息。甚至在分组数据的情况下,只在需要获得期望数据时,诸如需要下载时才以较高的传输速率执行通信。当不必获得数据时,以与语音数据类似的方式停止通过无线传输线路上发送用户数据,并且执行对发送状态的切换,使得只以较低的传输速率发送控制信道。因此,对传输速率切换的控制是根据是否存在用户数据来动态地执行的。
因此,在用于动态地控制传输速率的无线通信系统中,当在基站收发信机中执行对信道资源(用于无线信道的资源)的管理(其中针对上述无线信道而假定了信道资源的最大传输速率)时,并非在任何时候都以最大传输速率在所有的无线信道上执行数据发送,并且极少以最大传输速率发送数据。因此,出现的问题是,即使根据最大传输速率将资源数量分配给每个无线信道,仍有至少某些资源数量未利用,并且没有最大限度地利用基站收发信机的处理性能。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种基站收发信机,其解决了前述问题并实现了能够最大限度地利用无线信道存储容量的资源管理。
根据本发明的一个方面,为了实现以上目的,在此提供了一种基站收发信机,包括:
接收部分,其接收扩频数据;
扩频因子确定单元,其提取接收部分接收到的扩频数据的传输格式,并根据该传输格式计算扩频因子;
基带信号接收机,其基于扩频数据的传输格式来处理扩频数据;
延迟测量单元,其计算在基带信号接收机中所耗费的处理时间;以及
信道资源管理单元,其基于扩频因子确定单元计算出的扩频因子以及延迟测量单元计算出的处理时间来管理每种资源,并执行新的呼叫设置等。
根据本发明的另一个方面,为了实现以上目的,在此提供了一种基站收发信机,包括:
接收部分,其接收分配给每个移动台的专用信道上的扩频数据,并通过为移动台分配每个时隙来接收公共信道上基于时分复用而从多个移动台发送的扩频数据;
用于每个专用信道的扩频因子确定单元,其提取接收部分接收到的专用信道上的扩频数据的传输格式,并根据该传输格式计算扩频因子;
用于公共信道的扩频因子确定单元,其提取接收部分接收到的公共信道的每个时隙上设置的扩频数据的传输格式,并根据该传输格式计算该时隙的接收数据的扩频因子;
基带信号接收机,其基于专用信道和公共信道上的扩频数据的传输格式来处理专用信道和公共信道上的扩频数据;
延迟测量单元,其计算在基带信号接收机中用于处理专用信道和公共信道上的接收数据的时间;以及
信道资源管理单元,其基于扩频因子确定单元计算出的扩频因子以及延迟测量单元计算出的处理时间来管理关于专用信道和公共信道的资源,并执行新的呼叫设置等;
其中基带信号接收机包括:
用于每个专用信道的用户信道解扩单元,其基于每个专用信道上的扩频数据的传输格式对用于每个专用信道的用户信道的扩频数据进行解扩;
用于每个专用信道的解调器,其对通过用于每个专用信道的用户信道解扩单元的解扩处理而得到的每个专用信道上的用户数据进行解调;
用于公共信道的用户信道解扩单元,其基于公共信道的每个时隙上设置的用户信道上的扩频数据的传输格式对公共信道的每个时隙上设置的用户信道上的扩频数据进行解扩;
用于公共信道的解调器,其对用于公共信道的用户信道解扩单元的解扩处理而得到的公共信道的每个时隙上设置的用户数据进行解调;
解调数据存储器,其存储从用于每个专用信道的解调器中输出的解调用户数据以及从用于公共信道的解调器中输出的解调用户数据;以及
解码器,其针对预定的数据使用对解调数据存储器中存储的用户数据进行解码;并且
其中专用信道和公共信道上的用户数据由其公共的解码器进行解码。
根据本发明,管理依赖于实际上以预定的时序来使用的硬件的资源,并动态地执行对信道资源的分配。因此,与执行固定的信道资源分配的常规系统相比,本发明可以实现能够最佳地利用信道存储容量的资源管理。这种管理方法还可以通过使用扩频因子以及甚至在常规情况下也管理的数据到来时序信息并添加用于确定每个扩频因子和解码数据延迟的最少功能来实现。
同样根据本发明,由于公共信道资源管理单元管理专用信道和公共信道已用的资源,因此,将用于这些信道的资源(硬件资源和软件资源)分配给其相应信道的方案有可能在这些信道之间发生改变,并且有可能正确地设置这些分配方案。还可以消除对每种资源的占用的冗余。
附图说明
通过结合附图参考以下描述,可以最好地理解本发明的结构组织和运行方式,以及本发明的其他目的和优点,其中,相同的参考标号标识相同的单元,其中:
图1是示出根据本发明的无线移动台的第一实施例的框图;
图2是示出用于CDMA系统中的传输格式的示图;
图3(a)、图3(b)是示出图1中的解码器中的无线信道上的用户数据的解码处理延迟时间的时序图;
图4是示出图1中的信道资源管理单元中的管理表的一个特定示例的示图;
图5是示出根据本发明的无线移动台的第二实施例的框图;以及
图6是用于描述应用于无线信道的各无线帧的帧编号的示图。
具体实施方式
下文中将参考附图来说明本发明的优选实施例。
图1是示出根据本发明的基站收发信机的第一实施例的配置框图。分别来说,参考标号1表示无线部分,参考标号2表示采样数据存储器,参考标号3表示基带信号接收机或基带信号接收部分,参考标号4表示控制信道解扩单元,参考标号5表示数据信道解扩单元,参考标号6表示解调器,参考标号7表示解调数据存储器,参考标号8表示解码器,参考标号9表示扩频因子(SF)确定单元,参考标号10表示延迟测量单元,参考标号11表示信道(CH)资源管理单元,参考标号12表示帧协议(FP)处理器,参考标号13表示有线传输线路接口单元,参考标号14表示基带信号发射机或基带信号发射部分,参考标号15表示编码器,参考标号16表示调制器,并且参考标号17表示扩频处理器。
在图1中,将在无线部分1中接收到并进行A/D变换的上行链路无线信道的扩频调制信号(接收数据)存储并保持在用于具有多个字长的每个采样数据的采样数据存储器2中。将存储于采样数据存储器2中的接收数据提供给基带信号接收部分3。
现在,如图2所示,接收数据包括均变为复用形式的数据信道和控制信道,并以包括多个时隙即时隙#1至时隙#m的10毫秒的无线帧作为参考单元来表示该接收数据。为每个无线帧给定一个帧号码。数据信道中的每个时隙对应于用扩频码进行过扩频处理的用户数据,并且根据用户数据(诸如语音数据、分组数据等服务应用)的类型,每个时隙的扩频调制处理中的每个扩频码的扩频因子SF(对于每个符号,用于扩频码的码片数量)是可变的。控制信道的每个时隙包括诸如导频信息、传输格式信息和传输功率控制信息之类的控制信息,并且每个时隙的扩频调制处理中的每个扩频码的扩频因子SF是恒定的。预先确定在每个时隙中插入这些信息的位置。导频信息属于以“1”和“0”的预定的固定模式表示的信息,并且其在发射机端和接收机端是已知的。
在基带信号接收部分3中,将从采样数据存储器2发送的接收数据的控制信道提供给控制信道(CH)解扩单元4,而将采样数据存储器2的数据信道提供给数据信道(CH)解扩单元5。
对于控制信道的每个时隙,控制信道解扩单元4根据该控制信道的扩频调制导频信息和已知模式的导频信息来生成在发射机端(对应于经由无线信道进行通信的移动台)用于扩频调制的扩频码,并使用该扩频码在控制信道上进行解扩处理,从而检测到传输格式信息和传输功率控制信息。此时,解调器6根据插入控制信道中的已知模式的导频信息来计算用于检测用户数据中的数据符号的相移量及其相位补偿。
数据信道解扩单元5从控制信道解扩单元4检测到的传输格式信息(见图2)中提取接收数据的传输速率(即扩频码的扩频因子SF),并使用速率对应于所提取的传输速率的扩频码在数据信道上进行解扩处理。
将经过解扩处理的用户数据提供给解调器6,在解调器6中使用控制信道解扩单元4所提取的传输速率和相移量对这些用户数据进行诸如相干检测、相位补偿、最大比合并等处理,从而得到解调用户数据。将这些用户数据存储于解调数据存储器7中。
与在无线帧单元中对用户数据执行这种解扩处理和解调的同时,在控制信道解扩单元4中执行从相应的控制信道中提取各控制信息的处理,并随后从采样数据存储器2中读取对应于用于如此处理过的控制信道的无线帧的无线帧的数据信道,并在数据信道解扩单元5中对该数据信道进行解扩处理,接着在解调器6中进行诸如QPSK等解调处理。
顺便提及,当接收到多个无线信道时,在各无线信道上进行解扩处理和解调处理,并且对于每个无线信道,将如此解调过的用户数据存储于解调数据存储器7中。
根据存储于解调数据存储器7中的各无线信道的用户数据的传输速率从解调数据存储器7中读取这些用户数据,接着将这些用户数据提供给解码器8,其中在对应于应用于发射机端的编码处理的纠错处理和基于预定参数的CRC(循环冗余校验)检测之后,在解码器8中针对每种数据类型对这些用户数据进行成帧处理,接着将这些用户数据提供给帧协议(FP)处理器12。帧协议处理器12执行与每个有线传输线路进行接口连接所必需的帧协议处理。将进行帧协议处理之后的用户数据提供给有线传输线路接口(I/F)单元13,在有线传输线路接口单元13中对ATM(异步传输模式)信元进行诸如装拆(assembly/deassembly)等变换,之后通过相应的有线传输线路将如此处理过的数据发送给对应于基站收发信机的主设备的无线网络控制器(RNC,未示出)。
在对上行链路接收信道进行处理后,从保持在控制信道解扩单元4中的无线信道(正在通信)上的控制信道中提取传输格式信息(扩频因子,图2)。扩频因子(SF)确定单元9计算应用于各无线信道的扩频因子SF,并从而获得各无线信道上的传输速率。将在扩频因子确定单元9中得到的关于传输速率的信息提供给信道(CH)资源管理单元11。信道(CH)资源管理单元11使用各无线信道的传输速率来管理基站收发信机中的基带信号接收部分3的信道资源。
将由解码器8进行解码的用户数据的解码结果提供给延迟测量单元10。延迟测量单元10根据解码结果中解码无线帧(见图2)的帧编号以及用于检测完成对每个无线帧的解码的时间的时序信息等来测量对每个上行链路无线信道进行解码处理的延迟时间。将测量到的延迟时间作为设置每个无线信道的信息而提供给信道(CH)资源管理单元11。对于每个无线信道,信道(CH)资源管理单元11根据延迟时间和传输速率来管理基站收发信机的资源。这种管理在所有时间(例如用作接收数据的最小单元的每个时隙(见图2))或每个预定周期(每一个均包括多个时隙的无线帧(见图2))上执行。
在进行从基站收发信机到每个移动台的下行链路通信后,在有线传输线路接口单元13中对通过ATM电路在基站收发信机中接收到的各无线信道上的数据进行装拆。帧协议处理器12根据帧协议执行数据到传输格式的变换并对为通过数据相应的无线传输线路将数据发送给移动台所提供的时序执行调整,并随后将数据提供给基带信号发射部分14,在基带信号发射部分14中,编码器15对从帧协议处理器12提供的用户数据进行信道编码处理,调制器16根据诸如QPSK等调制方案对用户数据进行调制,并且扩频处理器17基于预定的扩频码对同一数据执行扩频调制处理。从无线部分1将如此处理后的数据作为下行链路发送数据进行发送。
在详细描述第一实施例之前,现在将说明应用第一实施例的CDMA计算机系统的传输格式。
在CDMA计算机系统中,依赖于各服务应用(语音数据、分组数据等)的待处理的数据(信息)的大小是彼此不同的。数据大小依赖于所需的服务质量等级。例如,在分组数据的情况下,连续发送几百千比特(kbits)到几十千比特的数据。已知作为用于所需质量等级的评估标准的有混合在传输线路上的数据错误以及设备中的处理延迟。也就是说,对服务采取的诸如设置减小应用于基带信号处理的编码/解码的每个扩频码的扩频因子SF等措施不可以产生数据错误。在诸如语音电话呼叫等需要通信的实时特性的服务中,限定了最大可容许处理延迟时间。
在基站收发信机中,根据对这些移动台的应用,同一无线信道中的不同的服务类型以混合形式存在。当关注上行链路无线信道的发送信号时,发射机端的相应移动台的基带信号处理器根据服务以数据为单位来执行编码处理,而传送数据的间隔(周期)则以几十毫秒为单位而进行。该传送间隔称为“发送时间间隔”。
在无线传输线路上将设置每个发送时间间隔的编码数据分为对应于发送时间单元的无线帧,接着对这些无线帧进行映射和发送。在第一实施例中,将无线帧限定为如图2所示的10毫秒。在无线传输线路上映射为无线帧的数据包括对应于诸如QPSK等调制解调器单元的符号数据。此外,将符号数据变为对应于扩频码单元的一组码片数据。从中对一个符号数据进行扩频调制的码片的数量即用于对一个符号数据进行扩频调制的扩频码的数量对应于扩频因子SF。扩频因子SF根据服务类型(语音数据、分组数据等)而改变。因此,用于发送数据的传输速率根据服务类型而不同。
在基站收发信机进行接收操作时,解调器6对具有10毫秒时长的无线帧的用户数据进行解调处理,随后在数据信道解扩单元5中对其进行解扩处理,并将对应于应用于发射机端的发送时间间隔(几十毫秒)的数据作为调制后的符号数据存储于解调数据存储器7中。然后,在发射机端完成对变为编码单元的所有数据的解调后,解码器8开始解码处理。通过将应用于无线系统的上述格式预报给根据第一实施例的基站收发信机的基带信号接收部分3来使该部分进行操作。在基站收发信机中将在每个移动台与基站收发信机之间传送的每个用户数据作为信道来处理。以下将其定义为“信道”。
下面将说明表明第一实施例的特征的基于信道(CH)资源管理单元11的信道资源管理方法。
在CDMA通信系统等中,上行链路信号(上行链路无线信道的通信信号)具有可变的传输速率。也就是说,对于无线传输线路上的传输速率,当存在待发送的用户数据时,传输速率会增加,而当没有待发送的信息时,可将传输速率设置得较低。然后,通过上行链路控制信道将其传输速率和传输格式从移动台通报给基站收发信机。基站收发信机的接收端通过使用其控制信息来判断上行链路信号的传输速率并执行对数据信道的解调以及数据解码。
在第一实施例中,在大约10毫秒的无线帧单元的周期内以最短的时间执行根据上述信息量的可变传输速率的传输。信道(CH)资源管理单元11始终根据关于上行链路解调器6的用户信道的相应无线帧的传输速率计算上行链路解调和解码处理所用的资源数量。当设置(接收)从移动台到基站收发信机进行的新的呼叫时,信道(CH)资源管理单元11根据从主设备发出的指令将根据当前正在使用的资源数量计算出的其余可容纳的资源数量与和该新的呼叫的无线信道有关的最大所用资源数量相比较。当从其比较结果中发现可容纳的资源数量较大时,信道(CH)资源管理单元11进行对基带信号接收部分3和基带信号发射部分14上的新的呼叫的无线信道的设置并接受该新的呼叫。作为用于对呼叫进行接收判断的确定要素,采用了诸如解扩单元、解调器、解码器、存储器等用于在基带信号接收部分3中对数据信道进行处理的物理硬件资源以及能够处理实际接收的扩频数据的临时吞吐量即与软件执行信号处理时的处理时序有关的临时资源(软件资源)这两种要素,并从而采用这两种要素来执行资源管理。
在此将首先说明对应于第一确定要素的硬件资源。
采样数据存储器2和解调数据存储器7分别用于在对到基站收发信机的上行链路信号进行解扩处理之前存储采样数据以及在解扩处理之后存储符号数据。由于对应于对在无线部分1中接收到的数据进行A/D变换之后的数据的采样数据属于由应用于发射机端的扩频码进行扩频调制的数据,因此该采样数据是从每个移动台发送并进行了扩频码复用的通用数据。数据信道解扩单元5使用单独检测的时序信息和应用于发射机端的扩频码来对每个接收信道的采样数据进行解扩。因此,基站收发信机中的数据信道解扩单元5的存储容量是基于每单位时间可处理的解扩处理时间来确定的。在运算或计算扩频码和A/D变换后的采样数据的乘积之和时,解扩处理是主要的处理。假定通过固定应用于系统内的CDMA通信系统中的扩频速率而使得由于无线传输线路上的反射等而产生的多径的数量恒定,则解扩处理时间将满足与扩频因子SF基本上成反比的关系。
在根据上述关系将每单位时间的吞吐量定义为参考的当前时刻,对各无线信道的扩频因子SF进行编译实现了数据信道解扩单元5的资源管理。
另一方面,由于对于每个无线信道,解扩后的用户数据和解调后的用户数据(解调用户数据)在应用于其传输的扩频码上有所不同,因此对于每个无线信道,将用户数据作为解调数据存储于解调数据存储器7中。对解扩处理后的每个用户数据进行相位补偿,并对多径成分进行最大比合并处理,并随后将该用户数据作为具有多个字长的符号数据来处理。由于存储于一个无线帧中的符号数据与该无线帧的传输速率即扩频因子SF成反比,因此还可以用与在上述数据信道解扩单元5中计算资源时类似的方式来计算输入到解调数据存储器7的数据数量。然而,用户数据单元可以根据应用每个用户数据的服务类型来设置每种服务,而不必固定地进行设置。因此,解调后的符号数据需要存储对应于几十毫秒(相当于发射机端的发送时间间隔)的用户数据,即多个无线帧。在完成对对应于多个无线帧的用户数据的解调时,可以在解码器8中进行解码处理。也就是说,必需将处理时间单元从无线帧单元变换为发送时间间隔单元。此时,解调数据存储器7容纳各无线信道之间的临时变型。由于各无线信道的符号速率在作为最小单元的无线帧时间间隔上是可变的,因此在假定以最大符号速率发送每个无线信道的情况下,可确保解调数据存储器7的存储容量。
在包括上述配置的基站收发信机的基带信号接收部分3中,信道(CH)资源管理单元11始终对每个无线信道上设置的扩频因子信息进行编译,将其作为保持在基站收发信机中的上行链路传输速率即每单位时间发送数据的数量而从扩频因子确定单元9输出,并以每单位时间的吞吐量作为参考来管理每个资源。在从主网络设备发出关于新呼叫的基站收发信机的指令时,如果接收到进入服务区域的每个无线信道,则信道(CH)资源管理单元11基于新接受的无线信道的最大传输速率信息将当前可用资源数量与所需资源数量相比较。当判断在当前时刻可以将比较结果保持在基站收发信机中时,可以将上述资源数量保持在对应于第一确定要素的硬件资源中。
接下来将说明对应于第二确定要素的与处理时序有关的临时资源(软件资源)。
根据应用于或适合于移动台的应用,即服务类型,在每个移动台与基站收发信机之间传送的数据在用户数据的传输速率和发送时间间隔上有所不同。此外,根据来自位于其相应的基站收发信机服务区域内的移动台的无线电波传播中的延迟以及用于新开始的通信的时序,到基站收发信机的各上行链路无线信道的时序会有所不同。用作基站收发信机的参考时序的帧时序在主网络设备的控制下以如下方式执行以避免集中在给定的时序上,即随机地设置对应于扩频码单元的码片单元中的无线帧内存在的时序偏移以及与无线帧单元中的发送时间间隔有关的偏移。
然而,当考虑到移动台中的通信请求的随机性以及所谓的切换等在多个基站收发信机的服务区域之间移动时,这些时序偏移不会始终具有在给定的基站收发信机内观察到的理想随机性。还可以比较容易地考虑在某种程度上产生时序偏差或时序偏移的情况。
第二确定要素为在产生时序偏差时对每个信道资源进行管理应用某种约束。
图3示出了说明用于在基站收发信机内的基带信号接收部分3中进行上行链路解码处理的时序的示例。
作为用于基站收发信机中的上行链路信号的处理时间,解码器8中的解码处理时间是主要的。因此,当假定由于在对上行链路信号进行解码处理之后帧协议处理器12所进行的帧协议处理以及有线传输线路接口单元13所进行的处理所引起的延迟时间足够小,于是保持在基站收发信机中的各无线信道(即在当前时间向当前基站收发信机传送的上行流)在解码器8中的解码处理开始时序如图3(a)所示理想地分布时,则对应于给定无线信道#n的上行链路数据在基站收发信机中的总处理延迟时间Dn以下式表示(其中假定基于解码处理的延迟时间(即解码处理延迟时间)为Pn):
Dn=Pn+αn ...(1)
其中αn表示对应于与无线信道#n有关的一个发送时间间隔的所有用户数据到达基站收发信机的时刻与在对这些用户数据进行解扩处理和解调处理之后在解调数据存储器7中存储这些用户数据的时刻之间的处理时间。由于这种处理的单位时间对应于在比小于或等于每个无线帧长度的发送时间间隔更短的周期中进行处理,因此尽管会根据传输速率而发生变化,但该单位时间仍是小于解码处理时间Pn的延迟时间。
因此,在当前所保持的多个无线信道的上行链路处理延迟时间充分并理想地分布在其解码处理开始时间中时,或者在只存在一个容纳在基站收发信机中的无线信道时,以仅为无线信道的解码处理所必需的一个时间间隔的延迟将该无线信道发送给其对应的有线传输线路。
另一方面,如图3(b)所示,当用于多个无线信道#0至#n的解码处理开始时序彼此一致时,用于这些无线信道#0至#n的解码处理开始时序随后会发生偏移,以便在解码处理中彼此重叠。因此,如下式给出将最后开始解码处理的无线信道#n的总处理延迟时间Dn:
Dn=∑Dx+Pn+αn(x=0~n-1) ...(2)
也就是说,当与多个无线信道有关的处理或过程由软件串行地执行时,对于各无线信道,先于信道#n而处理的所有无线信道的处理时间(Do+D1+......+Dn-1)累计到信道#n的处理延迟时间(Pn+αn)中。图3(b)示出了这种状态。
此时,由于如上所述地限定了包含根据所适用的应用类型而需要的无线传输线路、有线传输线路和设备的延迟时间的延迟时间,因此必须将所分布的规定延迟时间内的所有上行链路接收数据的解码结果作为基站收发信机的吞吐量而发送给该基站收发信机。在根据第一实施例的基站收发信机的基带信号接收部分3内的解码器8中,基于应用于接收无线信道的无线帧单元的连续帧的数量来管理解码处理。因此,当在解码器8中完成每个无线帧的解码时,解码器8将相应的无线帧的帧编号输出给延迟测量单元10。
根据关于完成对每个无线信道的解码后的帧编号和已经预先应用于各无线信道的用于基站收发信机的传输时序的每个偏移值信息以及定义为基站收发信机的参考的运行时序信息(图3(b)中的基站收发信机参考时序),延迟测量单元10计算该偏移值信息与该运行时序信息之间的差值,从而测量上行链路延迟时间。下面将通过示例来说明图3(b)中示出的无线信道#n。关于为基站收发信机提供的每个传输时序的偏移值信息根据用作参考的与用作基站收发信机的参考的运行时序信息相关联的无线帧0来设置偏移(图3(b)中的时序偏移)。基于该时序偏移来确定用于在解码器8中开始解码处理的时序。因此,延迟测量单元10能够检测根据关于用于基站收发信机的传输时序的偏移值信息以及用作基站收发信机的参考的运行时序信息而为开始在无线信道#n上进行解码处理提供的时序。当将无线信道#n上的解码结果从解码器8提供给延迟测量单元10时,延迟测量单元10可以根据用作基站收发信机的参考的运行时序信息来检测其输入时序(supply timing)。该时序称为“解码结束时序”。无线信道#n上的解码处理延迟时间Pn可以根据解码结束时序与解码处理的开始时序之间的差值而获得。
顺便提及,当关于用于基站收发信机的传输时序的偏移值信息(即时序偏移)对于如图3(a)所示的每个无线信道不同时,解码处理延迟时间Pn形成解码器8中的实际处理时间。然而,如图3(b)所示,多个无线信道#0至#n上的所有解码处理开始时序彼此一致。因此,当解码处理开始时序相对于由时序偏移指定的时序以无线信道#0、#1、#2、......、#n的顺序发生偏移时,对应于相对于完成对每个无线信道的前述解码处理的时序偏移的延迟时间的解码处理延迟时间Pn会增加。由于无线信道#n的解码处理是从在无线信道#0至无线信道#n-1上完成解码处理开始的,因此例如对应于相对于实际开始解码处理的时序偏移的延迟时间的解扩处理延迟时间Pn会增加。
信道(CH)资源管理单元11始终基于为每个无线信道设置的由延迟测量单元10计算出的解码处理延迟量来监控是否已经在规定时间或指定时间内完成了解码处理。通过执行这种监控,执行对应于第二确定要素的与处理时序有关的临时资源管理。
在此情况下,设置使得规定的延迟时间具有余量的门限值或门限级别Tth。当存在正在形成超过门限值的处理延迟的无线信道时,即使诸如解码处理等对应于第一确定要素的硬件资源中出现了空闲,也不会从向基站收发信机进行新的呼叫的这样一个无线信道接收呼叫。
下面将使用处于如图3(b)所示的通过示例示出的状态下的无线信道#n来对此进行详细描述。由于将无线信道#n的所有处理延迟时间都给定为Dn,因此在时间(t+Dn)上将基站收发信机在时间t上接收到的无线信道#n上的数据输出给该基站收发信机的主设备。
另一方面,先前已为对基站收发信机进行的呼叫确定了延迟时问(P+α)。顺便提及,P表示用于与新的呼叫相关联的无线信道的解码处理时间,并且α表示用于上述解码之前的处理的时间。
假定将基站收发信机可容许的最大总处理延迟时间给定为Dmax,则从接收到无线信道#n到在其每次处理后将其输出给主设备的时间必定大于最大总处理延迟时间Dmax。因此,当在当前接收到无线信道#0至无线信道#n的情况下无线信道#n的总处理延迟时间Dn超过最大总处理延迟时间Dmax时,不会在超过基站收发信机的吞吐量的状态下执行对新的呼叫的接收。由于在(其中接受了新的呼叫的无线信道)的情况下没有给定足够的余量,因此尽管无线信道#n的总处理延迟时间Dn没有超过总处理延迟时间Dmax,但仍有可能存在其总处理延迟时间Dn+1超过最大总处理延迟时间Dmax且超过了基站收发信机的吞吐量的情况。为了避免这种情况,设置上述门限值Tth,并且当存在这种门限值Tth的处理时间的余量时,在与当前无线信道进行通信的状态下接受新的呼叫。
假定门限值Tth的一个示例,其中从在以基站收发信机中可容纳的所有服务类型接收到相应的无线信道之后在该无线信道上执行上述各处理开始到将其输出给主设备的处理延迟时间最大,用(P+α)max表示,则Tth由下式给定:
Tth=(P+α)max
因此,现在考虑给定新的呼叫的情况。由于当前保持在基站收发信机中的无线信道的最大总处理延迟时间,即无线信道#n的总处理延迟时间为Dn,因此当满足下式时,就接受对应于该新的呼叫的无线信道:
Dn+Tth≤Dmax ...(3)
当不满足式(3)时,假定所用资源数量超过了可用于基站收发信机的资源数量,则不接收新的呼叫。
图4是示出图1中示出的信道资源管理单元11中的管理表的一个特定示例的示图。
在图4中,已经在该管理表中注册了关于在当前时间上所保持的无线信道的信息(即这些无线信道正在与基站收发信机进行通信)。根据这种管理表,执行利用对应于第一确定要素的硬件资源的管理以及利用对应于第二确定要素的临时资源的管理。
利用硬件的管理属于基于上述扩频因子SF的管理,并利用了扩频因子SF、物理信道以及管理表中的所用资源等要素。扩频因子SF与所用资源数量具有一对一的关系。物理信道的数量对应于用于一个无线信道中的信道的数量。还可以将多个物理信道分配给一个用户。通过示例参考图4,将三个物理信道用作SF=8的信道。使得这些物理信道在其间的扩频因子上有所不同。在此情况下,所用的资源数量仅变为三倍。也就是说,根据所指示的关于呼叫设置的参数而将对应于可容许的物理信道数量的资源分配给无线信道。
在第一确定要素中,对对应于设置到基站收发信机的所有物理信道的所用资源数量进行累积,以确定所用资源的当前总数量。如上所述地管理其余的资源数量。
在使用对应于第二确定要素的临时资源来进行管理时,如上所述地管理处理延迟时间。在图4中,这种管理利用了服务类型、TTI(发送时间间隔)以及基于服务的可容许延迟时间等要素。
服务类型表示表明诸如语音数据、分组数据等适合的应用的标识符。TTI表示指定用于每种服务类型的发送时间间隔并示出数据的解码单元。第一实施例示出,以无线帧(10毫秒,图2)单元表示的数据按照预定数目一并处理。例如,当TTI=40毫秒时,将在无线部分1中以无线帧单元接收到的数据以4帧为单位存储于基站收发信机的基带信号接收部分3中。此后,将对应于4个无线帧的数据作为一个数据处理单元来进行解码。因此,从在基站收发信机中接收到时序开始到将该数据发送给主设备所需的时间,即在基站收发信机中的处理延迟时间依赖于TTI。使用每个接收帧的编号与其相应时戳之间的关系来针对TTI单元的每个数据执行对处理延迟时间的测量。
图4中示出的管理表还包括基站收发信机中的处理延迟时间(基于服务的可容许延迟时间),其应用于每种服务类型并且可容许进行系统配置。因此,还可以监控当前正在处理的无线信道的处理延迟时间所具有的所需处理延迟时间的余量如何以及处理延迟时间是否超过了最大可容许时间(参考上述最大总处理延迟时间Dmax)。
现在将对一个示例进行描述,其中根据针对每个无线信道而编译的扩频因子SF和处理延迟时间来确定资源。
首先说明基于对应于第一确定要素的SF所进行的判断。
例如,假定在用于语音数据的无线信道上SF=64,并且在用于分组数据的无线信道上SF=4,则这些值以直接的方式表示了传输速率。如果在SF=4时将传输速率假定为960ksps(符号/秒),则当SF=64时传输速率变为60ksps。显然,在SF=4的情况下,基站收发信机中的每单位时间的吞吐量较大。
另一方面,对基站收发信机的基带信号接收部分3中的诸如存储器之类的硬件资源存在限制。甚至在由软件来实现资源的情况下,CPU资源仍对给定时间间隔内的可处理信道数量存在限制。因此,例如,当将语音信道限制为16个信道时,将分组信道限制为一个信道。
现在假定将资源数量的单位作为用于执行对呼叫分配的管理的单位而引入,则一个分组在一个信道上利用16个资源,同时一个语音信道对应于一个资源。当根据上述资源数量来基站收发信机中可容纳的信道数量时,在本例中,每一个基站收发信机可以保持最多16个资源。当将一个信道设置为用于语音时,用其余的资源数量15来执行呼叫接收控制。由于每个上行链路信道的SF是可变的,即基于具有传输格式的无线帧单元的传输速率根据用户数据而改变,因此应用于资源管理的资源数量对于每个信道不是固定的,并且使用当前应用于该信道的SF来对该资源数量进行管理。
另一方面,基站收发信机的基带信号处理器(对应于每个基带信号接收部分和基带信号发射部分)包括用来将关于由基站收发信机构成的服务区域(小区)的信息通报给存在于该小区中的移动台以及用来将用于接收新的呼叫和设置每个无线信道的控制信息发送给基站收发信机的公共信道资源,以及用于在具有一对一的关系的每个移动台与基站收发信机之间发送数据和控制信息的专用信道资源。现在,为小区中的每个移动台(用户)分配专用信道,并且专用信道对应于用于第一实施例中的无线信道。为每个基站收发信机分配公共信道并将公共信道划分为每个时隙。将这些时隙分配给小区中的每个移动台。因此,通过时分复用系统来执行基于各移动台与基站收发信机之间的公共信道的通信。
尽管公共信道主要用于传送用于连接专用信道的控制信息,但公共信道甚至适用于发送诸如分组用户数据(下文中称为“分组数据”)之类的易于拆分和发送的用户数据。尽管每个公共信道上的预定周期中的一系列时隙与小区中的每个移动台以一对一的关系相对应,但在这些时隙的基础上通过分组在基站收发信机与每个移动台之间进行用户数据的分时发送(time-sharing transmission)旨在发送用户数据。然而,基于公共信道的相应扩频码的分配以及公共信道发送的用户数据,公共信道在识别用户方面不同于每个专用信道。也就是说,甚至可以在公共信道上执行用户数据的发送。
因此,当通过公共信道执行用户数据的发送时,需要用于接收和处理这种用户数据的基带信号接收部分,并且必须有用于发送这种用户数据的基带信号发射部分。尽管图1中示出的第一实施例没有考虑从中以分组形式发送用户数据的每个公共信道,但在考虑公共信道时,需要关于这种公共信道的用于用户数据的处理器(资源)。具体而言,对于图1中的公共信道,甚至还必须有与基带信号接收部分3类似的基带信号接收部分。
然而,当以这种方式分别将结构相同的基带信号接收部分用于专用信道和公共信道时,对于每个这种专用信道和公共信道,需要确保对应于瞬时最大传输速率的信道资源。因此,提供针对在基站收发信机与每个移动台之间发送的平均数据量的信道资源冗余(即过剩)。
图5是示出根据本发明的无线移动台的第二实施例的框图,其解决了上述这些问题。参考标号4a和参考标号4b分别表示公共信道解扩单元,参考标号5a和参考标号5b分别表示数据信道解扩单元,参考标号6a和参考标号6b分别表示解调器,参考标号14a表示用于每个专用信道的基带信号发射部分,参考标号14b表示用于公共信道的基带信号发射部分,参考标号15a和参考标号15b分别表示编码器,并且参考标号16a和参考标号16b分别表示调制器。为对应于图1中示出的部分和单元提供相同的参考标号,并且不会对其进行重复说明。
当图5中存在为每个公共信道和专用信道提供的资源时,可以采用为每个这种信道提供的如图1所示的这种基带信号接收部分3的配置。然而,在第二实施例中,针对基带信号接收部分3中的每个专用信道提供控制信道解扩单元4a、数据信道解扩单元5a以及解调器6a。此外,针对公共信道提供控制信道解扩单元4b、数据信道解扩单元5b以及解调器6b。专用信道和公共信道共享解调数据存储器7和解码器8。因此,控制信道解扩单元4a、数据信道解扩单元5a、解调器6a、解调数据存储器7和解码器8构成用于每个专用信道的基带信号接收部分3,而控制信道解扩单元4b、数据信道解扩单元5b、解调器6b、解调数据存储器7和解码器8构成用于公共信道的基带信号接收部分3。
现在,在对用户数据进行分组发送时,该CDMA系统中的每个专用信道的传输格式以及公共信道的传输格式同样类似于图2所示的第一实施例中的每个无线信道的传输格式。两种传输格式都等同于对数据信道和控制信道进行复用的传输格式。特别地,每个专用信道基于与第一实施例中所采用的每个无线信道相同的传输格式。每个专用信道等同于第一实施例中所采用的无线信道。
另一方面,当发送分组用户数据时,甚至对公共信道采用图2所示的这种传输格式。公共信道等同于对控制信道和用户信道进行复用的信道。然而,在每个无线帧中,将多个时隙即时隙#0至时隙#14分别分配给小区中的独立的移动台。各移动台在每个无线帧的所分配的时隙中执行向基站收发信机发送数据以及从基站收发信机接收数据的过程。以例如等于图2中示出的无线帧的10毫秒为单位对通过用于公共信道的数据信道发送的编码后的用户数据进行诸如QPSK以及扩频因子SF可变的扩频调制之类的调制,并随后对每个无线帧进行逐时隙的封装,接着对其进行发送。对于每个时隙,通过控制信道发送的控制信息采用图2中示出的传输格式。
根据以上描述,公共信道中的时隙是与关于其所分配的移动台(用户)的、从中发送分组用户数据的无线信道相关联的。然而,就时分复用传输系统而言,公共信道上的无线信道不同于每个专用信道上的无线信道。在第二实施例中,根据上述含义将专用信道和公共信道上的时隙统称为“无线信道”。
再次参考图5,以类似于第一实施例的方式将在无线部分1中接收到并进行A/D变换的上行链路无线信道的扩频调制信号(接收数据)针对其专用信道存储并保持在采样数据存储器2中(其中每个采样数据具有多个字长)。将上行链路公共信道上的包含分组用户数据的扩频调制信号(接收数据)针对其时隙(即分配给各移动台的时隙)存储并保持在在采样数据存储器2中(其中每个采样数据具有多个字长)。将存储于采样数据存储器2中的基于每个专用信道的接收数据以及存储于采样数据存储器2中的基于公共信道的接收数据提供给基带信号接收部分3。
在基带信号接收部分3中,控制信道解扩单元4a、数据信道解扩单元5a和解调器6a对从采样数据存储器2提供的上行链路专用信道的接收数据进行类似于图1的基带信号接收部分3的处理,以便实现解扩和解调,接着将其存储于解调数据存储器7中。将从控制信道解扩单元4a中的每个公共信道中提取的传输格式信息(见图2)提供给扩频因子(SF)确定单元9,在扩频因子确定单元9中计算应用于每个专用信道的相应扩频因子SF并得到每个专用信道上的传输速率。将传输速率信息提供给信道资源管理单元11。
控制信道解扩单元4b、数据信道解扩单元5b和解调器6b对从分配了同一时隙的每个移动台发送的变为单位字长(即对应于上述无线帧)以便在从采样数据存储器2提供的上行链路公共信道的发射机端进行调制和扩频的接收数据进行类似于图1中示出的基带信号接收部分3的处理,以便实现对用户数据进行的解扩和解调,接着将其存储于解调数据存储器7中。将从控制信道解扩单元4a中的每个公共信道中提取的传输格式信息(见图2)提供给扩频因子(SF)确定单元9,在扩频因子确定单元9中计算应用于其相应数据信道的扩频因子SF并得到该数据信道上的传输速率。将该传输速率信息提供给信道资源管理单元11。
因此,将专用信道和公共信道上的经过解扩和解调的无线信道的接收用户数据顺序地存储于解调数据存储器7中。此外,将根据用于这些控制信道的控制信息的传输格式信息而得到的此时的用户信道传输速率提供给信道资源管理单元11。
以类似于第一实施例的方式根据传输速率从解调数据存储器7中读取存储于解调数据存储器7中的各无线信道的用户数据,接着将这些用户数据提供给解码器8,其中在对应于应用于发射机端的编码处理的纠错处理和基于预定参数的CRC检测之后,在解码器8中针对每种数据类型对这些用户数据进行成帧处理,接着将这些用户数据提供给帧协议(FP)处理器12。帧协议处理器12执行与每个有线传输线路进行接口连接所必需的帧协议处理。将进行帧协议处理之后的用户数据提供给有线传输线路接口(I/F)单元13,在有线传输线路接口单元13中对ATM(异步传输模式)信元进行诸如装拆(assembly/deassembly)等变换,之后通过相应的有线传输线路将如此处理过的数据发送给对应于基站收发信机的未示出的主设备的无线网络控制器(RNC)。
将由解码器8进行解码的用于各无线信道的用户数据的解码结果提供给延迟测量单元10。延迟测量单元10根据解码结果中解码无线帧(见图2)的帧编号以及用于检测完成对每个无线帧的解码的时间的时序信息等来测量对无线信道即每个上行链路专用信道和公共信道无线信道进行解码处理的延迟时间。将测量到的延迟时间作为设置每个无线信道的信息而提供给信道资源管理单元11。对于每个无线信道,信道资源管理单元11根据来自扩频因子确定单元9的延迟时间和传输速率来管理基站收发信机的资源。这种管理在所有时间(例如用作接收数据的最小单元的每个时隙(见图2))或每个预定周期或循环(每一个均包括多个时隙的无线帧(见图2))上执行。
另一方面,将包括编码器15a和调制器16a的用于每个专用信道的基带信号发射部分14a以及包括编码器15b和调制器16b的用于每个专用信道的基带信号发射部分14b用于从基站收发信机到每个移动台的下行链路通信。专用信道和公共信道共享扩频处理器17。
在进行从基站收发信机到每个移动台的下行链路通信后,对通过ATM电路在基站收发信机中接收到的各无线信道上的数据进行装拆。帧协议处理器12根据帧协议执行每种数据到传输格式的变换并为通过数据相应的无线传输线路将数据发送给移动台所提供的时序执行调整。此后,帧协议处理器12基于接收帧的格式来确定传输信道是对应于每个专用信道还是对应于公共信道。当发现确定结果对应于每个专用信道时,将其相应的发送用户数据提供给用于每个专用信道的基带信号发射部分14a。在基带信号发射部分14a中,编码器15a对从帧协议处理器12提供的用户数据进行信道编码处理,并且调制器16a根据诸如QPSK等调制方案对用户数据进行调制。在扩频处理器17中基于预定的扩频码对如此处理过的用户数据进行扩频调制处理,并从无线部分1将该用户数据作为下行链路发送数据进行发送。当发现确定结果对应于公共信道时,将要在对应时隙(图2:无线信道)中发送的经过时序调整的发送用户数据的分组提供给用于公共信道的基带信号发射部分14b。在基带信号发射部分14b中,编码器15b对从帧协议处理器12提供的用户数据进行信道编码处理,并且调制器16b根据诸如QPSK之类的调制方案对用户数据进行调制。在扩频处理器17中基于预定的扩频码对如此处理过的用户数据进行扩频调制处理,并从无线部分1将该用户数据作为下行链路发送数据进行发送。
在第二实施例中,作为新的呼叫分配过程,响应于从未示出的通过有线传输线路连接到有线传输线路接口单元13的主设备(RNC设备)发出的呼叫接收请求,信道资源管理单元11基于保持在基站收发信机中的资源数量,在可用资源充足时执行呼叫接收。当判断没有对应于已用于新的呼叫的资源的空闲资源时,信道资源管理单元11响应于从主设备发出的请求而反馈一个错误并通知主设备其不能接受该请求。
因此,在第二实施例中,以类似于第一实施例的方式执行对信道资源的管理。作为用于确定是否接收新的呼叫的要素,采用诸如上述解扩单元、解调器、解码器、存储器等物理资源以及软件资源(与软件执行信号处理时的每个处理时序有关的临时资源)这两种要素。
在以类似于之前的所述第一实施例的方式涉及硬件资源时,在基站收发信机的基带信号接收部分3中,信道资源管理单元11始终对作为保持在基站收发信机中的分配给每个移动台的用于专用信道和公共信道的时隙(即无线信道)的上行链路传输速率而从扩频因子确定单元9输出的每个无线信道上设置的扩频因子信息进行编译,并以每单位时间的吞吐量作为参考来管理每个资源。在从主网络设备发出关于新呼叫的基站收发信机的指令时,如果接收到进入服务区域的每个无线信道,则信道资源管理单元11基于新接受的无线信道的最大传输速率信息将当前可用资源数量与所需资源数量相比较。当判断在当前时刻可以将比较结果保持在基站收发信机中时,可以将上述资源数量保持在对应于第一确定要素的硬件资源中。
基带信号接收部分3实时地监控用于应用于发送用于呼叫设置的控制信息和发送在移动台之间发送的分组用户数据公共信道的所用资源数量(所应用的传输速率)并且基带信号接收部分3通过用于管理用于公共信道的资源的同一功能性单元来管理用于专用信道的资源,从而使得可以将专用信道上的其余资源作为可应用于公共信道的传输速率分配给公共信道。
由于发送用于呼叫设置的控制信息的数据量较低,因此即使使用了公共信道,占用资源的时间和传输速率仍然都比较低。另一方面,在分组发送用户数据的情况下,假定传输速率根据适用的服务应用(即用户数据的类型)而动态地变化。因此,在分组发送用户数据时,可以按照例如根据移动台类型、应用类型或数据的传输速率(即系统)所进行的判断来选择每个专用信道的应用或公共信道的应用。当根据移动台的类型暂时地将分组用户数据分配给公共信道和专用信道时,通过应用根据第二实施例的资源管理系统,可以适当地改变分配给专用信道和公共信道的资源,从而使得可以实现能够有效地利用基站收发信机中的硬件资源的配置。也就是说,通过从整个基站收发信机的资源中去掉分配给专用信道的资源而得到的每个其余的资源可以用其在公共信道中可用的相应传输速率来替代,并且因此可以提高通过公共信道发送的用于每个移动台的最大传输速率。通过改变应用于一个公共信道的扩频因子或扩频码数量来实现对用于公共信道的传输速率的改变。
软件资源同样类似于上述第一实施例。软件资源在为专用信道和公共信道提供无线信道的时序时对信道资源管理应用某种约束。
也就是说,当解码器8中与专用信道和公共信道有关的无线信道解码开始时序如图3(a)所示理想地分布时,基站收发信机中无线信道#n的总处理延迟时间Dn以上述式(1)表示。另一方面,如图3(b)所示,当解码处理开始时序在多个无线信道上彼此重叠时,基站收发信机中最后开始解码处理的所分配的无线信道#n的总处理延迟时间Dn以上述的式(2)表示。
假定解码器8中的解码处理由诸如DSP(数字信号处理器)之类的固件来实现。当将分配给每个移动台(即用户)的无线信道设置为复数形式时,除非完成了对用于给定用户的无线信道的处理,否则就不能执行对其他无线信道的处理,并且因此对各无线信道的处理变为串行处理。当关注给定用户的解码处理时,定期地(以发送时间间隔)执行解码处理。也就是说,当将对应于每个无线信道的预定周期的用户数据存储于解调数据存储器7时(即当包括控制信道解扩单元4a和4b、数据信道解扩单元5a和5b以及解调器6a和6b的接收部分对接收到的预定量的数据的处理完成时),在解码器8中开始对该无线信道的解码处理。例如,尽管接收处理始终在接收部分中执行,但解码处理是将在对应于40毫秒的用户数据存储于解调数据存储器7中时开始的。在以40毫秒为单位将后面的用户数据存储于解调数据存储器7中之前,不执行后面的解码处理。假定在此情况下在解码器8中进行解码处理所必须的时间是10毫秒,则在此情况下解码器8所占据的关于无线信道的解码处理的比变为10毫秒/40毫秒。
各移动台之间的发送时间间隔有可能彼此相同或彼此不同。各移动台相对于基站收发信机的发送时序是彼此独立的并且通常彼此不同。因此,当给定无线信道A的解码处理开始时序不与其他无线信道的解码处理周期重叠时,不会产生关于无线信道A的基于对无线信道B的解码处理的延迟时间。因此,无线信道A的延迟时间只形成解码处理所需的时间。这甚至类似于在基站收发信机内只设置了一个无线信道时的情况。
当无线信道A的解码处理开始时序在无线信道B的解码处理期间发生重叠时,在基站收发信机内将无线信道A置于备用状态,直到无线信道B的解码处理完成时(即将无线信道A的接收数据置于存储于解调数据存储器7中的状态)为止。因此,当前无线信道的处理延迟时间等于通过在解码器8中的解码处理时间上加上直到完成无线信道的解码处理所耗费的时间而得到的时间。
此时,如上述第一实施例所述地限定了包含根据所适用的应用类型而需要的无线传输线路、有线传输线路和设备的延迟时间的延迟时间。因此,需要将所分布的规定延迟时间内的所有上行链路接收数据的解码结果作为基站收发信机的吞吐量而发送给该基站收发信机。由于在根据第二实施例的基站收发信机的基带信号接收部分3内的解码器8中,基于应用于接收无线信道的无线帧单元的连续的帧编号来管理解码处理。因此当在解码器8中完成每个无线帧的解码时,解码器8将相应的无线帧的帧编号输出给延迟测量单元10。
如图6所示,将根据分配给每个无线信道的每个无线帧的相对偏移的编号来管理的每个帧编号加到基站收发信机的参考时序(帧单元=10毫秒)上。由于在所示示例中对于无线信道#a所加的相对偏移是0,因此其帧编号等于用于基站收发信机的参考时序的帧编号。在无线信道#a中,将接收到的参考时序为0的无线帧的帧编号限定为0,并随后将其后面的无线帧的帧编号限定为1、2、3、...。另一方面,在无线信道#b的情况下,所加的相对偏移是1。因此,其帧编号相对于用于基站收发信机的参考时序的帧编号仅滞后1。
以类似于上述第一实施例的方式,根据关于完成对每个无线信道的解码时的帧编号和已经预先应用于各无线信道的用于基站收发信机的传输时序的每个偏移值信息以及定义为基站收发信机的参考的运行时序信息(图3(b)中的基站收发信机参考时序),延迟测量单元10计算该偏移值信息与该运行时序信息之间的差值,从而测量上行链路延迟时间。下面将通过示例来说明图3(b)中示出的无线信道#n。关于为基站收发信机提供的每个传输时序的偏移值信息根据用作参考的与用作基站收发信机的参考的运行时序信息相关联的无线帧0来设置偏移(图3(b)中的时序偏移)。基于该时序偏移来确定用于在解码器8中开始解码处理的时序。因此,延迟测量单元10能够检测根据关于用于基站收发信机的传输时序的偏移值信息以及用作基站收发信机的参考的运行时序信息而为开始在无线信道#n上进行解码处理提供的时序。当将无线信道#n上的解码结果从解码器8提供给延迟测量单元10时,延迟测量单元10可以根据用作基站收发信机的参考的运行时序信息来检测其输入时序。该时序称为“解码结束时序”。无线信道#n上的解码处理延迟时间Pn可以根据解码结束时序与解码处理的开始时序之间的差值而获得。
顺便提及,当关于用于基站收发信机的传输时序的偏移值信息(即时序偏移)对于如图3(a)所示的每个无线信道不同时,解码处理延迟时间Pn形成解码器8中的实际处理时间。然而,如图3(b)所示,多个无线信道#0至#n上的所有解码处理开始时序彼此一致。因此,如上述式(2)所示,当解码处理开始时序相对于由时序偏移指定的时序以无线信道#0、#1、#2、......、#n的顺序发生偏移时,对应于相对于完成对每个无线信道的前述解码处理的时序偏移的延迟时间的解码处理延迟时间Pn会增加。由于无线信道#n的解码处理是从在无线信道#0至无线信道#n-1上完成解码处理开始的,因此例如对应于相对于实际开始解码处理的时序偏移的延迟时间的解扩处理延迟时间Pn会增加。
信道资源管理单元11始终基于为每个无线信道设置的由延迟测量单元10计算出的解码处理延迟量来监控是否已经在规定时间或指定时间内完成了解码处理。通过执行这种监控,执行对应于第二确定要素的与处理时序有关的临时资源管理。
在此情况下,在第二实施例中设置使得规定的延迟时间具有余量的门限值或门限级别Tth。当存在正在形成超过门限值Tth的处理延迟的无线信道时,即使诸如解码处理等对应于第一确定要素的硬件资源中出现了空闲,也不会从向基站收发信机进行新的呼叫的这样一个无线信道接收呼叫。
下面将以类似于第一实施例的方式使用处于如图3(b)所示的通过示例示出的状态下的无线信道#n来对此进行详细描述。由于将无线信道#n的所有处理延迟时间都给定为Dn,因此在时间(t+Dn)上将基站收发信机在时间t上接收到的无线信道#n上的数据输出给该基站收发信机的主设备。
另一方面,先前已为对基站收发信机进行的呼叫确定了延迟时间(P+α)。顺便提及,P表示用于与新的呼叫相关联的无线信道的解码处理时间,并且α表示用于上述解码之前的处理的时间。
假定将基站收发信机可容许的最大总处理延迟时间给定为Dmax,则从接收到无线信道#n到在其每次处理后将其输出给主设备的时间必定大于最大总处理延迟时间Dmax。因此,当在当前接收到无线信道#0至无线信道#n的情况下无线信道#n的总处理延迟时间Dn超过最大总处理延迟时间Dmax时,不会在超过基站收发信机的吞吐量的状态下执行对新的呼叫的接收。由于在(其中接受了新的呼叫的无线信道)的情况下没有给定足够的余量,因此尽管无线信道#n的总处理延迟时间Dn没有超过总处理延迟时间Dmax,但仍有可能存在其总处理延迟时间Dn+1超过最大总处理延迟时间Dmax且超过了基站收发信机的吞吐量的情况。为了避免这种情况,设置上述门限值Tth,并且当存在这种门限值Tth的处理时间的余量时,在与当前无线信道进行通信的状态下接受新的呼叫。
假定将门限值Tth的一个示例,其中从在以基站收发信机中可容纳的所有服务类型接收到相应的无线信道之后在该无线信道上执行上述各处理开始到将其输出给主设备的处理延迟时间最大,用(P+α)max表示,则Tth由下式给定:
Tth=(P+α)max
因此,现在考虑给定新的呼叫的情况。由于当前保持在基站收发信机中的无线信道的最大总处理延迟时间,即无线信道#n的总处理延迟时间为Dn,因此当满足上述式(3)即下式时,就接受对应于该新的呼叫的无线信道:
Dn+Tth≤Dmax ...(3)
当不满足式(3)时,假定所用资源数量超过了可用于基站收发信机的资源数量,则不接收新的呼叫。
在图3(b)所示的示例中,最不利的情况是无线信道#n的处理延迟时间受到无线信道#1置无线信道#n-1的处理延迟时间的影响。将通过加上无线信道#n的解码处理时间而得到的解码处理延迟时间Pn限定为无线信道#n的处理延迟时间。
在图3(b)中,在时间(t+Pn)上将基站收发信机在时间t上接收到的无线信道#n的用户数据从该基站收发信机输出给其主设备。另一方面,预先限定对基站收发信机进行的呼叫的延迟时间。也就是说,当将无线信道#n的最大处理延迟时间限定为Pn(max)时,基站收发信机接收到无线信道#n,并且必须将从执行在无线信道#n上进行的诸如解码之类的上述处理开始到将其发送出去的时间设置为最大处理延迟时间Dn(max)或更小。因此,现在对正在接收的无线信道#n的处理延迟时间进行监控。当其处理延迟时间超过最大处理延迟时间Pn(max)时,认为超过了基站收发信机的吞吐量,并且因此不接收新的呼叫。当时,即使处理延迟时间Pn在规定时间内,无线信道#n也没有只够接受一个无线信道#(n+1)并处理该无线信道的处理时间余量。因此,可以估计,将很容易发生处理延迟时间不满足限于无线信道#(n+1)的最大处理延迟时间Pn+1(max)以内的情况。因此,在确定接收到由延迟导致的呼叫后,如上所述地设置门限值Tth,并且只在存在只够接收一个新的呼叫的处理时间余量时才执行对新的呼叫的接收。
顺便提及,在第二实施例中,图5中示出的信道资源管理单元11中的管理表类似于在上述第一实施例中已经描述的图4中示出的管理表。因此将省略其描述。
根据如上所述的第二实施例,用于专用信道和公共信道的资源由同一信道资源管理单元11管理,并将整个基站收发信机的资源(硬件资源和软件资源)分发和分配给这些专用信道和公共信道。因此,可以改变这些专用信道与公共信道之间的资源分配。还可以消除每个占用资源的冗余,其中尽量将将未使用的资源分配给一个信道并将无浪费(waste-free)的和正确的资源分配给这些专用信道和公共信道。
尽管已经描述了本发明的优选实施例,但应当理解,在不偏离本发明本质的情况下,本领域的普通技术人员容易想到各种修改。本发明的范围仅由以下权利要求来确定。
Claims (2)
1.一种基站收发信机,包括:
接收部分,其接收扩频数据;
扩频因子确定单元,其提取所述接收部分接收到的所述扩频数据的传输格式,并根据所述传输格式计算扩频因子;
基带信号接收机,其基于所述扩频数据的所述传输格式来对所述扩频数据进行解扩和解码;
测量单元,其计算在所述基带信号接收机中所耗费的所述解码的处理时间;以及
信道资源管理单元,其基于所述扩频因子确定单元计算出的所述扩频因子以及所述测量单元计算出的所述解码的处理时间来管理每种资源,并执行新的呼叫设置。
2.一种基站收发信机,包括:
接收部分,其接收分配给每个移动台的专用信道上的扩频数据,并通过为所述移动台分配每个时隙来接收公共信道上基于时分复用而从多个所述移动台发送的扩频数据;
扩频因子确定单元,其提取所述接收部分接收到的所述专用信道上的所述扩频数据的传输格式,并根据所述传输格式计算扩频因子,并提取所述接收部分接收到的所述公共信道的每个所述时隙上设置的所述扩频数据的传输格式,并根据所述传输格式计算所述时隙的接收数据的扩频因子;
基带信号接收机,其基于所述专用信道和所述公共信道上的所述扩频数据的所述传输格式对所述专用信道和所述公共信道上的所述扩频数据进行解扩和解码;
测量单元,其计算在所述基带信号接收机中用于对所述专用信道和所述公共信道上的接收数据进行解码的处理的时间;以及
信道资源管理单元,其基于所述扩频因子确定单元计算出的所述扩频因子以及所述测量单元计算出的所述解码的处理时间来管理关于所述专用信道和所述公共信道的资源,并执行新的呼叫设置;
其中所述基带信号接收机包括:
用于所述每个专用信道的用户信道解扩单元,其基于每个专用信道上的所述扩频数据的所述传输格式对用于所述每个专用信道的用户信道的扩频数据进行解扩;
用于所述每个专用信道的解调器,其对通过所述用于每个专用信道的用户信道解扩单元的解扩处理而得到的所述每个专用信道上的用户数据进行解调;
用于所述公共信道的用户信道解扩单元,其基于所述公共信道的每个时隙上设置的用户信道上的扩频数据的传输格式对所述公共信道的每个时隙上设置的用户信道上的扩频数据进行解扩;
用于所述公共信道的解调器,其对所述用于所述公共信道的用户信道解扩单元的解扩处理而得到的所述公共信道的每个时隙上设置的用户数据进行解调;
解调数据存储器,其存储从所述用于所述每个专用信道的解调器中输出的解调用户数据以及从所述用于所述公共信道的解调器中输出的解调用户数据;以及
解码器,其针对预定的数据使用对所述解调数据存储器中存储的用户数据进行解码;
其中所述专用信道和所述公共信道上的所述用户数据由其公共的所述解码器进行解码,并且
所述测量单元计算在所述解码器中的所述解码的处理时间。
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