CN100589629C

CN100589629C - 一种分组无线资源分配方法

Info

Publication number: CN100589629C
Application number: CN200410057305A
Authority: CN
Inventors: 瞿小成; 王宏伟; 朱清华; 王继宏
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: CN1741666A

Abstract

本发明公开一种用于GPRS、EGPRS通信系统的分组无线资源分配方法中，它包括如下步骤：系统初始化，加载数据后得到当前分组无线资源的配置情况；根据系统当前的分组无线资源的配置情况，生成数据库表，至少包含站点、小区、载频信息，多时隙能力信息和可用时隙组合字段；这里多了一个括号当终端向系统申请分组无线资源时，根据其输入参数检索该数据库表，如果存在可用时隙组合，则选择一个分配给该终端；否则，向该终端返回申请失败消息。本发明不仅能够有效地提高系统进行分组无线资源分配的执行效率，并且执行时系统内存占用小，进一步还能够结合系统运行过程中实时改变的流量来进行分配。

Description

一种分组无线资源分配方法

技术领域

本发明涉及一种移动通讯领域中基于GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线业务)及EGPRS(Enhanced GPRS，扩展的通用分组无线业务)技术的无线资源分配方法，尤其涉及一种对支持多时隙的终端进行分组无线资源分配的方法。

背景技术

无线资源分配方法，是在移动通信领域中实现实际业务处理流程的重要资源分配方法。在2G系统(第二代通信系统)中，已经存在着十分成熟的无线资源分配方法，但是对于GPRS及EGPRS系统来说，终端的一个重要特点就是能同时利用多个时隙进行上行或下行数据传输，因此系统的无线资源分配方法与原有2G系统有了比较大的改变，其主要区别在于GPRS及EGPRS系统需要采用分组无线资源分配方法，同时还需要考虑如何给支持多时隙能力的终端进行无线资源分配，从而为终端分配能够满足其性能、业务要求的时隙组合资源。

但是，现有技术中基于GPRS系统进行分组无线资源分配时采用的方法是在系统初始化阶段且不考虑当前资源配置的情况下，根据多时隙能力列表内容，预先生成初始时隙列表；当终端申请资源时，系统需要遍历初始时隙列表，找到既存在于初始时隙列表中又符合当前系统分组无线资源配置情况的时隙队列。上述现有方法的缺点在于静态生成的初始时隙列表为一个以数组形式保存的静态大数组，不仅占用内存大，而且分配分组无线资源时，只能采用对整个初始时隙列表进行遍历的方法，从中取出一个时隙组合来与当前系统分组无线资源配置情况比较，如果符合则该时隙组合可用，因此执行效率很低。此外，由于EGPRS系统要求分配分组无线资源时，需要考虑无线资源上的具体流量，并力争达到每个分组无线资源的吞吐量最大，而现有方法的初始时隙列表是系统初始化阶段生成的，无法结合实时变化的流量来进行分配，因此该方法已经无法满足EGPRS关于分组无线资源分配的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分组无线资源分配方法，该方法能有效地提高系统进行分组无线资源分配的执行效率，并且执行时系统内存占用小。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种分组无线资源分配方法，该方法用于GPRS、EGPRS通信系统中，其特征在于，包括如下步骤：

(a)基站控制器系统上电运行，加载数据后得到当前分组无线资源的配置情况；

(b)根据系统当前的分组无线资源的配置情况，生成数据库表，至少包含站点号、小区号、载频号，多时隙能力等级和可用时隙组合字段，当分组无线资源的配置情况发生变化时，更新该数据库表的内容；

(c)当终端向系统申请分组无线资源时，根据其输入参数检索该数据库表，如果存在可用时隙组合，则选择一个分配给该终端；如果不存在可用时隙组合，向本次申请的调用者返回申请失败消息。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b)进一步分为以下步骤：

(b1)构造一数据库表，设定以下字段：站点号、小区号、载频号、多时隙能力等级、本次申请方向、反方向占用情况、可用时隙组合；

(b2)根据当前分组无线资源的配置情况，得到下行分配上行无占用时、上行分配下行有占用时以及上行分配下行无占用时的可用时隙组合；其中，该下行分配上行无占用指终端申请下行信道时没有占用上行信道，该上行分配下行有占用是指终端申请上行信道时已经占用了下行信道，该上行分配下行无占用指终端申请上行信道时没有占用下行信道；

(b3)将上述得到的可用时隙组合插入到所述数据库表中得到相应的记录；当分组无线资源的配置情况发生变化时，更新该数据库表的内容。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b1)建立数据库表时，还对每个载频按多时隙能力等级、本次申请方向、反方向占用情况的不同组合建立多个队列。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(c)进一步分为以下步骤：

(c1)当终端向系统申请分组无线资源时，系统根据输入参数中的终端反方向的信道占用情况判断与本次申请方向相反的信道是否存在占用；

(c2)如果反方向信道已经占用，则本次申请必须在反方向信道占用所在的载频上分配，如果反方向信道没有占用，则在小区中挑选最优的载频进行分配；

(c3)根据得到的载频以及移动终端申请信道时带入的多时隙能力等级、终端的申请方向、反方向占用情况，直接定位到所述数据库表的某个队列，判断队列中元素是否为0，如果为0，执行步骤(c4)，否则执行步骤

(c5)；

(c4)每次把多时隙能力等级减1，根据新的多时隙能力等级定位到数据库表的某个队列，直到所定位的队列元素不为0，执行步骤(c5)；或者是多时隙能力等级已经减为0，本次申请结束，向本次申请的调用者返回申请失败消息；

(c5)取出队列中一个元素，定位到相应的数据库表记录，取出记录中的可用时隙组合，将该时隙组合分配给申请的调用者，其中，所述元素是数据库表中的记录号。

进一步地，上述方法可具有以下特点：生成的所述数据库表中还包括流量字段，该字段的值由分配时统计得到或由系统定时上报得到，步骤(c5)中的所述队列是按流量从小到大顺序排列，从所述队列中取出元素时是选择队列中流量最小的第一个元素取出。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b2)采用以下方法计算下行分配上行无占用时的可用时隙组合：

根据当前分组无线资源的配置情况，得到时隙数为R0＝min(Rx，Sum)所有的排列情况中满足当前分组无线资源配置的排列L，由L生成的数据库记录即为下行分配上行无占用的可用时隙组合，其中，Rx表示在一个TDMA帧中最多可以有用于一个移动终端的下行链路的时隙数；Sum表示在每个TDMA帧中，所有可以为一个移动终端所使用的时隙数目之和。

进一步地，上述方法可具有以下特点：在计算出所述排列L后，所述步骤(b2)采用以下方法计算上行分配下行有占用时的可用时隙组合：

计算得到时隙号为：TUUNUSE[i]＝(TDLEFT-Tra+5+i)MOD 8的TDRIGHT-TDLEFT+T_tb+T_ra+1个上行时隙组成的不可用时隙组合X，i＝0，1，...，TDRIGHT-TDLEFT+T_tb+T_ra；

其中，TUUNUSE表示上行不可用时隙列表的集合；TDLEFT表示下行时隙列表中最小的可用时隙号；TDRIGHT表示下行时隙列表中最大的可用时隙号；Tra表示移动终端完成邻近小区信号测量并准备接收的所需时间；Ttb表示移动终端准备发送的所需时间；

基站控制器将L中的元素和X中的相应元素取反后作“与”操作，为0则排除，得到排列L’，由L’生成的数据库记录即为上行分配下行有占用的可用时隙组合。

进一步地，上述方法可具有以下特点：所述步骤(b2)采用以下方法计算上行分配下行无占用时的可用时隙组合：

根据当前分组无线资源的配置情况，得到T0＝min(Tx，Sum/2)所有的排列情况中满足系统当前的分组无线资源配置的那些排列L1；以及得到时隙号为：TDUNUSE[i]＝(TULEFT-Ttb+3+i)MOD 8的TURIGHT-TULEFT+T_tb+T_ra+1个下行时隙组成的不可用时隙组合X1，i＝0，1，...，URIGHT-TULEFT+T_tb+T_ra；

其中，Tx表示在一个TDMA帧中最多可以有用于一个移动终端的上行链路(发送)的时隙数；Tta表示移动终端完成邻近小区信号测量并准备发送的所需时间；Trb表示移动终端准备接收的所需时间；TURIGHT表示上行时隙列表中最大的可用时隙号；TULEFT表示上行时隙列表中最小的可用时隙号；TDUNUSE表示下行不可用时隙列表的集合；

基站控制器将L1中的元素和X1中的相应元素取反后作“与”操作，为0则排除，得到排列L”，由L”生成的数据库记录即为上行分配下行无占用时的可用时隙组合。

与现有技术相比，本发明分组无线资源分配方法具有以下优点：

A、现有方法不根据系统当前配置情况预先生成时隙列表，而以数组的形式保存，占用大量内存，只能采用遍历的形式检索；本发明采用数据库表的方法，可以根据当前系统的配置情况生成记录，占用内存小，而且可以利用数据库的队列技术来快速定位记录，使得执行效率提高；

B、进一步地，现有方法的初始时隙列表是系统初始化阶段生成的，无法结合实时变化的流量来进行分配，而本发明能够结合系统运行过程中实时改变的流量来进行分配，满足EGPRS关于分组无线资源分配的要求；

C、本发明计算简单方便，计算量小，实用性好。

附图说明

图1是本发明实施例分组无线资源分配方法中所述数据库表R_ASSIGN的结构图；

图2是规范GSM(全球移动通信系统)05.02规定的终端多时隙能力等级图；

图3是本发明实施例分组无线资源分配方法中下行申请上行无占用及上行申请下行有占用情况下可用时隙的计算示意图；

图4是本发明实施例分组无线资源分配方法中上行申请且下行无占用情况下的可用时隙的计算示意图；

图5是本发明实施例分组无线资源分配方法中系统根据终端申请分配分组无线资源的流程图。

具体实施方式

为深入了解本发明分组无线资源分配方法，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

GPRS及EGPRS系统多时隙分组无线资源分配的基本需求有两个方面，一是如何通过各级别终端的诸多参数来计算终端能够占用的理论时隙组合；二是在这个理论时隙组合的资源分配结果下如何进行无线资源的分配，也就是针对实际的物理可用时隙的分配。本发明在满足上述两方面基本需求的基础上，有效地解决了原有多时隙分组无线资源分配方法中执行效率低、系统开销大和无法结合流量进行分配的缺点。

本方法用于GPRS、EGPRS通信系统中，算法运行驻留的系统设备为BSC(基站控制器)，本实施例分组无线资源分配方法包括以下步骤：

步骤一，BSC初始化，并加载数据完成，从而得到系统当前的分组无线资源的配置情况，即各个载频下的PDTCH(分组数据业务信道)配置情况。

步骤二，根据系统当前的分组无线资源的配置情况，生成如图1所示的数据库表R_ASSIGN，该数据库表R_ASSIGN设定站点号SiteId、小区号BtsId、载频号TrxId、多时隙能力等级MulClass、本次申请方向Direct、反方向的使用情况Used、满足要求的时隙组合SlotList及当前时隙组合的流量Flow等字段，并对每个载频建立MulClass*Direct*Used个队列。MulClass根据图2最大为29，Direct为上下行两个方向，Used为反方向占用最大为256，所以每个载频建立29*2*256个队列，队列中的元素(即记录号)根据对应记录中的流量排序，流量最小的排在最前面。该Flow在分配时进行统计，也可由系统定时上报流量，定时上报时再更新数据库中的Flow。

本实施例中，站点号SiteId的数据类型为WORD(字)，取值范围为1～1024；小区号BtsId的数据类型为BYTE(字节)，取值范围为1～3；载频号TrxId的数据类型为BYTE，取值范围为1～36；多时隙能力等级MulClass的数据类型为BYTE，取值范围为1～12；本次申请方向Direct的数据类型为BYTE，取值为0时表示上行，取值为1时表示下行；反方向的使用情况Used的数据类型为BYTE，取值范围为0～255，为0则表示无占用；满足要求的时隙组合SlotList的数据类型为BYTE，取值范围为0～255。

本实施例按照如下的计算规则一得到下行分配上行无占用时的可用时隙记录、上行分配下行有占用时的可用时隙记录，按照以下的计算规则二得到上行分配下行无占用时的可用时隙记录，其中上行分配下行有占用是指MS(移动终端或移动台)申请上行信道时已经占用了下行信道；下行分配上行无占用则指MS申请下行信道时没有占用上行信道。

计算规则一，根据一个载频下的分组信道配置情况，如图3所示，得到R0＝min(Rx，Sum)所有的排列P(R0)情况中满足当前分组无线资源配置的排列L，以及具有时隙号：TUUNUSE[i]＝(TDLEFT-Tra+5+i)MOD 8的共TDRIGHT-TDLEFT+T_tb+T_ra+1个上行时隙组成的不可用时隙组合X，其中i＝0，1，...，TDRIGHT-TDLEFT+T_tb+T_ra。

上段中，Rx表示在一个TDMA帧中最多可以有用于一个MS的下行链路(接收)的时隙数；Sum表示在每个TDMA帧中，所有可以为一个MS所使用的时隙数目之和；TUUNUSE表示上行不可用时隙列表的集合；TDLEFT表示下行时隙列表中最小的可用时隙号；TDRIGHT表示下行时隙列表中最大的可用时隙号；Tra表示MS完成邻近小区信号测量并准备接收的所需时间；Ttb表示MS准备发送的所需时间。

时隙列表的内容是一个8比特的位图，即时隙组合，对应一个载频下的8个时隙，使隙号从0到7，每一比特表示对应的时隙是否能被占用，即是否配置为PDTCH，比如某个时隙列表SlotList的二进制值为“01100101”，则表示该MS可以使用第0、2、5、6四个时隙，即第0、2、5、6个时隙配置为PDTCH。X为不可用时隙列表的集合，对于X中的每个元素(指时隙列表)，排列L中都有一个元素与之对应；如果集合X中某个元素为“11111100”，则表明L中与之对应的元素0～1可用而2～7不可用。

将L中的元素和X中的相应元素取反后作“与”操作，为0则排除后，得到排列L’；由L生成的那些记录为下行分配上行无占用时的记录，由L’生成的那些记录为上行分配下行有占用时的记录。

计算规则二，如图2、图4所示，根据一个载频TRX下的分组信道PDTCH配置情况，得到T0＝min(Tx，Sum/2)所有的排列P(T0)情况中满足系统当前的分组无线资源配置的那些排列L1，以及具有时隙号：TDUNUSE[i]＝(TULEFT-Ttb+3+i)MOD 8的共TURIGHT-TULEFT+T_tb+T_ra+1个下行时隙组成的不可用时隙组合X1，其中i＝0，1，...，URIGHT-TULEFT+T_tb+T_ra；

上段中，Tx表示在一个TDMA帧中最多可以有用于一个MS的上行链路(发送)的时隙数；Tta表示MS完成邻近小区信号测量并准备发送的所需时间；Trb表示MS准备接收的所需时间；TURIGHT表示上行时隙列表中最大的可用时隙号；TULEFT表示上行时隙列表中最小的可用时隙号；TDUNUSE：表示下行不可用时隙列表的集合，X1与X的数据类型相同。

将L1中的元素和X1中的相应元素取反后作“与”操作，为0则排除，得到排列L”；由L”生成的那些记录为上行分配下行无占用时的记录。

将上面得到的这些集合中的元素插入到上述数据库表R_ASSIGN中并入相应的队列，生成数据库表R_ASSIGN的内容后，只有在操作维护中心OMC-R更改了系统当前配置的情况下，才再次启动步骤二，即需要更新R_ASSIGN数据库表的内容。

步骤三，当MS向系统申请分组无线资源时，如图5所示，分组无线资源的分配包括如下步骤：

步骤110，系统根据终端申请分组无线资源时输入的参数，判断与本次申请方向相反的信道是否存在占用，本实施例中的输入参数包括有终端所在的小区、终端申请的方向、终端的多时隙能力、终端反方向的信道占用情况、终端反方向占用所在的载频、是否需要终端进行邻近小区测量和是否跳频；如果反方向信道已经占用，执行下一步，如果反方向信道没有占用，执行步骤130；

步骤120，本次申请选择在反方向信道占用所在的载频上(即原载频)分配，执行步骤140；

步骤130，在小区中挑选最优的载频(如业务量最小)进行分配；

步骤140，根据得到的载频以及当前的多时隙能力、输入参数中的终端的申请方向、反方向占用，直接定位到R_ASSIGN表的某个队列；

该步骤中的“当前的多时隙能力”在步骤140首次执行时，其初始值为终端申请信道时带入的多时隙能力等级，此后再次执行步骤140时，多时隙能力的数值为步骤160中多时隙能力的运算结果。

步骤150，判断队列中元素是否为0，如果为0，执行下一步，否则执行步骤190；

步骤160，把多时隙能力减1；

步骤170，再判断多时隙能力是否为0，如果不为0，执行步骤140，如果多时隙能力已经减为0，执行下一步；

步骤180，本次申请结束，向本次申请的终端返回申请失败；

步骤190，取出队列中第一位元素(指数据库中的记录号)，定位到相应的数据库记录，取出记录中时隙组合，该时隙组合即为本次分配的最优时隙组合，并将该时隙组合返回给提出申请的调用者(因为算法并不是直接与MS交互，而是被与MS交互的进程调用，所以此处描述为申请的调用者)。

本发明根据系统配置情况生成的数据库表来记录时隙列表供分组无线资源分配，使得信道的分配更加合理，生成的数据库表占用内存小，执行效率高，并且能够结合系统运行过程中实时改变的流量来进行分配，这更是以前的方法所无法具备的功能。由于严格遵循规范GSM 05.02和GSM 04.60规定的GPRS多时隙能力终端的几个约束条件和考虑到更多的影响因素，此方法具有良好的实用性；另外，本发明提出的方法，无需复杂的计算，充分利用已有专用数据库技术中的队列技术，定位记录方便，有效地提高了效率。

Claims

1、一种分组无线资源分配方法，该方法用于GPRS、EGPRS通信系统中，其特征在于，它包括如下步骤：

(b)根据系统当前的分组无线资源的配置情况，生成数据库表，至少包含站点号、小区号、载频号，多时隙能力等级和可用时隙组合字段；当分组无线资源的配置情况发生变化时，更新该数据库表的内容；

(c)当移动终端向系统申请分组无线资源时，根据其输入参数检索该数据库表，如果存在可用时隙组合，则选择一个分配给该移动终端；如果不存在可用时隙组合，向移动终端返回申请失败消息。

2、根据权利要求1所述的分组无线资源分配方法，其特征在于：所述步骤(b)中所述生成数据库表进一步分为以下步骤：

(b2)根据一个载频下的分组信道配置情况得到下行分配上行无占用时、上行分配下行有占用时以及上行分配下行无占用时的可用时隙组合；其中，该下行分配上行无占用指移动终端申请下行信道时没有占用上行信道，该上行分配下行有占用是指移动终端申请上行信道时已经占用了下行信道，该上行分配下行无占用指移动终端申请上行信道时没有占用下行信道；

(b3)将上述得到的可用时隙组合插入到所述数据库表中得到相应的记录。

3、根据权利要求2所述的分组无线资源分配方法，其特征在于，所述步骤(b1)建立数据库表时，还对每个载频按多时隙能力等级、本次申请方向、反方向占用情况的不同组合建立多个队列。

4、根据权利要求3所述的分组无线资源分配方法，其特征在于：所述步骤(c)进一步分为以下步骤：

(c1)当移动终端向系统申请分组无线资源时，系统根据输入参数中的移动终端反方向的信道占用情况判断与本次申请方向相反的信道是否存在占用；

(c3)根据得到的载频以及移动终端申请信道时带入的多时隙能力等级、移动终端的申请方向、反方向占用情况，直接定位到所述数据库表的某个队列，判断队列中元素是否为0，如果为0，执行步骤(c4)，否则执行步骤(c5)；

(c4)每次把多时隙能力等级减1，根据新的多时隙能力等级定位到数据库表的某个队列，直到所定位的队列元素不为0，执行步骤(c5)，或者是多时隙能力等级已经减为0，则本次申请结束，向移动终端返回申请失败消息；

(c5)取出队列中的第一个元素，定位到相应的数据库表记录，取出记录中的可用时隙组合，将该时隙组合分配给申请的调用者，其中，所述元素是数据库表中的记录号。

5、根据权利要求4所述的分组无线资源分配方法，其特征在于，生成的所述数据库表中还包括流量字段，该字段的值由分配时统计得到或由系统定时上报得到，步骤(c5)中的所述队列是按流量从小到大顺序排列，从所述队列中取出元素时是选择队列中流量最小的第一个元素取出。

6、根据权利要求2所述的分组无线资源分配方法，其特征在于：所述步骤(b2)采用以下方法计算下行分配上行无占用时的可用时隙组合：

根据当前分组无线资源的配置情况，得到时隙数为R0＝min(Rx，Sum)所有的排列P(R0)中满足当前分组无线资源配置的排列L，由L生成的数据库表记录即为下行分配上行无占用的可用时隙组合，其中，Rx表示在一个TDMA帧中最多可以有用于一个移动终端的下行链路的时隙数；Sum表示在每个TDMA帧中，所有可以为一个移动终端所使用的时隙数目之和。

7、根据权利要求6所述的分组无线资源分配方法，其特征在于：在计算出所述排列L后，所述步骤(b2)采用以下方法计算上行分配下行有占用时的可用时隙组合：

其中，TUUNUSE表示上行不可用时隙列表的集合；TDLEFT表示下行时隙列表中最小的可用时隙号；TDRIGHT表示下行时隙列表中最大的可用时隙号；T_ra表示移动终端完成邻近小区信号测量并准备接收的所需时间；T_tb表示移动终端准备发送的所需时间；

基站控制器将L中的元素和X中的相应元素取反后作“与”操作，为0则排除，得到排列L’，由L’生成的数据库表记录即为上行分配下行有占用时的可用时隙组合。