CN101184327A

CN101184327A - 一种动态信道分配方法

Info

Publication number: CN101184327A
Application number: CNA2007100324710A
Authority: CN
Inventors: 陈致樑; 杨文俊; 肖萍; 黄启坚; 陈芳炯
Original assignee: China Mobile Group Guangdong Co Ltd
Current assignee: China Mobile Group Guangdong Co Ltd
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: CN101184327B

Abstract

本发明公开了一种动态信道分配方法，具体是一种码分多址时分双工系统中新用户接入时的时隙－码道联合分配方法。该方法将用户业务按信噪比要求的不同分为多个类型，当用户请求接入时，根据用户业务类型和当前时隙的干扰水平选出候选时隙集合，在候选时隙集合中按低离散化的准则为用户分配码道。如果候选时隙集合不足以应对用户的业务需求，则重新选择一批候选时隙进行码道分配，重复这一过程直到用户的需求全部分配完毕。本发明实施例综合优化了时隙和码道的分配，并考虑了不同业务类型对服务质量要求的差别性。

Description

一种动态信道分配方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法。

背景技术

基于码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)技术的第三代移动通信系统主要有频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)和时分双工(TimeDivision Duplex，TDD)两种接入模式。欧洲的UTRA TDD和我国的TD-SCDMA都应用了TDD-CDMA技术。和FDD模式相比，TDD模式的主要优点是可以灵活改变上下行信道的容量比例，因此能更高效处理不对称的数据业务，如计算机下载、视频点播等。但是，TDD模式引入了时隙分配的问题，增加了难度，同时不同小区不同的上下行时隙分配可能引起交叉时隙的干扰，因此要求TDD模式有高效的动态信道分配(Dynamic Channel Allocation，DCA)算法。TDD-CDMA系统的DCA算法可分为慢速DCA和快速DCA两类。其中，慢速DCA是指对小区中的上下行时隙比例进行配置，快速DCA是指系统根据用户的实时需求为用户分配或调整时隙和码道。

快速DCA的研究内容包括：系统针对每个新接入的用户根据一定的准则分配适当的时隙和扩频码。传统的做法是为新接入的用户分配干扰最低的时隙，在该时隙里随机分配码道。当用户业务量需要多个码道时，按以上原则逐个分配码道。这种做法的明显缺陷是未能考虑不同性质的业务，例如如果同一个时隙包含误码率要求为10^-3和10^-6的业务，系统将必须按10^-6的误码率要求控制时隙中的干扰，那么对误码率要求为10^-3的业务而言存在资源浪费。同时，随机分配码道忽略了码道的离散化问题，例如当一个用户需要两个16位的码道，则分配一个8位的码道要优于分配两个独立的16位码道。在近期的研究中，出现了一些基于上述算法的改进算法，中国专利号为02112289.X的专利提出把时隙按语音和数据分类，只在必要时借用不同类业务的时隙。中国专利号为200610000882.7的专利公开了一种码道分配的方法，提出将数据优先分配给兄弟码道被占用的空闲码道。然而，现有技术在进行时隙或码道分配的时候未能考虑不同性质业务对服务质量的不同要求，同时未能将时隙分配和码道分配综合考虑，因此码道资源存在浪费的情况，利用率不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，将用户业务按信噪比要求的不同分为多个类型，根据用户业务类型和当前时隙的干扰水平选出优先候选时隙集合，在优先候选时隙集合中按低离散化的原则为用户分配码道，综合优化了时隙和码道的分配。

为达到以上技术效果，本发明实施例提供了一种时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，该方法包括以下步骤：

计算当前时隙的干扰水平并根据所述干扰水平对时隙进行排序；

根据所述当前时隙的干扰水平选出满足新接入用户信噪比要求的时隙组成候选时隙集合；

从所述候选时隙集合中选出与用户业务类型相同的时隙组成优先候选时隙集合；

在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序；

根据所述排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配。

所述方法还包括：

计算当前时隙的未分配的码道资源；

检测所述当前时隙的未分配的码道资源是否满足用户业务的流量要求；

当检测结果为是时，则转到计算当前时隙的干扰水平并根据所述干扰水平对时隙进行排序的步骤，当检测结果为否时，则拒绝用户接入，结束分配。

所述方法还包括：

计算所述候选时隙集合的未分配的码道资源；

检测所述候选时隙集合的未分配的码道资源是否满足用户业务的流量要求；

当检测结果为是时，则转到从所述候选时隙集合中选出与用户业务类型相同的时隙组成优先候选时隙集合的步骤，当检测结果为否时，则拒绝用户接入，结束分配。

所述方法还进一步包括：

检测所述用户业务是否在同类型业务的时隙中分配完毕；

当检测结果为是时，结束分配，当检测结果为否时，则从所述候选时隙集合中选出最接近用户业务类型的时隙组成优先候选时隙集合，转到在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序的步骤。

所述在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序具体为：

按照扩频因子从低到高的原则(即按照低离散化的原则)对所述优先候选时隙集合中未分配的码道进行排序，即扩频因子小的码道排在扩频因子大的码道的前面，对于扩频因子相等的码道则将兄弟码道被占用较多的码道优先排在前面。

所述根据所述排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配具体为：

按照所述时隙的干扰水平从小到大选择时隙；

从选中的时隙中按照所述排序的码道进行分配，即依排序找扩频因子最小且其对应带宽不大于用户业务需求的码道，分配给用户；

计算新的业务需求，具体是把用户业务需求减去分配的码道带宽，得出新的业务需求；

检测所述新的业务需求是否为0；

检测结果为是时，则结束分配，检测结果为否时，则更新优先时隙集合；

检测所述更新的优先时隙集合是否为0；

当检测结果为是时，则转到检测所述用户业务是否分配完毕的步骤，当检测结果为否时，则在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序，转到按照所述时隙的干扰水平从小到大选择时隙的步骤。

所述更新优先时隙集合具体为：

根据所述当前时隙的干扰水平选出满足接入用户信噪比要求的时隙组成候选时隙集合；

从所述候选时隙集合中选出与用户业务类型相同的时隙组成优先候选时隙集合。

所述计算新的业务需求具体为：

把用户业务需求减去已分配的码道带宽，得出新的业务需求。

实施本发明实施例，综合优化了时隙和码道的分配，按照接收用户业务信噪比对业务类型进行分类，一个时隙尽量分配同类的业务，降低了同一个时隙中由于信噪比不同造成的资源浪费，同时按照低离散化的原则对未分配的码道进行优化分配，提高了时分双工-码分多址系统中新用户接入时动态信道分配的有效性，满足了用户的要求。

附图说明

图1是本发明实施例的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配的方法流程示意图；

图2是本发明实施例的扩频码分布示意图；

图3是本发明实施例的根据排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配的方法流程示意图；

图4是本发明实施例的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配的方法流程示意图，包括如下步骤：

步骤S101：计算当前时隙的干扰水平并根据所述干扰水平对时隙进行排序；

具体地，当前时隙的干扰水平可以按照以下方式计算：

根据3GPP的建议，一个码道产生的负载可以用下式计算：

L = (r + ω) \cdot \frac{E_{b} / N_{0}}{W / R}

其中r表示多用户检测的残留干扰，ω表示其他小区在当前时隙造成的同频干扰，E_b/N₀是接收端的信噪比，R是码道的数据传输率，W是码道的码片速率。时隙中所有已分配码道产生的干扰用下式表示：

I = \frac{N_{0}}{1 - η}

其中η是所有已分配码道所产生的负载之和：η＝L₁+L₂+A。

计算出的时隙的干扰水平I按照从小到大的原则对时隙进行排序。

步骤S102：根据所述当前时隙的干扰水平选出满足新接入用户信噪比要求的时隙组成候选时隙集合；

具体地，对用户业务按照接收信噪比的不同进行分类，例如一般认为语音业务允许的误码率可达10^-3，而实时视频服务的误差率必须小于10^-6，系统在按照干扰水平从小到大排序好的时隙中选出干扰水平小于用户业务允许的误码率的时隙，组成候选时隙集合。

步骤S103：从所述候选时隙集合中选出与用户业务类型相同的时隙组成优先候选时隙集合；

具体地，考虑到不同的用户业务有不同的延时要求，把用户业务分成3类，一是语音业务，二是时延敏感数据业务，如视频会议，时频点播等；三是时延不敏感类业务，如电子邮件，文件传输等，那么比如对于误码率要求为10^-3的语音业务，系统将从候选时隙集合中选出与语音业务类型相同的时隙来进行分配，避免了用干扰水平比10^-3小的时隙(如10^-6)来分配语音业务，提高了码道资源的利用率。

步骤S104：在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序；

具体地，码道的分配以降低离散度为目标，按照扩频因子从小到大的原则进行排序，即扩频因子小的码道排在扩频因子大的码道前面，对扩频因子相等的码道，则根据兄弟码道的使用情况，将兄弟码道被占用较多的码道优先排在前面。下面用一个例子进一步解释码道的排序，请参阅图2，图2示出了本发明实施例的扩频码分布示意图，图2中给出了最长为16的正交码的产生过程，可以看到一个第i层长度为m的码道等价于两个第i+1层长度为2·m的码道。在分配码道时，如果需求是两个第i+1层的码道，则较高效的做法是分配一个第i层的码道，因此以下描述中如果第i层某个码道对应的两个第i+1层码道都是空闲码道，则其码道资源直接用该第i层码道描述。假设时隙中已使用的码道包括以下：

第4层第3码道：1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1，-1，-1，-1，-1

第4层第10码道：1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1

第4层第11码道：1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，1

第4层第15码道：1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，1，-1

第3层第7码道：1，-1，-1，1，1，-1，-1，1

在对空闲码道进行排序时，首先可以看到第4层的5，6，7，8码道都是空闲的，对应一个第2层的码道，并且扩频因子是最小的，因此第2层第2码道排在第一位。发现第3层第1码道也是空闲码道，排在第二位。对第4层的码道，因为有多个码道空闲，需求根据其兄弟码道的使用情况排序。其中第4层第16码道有3个兄弟码道(第13，14，15码道)已被使用，第4层第9，12码道有两个兄弟码道(第10，11码道)被使用，第4层第4码道没有兄弟码道被使用，因此第4层第16码道排在其他第4层码道前面，跟着是第4层第9，12码道，最后是第4层第4码道，得到最终的空闲码道排序如下：

第2层第2码道：1，1，-1，-1

第3层第1码道：1，1，1，1，1，1，1，1

第4层第16码道：1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1

第4层第9码道：1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1，-1

第4层第12码道：1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1

第4层第4码道：1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1

步骤S105：根据所述排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配。

具体地，请参阅图3，图3示出了本发明实施例的根据排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配的方法流程示意图，包括如下步骤：

步骤S301：按照所述时隙的干扰水平从小到大选择时隙；

步骤S302：从选中的时隙中按照所述排序的码道进行分配；

步骤S303：计算新的业务需求；

具体地，把用户业务需求减去已分配的码道带宽，得出新的业务需求。

步骤S304：检测所述新的业务需求是否为0；

当检测结果为是时，转到步骤S310，当检测结果为否时，转到步骤S305。

步骤S305：计算当前时隙的干扰水平并根据干扰水平对时隙进行排序；

即更新时隙的干扰估计，并按照新的干扰水平对时隙重新排序，时隙的排序方法跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S306：根据当前时隙的干扰水平选出满足接入用户信噪比要求的时隙组成候选时隙集合；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S307：从候选时隙集合中选出满足用户业务信噪比要求的时隙组成候选时隙集合；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S308：检测所述优先时隙集合是否为0；

即检测是否还有与用户业务类型相同的时隙进行分配，当检测结果为是时，转到步骤S310，当检测结果为否时，转到步骤S309。

步骤S309：在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述，然后转到步骤S301。

步骤S310：结束流程。

下面结合图4进一步说明本发明实施例，图4示出了本发明实施例的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配的方法流程示意图，包括如下步骤：

步骤S401：计算当前时隙的未分配的码道资源；

步骤S402：检测所述码道资源是否满足用户业务的流量要求；

当检测结果为是时，转到步骤S403，当检测结果为否时，表明用户业务量过大，码道资源不足，转到步骤S412。

步骤S403：计算当前时隙的干扰水平并根据所述干扰水平对时隙进行排序；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S404：根据所述当前时隙的干扰水平选出满足新接入用户信噪比要求的时隙组成候选时隙集合；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S405：计算所述候选时隙集合的未分配的码道资源；

步骤S406：检测候选时隙的码道资源是否满足用户业务的流量要求；

当检测结果为是时，转到步骤S407，当检测结果为否时，表明用户业务量过大，候选时隙的码道资源不足，转到步骤S412。

步骤S407：从所述候选时隙集合中选出与用户业务类型相同的时隙组成优先候选时隙集合；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S408：在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S409：根据所述排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配；

具体地，跟上面实施例所述的方法相同，这里不再赘述。

步骤S410：检测所述用户业务是否在同类型业务的时隙中分配完毕；

当检测结果为是时，转到步骤S413，当检测结果为否时，表明优先候选时隙的码道资源不足以分配用户所有的业务，转到步骤S411。

步骤S411：从所述候选时隙集合中选出其他业务类型的时隙组成优先候选时隙集合；

即本发明首先在同类业务的时隙进行时隙和码道分配，只在同类业务的时隙不够分配时，才在其他类型业务的时隙中选出与用户业务类型最接近的时隙，组成优先候选时隙集合进行分配，转到步骤S408。

步骤S412：拒绝用户接入；

步骤S413：结束分配。

具体地，本发明实施例可以采用分布式计算，即在基站或移动台就可以完成时隙和码道的分配，降低了计算复杂程度，本发明实施例无需人工设置各种阈值，最大限度降低了人为干预所可能产生的不确定性。

需要说明的是，本领域的普通技术人员应该理解，本发明实施例提出的一种时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配的方法可以通过计算机程序或指令实现，并可以保存到存储介质上，如：光盘、磁盘等。

综上所述，实施本发明实施例，按照接收用户业务信噪比对业务类型进行分类，一个时隙尽量分配同类的业务，降低了同一个时隙中由于信噪比不同造成的资源浪费，同时按照低离散化的原则对未分配的码道进行优化分配，即综合优化了时隙和码道的分配，提高了时分双工-码分多址系统中新用户接入时动态信道分配的有效性，满足了用户的要求。

以上所揭露的仅为本发明实施例中的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序；

根据所述排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配。

2.如权利要求1所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算当前时隙的未分配的码道资源；

3.如权利要求1所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述候选时隙集合的未分配的码道资源；

4.如权利要求3所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测所述用户业务是否在同类型业务时隙分配完毕；

当检测结果为是时，结束分配，当检测结果为否时，则从所述候选时隙集合中选出其他业务类型的时隙组成优先候选时隙集合，转到在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序的步骤。

5.如权利要求4所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述在所述优先候选时隙集合中对未分配的码道进行排序具体为：

按照扩频因子从低到高的原则对所述优先候选时隙集合中未分配的码道进行排序，对于扩频因子相等的码道则将兄弟码道被占用较多的码道优先排在前面。

6.如权利要求5所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述根据所述排序的时隙和码道对用户业务进行码道分配具体为：

按照所述时隙的干扰水平从小到大选择时隙；

从选中的时隙中按照所述排序的码道进行分配；

计算新的业务需求；

检测所述新的业务需求是否为0；

检测结果为是时，则转到检测所述用户业务是否分配完毕的步骤，检测结果为否时，则更新优先时隙集合；

检测所述更新的优先时隙集合是否为0；

7.如权利要求6所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述更新优先时隙集合具体为：

8.如权利要求6所述的时分双工-码分多址系统中新用户接入时的时隙和码道分配方法，其特征在于，所述计算新的业务需求具体为：