CN101801037A - 一种用于分配信道码的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于分配信道码的方法和设备。其中，按照信道码类型或者信道码所服务的应用的类型，所述信道码被分为至少两个码组，所述方法包括：记录所述信道码的使用情况；如果所述信道码被分配或去分配，至少计算被使用的码组中的码使用率；根据所计算的使用率，按使用需求确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用，或者确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化码分配。

Description

一种用于分配信道码的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体地，涉及用于对信道码进行分配的方法和设备。

背景技术

近年来，随着无线通信的迅速发展，当前的网络架构已经能够容纳越来越多的用户。相应地，伴随着硬件处理能力的提高，研究人员也致力于对信道码的开发和优化。然而，信道码数量的限制成为很多研究人员关注的问题，并在某种程度上阻碍了硬件产品的容纳能力。例如其对我们熟知的CDMA(码分多址)技术的影响便是一个典型的例子。

CDMA是近年来在数字移动通信发展中出现的一种无线扩频通信技术，在ITU推出的第三代移动通信系统IMT-2000(3G)标准及之后批准的几个3G标准均采用了CDMA技术。CDMA 2000技术是IMT-2000系统的一种模式，而CDMA 20001x便是其第一阶段，目前被广泛使用。CDMA 20001x增强相关标准的提出，使得前向链路中增加了大概两倍或三倍的用户容量，实现了运营商频谱的高效利用。由于比起通过部署新的1x载波的方式来增加容量，使用CDMA1x增强技术可节省宝贵的频谱和机柜空间，因此选择1x增强来扩展现有网络的容量对运营商非常具有吸引力。

其中，CDMA 20001x增强提出了利用干扰消除(leverages interferencecancellation，包括在反向链路(RL，reverse link，也可称为下行链路)上的连续干扰消除和前向链路(FL，forward link，也可称为上行链路)上的线性干扰消除)、新的无线配置(包括智能空档(smart blanking)、及早结束等)，来增加1x的容量。这使得无论是在反向链路还是前向链路上，容量都得到显著的增加。在CDMA系统的前向信道中，现有的设备一般使用沃尔什扩频码(Walsh spreading code)。然而，随着容量的增加，必然需要更多的Walsh码来支持更多的用户。

然而，如本领域技术人员所知的，在下行链路(即反向链路)中，对于给定的扩频因子(spread factor，也可称为扩频比)，Walsh码的数量是非常有限的。例如，对于扩频比为64的Walsh码(在电话呼叫业务中，通常扩频比为64，即CDMA2000标准中的定义的无线配置3)，理论上最多可同时为64位用户服务。现有技术中，可以采取多种方案来缓解Walsh码数量的限制。于是，在IS-2000标准中引入了被称为准正交函数(QoF，quasi-orthogonal functions)的替代性码组，用以支持更多的用户。这是CDMA 20001x增强的第一步，其在没有改变任何硬件的情况下，扩展了正交Walsh序列的可用数量限制导致的容量限制。通过为语音和数据用户授权更多的QoF码，CDMA20001x增强在支持语音和数据业务方面将更加强大。然而，引入QoF码的代价是附加的干扰，这是因为在QoF码组之间缺乏正交性。为了克服干扰，就需要增加基站消耗的功率。这是因为，对于相同的信道，由于QoF码对Walsh码的干扰，必须在基站加大发送功率，才能够保证接收方一定的误码率。这相应地又会增加对相邻小区的干扰，对整个系统的容量增加有一定的副作用。

通常，被选择使用的QoF码组一般与Walsh码组之间具有最小的极大互相关，所以也被称为准正交。与正交的Walsh码不同的是，尽管一个QoF码组内的QoF码之间是正交的，但是不同QoF码组之间、以及QoF码和Walsh码之间，不是正交的。因此，QoF码的使用会给原有用户带来干扰。这使得多数的CDMA 20001x网络设备在系统中没有太多用户的情况下，不使用这样的QoF码。但是对于采用了CDMA 20001x增强技术的系统，由于引入该技术的目的就是为了支持更多的用户，因而必须要使用QoF码。相应地，也会急需在CDMA网络产品中高效地分配QoF码的设备和方法。

现有技术中存在一些对于多载波DS-CDMA(直接序列码分多址)系统的前向链路上的准正交码的进行分配的策略。一般来说，主要包括下列几种分配方式：

混合分配方式。在该分配方式中，QoF码与Walsh码交替依次分配，也就是说，系统分配一个Walsh码，便随后分配一个QoF码。对于这样的分配方式，用户所体验到的性能是相同的。然而，其缺点是，即使用户的数量已经小到完全可以仅使用Walsh码就可满足时，干扰仍然很高。这是因为QoF码和Walsh码是交叉分配的，并且QoF码与Walsh码之间不是正交的。

单独分配方式。在该分配方式中，首先分配Walsh码，当用尽所有的Walsh码时，引入对QoF码的分配。这样做的缺点是，使用QoF码的用户将会立即感受到QoF码与所有的Walsh码之间的干扰，因此必然加大功率发送以保证一定的误码率。而且，当出现使用QoF码的第二个用户时，如果其QoF码与前一QoF用户使用的QoF码来自不同的QoF码组，则除了QoF码与所有的Walsh码之间的干扰，第二个用户还会感受到QoF码之间的干扰。此外，由于这样的干扰是双向的，因而使用Walsh码的用户也会立即感受到QoF码与Walsh码之间的干扰。因此，用户，特别是QoF用户，所体验到的性能将会非常的低。而且，由于使用不同码集的不同用户为保证相同的误码率，需要的功率差别较大，对于功率控制的要求也会增加；尤其是对于CDMA1x增强技术，为了减少功率消耗，其功率控制恰恰是做了一定的弱化处理的。所以该分配方式对于功率控制算法提出了很大的挑战。

另一种分配方式是，将Walsh码分配给高速率用户，而将QoF码分配给低速率用户。该方法的细节在M.Amadei、U.Manzoli和M.L.Merani在台北，于2002年11月发表在Globecom’02的第1卷第841-845页的题目为“On the assignment of Walsh and quasi-orthogonal codes in aMulticarrier DS-CDMA system with multiple claass of users”的文献中。实施中，这种方法将导致远距离用户使用QoF码，而近距离用户使用Walsh码(这是由于信道传输损耗导致距离基站远的用户往往具有较低的速率，而距离基站近的用户往往具有较高的速率以保持相同的误码率)。这使得远距离用户将消耗更多的功率。显然，这不是有效的功率分配方式。而且，该方法不是特定于CDMA 20001x系统的，所以没有考虑到CDMA 20001x系统中不同信道的下列的复杂情况：所有用户都可能会使用前向基本信道和前向辅助信道。F-FCH持续的时间长、速率低，而F-SCH则用于突发数据，其持续的时间短、速率高。实用的信道码分配算法应该针对F-FCH和F-SCH的具体特点而有针对性地设计。

由上述可见，对于在下行链路中使用了CDMA 20001x，特别是支持更多用户的CDMA 20001x增强技术时，传统的信道码，即Walsh码的数量不足将成为瓶颈。然而不幸的是，在CDMA 20001x的研究中，实用高效的QoF码的分配方案仍然处于空白。可见，为信道码的分配，特别是对包括Walsh码和QoF码的CDMA 20001x、及其增强，提出高效的码分配方案是亟待解决的问题。不仅如此，对于其他包括不同类型的信道码的应用环境，如何实现不同类型的信道码之间的合理分配，也是需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于分配信道码的方法和设备，以解决或者至少缓解现有技术中的上述不足。特别是在使用包括正交码和QoF等非正交码的情况下，在提高网络容量支持更多用户的同时，实现信道码的优化分配，从而减少所消耗的功率、干扰和/或信令开销。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于分配信道码的方法，其中，按照信道码类型或者信道码所服务的应用的类型，所述信道码被分为至少两个码组，所述方法包括：

记录所述信道码的使用情况；

如果所述信道码被分配或去分配，至少计算被使用的码组中的码使用率；

根据所计算的使用率，按使用需求确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用，或者确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化码分配。

其中，所述码使用率指被占用的码的数量占该码组中特定的码资源总量的比率，其中，被占用的码包括下列中的至少一个：被一种或更多种特定的应用类型占用的码；一种或更多种类型的码被一种或更多种特定的应用类型占用的码；被基本的信道开销占用的码；特定的码资源为该码组中所有的码，或该码组中希望被优化分配的那部分码。

优选地，为所述码组和/或将要使用信道码的应用类型设置优先级，如果仅为码组设置了优先级，则优先为应用分配优先级高的码组中的信道码；如果还对所述应用类型设置了优先级，通过匹配应用类型的优先级和码组的优先级，确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用。

优选地，所述信道码类型包括正交码和非正交码，所述应用的类型包括建立FCH信道和SCH信道；并优先为应用分配正交码，或者为优先级高的应用分配正交码，为优先级低的应用分配非正交码。

优选地，为至少一个所述码组的码使用率设置阈值，对于不同的码组，其阈值可以相同也可以不同，可根据信道码的类型、应用的类型和/或码组的优先级，为不同的码组或部分码组设置不同的阈值，并根据所述阈值，确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化码分配。

其中，所述阈值至少为下列中的一个：饱和度阈值α，用于指示该码组中的码使用率的上限，当码使用率高于α时，将不再从该码组分配信道码用于应用；安全阈值β，用于指示该码组中的码使用率的下限，当码使用率低于β时，如果存在合适的可以接收该码组所服务的应用的码组，则释放当前码组中被使用的码，并将能够接收相应应用的码组中的码分配给所述应用；高水位阈值γ，用于指示发生高水位的情形中该码组的码使用率的上限，当码使用率低于γ时，将该码组中的部分信道码分配给特定类型的应用；低水位阈值η，用于指示发生低水位的情形中该码组的码使用率的下限，当码使用率高于η时，将该码组中已分配给特定类型的应用的信道码进行去分配，用于优先级更高的应用。

优选地，当发生低水位时，首先对已分配给特定类型的应用但还没有启用的信道码进行去分配；如果已分配的信道码都在使用中，则对码的使用者按照先进先出、先进后出、优先级或应用的特性，选择使用者并对其使用的信道码进行去分配。

优选地，释放信道码时，查看是否存在这样的应用，所述应用使用的信道码所在的码组的优先级低于被释放的信道码所处码组的优先级，并且被释放的信道码能够满足所述应用的要求，如果存在，则对所述应用所使用的信道码进行去分配，并将被释放的信道码分配给所述应用。

优选地，在为特定的应用分配信道码时，如果特定的码资源中没有满足要求的信道码，则协商是否能够调整所述要求，并按照调整后的要求确定是否存在满足要求的信道码。

其中，所述码使用情况包括下列中至少一个：使用状态，表明信道码正在被使用；可用状态，表明该信道码没有被分配给特定的应用，处于可分配状态；备用状态，表明该信道码已经被分配给特定类型的应用，但是如果出现了更高优先级别的应用需要信道码，则可以对其进行去分配，并将其用于优先级更高的应用。

其中，所述使用需求至少包括下列中的一个：节省功率，降低干扰和节省信令开销。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于信道码分配的设备，所述设备包括实现上述方法的装置。

根据本发明的另一方面，还提出了一种用于信道码分配的设备，其中，按照信道码类型或者信道码所服务的应用的类型，所述信道码被分为至少两个码组所述设备包括：

码使用率监控单元，用于记录所述信道码的使用情况；

码使用率计算单元，如果所述信道码被分配或去分配，用于计算至少被使用的码组中的码使用率；

信道码分配优化单元，用于根据所计算的使用率，按使用需求确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用，或者确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间进行码分配的优化。

优选地，所述码分配优化单元包括优先级设置模块，用于为所述码组和/或使用信道码的应用类型设置优先级；所述码分配优化单元根据优先级为应用分配信道码；优选地，当所述信道码包括正交码和非正交码时，正交码码组的优先级均高于非正交码码组，当所述应用的类型包括建立FCH信道和SCH信道时，建立FCH信道的应用的优先级高于建立SCH信道的应用的优先级。

优选地，所述码分配优化单元还包括码使用率阈值应用策略模块，用于为至少一个所述码组的码使用率设置阈值，对于不同的码组，其阈值可以相同也可以不同，可根据信道码的类型、应用的类型和/或码组的优先级，为不同的码组或部分码组设置不同的阈值，所述信道码分配优化单元根据码分配优化单元应用的阈值，确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化信道码的分配。

优选地，所述信道码分配优化单元包括信道码分配模块，其执行对信道码的分配、去分配、释放的操作。

根据本发明的方案，通过引入码使用率并基于码使用率来优化信道码的分配，例如动态地对Walsh码和QoF码进行分配。从而实现了灵活地满足应用环境中对于功率限制、干扰和/或信令开销的限制。通过优先分配特定的信道码，例如Walsh码，可以合理地控制功率消耗。根据进一步设定相关的码使用率阈值，具体地，通过调整阈值α、β、γ和/或η，可以对功耗和/或信令开销进行更优的控制。

对于CDMA 20001x及其增强，本发明的码分配方案还为数据服务提供潜在的可能性，由于引入了更多的信道码及优化的信道码分配装置，使得将这样的数据服务从LTE/EVDO系统切换到CDMA1x增强系统更加可行。

总之，本发明通过控制引入特定的信道码(例如QoF码)的合适时机来对信道码的分配进行灵活地、动态地调整，从而动态地基于功率限制、干扰限制或信令开销限制来调整信道码的分配。

附图说明

图1示例性示出一个应用本发明的码分配方案的网络环境；

图2示例性示出一个应用本发明的码分配方案的系统架构；

图3示例性示出图2所示的系统架构中，一个CCM和SCM之间的信道码的授权和召回的流程实例；

图4示例性示出根据本发明的实施例QoFⁱ码组中的码的使用情况；

图5示例性示出对于QoFⁱ码组所设定的高水位阈值γ和低水位阈值η；

图6示出了本发明中提及的阈值及其示例性应用规则；

图7示例性示出了一个信道码分配的概括流程；

图8A示例性示出CCM为来自用户的建立FCH信道的请求分配信道码的过程；

图8B示例性示出了CCM从QoFⁱ码组分配用于FCH信道的码的过程；

图9示例性地示出SCM处释放码的过程；

图10示例性地示出SCM处释放信道码之后的码优化分配过程；

图11示例性地示出用于FCH的码的释放过程；

图12示例性示出了SCM处的用于建立SCH信道的码的分配过程；

图13示例性地示出了发生高水位时的流程图；

图14示例性地示出了发生低水位时的流程图；

图15示例性示出了一个根据本发明的用于分配信道码的设备的框图；

图16示出了不同的分配模式下所消耗的功率的比较。

具体实施方式

术语

在本发明此后的描述中，除非有特别的说明，否则相关缩写的含义为：

AT，接入终端；

BTS，基站收发器；

QoF，准正交函数；

CCM，码资源管理模块；

SCM，针对特定应用的码管理模块；

FIFO，先进先出；

本发明提出了用于对信道码进行分配的方法。下面将以遵循CDMA20001x/1x增强规范的网络应用为例，详细说明对包括Walsh码和QoF码的信道码进行分配和去分配的方案。

图1概略地示出实施本发明的一个示例性网络环境。其中，用户终端设备，例如手机、台式机、笔记本电脑、PDA等，通过网络中的通信节点，例如基站、移动交换中心等，与对方通信节点进行通信。这里，每当基站为用户设备提供服务时，都需要使用若干信道码来建立相应的信道。在使用若干信道码建立信道之前，便需要对“建立信道”这一应用分配信道码。根据本发明的方案，可以根据具体应用的特性，为其分配适合的信道码。这里，图2中所示的CCM、SCM和CCC模块便位于该网络环境中的合适的通信节点上。例如，CCM位于基站控制器BCS上，SCM和CCC则位于基站传输单元BTS上。

本发明中，我们假设移动终端具有对QoF码进行解码的能力。对于使用不同信道码的不同信道(例如，F-FCH(Forward Fundermental Channel，前向基本信道)使用Walsh码，而F-SCH(Forward Supplemental Channel，前向辅助信道)使用来自QoF码)，移动终端也是能够进行相应处理的。也就是说，移动终端可以同时在F-FCH和F-SCH进行数据的接收，不论F-FCH和F-SCH使用的是不是同一个码组中的码字。

图2示出了一个用于对码资源进行分配的示例性系统架构。如图2所示，该系统包括CCM模块，其负责FCH码的分配。同时，CCM模块还负责向SCM授权/召回(即分配/去分配)用于SCH的码。因此，CCM中保持对所有的码资源，即码池(code pool)中的码，进行分配。SCM模块则负责对于特定应用的码进行管理，例如，针对扇区的管理，包括对SCH码的分配。具体地，由SCM模块中的CAD模块来负责码分配，例如针对每个扇区中的载波的SCH码的分配。如本领域技术人员所知，现有技术中，除了CAD模块，SCM模块还可以包括若干其他模块，例如呼叫处理单元等，来实现对扇区的各种管理。而且，如本领域技术人员所知，在具体的实现中，与CCM通信的可以不限于一个SCM，这种情况下，若干个SCM可以分别执行分别对于特定数量的扇区的管理。其中，CCC(CDMACluster Controller，CDMA集群控制器)可以向SCM发送消息，以请求用于SCH的码以及释放某些码。收到来自CCC的消息之后，SCM基于请求或释放消息，进行对SCH的码的分配。在具体应用中，在CCM和SCM中，都可采用与码管理相关的码分配方法。

事实上，SCM的结构可以以多种方式来实现，用于码管理的模块可能不是CAD，而是单独的其他名称的模块，或者将码管理功能附加在SCM中实现其他功能的模块上。因此，在此后的描述中，对于在SCM中进行的相关的码管理，均将其标记为由SCM执行，而不再具体区分是否是由SCM中的CAD模块来完成。

具体地，CCM可以选择适当的SCM(当存在多个SCM时)，并对其授权用于SCH的码，例如间隔度(或粒度)为Q16的QoF码块(一个间隔度为Q16的码块相当于4个相邻的Q64)。可选地，CCM还可以向SCM授权更多的QoF码(例如相邻或非相邻的Q16)，以支持更多的用户或者更多的业务负载。这里，偶数个相邻的Q16码块可以用一个码字来描述(例如两个相邻的Q16可以用一个Q8来描述)，用于支持更大数据率的业务；非相邻的Q16则可以被用于其他的应用流。相应地，CCM也可以从SCM召回(即去分配)所授权的码。

由于对于F-SCH的码分配由SCM来管理，因此对F-SCH的码分配和去分配便成为SCM的部分工作。其中，SCH可支持多种数率(kbps)，例如153.6(16x)、76.8(8x)、38.4(4x)以及19.2(2x)等，其中x＝9.6。如本领域技术人员所知的，不同的速率将需要不同长度的信道码(例如Q64、Q16、Q8等)。

如上所述，图2示例性示出了可执行本发明的信道码分配方案的架构。由于在该架构中，对FCH和SCH进行的码分配分别由位于不同物理位置的不同的模块CCM和SCM来实现，因此，相对于由同一物理位置的模块实现的情况，可以将图2所示的架构称为分布式的码资源分配架构。但是，应当注意的是，本领域技术人员能够理解，图2中的架构是示例性的。因此，尽管在该实例中CCM负责对码资源的分配(优选地，对一个或更多小区的码资源进行分配)，SCM负责对扇区/载波(或称载扇)的SCH的码分配，CCC负责向SCM请求或释放用于SCH的码，但是CCM和SCM模块所实现的功能还可以由更多的模块来实现。而且，具体应用的系统环境是复杂而多变的，根据具体的部署需求，集中式的码分配架构也是可行的。例如，由同一物理位置的多个模块来实现，甚至由位于同一物理位置的单个模块来实现。

在下面的对本发明的方案以及具体应用实例的描述中，为了便于理解，以图2所示的分布式架构作为应用环境进行说明。但是应当注意的是，这不应当被理解为对本发明的限制。

图3示出了根据本发明的一个实施例的CCM和SCM之间的信道码的授权/召回的过程。

如图3A所示，当CCM向SCM授权信道码时，CCM向SCM发送授权GRANT消息。收到该授权消息后，SCM向回发送THANKS消息。

当CCM需要从SCM召回信道码时，如图3B所示，CCM向SCM发送召回REVOKE消息，收到该消息后，SCM将返回REVOKE_RESP消息。

应当注意的是，这里示出的通信流程是示例性的，随着应用环境以及所使用的通信规范的不同，或者根据具体的应用需求，可以对上述过程做出相应的改变。

上文示例性描述了可以使用本发明的码分配方案的网络环境、系统架构。下面，将详细描述本发明的码分配方案。

首先，简要介绍本发明的思想中将要使用到的概念和可选择使用的参数。

信道码集合

这里，对于由扇区或小区管理的每个载波，我们为其定义四个码组。其中，一个码组中为正交的Walsh码，另外三个码组为现有技术中所称的QoF码。这四个码组组成用于该载波的信道码集合，将该集合记为{0，1，2，3}。其中，0、1、2、3四个元素分别为四个码组的编号，换句话说，每个元素都代表一个码组。这里，将其记为QoFⁱ，其中，i∈{0，1，2，3}，即，QoF⁰，QoF¹，QoF²，QoF³。其中，QoF⁰是该集合中元素0的QoF码组，其使用正交的Walsh码，这也可以被视为i＝0时，QoF码组的特殊情况(此时，由于该码组事实上是Walsh码，因此也可以将其写为，W_N，其中N为扩频比)。对于该集合中的其他码组，即i∈{1，2，3}，根据QoF码的特性，同一QoF码组内的所有码均是彼此正交的，而任何属于不同码组的两个码之间则不是正交的，他们之间具有恒定幅度的互相关性。

进一步地，我们使用扩频比来标记该集合中的码组，将其记为

。其中，N是扩频比。此外，对于扩频比为N的QoF码集合，我们也将其称为Q_N。

图4示例性示出了根据本发明的实施例QoFⁱ码组中的码的使用情况。图4中，对于QoFⁱ码组，其包括用于FCH和SCH的码，根据图2所示的网络架构，由CCM保持关于FCH的码的分配情况，由SCM保持关于SCH的码的分配的情况。

对于QoFⁱ码组，被CCM授权给SCM的码成为SCM可维护的码资源。其中，如果某些码被SCM分配给SCH使用，则这些码将成为图4中所示的“使用”状态的码的一部分。如果这些码未被SCH使用，则为“可用”状态，组成图4中“可用”状态的码的一部分。

对于QoFⁱ码组中由CCM维护的用于FCH的码，共有三种状态：“使用”、“可用”以及“备用”。其中，“使用”和“可用”状态的含义与SCM维护的码的状态相似：如果某些码被FCH使用，则其状态为“使用”，如果未被FCH使用，则其状态为“可用”。而“备用”则表示在该码组中，所有被CCM授权给SCM用于SCH的码。这意味着尽管这些码用于SCH，但是CCM可以将它们从SCM召回，从而将其用于FCH。换句话说，如果需要，QoFⁱ码组中的所有码都可以用于FCH。由此可见，事实上，CCM所维护的“备用”状态的码就是授权用于SCH的码。

如前所述，CCM负责所有码资源的分配以及对于FCH的码分配，其并不负责对SCH的码分配，并且考虑到信令信道的带宽限制以及业务量突发等特性(CCM和SCM可能处于不同的设备中)，因此可能不会在CCM上频繁地更新SCH的码使用的信息。优选地，CCM并不关心被标记为“备用”的码是否被使用。实际上，CCM仅保持哪些码被授权给SCM的信息，其不知道SCM上的具体的码使用情况。

码使用率

码使用率是指对于QoFⁱ码组，其中所使用的特定的码占码资源的比率，其在每一次呼叫建立时(也就是分配码之后)被计算。至于这里所称的“特定的码”以及“码资源”的具体内容，可以由运营商或产品制造商根据具体的应用环境来确定。例如，将“特定的码”定义为所有被占用的码、被实际的用户业务所占用的码、被某类特定的业务所占用的码等；将“码资源”定义为该码组中码的总量、该码组中除去信道开销或用于某些特定业务的码等等。

这里，我们对码使用率给出一个示例性定义：对于QoFⁱ码组，将其使用率定义为：

${U^i}_N=\frac{{\mathrm{Occupied}\_\mathrm{num}}_{{{\mathrm{QoF}}_N}^i}}{N-\mathrm{Overhead}\_{\mathrm{num}}_{{{\mathrm{QoF}}_N}^i}}$

其中，

表示QoFⁱ码组中被FCH占用的码的数量。N为扩频因子，表示QoFⁱ码组中用于信道开销的码的数量。这里，信道开销指根据所应用的具体规范，必需占用的码的数量，例如用于导频、同步、寻呼等。

特别地，由于CDMA 20001x中规定Walsh码用于信道开销，因此对于i为1、2以及3的码组，其为零。

如果应用本发明的系统中使用了用于CDMA 20001x的无线配置RC3、RC4、RC5，或者是用于CDMA 20001x增强的RC8、RC11、RC12，我们可以通过将所使用的码字对于扩频比为64进行归一化，从而将使用率函数进一步定义为：

$U_{64}^i=\frac{O_{{{\mathrm{QoF}}_{64}}^i}}{64-\mathrm{Number}\_\mathrm{of}\_\mathrm{overhead}\_\mathrm{channel}}$

$=\left\{\begin{array}{c}\frac{(\mathrm{Num}\_64\_\mathrm{bit}\_\mathrm{QoF}\_\mathrm{used}+\mathrm{Num}\_128\_\mathrm{bit}\_\mathrm{NonContig}\_\mathrm{QoF}\_\mathrm{Used}+0.5\×\mathrm{Num}\_128\_\mathrm{bit}\_\mathrm{Contig}\_\mathrm{QoF}\_\mathrm{Used})}{64-\mathrm{Number}\_\mathrm{of}\_\mathrm{overhead}\_\mathrm{channel}}\\ ,i=0\\ \frac{\mathrm{Nmu}\_64\_\mathrm{bit}\_\mathrm{QoF}\_\mathrm{used}+\mathrm{Num}\_128\_\mathrm{bit}\_\mathrm{NonContig}\_\mathrm{QoF}\_\mathrm{Used}+0.5\×\mathrm{Num}\_128\_\mathrm{bit}\_\mathrm{Contig}\_\mathrm{QoF}\_\mathrm{Used}}{64}\\ ,i\∈\left\{\mathrm{1,2,3}\right\}\end{array}\right.$

这里，由于基本的呼叫是使用扩频比为64的码来建立基本信道(FCH)，所以，本公式以扩频比为64的QoF码作为基本单位，而对于使用扩频比为128的码的情况，则将其对扩频比为64的QoF码进行了归一化。对于非邻接的扩频比为128的QoF码，由于其不能被下一个基本呼叫(64扩频比)使用，因此被视为占用一个扩频比为64的QoF码，其归一化因子为1。而邻接的多个扩频比为128的QoF码字，由于连续的两个才能被一个基本呼叫(64扩频比)占用，因此单个扩频比为128的QoF码被视为占用半个扩频比为64的QoF码，其归一化因子为0.5。

为了便于说明，上面的公式所定义的使用率都是针对被FCH占用的码。这是在我们更关心FCH的码使用情况，或者假设CCM并不知道关于SCH的码使用的情况下，所作的定义。然而，如果CCM知道SCH的码使用情况(特别是当CCM和SCM的功能由同一模块来实现时)，则也可以考虑当前SCH的码使用情况，或者用于SCH的某些业务的码使用情况等。如前面提到的，对码使用率的具体计算方式可以通过具体的应用需要来确定。

在下面的描述中，提到的码使用率没有考虑被SCH占用的码的数量，即指被FCH占用的码的数量。这是为了便于说明，而不应当被理解为对使用率计算方式的限制。

本发明提出的分配信道码的方案，其基本思想是在应用本发明的系统中，例如图2所示的网络架构，对于包括多个码组的信道码，根据每个码组中的码使用率，来决定对于新的请求，如何进行码分配，即是分配Walsh码，还是QoF码(即，i＝1，2，3)。而不是像现有技术那样，或者简单地交替分配Walsh码和QoF码，或者先分配Walsh码然后分配QoF码。

为了有助于本领域技术人员更好地理解如何以码的使用率为基础进行码的分配，下面将示例性地列举几个针对码使用率的阈值，从而从不同角度来调节码的分配。

如上文所述，由于CCM负责总的码资源以及FCH码的分配，并且由CCM来计算使用率，所以由CCM来确定并维护这些阈值。本领域技术人员应当理解，在具体的实现中，也可以由其他的子模块来实现相应的功能。

此外，由于这里定义的使用率仅指被FCH占用的码的数量，因此相应地，所设定的阈值也仅与FCH的码使用情况相关。

饱和阈值α

当QoFⁱ码组的使用率高于α时，意味着该码组中码的使用率已经很高了。此时，如果还需要为某一应用分配码，则不能再分配该码组中的码，也就是说，不再将该码组中的码分配用于建立FCH或SCH。作为替代，从其他码组分配码。例如，当i＝0的Walsh码组中的码使用率超过α时，CCM将从其他的QoF码组，例如从QoF¹选择码分配给FCH或者授权给SCH。

定义该参数的目的是，尽量避免由于码使用率过高而从SCH召回已被授权的码。这是因为，在没有设定饱和参数α的情况下，例如，如果Walsh码组的码使用率非常高，则当出现新的FCH请求并且当前码组中“可用”状态的码不能满足该请求时，CCM可能将备用状态的已经授权给SCM的码召回，以满足当前新的FCH请求。随后，CCM可能将其他码，例如QoF¹中的码授权给SCM，以满足可能的SCH使用或者恢复由于码被召回而中断的业务。然而，事实上，Walsh码过高的使用率可能仅仅是暂时的，甚至在CCM重新为SCM分配码时，Walsh码可能已经变得够用了(即，使用率已经降低了)。由该实例可见，尽管由于将Walsh码召回而避免了对于新的FCH请求使用QoF码，从而节省了功率。但是，码的召回操作使得SCH的业务被中断(如果被召回的码是正被使用的码)，而且码的召回和授权都会增加信令开销，特别是CCM和SCM不是位于同一物理节点的情况下，它们之间的信令开销是显著的。

由此可见，通过设置饱和阈值α，可以减少潜在的信令开销。而对于Walsh码的情况，饱和阈值α的引入是在信令开销和功率消耗两者之间的一个平衡。

其中，阈值α是可配置的。可以针对应用本发明的系统的具体环境选择一合适的α值。例如，将α放置为0.9(即使用率不得高于90％)。通过将α放置为1，可以暂时取消该参数的使用。

安全阈值β

当QoFⁱ码组的码使用率高于β时，对该码组的码的使用可以照常进行，这意味着这样的使用是安全的。相反，如果码使用率低于β，很可能去分配该码组中被使用的码，即被分配的码很容易被去分配，然后再将其他合适的码组中的码分配给这些应用，这意味着对于该码组的码的使用是不安全的。

类似地，β值也是可配置的。例如，可以将其设置为0.1(即使用率应当高于10％，即64×β＝6.4个，由于码必然是整数个，因此这里可以根据需要选择将小数部分进入还是舍去，例如，可以设定将0.4进入为1，即至少使用了7个码时才达到了安全阈值)。此时，例如，如果在QoF¹中使用的用于FCH的码只有6个，并且在QoF⁰中还有很多可用的Walsh码，则QoF⁰中的码便足以满足QoF¹中的FCH需求，因而将使用QoF¹中的码的应用进行码的去分配操作，然后对其分配QoF⁰中的码。再例如，如果在QoF¹中仅有两个QoF码被使用，而在QoF⁰中仍然有20个Walsh码是可用的，我们将把QoF¹中的那两个使用中的码去分配，并额外授权QoF⁰中的两个Walsh码用于使用。

对于码被去分配/分配的过程，需要向移动终端发送消息以通知信道码的改变，该消息可以是参照切换流程来选择合适的现有消息。当完成信道码的改变后，用户将立即体验到更好的信道质量。

通过将β设置为0，可以暂时取消该参数的使用。

由上述可见，饱和阈值α和安全阈值β用于在QoFⁱ码组之间，为FCH分配信道码。

高水位γ和低水位η

这里，水位表示对于QoFⁱ码组，其中可授权用于SCH的码的数量与该码组中码的总数量的比率。值得注意的是，高水位γ和低水位η阈值均是针对该码组中的码使用率而言的。并且，图5示例性示出对于QoFⁱ码组所设定的γ和η阈值。其中，柱形体表示该码组中的所有的码，黑色部分表示被占用的码。

当使用率Util(i)＜γ时，表明该码组中被FCH占用的码较少，可供SCM分配给FCH或SCH的码比较多(即，“可用”和“备用”状态的码高于N(1-γ)，高于如图5A所示的线)。此时发生高水位，CCM将“可用”状态中的部分码授权给SCM，以便用于SCH。这里，CCM的码授权可以参照这些码的使用状态，即是“备用”还是“可用”来选择码。当然，无论是备用状态还是可用状态的码，都可以由CCM授权给SCM。

相反，当使用率Util(i)＞η时，表明该码组中被FCH占用的码较多，可供SCM分配给FCH或SCH的码比较少(即，“可用”状态的码低于N(1-η)，低于如图5B所示的线)，此时发生低水位。在这种情况下，将启动从CCM召回授权给SCM的码的过程(如图3所示)，此时，该码组将充当码的容器，用以存放被召回的码，以用于将来的使用。在这种情况下，如果对于SCM来说没有“可用”状态的信道码，则不得不被迫提前终止一个或更多已经建立的SCH，以便释放信道码。

为了便于理解，可以将QoFⁱ码组，即图5所示的柱形体，视为储水的容器，容器中水量相当于码池中可进行分配的码。这样，超过高水位(即水位高于(1-γ))表明该容器中的水过多，因而部分水将溢出到其他容器中。这里，水的溢出量，即本发明中可分配的码的溢出量，可以根据具体的应用需要来设定，例如，根据备用状态的码的使用情况等，当然，也可以简单的将溢出量设定为超过高水位的那部分码。如果容器中的水量低于低水位(即水位低于(1-η))，则将从其他容器，也就是相应的SCM维护的码组，回收水。相应地，回收的量的设定与溢出量的设定相似。由此可见，高水位γ和低水位η阈值用于在同一QoF码组中，在用于FCH和SCH之间的码进行分配。

可选地，对于QoFⁱ码组(i∈{1，2，3})，由于在最初开始使用时，这些码组中的码总是没有被使用的(因为本发明的基本原则是尽量使用Walsh码，以减少干扰和功率消耗)，因此，为了避免在仍然存在很多Walsh码的情况下，做出不必要的QoF码的授权，我们可以进一步将QoFⁱ码组(i∈{1，2，3})的使用率限制为：

β＜Util(i)

这样，对于QoFⁱ码组(i∈{1，2，3})，在β＞Util(i)时，如上文所述，对于使用该码组中的码的这些使用，将为其分配其他码组中的码。只有β＜Util(i)时，即有FCH占用后并达到一定的使用率时，才将该码组中的码授权给SCM。

优选地，为了QoFⁱ码组中具有足够多的码分配给SCM，还可以将QoFⁱ码组(i∈{1，2，3})的使用率限制为：

β＜Util(i)＜γ

这样，由于CCM可分配的码的比例高于(1-γ)，因此在码组中可发生上文提到的高水位的情况，即码溢出到SCM。

这里，γ值也是可以配置的。缺省的配置可以为0.67(即使用率低于67％将发生高水位)。在这种情况下，例如对于QoF⁰，如果在该码组中有多于64×(1-γ)＝22个可用的码，将触发用于SCH的码的授权。换句话说，如果码使用率高于γ，对于SCH的码的授权将会停止。

类似地，η值也是可以配置的。使用中，可以将缺省的η值设置为0.9(即使用率高于90％将发生低水位)。在这种情况下，例如对于QoF⁰，如果在该码组中有多于64×η＝57个码正在被使用，即仅有64×(1-η)＝7个可用的码，则将达到低水位，触发码的去分配。

结合图2所示的系统环境，基于高水位，CCM将向SCM授权可用的码，授权过程如图3A所示。而对于低水位的情况，CCM将从SCM召回QoF码，召回过程如图3B所示。

上文已经描述了与码使用率相关的四个参数。本领域技术人员应当理解，上述参数可以结合使用，也可以单独使用。可以为所有码组设定相同的阈值，也可以对不同码组设定不同的阈值。

下面，将简要描述这些参数之间的关系。

在使用上述所有阈值的情况下，每个QoFⁱ码组具有四个阈值。如已经提到的，其中饱和阈值α和安全阈值β用于在不同的QoF码组之间进行码的分配，而高水位阈值γ和低水位阈值η则用于在同一QoF码组中，用于FCH和SCH之间的码的分配。

首先，由于饱和阈值α和低水位阈值η两者可能彼此非常接近，因此下面我们将两者进行比较。

如果α≤η，则将不会触发低水位，即码召回过程，因为这种情况下不可能发生Util(i)＞η的情况。例如，对于QoF⁰，如果α＝85％，而η＝90％，则当Util(i)＞α时，例如Util(i)＝86％，即使仍然有9个Walsh码是可用的，由于使用率已经高于阈值α，因此还是会从其他QoF码组分配QoF码用于使用。因此，不会达到低水位。对于信令开销限制(传输信令的带宽较小或信令处理能力较差)是系统主要瓶颈的系统，这种情况是非常合适的，因为不会触发频繁的授权/召回信令过程。

如果α＞η，则当使用率大于η时，便会触发码召回过程，直到业务量的增加使得使用率Util(i)达到饱和阈值α。例如，如果α＝90％，η＝85％，则当Util(i)＞η时，例如Util(i)＝86％，此时在QoF⁰中仅有9个Walsh码是可用的，由于这时使用率已经高于η，因此发生低水位，将从SCM召回用于SCH的Walsh码。当业务增加时，将会提前达到低水位阈值，一些用于SCH的Walsh码将被召回，用于FCH使用。这种情况对于功率是系统主要瓶颈的系统是非常适合的，因为在用尽饱和阈值以内所有的Walsh码之前，不会提前使用其他的QoF码组中的码。

根据本发明的方案，管理员可以调整参数α和η，进而基于系统的功率限制、干扰和/或信令开销等限制来调整它们两者之间的关系。

这里，通过配置α＝1，使得在当前码组中的码被用尽之前，不会从其他的QoF码组分配信道码，从而减少干扰(使用的码组数量越多，由于码组之间的非正交性引入的干扰便越明显)；通过配置η＝1，使得无论当前码组中的码使用率如何，都不会发生上文中的低水位情况，即不会通过η阈值自动地从SCM召回用于SCH的信道码。

信道码分配原则

这里，我们示例性地对分配信道码的方案设定特定的规则。

如前文所述，由于同一QoF码组内的码是彼此正交的，但是对于属于不同QoF码组的码，则不是正交的，所以我们应该尽可能的分配同一QoF码组内的码，以便减少相互之间的干扰。而且，CDMA 20001x及其增强中，也规定了信道开销(包括信道导频、寻呼和同步)使用Walsh码，即QoF⁰。

可选地，可以对码组设定饱和阈值α。这样，通过将测量的码使用率与饱和阈值α进行比较，当码使用率高于α时，也就是说，对于QoF⁰，如果未被使用的Walsh码的数量低于一定的值，便可以将下一个QoF码组(例如QoF¹)中的码分配给相应的应用。

如前面所述，由于第一个使用QoF码的用户将会立即感受到来自整个Walsh码的明显的干扰，因此对于第一个使用QoF码的用户来说，性能是非常低的。在研究中发现，例如，对于使用了60个Walsh码(即没有使用QoF码)的AWGN(加性高斯白噪声)信道，其所有的信道开销(包括信道导频等)所消耗的功率最大为总消耗功率的25％，而在增加一个具有相同的帧差错率的QoF用户时，将增加大概7％-8％的功率消耗。

图6示出了本发明中提及的阈值及其示例性应用规则。其中：我们可以选择应用下列规则：

α规则：仅当QoFⁱ的使用率大于等于α时，即Util(i)≥α，才使用QoFⁱ⁺¹中的码。

β规则：当β＜Util(i)时，并且Util(i+1)＜β时，才通过使用QoFⁱ来对QoFⁱ⁺¹中的码进行去分配；优选地，图5B示出中的码使用率的优选取值。这里，之所以设定Util(i)＜η，是因为这样可以确保QoFⁱ中的码使用率不会过高从而发生低水位。确切地说，对QoFⁱ中的码使用率设定一个上限的优势是，在对码使用率过低的码组中的码进行去分配的同时，不会影响使用将被转移到的新码组中的使用，也就是说，尽量避免新码组由于为这些使用重新分配码而导致自身的变动，例如导致起码使用率高于阈值α，或者高于η(如果设定了这些阈值的话)。因此，可选地，当η≥α时，也可以设定Util(i)满足条件：β＜Util(i)＜α。

γ规则：即

时，发生高水位，便会触发自动的向SCM授权用于SCH的码过程；

η规则：即

时，发生低水位，便会触发自动的SCH码召回过程；

对于FCH的码分配：

可以设定FCH具有比SCH更高的优先级，这样，对于FCH的应用，首先使用来自QoF⁰的Walsh码，直到QoF⁰＞α。并且通常情况下，对于QoFⁱ，(1≤i≤3)，我们将其分配码的优先级定义如下：QoF¹＞QoF²＞QoF³。

如果选择了第i个QoF码组，则首先将QoFⁱ中的“可用”状态的码分配给FCH。如果这部分码中没有满足需求的码，则尝试从“备用”状态的码中进行分配，直到QoFⁱ＞α。否则，尝试从QoFⁱ⁺¹分配相应的码。

对于SCH的码分配：

如前面所述，CCM并不管理SCM中SCH码的使用情况，也就是说，CCM维护的“备用”状态的码在SCM中可能正在被使用，也可能在SCM中为“可用”的状态。

由于以分组突发(burst)为单位的数据业务可能会很频繁，绝大多数现有系统中，为节省信令开销，在产生分组突发数据业务时，可不为SCM定义主动向CCM请求QoF码的机制；在没有业务时，也可不为SCM定义主动向CCM返还QoF码的机制。

基于来自CCC的请求/释放消息，SCM负责码的分配。SCM将尽可能的使用Walsh码，从而尽可能的减少功率消耗。

本领域技术人员可以理解，上文所提到的各种规则，也可以应用于SCM。也就是说，在SCM对SCH分配码的过程中，也可以选择上述一种或多种规则，并以类似的操作方式来使用。例如，当SCM中应用γ、η规则时，当SCM中的SCH的码使用率达到一定的阈值时，便发生相应的高水位/低水位，即自动进行向CCM送回/请求码的过程。

这里，所提到的信道码的分配包括对用于FCH的码的分配，以及用于SCH的码的分配。其中，FCH主要用于语音和基本低速数据呼叫，SCH则用于突发的数据业务；某些协议(例如CDMA 20001x)规定，对于同一个用户，为突发数据业务分配SCH时，必须保证已经为其分配了一个FCH用于基本的低速数据传输。对信道码的分配将采用如上文所述的方案。

由上述可见，本发明提出的信道码的分配方案的主要思想是，对于包括Walsh码和QoF码两种编码的信道码，根据特定应用(例如建立FCH信道)的码使用率，来调节对这两种码的分配，例如使用上文的α、β、γ、η中的一种或几种规则。可选地，所述特定应用不限于一个，并且可以根据具体的应用环境和需求而灵活选择。

应当注意的是，本领域技术人员应当理解，本发明的信道码分配方案并不仅限于Walsh码和QoF码。事实上，对于包括两种以上(含两种)不同类型的码的码资源，并且优选地，包括一种正交的信道码，还包括一种进行了某种优化的非正交码(即准正交码，其是对正交码数量不足时的补充)，都可以应用本发明的码分配方案，以在不同类型的码资源之间分配的调节。使得达到更合适，或更合理，或更符合要求的分配方式，例如实现减少的干扰、节省功率、节省信令开销等不同的优化目标。

下面，我们将以示例性的方式来描述一个使用上文所述本发明码信道码分配方案的具体实例，包括示例性方法流程以及实现相应方法的设备的结构。

首先，我们从用户设备的角度介绍一下信道码分配的概括流程。应当注意的是，用户设备的角度意味着根据该过程，感觉不到上文所述的CCM、SCM的存在，或者说，完全感觉不到上文所述的各种码分配规则。从表面上看，整个过程是普通的码分配过程，即，发出请求后，如果存在可用的信道码，则获得被分配的信道码用于具体的应用，否则便收到失败的消息。

图7示例性示出了一个信道码分配的概括流程。其中，当收到信道码请求后，根据本发明的信道码分配设备确定应用类型以及对信道码的需求。例如，如图7所示，是请求建立FCH信道还是SCH信道、请求方的无线配置(RC，radio configurations)、需要的帧长度、数据速率等。然后，进行码分配。其中，可以使用本发明的码分配方案。如果能够分配符合要求的信道码，则进行相应的码分配并返回成功消息；否则，查看是否能够对所要求的参数进行协商。如果不能协商，则返回失败消息。如果可以协商，则将之前确定的对信道码的需要修改为协商后的参数，并尝试再次进行码分配。这里，协商包括是否能够满足对服务质量(QoS)参数的要求，以及对降低QoS指标(例如对数据速率的要求)是否能够容忍等。

实际上，在信道码分配设备确定了应用类型之后(这里以应用类型为建立FCH信道或SCH信道为例进行说明)，如果该请求是请求用于建立FCH信道的码，则由CCM进行相应的分配(如图8所示)，如果该请求是请求用于建立SCH信道的码，则由SCM进行相应的分配(如图11所示)。

图8示例性示出CCM为来自用户的建立FCH信道的请求分配信道码的过程。

如图8A所示，当确定来自用户的请求是请求用于建立FCH信道的码时，CCM首先尝试从QoF⁰码组分配码。这是因为，由上述内容可知，本发明的基本原则是优先分配Walsh码，当没有Walsh码可分配，或者基于某些策略(例如α规则)不能再分配Walsh码时，才尝试从其他QoFⁱ码组分配待用的码。具体地，假设在码分配方案中为所有码组均设定了α规则。这样，首先要判断QoF⁰中的码使用率是否高于α。如果没有，则从QoF⁰码组分配相应的码，并且如果成功则返回成功消息，否则查看下一码组的情况。如果QoF⁰中的码使用率高于α，则察看下一个码组中的码使用率情况，并重复码使用率与饱和阈值的比较以及尝试码分配的过程。直到查看了所有的码组。这里，由于我们假设信道码包括四个码组，因此i的取值范围在0至3之间。如果最终仍然没有成功地申请到信道码，则返回失败消息。

图8B示例性示出了CCM从QoFⁱ码组分配用于FCH信道的码的过程。具体地，CCM首先尝试从“可用”状态的码中选择将要分配的码。如果该部分码中存在满足要求的信道码，则分配相应的码，并将所分配的码的状态从“可用”更新为“使用”，并随后更新该QoFⁱ码组的码使用率，并返回成功消息。否则，CCM将尝试从“备用”状态的码中为请求分配信道码。如上文所述，“备用”状态的码为CCM授权给SCM用于SCH的码，其可能正在被使用，也可能处于“可用”状态(从SCM角度)。如果该部分码中存在满足要求的码，则CCM将已授权的码从SCM召回(有关SCM处码召回过程如图9所示)，类似地，CCM将所分配的码的状态从“备用”更新为“使用”，并随后更新该QoFⁱ码组的码使用率，并返回成功消息。如果CCM所维护的“备用”状态的码中也没有满足要求的信道码，则返回失败消息。

图9示例性地示出SCM处用于SCH的码的释放的过程。首先，SCM基于接收到来自CCC的释放码的请求，或者来自CCM的REVOKE消息，如果是SCM码集中的码，则启动码释放过程。否则，返回失败。如果是SCM码集中的码，SCM选择要被释放的码，并更新其状态。具体地，如果是来自CCC的释放码的请求，则SCM释放所请求的码，并将码的状态从“使用”更新为“可用”，更新码的使用状态，计算码使用率，并返回成功消息。如果是来自CCM的REVOKE消息，则如上文所述，由于SCM维护的用于SCH的码的分为“使用”和“可用”两种状态，因此SCM首先查看“可用”状态的码中是否存在满足要求的码。如果有，则释放“可用”状态的码，将该码字从其维护的码集中删除；如果没有，则查看“使用”状态的码中是否存在满足要求的码，如果有，则释放“使用”状态的码，把业务提前终止，并将该码字从其维护的码集中删除。此后，更新码的使用状态，计算码使用率，并返回成功消息。此外，可选地，如果SCM处没有满足要求的码，或者在码释放过程中发生了故障导致释放失败，都可返回失败消息。

图10示例性地示出SCM处释放信道码之后的码优化分配过程。如图10所示，当SCM释放了信道码之后，出于尽量使用Walsh码的基本原则，对所释放的码的类型进行判断。如果不是Walsh码被释放，则表明QoF码被释放，则返回成功消息，并结束该过程。如果是Walsh码被释放，则进一步查看目前是否有使用QoF码的应用，如果没有，则返回成功消息，并结束该过程。否则，判断被释放的Walsh码是否能够满足当前使用QoF码的用户的要求，如果不满足，则返回成功消息，并结束该过程。如果满足，则SCM将用户所使用的QoF码召回，并为用户重新分配被释放的Walsh码，以便节省功率。如果成功地将Walsh码分配给了用户，则将被召回的QoF码的状态从“使用”更新为“可用”，并且将刚刚分配给用户的Walsh码的状态从“可用”更新为“使用”，并返回成功消息，结束该过程。否则，返回失败消息。

图11示例性地示出用于FCH的码的释放过程。当建立FCH信道的使用结束后(例如挂起语音呼叫，或者数据呼叫的终止等)，CCM将接收到来自用户的码释放请求。基于接收到这样的请求，CCM将需要被释放的码释放，将其返回给相应的QoF码组，并将其状态从“使用”更新为“可用”，并更新该码组的使用率。这里，我们假设码分配方案为所有码组应用了上文所述的β规则。在这种情况下，CCM随后判断该码组中的码使用率和β之间的关系。如果码使用率的值高于阈值β，如上文所述，这意味着当前QoF码组中码所服务的使用是安全的，此时，返回成功消息并结束该过程。如果码使用率的值低于阈值β，这意味着当前QoF码组中码所服务的使用不是安全的，将发生这些使用从当前码组向其他合适的码组的转移。此时，需要判断是否存在这样的码组，即，该码组的码使用率的值高于β。如果存在，则将该码组记为QoF^j，将为这些使用服务的QoFⁱ中的码召回，并将QoF^j中的码授权给这些使用。随后，CCM更新QoF^j和QoFⁱ码组中的码使用率。然后，判断QoFⁱ中的码使用率是否为0。如果为0，则返回成功。如果不为0，则继续判断是否存在适于接受该使用的码组。如果存在，则继续使用转移和使用率更新的步骤，并再次对QoFⁱ中的码使用率是否为0进行判断。如果不存在适合的码组，或者在码召回/授权过程中发生了任何错误，则返回结束消息，从而结束该过程。

这里，如果发现存在不止一个符合条件的码组，可选地，可以根据需要决定优先使用优先级别高的码组或码使用率高或低的码组，用于接收所述使用的转移。这里，优先使用码使用率高的码组，可以确保尽量使用较少数量的码组，从而避免更多的干扰；优先使用码使用率低的码组，则可以确保不会因为这些使用的转移，使得接受这些转移的码组发生码分配的变动，例如由于码使用率过高而发生的上文所述的低水位、达到饱和阈值等。

此外，为了避免接受这些转移的码组发生码分配的变动，可选地，可以将可接受使用转移的码组的码使用率，即Util_QoF^j的值∈{β，γ}。这是因为，Util_QoF^j低于γ表明该码组发生高水位，也就是说该码组中可用来分配的码是充足的。可选地，可以用α替换该取值范围中的γ，这样的设置表明确保接受使用转移的码组中的码使用率不会超过饱和阈值。如上文所述，由于α和η之间的关系是可以随意设定的，即α可能大于，也可能小于η，因此，也可以将η作为Util_QoF^j的取值上限。

上文描述了在CCM处的用于建立FCH信道的码分配、去分配，以及从SCM的码去分配的过程。下面，图12示例性示出了SCM处的用于建立SCH信道的码的分配过程。

当SCM接收到码分配请求时，例如来自CCC的码请求，SCM根据所确定的要求，查看自己维护的信道码。具体地，遵循优先使用Walsh码的原则，SCM查看是否存在符合要求的“可用”状态的Walsh码。如果存在，则分配相应的Walsh码，并返回成功消息。如果不存在，则SCM继续查看是否存在符合要求的“可用”状态的QoF码。如果存在，则分配相应的QoF码，并返回成功消息。如果不存在，则SCM查看所要求的参数是否能够协商。如果不能协商，则返回失败消息。如果可以协商，则SCM修改所要求的参数，然后返回查看码资源的过程。

进一步地，我们假设码分配方案为所有码组设置了上文所述的高水位阈值γ和低水位阈值η。则当某一码组中的码使用率低于γ时，将触发高水位过程，即自动向SCM授权码的过程。当码使用率高于η时，将触发低水位过程，即自动将授权给SCM的码去分配的过程。

图13示例性地示出了发生高水位时的流程图。其中，首先根据各码组当前的码使用率对码使用率低于饱和阈值的码组其进行排序，将排序后的码组的序号记为k，k∈{0，3}，且k＝0所代表的码组的使用率最高。其中，优选地，为了所授权的码的稳定性，可以设定能够发生高水位的码组中的码使用率高于β。此后，从k＝0开始，尝试触发码的自动授权过程。首先判断k的取值是否处于规定的范围内，并且不为空(考虑到某些码组的码使用率可能大于等于饱和阈值，因而其可能为空集)。是则继续，否则返回成功消息。随后，如果我们对QoF⁰没有应用β规则，则需要判断j[k]所指向的码组序号是否为0，即是否为Walsh码组。如果是，则由于其没有β规则，因而可以直接启动该码组中的码的自动授权过程。可选地，可以在这里设定所授权的码的长度。例如如图13所示，设定了为SCM授权QoF16码(实现中，可以将码描述为具有更小的长度，例如Q8，用于SCH，以支持高速率业务)。因而这里有一个判断步骤，如果存在这样的可用码，则启动码自动授权过程。否则，查看下一个码组。如果启动了从CCM向SCM的自动码授权过程，则在CCM中，将被授权的码的状态从“可用”更新为“备用”。此后，判断该码组中的码使用率是否满足高水位条件。如果不满足，则返回成功消息并结束该流程。否则，该码组重新加入到高水位的启动流程。优选地，在CCM启动了码自动授权之后，可查看是否有新的业务到来或撤销，并相应地更新码使用率。

如果判断j[k]≠0，则判断该码组中的码使用率是否高于β，如果是，则启动码的自动授权过程，否则，继续察看下一个码组。这里，如果对各码组应用的β值相同，则当发现某一码组的码使用率低于β时，便可以中止该码自动授权过程。这是因为此处是按照码使用率进行排序的，因此，此后的各码组的码使用率也必然低于β，因此可以提前结束该流程。如果对各码组应用了不同的β值，则可如图13所示那样执行该流程。

应当注意，这里，我们将QoFⁱ码组的使用率限制为大于β，这是由于系统初始化时，避免在正交码还很充分的情况下，就把非正交的QoF码字授权给SCM。而对于Walsh码，我们则没有这样的限制(即，使用率限制大于β这一限制)，这是因为我们没有理由拒绝为用户授权Walsh码。这种设计，可以简化SCM的码字分配算法，因为SCM不必维护多个码集，而仅按照CCM的指示，维护其分配的某一个码集。

图14示例性地示出了发生低水位时的流程图。如上文所述，当QoFⁱ码组的码使用率高于η时，CCM将启动从SCM召回码的过程。具体地，CCM查看其维护的码资源中是否存在“备用”状态的码。如果不存在，则返回失败消息。如果存在，则向SCM发送REVOKE消息，当接收到来自SCM的成功释放码的消息时(SCM的释放过程可遵循图9-10所示的流程)，CCM将收到的码的状态从“备用”更新为“可用”，并判断是否符合低水位的条件。如果是，则重新开始该流程。否则，返回成功消息。这里，优选地，为了使CCM维护的码使用率更准确(这是因为如果被召回的码被重新分配给FCH，码使用率将会改变)，CCM可以在判断是否符合低水位的条件之前，更新码的使用状态并计算码使用率。

图15示例性示出了一个根据本发明的用于分配信道码的设备的框图。其中，该用于信道码分配的设备，包括：码使用率监控单元，用于记录信道码的使用情况；码使用率计算单元，如果信道码被分配或去分配，用于计算至少其中的码被使用的码组的码使用率；信道码分配优化单元，用于根据所计算的使用率，按使用需求确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用，或者确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间进行码分配的优化。

这里，信道码分配优化单元可以根据码组中的那些码组中的码被优先分配，或者各种应用中哪些应用需要被分配什么质量的码，来决定信道码的具体分配方式。

优选地，码分配优化单元还可以包括优先级设置模块，用于为码组或应用设置优先级。这样，码分配优化单元便可以根据优先级为应用分配信道码。

优选地，当所述信道码包括Walsh码和QoF码时，如上文所述，优先分配Walsh码。如果所述应用包括建立FCH信道和SCH信道时，建立FCH信道的应用的优先级高于建立SCH信道的应用的优先级。在具体的应用中，语音和低速数据呼叫通常使用F-FCH用于其基本速率需求。而对于突发的数据业务，则使用SCH信道。

优选地，如图15所示，码分配优化单元还可以包括码使用率阈值应用策略模块，用于为至少一个码组的码使用率设置阈值。应当注意，对于不同的码组，其阈值可以相同也可以不同，可根据信道码的类型、应用的类型和/或码组的优先级，为不同的码组或部分码组设置不同的阈值。随后，信道码分配优化单元根据码分配优化单元应用的阈值，确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化信道码的分配(如前所述，γ、η规则用于优化同一码组内的码分配，而α、β规则用于优化码组之间的码分配)。

优选地，信道码分配优化单元还可以包括信道码分配模块，其执行对信道码的分配、去分配、释放的操作。

这里，应当注意的是，除了上文提到的码使用状态维护方式，也可以灵活使用其它的方式，例如：当不应用高水位、低水位阈值时，相关装置，诸如码使用率监控单元，其可以仅维护被使用的码的信息，或未被使用的码的信息(因为不需要“备用”状态)。

尽管图15示例性示出了根据本发明的用于分配信道码的设备。但是本领域技术人员应当理解，这里的结构仅仅是示例性的，根据本发明的思想，可以对设备的各单元、模块进行进一步的组合或拆分。而且，依据上文所述的方法，本领域技术人员能够理解，对于该设备所执行的每个步骤或功能，在该设备中都具有相应的单元、模块来实现，或者作为现有单元/模块的部分功能来实现。

如前面提到的，图15所示的设备也可以位于不同的物理节点，例如如图2所示的情况。这种情况下，分布于各物理节点的设备/单元/模块其可以实现为如图15所示的结构，换句话说，图2中所示的CCM、SCM的具体结构可以如图15所示。当然，分散的设备的具体结构可以依据其实现的功能而定。如果各分散的设备的功能相同，则可具有相同的结构。否则，结构上可以有不同。例如，由于图2所示，以及本文着重说明的示例中，CCM和SCM分别针对不同的应用，即FCH和SCH，进行信道码的分配，并且在码使用率计算中不考虑SCH，因此SCM的结构中显然可以省去码使用率计算单元。

关于QoF码组性能的仿真

为了研究QoF码组的性能，发明人员还建立了基于Matlab Simulink的仿真平台，以在不同的情况下进行评估。该平台严格遵循CDMA 2000无线配置3标准，并且信道模型采用AWGN。此外，还引入了功率控制，以确保与Walsh码和QoF码用户体验到的帧差错率性能是相似的。在仿真中，应用了具有5000帧的仿真数量的Monte Carlo仿真技术。

这里，图16仿真了四种模式的Walsh码和QoF码分配模式下对于用户来说所消耗的功率的比较。在每个模式中，使用了功率控制，以确保不管是Walsh码用户还是QoF码用户，都具有相同的帧差错率性能(大概为1％)。模式61W对应于61个Walsh码。模式60W+1Q对应于60个Walsh码用户和1个QoF码用户。模式57W+4Q对应于57个Walsh码用户和4个QoF码用户。模式54W+7Q对应于54个Walsh码用户和7个QoF码用户。其中，模式61W中的总的功率消耗被归一化。然后，在模式60W+1Q中将需要额外的8.39％的功率、模式57W+4Q中将需要额外的33.35％的功率、模式54W+3Q中将需要额外的57.76％的功率。

因此，当更多的QoF码与Walsh码共存时，将消耗更多的能量。根据上文的研究结果，增加1个QoF码用户比增加1个Walsh码用户，平均将需要额外的8％左右的功率(根据60W+1Q较61W增加8.39％保守的估计)。因此，QoF码用户对于功率消耗的影响是非常明显的。

因此，如果QoFⁱ⁺¹码组和QoFⁱ码组满足：

并且

，则应当通过使用来自QoFⁱ的码来召回QoFⁱ⁺¹中的码，以节省功率。换句话说，优选应当使用β规则。

应当注意，尽管本发明将信道码按照码的类型进行了分组，但是，将信道码按照应用类型来组也是可行的。这种情况下，每个码组针对不同的应用。而每个码组内，其可以是同种/不同种类型的码。此外，尽管高水位、低水位被描述为用于调节同一码组内的码的分配，但是本领域技术人员能够理解，事实上，根据应用环境，也可以将他们用于调节不同码组之间的码分配。例如，如果实现中根据应用类型对信道码进行了分组，也可以在码组之间实现码的临时授权/召回。

总之，本发明的思想是，对于使用优先级不同的信道码，和/或者需要使用信道码的应用的优先级别不同的情况下，可以根据需要，优选地通过设定相应的阈值，在信道码和应用之间进行合适的调配，从而达到一定的应用需要，例如较少消耗的功率、干扰、信令开销，提高服务质量等等。

本发明中提到的应用类型，其可以是按照对信道码要求高低进行的分类，也可以是针对其服务质量、延迟容忍度、业务特性等等因素进行的分类。

为了便于理解本发明，上文作了详尽的描述。但是，其不应当被理解为对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，根据上述公开内容，随着具体的应用环境的需要，可以对方法步骤、设备结构作各种修改、合并、拆分、改进，但是只要没有脱离本发明的基本思想，其仍然落入本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种用于分配信道码的方法，其中，按照信道码类型或者信道码所服务的应用的类型，所述信道码被分为至少两个码组，所述方法包括：

记录所述信道码的使用情况；

如果所述信道码被分配或去分配，至少计算被使用的码组中的码使用率；

根据所计算的使用率，按使用需求确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用，或者确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化码分配。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述码使用率指被占用的码的数量占该码组中特定的码资源总量的比率，其中，被占用的码包括下列中的至少一个：被一种或更多种特定的应用类型占用的码；一种或更多种类型的码被一种或更多种特定的应用类型占用的码；被基本的信道开销占用的码；特定的码资源为该码组中所有的码，或该码组中希望被优化分配的那部分码。

3.如前述任一权利要求所述的方法，其中，为所述码组和/或将要使用信道码的应用类型设置优先级，如果仅为码组设置了优先级，则优先为应用分配优先级高的码组中的信道码；如果还对所述应用类型设置了优先级，通过匹配应用类型的优先级和码组的优先级，确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用。

4.如前述任一权利要求所述的方法，其中，所述信道码类型包括正交码和非正交码，所述应用的类型包括建立FCH信道和SCH信道；并优先为应用分配正交码，或者为优先级高的应用分配正交码，为优先级低的应用分配非正交码。

5.如前述任一权利要求所述的方法，其中，为至少一个所述码组的码使用率设置阈值，对于不同的码组，其阈值可以相同也可以不同，可根据信道码的类型、应用的类型和/或码组的优先级，为不同的码组或部分码组设置不同的阈值，并根据所述阈值，确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化码分配。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述阈值至少为下列中的一个：饱和度阈值α，用于指示该码组中的码使用率的上限，当码使用率高于α时，将不再从该码组分配信道码用于应用；安全阈值β，用于指示该码组中的码使用率的下限，当码使用率低于β时，如果存在合适的可以接收该码组所服务的应用的码组，则释放当前码组中被使用的码，并将能够接收相应应用的码组中的码分配给所述应用；高水位阈值γ，用于指示发生高水位的情形中该码组的码使用率的上限，当码使用率低于γ时，将该码组中的部分信道码分配给特定类型的应用；低水位阈值η，用于指示发生低水位的情形中该码组的码使用率的下限，当码使用率高于η时，将该码组中已分配给特定类型的应用的信道码进行去分配，用于优先级更高的应用。

7.如权利要求6所述的方法，其中，当发生低水位时，首先对已分配给特定类型的应用但还没有启用的信道码进行去分配；如果已分配的信道码都在使用中，则按照先进先出、先进后出、优先级或应用的特性，选择将要释放的信道码。

8.如前述任一权利要求所述的方法，其中，释放信道码时，查看是否存在这样的应用，所述应用使用的信道码所在的码组的优先级低于被释放的信道码所处码组的优先级，并且被释放的信道码能够满足所述应用的要求，如果存在，则对所述应用所使用的信道码进行去分配，并将被释放的信道码分配给所述应用。

9.如前述任一权利要求所述的方法，其中，在为特定的应用分配信道码时，如果特定的码资源中没有满足要求的信道码，则协商是否能够调整所述要求，并按照调整后的要求确定是否存在满足要求的信道码。

10.如前述任一权利要求所述的方法，其中，所述码使用情况包括下列中至少一个：使用状态，表明信道码正在被使用；可用状态，表明该信道码没有被分配给特定的应用，处于可分配状态；备用状态，表明该信道码已经被分配给特定类型的应用，但是如果出现了更高优先级别的应用需要信道码，则可以对其进行去分配，并将其用于优先级更高的应用。

11.如前述任一权利要求所述的方法，其中，所述使用需求至少包括下列中的一个：节省功率，降低干扰和节省信令开销。

12.一种用于信道码分配的设备，所述设备包括实现如权利要求1至11所述方法的装置。

13.一种用于信道码分配的设备，其中，按照信道码类型或者信道码所服务的应用的类型，所述信道码被分为至少两个码组所述设备包括：

码使用率监控单元，用于记录所述信道码的使用情况；

码使用率计算单元，如果所述信道码被分配或去分配，用于计算至少被使用的码组中的码使用率；

信道码分配优化单元，用于根据所计算的使用率，按使用需求确定将哪个码组中的信道码分配给相应的应用，或者确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间进行码分配的优化。

14.如权利要求13所述的设备，其中，所述码分配优化单元包括优先级设置模块，用于为所述码组和/或使用信道码的应用类型设置优先级；所述码分配优化单元根据优先级为应用分配信道码；优选地，当所述信道码包括正交码和非正交码时，正交码码组的优先级均高于非正交码码组，当所述应用的类型包括建立FCH信道和SCH信道时，建立FCH信道的应用的优先级高于建立SCH信道的应用的优先级。

15.如权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述码分配优化单元还包括码使用率阈值应用策略模块，用于为至少一个所述码组的码使用率设置阈值，对于不同的码组，其阈值可以相同也可以不同，可根据信道码的类型、应用的类型和/或码组的优先级，为不同的码组或部分码组设置不同的阈值，所述信道码分配优化单元根据码分配优化单元应用的阈值，确定是否需要在特定的码组内和/或码组之间优化信道码的分配；优选地，所述阈值为权利要求6所述的阈值。

16.如权利要求13至15中任一权利要求所述的设备，其中，所述信道码分配优化单元包括信道码分配模块，其执行对信道码的分配、去分配、释放的操作。

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