具体实施方式
以下提供实施例有关于下行链路的正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法、使用此方法的基站以及其码分通信系统。
以下实施例以UMTS标准的WCDMA系统中对一个连接需求分配单一的OVSF码的要求作为基础以作说明。因为OVSF码作为下行链路的通道化码(channelization code),故基站在回应终端的接入要求,分配下行的业务的无线网络控制器(RNC)必须进行码的分配。在其它实施例中,3G的协议如TD-SCDMA的移动通讯标准或应用展频技术的通讯技术,当可按照需要基于各实施例而实现。
对于如图1所示的码树上每个节点,在实施例中,可视为具有已分配,未分配,禁用三种状态,码分配时通过查找码树上节点的状态来决定是否分配。当某节点被分配后,相应调整此节点所有的孩子节点和其到根节点上所有祖先节点的状态为禁用状态;当某节点被释放后,相应调整此节点所有孩子节点的状态为未分配状态,对于其到根节点上的所有祖先节点的状态是否需要调整还需要根据此祖先节点的其它孩子节点的状态来确定。
图2A为一种下行链路的正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法的一实施例的流程图。此码的分配方法,适用于一码分通信系统,此方法包括以下步骤。
如步骤S10,回应于一业务请求,判断此业务请求所申请的一扩频因子是否大于一码树可分配的扩频因子的剩余容量。
步骤S20,当判断所申请的扩频因子小于此剩余容量时,则从该码树的根开始搜寻直至到达所申请的扩频因子的层上的一节点,此节点定义为一首节点,其中此首节点是通过追踪此码树的一路径而取得,当被搜寻的一节点是未被分配时此路径往此码树的下一层靠左继续追踪,以及当被搜寻的一节点是已被分配时此路径在此码树的同一层上靠右继续追踪,如上述般直到被搜寻的一节点是处于所申请的扩频因子的层上。
请参考图3A为实施图2A的正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法的步骤S20的例子。在图3A中,虚心的圆圈代表一节点具有未分配的状态;实心的圆圈代表一节点处于已分配的状态;而粗体线PH则表示从码树的根开始追踪此码树,并通过追踪此码树的一路径PH而取得此首节点。举例而言,一业务请求所申请的扩频因子为SF=16,搜寻从码树的根开始,这一层对应到SF=1,由于节点C1,1处于未分配的状态,故此路径PH往此码树的下一层靠左继续追踪,而这一层对应到SF=2。在SF=2的这一层,节点C2,2处于未分配的状态,故此路径PH也往此码树的下一层(此层对应到SF=4)靠左继续追踪至节点C4,4。由于节点C4,4为已分配,故此此路径PH在此码树的同一层上靠右继续追踪,对于节点C4,3也是如此,其中由于码树的横向并没连接,故以粗体虚线表示此路径PH。接着,节点C4,2处于未分配的状态,故此路径PH往此码树的下一层(此层对应到SF=8)靠左继续追踪。此路径PH依上述方式追踪,直到所申请的扩频因子的层(SF=16)上的一节点,故节点C16,8即视为首节点(以具有垂直线的圆圈表示)。
步骤S30,从此首节点开始在所申请的扩频因子的层上,决定是否有一可分配码。若步骤S30的结果为是,则如步骤S40所示,分配一可分配码以用于此业务请求所对应的通讯业务。在一实施例中,步骤S30从此首节点至所申请的扩频因子的层上的可分配的一最左节点,决定是否有一可分配码。例如图3A中,首节点C16,8至所申请的扩频因子的层(SF16)上的可分配的最左节点就是指这个首节点C16,8。又例如,若此首节点C16,8已被分配,接下来的可分配的一最左节点即是节点C16,7,其它情况可如此类推。此外,步骤S30例如可在此层采取向右的方式,依次查询每个节点的状态,找到状态为未分配的节点进行分配。又例如可在此层找到的多个可分配码中择一分配。
上述实施例能达到快速的到达所申请的扩频因子的层上的首节点,进而寻找到合适的可分配码,故可称为首节点定位方法。基于上述实施例,在一实施例中还可进行单码的多层分配,例如包括步骤S50。若步骤S30的结果为否,在步骤S50中,从k=1开始至此码树的最后一层,在所申请的扩频因子的层较低k层的此码树的一层上搜寻2k个可分配码为止,并分配此些可分配码用于此业务请求所对应的通讯业务,其中所申请的扩频因子等于该些可分配码所在的此层的扩频因子除以2k。
请参考图2B,步骤S50例如包括以下步骤。步骤S251,在所申请的扩频因子(或上次调整后的扩频因子)的层A的下一层(即A+1层;k=1)上继续搜索2k(即2)个可分配码。步骤S255,判断是否能找到2k个可分配码。若在A+1层仍然未能搜索出请求码资源节点,则重复步骤S251,继续往下一层(即A+2层;k=2)上继续搜索2k(即4)个可分配码。如此类推,在A+k层上所要搜索的码资源节点数目为2k,当中在A+k层上的扩频因子已调整为原来所申请的扩频因子的2k倍。如步骤S257所示,若找到2k个可分配码,则分配这些可分配码给此业务请求。
如图3B所示为步骤S50的一例子,图中实心节点表示此节点处于已分配状态。假设某一业务要申请SF=4的扩频因子,在SF=4所在层上进行查找,由码树的分配条件可得在此层上没有合适的节点能够被分配。因此调整申请分配码资源节点为2个节点,每个节点的扩频因子缩小为SF=4所在层的一半,即在SF=8所在层上进行分配。同理,在SF=8层上只有节点C8,8可以被分配,所以还是分配失败;因此继续调整申请条件,最后得到从SF=16所在层中分配4个节点:C16,5、C16,4、C16,16和C16,15(以具有斜线的圆圈)。在此例子中,原本所申请的扩频因子(如SF=4=16/22)等于这些可分配码所在的此层的扩频因子(如SF=16)除以2k(如22)。
上述实施例的步骤S20决定所申请的扩频因子的层上的一首节点,在一实施例中,可实现为包括步骤S210及S220。如图2A所示,步骤S210决定下一搜寻节,其包括以下步骤。步骤S211,检查被搜寻的一节点是否已分配以决定一下一搜寻节点。若此被搜寻节点是处于一已分配状态,则如步骤S213所示,此下一搜寻节点是为此被搜寻节点的邻近的一兄弟节点。若此被搜寻节点是处于一未分配状态,则如步骤S215所示,下一搜寻节点是为此被搜寻节点的邻近的一左孩子节点。在步骤S220中,检查下一搜寻节点是否在所申请的扩频因子的层上;其中若是,则下一搜寻节点是为此首节点;若否,从步骤S210起重复直至得到在所申请的扩频因子的层上的一节点作为下一搜寻节点。当首节点已得到时,则可继续进行如步骤S30。
请参照图4所示,一码树以阵列的方式实现时的示意图,其中码树的节点依序对应至一维阵列。例如,将对应到扩频因子SF=1,2,4,8…的节点:即{C1,1},{C2,2,C2,1},{C4,4,C4,3,C4,2,C4,1},{C8,8,C8,7,C8,6,C8,5,C8,4,C8,3,C8,2,C8,1}等等,依序对应至如图4所代表的一维阵列array[0..n]的元素中。若上述方法的实施例在基站或无线网络控制器中,以利用软件方式实施时,码树可以用一维阵列的数据结构实现或储存码树的数据,而追踪此码树的路径对应到此一维阵列的序号array[k]的同一方向关系,如递增关系。若使用缓存器或存储器来实现码树,而追踪此码树的路径对应到对于对存储器的读取位置上的关系。在其它实施例中,码树当可用其它数据结构如二元树结构实现,故并不以一维阵列为限。
上述的下行链路的正交可变扩频因子码的分配方法的不同实施例可应用于基站或无线网络控制器或扩频通讯系统之中。
以下将正交可变扩频因子码的分配方法实现在毫微微基站上为例作为说明。在移动通讯系统例如3G网络中,毫微微基站(femtocell)以空中接口连接家庭或小范围内用户的移动终端设备(User Equipment,UE),简称终端,并通过寛频网络,使终端与营运商的网络连接,以达成移动数据分流的作用,其中毫微微基站可分为家庭基站(Home Node-B,HNB)与家庭演进基站(Homeevolved Node-B,HeNB)等。毫微微基站布置于家庭内或企业单位内,提供无线覆盖功能,为终端提供接入服务。图5为示意家庭基站回应终端的连接请求中使用如上述正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法的一实施例的次序图。图5示意,例如基于UMTS的无线资源控制协议(RRC),一终端(UE)向一家庭基站(NHB)发出一RRC连接请求,HNB回应此请求,实现依照RRC协议中有关连接的信令程序,其中涉及码资源的分配。虚线方块S500代表涉及码资源分配时,HNB依据RRC协议的程序,按照RRC连接请求及HNB的系统资源状态,实现上述正交可变扩频因子码的分配方法的实施例,分配适当的正交可变扩频因子码,与终端建立下行链路的通信连接以提供给终端下行链路的业务。此外,UE和核心网(CN,Core Network)之间传送语音数据及多媒体业务时,CN发出无线存取承载(RAB,Radio Access Bearer)指配请求(assignment request)给HNB,HNB也可通过实现上述正交可变扩频因子码的分配方法的实施例,建立下行链路。
再者,图6为示意以无线资源管理模块来实现正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法的一实施例。在无线资源管理(RRM,radio resource management)模块中,具有接入控制(admission control)单元,用以回应RRC连接请求以及回应RAB指配请求,其中负责码控制(code control)的工作,当中可以使用上述正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法的实施例。在一实施例中,无线资源管理(RRM)可以实现在无线网络控制器中为一无线资源管理模块来达成上述码分配的工作。在另一实施例中,无线资源管理(RRM)可以实现在一毫微微基站(femtocell)中,进行码分配的工作。使用上述正交可变扩频因子(OVSF)码的分配方法的实施例的无线资源管理模块,可以用硬件电路或以软件或固件的方式实现。
图7为示意能进行码分配家庭基站系统的一实施例。在一实施例中,毫微微基站系统700包括一移动通讯单元710以及一处理单元720。毫微微基站系统700能提供终端建立无线连接,例如终端UE1及UE2分别建立不同的无线连接LK1和LK2,其中无线连接LK1和LK2对应到由毫微微基站系统700按照连接请求及毫微微基站的系统资源状态所分配的业务。毫微微基站系统700对一个连接需求分配单一的OVSF码,利用OVSF码的正交性来分辨每一移动终端的连接。
移动通讯单元710,可视为模拟前端(analog front end),用以实现无线信号的收发,例如包括一天线711、一功率放大单元113、一收发单元(transceiver unit)715,其中天线711与功率放大单元713耦接,而收发单元715与天线功率放大单元713耦接。在其它实施例中,移动通讯单元710当可以所采用至少一种或多种移动通讯模式(如2G、3G)而增减组件或结构方式,故移动通讯单元710并不以此为限。例如,3G毫微微蜂窝基站H(e)NB如家庭基站(Home Node-B,HNB)与家庭演进基站(Home evolved Node-B,HeNB)需要能监控UMTS通道以检测附近的基站,以及检测2G的通道,这样当终端UE离开毫微微蜂窝区域时,可以进行恰当的网络切换。故此,在此例子中,移动通讯单元710具有对应到UMTS及2G的模拟前端电路。
处理单元720,耦接移动通讯单元710以控制移动通讯单元710在至少一移动通讯模式(如2G、3G)下运作。
在一实施例中,处理单元720回应于一业务请求,判断此业务请求所申请的一扩频因子是否大于一码树可分配的扩频因子的剩余容量。其中当判断所申请的此扩频因子小于此剩余容量时,处理单元720从此码树的根开始搜寻至所申请的扩频因子的层上的一首节点,其中此首节点是通过追踪此码树的一路径而取得,当被搜寻的一节点是未被分配时此路径往下靠左继续追踪以及当被搜寻的一节点是已被分配时此路径靠右继续追踪直到被搜寻的一节点是处于所申请的扩频因子的层上;其中处理单元720从此首节点至所申请的扩频因子的层上的一最右节点,决定是否有一可分配码;若是,处理单元720分配此可分配码以控制此移动通讯单元处理此业务请求所对应的通讯业务。
又一实施例中,当处理单元720在所申请的扩频因子的层上没有可分配码,处理单元720更进单码的多层分配,从k=1开始直至此码树的最后一层,在所申请的扩频因子的层较低k层的此码树的一层上搜寻2k个可分配码为止,并分配此些可分配码以控制此移动通讯单元处理此业务请求所对应的通讯业务,其中所申请的扩频因子等于此些可分配码所在的此层的扩频因子除以2k。
如此,毫微微基站系统700可用以实现依据下行链路的正交可变扩频因子码的分配方法的各个实施例,其中可以用软件、硬件或固件方式达成。在分配好一正交可变扩频因子(OVSF)码,并指配到一连接请求以后,毫微微基站系统700可控制移动通讯单元710依据此OVSF码建立通信连接,或进行下行数据的扩频编码。
处理单元720例如基于微控制器(Microcontroller,MCU)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、特定功能集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或嵌入式系统芯片(System on Chip,SoC)的电路所实现。
又处理单元720,可以实现毫微微基站第一层单元(FL1,Femtocell Layer1)和无线资源管理单元(FRRM,femtocell radio resource management),而成为毫微微基站的实体,其可视为一毫微微基站基站系统。在另一实施例中,FRRM可以独立作为一个装置,例如是利用一毫微微基站路由器中的处理单元实现,而FL1可以是利用毫微微基站中的处理单元实现,故此两者也可视为一毫微微基站系统。毫微微基站第一层单元FL1是代表执行毫微微基站与终端之间利用例如3G移动通讯第一层(layer 1)Uu空中接口互连的操作的逻辑单元或硬件单元。毫微微基站无线资源管理单元FRRM(Femtocell RRM)是代表执行FL1单元与核心网(例如是营运商的网络)之间有关无线资源管理的操作的逻辑单元或硬件单元。在一实施例中,FL1与FRRM可组合成一个毫微微基站实体的装置。在一另实施例中,FRRM可以独立作为一个装置。
另外,在一实施例中,毫微微基站系统700需要通过宽频网络,使终端与营运商的网络连接,故此还包括一网络单元730,提供毫微微基站系统400与宽带网站的接口。或是在一实施例中,网络单元730提供毫微微基站系统700与毫微微基站路由器的界面。故此,毫微微基站系统700可以按设计需要而增减组件或其它结构方式实现,并不以上述为限。
此外,在其它实施例中,3G的协议如WCDMA或TD-SCDMA的移动通讯标准当可按照需要依据上述各实施例实现。
又上述以正交可变扩频因子码的分配方法还可依上述实施例而实现在毫微微基站以外的基站或路由器或无线网络控制器。
上述提供了有关于下行链路的正交可变扩频因子码的分配方法、使用此方法的基站以及其码分通信系统的多个实施例。在一些实施例中,如上述的首节点定位方法或更进一步使用单码的多层分配方法,提供了简单、高效和公平的通道化码的分配方法。而基于首节点定位方法以及单码的多层分配方法的实施例,可称为可重分配优化极左的码分配法,其处理比权重算法简单,在码资源利用上比极左算法高效。可重分配优化极左的码的分配方法的实施例能对同类设备分配的码资源尽可能的合并,有效降低了码资源释放后碎片的产生。通信系统采用可重分配优化极左的码分配法,既能加快分配速度,减少用户等待时间,又能较充分利用OVSF码资源,有效降低分配碎片的产生。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。