CN1133337C - 资源分配 - Google Patents

Abstract

使用包括第一级和第二级资源块的多级结构配置资源单元库。每一个第一级资源块相应于一个单个的资源单元，这里，单个的资源单元是可以从资源库中分配的最小资源。第一级资源块以组提供。每一个第二级资源块相应于一组第一级资源块。第二级资源块以形成该资源库的次高级的组提供。如果请求第一级资源块，则分配一个可用的第一级资源块。如果第一级资源块不可用，则通过转换一个第二级资源块为第一资源块的一个相应组产生一个可用的第一级资源块。然后把一个转换后的第一级资源块分配给该请求。资源块首先恢复到资源单元库结构任何不完整的第一级资源块分组。如果返回的资源块完成该分组，则使一个新的第二级资源块可用。可以根据需要重新配置资源库，以保证一种高效配置。使用包括第一和第二级资源单元的多级结构配置第一和第二资源单元库。在这两个资源单元库的单个资源之间建立关系。对一个资源的请求也请求第一和第二资源单元库两者中的资源单元。使用单一分配过程从两个库中分配资源单元。如果一个资源单元在一个库中可用，则所述关系保证，在另一库中所需要的相应资源单元也可用。

Description

资源分配

本发明一般说与分配资源有关，特别说与分配各种数据、信号和/或通信处理资源有关。

在一定的环境中，数据，信号和通信处理资源可以专用于特殊的硬件部件、软件部件(比如，应用程序)和操作员，它们每一个一般可以看作是“资源用户”。虽然这样的资源专用很方便，也能保证当资源用户请求它们的时候可以使用必要的或者适当的资源，但是这种一对一的、在一个资源和一个资源用户之间的专用关系效率很低。这种低效率主要是由于经常未充分使用专用资源这一事实，因为资源用户通常很少在百分之百的时间里使用它的专用资源。

本发明采用更有效的资源分配方法，在这种方法里资源被储备到资源库(pool)并按照“需要”分配。换句话说，响应资源的请求，一个资源(如果可用)从资源库中“撤出”，并提供给正在请求的资源用户。当资源用户完成对该资源的使用，该资源返回到资源库。因为(1)资源用户的数量可以大大超过库中资源的数量，(2)仅当实际使用它们的时候才从库中撤出资源，因此提高了效率。

为了使库储备资源系统顺利工作，资源从资源库的分配或向其的返回需要以行之有效的和高效的方式管理。当资源库和资源请求不完全一样时，高效的管理更有挑战性。例如，一个资源请求可以要求相对小的资源，而另一资源请求可能要求相对大的资源。此外，资源请求也可以在参数上而不是大小上不同。

本发明通过给资源库增加一个包括关于怎样从资源库分配资源的特殊规则的结构而部分解决了这些问题。这些规则可以依赖于请求和使用资源的最终应用而不同。一个例子(但并不限于)结构是图1所示的资源层次结构。该层次结构包括很多级或层，每一级有多个结点，表示这一级的资源块。数据结构以这样的方式组织，即它根据这些物理资源怎样连接或分组来“镜象”物理资源。使用该数据结构来配置、重新配置，分配、收回，组织和重组织物理资源。

一般说，若干低一级资源单元被分组形成相应的高一级资源单元。图1所示的1级资源块相应于一个数据处理资源单元，这里，资源单元可以包含硬件和/或软件。每一个2级资源块相应于连续的1级资源块的一组(在该例中为2)。类似地，资源层次结构的每一个3级资源块相应于连续的2级资源块的一组。

这样，如果一个资源请求请求4个数据处理资源单元，则将给该请求分配一个单一的3级资源块。在这个例子中，一个3级资源块相应于两个2级资源块，两个2级资源块依次相应于4个1级资源块，它们相当于4个数据处理资源单元。

虽然可以以随机方式从这样的层次结构分配资源和向其返回资源，但是这样的一种方法可能最终导致效率很低。特别是在资源块分配和返回几次后，资源层次结构的初始有序的结构可能变成碎片。不幸的是，由于破碎，不能充分利用某些级的资源块。例如，图2表示具有碎片的资源分配配置的图1的资源层次结构。圆形资源块相应于当前分配的资源块，把资源块圈起来的正方形表示当前有效资源块。因为1级资源块14当前被分配，因此逻辑上连接到1级资源块14和15上的2级资源块16不能被分配。“多米诺效应”就发生了，因为3级资源块17连接到资源块16和18，因此即使2极资源块18当前有效，3级资源块17也不能被当前分配。

另一方面，如果当前分配的资源块19已经从当前有效资源块15分配，则2级资源块18将为分配而有效。类似地，如果当前分配的1级资源块21未被分配，而代之以把当前有效的1级资源块23分配给资源请求，则当前无效的2级资源块21将有效。然后2级资源块21可以与2级资源块25合成以使3级资源块26有效。因此，作为在层次结构中低一级的破碎/低效的资源分配的结果，即使资源库中有足够可用的资源来容纳高一级资源请求，也可能很难给资源请求提供高一级资源块。

在根据特殊策略来分配资源的库储备资源系统中，不同类型或分组的库资源有可能具有不同的资源分配结构或算法。如果需要一个以上类型的资源来满足各自的服务请求，则通过使用两个或更多的资源结构和/或算法来协调两个类型的资源分配，将变得复杂和低效。

考虑码分复用(CDMA)通信系统中以下的例子。为使用户传输信息，必须给用户分配一个相应特定频道容量的扩展码(软件资源)。某些扩展码有较小的容量。扩展码资源层次结构或树中的其它扩展码可以相应很多较小的扩展码资源。结果，只在父扩展码的相应较低容量的子扩展码都可用时才能分配较高容量的父扩展码。如果已经分配这些子扩展码中的一个，则不能分配较高容量频道的父扩展码。

除了软件扩展码资源之外，必须给用户分配必需的硬件资源以物理执行通信。这样的硬件例子包括数字信号处理(DSP)和/或无线电收发器电路。例如，最低容量频道可以只使用一个DSP和/或收发器硬件单元。另一方面，较高容量频道可以需要多于一个的DSP和/或收发器硬件单元。类似地，只在较高容量的父资源的所有支持子资源可用时才分配较高容量父资源。上述例子中必须经历两个不同的资源层次结构(例如软件和硬件资源)的事实，使得以合适容量的硬件资源提供合适容量的扩展码特别累赘和低效。不仅为每一个资源库需要两个资源分配策略，还不能保证它，因为可以在一个资源库中使用一个合适的资源，而从其它资源库中也可以使用相应和必需的资源。

本发明的目的是通过提供资源库结构克服效率低的问题，该结构包括反映资源库中空闲资源的数据结构，它允许被组织和高效、但仍能灵活的进行资源分配和收回。

本发明的另一目的是保证资源单元在资源库中平衡使用。

本发明的再一目的是在资源用户中有选择地重分配资源，以释放可以被用于形成较高一级资源块的其它资源，以便满足特殊资源请求或简单地构造可用的较高一级资源块。

本发明的再一目的是决定和实现资源库结构数据结构，镜象资源库中最合适当前资源请求的空闲资源。

本发明的另一目的是以切实高效的方式响应资源请求，保证协调分配不同类型的资源单元，比如硬件资源和软件资源。

本发明通过使用包括第一级和第二级资源块的逻辑结构来配置资源单元库。术语“配置资源”或“资源的配置”指一种数据结构，其被组织来反应或表示实际或物理资源。然而，实际资源本身不必像图1所示那样配置在资源层次结构中。每一个第一级资源块相应单个的资源单元，单个的资源单元是资源管理器从资源库分配的最小资源。第一级资源块以形成资源库结构的最低一级的组的形式提供。每一第二级资源块相应第一级资源块的一个组。例如，两个第一级资源块形成逻辑上被连接到第二级资源块的第一级资源块组。第二级资源块以形成资源库结构的次高一级的组的形式提供。

以高效方式从资源单元库中分配资源。例如，如果请求第一级资源块，则从已经分配一个或多个第一级资源块的部分分配的第一级资源组中分配可用的第一级资源块。如果第一级资源块不可用，则建立一个可用的第一级资源块。在这种场合，第二级资源块转换为相应的第一级资源块组，然后把一个转换后的第一级资源块分配给该请求。类似的过程用在次高一级，亦即第三级资源块和组中。换句话说，如果第一资源块在第一级不可用，并且不能在第二级通过资源块的转换获得，则把一个第三级资源块转换为第二级资源块的一个相应的组；把转换后的第二级资源块转换为第一级资源块一个相应的组；分配一个转换的第一级资源块。

资源块也高效地重新存储到资源单元库结构。例如，返回的第一级资源块被重新存储在部分分配的第一级资源块分组中。如果该返回的块完成该分组，则使一个新的第二级资源块可用。在一个优选的实施例中，当一个资源块被重新存储时，物理资源被重新存储到资源阵列的同一位置即最初被分配的位置。然而，数据结构中相应的资源块被放在空闲资源块表中的最后一个。这保证资源库中每一个物理资源使用大致相同数量的时间。

通过资源管理器来管理资源库，资源管理器在存储器中存储镜象资源库中(空闲或占用)资源的当前状态的数据结构。资源库结构表示和维持资源单元/块之间的逻辑关系。例如，数据结构可以包括多个表，每一个表相应一个资源块级和在该表中的每一个记录/条目表示一个空闲的资源单元。该表不包括已分配的资源单元。

为了适当管理资源单元库或为了其它满足特殊的资源请求/需要，资源管理器可以通过从一个资源块移动资源用户到同一级的另一个资源块以便建立次高一级的一个另外的资源块来重分配资源单元。资源管理器也可以接收由统计分析器收集的关于为不同级资源块的请求数目的流量统计，决定哪一级资源单元库结构接收最大数目的请求，亦即最普通的级。在通信系统的一个例子里，假定系统容量是8个话音呼叫或两个数据呼叫。在繁忙时系统里大多数呼叫是话音呼叫。在繁忙时，如果整个系统容量为数据呼叫分配，不能进行话音呼叫，导致该区域中不够的用户服务级。通过限制传输容量的使用，至少能保证为数据呼叫和话音呼叫的最低服务级。然后资源管理器重新分配当前资源库配置中的资源单元以便在最普遍级上产生另外的资源块。

本发明还以切实高效的方式响应资源请求协调分配不同类型的资源单元。可以协调分配的不同类型资源单元的例子包括软件资源和硬件资源单元。第一数据结构可以配置为相应于第一类型资源单元如软件资源单元的第一库。第二数据结构可以配置为相应于第二类型资源单元如硬件资源单元的第二库。在第一和第二资源单元库中的资源单元之间建立关系，以便如果第一资源单元中的一个可用于分配的话，则也保证相应的第二资源单元可用。然后当接收到资源请求时，可以使用已建立的关系来分配第一和第二资源库两者中的一个或多个可用的资源单元。

在两个资源库之间建立的关系可以例如使用诸如矩阵的映射机构实现，这里矩阵里的每一行表示第一类型的不同资源单元，每一列表示第二类型的不同资源单元。选择相应于第一类型的一个资源单元的行自动选择与该矩阵里一个有效列关联的相应第二类型的资源单元。对于一对一类型的关系例子，配置矩阵使得每一行有效地只和一列相交。可以通过变换哪一个行列相交有效来重配置映射关系。

使用建立的关系，仅使用一个资源选择算法，它简化了包括多于一个资源单元库的资源分配过程。这样，避免了使用两个或更多独立的资源选择算法。也避免了“同步”独立资源算法的需要。换句话说，没有本发明，同步多个资源选择算法的失败会导致下述情形(不会在本发明中出现)，即例如由于由先前分配的资源产生的不同的碎片，一个库中一个可用资源单元被分配，而没有其它库中相应和必要的有效资源单元。

本发明对通信系统有特别有利的应用，特别是对无线电通信系统。本发明的一个优选实施例在宽带、码分复用(WCDMA)，扩频和无线电通信系统的上下文里公开。在W-CDMA无线电通信系统的环境里，第一资源单元库可以相应于W-CDMA扩展码(软件类型资源单元)，第二资源单元库可以相应于数据处理和收发器单元(硬件资源单元)。当然，如从上述说明中显见，本发明有普遍的适用性，不限于通信环境。本发明的各种特征和优点，其中一些已在上面说明，将结合附图和详细的说明更详细地公开。

现在结合附图说明本发明的这些和其它目的、特征和优点，附图中：

图1是表示一个资源单元层次结构的图，该层次结构是可以加在一个资源库上的例结构；

图2是表示使用图1的资源单元层次结构的破碎资源分配的图；

图3是根据本发明的一个一般实施例的资源管理系统；

图4是一个根据本发明的一个示例应用为图1的资源单元层次结构的高效资源分配的例子；

图5是一个流程图，说明一组根据本发明的一个方面高效分配资源的例过程；

图6是一个流程图，说明一组根据本发明的一个方面高效返回资源的例过程；

图7是一个流程图，说明一组根据本发明的一个方面重配置资源结构的例过程；

图8是一个说明本发明可以有利应用于其中的无线电通信系统的功能方框图，说明一组根据本发明的一个优选但只是例子的实施例高效返回资源到资源库的过程；

图9是一个功能方框图，更详细说明根据本发明的一个优选但只是例子的实施例在宽带码分复用无线电通信系统的基站中本发明的实现；

图10是根据本发明的另一个实施例的资源管理系统，其从不同资源库取资源单元；

图11是一个流程图，说明一组根据本发明的一个示例实施例映射不同类型资源单元的例过程；

图12是说明为第一和第二资源库的示例层次结构类型数据结构的图，该第一和第二资源库通过重配置资源映射矩阵关联在一起。

以下的说明中，为了解释和不加以限制，叙述了特殊细节，诸如特别的实施例、数据流、技术等等，以便提供对本发明的彻底理解。然而，对熟悉本技术领域的人十分明显，本发明可以以脱离这些特定细节的其它实施例实现。例如，虽然本发明的一个优选实施例在WCDMA无线电网络的一个例子的上下文中说明，但是熟悉本技术领域的人理解，本发明对通信和数据处理系统有广泛的应用。在其他例子中，忽略对众所周知的方法、接口、设备和信令技术的详细描述，以便不要用不必要的细节模糊对本发明的说明。

参考图3，作为资源管理系统10的本发明的一般实施例配置一个数据结构，它镜象使用层次结构或其它分层结构的资源库12中的空闲资源。图1表示一个示例层次结构，它包括在不同的级1，2，3…N处的资源块。每一级的资源块被配置为组，每一组连接到次高一级的一个资源块。这样，在图1的例子中，两个1级资源块形成一个1级资源块组。一个单一的2级资源块被连接到1级资源块组中的一个组。一个单一3级资源块被连接到图1所示例子中相应于两个连续2级资源块的一个2级资源块组。当然，可以使用不是图1表示的分组和/或结构。

图3所示资源管理系统10还包括资源管理器11和统计分析器13以便高效和优化管理从资源库12的资源分配和向其返回。资源管理器11包括存储器11a和数据处理器11b。统计分析器13还包括数据处理器13a和合适的存储器13b。如上面所解释，统计分析器13监视从资源库12分配资源/向其返回资源中的一个或两者。统计分析器以适当的格式给资源管理器11提供该信息，资源管理器11可以依靠对统计的分析，识别或重配置资源库层次结构。虽然资源管理器11和统计分析器13以独立的元件表示，每一个有它自已的数据处理器和存储器，但是熟悉本技术领域的人理解，它们可以使用一般数据处理电路和存储器实现。

一般来说，(虽然不一定)，资源管理器11试图分配资源块到可能的程度以便为分配保存较高一级资源块。所以，资源管理器11首先尝试从其它资源块已经被分配的分组中分配资源块。只有当部分分配的组里所有资源块都被当前分配的时候，资源管理器11才取同一级的另一个资源块组。当在请求的资源级上没有可用组的时候，资源管理器11从次高一级(如果可能的话则再次从一个当前部分分配的组中)转换一个可用的资源块到所请求的资源块级的一个组里。然后一个转换的资源块被分配给该资源请求。如果为较高一级的转换没有可用的资源块，则资源管理器移动到下一个次高一级，进行必要的通过两级的转换以提供请求的资源块。

相似地，如果一个资源块返回到资源库12，则资源管理器11返回资源块到资源阵列中它被分配的同一位置，其状态从占用变换到空闲。此外，在一个优选的示例实施例中，资源管理器11也努力以一种方式返回资源，使得同一资源不会常被分配，例如，循环选择和返回。反之，每一级资源块的使用是在该级所有资源块中基本相等地按时间分配。

因为资源块的分配和返回到资源库层次结构通常依靠外部因素，所以资源管理器11优选周期地，或者当需要时，重配置资源库12以获取更高效的配置。例如，当前分配的一个资源块可以收回，而在该层次结构里更高效的位置中同一级的另一个资源块可以被重分配到该请求，从而使得可用的较高一级资源块为以后分配使用。

图4表示一个资源层次结构配置例子，其中，相对于图2所示低效破碎的资源块分配，使用本发明高效分配资源。1级资源块在每一层次结构级以顺序方式从左到右分配。在这个例子中，1级资源块20-23被当前分配。下两个1级资源块被分配到2级资源块24，响应对1级或2级资源块的资源请求，资源管理器11将分别取1级和2级资源块25-27。由于这种高效的资源分配，3级资源块28，或者另外可选的是，两个另外的2级资源块29和30为较高一级请求分配可用。

图5是一个流程图，说明根据本发明的一个优选但只是一个例子的实施例，为从资源库12高效分配资源的资源管理器11执行的示例过程(名称是在块50的高效资源分配)。资源管理器11分析进来的资源请求以决定资源库层次结构或其它结构中的请求级(块52)。例如，资源请求也许请求一定数量的资源单元。使用图1所示的例示层次结构配置，如果该请求是为了一个资源单元，则必须分配1级资源块；如果该请求是为了两个资源单元，则必须分配2级资源块；如果该请求是为四个资源单元，则必须分配3级资源块，等等。

资源库配置被镜象在基于表的数据结构中，其存储在由资源管理器11访问的存储器11a里。为资源库配置结构中的每一级维持一个相应的表。下面结合图8和图9的示例实施例详细说明结合这样的基于表的数据结构的一个详细例子。

根据分析，资源管理器11指向相应的级表(块54)，并决定相应的表是否为空(块56)。使用1级(L1)的表作为一个例子。换句话说，检查存储在资源管理器存储器11a中的资源库12中的L1资源表以检测任何L1资源块，也就是说，从具有当前分配的一个或多个资源块的一个L1分组中。

如果L1表不空，则资源管理器11分配L1表中第一个可用的L1资源块，并将其从存储器11a中的L1表中去掉(块58)。另一方面，如果L1表为空，则资源管理器11决定这个例子中的下一级表，2级(L2)是否为空(块60)。如果在L2表中检测到有条目，则资源管理器11从L2表中移去第一个(如果有的话)2级资源块，并增加一组两个(在这个例子中)1级资源块到LI表中(块62)。更一般是，资源管理器11从单一的2级资源块建立一组1级资源块。一个新增加的1级资源块由资源管理器11分配给该请求，并从资源管理器存储器11a中的L1列表中移去(块64)。

另外可选的是，如果在存储器11a中的级L2表中没有表示当前的条目(块60)，则资源管理器11决定下一级表，在该例中即层次结构中的3级(L3)表，是否为空(块66)。如果不空，则资源管理器11从L3表中选择第一个可用资源块，并转换该L3资源块为一组2级资源块(在该例子中为二)。这种转换高效地增加两个L2资源块到L2表中，并从L3表中移去L3资源块(块70)。资源管理器11转换前两个新产生的L2资源块为一组L1资源块，从而增加两个资源块条目到L1表(块72)。转换后的L2资源块相应地从资源管理器存储器11a里L2表中移去。然后资源管理器11分配前两个新增加的L1资源块给资源请求，并从存储器11a里的L1表中移去该L1资源块。如果L3表为空，则控制进行到下一级(块68)，执行类似的过程。

图6表示由资源管理器11实现的高效返回资源的子例程(块80)。每一个返回的资源块(RB)被增加到它相应的级表中(块82)。如果资源块被分配在层次结构或其它结构中一个特定表的末尾，则优选通过返回资源块到该表的相对端来平等地分配资源块的使用，以便该级所有的其它资源在再一次使用刚返回的资源之前被使用。这种分配和收回资源的技术循环资源块，使得基本均匀地使用它们。

通过返回资源块到资源库12，资源管理器11扫描最低级表中连续的资源块(块84)。判定(块86)该表中连续数目的资源块是否形成一个资源块组(块86)。如果是，则资源管理器11转换它们为较高一级资源块，并改正相应两级的表(块88)。判定(块90)是否到达最顶部的表级。如果没有，则资源管理器11指向存储器11a中下一级表(块92)，控制返回到块84以重复块84-90指示的操作。这样，资源块被返回到表中，并以这样的方式分组以便使最高级资源块可用。

考虑下面图示的例子。例如，如果要分配的资源表示硬件设备，则在所有资源上展开资源分配是有利的。那样，周期检查所有的硬件的功能性，而不是只有当需要分配大部分或所有资源单元的重负载时才进行。这可以通过使用上面关于图6描述的方法来实现，通过总是给表的前端分配空闲资源，并返回资源到后端。下面表示这点：L4→256：

L3→128：

L2→64：L1→32：

当前分配的

然后位置5的资源(相应于容量32的一个资源单元)返回到L1表的最后位置。这留下以下的空闲资源：

                             当前

                            分配的

资源管理器11还执行周期的资源管理功能，其将在图7所示的资源管理子例程(块100)的例子中解释。资源管理器11决定资源库配置当前是否破碎(块102)。如果是，则资源管理器11重配置资源层次结构或其它结构(块104)以修复当前配置的碎片。一定的资源请求可以被重分配给不同的资源块，以便对资源块分组，使得最大数目的最高级资源块有效，如上所述。

资源管理器11还周期地从统计分析器13接收统计，其由统计分析器数据处理器13a连续收集，并在被传输到资源管理器存储器11a之前存储在相应的存储器13b中(块106)。资源管理器11周期分析积累的统计(块108)，并根据该分析决定大多数资源请求是否发生在一个特定的资源块级上。例如，虽然资源层次结构通常被重新配置以便使最高可能级的资源块有效，但是有可能大多数资源请求发生在比最高资源块级低的一级。这样，在一个有3级资源块的简单例子中，可能只有少数3级资源块被请求，而2级资源块是最普遍的。因此，不是在为这些被重分配的已分配资源块的服务中重配置资源库，它会引起一些中断(disruption)(尽管可能是最小的中断)，而是资源管理器11重配置资源层次结构以产生尽可能多的2级资源块(块112)。如果后来请求较高的3级资源块，则资源管理器11将通过组合(如果可用的话)全部的2级资源块组以产生单一3级资源块，在请求的时候产生(如果可能的话)一个3级资源块。这一类型的统计分析和重配置使对服务的中断最小，也减少了组合和分解各种资源块组以使得较高一级资源块可用所需的数据处理总开销。

虽然本发明可以有利地应用在多种环境，但是一个例环境是便携无线电通信。图8以功能方框图的形式来说明一个便携无线电通信系统150。移动交换中心(MSC)156连接公共交换电话网络(PSTN)152到移动通信网络150。包无线电服务结点158从因特网154把数据通信与移动无线电通信系统连接起来。MSC156和包无线电服务结点158两者都与无线电网络控制器(RNC)160连接。虽然为了简单起见只表示出一个RNC，但是熟悉本技术领域的人理解，可以采用多个RNC。无线电网络控制器(RNC)160连接到多个基站(BS)162。作为移动站(MS)164表示的便携式无线电使用熟悉无线电通信技术的人所公知的各种协议和规程通过空中接口与一个或多个基站162通信。

每一个基站包括(除其它事项外)如图3所示的一个资源管理器11和资源库12。资源库12由功能块68组成，这里每一功能块被分解为各种资源单元，它能被唯一编址和分配，以支持由便携无线电通信系统150提供的各种服务。资源库12中的功能块68可以相应于请求的硬件和/或软件资源，例如分配无线电频道以提供与移动站164的无线电通信。

依赖于一个特定呼叫建立的参数，为该呼叫需要或多或少的资源。例如，如果该呼叫是基本话音通信，则比更复杂的呼叫例如包括声音、数据、视频等的多媒体呼叫需要较小数目的资源单元。甚至在数据呼叫访问之间，也有为高速和低速数据呼叫不同的带宽需求，较高带宽数据呼叫比较低带宽数据呼叫需要更多的资源单元。

为了适应无线多媒体通信，必须实现高效的资源单元分配和返回以便处理需要较高级资源块的多媒体和其它高带宽呼叫和与较少需求呼叫关联的较低级资源块。适应多媒体和其它高需求通信服务的优选访问方法是宽带码分复用(WCDMA)。呼叫在非常宽的频率带宽如5、10、15MHz等上分配，使用正交扩展码，这里，为每一个呼叫分配一个或多个代码。每一个正交扩展码是软件型资源块的一个例子。给每一个基站分配有限数目的扩展码。

假定移动通信系统150是WCDMA系统，则基站162可以包括控制器170、异步传输方式(ATM)传送装置172和无线电收发器174。优选一个对无线电网络控制器160的ATM传送装置接口，因为它的高效率和通过量。控制器170除其它事项外包括如图3所示的资源管理器11和统计分析器13。无线电收发器174包括一些功能资源块，诸如用于给移动站164进行无线电传输的编码器176、CDMA扩展器178、调制器180。另外的功能资源块以解调器182、CDMA去扩展器184和解码器186的形式使用，用于从移动站164解调、去扩展和解码无线电传输。

每一个功能资源块相应于一个或多个硬件和/或软件资源单元，这里，一个资源单元是具有唯一地址、可以被单个寻址和操作的一个整体功能单元。例如，编码器使用硬件和软件资源单元两者。当一个资源单元被分配给一个资源请求时，它被激活，然后能处理由该请求提供的数据输入。

资源管理器11在一个表数据结构中维持资源单元的一幅“图”，该表数据结构具有为在存储器11a中的每一空闲资源块级相应的表。表中的每一个记录/条目表示一个空闲资源块，并可以包含诸如资源单元类型(如扩展码、编码器、调制器等)、资源单元地址、当前配置、当前状态(允许/禁止)等的信息。

当通过基站162为一个呼叫建立一个路径时，必须分配各种不同的功能块176-186中一个或多个资源单元。对于通过基站的相对简单的话音呼叫/路径来说，相应于每秒32千符号(ksps)的8kbps可以使用一个编码器资源单元。位速率与符号速率之间的关系依赖于编码器使用的特定编码。另一方面，一个64ksps的路径可能需要两个编码器资源单元。

考虑一个例子，其中有4个资源块级，1级相应于32ksps的资源块、2级相应于64ksps的资源块、3级相应于128ksps的资源块和4级相应于256ksps的资源块。为每一级L1-L4维持一个表。如上所述，如果一个特定级的表为空，则资源管理器移动到下一级并转换一个可用资源块为次低级的多个资源块。在这一例子中，基站162包括32个资源单元。下面表示在一个特定时间空闲资源单元的图，阴影块相应于当前分配的资源单元，每一块用所示指针0，4，8，15，16，24和31的索引标识。

          当前分配的

注意资源块1、2和3被当前分配。如上所述，一个32ksps信道需要分配一个资源单元或32块中的一块。一个64ksps信道需要两个资源单元，因此必须从索引/地址0，2，4，…28或30开始分配。一个128ksps信道需要四个连续的资源单元，从索引位置0，4，8，…24，或28开始。一个256ksps信道需要八个连续的资源单元，从索引位置0，8，16或24开始。假定配置资源单元以提供最高级组的最大数目，其可能产生如下所示的资源结构：L4→256：

L3→128： L2→64：L1→32：

接着以上的例子，为64ksps信道的请求意味着资源管理器11扫描2级(L2)表。由于L2表为空，因此资源管理器11转换128ksps资源块为两个从索引4开始的64ksps资源块，这产生以下的结果：L4→256：

L3→128：L2→64： L1→32：

该转换提供索引为4和6的两个64ksps块。索引4上的该64ksps块被分配(也就是说，因为它是L2表中的第一个)，并从L2表中被移去，产生以下的结果：L4→256： L3→128：L2→64：

L1→32：

于是当前资源图如下：

                当前分配的

当资源单元被返回时(收回)，资源单元被放在适当的级表也就是说具有同样大小资源块的表的末尾。资源管理11扫描该表查找连续资源块，当检测到需要数目的连续资源块时，产生下一级资源块。

考虑返回32ksps资源块到空闲32ksps资源块的表中的例子。同样假定分组包括两个资源块，如果两个连续的32ksps资源块在该表中，则资源管理器11产生一个单一的64ksps资源块并从它们各自的表中删除两个32ksps的资源块。考虑基站162中空闲资源块的以下例图，其具有如上所述总共32个资源。当前               当前分配的              分配的

假定在索引位置1处的32ksps资源块被返回到资源库。资源管理器11把该资源块放入空闲32ksps资源块的表的最后，产生：L4→256：

L3→128：L2→64：

L1→32： 然后资源管理器11扫描该表，查找能被组合在一起形成一个64ksps资源块的两个连续的资源块，结果如下：L4→256： L3→128：L2→64：

L1→32：

资源管理器11还扫描64ksps资源块表中的连续资源块。因为从0开始有两个资源块，且是连续的，所以它们被组合在一起形成一个128ksps资源块，结果如下：L4→256： L3→128：

L2→64：

L1→32：

资源管理器11扫描128ksps资源块表中的连续资源块。因为在该特定表中只有一个资源块，所以不能形成256ksps资源块。在这样分配后的资源图如下：

                            当前

                            分配的

这样的表结构在修复资源结构的碎片中也特别有利。要被移动的资源块通常是在较低级表中的资源块。从最低级32ksps资源块开始，移动分配的资源块，使用最小数目的回收产生尽可能少的较高级资源块。考虑破碎资源的下述例子：L4→256： L3→128： L2→64：

L1→32：

破碎资源的这一配置可能在下面的资源结构图中看起来更容易。

如果在索引位置1、2和29处当前分配的32ksps资源块被彼此相邻分配以便在它们当前各自的位置上形成可用的较大资源块的话，则资源结构可以更有效地配置。如果在索引位置1处的32ksps分配被移动到另一索引位置的话，则在索引位置0处的第一资源元件可以用于产生64ksps资源块。相应地，32ksps分配被逻辑移动到已分配资源的一个缓冲器以重新分配。除在256ksps处的最高级外以同样的方式处理每一级的表。

重新组织资源单元，以使必须移动的资源块的数目最小。检查每一个256ksps资源块以确定有多少资源块需要被移动以完成该256ksps资源块。在该例中，只需从位置16和29移动两块到第一256ksps块的第一位置(从索引位置0开始)。在碎片修复后，把32ksps资源块重新分配相邻的索引位置0、1和2。64ksps资源块现在占据索引位置4和5。资源结构图如下：

本发明的另一方面涉及高效分配不同资源单元库中的资源。资源请求常常包括不同类型资源单元的分配。例如，一个资源请求可能需要软件和硬件资源两者。在宽带CDMA无线电通信系统的上下文中，相应于一个通信信道的资源请求需要分配用户特定的扩展码(一种软件资源单元)和信号处理和收发机单元(一种硬件资源单元)。可以以层次结构树配置每一资源库，如上所述，而每一资源库可以有它自己的资源分配策略。协调为两个不同类型资源单元库的两个或者多个资源分配策略可以非常复杂而低效。使用不同的分配策略，各自的层次结构碎片不同。如上所述，只在它的较低容量的子资源单元全部可用时才可以分配较高容量的父资源单元。所有这些因素可以经常产生这种情形，即一类资源单元例如一种扩展码被分配给一个资源请求，但是相应的和必需的另一类资源单元例如收发机不可用(反之亦然)。

本发明通过建立在第一和第二资源库中的资源单元之间的关系而解决了这些问题。虽然示例实施例为说明起见使用两个不同类型的资源单元库，但是本发明应用于多于两个资源库的场合。现在参考图10所示的资源管理系统，资源管理器200配置第一数据结构202，它使用例如层次结构或其它分层结构镜像在资源库210中包含的第一资源库中的第一类型的空闲资源单元。然而，可以使用任何结构来组织这些资源。配置第二数据结构204再次优选使用层次结构或其它分层结构来镜像在包含在资源库210中的第二资源库中发现的第二类型的空闲资源单元。上面图1示出一个示例层次结构，包括在各级1、2、3、…N处的资源单元。把每一级的资源单元配置为组，每一组连接到次高一级的一个资源单元。这样，在图1的例子中，两个1级资源块形成一个1级资源单元组。单一2级资源块连接到一个1级资源单元分组。一个单一3级资源块在图1所示例子中连接到相应于两个连续的2级资源单元的一个2级资源单元分组。第一资源单元库的一个例子可以是像CDMA扩展码的软件资源单元。第二资源单元库可以是诸如信号处理和收发单元的硬件资源单元。

资源管理器200包括一个映射器206，后者建立在由数据结构202镜像的第一库中的一个资源单元和由数据结构204镜像的第二库中的资源单元之间的关系。映射器206可以建立各种类型的合适的关系。例如，该种关系可以包括在第一和第二资源库中的单个资源单元之间的一对一对应。在层次结构或分层结构中，一对一的对应可以存在于每级每单元。

控制器208根据由映射器206建立的关系控制资源分配，另外试图分配较低级资源单元，以便为分配保存较高级资源单元。换句话说，控制器208首先尝试从其中另一资源单元已被分配的分组中分配资源单元。仅当在一个部分分配的分组中的所有资源单元当前都被分配，控制器才取同一级的另一资源组。当在请求的资源级没有可用资源单元时，控制器208转换次高级(再次从一个当前部分分配的组中，如果可能的话)的一个可用资源单元为在所请求的资源单元级的一组。控制器208还返回资源单元到它的资源库，并跟踪哪一个资源单元当前被分配和哪一个当前可用。如果可能的话，控制器208以一种方式返回资源单元，使得同一资源不总是被分配，使得每一级资源单元的使用在每一级的所有资源单元之间基本等时分配。

现在参考图11所示的资源映射子例程(块220)，其可以由资源管理器200使用，为第一资源单元库例如像CDMA扩展码的软件资源配置第一数据结构(块222)。为第二资源库例如像无线电收发机的硬件资源配置第二数据结构(块224)。然后在第一和第二资源单元库中的资源单元之间建立一种关系，使得如果第一库中的一个资源单元可用的话，则第二库中的一个相应资源单元也自动可用(块226)。由于这种关系，只需要一个资源单元分配过程来协调而高效地分配两个(或多个)资源库中需要满足一个特定请求的资源单元(块228)。

图12表示作为一个优选用软件实现的矩阵的映射器206的一个示例实现。第一数据结构202作为一个像CDMA扩展码的软件资源的多级层次数据结构表示。数据结构204也作为像收发器单元的硬件资源的多级层次数据结构表示。在该矩阵实现中，软件资源相应该矩阵的行，硬件资源相应于该矩阵的列。图12表示一个简单的示例一对一对应，其中每一行资源单元连接到(通过该矩阵结构中的一个有效的相交)一个单一的列资源单元。可以修改或重配置有效矩阵相交来适应变化的需求，增加新资源单元，或去除资源单元。虽然作为一个示例映射机制表示了一个矩阵，但是熟悉本技术领域的人理解，可以使用其它的映射机制。

虽然结合当今被认为是最实际和优选的实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，相反，本发明意在覆盖在所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等价的安排。

Claims (32)

1.一种方法，包括步骤：

配置相应于资源单元库的数据结构，包括：

在第一资源块组中提供的第一资源块，每一个相应于一个或多个资源单元，并形成第一最低级资源单元库，和

在第二资源块组中提供的第二资源块，每一第二资源块相应于第一资源块组中的一组，并形成第二较高级资源单元库；

接收获取资源的第一请求；

从第一资源块组中已经分配一个第一资源块的一组中分配可用的第一资源块；以及

如果在已经分配一个第一资源块的第一资源块分组中无第一资源块可用的话，则从第一资源块分组的另一个分组中分配一个可用的第一资源块。

2.权利要求1所述方法，其中，资源单元库另外包括：

在第二资源块组中提供的第三资源块，每一第三资源块相应于第二资源块组中的一组，并形成第三较高级，

该方法另外包括：

如果从第一或第二资源块分组中无第一资源块可用的话，则从第三资源块中的一块中分配一个第一资源块。

3.权利要求2所述方法，另外包括：

接收来自第二资源块中的一块的第二请求，以及

从已经分配一个第二资源块的第二资源块分组中的一个分组中分配一个可用的第二资源块。

4.权利要求3所述方法，另外包括：

如果在已经分配一个第二资源块的第二资源块分组中的任何一组中无第二资源块可用的话，则从第二资源块分组中的另一组中分配一个可用的第二资源块。

5.权利要求1所述方法，另外包括：

恢复一个返回的第一资源块到已经分配一个第一资源块的第一资源块分组。

6.权利要求1所述方法，另外包括：

从资源单元库的一部分分配资源块，以及

从该资源单元库的另一部分恢复返回的资源块。

7.权利要求1所述方法，另外包括：

通过把第一资源块从一个分组移动到另一分组来重新组织资源单元库以产生一个另外的第二资源块。

8.权利要求7所述方法，其中，仅当请求一个第二资源块而当前无第二资源块可用时，才执行重新组织的步骤。

9.权利要求1所述方法，另外包括：

决定资源单元库中的哪一级接收更大数目的请求，以及

通过把资源块从一个分组移动到另一分组重新组织资源单元库以产生一个另外的直到决定的级的较高级资源块。

10.权利要求1所述方法，其中所述数据结构是作为层次结构而配置的。

11.一个通信系统，包括：

一个以多级结构配置的通信资源单元库，包括：

在第一资源块组中提供的第一资源块，每一第一资源块相应于一个单个的资源单元，并形成第一最低级，和

第二资源块，每一第二资源块相应于第一资源块的第一分组的一个分组，并形成第一级之上的第二级；

通信资源管理器，它被配置成响应通信资源请求而分配第一和第二资源块中的一个，它还被配置成通过从一个分组移动一个或多个较低级资源块到另一分组周期地重新组织资源块以产生一个另外的较高级资源块。

12.权利要求11所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成仅当请求一个较高级资源且当前无较高级资源可用时才重新组织所述结构。

13.权利要求11所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成通过从一个分组移动最少数目的较低级资源块到另一分组重新组织以产生一个另外的较高级资源块。

14.权利要求11所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成从所述结构的一部分分配可用的资源块和从该结构的另一部分恢复返回的资源块。

15.权利要求11所述通信系统，其中，通信资源单元库包括：

第三资源块，每一第三资源块相应于第二资源块的一个第二分组，并形成第二级之上的第三级，以及

其中，通信资源管理器被配置成分配资源块，使得维持最大数目的较高级资源用于分配。

16.权利要求11所述通信系统，其中，通信资源单元库包括：

第三资源块，每一第三资源块相应于第二资源块的一个第二分组，并形成第二级之上的第三级，以及

其中，通信资源管理器被配置成恢复返回的资源块以建立最大数目的可用较高级资源。

17.权利要求11所述通信系统，其中使用存储在存储器中的表数据结构配置通信资源单元库，该通信资源单元库具有层次结构中的多级。

18.权利要求17所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成从一个表位置移动一个或多个较低级资源块到另一个表位置。

19.权利要求17所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成通过使用从一个分组移动最少数目的较低级资源块到另一分组来重新组织一个或多个表。

20.权利要求17所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成从一个表的一部分分配可用的资源块和从该表的另一部分恢复返回的资源块。

21.权利要求17所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成分配资源块，使得维持最大数目的较高级资源用于分配。

22.权利要求17所述通信系统，其中，通信资源管理器被配置成恢复返回的资源块以建立最大数目的可用较高级资源。

23.权利要求11所述通信系统，其中通信资源管理器被配置成：

监视在该数据结构的每一级上通信资源请求的数目和选择接收最大数目请求的一级，以及

其中，通信资源管理器被配置成通过从一个分组移动资源块到另一分组来重新组织该数据结构以便在选择的级上产生另外的资源块。

24.权利要求23所述通信系统，其中，当特别请求一个较高级资源时，通信资源管理器被配置成在所述数据结构中选择的级以上建立较高级资源。

25.权利要求11所述通信系统，其中，

通信资源管理器被配置成分析通信请求，使得如果该请求是为第一资源块，则给该通信请求分配在第一级可用的一个第一资源块，如果一个第一资源块在第一级不可用，则转换第二级的一个可用的第二资源块为一个可用的第一资源块组，并分配一个转换后的第一资源块给该通信请求。

26.权利要求25所述通信系统，

其中，如果第一资源在第一和第二级上不可用，则通信资源管理器转换第三级上的一个可用的第三资源块为一组新近可用的第二资源块，转换一个该新近可用的第二资源块为一组新近可用的第一资源块，并从该新近可用的第一资源块中分配一个转换后的第一资源块给通信请求。

27.权利要求11所述通信系统，其中，通信系统是一个无线电通信系统，通信单元包括数字信号处理器(DSP)，每一DSP相应于一个或多个通信资源单元。

28.权利要求11所述通信系统，其中，通信系统是一个无线电通信系统，通信单元包括无线电发射机电路板、无线电接收机电路板和信号处理电路板，其中，每一电路板相应于一个或多个通信资源单元。

29.权利要求11所述通信系统，其中，通信系统是一个码分复用(CDMA)无线电通信系统，通信资源单元库包括CDMA扩展码。

30.权利要求11所述通信系统，其中，资源管理器被配置成分配资源块，使得维持最大数目的较高级资源用于分配。

31.权利要求11所述通信系统，其中如果相应第一资源块组中的另一个第一资源块当前被分配的话，则相应第一资源块组中的一个第一资源块可用。

32.权利要求11所述通信系统，其中，以层次结构配置第一和第二资源块，资源管理器被配置成从该层次结构的一部分分配资源块，并向该层次结构的另一部分恢复返回的资源块。

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