CN1315124A - 一种在支持分组和电路交换业务的移动电信系统中分配信道的方法和装置 - Google Patents

一种在支持分组和电路交换业务的移动电信系统中分配信道的方法和装置 Download PDF

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CN1315124A CN99810127.3A CN99810127A CN1315124A CN 1315124 A CN1315124 A CN 1315124A CN 99810127 A CN99810127 A CN 99810127A CN 1315124 A CN1315124 A CN 1315124A
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Abstract

本发明涉及在使用分组和电路交换业务的TDMA系统中的有效业务处理。根据本发明的方法包括以下步骤:对于每个频率指定可以分配给分组交换连接的最大信道数;指定可以分配给一个信道的最大连接数;当请求分组交换连接时,执行以下步骤:检查是否已经分配了最大信道数,如果没有就为该连接分配可用的信道;如果请求更多的信道,就把可以分配给分组交换连接的信道中的其他信道分配给请求的分组交换连接。还描述了一种移动电信网络中包括执行所述方法的程序的控制节点。

Description

一种在支持分组和电路交换业务的移 动电信系统中分配信道的方法和装置
本发明涉及移动电信网络，具体而言涉及当网络中同时使用分组交换和电路交换业务时，在这类网络中信道的分配。
相关技术描述
在许多移动电话系统中，例如全球移动通信系统(GSM)中，存在电路交换和分组交换的协议。
在电路交换语音系统中为每个连接分配一个或多个物理信道。每个信道只指定给一个连接，直到该连接上的信息传送完毕。在GSM中，高速电路交换数据(HSCSD)协议可以把几个物理信道分配给一个连接，这主要用于大量数据的传送。
在分组交换业务中，数据通信通常是间歇性的并且要传送信息以长度可变的突发的形式出现。在一次突发期间，带宽需求可能很大，而在突发之间带宽需求可能是0。为了最佳地利用每个信道，多个分组通信连接通常共享多个物理信道。
分配给一个分组交换连接的一个或多个信道只有当在该连接上传送信息时才分配给这一连接。其余的时间，该信道或这些信道可以供被分配了相同信道的其他的连接使用。如果多个连接共享相同的物理信道，则每个连接的有效传输速率当然就减小了。因此从用户的观点出发不与其他用户共享信道是有利的。
电路交换连接通常承载话音，而分组交换连接大多用于数据。因此，电路交换连接必须实时传输，而对分组交换连接不必如此苛求。因此通常给予电路交换连接比分组交换连接高的优先级。这意味着如果要求的的信道总数高于可用信道的总数，可以通过断开分组交换连接以便允许实现电路交换连接。
根据小区中的业务需求，每种类型所需的信道数随时间变化。因此应该能够在电路交换和分组交换业务之间动态分配资源。由于小区中信道的总数是固定的，所以必须平衡每种类型的业务分配的信道数，尤其是当小区中的总业务需求很高时。
欧洲专利说明书EP 0 831 669 A2描述了一种控制兼有电路交换和分组交换业务的码分多址(CDMA)系统负荷的方法。可以分配给每种类型业务的信道数可以动态设置，这分别取决于电路交换和分组交换业务各自的需求。
在EP 0 831 669 A2中描述的解决方案涉及在电路交换和分组交换网络之间的总资源分配。但是它并不涉及对可以分配给每种类型业务的信道的利用率的优化。
发明目的
本发明的目的是使得在既使用电路交换业务又使用分组交换业务的TDMA系统中实现高效率的业务处理。
发明概要
根据本发明，通过一种在可以使用分组交换和电路交换业务的移动电信系统中分配信道的方法可以实现该目的。所述方法包括以下步骤：
-对于每个频率指定可以分配给分组交换连接的最大信道数(TSMAX)；
-指定可以分配给一个信道的最大连接数(NUMAX)；
-当请求分组交换连接时，执行以下步骤：
-检查是否已经分配了最大信道数(TSMAX)，如果没有，就为该连接分配可用的信道；
-如果请求更多的信道，就把可以分配给分组交换连接的信道中的其他信道分配给请求的分组交换连接。
也可以通过一种在包括用于执行所述方法的程序的移动电信网络中的控制节点来实现该目的。
根据本发明的该方法和控制节点保证总是为电路交换业务保留一定数目的信道，且同时保证适当数目的分组交换连接共享每个可以用于分组交换连接的信道。
根据第一种实施方案，如果已经分配了最大信道数(TSMAX)，就检查在可以分配给分组交换连接的信道中是否已经给每个信道分配了最大连接数(NUMAX)，如果没有，将把具有最小连接数的信道分配给所请求的连接。
如果每个所述的信道已经分配了最大连接数(NUMAX)，就选择另一个频率。
根据第二个实施方案，如果已经分配了最大信道数(TSMAX)，就检查在可以分配给分组交换连接的信道中是否已经给每个信道分配了最大连接数(NUMAX)，如果没有，就检查是否能够把所要求数目的信道分配给该连接，如果是，就把具有最小连接数的信道分配给所请求的连接。如果不能把所要求数目的信道分配给该连接，就选择另一个频率。
在两种实施方案中，最好根据优先顺序列表对每一频率执行这些步骤，直到找到可以满足连接要求的频率，或直到检查完最后一个频率。
如果没有找到满足连接要求的频率，就作尽可能的信道分配，拒绝该连接或把通常不分配给分组交换连接的信道分配给该连接。
对于每个频率，分别设置可以分配给分组交换连接的最大信道数(TSMAX)和/或为每个信道分配的最大连接数(NUMAX)。这使得无需太多地增加分配给分组交换连接的信道总数就可以建立具有大带宽的有限个分组交换连接。
如果对于一个所请求的电路交换连接，在那些不用于分组交换连接的信道中没有信道可用，就把可以用于分组交换连接的必需数目的信道分配给该电路交换连接。
可以断开一个或多个分组交换连接，以便使信道空闲从而用于电路交换连接。
这保证总是给予电路交换连接比分组交换连接更高的优先级，因分组交换不需要实时通信。
附图简述
以下将通过优选的实施方案，具体参考附图来更详细地描述本发明。其中
图1说明TDMA系统中移动终端和基站之间的通信；
图2是本发明方法的流程图；
图3A-3E说明使用本发明方法来分配一个频率上的信道。
实施方案详述
图1说明在TDMA移动电信系统中移动终端1和基站3之间的通信。多个信道在同一频率上的各个时隙中发送出去。在图中同一频率上发送8个时隙，它们对应于8个物理信道。基站3由基站控制器5控制，通过它可将基站3连接到电信网络7上。但是这里的描述只关心移动终端1和基站3之间的通信。
为一条电路交换连接分配一个或多个物理信道，并且该电路交换连接在该连接期间单独占有该信道或这些信道。为一条分组交换连接分配一个或多个物理信道，这些信道为该连接与其它分组交换连接共享。
在下面的讨论中将用到以下定义：
NUMAX：每个时隙所能容纳的最大分组交换连接数。
TSMAX：在一个频率上可以分配给分组交换连接的最大时隙数。如果对一个频率满足TSMAX准则，则意味着在这个频率上至少将这个数目的时隙分配给分组交换连接。
范围：对一个给定的频率，如果有至少NUMAX个连接分配给在这个频率上可以分配给分组交换连接的所有信道，则满足范围准则。
对于不同频率，NUMAX和TSMAX的值不同。这可以使系统更加灵活。例如，对大多数频率，TSMAX的值可以设置得相对低一些，而少数频率可以有较高的TSMAX，以便使在这些少数频率上的分组交换连接有较大的带宽。
NUMAX和TSMAX一起用于确定何时应该为要建立的新分组交换连接选择新的频率。它们可以由操作员来设置或可以在业务状况变化时就改变。
有两个基本的假设，这对大多数TDMA系统是正确的：
1)已经为电路交换业务和分组交换业务分别定义分配频率的优先级顺序。
2)拥塞时，电路交换连接比分组交换连接业务有更高的优先级。这意味着如果要求大于可用信道数的信道，则可以预先清空一条用于分组交换连接的信道来用于电路交换连接。
如果不同的频率具有不同的TSMAX值，则可以用不同的优先级列表。例如，被检查的第一个频率可以总是其TSMAX等于所要求的信道数的频率。
图2是根据本发明方法的流程图。在初始条件下所有的信道或者空闲或者被用于电路交换连接。
步骤S1：请求一条使用N个信道的分组交换连接。
步骤S2：选择上面提到的优先级列表中的第一个频率。
步骤S3：在该频率上满足TSMAX准则吗？如果否，则到步骤S4；如果是，则进到步骤S5。
步骤S4：将该频率上可以分配给分组交换连接的、且当前没有分配给任何连接的信道分配给该连接。如果请求更多的信道，则到步骤S6，否则程序结束。
步骤S5：对于该频率满足范围准则吗？如果否，则进到步骤S6；如果是，则进到步骤S7。
步骤S6：在该频率上为该分组交换连接分配所请求的信道数，或者如果所请求的信道数大于TSMAX，则分配TSMAX个信道。在已经用于分组交换连接的信道中选择具有被分配以最小连接数的信道。结束程序。
步骤S7：这是优先级列表中的最后一个频率吗？如果是，则进到步骤S8，如果否，则进到步骤S9。
步骤S8：作尽可能的信道分配。
步骤S9：选择优先级列表中下一个频率作为当前频率。进到步骤S3。
在步骤S8，如果所有的频率都满足TSMAX和范围准则，则可能采取另外的措施。在流程图中已经假设为该连接分配的那些信道具有比指定给它们的NUMAX个连接还要多的连接。还可能全部拒绝连接，以保证实际建立的每个连接的最小带宽。第三种可能性是为该连接分配那些通常不用于分组交换连接的信道。
图3A-3E说明根据上述程序的信道分配。在这些图中TSMAX设为4,NUMAX设为3。这意味着，在所示频率上的8个可用信道中4个可以分配给分组交换连接。在把新请求的连接分配到一个新的频率之前，3个连接可以共享一个物理信道。
图3A表明该频率上只有一个连接的情形。已经为该连接分配了两个信道，如两个斜线阴影的方框所示。
图3B表明已经建立第二个连接后的情形。给该连接分配3个信道，如3个垂直斜线阴影的方框所示。由于在该连接建立之前分配给分组交换连接的信道数小于TSMAX(即4个)，因而该连接使用先前未使用的两个信道并且与第一连接共享一个信道。
图3C表明建立使用4个时隙的第3个连接之后的情形。由于所有分配给分组交换连接的四个信道已经分配完，于是就检查是否满足范围准则，也就是说，检查是否每个信道已经分配了最大数目的连接。由于不是如此，所以就将该频率的所有4个可以分配给分组交换连接的信道分配给该连接，如点阴影方框所示。
图3D表明已经又有两个单信道的连接被分配的情形。所用时隙用黑方块表示。现在除了1个信道外所有的信道都分配了最大数目的连接。
如果在该阶段请求两个或更多的信道的连接，有两种选择：
1)在该频率上可以建立连接，这意味着在两个信道上将有一个大于NUMAX(即3)的连接。这是图3E所示的情形。
2)既然在这个频率上不违反范围准则就不能建立新连接，则可以为新连接选择另一个频率，
上述功能可以通过在网络节点中包含的软件包来实现。可以将其包含在一个单独的节点中、或在一个现有节点(例如图1所示的基站控制器5)中实现该功能。

Claims (17)

1．一种在可以使用分组交换和电路交换业务的移动电信系统中分配信道的方法，其特征在于以下步骤：
-对于每个频率指定可以分配给分组交换连接的最大信道数(TSMAX)；
-指定可以分配给一个信道的最大连接数(NUMAX)；
-当请求分组交换连接时，执行以下步骤：
-检查是否已经分配了最大信道数(TSMAX)，如果没有，就为该连接分配可用的信道；
-如果请求更多的信道，就将在可以分配给分组交换连接的信道中的其他信道分配给所请求的分组交换连接。
2．根据权利要求1的方法，包括随后的步骤，
如果已经分配了最大信道数(TSMAX)：
则检查在可以分配给分组交换连接的信道中是否已经给每个信道分配了最大连接数(NUMAX)，如果没有，则为所请求的连接分配具有最小连接数的信道。
3．根据权利要求2的方法，其中如果已经给每个所述的信道分配了最大连接数(NUMAX)，则选择另一个频率。
4．根据权利要求1的方法，包括随后的步骤，
如果已经分配了最大信道数(TSMAX)：
则检查在可以分配给分组交换连接的信道中是否已经给每个信道分配了最大连接数(NUMAX)，如果没有，
则检查是否可以把请求的信道数分配给该连接，如果是，
则为所请求的连接分配具有最少连接数的信道。
5．根据权利要求4的方法，其中，如果不能把所需数目的信道分配给该连接，则选择另一个频率。
6．根据前面任何一个权利要求的方法，其中，根据优先级顺序列表在每个频率执行这些步骤，直到找到一个频率可以满足连接请求，或直到检查完最后一个频率。
7．根据权利要求6的方法，其中，如果没有找到可以满足连接请求的频率，就作最可能的信道分配。
8．根据权利要求6的方法，其中，如果没有找到可以满足连接请求的频率，就拒绝该连接。
9．根据权利要求6的方法，其中如果没有找到可以满足连接请求的频率，就为该连接分配那些不通常分配给分组交换连接的信道。
10．根据前面任何一个权利要求的方法，包括以下步骤：
如果请求电路交换连接，
则检查在不用于分组交换连接的信道中是否有所请求的数目信道可用，如果是，则在这些信道中为该连接分配所请求的信道数。
11．根据权利要求8的方法，其中，如果在不用于分组交换连接的信道中没有所请求的数目信道可用，就将可以用于分组交换连接的必需数目的信道分配给电路交换连接。
12．根据权利要求9的方法，其中如果所请求的电路交换连接没有空闲信道可用，就断开一个或多个分组交换连接以便空出信道来用于电路交换连接。
13．根据前面任何一个权利要求的方法，其中可以分配给分组交换连接的最大信道数(TSMAX)和/或可以为每个信道分配的最大连接数(NUMAX)对每个频率是单独设置的。
14．一种在移动电信系统中的控制节点，其特征在于它包括
用于分别保存对于每个频率指定的可以分配给分组交换连接的最大信道数、和可以为每个信道分配的最大连接数(TSMAX,MUMAX)的值的存储装置，
一种装置，当请求分组交换连接时，
用于检查是否已经分配最大信道数(TSMAX)，如果没有，就为该连接分配可用的信道；
如果请求更多的信道，就将可以分配给分组交换连接的信道中的其他信道分配给所请求的分组交换连接。
15．根据权利要求14的控制节点，它被设计成如果已经分配了最大信道数(TSMAX)：
则检查在可以分配给分组交换连接的信道中是否已经给每个信道分配了最大连接数(NUMAX)，如果没有，就为所请求的连接分配具有最少连接数的信道。
16．根据权利要求15的控制节点，它被设计成如果每个所述的信道都已经分配了最大信道数(TSMAX)，则选择另一个频率。
17．根据权利要求14的控制节点，它被设计成如果已经分配了最大信道数(TSMAX)：
则检查在可以分配给分组交换连接的信道中是否已经给每个信道分配了最大连接数(NUMAX)，如果不是，就检查是否可以将所请求数目的信道分配给该连接，如果是，就为所请求的连接分配具有最少连接数的信道。
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