CN1354571A - 一种提高码分多址蜂窝移动通信系统信道利用率的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法,包括下列步骤:当CDMA系统接收到一个业务请求时,根据用户信息和业务的类型信息从系统数据库中获取该用户及业务类型相关的业务特性;根据获取的业务特性,选择信道复用方式和信道速率;发送数据;在数据传输过程中,统计业务速率的变化;根据统计结果,修改当前业务的业务特性;数据传输完成,把修改后的业务特性记录在数据库中。本发明有效地提高信道的利用率和减少信道重配置发生的次数。
Description
本发明涉及一种CDMA(码分多址)蜂窝移动通信系统，尤其涉及一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法。
随着互联网的逐渐普及，越来越多的无线设备(如手机)提供互联网接入功能，享受互联网提供的WWW(万维网)浏览、FTP(文件传输)下载和E_Mail(电子邮件)等业务。当用户点击WWW页面连接时，会发送一个下载请求，在这个请求过程中，一个或多个分组序列将被发送，此时信道上会有大量的数据要求进行迅速传送；当用户所要求的文档下载完成后，用户用一定的时间进行阅读，在这个时候信道上的数据量就很少。由此可以看出，这些分组业务具有突发性、速率动态变化范围很大等特点。如果按照常规的办法分配一定带宽的信道给这种业务，在业务突发的时候不能满足数据快速传送的需求，在业务数据很少时则浪费了信道资源。一种有效的解决办法是根据业务的特性，进行信道复用，利用多个业务之间的互补性，在一条信道上进行多个业务传输；然后监测信道的当前速率，如果当前信道速率很大，以至信道带宽不能传输满足要求，执行信道重配置；当业务空闲时再次重配置小的带宽给信道，以提高信道的利用效率。
图1显示了分组业务过程典型特性。一个分组业务会话过程由几个分组呼叫组成，每个分组呼叫包含多个分组请求，分组与分组之间存在一定的到达时间，当一个分组呼叫达到时，用户一段时间(阅读时间)阅读到达的数据，在这段时间内信道上的数据很少。当数据阅读完成后，再次发起分组呼叫。如此不断循环，直到业务结束。
CDMA是一种扩频通信技术。CDMA的优势之一是支持可变速率的分组业务。在CDMA的情况下，多址接入的实现是通过给每个用户安排一个具有良好的自相关和弱相关特性的伪随机码，此码字用来将用户的信号转换成宽带扩频信号，接收机在将此宽带信号转换成使用相同伪随机码的原始宽带信号。CDMA系统中，信道码采用的是正交可变扩频因子码(OVSF)，它们保证不同物理信道之间的正交性，而且因为它们的扩频因子(SF)可变，不同的扩频因子码可以提供不同的传输速率，SF越小，提供的速率就越大。CDMA的这种特性，使得CDMA系统可以通过选择不同的扩频因子码快速满足传输速率变化。
图2显示了一种码树结构。CDMA系统的扩频因子是通过码资源管理来实现的，所有的扩频因子码存在于码树中，靠近根节点的码对应高的传输速率，树的兄弟节点即扩频因子长度相同的码是正交的，父码和子码是不正交的，在码树中可分配的码应满足以下条件：
从该码到码树根节点C1，1的路径上没有码被分配；
以该码为根节点的子树中没有码被分配。
对于一种低速率的信道分配一个小的扩频因子码，将会使很多大的扩频因子码不能分配，限制了可以被其它用户使用的码的个数。由此可见，在码分配时，在满足信道数据速率的要求下应尽量保留扩频因子大的码以便为系统保留更多的资源。
CDMA码资源管理要求在满足信道数据速率的要求下应尽量保留扩频因子小的码以便为系统保留更多的资源。对于可变速率业务来说，正确地估计业务的当前速率，就可以为当前业务分配合适的码资源，也就是说在满足业务的需求条件下，可以为系统保留更多的资源供其它用户使用。
另一方面，CDMA系统通过在一个物理信道上复用多个业务的办法来提高信道的利用效率。如图3所示，复用可以发生在内部或者外部编码之前或之后，业务复用和信道编码之后，多业务数据映射到物理信道。如果整个速率超过了单个码传输速率的上限，可以分配几个物理信道。对于分组数据，如WWW浏览、FTP下载等，CDMA采用两种方式进行数据传输。短数据分组直接加到一个随机接入突发信道中，这种方式称为公共信道分组传输，适用于短的不频繁的分组；较大的和频繁的分组在专用信道上传输，CDMA系统将根据分组数据的速率和大小选择合适扩频因子的专用信道，在分组数据突发时，选择大容量的信道进行数据传输；而当分组数据变小或变得不频繁时，减小信道容量，以适应业务速率的变化。
当有一个业务请求到达CDMA系统时，如果该业务可以复用到原有信道上，CDMA系统重新配置物理信道。如果不能成功复用到原有的信道上，CDMA系统首先向码资源管理模块请求码资源，如果码资源请求失败，那么该业务就被拒绝。
上述的CDMA系统在分配业务时，需要把多种业务进行复用，以提高信道的利用效率。由于在分配信道和配置时，一方面，不同业务的具体特性是不一样的，不同用户的同一类型的业务的业务特性也是不一样的；另一方面，信道配置时，如果对具体业务的业务特性不了解，会导致盲目的配置，结果导致信道资源的浪费或者频繁的重配置，从而影响CDMA系统的性能。
本发明的目的在于提供一种提高CDMA系统信道利用率的方法，该方法根据不同用户的不同业务的业务特性，合理分配信道带宽和复用方式，来达到提高信道的利用率和减少重配置次数。
为了实现上述的目的，本发明所提供的一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，包括下列步骤：当CDMA系统接收到一个包含业务的类型信息和用户信息的业务请求时，根据用户信息和业务的类型信息从系统数据库中获取该用户及业务类型相关的业务特性；根据获取的业务特性，选择信道复用方式和信道速率；发送数据，并在发送数据的过程中，当业务速率发生了变化使得当前配置信道的容量不能满足业务传输速率的要求时，执行信道重配置；在数据传输过程中，统计业务速率的变化；根据统计结果，修改当前业务的业务特性；数据传输完成，把修改后的业务特性记录在数据库中，使得收到该用户同一类型的下一个业务请求时，作为信道配置和分配的依据。
在上述的提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法中，业务类型可包括分组业务、语音业务以及其它非恒定速率的业务。
在上述的提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法中，业务特性可以包括业务的最大速率、业务最大速率持续时间、最大速率的出现概率、业务的平均速率、业务平均速率的持续时间、平均速率的出现概率、业务的最小速率、业务最小速率的持续时间、最小速率的出现概率。
在上述的提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法中，业务特性也可以包括业务的速率分布，每个速率持续时间的分布，以及速率的变化趋势统计。
在上述的提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法中，每个用户的每种业务的初始业务特性是根据业务类型的通用模型来确定的。
在上述的提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法中，修改当前业务的业务特性的次数可以是多次的，且每次均在已修改完的业务特性上进行修改或在初始的业务特性上进行修改。
上述的方法，首先从业务的业务特性角度考虑信道的配置，使得信道配置的效率得到提高，在以后业务通信过程中，对业务的特性进行进一步统计，根据统计结果修改业务的业务特性，使业务特性逐渐接近实际情况。本发明可以有效地减少信道重配置次数和提高信道利用效率。假设一个用户需要同时进行3种业务，每种业务的最大速率为32Kbit/s，每个业务出现最大速率的概率分别为0.1，0.2，0.2，按我们的方法把三种业务复用到一条速率为32Kbit/s的信道上，该信道的利用率为0.5，而且在该信道上还可以继续进行信道复用。与对每一种业务分别分配一条32Kbit/s的信道相比，信道利用率提高了3倍以上，同时，节省了2个速率为32K的码资源，可供其它用户使用，相当于提高了系统的容量。另一方面，因为对于同一种业务，不同的用户由于习惯不同(对于WWW浏览，每个用户的阅读速度不一样)，每个用户的业务特性是不一样的。比如，当一个用户同时开多个WWW浏览窗口时，WWW浏览通用模型就不再适用于该用户。所以需要对用户的业务模型进行分别统计和计算，然后通过分析某个用户的特定业务的业务特性，如最大速率、最大速率持续时间、平均速率、最小速率等信息，作为进行信道配置的参考，避免了盲目的分配，使得重配置信令减少，信道利用效率提高，最终提高了整个系统的效率。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。
图1是WWW浏览业务的业务模型示意图；
图2是正交可变扩频因子(OVSF)码树结构示意图；
图3是通用的CDMA业务复用的示意图；
图4是本发明的流程框图。
如图4所示，本发明，即一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，包括下列步骤：
第一步：当CDMA系统接收到一个业务请求时，业务请求中包含业务的类型信息和用户信息，根据用户信息和业务的类型信息从系统数据库中获取关于用户所属业务类型的业务特性。其中：
每个用户的每种业务都有一个独立的业务特性，也可以是每个用户的同一类型的业务有一个业务特性；
每个用户的每种业务的初始业务特性是根据业务类型的通用模型来确定的，初始类型业务特性反映该业务类型业务的普遍特性；
业务类型可包括分组业务、语音业务以及其它非恒定速率的业务；
业务特性可以包括业务的最大速率、业务最大速率持续时间、最大速率的出现概率、业务的平均速率、业务平均速率的持续时间、平均速率的出现概率、业务的最小速率、业务最小速率的持续时间、最小速率的出现概率；
业务特性可以包括业务的速率分布，每个速率持续时间的分布，以及速率的变化趋势统计。
第二步：根据业务特性，选择信道复用方式和信道速率。
第三步：发送数据。如果在发送数据的过程中，业务速率发生了变化使得当前配置的信道不能满足业务传输速率的要求，那么执行信道重配置。
第四步：统计业务速率的变化，作为业务特性修改的依据。
第五步：根据统计结果，修改当前业务的业务特性，在不断的修改中，使得原有的业务特性逐步趋向合理。修改后的业务特性在下次通信中，作为信道配置的参考。
第六步：在数据库中修改相应的记录，使得收到该用户同一类型的下一个业务请求时，作为信道配置的依据。
Claims (6)
1.一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，其特征在于，包括下列步骤：
当CDMA系统接收到一个包含业务的类型信息和用户信息的业务请求时，根据用户信息和业务的类型信息从系统数据库中获取该用户及业务类型相关的业务特性；
根据获取的业务特性，选择信道复用方式和信道速率；
发送数据，并在发送数据的过程中，当业务速率发生了变化使得当前配置信道的容量不能满足业务传输速率的要求时，执行信道重配置；
在数据传输过程中，统计业务速率的变化；
根据统计结果，修改当前业务的业务特性；
数据传输完成，把修改后的业务特性记录在数据库中，使得收到该用户同一类型的下一个业务请求时，作为信道配置和分配的依据。
2.根据权利要求1所述的一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，其特征在于，所述的业务类型可包括分组业务、语音业务以及其它非恒定速率的业务。
3.根据权利要求1所述的一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，其特征在于，所述的业务特性可以包括业务的最大速率、业务最大速率持续时间、最大速率的出现概率、业务的平均速率、业务平均速率的持续时间、平均速率的出现概率、业务的最小速率、业务最小速率的持续时间、最小速率的出现概率。
4.根据权利要求1所述的一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，其特征在于，所述的业务特性可以包括业务的速率分布，每个速率持续时间的分布，以及速率的变化趋势统计。
5.根据权利要求1所述的一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，其特征在于，每个用户的每种业务的初始业务特性是根据业务类型的通用模型来确定的。
6.根据权利要求1所述的一种提高CDMA蜂窝移动通信系统信道利用率的方法，其特征在于，所述的修改当前业务的业务特性的次数可以是多次的，且每次均在已修改完的业务特性上进行修改或在初始的业务特性上进行修改。
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