CN1378355A

CN1378355A - 多信道解调调度方法

Info

Publication number: CN1378355A
Application number: CN 01105824
Authority: CN
Inventors: 刘和兴
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: CHINA TECHNOLOGY EXCHANGE CO., LTD.; State Grid Beijing Electric Power Co Ltd; State Grid Economic and Technological Research Institute
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-11-06
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: CN1215668C

Abstract

本发明提出一种用一个任务实现控制多信道的解调调度方法,包括:初始化各信道单元的搜索超时参数;启动时钟中断;系统在运行中,不断产生定时中断,并在定时中断服务中处理搜索超时参数;解调任务设置搜索时长参数,启动搜索过程;解调任务接收到来自中断定时服务程序的事件后,处理相应的搜索数据。本发明在一次调度过程中将处理尽可能多的反向业务信道的解调操作,避免反复任务切换和事件收发过程,节省了任务切换过程中的运行时间,提高利用率达30%～50%。

Description

多信道解调调度方法

本发明提出了一种在CDMA(码分多址)基站系统中，用一个任务控制多个反向业务信道单元对手机信号进行解调的调度方法。

在CDMA蜂窝系统中，基站发往移动台的基带信号需要经过信道单元的调制，从移动台发往基站的信号也需要由信道单元来进行解调。信道单元对基带信号调制和解调的性能是决定基站性能的一个重要因素，其中由于解调算法实现的复杂性，使得解调性能又成为影响CDMA系统通话质量的关键性因素之一。在一次通话过程中，基站需要利用信道单元将基带信号调制成移动台可以接收的空中信号，同时需要利用信道单元将来自移动台的空中信号解调成数字基带信号。一个信道单元在一个时刻只能支持一个用户进行通话，当存在多个用户同时与基站进行通话时，基站必须对多个信道单元同时进行调制和解调。如何同时控制多个信道单元同时进行解调，是正确实现基站解调功能的一个重要方面。

根据美国专利5511067中的描述，在CDMA的信道单元软件系统中，每一个反向业务信道都对应了一个反向业务信道任务、一个解调任务和一个解码任务。对反向业务信道解调过程进行控制的方法是用一个专门的解调任务来驱动调制解调专用芯片去执行对来自移动台的信号进行搜索和解调的过程。当多个信道单元需要同时进行解调时，则需要同时使用多个解调任务。这样一来，在同时进行多个信道单元的解调过程时，需要同时开启多个解调任务，导致在软件系统中存在频繁的任务切换和系统调用，从而降低了系统运行的效率。

鉴于上述方法的缺点，本发明的目的是提出一种用一个任务实现控制多个反向业务信道的解调过程的调度方法。当基站和多个移动台同时进行通话时，使用本方法可以大大降低在信道单元软件系统中任务切换的次数，并减少对系统调用的使用，从而大大提高信道单元软件运行的效率，使之能够支持更多的信道单元的工作。

本发明所述的一种用一个任务实现控制多信道的解调调度方法，步骤如下：

第一步：初始化各信道单元的搜索超时参数。

第二步：启动时钟中断。

第三步：系统在运行中，不断产生定时中断，并在定时中断服务过程中处理

搜索超时参数。

第四步：解调任务设置搜索时长参数，启动搜索过程。

第五步：解调任务接收到来自中断定时服务程序的事件后，处理相应的搜索数据。

从以下对控制多个反向业务信道解调过程的单实例任务的调度过程的附图描述，可以看到一个任务实现控制多个反向业务信道的解调过程的实现思路和实现步骤的详细说明。

图1是单个反向业务信道解调过程的说明。

图2是单实例解调任务与时钟中断的关系的说明。

图3是控制多个反向业务信道解调过程的单实例解调任务的调度过程。

图4是单实例解调任务处理搜索数据过程的说明。

图5是时钟中断发送超时事件过程的说明。

描述单个反向业务信道解调的过程有助于理解单实例解调任务的调度过程。在使用多个解调任务的方法中，每个业务信道都对应一个如图1所示的单独的调度过程，但在本发明所提出的方法中，每个业务信道也都要能实现如图1所示的所有功能，但是各业务信道的调度过程是互相结合进行的，并不是一个各自为政的过程，从而避免了多个解调任务互相切换而降低系统运行的效率的不足之处。

解调任务在驱动调制解调专用芯片进行搜索过程之后，将等待一段时间，使得芯片可以完成相应的工作。在等待时间到达(即超时)之后，解调任务将对芯片读取数据进行处理。等待的时间需要根据芯片的处理速度来确定，如果解调任务没有启动芯片进行工作，则应将等待的时间设为无限长。

在图1中，解调任务首先进行一系列初始化操作(步骤101)，在此步骤中，由于尚未启动任何搜索过程，解调任务必须将等待时长设为无限长。

完成所需初始化操作后，解调任务即进入任务体的主循环。在任务的主循环体中，解调任务将接收启动呼叫和关闭解调任务的事件。在主循环的初期，解调任务将进入等待所需事件的状态(步骤102)。一旦等待超时或接收到事件，操作系统都将把控制权交给解调任务，使解调任务到达步骤103。

在步骤103，解调任务将判断自身获得控制权的原因。如果获得控制权的原因是因为等待超时，则表明芯片已经完成指定操作，可以对相应的搜索数据进行处理了，此时解调任务将转向处理搜索数据(步骤104)。

如果解调任务没有启动芯片进行工作，则由于等待时长被设为无限长，因此解调任务是不可能由于等待超时而获得控制权的，因而也就不会有机会转向步骤104。如果解调任务获得控制权的原因不是因为等待超时，则表明它已经接收到的所需事件，需要对事件进行处理，因此解调任务将转向步骤106，判断是否接收到启动呼叫事件，如果是，则解调任务将启动前缀搜索过程(步骤107)。接着如果判断是接收到关闭任务的事件(步骤108)，解调任务将跳出主循环，转向执行关闭解调任务的操作。(步骤109)

如上所述，本发明的目的是将多个反向业务信道的解调过程融合到一个任务中去，减少任务切换和系统调度的次数，这样可以大大提高程序运行的效率。为了实现这个目的，在本发明所提出单实例解调任务的调度过程中，充分借助于时钟中断的处理能力。由于时钟中断在系统运行过程中是一直存在的，因此可以利用它来维护超时时长变量，而不用借助于操作系统对时钟的维护功能，这样可以减少中间环节，提高程序效率。时钟每产生一次中断，就可以将超时时长变量递减一次。当超时时长变量递减为0时，就可以由时钟中断处理程序去唤醒解调任务，处理相应的搜索数据。时钟中断与单实例解调任务之间的关系如图2所示。

在图2中，单实例解调任务将首先进行针对所有信道的一系列初始化操作，包括初始化搜索超时参数(步骤201)。完成了针对所有的信道的初始化操作后，单实例解调任务将进入等待事件和处理事件的操作(步骤202和203，其具体过程将在图3中加以说明)，在此阶段，单实例解调任务的操作主要都是针对所有的信道来进行的，也就是说，单实例解调任务等待的事件并不局限于某一个信道的事件，任何一个信道在必要时都可以向单实例解调任务发送事件，而单实例解调任务在处理完了一个接收到的事件后，将会检查是否还存在其它信道发送的事件，或者是否还存在相同信道发送的其它事件，如果有单实例解调任务将继续对接收到的事件进行处理。这样做，是因为如果单实例解调任务在处理完事件后，过早交出运行权，则可能由于还有其它事件的存在，单实例解调任务又将再一次被调度运行，从而产生不必要的任务运行权的转换，降低了系统运行的效率。同样，单实例解调任务在处理事件时，也是尽可能地针对所有的信道来进行的，这最主要表现在处理搜索数据的操作过程中。处理搜索数据的操作虽然可能只是由于某一个信道的搜索超时事件而引发的，但单实例解调任务在接收到该事件后，并不是只处理引发搜索超时事件的信道的搜索数据，而是处理所有符合条件的信道的数据，从而达到充分利用每次运行机会，提高系统运行的效率的目的。当然，为了实现这个目的，同时也需要时钟中断服务程序的配合，在单实例解调任务运行期间，时钟中断服务程即使被调用，也不应该发送不必要的搜索超时事件，以减少系统调用和事件收发过程，提高效率。

如图2，时钟中断服务程序在硬件产生时钟中断后将被调用执行，它在执行过程中，将对搜索超时参数加以处理(步骤205)，并将根据情况向单实例解调任务发送搜索超时事件(其具体过程将结合图5加以说明)。值得注意的是，在此处，如上所述，中断服务程序应该判断单实例解调任务是否在运行，如果在，则即使有某些信道的搜索已经完成，也不应该发送搜索超时事件，单实例解调任务会在运行中自行处理已经就绪的的信道的搜索数据。单实例解调任务在接收到搜索超时事件后，将获得运行权，对接收到的事件进行处理(步骤203)，处理完毕后将再转向步骤202，如此周而复始，不断完成所需的解调操作。

结合图3、图4和图5可以看到一个实现本发明目的的单实例解调任务的调度过程。

单实例解调任务利用了一个解调命令队列来存放各业务信道启动或关闭解调过程的命令消息。当需要启动或关闭一个反向业务信道的解调过程时，应当首先构造一条相应的命令消息，并将其放入解调命令队列，然后再向单实例解调任务发送一个解调命令事件。对比图1中单个反向业务信道解调的过程，在单实例解调任务中启动或关闭解调的过程多了一个向解调命令队列发送消息的过程，但是由于在一次通话过程中，启动或关闭解调的操作次数只有极有限的几次，其对解调任务整体运行效率的影响是极小的。而且解调命令队列可以采用一些比较简单的实现方式，可以使对解调命令队列的操作只占据极少的程序运行时间。单实例解调任务采用解调命令队列的方式来启动或关闭解调过程，可以实现一种高效的调度方法，其带来的好处远大于其对解调任务整体运行效率的微小负面影响。

在运行初期，单实例解调任务首先初始化与各信道单元相对应的搜索超时参数数组SearchTimeOutArray[]和解调命令队列(步骤301)，然后将进入任务的主循环体。在主循环体的开始，单实例解调任务将等待接收搜索超时事件和解调命令事件(步骤302)。搜索超时事件的发送过程将结合图5加以说明。

接收到事件后，单实例解调任务将首先判断是否接收到了解调命令事件(步骤303)。如果接收到了该事件，解调任务将从解调命令队列中取出相应的解调命令消息加以处理(步骤304和305)。对解调命令消息的处理将一直进行到解调命令队列为空为止，这样可以在一次运行过程中完成对尽可能多的解调命令消息的处理，避免不必要的任务运行权的转换，提高程序的运行效率。

在处理完解调命令消息后，解调任务将判断是否接收到了搜索超时事件(步骤309)。如果没有接收到该事件，任务体将转回主循环体的开始处，否则将进行对搜索数据的处理(步骤310)。对搜索数据的处理将在图4中进一步说明。对搜索数据的处理将一直进行到SearchTimeOutArray[]中不存在小于“0”值的成员变量，也就是说，只要存在搜索超时的反向业务信道，单实例解调任务将不交出程序运行权，除非它被中断服务程序打断，从而完成对尽可能多的搜索数据的处理，充分利用每次运行的机会，提高程序效率。在处理完所有待处理的反向业务信道搜索数据后，解调任务将交出控制权，返回到主循环体的开始处等待事件。

单实例解调任务对搜索数据的处理(步骤310)如图4所示。在处理搜索数据时，单实例解调任务将分别判断搜索超时参数数组SearchTimeOutArray[]中和各信道单元相对应的成员变量(步骤402)。如果其中有成员变量小于“0”，则单实例解调任务将处理相对应的反向业务信道的搜索数据(步骤403)，在处理完毕之后再启动下一次搜索，并重置SearchTimeOutArray[]中相应的成员变量(步骤404)。在对所有的反向业务信道作完了一次判断和处理之后，解调任务将再次查看SearchTimeOutArray[]中是否有成员变量小于“0”值(步骤407)，如果有，解调任务将先处理完解调命令队列中所有的消息(步骤408、步骤409)，然后转向步骤401，进行下一轮的搜索数据的判断和处理。

值得注意的是，在步骤407中，单实例解调任务的运行是不允许被打断的，以免该步骤的判断出现错误的结果。

在单实例解调任务运行过程中，解调任务应完成尽可能多的与信道单元相对应的搜索数据的处理，充分利用每一次的调度机会，减少不必要的任务切换。

SearchTimeOutArray[]中成员变量的变化主要在时钟中断中进行。在一次时钟中断中，SearchTimeOutArray[]中所有成员变量都将递减1，如图5中的步骤502。如果在一次在时钟中断中SearchTimeOutArray[]中有一个成员变量被递减为小于“0”的负值，并且当前单实例解调任务没有获得控制权(步骤508)，则时钟中断服务程序将向单实例解调任务发送搜索超时事件(步骤509)。如果在步骤508的判断过程中，如果发现单实例解调任务已经获得了控制权，则时钟中断服务程序将不发送搜索超时事件，由此避免过多的事件收发的系统调用过程和任务切换过程，提高程序的运行效率。此时单实例解调任务虽然没有接收到搜索超时事件，但是它的运行流程(步骤407)保证了它能够进行所需的搜索数据处理工作。

从上述对单实例解调任务的调度过程的说明可以看出，单实例解调任务的基本思想是在一次运行过程中尽量避免任务运行权的转换，在一次调度过程中将处理尽可能多的反向业务信道的解调操作，从而避免了过多的任务切换和事件收发过程，通过节省在任务切换过程中的运行时间来提高程序运行的效率。在多个反向业务信道同时工作时，使用这种调度方式将大大提高程序运行的效率。对CPU利用率统计的结果表明，在同时支持24个反向业务信道的解调过程时，使用单实例解调任务，比采用多实例的办法要提高利用率达30％～50％。

Claims

1、一种用一个任务实现控制多信道的解调调度方法，步骤如下：

第一步：初始化各信道单元的搜索超时参数；

第二步：启动时钟中断；

搜索超时参数；

第四步：解调任务设置搜索时长参数，启动搜索过程；

2、如权利要求1所述的多信道的解调调度方法，其特征在于，所述第三步的不断产生定时中断，并在定时中断服务过程中处理搜索超时参数包括：(1)信道单元索引号清零(501)；(2)搜索超时参数(502)；(3)判断超时参数是否小于零(503)，如不是，则设置发送搜索超时事件标志(504)，然后转(507)；(4)信道单元索引号加1(505)；(5)判断信道单元索引号是否小于信道单元最大实例数(506)，如不是，则转(502)；(6)是否已设置发送搜索超时事件标志(507)，如不是，则结束；(7)解调任务是否处在等待状态(508)，如是，则结束；(8)向解调任务发送搜索超时事件(509)；(9)结束。

3、如权利要求1所述的多信道的解调调度方法，其特征在于，所述第四步的设置搜索时长参数启动搜索过程包括：(1)信道单元索引号清零(401)；(2)搜索超时参数是否小于零(402)，如不是，转(405)；(3)处理信道单元索引号所在信道单元上的搜索数据(403)；(4)在信道单元索引号所在信道单元上的启动下一次搜索并重置搜索超时事件(404)；(5)信道单元索引号加1(405)；(6)判断信道单元索引号是否大于最大的信道单元数(406)，如不是，转(402)；(7)判断搜索超时数组中是否有成员变量小于零的值(407)，如不是，则结束；(8)是否有待处理的解调命令(408)，如不是，转(402)；(9)处理解调命令(409)，转(408)。

4、如权利要求1所述的多信道的解调调度方法，其特征在于，所述第五步的处理相应的搜索数据包括：(1)等待事件(302)；(2)判断是否收到解调命令事件(303)，如不是，转(309)；(3)判断解调命令是否为空(304)，如是，转(309)；否则(4)取出解调命令消息(305)；(5)判断是何种命令？如是关闭解调命令，转(307)，如是启动呼叫命令，转(308)：(6)关闭相应解调过程(307)；(7)启动相应解调过程(308)；(8)判断是否收到超时事件(309)，如不是，转(302)；(9)处理搜索数据(310)，然后转(302)。