CN1471329A - 用于分组交换服务的动态频率分配的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于分组交换服务中的动态频率分配的系统、方法和计算机程序，其中用于分组交换服务的无线电信道利用动态的频率和信道分配系统可以被动态地分配以满足服务质量(QoS)要求。在可用信道中估算可获得的吞吐量。更进一步地，用户或应用能够规定所期望的服务水平，并且系统、方法和计算机程序将选择一种信道指配以满足所期望的服务水平。当将被指配的信道已经被选定时，该系统、方法和计算机程序将评估新的信道指配是否将对其它进行中的连接造成过度的干扰。在这种情况下该进行中的连接将被重新指配到另一个合适的无线电信道。

Description

用于分组交换服务的动 态频率分配的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于分组交换服务的动态频率分配的一种系统和方法。更具体地，本发明是这样一种系统和方法，其中，利用一种动态的频率和信道分配系统，分组交换服务可以被动态地分配以满足服务质量(QoS)的要求。
背景技术
在部署和利用蜂窝电话的相对较短的历史中，与在使用方面的指数增加一样，在服务质量方面也已经出现重大的改进。如图1的说明，蜂窝电话服务供应商建立了小区10(也称为基站(BTS))，每个小区10包括一个向移动站(MS)发送信号和从移动站(MS)(未显示)接收信号的收发信机20。小区10被配置为彼此提供一定的重叠覆盖区域，以便当移动站从一个小区10移动到另一个小区10时，新的小区10无缝地接续(切换)移动站和蜂窝网络之间的连接。移动站210和收发信机20在一个给定的时隙内将使用一个频率来发送而用另一个频率来接收。接收频率和发送频率的组合以及该时隙可以被看作一个单信道。然而，当在每个小区10中移动站使用相同的或接近的频率时，将产生邻近的小区10之间的干扰问题。
这种干扰常常是以载波/干扰比(C/I)表示，载波/干扰比也可以被称为信噪比。当C/I的值低时，这表示信号强度(C)低、或者干扰(I)高、亦或是二者的组合。然而，一个很高的C/I水平将导致：由于可用信道较少而在蜂窝网络中容量较小，并且一旦该C/I水平已达到一个确定的最低水平，则该很高的C/I水平将不必要地提高QoS。
为了向所有的移动站提供相等的C/I水平，蜂窝电话服务供应商已经提供了为一种跳频方法准备的固定频率利用规划，该规划被分配给每个收发信机20。在任何给定的时隙中通过频率和时分多址接入(TDMA)，可使一个小区10内的C/I水平平坦(even out)。但是，收发信机20并不使切换和功率控制判定基于C/I水平。这些判定常常可以基于这种变量，如场强和误码率等。收发信机可以完成某些C/I测量，但这些局限于接收或上行链路频率。对于邻近的小区10，只有广播控制信道频率的场强测量由移动站210确定。因此，对于一个小区而言，不可能有效地控制C/I水平，以及控制服务质量，更不必说来自邻近的小区10的、可能造成的彼此之间的干扰的影响。
在申请号为PCT/FI/99/00876的诺基亚专利申请中公开了一个改进QoS的解决方案，它被在此整体引入作为参考。这个诺基亚专利申请提供了动态的最优化信道分配(DOCA)。DOCA确定每个移动站的C/I水平，并连续地监测它，使得蜂窝网确定该C/I水平是否处于一个预先确定的水平内。从一个小区10到另一个小区的切换也是根据C/I准则，并因此有效地减少了服务中断的风险。但是，除广播控制信道频率以外，在网络中没有实际的频率规划，并且频率可以在需要时保留以按照C/I分析所确定的来分配信道和切换。
随着蜂窝通信行业的发展，蜂窝通信不再仅仅局限于模拟的话音信号。今天，移动站不仅可以承载电路交换的语音而且还可以承载数字信息，比如互联网协议上的话音(VoIP)、电子邮件消息、以及完全的因特网访问等。由于蜂窝网络必须能够处理的信息类型的改变，所以需要具有按照所要求的通信类型调整C/I水平的能力。例如，在传送电子邮件消息的过程中，可以容忍较低水平的C/I水平，因为该消息通常是短的而且通信速率不是绝对关键的。还因为对于任何IP通信，分组中都会出现纠错并且当没有收到分组时分组可以被重发。然而，任何其它形式的通信，比如话音或者需要准确地发送和接收大量数据的场合，则要求较高水平的C/I。申请号为PCT/FI/01114的诺基亚专利申请处理动态的频率和信道分配(DFCA)，它通过选择具有适当的C/I水平的信道来满足不同用户的需要，该申请被在此引入作为参考。DFCA动态地保持可被分配的所有可能信道的连接质量(C/I水平)的一个矩阵。这个矩阵使得能够选择一个信道，该信道具有可以最好地适合用户需要的C/I水平。更进一步地，当其它的移动站在邻近的小区10中被分配了信道时，确定这种分配可能对已经建立的通信信道的影响。
然而，即使DFCA能够在小区10内提供好的QoS和最多可能的信道数，在电路交换系统中大量的带宽仍然没有被充分利用。在与分组传输有关的很多情况下(如在一个IP网络中)，传输分组的数量和它们的大小相对较小。这种情况在向蜂窝电话和从蜂窝电话传输电子邮件中特别明显，并且在VOIP通信中也可能是这种情况。而且，在VOIP通信中，可能有一些时段其中由于没有人说话因而没有分组被传输。因此，使一个信道专用于传送一种相对小或不经常出现的分组将失去在IP网络中通过共享通信所取得的优势。在IP网络中，来自不同源和用户的分组在相同的信道或通信线路上传送给目的地，该目的地重组(reassemble)适当的分组来形成消息。因此，通过共享机制，通信线路或信道被更加充分地利用了。但是在大量数据必须以可能的最快方式加以传送的情况下，希望能够提供有高C/I值的专用信道用于最大吞吐量。
因此，所需要的是一个系统和方法，它能够确定移动站所要求的QoS，并确定与其它的移动站共享一个信道是否会满足要求的QoS。此外，当移动站要求很高的吞吐量时，这个系统和方法应该提供专用的具有高C/I值的信道以使吞吐量最大化。因此，蜂窝网的资源将被最大化以便处理最大数量的移动站，同时满足任何给定移动站的QoS要求。
发明内容
本发明的一个实施例提供了用于分组交换服务的动态信道分配的系统和计算机程序。这种系统和计算机程序具有服务质量管理模块，以利用吞吐量估算和输出干扰评估模块来监测来自移动站的对信道指配的请求以及控制信道指配过程。该服务质量管理模块根据业务类别类型和吞吐量估算来确定：是否能够利用共享区域内的共享无线电信道建立该连接，或者是否必须利用专用区域里提供的专用信道建立该连接。吞吐量估算模块被用来根据该用户在不同的无线电信道中将经受到的估算的C/I比，和在相同的无线电信道上的现有的资源利用，来确定在可用的无线电信道中可获得的用户吞吐量。输出干扰评估模块被用来根据C/I比而确定信道指配对邻近小区内已经被指配的其它专用信道的影响。当需要时，输出干扰评估模块触发切换，以便将可能受到该新信道不利影响的专用信道上被危及到的连接转移到其它专用或共享信道。
此外，本发明的一个实施例是用于分组交换服务的动态信道分配的一种方法。这个方法以基于为各小区外加每个频率计算C/I比而向位于该小区内的多个收发信机单元分配频率开始，或者以任何其它的、以在网络中实现最小干扰为目的的信道分配方法开始。只要该收发信机单元载送共享区域的时隙，就要在该共享区域的时隙中使用这些被指配的频率。向该多个收发信机单元中的每个单元发送该频率。从移动站接收信道指配的请求。然后确定用于该信道指配的业务类别类型，其中业务类别类型要么是尽力传送要么是有保证的吞吐量。根据可用共享区域无线电信道中用于信道指配的C/I比来估算可获得的用户吞吐量，并且如果业务类别是尽力传送，则将该连接指配到具有最佳吞吐量的共享无线电信道。此外，当业务类别类型是有保证的吞吐量，并且对移动站而言共享信道指配将产生不适当的吞吐量时，指定该信道指配到专用信道。当在业务类别类型是有保证的吞吐量时在可用的共享或专用信道中不能达到所要求的吞吐量速率的情况下，拒绝信道指配并触发服务质量参数的重新协商。在所有的情况中，根据C/I比评估输出的干扰，该干扰可能源自在共享或专用区域内的信道指配，该C/I比是作为该信道指配的结果，受影响的、在邻近的小区内专用区域的连接被估算要经受的。当被估算的所得到的C/I比没有超过一个预先确定的值，这个值可能取决于每个受影响的连接的服务质量要求时，通过切换将受影响的连接重新定位到其它的信道或拒绝该信道指配。
当结合为举例说明目的而显示了依照本发明的实例的附图时，此设备、方法和计算机程序的这些和其它的特点将从下面的说明中变得更明白。
附图说明
当结合附图一起阅读时，对本发明的上述以及更好的理解将从对典型实施例和权利要求的详细说明而变得显而易见，所有这些都构成了本发明的公开的一部分。尽管上述和随后所写的和举例说明的公开内容集中在对本发明典型实施例的说明，但应该理解的是上述说明仅作为举例说明和实例，而本发明并不局限于此。本发明的精神和范围只由附加的权利要求书的条款来限定。
下面是附图的简要说明，其中：
图1是一个蜂窝网络的一个范例结构；
图2是在本发明的一个范例实施例中的系统结构示意图；
图3是在本发明的一个范例实施例中、具有与移动站相关联的两个不同C/I水平的一个小区的示例；
图4是基于收发信机单元中的共享和专用信道的无线电资源管理策略图表的一个示例；
图5是在本发明的一个范例实施例中采用的动态频率管理系统的范例模块结构示意图；
图6是显示由在图5中所示的频率分配模块510执行的操作步骤的范例流程图；
图7是显示一种可能的频率分配算法的流程图，即图6中所示的块610中执行的操作的流程图；
图8是显示由如图5所示的QoS管理模块540完成的操作的范例流程图；
图9是显示由如图5所示的吞吐量估算模块520完成的操作的范例流程图；
图10是显示在C/I估算模块中完成的、由如图9所示的块925和975中的操作的范例流程图；
图11是显示由如图5所示的输出干扰评估模块530完成的操作的范例流程图。
具体实施方式
在开始对本发明的详细说明之前，下文的叙述是按顺序的。在适当的时候，相同的附图标记和符号可能被用来在不同的图表中表示相同的、相应的或相似的部分。而且，在以下的详细说明中，可以给出示范的大小/模型/数值/范围，尽管本发明并不局限于此。
图2是在本发明的一个范例实施例中的系统结构示意图。如前所述，小区10包括一个收发信机20，这个收发信机20可以与位于该收发信机20范围内的移动站210进行通信。小区10是由一个基站控制器(BSC)230所控制，这个基站控制器决定必须如何调整收发信机的发射以便在一个时隙内对齐所有的发射。由此这将使整个蜂窝网同步，如图1中所例举和说明的。然后一个或多个基站控制器230被连接到移动交换中心(MSC)240，这个移动交换中心能够使移动站210与位于另一个小区10内的另一个移动站210或连接到公共电话交换网(PSTN)250或互联网协议(IP)网络260(比如因特网，但并不局限于因特网)的其它装置进行通信。进而IP网络260将被连接到一个内容供应商(CP)270，这个内容供应商将提供移动站210的用户所期望的内容。正如本领域普通技术人员所理解，图2中所举例说明的精确结构可以依据蜂窝网络的复杂性而变化。例如，它可以消除或减少MSC 240的数量并使一个BSC 230直接与PSTN 250或IP网络260相通信。
图3是在本发明的一个范例实施例中具有与移动站210相关联的二个不同的C/I水平300和310的小区10的一个示例。这个举例被提供用来显示C/I水平在物理上可以位于小区10内的任何地方。根据收发信机20结合BSC 230和从邻近的小区10接收到的任何干扰，决定具体的C/I水平300或310是高还是低。
图4是包括若干收发信机单元的收发信机20的示例，每个单元提供一个用在小区10中的载频，该载频被更进一步地划分到若干时隙，所有这些时隙加在一起构成一个TDMA帧。在各个收发信机单元410到430中各时隙可以属于共享区域435到445之一或属于专用区域450。对于所有的共享区域时隙，每个收发信机单元使用预先分配的频率，该频率是由图5中所示的频率指配模块510已经指配给该收发信机单元的。对于每个专用区域时隙，每个收发信机单元将使用动态指配的频率，该频率已根据C/I的估算通过DFCA算法被选择。共享区域时隙连同预先分配的频率构成一组共享无线电信道，该信道可被同时地指配给若干移动站。通常通过分组调度功能控制共享无线电信道的使用，其中的分组调度功能决定在任何的一个时间哪个用户数据将被在共享信道上发送。因为几个数据流的复用提供了实现无线电资源的非常有效使用的可能性，所以共享信道是有利的。然而，由于共享信道上使用预先分配的频率，因而在每个共享区域时隙中C/I是固定的。在一些情况下，这个原因以及在共享区域内用于为现有连接服务的时隙容量使得有可能不能达到所要求的吞吐量。在这种情况下，专用区域可能被用于该连接。在那个时候一个专用区域时隙只能被用于一个连接，并且它不具有一个与其相关联的预先分配的频率。取而代之的是，在专用区域时隙内所用的频率是通过DFCA算法从可用的频带中选择的，以便使C/I能够最大。这通常导致一个比较好的可能性来找到一个具有足够C/I的无线电信道，以提供所要求的吞吐量。这种情况由于以下事实得到进一步的帮助，即：专用区域时隙只能被专用于一个连接，所以全部时隙容量对用户都是可用的。除了已选择的分组交换数据连接之外，通过DFCA算法根据C/I准则将所有的电路交换语音和电路交换数据连接指配到专用区域内的无线电信道
图5所示的模块结构示意图以及图6到11的流程图包括软件、固件、硬件、过程或操作，它们对应于例如计算机程序的编码、代码部分、指令、代码段、命令、对象等，计算机程序被收录在例如存储介质中，比如软盘、光盘驱动器、可擦编程只读存储器、RAM、硬盘等。此外，计算机程序能够用任何语言编写，例如但不局限于C++。
图5是在本发明的一个范例实施例中采用的动态频率管理系统500的范例模块结构示意图。动态频率管理系统500被用来在一系列小区10中控制信道指配，以便提供最大数量的移动站210对蜂窝网络的接入，同时使用专用和共享信道维持一个适当的QoS水平。动态频率管理系统500包括至少四个主模块，并且被用来向移动站210指配频率/信道，确定估算的吞吐量的利用率和输出干扰，并根据估算的吞吐量和输出干扰以及所期望的服务质量来建立适当的信道连接。频率指配模块510被用来从可用频率组合中向每个相应小区10中的各个收发信机单元410到430指配共享区域频率，参照图6对此有更详细的讨论。共享区域频率的结果被存储在共享区域频率表515中。吞吐量估算模块520将监测任何输入干扰和当前的时隙容量从而导出一个吞吐量估算值，这个吞吐量估算值可以影响对于移动站210的新的信道指配，参照图9有更详细的讨论。输出干扰估算模块530将估算输出干扰，该输出干扰可能影响在任何邻近的小区10中指配的任何专用区域信道，参照图11有更详细的讨论。QoS管理模块540将确定特定移动站210要求的服务类型并选择可利用的信道以便提供所期望的QoS。动态频率管理模块500然后连接并修改背景干扰矩阵(BIM)550和信道利用表560。网络配置数据、频率分配和控制参数可以被包括在另一个数据库中。BIM550包括基于统计的C/I值的测量，统计的C/I值代表在网络中任何二个小区之间的统计期望的C/I值。这个统计的C/I数据形成一个小区相关性矩阵，这个矩阵能够被用作频率指配模块的输入。
图6是显示由在图5中所示的频率指配模块510执行的操作步骤的流程图。频率指配模块510从执行操作步骤600开始并立即进行操作步骤605。在操作步骤605中，BIM550被访问从而确定小区相关性矩阵，并且其它的适当数据库被访问从而确定小区10和收发信机20的配置数据、可用频率和分配导引(allocation steering)参数。操作步骤610包括一个频率分配算法，该算法以实现网络中的最小干扰为目的而向图4中的收发信机单元410至430指配可用的频率。然后这些指配的频率被用于每个收发信机单元中的共享区域时隙。频率分配算法可以通过很多方式来实现，并且存在若干众所周知的解决方案。一旦频率分配算法610被执行，则处理过程前进到操作步骤615，在操作步骤615中频率参数被传送到位于蜂窝网络中的每个小区10和收发信机20。此后，处理过程前进到操作步骤620，在此处理过程终止。
图7是显示一种可能的频率分配算法的流程图，该算法可能被用来实现图6中所示的块610中所要求的操作。频率分配算法从操作步骤700开始执行。此后，在操作步骤705中收发信机20TRX被选择。然后在操作步骤710中选择小区10并且在操作步骤715中选择包括有发射和接收频率的频率对。在操作步骤720中，为特定小区10内的选定频率计算C/I比。然后，在操作步骤725中，全部邻近的小区都被检查由于此特定小区10内该频率的可能分配而带来的可能干扰。操作步骤730包括检查是否全部可用的频率已经被评估过。如果没有，执行过程转回到操作步骤715。如果全部可用频率已经被处理过，则执行过程前进到操作步骤735。在操作步骤735中，在网络中具有最小干扰的频率对被选择。而后执行过程前进到操作步骤740，在操作步骤740中共享区域频率表用选择的频率来更新。而后执行过程前进到操作步骤745，在操作步骤745中确定是否全部的小区10已经被处理过。如果不是全部的小区10都被处理过则执行过程循环回到操作步骤710。而后，如果全部的小区10已经被处理过则执行过程前进到操作步骤750，在操作步骤750中确定是否全部的收发信机20单元已经被处理过。如果不是全部的收发信机单元都被处理过则执行过程循环回到操作步骤705。否则，处理过程前进到操作步骤755，在此处理过程终止。
图8是一个范例流程图，显示由如图5所示的QoS管理模块540所执行的操作过程。QoS管理模块540从操作步骤800开始执行并立即进行操作步骤805。在操作步骤805中，用户的QoS需求(比如吞吐量以及延迟和业务类型等)被访问。在操作步骤810中，对于全部可用的共享时隙(TSL)组合检查可用吞吐量，所述组合是由移动站210和网络所支持的。吞吐量估算过程810在图9中有更详细的介绍。然后在操作步骤815中，具有最佳吞吐量的、允许的时隙组合被选择。接着处理过程前进到操作步骤820，在操作步骤820中业务类型被确定。在这个实施例中，提供了两个可能的业务类型。具体地说是尽力传送吞吐量和有保证的吞吐量。然而，本领域的普通技术人员将会发现，根据用户的需要和蜂窝网络的能力，可以建立任何数目的业务类型。
仍然参考图8，如果业务类型规定为有保证的吞吐量，则处理过程前进到操作步骤825。在操作步骤825中确定是否满足了吞吐量的需求。如果吞吐量的需求被满足了，则处理过程前进到操作步骤835。另外，如果业务类型是尽力传送吞吐量，则处理过程也前进到操作步骤835。在操作步骤835中该连接被指配到提供最高吞吐量的、先前确定的共享区域允许的时隙组合，并且图5中的信道利用表560被相应地更新。然后，处理过程前进到操作步骤840，在操作步骤840中由新的信道指配引起的输出干扰被计算。如果新的指配被发现对邻近小区内任何现有的连接产生过多的干扰，则通过切换程序将该现有的连接重新定位到另一个无线电信道。输出干扰评估规程840在图11中有更详细的介绍。在输出干扰已经被评估以后，执行过程前进到操作步骤845，在操作步骤845中用于分组交换连接的信道指配程序结束。
仍然参考图8，如果在操作步骤825中吞吐量没有被满足，则处理过程也前进到操作步骤830。在操作步骤830中估算在对于全部可用频率的全部可用专用区域时隙内的可用用户吞吐量。这个操作步骤830在图9中有更详细的讨论。然后处理过程前进到操作步骤835，在操作步骤835中时隙计数器n被复位。随后是操作步骤850，在操作步骤850中要为分配而考虑的专用区域时隙的数目n被加1。然后处理过程前进到操作步骤855，在操作步骤855中根据在前面的操作步骤830中获得的吞吐量的估算来确定为无线电信道使用n时隙的支持配置的最佳可用吞吐量。然后，在操作步骤860中确定是否满足了吞吐量的需求。如果在操作步骤860中吞吐量的需求被满足了，则处理过程前进到操作步骤865，在操作步骤865中，在使用n时隙的专用区域中分配该信道并且在图5中的信道利用表560被相应地更新。然后，处理过程前进到操作步骤840，如前所述在操作步骤840中输出干扰被评估，并且最后处理过程前进到操作步骤845，在那里该处理过程终止。
仍然参考图8，如果在操作步骤860中确定吞吐量不能满足，则处理过程前进到操作步骤870。在操作步骤870中确定是否所要求的时隙数目超过了移动站210或小区10的容量/能力。如果所要求的时隙数目没有超过这种能力，则处理过程回到操作步骤850。但是，如果所要求的时隙数目确实超过了这种能力，则处理过程前进到操作步骤880，在操作步骤880中所请求的服务质量要求被重新协商。这可能需要请求要求传输信息的用户或者在移动站210中或在网络侧的应用至少临时地接受一种比所期望的服务水平低的服务。然后，处理过程回到操作步骤805。
图9是一个流程图，显示由如图5所示的吞吐量估算模块520执行的操作过程。吞吐量估算模块520从操作步骤900开始执行并立即进行操作步骤905。在操作步骤905中检查为其执行吞吐量估算的区域。如果要被评估的区域是一个共享区域，则处理过程前进到操作步骤910。在操作步骤910中，共享区域频率表515和信道利用表560被访问以检索信息，该信息指示小区10中的哪些时隙当前正属于该共享区域和在那些时隙中使用的预先分配的共享区域频率是什么。然后处理过程前进到操作步骤915，在操作步骤915中当前小区10中的共享区域之一被选取用于检验。然后处理过程前进到操作步骤920，在操作步骤920中被选取的共享区域中的时隙之一被选取用于检验。然后，处理过程前进到操作步骤925，在操作步骤925中估算用户在当前时隙中将经历的C/I。在操作步骤925中的C/I估算过程在图10中有更详细的讨论。然后处理过程前进到操作步骤930，在操作步骤930中估算的C/I被用于推导出在这个时隙中能够实现的最大可用吞吐量的一个估算。例如通过利用吞吐量映射表中的C/I能够实现这个估算。这个操作步骤之后是操作步骤935，在操作步骤935中信道利用表560被访问从而确定有多少时隙资源已经在被共享相同时隙的其它连接所使用。然后，处理过程前进到操作步骤940，在操作步骤940中通过考虑已经被其它连接所使用的时隙资源的份额，而调整该估算的最大时隙吞吐量。结果得出在当前的时隙中可用用户吞吐量的估算。然后处理过程前进到操作步骤945，在操作步骤945中确定是否在当前的共享区域中的所有时隙已经被检验了。如果不是所有的在当前的共享区域中的时隙被处理则处理过程返回到操作步骤920，否则处理过程前进到操作步骤950。在操作步骤950中确定是否所有的在当前的小区10中的共享区域已经被处理了。如果不是当前的小区10中的所有共享区域都被处理则处理过程返回到操作步骤915，否则处理过程前进到操作步骤955，处理过程结束。
仍然参考图9，如果在操作步骤905中确定吞吐量估算是对专用区域执行的则处理过程前进到操作步骤960。在操作步骤960中，信道利用表560被访问从而检索信息，该信息指示在小区10中哪些时隙当前正属于共享区域和允许被用于当前小区10中的共享区域连接的频率是什么。然后处理过程前进到操作步骤965，在操作步骤965中，共享区域中使用的可用频率之一被选取用于评估。然后处理过程前进到操作步骤970，在操作步骤970中，可用共享区域时隙之一被选取用于评估。然后处理过程前进到操作步骤975，在操作步骤975中，估算用户在当前时隙中将经历的C/I。在操作步骤975中的C/I估算过程在图10中有更详细的讨论。然后处理过程前进到操作步骤980，在操作步骤980中根据先前估算的C/I比来估算用户吞吐量。例如通过利用吞吐量映射表中的C/I能够实现这一估算。然后处理过程前进到操作步骤985，在操作步骤985中确定是否所有的在当前的共享区域中的时隙已经被处理过了。如果不是所有的在当前的共享区域中的时隙都被处理则处理过程返回到操作步骤970。如果所有的在当前的共享区域中的时隙已经被处理则处理过程前进到操作步骤990。在操作步骤990中确定是否所有的在当前小区10中用于共享区域的可用频率已经被处理了。如果不是所有的这种频率都被处理则处理过程返回到操作步骤965，否则处理过程前进到操作步骤995，处理过程结束。
图10是一个流程图，显示由如图9所示的操作步骤925和975中的C/I估算模块执行的操作过程。C/I估算模块从操作步骤1000开始执行并立即进行操作步骤1005。在操作步骤1005中访问将被评估的当前频率和当前时隙的信息。然后处理过程前进到操作步骤1010，在操作步骤1010中从BIM550中选取一个可能产生干扰的邻近的小区10。然后处理过程前进到操作步骤1015。在操作步骤1015中通过访问信道利用表560来确定该可能产生干扰的小区是否有已经使用当前时隙和当前频率或者与该当前频率邻近的频率的进行中的连接。如果没有这种进行中的连接存在则处理过程前进到操作步骤1055。否则处理过程前进到操作步骤1020。在操作步骤1020中检查在一个从移动站210收到的最近测量报告中是否报告了所选择的产生干扰的小区10的信号电平，该测量报告同样也包括提供服务的小区10的接收信号电平。这个下行链路测量报告可以被包括在信道利用表560或其它适当的数据库中。如果确定在MR中报告了产生干扰的小区10，则处理过程前进到操作步骤1030，在操作步骤1030中C/I比被设定为等于测量报告中的数值。
仍然参考图10，如果在操作步骤1020中确定在测量报告中没有报告产生干扰信号电平的小区10，则处理过程前进到操作步骤1025，在操作步骤1025中C/I比被设定为等于在BIM 550中找到的数值。处理过程从操作步骤1025或操作步骤1030前进到操作步骤1035，在操作步骤1035中确定所引入的干扰的类型。如果干扰是由一个邻近的频率引起的，则处理过程前进到操作步骤1040，在操作步骤1040中C/I比增加了一个邻近信道保护容限，这个邻近信道保护容限是一个预先确定的值。这个邻近信道保护容限被选择来将C/I比降低到某一水平，该水平在该干扰将被认为是共道干扰的情况下，对应于该邻近信道干扰的有害影响。但是，如果在操作步骤1035中确定干扰的类型是共道干扰，则处理过程从操作步骤1035或1040前进到操作步骤1045。在操作步骤1045中C/I比按照发射功率电平降低值而被降低，这个发射功率电平降低值与通过功率控制功能(如果它被使用的话)在产生干扰的连接中执行的当前发射功率电平的降低是一致的。这个功率降低值在信道利用表560中得到，在信道利用表560中它被通过功率控制功能更新。这种C/I比的调整保证在C/I估算过程中考虑可能的功率控制功能的影响。然后处理过程前进到操作步骤1050，在操作步骤1050中当前检查的引起干扰的连接的干扰贡献被合计到影响当前正被评估的时隙和频率的总干扰电平。然后处理过程前进到操作步骤1055，在操作步骤1055中确定是否所有的潜在干扰的小区都已经被处理过了。如果不是所有的潜在干扰的小区都被处理过，则处理过程返回到操作步骤1010。但是，如果所有的小区10都已经被处理过了，则处理过程前进到操作步骤1060，处理过程结束。
图11是一个流程图，它显示由如图5所示的输出干扰估算模块530执行的操作过程。输出干扰估算模块530从操作步骤1100开始执行并立即进行操作步骤1105。在操作步骤1105中，在新的信道指配中将利用的小区10、时隙和频率的信息被访问。处理过程前进到操作步骤1110，在操作步骤1110中要用于该新连接的时隙之一被选取。然后，处理过程前进到操作步骤1115，在操作步骤1115中潜在被干扰的邻近小区之一被选取以便检查。在BIM 550中，潜在被干扰的邻近小区的信息是可获得的。在操作步骤1120中通过访问信道利用表560来确定：该潜在被干扰的小区是否有进行中的连接使用由该新连接所使用的当前时隙和频率或与该新连接所使用的频率邻近的频率。如果没有这种进行中的连接存在则处理过程前进到操作步骤1170。否则处理过程前进到操作步骤1125。在操作步骤1125中确定：在将被该新连接干扰的连接的下行链路测量报告(MR)中是否报告了正在执行新信道指配的小区10。这个下行链路测量报告可以被包括在该信道利用表560中或其它适当的数据库中。如果确定在该测量报告中报告了正在执行新信道指配的小区10，则处理过程前进到操作步骤1135，在操作步骤1135中C/I比被设定等于被干扰连接的测量报告中包含的数值。
仍然参考图11，如果在操作步骤1125中确定正在执行新信道指配的小区10没有在MR中被报告，则处理过程前进到操作步骤1130，在操作步骤1130中C/I比被设定为等于在BIM 550中找到的数值。处理过程从操作步骤1130或操作步骤1135前进到操作步骤1140，在操作步骤1140中识别由现存连接引起的干扰是共道干扰或是邻道干扰。如果干扰是由一个邻近信道引起的则处理过程前进到操作步骤1150，在操作步骤1150中C/I比增加一个邻近信道保护容限，这个邻近信道保护容限是一个预先确定的值。这个邻近信道保护容限被选择从而将C/I比降低到某一水平，该水平在该干扰被认为是共道干扰的情况下，对应于该邻近信道干扰的有害影响。但是，如果在操作步骤1140中确定干扰类型为共道干扰，则处理过程从操作步骤1140或1150前进到操作步骤1155。在操作步骤745中C/I比按照一个发射功率电平降低值而被降低，这个发射功率电平降低值与通过功率控制功能(如果它被使用的话)在产生干扰的连接中执行的当前发射功率电平的降低是一致的。这个功率降低值在信道利用表560中是可以获得到，在信道利用表560中它被通过功率控制功能更新。这种C/I比的调整保证在C/I估算过程中考虑可能的功率控制功能的影响。然后处理过程前进到操作步骤1160，在操作步骤1160中确定是否全部的C/I比超过或等于允许的C/I比限制，该限制是被干扰的连接可接受的QoS所要求的最小C/I比。如果该C/I比不大于或者等于该C/I比限制，则处理过程前进到操作步骤1165，在操作步骤1165中为了把受到干扰的连接移动到另一个信道而触发一个切换。然后处理过程从操作步骤1160或操作步骤1165前进到操作步骤1170。在操作步骤1170中确定是否所有的潜在被干扰的小区10都已经被处理过了。如果不是所有的潜在被干扰的小区10都被处理过，则处理过程返回到操作步骤1115。但是，如果所有的小区10都已经被处理过了，则处理过程前进到操作步骤1175。在操作步骤1175中，确定是否将用于新信道的所有时隙已经被处理过了。如果不是所有的这种时隙都被处理过了则处理过程返回到操作步骤1110。否则，处理过程前进到操作步骤1180，处理过程结束。
利用上述的本发明的实施例，在蜂窝网络中，服务供应商的移动站能够向顾客提供一种广泛的服务。例如，许多顾客可能希望他们的移动站210上仅具有语音功能和电子邮件功能。服务供应商可以制造一个程序包以便将专用信道分配给语音通信同时将共享信道用于电子邮件。其他的顾客可能指定一种高端服务，例如要求流视频或音频，并因此需要具备更高的吞吐量，带有某一最小可获得吞吐量的保证。在这种情况下服务供应商可以提供一个专用信道或共享信道，其上有有限数目的用户并规定了高的C/I水平。更进一步地，根据业务条件和用户需求，信道类型的分配可以是动态的。因此，蜂窝网络服务供应商利用当前可用的同样的带宽能够给任何给定的小区10提供更广泛的增强服务。
虽然我们在这里只是显示和讨论了少数几个实例，但是可以理解，对本发明能够进行各种变化和改进，正如本领域那些技术人员所知的那样。例如，动态频率管理系统500可以被分布在蜂窝网络中的任何地方或包括在移动站210、收发信机20、BSC23或MSC240中。另外，如先前的DFCA，即申请号为PCT/FI/01114的诺基亚专利申请中讨论的，循环跳频能力可以在本发明中被利用。仅仅为了简化，已经讨论的本发明中没有应用循环跳频。但是，循环跳频改善了位于移动站的用户所注意到的接收服务质量。所以，向本发明增加循环跳频也将改善本发明中的服务质量。如上所述，没有循环跳频，则无线电信道由时隙和频率决定。但是在具备循环跳频时，频率被频率列表和在跳跃序列中的相位所代替。循环跳频的实现可以通过仅仅把在说明书中的术语“频率”用“频率列表”和“跳跃序列对中的相位”代替来完成。因此，我们不希望局限于这里显示和讨论的细节，而是打算覆盖所有这些包含在所附权利要求书范围中的变化和修改。

Claims (20)

1、一种用于分组交换服务的动态信道分配的系统，包括：
吞吐量估算模块，它确定对其它已指配信道的可能输入干扰何时可出现，并推导出时隙吞吐量估算；
输出干扰评估模块，它根据C/I比确定该信道指配对小区内和邻近小区内已经指配的其它信道的影响；以及
QoS管理模块，它根据业务类别类型和该信道指配的吞吐量要求来选择共享的或专用的信道用于连接，该业务类别类型与要求信息传送的移动台或服务或应用相关。
2、如权利要求1中所述的系统，其中，业务类别类型包括：
尽力传送业务类别类型，它将使得该信道指配对共享信道进行；以及
有保证的业务类别类型，当在该共享信道上存在有足够的吞吐量时它将使得信道指配对共享信道进行，而当在共享信道上不存在足够的吞吐量时它将使得信道指配对专用信道进行。
3、如权利要求2中所述的系统，还包括：
频率指配模块，它基于在每个小区中对于每个指配的频率最大化该C/I比来指配用于多个收发信机单元中每个单元的共享信道的频率。
4、如权利要求3中所述的系统，其中，频率指配模块根据一启发式(heuristic)算法来指配信道。
5、如权利要求2中所述的系统，其中，如果所要求的吞吐量超过任何共享信道的能力，则QoS管理模块将对于具有保证的吞吐量要求的各个连接，指配满足该连接吞吐量要求所需要的最小数量的专用信道。
6、如权利要求5中所述的系统，其中，当所要求数目的专用信道的指配超过小区的容量或移动台的能力时，为该连接重新协商服务质量要求。
7、如权利要求2中所述的系统，其中，吞吐量估算模块将根据该估算的C/I和要被用于决定信道指配的服务质量模块中的可用信道容量而产生可用无线电信道的吞吐量估算。
8、如权利要求2中所述的系统，其中，输出干扰评估模块将评估一个新的信道指配预期对已经指配给服务小区和邻近小区内的连接的其它信道产生的干扰电平。
9、如权利要求8中所述的系统，其中，输出干扰评估模块可触发一个无线电信道重新指配用于该专用区域中的进行中连接，该进行中的连接基于一个C/I准则、预期被由该新的信道指配产生的干扰不利地影响。
10、一种用于分组交换服务的动态信道分配的方法，包括：
把小区内的收发信机单元资源划分为构成共享区域的共享信道资源和构成专用区域的专用信道资源；
基于使在多个小区内的共享区域之间的干扰最小化，而向多个小区分配用于共享区域的频率；
把该频率传送给该多个小区中的每一个；
从移动台或核心网络接收信道指配的请求，其中，信道指配包括该频率中的两个；
根据估算的C/I和已经被其它连接使用的信道容量来估算在每个可能的无线电信道中可获得的吞吐量；
确定对于该信道指配的业务类别类型，其中，该业务类别类型是尽力传送或有保证的业务类别类型；
当该业务类别类型是尽力传送时指配提供最高的估算吞吐量的共享信道；
当该业务类别类型是有保证的并且共享信道指配将产生对于该移动台的不足够的吞吐量时，指配能够提供所要求吞吐量的专用信道；
根据对每个现存的连接估算的指配后的C/I比，评估影响服务小区和邻近小区内的任何现存连接的信道指配所产生的输出干扰；以及
对于为其估算的C/I比没有超过预先确定的值的现存连接，启动一个信道重新指配。
11、如权利要求10中所述的方法，还包括：
当在所有可用的共享和专用信道组合中可获得的估算吞吐量不足以满足所要求的吞吐量时，重新协商该连接的服务质量，其中该可用的共享和专用信道组合在移动台和小区的能力之内。
12、如权利要求10中所述的方法，其中，标识输入干扰还包括：
确定该输入干扰是由邻近信道造成的或是由共同信道造成的。
13、如权利要求11中所述的方法，其中对于该移动台重新协商所有的服务质量包括向该移动台提供更低的服务质量。
14、一种可存储在计算机可读介质上并可以由计算机执行的、用于分组交换服务的动态信道分配的计算机程序，包括：
吞吐量估算代码段，它确定对其它已指配信道的可能干扰何时可出现，并根据总的C/I比推导出对于所有可用无线电信道的吞吐量估算；
输出干扰评估代码段，它根据C/I比确定该信道指配对在小区内和邻近小区内已经指配的其它信道的影响；以及
QoS管理代码段，它监测来自移动台或核心网络的信道指配请求，根据与移动台相关的业务类别类型、该信道指配的吞吐量要求和可用共享及专用信道上的估算的可用吞吐量，将该信道指配到专用信道或共享信道。
15、如权利要求14中所述的计算机程序，其中，业务类别类型包括：
尽力传送业务类别类型，它将使得该信道指配对共享信道进行；以及
有保证的业务类别类型，当在该共享信道上存在有足够的吞吐量时它将使得该信道指配对共享信道进行，而当在该共享信道上不存在足够的吞吐量时它将使得该信道指配对专用信道进行。
16、如权利要求15中所述的计算机程序，还包括：
频率指配代码段，它基于对每个小区计算C/I比来为多个小区中每个共享区域指配信道。
17、如权利要求16中所述的计算机程序，其中，频率指配代码段根据一启发式算法来指配信道。
18、如权利要求15中所述的计算机程序，其中，当信道指配所要求的吞吐量超过任何共享信道的能力时，QoS管理代码段将最小化已指配的专用信道的数目为提供该请求的吞吐量所需的最小值。
19、如权利要求18中所述的计算机程序，其中，当在由该移动台和小区支持的任何可用的专用信道中可获得的估算吞吐量不足以满足所要求的服务质量需求时，启动对该连接的服务质量要求的重新协商。
20、如权利要求14中所述的计算机程序，其中，当估算的C/I比不足以维持现存连接的请求吞吐量时，输出干扰评估代码段将触发信道的重新指配。
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