CN1606842A - 在电信系统中重分配编码的方法和相关系统及计算机产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在电信系统中重分配编码的方法和相关系统及计算机产品。在码分多址传输系统(CDMA)中，按照由多个层构成的树形结构产生编码。每次重分配看作是新用户对系统的访问要求，通过相应的重分配消息将重分配的编码发送到所涉及的每个用户。为了减少重分配操作所要求的最小时间，发送到用户的重分配消息具有相同的扩展因子(SF)，因此可完全同时地发送相同服务的比特率(KR)。
Description
技术领域
本发明涉及用于码分多址或CDMA型电信系统的技术或编码分配方案或CAS，其随着对减少等待激活新呼叫时间的特定的关注而发展。
背景技术
在UMTS(通用移动电信系统)使用的环境中，基于UTRA(UMTS地上无线电接入)规范，例如TS 3 GPP RAN 25.213 v3.6.0，2001年6月)规范，用于信道化目的将一个或多个OVSF(正交可变扩展因子)编码分配到“下行链路”连接中的每个用户。
可通过两种不同方式实现高数据速率的接入：通过使用低扩展因子的单一编码或通过使用相同扩展因子(多编码概念)的多个编码。
假如这样，为了处理简单的目的给每个用户分配单独的OVSF编码，可以注意到这样的编码可由图1中示出的树状结构标记。
为了能够编码识别，如图1中示出的，给每个编码分配单独层的、或层的数量和分支数量的、或分支的数量。
为了简单的目的，假定需要等于R bps比特率的服务，可以映射在属于层1的编码中，属于层M的编码可用于映射需要2M-1·R bps的服务。
如果不考虑很详细的服务映射(这是现行的信道编码和/或所谓的功能)，这种假设是有效的。
无论如何，这里已处理过编码的管理技术，还可用于为服务分配编码，参照如在IST-2000 ARROWS D04文献“System SpecificationRadio Resource Management Algorithms：Identification andRequirements(系统规范.无线电资源管理算法：识别和请求)”中描述的解决方案的现行绘制。
最大扩展因子Nmax等于图1中编码的所有数量。
其后的定义将在以下使用，与在通信中所选择区域上的IEEE期刊，Vol.18，n.8，第1429-1440页，2000年8月的Thit Minn和Kai-Yeung Siu的文献“Dynamic Assignment of Orthogonalvariable-Spreading-Factor Code in W-CDMA(在W-CDMA中的正交可变扩展因子编码的动态分配)”中的这些介绍一致：
—子编码：所有的低级别编码从较高级别编码开始产生；
—母编码：所有的高级别编码连接专门的编码到相应于树根的编码；
—同等编码：由其直接的前述母编码产生的两个编码；和
—树叶：最低级别的编码。
使用这种数结构，将可以具有属于相互正交的相同级别(和因此具有相同长度和相同扩展因子或SF)的所有编码，这就是具有等于零的互相关性和等于1的自相关性。
当分配了特定编码，就无论如何不重分配任何子编码或任何相应的母编码：这些编码将不相互正交。
于是有利于以编码树的子树形式定义分支，其最高的编码级别(称为分支根编码)和所有相应的母编码一样可用；该分支根编码应属于层X，该分支本身称为层X分支。
基于上述提及的考虑，可立即注意到OVSF编码的优点，就如在下行链路UTRA连接中使用的，保持其最好的方形。然而在那里保持着可用编码的有限数量给出的缺点。为了避免称为“编码堵塞”的普遍现象，因此能够使用有效的处理方式来重新分配信道编码是很重要的。
该命名示出了以下情况：
—即基于干扰分析又基于编码树剩余容量—其有可能接受新的呼叫，但是
—由于编码分配，其是低效率的，该能力不是目前可用的，将会使新呼叫堵塞。
图2中示出了该情况的示意图。通过采用如图1中的相同形式，这里示出了两个不同编码分配的例子。特别地，在图2a与2b图表中，实心的点表示已分配编码，而由于其被其他分配所堵塞，因此不能被分配，十字突出的编码是不可用的。
在支持相同服务的两种情况下，仍然在如图2a左边示出的例子中，没有属于层3的可用编码是可用的。另一方面，在图2b右边示出的例子中的编码(3，1)是可用的，这表示该最后的编码分配比第一个更有效。
关于该问题也可以注意到“编码堵塞”现象完全不同于当由于树的可用容量不充分而不能接受新呼叫时出现的呼叫堵塞。
为了克服编码堵塞现象，因此设置分配/重分配策略以要求编码通道或“编码移交”，作为例子安排，每个使用特定编码的当前呼叫，将被迫使用属于相同层的不同编码。
在通常条件下，编码分配策略针对：
—最小化编码树分裂；
—保持高速率编码可能的最大数量，和
—排除编码堵塞现象。
作为例子，在上面提及的Minn和Siu文献中，提议了基于OVSF编码分配图表的策略，其中重分配标准能够实现排除编码堵塞现象。可理解这是最佳策略，其最小化了为经受新呼叫而重分配的OVSF编码的数量。该图表最小化了与相关的信令开销一起的编码移交现象的数量。
可以证明新输入呼叫所要求的数据速率落入在最大树容量之内，新呼叫可通过编码重分配来支持。由于干扰带来的限制使得不能分配所有的树容量，所涉及的策略可排除任何编码堵塞现象。
假设可支持新呼叫，则需要分配备用编码给该呼叫。由于上述原因，该操作仍然要求分支所占用子编码的重分配，该分支相对于组成根编码的备用编码的分支。这将依次要求在其他分支中忙的编码的重分配，等等。换句话说，使用适当的重分配策略，可以排除编码堵塞现象。
然而在这里具有对设置能够最小化能够承受新呼叫的重分配需要数量的标准的需要。
为此目的，作为例子，可以结合每个备用分支的成本功能而其后进行分配给新呼叫最小成本分支的根编码。
通过这种方法可大体估计三个连续步骤。
在第一个步骤，检测新呼叫(假设对于具有等于KR比特率的服务要求具有SF扩展因子的OVSF编码)是否符合由可用的树容量承担。如果不是这种情况，就堵塞该呼叫。
在实际情况中，寻找可与输入呼叫相关的具有根编码的最小成本分支来进行。如果需要，重分配由识别过的分支占用的子编码。从可被接合的最高级别编码开始，如果是新呼叫就充分地处理。
特别地，在Minn和Siu的文献中提议了新呼叫应要求属于层X的编码，即使只考虑X层分支(不用必须分析最高级别分支)该算法仍是最佳的。
最小成本分支设置可按照这里不需要详细说明的不同技术实现。
在文献WO0024146A中还描述了在W-CDMA型传输或相似的传输中编码动态分配图表。
发明内容
本发明不只提及其自己的编码重分配标准和算法，因此特别涉及能进行通用编码重分配的标准，只要能解决或支持新呼叫，由此由于编码堵塞现象，各自的编码不是立即空闲的。从这一点上讲，本发明能够使用任何已知的重分配技术，因此其明显的趋向于所采用的分配技术规范，和趋向于所使用的特殊正交型编码：在这里参照OVSF编码在识别方式中的实际应用来表述，作为例子，参照在其他CDMA传输标准中使用的Walsh-Hadamard(WH)编码。
本发明针对与物理信道层的重分配操作发展所联系的问题。
特别在基于UTRA(见作为例子的TS 3GPP RAN 25.331 v3.7.0，2001年6月)规范中，由称为物理信道重配置(或PCR)的RRC层方法实现了每个专用的编码重分配操作。
位于UTRAN(UMTS地上无线电接入网络)的RRC元件激活新的下行链路信道编码的传输和发送其到表示新编码的物理信道重配置消息中所谓的UE。UE元件实现了改变并且之后通过所谓的物理信道重配置完成的消息的方法确认UTRAN已完成重配置。当UTRAN元件从UE元件接收消息后，旧的下行链路OVSF编码就被停用。
对于开发该操作的标准在图3中示意性地表示，图3中示出了在物理信道重配置消息(PCR)与相应重配置完成消息的单元UE与单元UTRAN之间的交换操作。
为了保证在每个瞬间编码树叶子的最高可能数量是可用的，同一定等级的示意图，但是仍然同紧密贴近实际，可按照基本接近编码树应用优化观点的已知技术来表述。
这种进行方式可以提供(见文献WO0024146A和特别是附图7至9及其相关描述)基于在时间期间顺序执行的重编码或重分配操作的发展的精细重分配过程的执行。作为例子，所有这些因为不可能(重)分配特定编码，直到当只要按照避免编码堵塞现象出现的这些方法的相应母编码不是可用的。
这种类型的策略发现了如果不是独占的服务语音用户的在CDMA型环境中主要的实质动机，独占的服务语音用户是目前在所要求服务中具有相同概要用户中的大多数。
他们是对以下最重要的用户：
—等待诸如连续执行完整重分配操作需要的1.5到2秒(作为例子)的时间，是作为整体可采纳的，因为实际感觉和正常信令时间迭加，以及
—所涉及的呼叫通常相对于上述提及的等待时间是整体足够长的(至少几秒，或十几秒)。
当参照多服务环境时上述考虑不再非常适用，就是参照除正常语音服务外可确保不同服务的环境，诸如数据传输服务(电子邮件传输，不同类型图形消息的传输，等等)。
在多服务环境中，可减轻上述考虑或至少可只应用到部分用户。在这些多服务环境中，通过强的补偿结束1-2秒型等待时间的用户表现为重要角色，用于能提供作为实时服务的受限制服务的需要，和因为先前提及的等待时间与所涉及消息传输的网络占用间隔相比可广泛增大(甚至超过一个或多个等级的数量级)。
作为例子，明显的公共检测标准表示其不具有很多使呼叫用户等待了几秒的检测，那么具有涉及的编码分配而获得接入之后，在比等待时间短的时间间隔(作为例子为100msec)内结束其连接和通信请求。换句话说，保持等待使用高比特率的用户和因此能遵守其服务请求不是非常有意义的，和因此清除了网络在相比于前述等待间隔短的时间间隔内。
本发明想要提供能够以最佳方式满足这些要求的方案，其在多服务环境中是灵敏的。
按照本发明，可通过以下权利要求中具有明确重申的相同特性的方法实现这些目的。
本发明还涉及有关系统和相应的计算机产品，该产品可直接装入数字处理器的存储器中，并且该产品中保持有在当数字处理器运行该产品时实现符合本发明过程的软件编码部分。
附图说明
现在将参照所附的附图以没有限制性例子的方式描述本发明，其中：
附图1和2，已经在先前描述过，特别解释了当前所谓的“编码堵塞”现象，
附图3，涉及物理信道重配置操作的发展，也在先前描述过，以及
附图4示出了按照本发明的可能的实现过程的功能方框图。
具体实施方式
如已经在说明书的先前介绍部分多次指出的，在已知的技术(例如从Minn和Siu的文章)中，可通过基于动态编码(重)分配图表重分配OVSF编码来解决编码堵塞的问题。
本发明特别涉及尤其与涉及图3所示编码的转移现象有关的这种重分配图表(不论它是什么)的实现问题。
因此本发明的目的是将与该操作相关的信令开销最小化，特别涉及对完成时间的最小化。这对通过相应要求频带的相关广播和相应普遍减少接入间隔的接入方法所标记的用户是最重要的。
作为例子，然后假设在UTRA下行链路连接(十分熟知的类型)中新输入呼叫为KR比特率的服务要求具有SF扩展因子的OVSF编码分配。
总之，第一编码分配过程步骤是检测是否有足够接受呼叫的可用容量。如果没有可用的足够容量，通过发送相应的(拒绝)消息到请求服务的终端来堵塞呼叫，该终端是典型的移动终端。
如果无论如何都能接受呼叫，在编码分配方法中的第二步骤是查找具有能支持所要求的KR比特率的SF扩展因子的空闲编码。自然地，“空闲”编码意思是不被子编码占用的编码。换句话说，空闲编码是空闲分支的根。
如果存在空闲编码，就通过发送配置消息给请求服务的终端而将该编码分配给新呼叫；在这种情况中，明显地不需要进行编码重分配。
如果仍然没有空闲编码，那么需要依照图4中功能图表所示的方案进行重分配。
在第一实例中，提供具有SF扩展因子的每个分支应该是可以这么说好比贴上其成本的标签，含义是通过必须的“成本”重分配数量使其可用。
可以考虑能够获得不仅具有已分配的根编码的SF分支。在该步骤中，寻找最小成本分支和将其存储在100表示的分配列表中。
在该算法发现最小成本SF分支后，被选择的最小成本SF分支的所有已经分配的子编码必须重分配给其他分支。为此目的，当分析子编码(以较低比特率)时，首先考虑具有较高比特率的子编码，这是带有2·SF扩展因子的编码。此后将考虑所有具有4·SF的编码，然后是具有8·SF的编码等等，扩展因子直到获得树形图叶。为了重分配每个子编码，提供了将编码作为想依照前面看到的标准来进行的新呼叫，只要获得在分配列表100中存储新分配编码。
当重分配计算完成时，列表100中可用的元件按照其扩展因子值按降序再组织，在某种意义上再排列表中第一元件示出了顶扩展因子(其具有最小比特率)。该步骤导致形成图4中所示的排列表，参照102：所采用的布局是典型的尾部，由此表中第一元件实际上出现在最底低位置。
在这点上重分配消息发送到基于重排列的分配表上所涉及的终端。
首先发送特定的具有最大扩展因子的重分配。
图4中示出了实现的实施例，参考数字104相应于重分配消息发送到称为D的特定用户，具有等于256的SF扩展因子。
此后发送编码重分配消息到其他地址用户，以减少扩展因子顺序进行。
通过预报分配有相同扩展因子的编码的重分配消息明显具有不同消息同时地被发送，即在相同时间。
可提供对于相同扩展因子的重分配消息不相互碰撞而获得解决方式。
作为例子，图4中用106表示的步骤，相应于重分配消息的发送同时地到达具有等于128的相同SF扩展因子的用户C和用户E。
在108表示的步骤中，提供将重分配消息发送到比如具有等于64的SF扩展因子的用户B另一用户。
最后，如110所示的步骤中，作为例子，提供将重分配消息发送到具有等于32的SF扩展因子的另一用户A。
已描述的解决方案能最小化与编码重分配联系的信令开销。这是因为同时完成具有相同扩展因子的编码重分配。
以这种方式，最低扩展因子是新呼叫要求的扩展因子，延伸的多个扩展因子是要求来结束分配/重分配过程的全部时间。将仍然欣赏这种全部时间不依靠具有相同扩展因子的编码数量，而仅仅考虑依靠层的数量。
在时间和因此的使用效率方面的优点，能够通过参考图3所示物理信道重分配操作的正常发展流程而直接看到，这就是：
—在UTRAN层上定位的RRC电平激活新的下行链路信道编码传输和随后将物理信道重配置消息发送到UE模块，物理信道重配置消息表示新编码，和
—这里通过物理信道重配置完成消息来发生UE模块实现改变和确定UTRAN层；当UTRAN层接收来自UE级的配置消息时，就将用于下行链路通信的先前的OVSF编码停用。
两个有关的编码消息在最小信令条件下典型地示出了，等于39比特(物理信道重分配消息)的有用负载Lsend和等于8比特(物理信道重分配完成消息)的有用负载Lanswer。
参照从这种信息的传输来的这种有用负载，按照RRC标准(TS3GPP RAN25.331 v3.7.0，2001年6月)，可以估计调整大小到大约220毫秒的用于单独编码重分配的全部信号延迟。
依照本发明，解决方案引起链接到仅依靠来自较低层数量的整个重分配处理发展的全部分配延迟，该层有重分配的编码。这是因为同时地获得具有相同扩展因子的编码重分配。
依照本发明，解决方案还可以用在没有被新呼叫的进入激活编码重分配过程的情况下，但是可通过传输资源管理过程自动激活。
自然地，保持发明原理不变化，对于这里描述和说明的实现细节和激活形式可以是多样的，没有脱离本发明范围的这种理由。
Claims (7)
1、一种用于在码分多址传输系统(CDMA)中重分配与用户相关的信道编码的方法，所述用户在至少两个不同的服务比特率(KR)上运行，所述编码按照由多个层组成的树形结构产生，每层是各个扩展因子(SF)和相应服务比特率(KR)的标识符，所述方法包括调度各个重分配消息到在编码重分配中所涉及的每个用户的步骤，其特征在于，所述方法包括同时调度重分配消息到具有相同扩展因子(SF)的用户的步骤。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在从发送到具有相应较高扩展因子(SF)用户的重分配消息开始的以时间连续顺序调度所述重分配消息的步骤。
3、权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
检测新用户对系统的接入请求，
校验空闲信道编码的可用性，
在空闲信道编码可用的情况下，将所述空闲编码分配给所述新用户，
在空闲信道编码不可用的情况下，识别在所述树中具有最小空闲信道编码分配成本的最小成本树分支，
按服务比特率(KR)递减顺序进行将所述最小成本分支的编码重分配给其他树分支，并认为每个重分配是新的请求。
4、上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用正交可变扩展因子(OVSF)编码作为所述信道编码的步骤。
5、执行上述任一权利要求所述方法的传输系统。
6、根据权利要求5的系统，其特征在于，所述系统是UMTS地上无线电接入网络(UTRAN)。
7、可直接装入数字处理器主存储器的计算机产品，该计算机产品中包括在数字处理器运行该产品时能实现权利要求1至4任一权利要求方法的软件编码部分。
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