CN1674479B - 一种宽带码分多址系统中分级分布式分配上行扰码的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于宽带码分多址通信系统的分级分布式上行扰码分配方法，该方法综合考虑了上行扰码特性及其计算、查找、维护复杂度及板间通信等多种因素，采用分级分布式上行扰码分配方法，使主控板和每个无线资源板按照管理级别处理用户终端的上行扰码请求，并由每个无线资源板处理各自扰码段内的扰码，由于本发明的分级分布式扰码分配方法在一个无线网络控制器内划分多个无线资源板扰码段，使得一个用户终端的上行扰码请求主要在本小区所属的无线资源板内分配，既提高了上行扰码的查找速率，又减少了主控板与各个无线资源板之间通信，提高了上行扰码分配效率。
Description
技术领域
本发明涉及涉及一种用于宽带码分多址通信系统(WCDMA)的上行扰码分配方法，具体地涉及在宽带码分多址系统中分级分布式扰码分配方法。
背景技术
在宽带码分多址(WCDMA)系统中，网络部分被分成无线接入网(RAN)和核心网(CN)两大部分，RAN主要由基站(Node B)与无线网络控制器(RNC)组成，每个RNC需要对多个基站(Node B)进行控制，即每个RNC所管辖的区域被分割为多个小区，由每个小区具体实现用户终端(UE)的无线接入功能。
在WCDMA移动通信系统中，UE在上行专用物理信道中使用上行扰码的来区分用户，扰码可以为长扰码或短扰码两种类型。基站采用Rake接收机，则选择长扰码，基站使用多用户检测或干扰抵消接收机则选择短扰码。无论使用哪种扰码，系统所能够使用扰码总量为224个扰码。为某个特定UE提供无线资源配置、管理和维护的RNC被称为服务无线网络控制器(Serving Radio Network Controller)简称为SRNC，当UE漫游进入另一个RNC管辖区域时，该UE所在的RNC被称为漂移无线网络控制器(Drift Radio Network Controller)简称为DRNC。按照WCDMA工作原理，每个UE的上行专用物理信道所使用的上行扰码在SRNC(Serving Radio Network Controller)内必须是唯一的，并且在DRNC(Drift Radio NetworkController)内也必须是唯一的。当一个用户终端(UE)移动到另一个RNC管辖的范围内时，如果该UE在SRNC内的上行扰码在DRNC内已被分配，则导致用户切换失败。在第三代移动通信中，一个UE分为连接模式和空闲模式，在连接模式中分为四种状态，为小区专用信道CELL_DCH状念，小区前向接入信道CELL_FACH状态，小区寻呼信道CELL_PCH状态和通用移动通信系统地面无线接入网注册区寻呼信道URA_PCH状态。当一个UE迁移到CELL_DCH状态，需要SRNC给它分配一个上行扰码，当一个UE从CELL_DCH状态迁移到其它状态，SRNC应及时回收该UE使用的上行扰码。
诺基亚(Nokia)公司提出上行扰码在RNC之间分段的思路，但并没有提出具体可行的分段技术方案，更没有提出扰码分段后在一个RNC中如何把上行扰码分配给具体用户。一个RNC中一般有一块主控板和多个无线资源板，主控板负责RNC内全局性的无线资源管理，无线资源板负责RNC内小区的无线资源管理及其小区内从UE呼叫开始到释放的全过程中无线资源分配和回收。如果把上行扰码的分配工作全部放到主控板上，则每次分配上行扰码时无线资源板都需与主控板通信，造成板间通信增多，加上上行扰码的数量巨大，码的维护和查找速度较慢，造成分配工作效率低下。因此，需要一种优化的上行扰码具体分配方法，以克服现有技术所存在的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽带码分多址系统的分级分布式上行扰码分配方法，以解决现有技术上行扰码分配方法效率低的缺陷。
首先介绍本发明的技术原理。
WCDMA移动通信系统中上行扰码的分配方法属于无线资源管理(RRM)的范畴，由系统中的无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)执行，在每个RNC中均包括一块主控板和多个无线资源板。
网络规划首先为全网络保留用于物理随机接入信道(PRACH)、物理公共分组信道(PCPCH)的上行扰码，并确定每个RNC内的上行专用物理信道分配所使用的扰码段，每个扰码段为多个扰码的集合。也就是说，对于一个RNC而言，可分配的扰码段指网络规划指定给该RNC用于分配给该RNC所管辖小区内用户终端上行专用物理信道使用的扰码段，不可分配的扰码段按照下列方式定义：不可分配扰码段＝全部扰码-(预留给PRACH和PCPCH信道的扰码段+本RNC的可分配扰码段)。本发明的上行扰码分配方法专门指用户终端上行专用物理信道使用的扰码的分配方法。一个RNC中一般只有一块主控板，多个无线资源板，本发明的采用分级分布式扰码分配方法，即RNC内主控板负责该RNC管理区域内全局性的无线资源，RNC内每个无线资源板负责RNC内一部分小区的无线资源及该部分小区内从UE的呼叫开始到释放的全过程中无线资源分配和回收。RNC内每个无线资源板被分配有各自的一些扰码，称为每个无线资源板扰码段，每个无线资源板管理自己的扰码段内扰码。另外，为RNC的所有无线资源板保留公共的一些扰码，称为共享扰码池，主控板管理共享扰码池内。并且每个无线资源板的扰码段与共享扰码池之间扰码不相重复。
如本说明书背景技术部分所述，在一个RNC管辖区域中，当一个UE从空闲模式、CELL_FACH状态、CELL_PCH状态或URA_PCH状态迁移到CELL_DCH状态时，需要SRNC给它分配一个用于上行专用物理信道的上行扰码，当一个UE从CELL_DCH状态迁移到其它三个状态或空闲模式时，SRNC应及时回收该UE使用的上行扰码。另外，当一个UE由一个SRNC漫游到一个DRNC管辖区域内，并且进行RNC重定位时，原来的SRNC为源RNC，当前的DRNC为目标RNC。在。RNC重定位过程完成后，目标RNC转换为该UE的SRNC，应当为该漫游UE分配一个新的上行扰码，源SRNC需要及时回收该UE使用的原上行扰码。上行扰码的回收就是找到需要回收的上行扰码所对应的扰码段，然后在该扰码段内直接把该扰码的状态由占有状态变为空闲状态。
本发明的用于宽带码分多址系统的分级分布式上行扰码分配方法包括：
根据网络规划首先保留供PRACH和PCPCH使用的扰码段，然后为各个RNC分配各自的可分配扰码段，相邻的RNC管辖区域的可分配扰码段不重复；
RNC根据网络规划获取本RNC管辖区域的可分配扰码段，并获取相邻RNC管辖区域的可分配扰码段信息；不可分配的扰码段按照下列方式定义：不可分配扰码段＝全部扰码-(预留给PRACH和PCPCH信道的扰码段+本RNC的可分配扰码段)；
根据每个无线资源板的处理能力给每个无线资源板分配相应的上行扰码段由无线资源板管理，并预留一定数目的扰码作为共享扰码池放由主控板管理，在RNC管辖区域内每个无线资源板处理的扰码段和主控板上的扰码段不重复；
设置无线资源板的上行扰码段占用标志，该标志分为已满和未满两种状态；
该标志为己满则表示该无线资源板的上行扰码段内所有上行扰码已经被分配给UE，如果一个无线资源板的上行扰码段占用标志为已满，当接收到一个上行扰码请求时，则返回上行扰码分配失败的响应；
该标志为未满则表示该无线资源板的上行扰码段内仍然有尚未分配给UE的上行扰码，当接收到一个上行扰码请求时，可以分配一个上行扰码给UE；
无线资源板每分配一个上行扰码或回收一个上行扰码后立即更新上行扰码段占用标志，如果一个无线资源板上行扰码段占用标志发生变化，则立即通过板间通信告诉主控板；
在主控板中保留所有的无线资源板的上行扰码段占用标志；
当RNC接收到管辖区域内一个UE需要上行扰码分配的请求时，根据该UE的所在的小区ID知道该小区所对应的无线资源板，于是判断该无线资源板上行扰码段占用标志是否为未满，如果是，则分配一个扰码给该UE，并置该扰码的状态为占有，并更新该无线资源板的上行扰码段占用标志，如果上行扰码段占用标志发生变化，则立即通过板间通信通知主控板；
如果该UE所在小区所属的无线资源板扰码段内没有空闲扰码，则该无线资源板通过板间通信向主控板发出分配上行扰码请求，主控板进一步判断共享池扰码段是否有空闲的扰码，如果有，则分配一个共享池扰码段内扰码给该UE，并置该扰码的状态为占有，并通过板间通信给该无线资源板返回分配的扰码，结束扰码分配过程；
如果共享池扰码段内仍然没有空闲扰码，则主控板到本RNC所对应的不可分配扰码段中与相邻RNC管辖区域的可分配扰码段不重复的扰码中查找是否有空闲的扰码，如果有，则分配一个给该UE，并置该扰码的状态为占有，通过板间通信返回给该无线资源板分配的扰码，如果没有，则主控板通过板间通信向上行扰码未满的其它无线资源板发出分配上行扰码请求，如果其它无线资源板所对应的扰码段有空闲的扰码，则分配一个给该UE，并置该扰码的状态为占有，并通过板间通信向主控板返回分配的扰码，主控板通过板间通信给该UE所在小区所属的无线资源板返回分配的扰码，结束扰码分配过程，如果其它的无线资源板没有空闲的扰码，则通过板间通信返回上行扰码分配失败的响应，主控板通过板间通信向另一个上行扰码分配未满的无线资源板发出上行扰码分配请求，重复上述过程，如果最后一个无线资源板仍然给主控板返回分配失败的响应，则主控板通过板间通信给该UE所在小区所属的无线资源板返回分配失败的响应，结束扰码分配过程。
在本发明的上述方法，如果系统使用中统计报告显示该RNC管辖区域内某个无线资源板的扰码经常不足，而另一个无线资源板的扰码经常过剩，该RNC可根据实际情况在该RNC所对应的可分配扰码段内加以调整，给扰码不足的无线资源板增加扰码，给扰码过剩的无线资源板减少扰码。
在本发明的上述方法中，当一个服务无线网络控制器(SRNC)中的一个用户终端(UE)由CELL_DCH状态迁移到其它状态时，则进行上行扰码的回收。
在本发明的上述方法中，当发生RNC重定位时，则源RNC进行上行扰码的回收。
在本发明的上述方法中，回收上行扰码就是找到该上行扰码所对应的扰码段，然后在该扰码段内直接把该扰码的状态由占有状态变为空闲状态，并更新该无线资源板的上行扰码段占用标志位。
在本发明的上述方法中，扰码的使用状态，即空闲状态和占有状态，采用位图来表示。
本发明提出的这种用于宽带码分多址通信系统的分级分布式上行扰码分配方法，综合考虑了上行扰码特性及其计算、查找、维护复杂度及板间通信等多种因素，采用分级分布式上行扰码分配方法，分级即主控板和每个无线资源板处理上行扰码请求的情形不一样，分布即每个无线资源板处理各自扰码段内的扰码，包含扰码分配和回收，并且用位图的方式表示扰码的使用状态。由于本发明的分级分布式扰码分配方法在一个RNC内划分多个无线资源板，使得一个用户终端的上行扰码请求大多在本小区所属的无线资源板扰码段内分配，既提高了上行扰码的查找速率，又减少了板间通信；本发明的方法在特定情况下允许RNC在不可分配扰码段内为UE选择上行扰码，可以提供灵活的系统容量，有利于提高用户业务的接通率；由于网络规划对相邻RNC管辖区域分配不重复的可分配扰码段，有利于降低用户在RNC之间切换时因扰码冲突导致的切换失败概率。
附图说明
图1为本发明的上行扰码分配方法所采用的上行扰码分配方案实施例的示意图；
图2为表示本发明的上行扰码分配方法的基本步骤的流程图；
图3为按照图2所示的本发明方法，在最后的为用户终端分配扰码过程的更具体步骤的流程图。
具体实施方式
下面将参照本发明的一个实施例及其附图来进一步说明本发明。
图1为采用本发明的上行扰码分配方法所规划出的宽带码分多址系统上行扰码划分的具体实施例示意图。如图1所示，为RNC2内的无线资源板1至8各自分配了无线资源板扰码段，同时还为主控板分配了共享池的扰码，该RNC2还获得了对于该RNC的不可分配的扰码段的扰码信息。
图2为本发明的基本步骤。参照图1的具体扰码分配例子，详细解释本发明的基本方法步骤。在步骤10，宽带码分多址系统的分级分布式扰码分配开始。在步骤20，网络规划为PRACH和PCPCH保留的扰码段为0---59999，然后为RNC2分配的可用上行扰码段为扰码号为60000---69999的扰码段，为与RNC2的相邻RNC1管辖区域分配的可分配扰码段为扰码号70000---79999的扰码段，使得各个RNC所分配的扰码段相互不重复。在步骤40，RNC2不但从网络规划获知自己的可分配扰码段，也知道与RNC2相邻的RNC1管辖区域被分配的扰码段情况。在步骤60，RNC2获得内部无线资源板的数量及其处理能力，如图1具体例子所示，该RNC2内共有8个无线资源板，一个主控板。在步骤80，RNC2为8个无线资源板划分扰码段，并要预留一个共享池扰码段给主控板，在此例子中RNC2为8个无线资源板的分配扰码个数一样，并给共享池保留了多一些的扰码。具体的分配的结果为，给每个无线资源板分配1000个扰码，剩下的2000个扰码预留给共享池，被分配给主控板。对于该RNC2的而言，不可分配的扰码段为预留给PRACH和PCPCH信道的扰码段与本RNC2的可分配扰码段之外全部扰码，即该RNC2的不可分配扰码段应当为扰码号为70000至224-1的全部扰码，此不可分配扰码段信息也保存在主控板。RNC2内各个扰码段分配后，无线资源板1的上行扰码段为60000---60999，无线资源板2的上行扰码段为61000---61999，无线资源板3的上行扰码段为62000---62999，无线资源板4的上行扰码段为63000---63999，无线资源板5的上行扰码段为64000---64999，无线资源板6的上行扰码段为65000---65999，无线资源板7的上行扰码段为66000---66999，无线资源板8的上行扰码段为67000---67999，共享池的上行扰码段为68000---69999。如果系统使用中实际统计报告显示RNC2某个无线资源板的扰码经常不足，或某个无线资源板的扰码经常过剩，RNC2可以根据实际的情况对各个无线资源板的小区扰码段加以调整，给扰码不足的无线资源板动态增加扰码，给扰码过剩的无线资源板动态减少扰码。在步骤100，当用户终端(UE)向RNC2请求分配用于上行专用物理信道的上行扰码时，本发明的方法为该UE分配一个上行扰码，具体的分配步骤如图3所示。
根据本发明的方法，相邻RNC管辖区域的可分配扰码段不重复。按照上述实施例，RNC2和RNC1被分配了不同的扰码段。图1中仅仅显示了RNC2的内各个无线资源板的扰码段分配情况。而实际使用本发明的方法时，某一个RNC例如RNC2可以有多个相邻的RNC，网络规划为各个RNC分配扰码段时，相邻RNC之间的扰码段不重复的原则也同样适用一个RNC与多个RNC相邻的情况。
图3为按照图2所示的本发明基本方法中为UE分配上行扰码步骤100的具体分配步骤的流程图。图3中RNC响应UE的上行扰码请求，具体实施UE上行扰码分配。参照图3并结合图1的例子，无线资源板3所管理小区内的一个用户终端申请分配上行扰码：步骤101开始。在步骤102，在已经获知RNC2内各个无线资源板所对应的扰码分段情况下，无线资源板3对应的上行扰码段为62000---62999，判断该无线资源板3的扰码段是否有空闲的扰码。如果有，则转到步骤107，选一个空闲的扰码给UE，并设置所分配的扰码状态为占有状态，返回分配成功的指示，并更新无线资源板3的上行扰码段占用标志，并转到步骤108结束本次上行扰码的分配过程。如果没有，则转到步骤103，判断主控板保留的共享池扰码段内是否有空闲的扰码，如果有，则转到步骤107，选一个空闲的扰码给该UE，并设置所分配的扰码的状态为占有状态，返回分配成功的指示，并更新该无线资源板的上行扰码段占用标志，并转到步骤108，结束本次上行扰码的分配过程。如果仍然没有，则转到步骤104，判断不可分配的扰码段内与相邻RNC所使用扰码段不重复的扰码内是否有空闲的扰码，如果有，则转到步骤107，选一个与相邻RNC使用扰码段不重复的空闲扰码给该UE，并置分配的扰码的状态为占用状态，返回分配成功的指示，并转到步骤108，结束本次上行扰码的分配过程。如果不可分配扰码段内仍然没有空闲扰码，则转到步骤105，依次判断本RNC2内上行扰码段占用标志为未满的其它各个无线资源板的扰码段是否有空闲的扰码，如果有，则转到步骤107，选一个空闲的扰码给该UE，并置分配的扰码的状态为占用状态，返回分配成功的指示，并更新分配扰码的无线资源板的上行扰码段占用标志，并转到步骤108，结束本次上行扰码的分配过程。如果仍然没有，则转到步骤106，返回分配失败的指示，并转到步骤108，结束本次上行扰码分配过程。
在本发明的方法中，当一个服务无线网络控制器(SRNC)中的一个用户终端(UE)由CELL_DCH状态迁移到其它状态或者发生RNC重定位时，则RNC进行上行扰码的回收。所述上行扰码回收就是找到该上行扰码所对应的扰码段，然后在该扰码段内直接把该扰码的状态由占有状态变为空闲状态，并更新该无线资源板的上行扰码段占用标志位。在本发明的方法中，扰码的使用状态，即空闲状态和占有状态，采用位图来表示。
以上具体实施方式仅限于说明本发明的宽带码分多址系统中分级分布式上行扰码分配方法，但本发明的分级分布式上行扰码分配方法并不局限于上述实施例的内容。依本发明方法，同领域的普通技术人员可以很容易地实现本发明，或通过其他方式予以改进，应该知道凡不脱离本发明思想的任何改进都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于宽带码分多址系统的分级分布式上行扰码分配方法包括：
步骤a：根据网络规划首先保留供物理随机接入信道PRACH和物理公共分组信道PCPCH使用的扰码段，然后为各个无线网络控制器RNC分配各自的可分配扰码段，相邻的RNC管辖区域的可分配扰码段不重复；
步骤b：RNC根据网络规划获取本RNC管辖区域的可分配扰码段，并获取相邻RNC管辖区域的可分配扰码段信息：不可分配的扰码段按照下列方式定义：
不可分配扰码段＝全部扰码-(预留给PRACH和PCPCH信道的扰码段+本RNC的可分配扰码段)；
步骤c：根据每个无线资源板的处理能力给每个无线资源板分配相应的上行扰码段由无线资源板管理，并预留一定数目的扰码作为共享扰码池放由主控板管理，在RNC管辖区域内每个无线资源板处理的扰码段和主控板上的扰码段不重复；
步骤d：设置无线资源板的上行扰码段占用标志，该标志分为已满和未满两种状态；
该标志为已满则表示该无线资源板的上行扰码段内所有上行扰码已经被分配给用户终端UE，如果一个无线资源板的上行扰码段占用标志为已满，当接收到一个上行扰码请求时，则返回上行扰码分配失败的响应；
该标志为未满则表示该无线资源板的上行扰码段内仍然有尚未分配给UE的上行扰码，当接收到一个上行扰码请求时，可以分配一个上行扰码给UE；无线资源板每分配一个上行扰码或回收一个上行扰码后立即更新上行扰码段占用标志，如果一个无线资源板上行扰码段占用标志发生变化，则立即通过板间通信告诉主控板；
在主控板中保留所有的无线资源板的上行扰码段占用标志；
步骤e：当RNC接收到管辖区域内一个UE需要上行扰码分配的请求时，根据该UE的所在的小区ID知道该小区所对应的无线资源板，于是判断该无线资源板上行扰码段占用标志是否为未满，如果是，则分配一个扰码给该UE，并置该扰码的状态为占有，并更新该无线资源板的上行扰码段占用标志，如果上行扰码段占用标志发生变化，则立即通过板间通信通知主控板；
如果该UE所在小区所属的无线资源板扰码段内没有空闲扰码，则该无线资源板通过板间通信向主控板发出分配上行扰码请求，主控板进一步判断共享池扰码段是否有空闲的扰码，如果有，则分配一个共享池扰码段内扰码给该UE，并置该扰码的状态为占有，并通过板间通信给该无线资源板返回分配的扰码，结束扰码分配过程；
如果共享池扰码段内仍然没有空闲扰码，则主控板到本RNC所对应的不可分配扰码段中与相邻RNC管辖区域的可分配扰码段不重复的扰码中查找是否有空闲的扰码，如果有，则分配一个给该UE，并置该扰码的状态为占有，通过板间通信返回给该无线资源板分配的扰码，如果没有，则主控板通过板间通信向上行扰码未满的其它无线资源板发出分配上行扰码请求，如果其它无线资源板所对应的扰码段有空闲的扰码，则分配一个给该UE，并置该扰码的状态为占有，并通过板间通信向主控板返回分配的扰码，主控板通过板间通信给该UE所在小区所属的无线资源板返回分配的扰码，结束扰码分配过程，如果其它的无线资源板没有空闲的扰码，则通过板间通信返回上行扰码分配失败的响应，主控板通过板间通信向另一个上行扰码分配未满的无线资源板发出上行扰码分配请求，重复上述过程，如果最后一个无线资源板仍然给主控板返回分配失败的响应，则主控板通过板间通信给该UE所在小区所属的无线资源板返回分配失败的响应，结束扰码分配过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：如果系统使用中统计报告显示该RNC管辖区域内某个无线资源板的扰码经常不足，而另一个无线资源板的扰码经常过剩，该RNC可以根据实际的情况在该RNC所对应的可分配扰码段内加以调整，给扰码不足的无线资源板增加扰码，给扰码过剩的无线资源板减少扰码。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当一个服务无线网络控制器SRNC中的一个用户终端UE由小区专用信道CELL_DCH状态迁移到其它状态时，则进行上行扰码的回收。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当发生无线网络控制器重定位时，则源无线网络控制器进行上行扰码的回收。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：回收上行扰码就是找到该上行扰码所对应的扰码段，然后在该扰码段内直接把该扰码的状态由占有状态变为空闲状态，并更新该无线资源板的上行扰码段占用标志位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：扰码的使用状态，即空闲状态和占有状态，采用位图来表示。
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- 2005-05-09 CN CN2005100680449A patent/CN1674479B/zh active Active
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