CN1710979A - 一种时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法包括下述步骤：将小区按覆盖角度划分为若干个数的区域位置；测量当前移动终端的到达角度，根据其确定该移动终端所在的区域位置；从可分配的上、下行时隙中选择一个分配给该移动终端并分配信道化码资源，选择时隙时，查找时隙的分配记录，优先选择未被分配给该UE所在区域位置的时隙进行分配；记录此次时隙分配的结果，包含了该移动终端所在的区域位置与分配的上行时隙、下行时隙的对应关系；当该移动终端离开该区域位置或者释放资源时，注销此次时隙分配的记录；该方法尽量把相同方向上的用户分散分配到不同时隙中，可以降低UE接入时的干扰。

Description

一种时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法

技术领域

本发明涉及一种通讯系统信道分配方法，尤其涉及一种时分同步码分多址(TD-SCDMA)通讯系统信道分配方法。

背景技术

TD-SCDMA是时分同步码分多址系统，在某一时刻仅仅存在空中接口单向数据传送。在3GPP标准中，基于低码片速率的TD-SCDMA标准的物理帧结构是一个帧包含两个子帧，每个子帧5ms，包含7个业务时隙(TS：time slot)加两个导频时隙，其中只有两个上下行转换点，子帧结构如图1所示。

TD-SCDMA标准具有上下行链路不需配对频谱资源和时隙资源可以上下行灵活配置的特点，这为TD-SCDMA标准的发展提供了良好的舞台。为了实现时隙资源的上下行灵活配置和信道化码资源的动态分配，在TD-SCDMA系统中，需要采用动态信道分配(DCA：Dynamic ChannelAssignment)技术。DCA技术是利用系统中的综合信息，对系统中的所有无线资源实施分配、管理和调度，以最大限度地利用无线资源并确保链路和系统的性能。采用DCA技术，能够降低干扰、最小化信道重用距离，从而高效率地利用有限的无线资源，提高系统容量和性能；更重要的是，DCA技术能较好地适应3G业务的需要，尤其是高速率的、上下行不对称的网络业务和多媒体业务，因此，DCA技术也是TD-SCDMA系统的优势所在。DCA技术一般包括两个方面：一是将小区的时隙资源分成上下行两部分，也叫做慢速DCA；二是把相应时隙中的信道化码资源分配给承载业务，也叫做快速DCA。

TD-SCDMA系统还引入了智能天线、联合检测和上行同步等先进的通信技术。尤其是智能天线技术，智能天线的波束赋型功能可以对不同用户的信号在空间上进行区分，从而有效地降低了用户间干扰。

在时分双工(TDD)系统中，如果不采用智能天线，对一个用户来说，同一时隙内的除有用信号之外的其它信号功率都是影响其通信质量的干扰和噪声；采用了波束赋形之后，只有来自于主瓣和较大旁瓣方向的干扰才会对用户信号带来影响。智能天线的波束赋形有效地降低了用户间干扰，其实质是对不同用户的信号在空间上进行区分。

在TD-SCDMA系统中，在采用智能天线和波束赋形时，可以通过测量不同UE的接入角度(AOA)，把UE在空间角度上区别开来。目前，AOA主要用于定位业务，没有用于时隙分配，因此一个方向和角度的UE可能被分配相同的时隙，这样多个UE之间的干扰比较大，影响了系统性能的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，能够尽量把相同方向上的用户分散分配到不同时隙中。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其包括下述步骤：

步骤一.将小区按覆盖角度划分为若干个数的区域位置；

步骤二.测量当前移动终端的到达角度，根据其确定该移动终端所在的区域位置；

步骤三.从可分配的上、下行时隙中选择一个分配给该移动终端并分配信道化码资源，选择时隙时，查找时隙的分配记录，优先选择未被分配给该UE所在区域位置的时隙进行分配；

步骤四.记录此次时隙分配的结果，包含了该移动终端所在的区域位置与分配的上行时隙、下行时隙的对应关系；

步骤五.当该移动终端离开该区域位置或者释放资源时，注销此次时隙分配的记录。

进一步地，上述时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法可具有以下特点：所述的步骤一中划分的各区域位置所覆盖的角度等于智能天线的空间通带带宽。

进一步地，上述时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法可具有以下特点：所述的步骤二之后还包括测定各时隙干扰以确定各时隙的优先级，干扰小的优先级大；所述的步骤三中，如果可分配的上行或/和下行时隙中存在多个未被分配到该移动终端所在区域位置中的时隙，选择其中优先级最高的分配给该移动终端。

进一步地，上述时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法可具有以下特点：所述的测定时隙干扰所测量的参数是干扰信号码功率。

进一步地，上述时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法可具有以下特点：

所述的步骤三可由以下步骤实现：

(1).选择最高优先级的时隙；

(2).查找当前时隙的分配记录，判断该时隙是否已经分配给当前移动终端所在区域位置中，如果是，执行步骤(3)，如果否，分配该时隙；

(3).判断该时隙是否是最低优先级的时隙，否则选择次高优先级，然后执行步骤(2)，是则分配最高优先级的时隙给该移动终端，或者将被分配给该移动终端所在区域位置次数最少的时隙分配给该移动终端。

或者，所述的步骤三还可以由以下步骤实现：

(1).根据该移动终端所在区域位置查找该位置的时隙分配记录，判断可分配时隙中是否还有未分配给该移动终端所在区域位置中的时隙，否执行步骤(2)，是执行步骤(3)；

(2).将被分配给该移动终端所在区域位置次数最少时隙，或者优先级最高的时隙分配给该移动终端；

(3).分配所有未被分配过的时隙中优先级最高的时隙给该移动终端。

进一步地，上述时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法可具有以下特点：所述的步骤四中，记录的结果还包括与被分配的上行时隙和下行时隙对应的移动终端标识。

进一步地，上述时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法可具有以下特点：所述的步骤三中，如果可分配的时隙都已经被分配给该移动终端所在区域位置中，则选择在该移动终端所在区域位置中被分配次数最少的时隙分配给该移动终端。

与现有技术相比，本发明将智能天线的AOA测量结果用于DCA技术在空域上的实现，通过对不同用户的信号在空间上进行区分，以及尽量把相同方向上的用户分散分配到不同时隙中，使得在同一个时隙内的用户分布在不同的方向上可以使不同方向上的用户分配相同的时隙，而这将使系统容量极大地增长。进一步地可根据测量得到的不同时隙的干扰信号功率(ISCP：Interference Signal Code Power)，对可分配的时隙进行优先级排序，优先接入干扰小的时隙，充分发挥智能天线的空分功效，使多址干扰降至最小，合理地实现快速动态信道分配(DCA)，减少小区内的多用户接入干扰(MAI)，从而提高本小区的资源利用率。

附图说明

图1是现有技术TD-SCDMA系统的帧结构示意图。

图2是本发明第一实施例的基本流程图。

图3是本发明第一实施例步骤四的具体流程图。

图4是本发明第一实施例UE接入情况及信道分配结果的示意图。

具体实施方式

本发明根据智能天线的空间通带带宽，把小区分成若干区域位置并编号，再根据测量得到的移动终端(UE：UserEquipment)的到达角度(AOA)，对不同用户的信号在空间上进行区分。快速DCA在进行信道资源分配时，就能够尽量把相同方向上的用户分散分配到不同时隙中，使得在同一个时隙内的用户分布在不同的方向上，从而使用户间干扰降至最小。本实施例进一步根据测量得到的不同时隙的干扰信号码功率(ISCP：Interference SignalCode Power)，对可分配的时隙进行优先级排序，优先接入干扰小的时隙，以进一步降低UE接入时的干扰。

图2是本发明第一实施例的基本流程图，其包括下述步骤：

步骤1，根据小区覆盖角度和智能天线的空间通带带宽，将小区按角度划分为若干个数的区域位置并编号；

小区可能是全向小区或扇形小区，小区覆盖角度可统一表示为

n为扇区个数，n＝1，2，3，……；小区空间通带带宽为W(在使用智能天线的情况下，智能天线的空间通带带宽大约是40°)，则区域位置个数

相应地，区域位置号No设置为0，1，...N-1，所以No分别指示了相应的覆盖角度：No→[No×W，(No.+1)×W-1°]。

本实施例的小区是一个全向小区，小区覆盖角度是360°，智能天线的空间通带带宽为40°，区域位置数目是9，位置编号是0～8。

步骤2，根据对不同时隙ISCP的测量结果按上下行时隙分别确定各个时隙的优先级；

其中，上行时隙的ISCP通过Node B(基站)的公共测量进行测量，并周期性报告测量结果；下行时隙的ISCP通过UE进行测量并周期性报告测量结果。本实施例假定上行时隙优先级顺序从高到低始终为TS2、TS1，下行时隙优先级顺序从高到低始终为TS4、TS3、TS6、TS5，并且对于每次快速DCA后可能引起的可分配时隙优先级变化不予考虑。

步骤3，根据测量得到的UE到达角度AOA和该角度属于哪个区域位置的覆盖范围，可以得到UE所属的区域位置号No；

假定当前共接入8个UE(UE-1、UE-2、UE-3、UE-4、UE-5、UE-6、UE-7、UE-8，其中UE的标号从小到大表示UE接入网络的时间先后)，根据测量的各UE的接入角度确定其所在的区域位置号及小区覆盖角度如表1所示：

表1

覆盖角度	0～39°	40～79°	80～119°	120～159°	160～199°	200～239°	240～279°	280～319°	320～359°
										小区No.	0	1	2	3	4	5	6	7	8
UE标识	UE-1、UE-2、UE-4、UE-7、UE-8	-	-	-	-	UE-6	UE-5	-	UE-3

步骤4，根据UE的区域位置号，分上、下行按照时隙优先级进行搜索，选择合适的时隙并分配信道化码资源；

其中时隙搜索方法为：首先选择高优先级的时隙，如果该时隙没有在此区域位置号中已分配的记录，则选择该时隙；如果该时隙已经有在此区域位置号中被分配的记录，即该时隙已经分配了同一区域位置号中的UE，则选择次高优先级的时隙继续进行判断选择，直到选中一个时隙或者搜索到优先级最低的时隙，如果搜索到优先级最低的时隙仍然没有选中一个时隙，则选择最高优先级的时隙。

其中时隙分配的具体判断过程如图3所示，通过以下步骤完成：

步骤401：查找可分配的上行和下行时隙优先级顺序，得到当前最高优先级的上、下行时隙；

步骤402：查找时隙分配记录，判断当前上行时隙是否已经分配给该UE所在区域位置号中，如果是，执行步骤403，如果否，执行步骤406；

步骤403：判断该时隙是否是最低优先级的时隙，是执行步骤404，否执行步骤405；

步骤404：分配最高级的时隙，然后执行步骤407；

步骤405：选择次高优先级，然后执行步骤402；

步骤406：分配该时隙；

以上完成了上行时隙的分配，下面将开始下行时隙的分配过程，此时的当前下行时隙为步骤401中得到的最高优先级的下行时隙：

步骤407：查找该下行时隙的分配记录，判断当前下行时隙是否已经分配给当前UE所在区域位置号中，如果是，执行步骤408，如果否，执行步骤411；

步骤408：判断该时隙是否是最低优先级的时隙，是执行步骤409，否执行步骤410；

步骤409：分配最高优先级的时隙，结束。

步骤410：选择次高优先级，然后执行步骤407；

步骤411：分配该时隙，结束。

完成全部上、下行时隙的分配。

以下将具体介绍上述8个UE接入后，按照步骤401～411所述的时隙分配的方法进行下行时隙分配的过程，为方便说明，假定UE-1接入前，所有时隙均未分配，该过程中区域位置号中的UE未离开或释放资源。

当UE-1接入时，根据测量AOA，得到其属于区域位置号No＝0，再根据可分配时隙的优先级从高到低逐次查找该时隙的分配记录，因为最高优先级时隙TS4未分配给该区域位置，因而给其分配的下行时隙为TS4，然后在记录UE标识、区域位置号、分配的上、下行时隙的映射关系表中增加本次DCA的时隙分配记录；

当UE-2接入时，根据测量AOA，得到No＝0，再查询时隙分配的记录，发现最高优先级的时隙TS4已经分配，则分配次高优先级时隙TS3，并记录；

当UE-3接入时，根据测量AOA，得到No＝8，再查询时隙分配的记录，根据时隙分配优先级分配TS4，并记录；

当UE-4接入时，根据AOA，得到No＝0，再查询时隙分配的记录，发现时隙TS4和TS3已经分配，根据时隙分配优先级，分配时隙TS6，并记录；

当UE-5接入时，根据AOA，分配时隙TS4，并记录；

当UE-6接入时，同理分配时隙TS4，并记录；

当UE-7接入时，根据AOA，得到No＝0，再查询时隙分配的记录，发现时隙TS4、TS3、TS6已经分配，根据时隙分配优先级，分配最低优先级的时隙TS5，并记录；

当第八个UE(UE-8)接入时，根据AOA，得到No＝0，再查询时隙分配的记录，发可分配时隙中最低优先级的时隙都已经分配，则分配最高优先级的时隙TS4，并记录；

上行时隙TS1、TS2的分配方法与下行时隙的分配方法相同，所述的8个UE经过上述信道分配，其上、下行时隙分配结果参见表2和图4：

表2

上/下行时隙	区域位置区号No.
										0	1	2	3	4	5	6	7	8
	TS1	UE-2、	-	-	-	-	-	-	-										-
TS2										UE-1、UE-4、UE-7、UE-8	-	-	-	-	UE-6	UE-5	-	UE-3
	TS4	UE-1、UE-8	-	-	-	-	UE-6	UE-5	-										UE-3
TS3										UE-2	-	-	-	-	-	-	-	-
	TS6	UE-4	-	-	-	-	-	-	-										-
TS5										UE-7	-	-	-	-	-	-	-	-

步骤5，记录此次时隙分配的结果；

在记录UE、位置区号、分配的上行和下行时隙的映射关系表中，记录此次UE的时隙分配结果。本实施例所述的8个UE信道分配后，上下行时隙的映射关系表如表3所示：

表3

UE标识	UE-1	UE-2	UE-3	UE-4	UE-5	UE-6	UE-7	UE-8
									位置区号No.	0	0	8	0	6	5	0	0
所分配的上行时隙	TS2	TS1	TS2	TS2	TS2	TS2	TS2	TS2
									所分配的下行时隙	TS4	TS3	TS4	TS6	TS4	TS4	TS5	TS4

步骤6，当该UE离开该位置区或者释放资源时，需要注销该UE在表3中的时隙分配记录。

综上所述，本发明实施例的快速DCA方法，综合考虑了时隙分配的优先级和UE在空域上的位置划分，同一个位置区的不同UE被尽量分配到不同的时隙上，减少了多个UE之间的干扰，同时计算量小，易于实现，达到了小区内多个UE接入时降低多址干扰的目的，提高了网络的性能，使系统容量成倍的增加。

在上述实施例的基础上还可以做各种变换，例如：本发明第一实施例步骤404和409还可以改为：选择分配给该UE所在区域位置次数最少的时隙分配给该UE。采用这种分配方式后，表2中的上行时隙TS2将分配给UE-1、UE-4、UE-8，而不再和实施例一样分配给UE-7，TS2会分配给UE-7。这样处理需要计算各可分配时隙分配给该UE所在区域位置的次数，但可进一步地使位于相同区域位置的UE分配的时隙尽量分散，减少相互间的干扰。

又如，在分配时隙时，也可以不根据时隙ISCP来划分时隙的优先级。在选择时隙时，优先分配未分配给该UE所在区域位置的时隙，如果存在多个未分配时隙或时隙均已分配，可以采用随机或其它设定的顺序选择其中一个，这样也可以解决尽量把相同方向上的用户分散分配到不同时隙中的技术问题。

又如，实施例是按可分配时隙的优先级顺序从高到底逐一判断后进行分配，除此种方法之外，还可以根据UE所在区域位置查找该区域位置的时隙分配记录，判断可分配时隙中是否还有未分配给该UE所在区域位置中的时隙，是分配所有未被分配过的时隙中优先级最高的时隙给该UE，否将被分配给该UE所在区域位置次数最少时隙，或者优先级最高的时隙分配给该UE。

本发明还适用于时分双工码分多址(TDD-SCDMA)通讯系统。

Claims (8)

1、一种时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于还包括下述步骤：

步骤一将小区按覆盖角度划分为若干个数的区域位置；

步骤二测量当前移动终端的到达角度，根据其确定该移动终端所在的区域位置；

步骤三从可分配的上、下行时隙中选择一个分配给该移动终端并分配信道化码资源，选择时隙时，查找时隙的分配记录，优先选择未被分配给该UE所在区域位置的时隙进行分配；

步骤四记录此次时隙分配的结果，包含了该移动终端所在的区域位置与分配的上行时隙、下行时隙的对应关系；

步骤五当该移动终端离开该区域位置或者释放资源时，注销此次时隙分配的记录。

2、如权利要求1所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于：所述的步骤一中划分的各区域位置所覆盖的角度根据智能天线的空间通带带宽确定。

3、如权利要求1所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于：

所述的步骤二之后还包括步骤：测定各时隙干扰以确定各时隙的优先级，干扰小的优先级大；

所述的步骤三中，如果可分配的上行或/和下行时隙中存在多个未被分配到该移动终端所在区域位置中的时隙，选择其中优先级最高的分配给该移动终端。

4、如权利要求3所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于：所述的测定时隙干扰所测量的参数是干扰信号码功率。

5、如权利要求3所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于所述的步骤三进一步包括：

(1)选择最高优先级的时隙；

(2)查找当前时隙的分配记录，判断该时隙是否已经分配给当前移动终端所在区域位置中，如果是，执行步骤(3)，如果否，分配该时隙；

(3)判断该时隙是否是最低优先级的时隙，否则选择次高优先级，然后执行步骤(2)，是则分配最高优先级的时隙给该移动终端，或者将被分配给该移动终端所在区域位置次数最少的时隙分配给该移动终端。

6、如权利要求3所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于所述的步骤三进一步包括：

(1)根据该移动终端所在区域位置查找该位置的时隙分配记录，判断可分配时隙中是否还有未分配给该移动终端所在区域位置中的时隙，否执行步骤(2)，是执行步骤(3)；

(2)将被分配给该移动终端所在区域位置次数最少时隙，或者优先级最高的时隙分配给该移动终端；

(3)分配所有未被分配过的时隙中优先级最高的时隙给该移动终端。

7、如权利要求1所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于：所述的步骤四中，记录的结果还包括与被分配的上行时隙和下行时隙对应的移动终端标识。

8、如权利要求1所述的时分同步码分多址通讯系统快速动态信道分配方法，其特征在于所述的步骤三中，如果可分配的时隙都已经被分配给该移动终端所在区域位置中，则选择在该移动终端所在区域位置中被分配次数最少的时隙分配给该移动终端。

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