CN1867107B - 提高td-scdma数字集群系统信道利用率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，包括：对集群业务进行分类；当收到集群业务请求时，根据系统无线信道资源使用情况及所述集群业务类别确定该业务的话音编码速率；根据确定的该业务的话音编码速率为其分配无线信道。利用本发明，可以在系统资源紧缺时利用一个无线信道传输用户的话音，进一步提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率。

Description

提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法。

背景技术

数字集群技术目前广泛应用于公安、交通、武警、司法、部队、消防、民航、电力、油田、厂矿、急救中心等指挥调度部门。TD-SCDMA(时分-同步码分多址)数字集群系统是新一代数字集群系统。数字集群系统一般采用单工、半双工或者全双工的通信形式。因为集群应用中的话务量具有较强的突发性。而且集群应用具有快速紧急的特点，用户一般要求立即使用信道，因此数字集群系统对信道利用率具有较高的要求。

传统的数字集群系统只使用时分信道，信道分配比较简单，而TD-SCDMA数字集群系统利用了时分同步码分多址技术，具有多种利用信道的方法。目前TD-SCDMA数字集群系统主要存在三种提高系统信道利用率的方案。第一种方案是采用全向覆盖的原理，这样一个下行物理信道可以覆盖整个小区，而接听的用户之间可以共享接听同一个下行物理信道，因此实现了提高信道利用率的目的。第二种方案是采用改进的智能天线技术，意即利用一组波束来覆盖整个小区，每个波束发射独立的下行物理信道，这时集群群组用户可以通过选择上述某一组波束接听，此方案通过限制波束的数量也可以提高信道利用率。第三种方案是让某些或者全部接听通话的用户终端在接听通话期间释放其信令连接或者将信令连接转移到特殊的状态，意即此时某些或者全部接听通话的用户终端不单独占用系统码分信道资源，从而提高系统信道利用率。

上述三种方案在上下行均采用TD-SCDMA数字集群系统的两个扩频因子SF＝16的码分信道，或者一个扩频因子SF＝8的码分信道支持用户的话音比特流。这些方案虽然在一定程度上提高了系统容量，但是没有从根本上解决系统信道利用率低的问题，即系统中无线信道上所承载的用户比特流并没有增加。而且这些提高系统信道利用率的方案由于仅仅考虑了一个下行物理信道共享用户数目的问题，当一个下行物理信道的共享用户数目增大时，可能导致某些用户无法使用集群抢占功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，以克服现有技术中无法从根据上解决信道利用率低的缺点，在不影响用户对集群功能使用的前提下，进一步提高集群系统信道利用率。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，包括步骤：

A、对集群业务进行分类，以区分可以采用半速话音编码的集群业务，以及只能采用全速话音编码的集群业务；

B、当收到集群业务请求时，根据系统无线信道资源使用情况及所述集群业务类别确定该业务的话音编码速率，若系统无线资源不足，则允许使用半速话音编码的业务使用半速语音编码速率；

C、根据确定的该业务的话音编码速率为其分配无线信道。

优选地，所述步骤A具体为：根据用户级别和/或呼叫类型对所述集群业务进行分类。

所述方法还包括：

当所述系统无线信道资源足够时，对该集群业务使用全速话音编码速率。

所述若系统无线资源不足，则允许使用半速话音编码的业务使用半速语音编码速率包括：如果所述集群业务允许使用半速话音编码速率时，则对该集群业务使用半速话音编码速率；

否则，所述系统选择异常流程阻断呼叫。

优选地，所述对该集群业务使用半速话音编码速率具体为：

对所述集群业务在上行和/或下行通话期间采用半速话音编码速率。

所述步骤C包括：

当所述集群业务使用全速话音编码速率进行编码时，分配一个扩频因子为8的基本码分信道或者两个扩频因子为16的基本码分信道承载该集群业务的全速话音；

当所述集群业务使用半速话音编码速率进行编码时，分配一个扩频因子为16的基本码分信道承载该集群业务的半速话音。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明利用TD-SCDMA(时分同步码分多址)数字集群系统使用的AMR(自适应多速率)话音具备多个编码速率以及集群系统业务的突发性特点，通过对集群业务进行分类，根据请求的集群业务的类别及系统无线信道资源的使用状况决定为该呼叫分配全速话音信道还是分配半速话音信道。当系统无线信道资源足够时，则尽量为呼叫分配全速话音信道，在系统无线信道资源缺乏且对话音质量要求较低时，则为呼叫分配半速话音信道。这样，通过动态控制用户话音的AMR编码速率，保证了在系统资源紧缺时利用一个无线信道传输用户的话音，从而从根本上提高了系统信道利用率，同时不影响用户对集群功能的使用。

附图说明

图1是TD-SCDMA数字集群系统结构示意图；

图2是本发明方法的实现流程图。

具体实施方式

本发明的核心在于利用TD-SCDMA数字集群系统使用的AMR话音具备多个编码速率以及集群系统业务的突发性特点，通过提高一个物理信道可以承载的用户比特流来提高无线信道的利用率。为此，首先对集群业务进行分类，以区分出可以采用半速话音编码的集群业务，以及只能采用全速话音编码的集群业务。这样，当收到集群业务请求时，即可根据系统无线信道资源使用情况及该集群业务的类别确定该业务的AMR话音编码速率。在系统无线信道资源缺乏时，就可对某些允许使用半速话音编码的业务在通话期间在上行和/或下行使用半速话音编码，利用一个SF＝16的基本码分信道承载一个方向的半速话音，从而提高系统信道利用率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图1，图1示出了TD-SCDMA数字集群系统的基本结构：

TD-SCDMA数字集群系统在其组成设备及结构上与TD-SCDMA无线移动通信系统类似，均包括：多个用户终端，如图中用户终端S1和用户终端S2，基站设备S3，网络设备S4。其中，用户终端也可以是其他形式的移动台如车载台等，用于讲话或者接听通话，以及实现调度或者完成补充业务功能等。

基站设备在TD-SCDMA数字集群系统中可表现为Node B以及Node B的辅助设备，如直放站中继设备，它负责在用户终端和网络设备之间建立通信连接。网络设备主要包括无线网络控制器、移动交换中心、GPRS(通用分组无线业务)支撑节点、集群调度服务器等。网络设备负责完成数字集群业务的处理如呼叫处理、移动性管理、签约信息的存储等。

在TD-SCDMA数字集群系统中，采用了AMR话音编码器，它是一种自适应编码器，可支持8种不同速率，根据无线环境，可选择由系统通过网络信令实施动态调整，取得无线环境下最优的话音质量和容量的综合平衡。AMR语音编码包括全速率和半速率模式的一组固定速率，它们按照传输时出现的误差函数在不同模式间进行切换，每种编码模式在信源和信道编码间由专用比特速率提供不同的误码率，每帧的语音速率按照无线信道环境来调整。在差的传播环境下选择最大抗噪编码模式，在好的传播环境下选择最优编码模式。

本技术领域人员知道，数字集群的最主要业务特征是群组呼叫，个体用户或群组之间分为不同的等级，表现为占有通信资源和通话主导权的优先级别不同。为保证用户对系统功能、性能的要求和提高资源利用率，群组通信时要采取“前向信道共享”、用户和群组优先级判别等技术手段，有时还需要对发起呼叫用户或接收用户的区域进行判别。

数字集群的基本功能包括组呼、全呼、广播呼、私密呼以及电话互连呼叫等。补充功能包括调度区域选择、多优先级、紧急呼叫、迟后进入、动态重组、调度台强拆/强插、故障弱化、直通模式、VPN(虚拟专用网)功能等。

因此，本发明即利用TD-SCDMA数字集群系统使用的AMR话音具备多个编码速率以及集群系统业务的突发性特点，根据系统无线信道资源使用情况及该集群业务的类别动态调整话音编码速率，为采用半速话音编码的业务分配半速话音信道，从另一个角度达到提高系统信道利用率的目的。

本发明方法的实现流程如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：对集群业务进行分类。

前面已经提到，数字集群的最主要业务特征是群组呼叫，个体用户或群组之间分为不同的等级，表现为占有通信资源和通话主导权的优先级别不同。群组呼叫又包括：组呼、全呼、广播呼、私密呼等多种呼叫类型。因此，可以根据用户级别和/或呼叫类型对所述集群业务进行分类，还可以根据被呼叫用户的数据及其所在区域对所述集群业务进行分类，从而区分哪些呼叫可以采用半速话音编码速率，哪些呼叫必须采用全速话音编码速率。

比如，假定某系统支持组呼和广播呼，其呼叫类别为A和B，且系统支持将呼叫用户分为5个优先级即0、1、2、3和4。那么0A集群呼叫表示优先级别最高的用户发起的组呼业务，4B集群呼叫表示优先级别最低的用户发起的广播呼叫业务。根据这些不同类别的业务确定其是否可以使用半速话音编码速率。

步骤202：当系统收到集群业务请求时，根据该请求确定该集群业务的类别。

比如，可以建立一个集群业务分类表，使该表包括：集群业务类型、用户级别，以及每种业务是否允许使用半速AMR话音编码等信息。当收到集群业务请求时，根据该请求中的信息查找集群业务分类表，从而确定该集群业务的分类，以及该业务是否允许使用半速AMR话音编码。

步骤203：判断系统无线信道资源是否足够。

如果系统资源充足，则不管该业务是否允许使用半速AMR话音编码，都优先采用全速话音编码速率，

即进到步骤204：对该集群业务使用全速话音编码速率，并对使用全速话音编码速率的业务分配无线信道。

与现有技术相同，对使用全速话音编码速率的业务分配两个SF＝16的基本码分信道，或分配一个SF＝8的基本码分信道，承载该业务的全速话音。

当然，根据系统实际需要，此时，在不影响系统话音质量的情况下，也可以采用半速话音编码速率。

比如，对于某些特殊场合的组播业务，其对话音的质量一般没有较高的要求，这时，在系统资源充足时，也可以采用半速话音编码速率，对其话音进行编码。

如果系统资源不足，则进到步骤205：判断该集群业务是否允许使用半速话音编码速率。

如果可以，则进到步骤206：对该集群业务使用半速话音编码速率，并对使用半速话音编码速率的业务分配无线信道。

根据系统资源的使用情况，可以对该集群业务在一个方向(上行或下行)通话期间采用半速话音编码速率，也可以同时在两个方向(上行和下行)通话期间采用半速话音编码速率。分配原则是如果上行信道资源枯竭，则为上行分配半速话音信道，如果下行信道资源枯竭，则为下行分配半速话音信道。

由于采用了半速话音编码速率，因此只需利用一个SF＝16的基本码分信道即可承载一个方向(上行或下行)的半速话音。

如果该集群业务是否允许使用半速话音编码速率或者即使使用半速话音编码速率系统资源也不足以支持该业务时，则进到步骤207：进入异常流程，阻断该次呼叫。

例如：可以定义系统无线资源管理的几个状态：充足状态、普通状态、拥塞状态等。

比如，当无线信道资源50％以上可用时，系统的信道资源为充足状态；

假如系统的切换门限(系统为了完成切换需要预留的无线信道资源比例)为25％，当系统的无线信道资源处于切换预留门限以上但是小于50％时，系统的信道资源为普通状态；

系统的无线信道资源处于切换预留门限以下如15％，系统的信道资源为拥塞状态。

可根据系统无线资源的不同状态，确定集群业务采用有话音编码速率。比如：

如果系统接到特殊集群业务(比如，组播业务)的请求，同时确认系统信道资源处于充足状态，则选择全速话音信道接续呼叫；

如果系统接到特殊集群业务的请求，同时确认系统信道资源处于普通状态，则选择半速话音信道接续呼叫；

如果系统接到特殊集群业务的请求，同时确认系统信道资源处于拥塞状态，则选择异常流程阻断呼叫。

本技术领域人员知道，AMR话音编码方案允许用户话音编码为每秒12.2千字节、10.2千字节、7.95千字节、7.4千字节、6.7千字节、5.9千字节、5.15千字节或者4.75千字节。而集群系统业务具有突发性，因此利用本发明，通过固定使用半速话音即低于每秒5.9千字节的话音编码即可节省无线信道资源，提高系统无线信道资源的利用效率。

本发明还可结合现有的三种提高集群系统无线信道利用率技术方案：

(1)采用全向覆盖方式，使下行物理信道可以覆盖整个小区，接听的用户之间共享同一个下行物理信道，从而提高信道利用率；

(2)采用改进的智能天线技术，通过限制波束的数量提高信道利用率；

(3)使某些或全部接听通话的用户终端在接听通话期间释放其信令连接或者将信令连接转移到特殊状态。

从而不仅提高了一个无线信道的共享用户数目，而且还增加了一个物理信道可以承载的用户比特流，使遵循本发明设计的集群系统的信道利用率成倍增加，同时不影响用户对集群功能的使用。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (6)

1.一种提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，其特征在于，包括步骤：

A、对集群业务进行分类，以区分可以采用半速话音编码的集群业务，以及只能采用全速话音编码的集群业务；

B、当收到集群业务请求时，根据系统无线信道资源使用情况及所述集群业务类别确定该业务的话音编码速率，若系统无线资源不足，则允许使用半速话音编码的业务使用半速语音编码速率；

C、根据确定的该业务的话音编码速率为其分配无线信道。

2.根据权利要求1所述的提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

根据用户级别和/或呼叫类型对所述集群业务进行分类。

3.根据权利要求1所述的提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述系统无线信道资源足够时，对该集群业务使用全速话音编码速率。

4.根据权利要求1所述的提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，其特征在于，所述若系统无线资源不足，则允许使用半速话音编码的业务使用半速语音编码速率包括：

如果所述集群业务允许使用半速话音编码速率时，则对该集群业务使用半速话音编码速率；否则，所述系统选择异常流程阻断呼叫。

5.根据权利要求4所述的提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，其特征在于，所述对该集群业务使用半速话音编码速率具体为：

对所述集群业务在上行和/或下行通话期间采用半速话音编码速率。

6.根据权利要求4所述的提高TD-SCDMA数字集群系统信道利用率的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

当所述集群业务使用全速话音编码速率进行编码时，分配一个扩频因子为8的基本码分信道或者两个扩频因子为16的基本码分信道承载该集群业务的全速话音；

当所述集群业务使用半速话音编码速率进行编码时，分配一个扩频因子为16的基本码分信道承载该集群业务的半速话音。

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