CN1901741A

CN1901741A - Cdma系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法

Info

Publication number: CN1901741A
Application number: CNA2006100617219A
Authority: CN
Inventors: 杨胜强
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-18
Also published as: WO2008011779A1; CN1901741B

Abstract

一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，包括以下步骤：BTS监控寻呼信道负荷情况，上报寻呼信道统计状态报告消息；BSC根据上报的寻呼信道负荷信息，执行寻呼信道调整判决步骤，若判决结果为需要减少或增加寻呼信道数，则BSC将当前载频寻呼信道数减一或加一；BSC向对应基站BTS发送小区设置消息，修改基站BTS侧对应小区载频配置；基站BTS侧修改完毕，给BSC回小区设置响应消息；BSC收到响应消息后，启动调整保护定时器，调整保护定时器超时后，结束本次寻呼信道数调整过程。本发明在寻呼信道自适应调整的情况下，对寻呼信道需求量的事先计算的准确性的依赖可以降低，通过信道的充分共享，提高了信道利用率。

Description

CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法

技术领域

本发明属于CDMA系统通信技术领域，具体涉及无线空口寻呼信道调整方法。

背景技术

CDMA2000 1X系统架构如图1所示，其中，BTS为基站收发器(Base Station Transceiver)，BSC/PCF为基站控制器/分组控制功能(Base Station Controller/Packet ControlFunction)，MSC/VLR为移动交换机/访问位置寄存器(Mobile Switching Center/VisitorLocation Register)，PDSN/FA为分组数据服务节点/访问代理(Packet Data ServingNode/Foreign Agent)，SMC为短消息中心(Short Message Center)，HLR/AC为归属位置寄存器/鉴权中心(Home Location Register/Authentication Center)，HA为本地代理(HomeAgent)，RADIUS为远程接入鉴权与认证服务器(Remote Authentication Dial In User ServiceServer)，RADIUS主要用于认证、授权和计费。

CDMA 2000 1X系统中前向公共信道一般有导频信道、同步信道、寻呼信道，反向公共信道有接入信道。每个扇区载频最多可配7个寻呼信道，一般网上运行的CDMA系统每个扇区载频都只配置一个寻呼信道。如果这个信道配置过大，相应的业务信道会减少，将会占用业务信道过多的处理能力，从而减少系统容量。

在CDMA2000 1X系统中，寻呼信道将信息从基站传送到移动台，其上承载的寻呼类消息有很多。包括总体消息、寻呼请求消息、信道指配消息、命令消息、公共信道独特查询、消息等待通知、短消息等。

目前短消息业务由于价格低廉，使用方便，成为广大中低层移动用户首选通信方式，特别在节假日，短消息流量非常巨大，另一方面，运营商为吸引用户和增加盈利，开发了许多基于短消息的增值业务，诸如股市、气象台、交通信息台，广告等广播短消息业务也越来越增大了短消息流量。短消息业务属于突发业务，严重时短消息流量远远超过基站寻呼信道处理能力，导致短消息业务大量失败和基站过载，引起寻呼风暴或短消息风暴。基站严重过载同时也会影响到其他业务的建立。

在寻呼风暴或短消息风暴时，目前BSS系统目前多采用流量控制和拥塞控制来进行业务流管理，在基站过载时通过丢弃消息防止系统性能进一步恶化。该技术存在以下缺点：

1、基站过载导致大量消息被丢弃，整个系统与寻呼相关的业务成功率指标急剧降低。

2、寻呼时间延长，导致系统整体上被叫接续延迟增大。

3、消息拥塞或丢弃，导致寻呼类消息反复重发，降低了整个系统的处理效率。

发明内容

目前在CDMA系统中，如果寻呼信道占用率忙时一直超过某个门限，例如80％，那么就表明寻呼信道负荷已经比较高，需要考虑寻呼信道的扩容。由于寻呼信道占用率有一定突发性，事后扩容不仅解决不了发生的问题，而且还减少了业务信道数，导致系统容量降低。

本发明针对此问题提出一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，根据寻呼信道的负荷，系统自适应增加和减少寻呼信道数的方法，以匹配当前寻呼速率，从而达到寻呼信道最优配置以最大限度的提高当前无线环境下的寻呼消息提交速度。

寻呼信道自适应调整可以优化CDMA系统中业务信道和寻呼信道的使用，减少寻呼信道拥塞的发生，降低寻呼信道的最初配置对系统性能的影响。通过本发明，系统在寻呼信道空闲时，寻呼信道保持最低配置，只配置一个寻呼信道，以使业务信道容量最大；在寻呼信道比较忙时，系统根据寻呼信道负荷自适应调整寻呼信道数配置，通过动态增加寻呼信道数减少寻呼信道拥塞的发生，保证寻呼消息提交及时性，使整个系统性能保持稳定。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，包括以下步骤：

1)BTS监控寻呼信道负荷情况，上报寻呼信道统计状态报告消息；

2)BSC根据上报的寻呼信道负荷信息，执行寻呼信道调整判决步骤，若判决结果为寻呼信道数不变，则结束调整；若判决结果为需要减少或增加寻呼信道数，则BSC将当前载频寻呼信道数减一或加一，进入步骤3)；

3)BSC向对应基站BTS发送小区设置消息，修改基站BTS侧对应小区载频配置；

4)基站BTS侧修改完毕，给BSC回小区设置响应消息；

5)BSC收到步骤4)中响应消息后，启动调整保护定时器，调整保护定时器超时后，结束本次寻呼信道数调整过程；

6)BSC进行小区系统消息更新，通知无线终端最新的小区载频寻呼信道数。

其中，所述步骤1)中，BTS按给定的时长周期方式上报寻呼信道统计状态报告消息。

作为本发明的一种改进，所述步骤5)中，调整保护定时器的时长大于寻呼信道统计状态报告周期上报时长。

作为本发明的又一改进，所述步骤5)中，还包括一当前载频的自适应调整标识设置步骤，当BSC启动调整保护定时器后，设置该标识为TRUE，表示当前载频正在进行寻呼信道调整；当调整保护定时器超时后，设置该标识为FALSE，表示当前载频寻呼信道调整结束。

作为本发明的一种优选方式，所述步骤2)中，所述寻呼信道调整判决步骤中判决增加寻呼信道数的具体步骤为：

(1)入寻呼信道负荷，首先判断条件一：当前载频是否正在进行调整；若条件一为假，则进入步骤(2)；

(2)判断条件二：寻呼信道负荷是否超过系统配置的寻呼信道增加门限；若条件二为真，则寻呼信道负荷轻连续次数清为0；进入步骤(3)；

(3)判断条件三：当前载频的寻呼信道数是否小于7且空闲业务信道数不低于配置的空闲业务信道数门限；若条件三为真，进入步骤(4)；

(4)判断条件四：准入控制，预估增加寻呼信道后载频的前向负荷是否低于准入门限；若条件四为真，进入步骤(5)；

(5)判决需要增加寻呼信道数。

作为本发明的又一优选方式，所述步骤2)中，所述寻呼信道调整判决步骤中判决减少寻呼信道数的具体步骤为：

(1)输入寻呼信道负荷，首先判断条件一：当前载频是否正在进行调整；若条件一为假，则进入步骤(2)；

(2)判断条件二：寻呼信道负荷是否超过系统配置的寻呼信道增加门限；若条件二为假，则进入步骤(3)；

(3)判断条件五：寻呼信道负荷低于系统配置的寻呼信道减少门限；若条件五为真，则寻呼信道负荷轻连续次数加一，进入步骤(4)；

(4)判断条件六：寻呼信道负荷轻连续次数是否超过系统配置的寻呼信道负荷轻连续次数门限且当前载频的寻呼信道数大于1，若条件六为真，则进入步骤(5)；

(5)判决需要减少寻呼信道数，并且寻呼信道负荷轻连续次数清为0。

优选地，所述的系统配置的寻呼信道减少门限小于系统配置的寻呼信道增加门限。

作为本发明的再一优选方式，所述步骤2)中，所述寻呼信道调整判决步骤中判决寻呼信道数不变的情形为以下条件之一：

判断条件一为真，即当前载频正在进行调整；

判断条件三为假，即当前载频的寻呼信道数不小于7或者空闲业务信道数低于配置的空闲业务信道数门限；

判断条件四为假，即预估增加寻呼信道后载频的前向负荷低于准入门限为假；

判断条件五为假，即寻呼信道负荷低于系统配置的寻呼信道减少门限为假；

判断条件六为假，即寻呼信道负荷轻连续次数低于系统配置的寻呼信道负荷轻连续次数门限或者当前载频的寻呼信道数等于1。

作为本发明的再一优选方式，所述步骤2)中，当发现新增的寻呼信道所属码道正在进行业务时，通过小区内码道间的硬切换将此码道的业务切换到另一空闲业务信道上。其中，所述步骤2)中，小区内码道间的硬切换包括以下步骤：

(1)BSS构造常规切换指示消息/通用切换指示消息，在原有的业务信道上，下发给无线终端；

(2)无线终端收到常规切换指示消息/通用切换指示消息以后，根据消息中带的参数调整，并在指定的新信道上进行接入，接入成功以后，手机在新信道上发送切换完成消息；

(3)BSS收到切换完成消息以后，释放原信道，并向MSC发送切换执行消息，通知MSC无线终端切换完成。

作为本发明的再一改进，所述步骤2)中，寻呼信道调整可以先考虑将寻呼信道增速和减速，再考虑增加和减少信道数。

本发明技术方案具有以下有益效果：

1、在寻呼信道自适应调整的情况下，对寻呼信道需求量的事先计算的准确性的依赖可以降低，通过信道的充分共享，提高了信道利用率。

2、寻呼信道自适应调整可以动态增大系统寻呼容量，减少寻呼信道消息的拥塞，提高系统性能；

3、寻呼信道自适应调整可以动态增大系统短消息流量，从而增加营运商的收入。

4、寻呼信道自适应调整可以同时增加接入信道容量，可缓解在许多手机同时接入时的接入负荷，并且不降低手机接入速度。

5、小区内码道间硬切换可以方便进行CDMA码道重整，可用于防止码道碎片，提高码道利用率。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为现有CDMA2000 1X系统架构示意图；

图2为本发明CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法实施例流程图；

图3为本发明寻呼信道自适应调整判决方法实施例流程图；

图4为本发明小区内码道间硬切换的流程图。

具体实施方式

根据CDMA协议，寻呼信道只能分配的码道为W₁ ⁶⁴到W₇ ⁶⁴。由于CDMA系统每个可用载频至少需要配置一个寻呼信道，所以W₁ ⁶⁴码道固定为寻呼信道，只有码道为W₂ ⁶⁴到W₇ ⁶⁴参与信道的动态调整，这些信道根据调整即可以作为寻呼信道使用，又可以作为业务信道使用。为了降低这些码道转换的复杂性，建议对系统Walsh码道分配方法进行如下约束：W₂ ⁶⁴到W₇ ⁶⁴码道最后分配原则。即W₂ ⁶⁴到W₇ ⁶⁴码道作为业务信道时，只有在其他业务信道都被占用时，系统才依次逐个分配W₇ ⁶⁴，W₆ ⁶⁴，W₅ ⁶⁴，W₄ ⁶⁴，W₃ ⁶⁴，W₂ ⁶⁴作为业务信道使用。

寻呼信道自适应调整技术就是根据寻呼信道的负荷，系统自适应增加和减少寻呼信道数的方法，以匹配当前寻呼速率。调整的过程是在原有寻呼信道数的基础上每次增加或减少一条寻呼信道数的方式逐步匹配的原则进行，以使整个动态调整的过程平滑和稳健。

本发明一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法的实施例如图1所示，具体描述如下：

步骤1、BTS监控寻呼信道负荷情况，按给定的时长周期方式上报(上报给BSC)寻呼信道统计状态报告消息，携带寻呼信道负荷信息；

步骤2、BSC根据上报的寻呼信道负荷信息，执行寻呼信道自适应调整判决。具体方法可以参见后面详细描述。若判决结果为寻呼信道数不变，则流程结束；若判决结果为需要减少寻呼信道数，则BSC将当前载频寻呼信道数减一；若判决结果为需要增加寻呼信道数，则BSC将当前载频寻呼信道数加一，并且发现新增的寻呼信道所属码道正在进行业务，则需要执行步骤3；

步骤3、【可选步骤】发现新增的寻呼信道所属码道正在进行业务，通过小区内码道间的硬切换将此码道的业务切换到另一空闲业务信道上； (注：若系统Walsh码道分配方法严格遵循W₂ ⁶⁴到W₇ ⁶⁴码道最后分配原则，并且寻呼信道自适应调整判决考虑业务信道空闲情况，这种情况基本不会发生，这个步骤可省略)。小区内码道间的硬切换方法可以参见后面详细描述。

步骤4：由于当前载频寻呼信道数发生改变，BSC向对应基站BTS发送小区设置消息，修改基站BTS侧对应小区载频配置。

步骤5：基站BTS侧修改完毕，给BSC回小区设置响应消息。

步骤6：BSC收到响应消息后，启动调整保护定时器，设置当前载频的自适应调整标识为TRUE，表示此载频正在进行一次寻呼信道数调整。调整保护定时器超时后需要将当前载频的自适应调整标识置为FALSE，表示此载频的本次寻呼信道数调整过程结束。其中，调整保护定时器时长一般大于寻呼信道统计状态报告周期上报时间长。

步骤7：BSC进行小区系统消息更新，通知所有无线终端最新的小区载频寻呼信道数。

寻呼信道自适应调整判决方法流程图如图3所示，具体描述如下：

步骤1、方法入口，输入寻呼信道负荷，首先判断条件1：当前载频是否正在进行调整；

步骤2、若条件1为真，则判决结果为寻呼信道数不改变；

步骤3、若条件1为假，则判断条件2：寻呼信道负荷是否超过系统配置的寻呼信道增加门限(PCH_ADD_THRESHOLD)；

步骤4、若条件2为真，则寻呼信道负荷轻连续次数清为0；否则跳至步骤10；

步骤5、判断条件3：当前载频的寻呼信道数是否小于7且空闲业务信道数不低于配置的空闲业务信道数门限(IDLE_TCH_THRESHOLD)；如果判断条件为真，则进入步骤6，否则进入步骤7；

步骤6、判断条件4：准入控制，预估增加寻呼信道后载频的前向负荷是否低于准入门限；如果判断结果为真，则进入步骤8；如果判断结果为假，则进入步骤9；

步骤7、若条件3为假，则判决结果为寻呼信道数不改变；

步骤8、判决结果为需要增加寻呼信道数；

步骤9、若条件4为假，则判决结果为寻呼信道数不改变；

步骤10、判断条件5，寻呼信道负荷是否低于系统配置的寻呼信道减少门限；

步骤11、若条件5为真，寻呼信道负荷轻连续次数加一；否则跳至步骤15；

步骤12、判断条件6：寻呼信道负荷轻连续次数是否超过系统配置的寻呼信道负荷轻连续次数门限(PCH_IDLE_PERSIST_NUM)且当前载频的寻呼信道数大于1；

步骤13、若条件6为真，则判决结果为需要减少寻呼信道数，并且寻呼信道负荷轻连续次数清为0；

步骤14、若条件6为假，则跳至步骤15；

步骤15、判决结果为寻呼信道数不改变；

步骤16、输出判决结果，方法结束。

本实施例中，所述的系统配置的寻呼信道减少门限必须小于系统配置的寻呼信道增加门限。

考虑到若系统Walsh码道分配方法不遵循W₂ ⁶⁴到W₇ ⁶⁴码道最后分配原则，本发明实施例中提出通过增加小区内码道间硬切换流程将欲从业务信道转化为寻呼信道的码道的业务切换到另一空闲业务信道上，以腾出此码道转化为寻呼信道使用，而且又不会中断原有业务。其中小区内码道间硬切换的流程如图4所示，具体描述如下：

1、基站子系统BSS根据流程判决认为需要进行小区内码道间硬切换。原来码道为A，现在要转化为寻呼信道，则需要在本小区同一载频上给手机分配另一条空闲业务信道B，构造常规切换指示消息/通用切换指示消息(General Handoff Direction/UniversalHandoff Direction)，并在原有的业务信道上下发给无线终端。

2、手机收到常规切换指示消息/通用切换指示消息以后，将根据消息中带的参数调整，并在指定的新信道上进行接入，接入成功以后，手机在新信道上发送切换完成消息(Handoff Completion)。

3、基站子系统BSS收到切换完成消息以后，释放原信道。并向MSC发送切换执行消息(Handoff Perform)，通知MSC无线终端切换完成。

本实施例中，当寻呼信道增加时，接入信道也会随着增加。因此，如果一个具有接入信道容量受限的系统也可以考虑通过寻呼信道的调整来进行接入能力的调整。

另外接入信道也可以单独考虑，由于每个寻呼信道最多可配32个接入信道，可以类似的设计接入信道自适应调整技术，在一个寻呼信道中改变接入信道数目，而不需要修改寻呼信道数。寻呼信道调整可以先考虑将寻呼信道增速和减速，(CDMA2000 1X系统寻呼信道速率有4800bps和9600bps两种，增速只能是将寻呼信道速率由4800bps变为9600bps，减速只能是将寻呼信道速率由9600bps变为4800bps)，再考虑增加和减少信道数。

Claims

1、一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，包括步骤：

1)BTS监控寻呼信道负荷情况，上报寻呼信道统计状态报告消息；其特征在于，还包括如下步骤：

4)基站BTS侧修改完毕，给BSC回小区设置响应消息；

2、根据权利要求1所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤1)中，BTS按给定的时长周期方式上报寻呼信道统计状态报告消息。

3、根据权利要求2所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤5)中，调整保护定时器的时长大于寻呼信道统计状态报告周期上报时长。

4、根据权利要求1所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤5)中，还包括一当前载频的自适应调整标识设置步骤，当BSC启动调整保护定时器后，设置该标识为TRUE表示当前载频正在进行寻呼信道调整；当调整保护定时器超时后，设置该标识为FALSE表示当前载频寻呼信道调整结束。

5、根据权利要求1所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述寻呼信道调整判决步骤中判决增加寻呼信道数的具体步骤为：

(5)判决需要增加寻呼信道数。

6、根据权利要求1所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述寻呼信道调整判决步骤中判决减少寻呼信道数的具体步骤为：

7、根据权利要求6所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于，所述的系统配置的寻呼信道减少门限小于系统配置的寻呼信道增加门限。

8、据权利要求1所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述寻呼信道调整判决步骤中判决寻呼信道数不变的情形为以下条件之一：判断条件一为真，即当前载频正在进行调整；

9、根据权利要求1所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述步骤2)中，当发现新增的寻呼信道所属码道正在进行业务时，通过小区内码道间的硬切换将此码道的业务切换到另一空闲业务信道上。

10、根据权利要求9所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于：所述小区内码道间的硬切换包括以下步骤：

11、根据权利要求1或2所述的一种CDMA系统中无线空口寻呼信道自适应调整方法，其特征在于，所述步骤2)中，寻呼信道调整可以先考虑将寻呼信道增速和减速，再考虑增加和减少信道数。