專利名稱：一種提高碼分多址蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CDMA(碼分多址)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，尤其涉及一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及，越來(lái)越多的無(wú)線設(shè)備(如手機(jī))提供互聯(lián)網(wǎng)接入功能，享受互聯(lián)網(wǎng)提供的WWW(萬(wàn)維網(wǎng))瀏覽、FTP(文件傳輸)下載和E_Mail(電子郵件)等業(yè)務(wù)。當(dāng)用戶點(diǎn)擊WWW頁(yè)面連接時(shí)，會(huì)發(fā)送一個(gè)下載請(qǐng)求，在這個(gè)請(qǐng)求過(guò)程中，一個(gè)或多個(gè)分組序列將被發(fā)送，此時(shí)信道上會(huì)有大量的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行迅速傳送；當(dāng)用戶所要求的文檔下載完成后，用戶用一定的時(shí)間進(jìn)行閱讀，在這個(gè)時(shí)候信道上的數(shù)據(jù)量就很少。由此可以看出，這些分組業(yè)務(wù)具有突發(fā)性、速率動(dòng)態(tài)變化范圍很大等特點(diǎn)。如果按照常規(guī)的辦法分配一定帶寬的信道給這種業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)突發(fā)的時(shí)候不能滿足數(shù)據(jù)快速傳送的需求，在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)很少時(shí)則浪費(fèi)了信道資源。一種有效的解決辦法是根據(jù)業(yè)務(wù)的特性，進(jìn)行信道復(fù)用，利用多個(gè)業(yè)務(wù)之間的互補(bǔ)性，在一條信道上進(jìn)行多個(gè)業(yè)務(wù)傳輸；然后監(jiān)測(cè)信道的當(dāng)前速率，如果當(dāng)前信道速率很大，以至信道帶寬不能傳輸滿足要求，執(zhí)行信道重配置；當(dāng)業(yè)務(wù)空閑時(shí)再次重配置小的帶寬給信道，以提高信道的利用效率。


圖1顯示了分組業(yè)務(wù)過(guò)程典型特性。一個(gè)分組業(yè)務(wù)會(huì)話過(guò)程由幾個(gè)分組呼叫組成，每個(gè)分組呼叫包含多個(gè)分組請(qǐng)求，分組與分組之間存在一定的到達(dá)時(shí)間，當(dāng)一個(gè)分組呼叫達(dá)到時(shí)，用戶一段時(shí)間(閱讀時(shí)間)閱讀到達(dá)的數(shù)據(jù)，在這段時(shí)間內(nèi)信道上的數(shù)據(jù)很少。當(dāng)數(shù)據(jù)閱讀完成后，再次發(fā)起分組呼叫。如此不斷循環(huán)，直到業(yè)務(wù)結(jié)束。
CDMA是一種擴(kuò)頻通信技術(shù)。CDMA的優(yōu)勢(shì)之一是支持可變速率的分組業(yè)務(wù)。在CDMA的情況下，多址接入的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)給每個(gè)用戶安排一個(gè)具有良好的自相關(guān)和弱相關(guān)特性的偽隨機(jī)碼，此碼字用來(lái)將用戶的信號(hào)轉(zhuǎn)換成寬帶擴(kuò)頻信號(hào)，接收機(jī)在將此寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成使用相同偽隨機(jī)碼的原始寬帶信號(hào)。CDMA系統(tǒng)中，信道碼采用的是正交可變擴(kuò)頻因子碼(OVSF)，它們保證不同物理信道之間的正交性，而且因?yàn)樗鼈兊臄U(kuò)頻因子(SF)可變，不同的擴(kuò)頻因子碼可以提供不同的傳輸速率，SF越小，提供的速率就越大。CDMA的這種特性，使得CDMA系統(tǒng)可以通過(guò)選擇不同的擴(kuò)頻因子碼快速滿足傳輸速率變化。
圖2顯示了一種碼樹結(jié)構(gòu)。CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻因子是通過(guò)碼資源管理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所有的擴(kuò)頻因子碼存在于碼樹中，靠近根節(jié)點(diǎn)的碼對(duì)應(yīng)高的傳輸速率，樹的兄弟節(jié)點(diǎn)即擴(kuò)頻因子長(zhǎng)度相同的碼是正交的，父碼和子碼是不正交的，在碼樹中可分配的碼應(yīng)滿足以下條件從該碼到碼樹根節(jié)點(diǎn)C1，1的路徑上沒(méi)有碼被分配；以該碼為根節(jié)點(diǎn)的子樹中沒(méi)有碼被分配。
對(duì)于一種低速率的信道分配一個(gè)小的擴(kuò)頻因子碼，將會(huì)使很多大的擴(kuò)頻因子碼不能分配，限制了可以被其它用戶使用的碼的個(gè)數(shù)。由此可見(jiàn)，在碼分配時(shí)，在滿足信道數(shù)據(jù)速率的要求下應(yīng)盡量保留擴(kuò)頻因子大的碼以便為系統(tǒng)保留更多的資源。
CDMA碼資源管理要求在滿足信道數(shù)據(jù)速率的要求下應(yīng)盡量保留擴(kuò)頻因子小的碼以便為系統(tǒng)保留更多的資源。對(duì)于可變速率業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，正確地估計(jì)業(yè)務(wù)的當(dāng)前速率，就可以為當(dāng)前業(yè)務(wù)分配合適的碼資源，也就是說(shuō)在滿足業(yè)務(wù)的需求條件下，可以為系統(tǒng)保留更多的資源供其它用戶使用。
另一方面，CDMA系統(tǒng)通過(guò)在一個(gè)物理信道上復(fù)用多個(gè)業(yè)務(wù)的辦法來(lái)提高信道的利用效率。如圖3所示，復(fù)用可以發(fā)生在內(nèi)部或者外部編碼之前或之后，業(yè)務(wù)復(fù)用和信道編碼之后，多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射到物理信道。如果整個(gè)速率超過(guò)了單個(gè)碼傳輸速率的上限，可以分配幾個(gè)物理信道。對(duì)于分組數(shù)據(jù)，如WWW瀏覽、FTP下載等，CDMA采用兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。短數(shù)據(jù)分組直接加到一個(gè)隨機(jī)接入突發(fā)信道中，這種方式稱為公共信道分組傳輸，適用于短的不頻繁的分組；較大的和頻繁的分組在專用信道上傳輸，CDMA系統(tǒng)將根據(jù)分組數(shù)據(jù)的速率和大小選擇合適擴(kuò)頻因子的專用信道，在分組數(shù)據(jù)突發(fā)時(shí)，選擇大容量的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；而當(dāng)分組數(shù)據(jù)變小或變得不頻繁時(shí)，減小信道容量，以適應(yīng)業(yè)務(wù)速率的變化。
當(dāng)有一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到達(dá)CDMA系統(tǒng)時(shí)，如果該業(yè)務(wù)可以復(fù)用到原有信道上，CDMA系統(tǒng)重新配置物理信道。如果不能成功復(fù)用到原有的信道上，CDMA系統(tǒng)首先向碼資源管理模塊請(qǐng)求碼資源，如果碼資源請(qǐng)求失敗，那么該業(yè)務(wù)就被拒絕。
上述的CDMA系統(tǒng)在分配業(yè)務(wù)時(shí)，需要把多種業(yè)務(wù)進(jìn)行復(fù)用，以提高信道的利用效率。由于在分配信道和配置時(shí)，一方面，不同業(yè)務(wù)的具體特性是不一樣的，不同用戶的同一類型的業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性也是不一樣的；另一方面，信道配置時(shí)，如果對(duì)具體業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性不了解，會(huì)導(dǎo)致盲目的配置，結(jié)果導(dǎo)致信道資源的浪費(fèi)或者頻繁的重配置，從而影響CDMA系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的目的在于提供一種提高CDMA系統(tǒng)信道利用率的方法，該方法根據(jù)不同用戶的不同業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性，合理分配信道帶寬和復(fù)用方式，來(lái)達(dá)到提高信道的利用率和減少重配置次數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所提供的一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，包括下列步驟當(dāng)CDMA系統(tǒng)接收到一個(gè)包含業(yè)務(wù)的類型信息和用戶信息的業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)用戶信息和業(yè)務(wù)的類型信息從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取該用戶及業(yè)務(wù)類型相關(guān)的業(yè)務(wù)特性；根據(jù)獲取的業(yè)務(wù)特性，選擇信道復(fù)用方式和信道速率；發(fā)送數(shù)據(jù)，并在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，當(dāng)業(yè)務(wù)速率發(fā)生了變化使得當(dāng)前配置信道的容量不能滿足業(yè)務(wù)傳輸速率的要求時(shí)，執(zhí)行信道重配置；在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)速率的變化；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，修改當(dāng)前業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性；數(shù)據(jù)傳輸完成，把修改后的業(yè)務(wù)特性記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，使得收到該用戶同一類型的下一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，作為信道配置和分配的依據(jù)。
在上述的提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法中，業(yè)務(wù)類型可包括分組業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)以及其它非恒定速率的業(yè)務(wù)。
在上述的提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法中，業(yè)務(wù)特性可以包括業(yè)務(wù)的最大速率、業(yè)務(wù)最大速率持續(xù)時(shí)間、最大速率的出現(xiàn)概率、業(yè)務(wù)的平均速率、業(yè)務(wù)平均速率的持續(xù)時(shí)間、平均速率的出現(xiàn)概率、業(yè)務(wù)的最小速率、業(yè)務(wù)最小速率的持續(xù)時(shí)間、最小速率的出現(xiàn)概率。
在上述的提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法中，業(yè)務(wù)特性也可以包括業(yè)務(wù)的速率分布，每個(gè)速率持續(xù)時(shí)間的分布，以及速率的變化趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)。
在上述的提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法中，每個(gè)用戶的每種業(yè)務(wù)的初始業(yè)務(wù)特性是根據(jù)業(yè)務(wù)類型的通用模型來(lái)確定的。
在上述的提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法中，修改當(dāng)前業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性的次數(shù)可以是多次的，且每次均在已修改完的業(yè)務(wù)特性上進(jìn)行修改或在初始的業(yè)務(wù)特性上進(jìn)行修改。
上述的方法，首先從業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性角度考慮信道的配置，使得信道配置的效率得到提高，在以后業(yè)務(wù)通信過(guò)程中，對(duì)業(yè)務(wù)的特性進(jìn)行進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果修改業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性，使業(yè)務(wù)特性逐漸接近實(shí)際情況。本發(fā)明可以有效地減少信道重配置次數(shù)和提高信道利用效率。假設(shè)一個(gè)用戶需要同時(shí)進(jìn)行3種業(yè)務(wù)，每種業(yè)務(wù)的最大速率為32Kbit/s，每個(gè)業(yè)務(wù)出現(xiàn)最大速率的概率分別為0.1，0.2，0.2，按我們的方法把三種業(yè)務(wù)復(fù)用到一條速率為32Kbit/s的信道上，該信道的利用率為0.5，而且在該信道上還可以繼續(xù)進(jìn)行信道復(fù)用。與對(duì)每一種業(yè)務(wù)分別分配一條32Kbit/s的信道相比，信道利用率提高了3倍以上，同時(shí)，節(jié)省了2個(gè)速率為32K的碼資源，可供其它用戶使用，相當(dāng)于提高了系統(tǒng)的容量。另一方面，因?yàn)閷?duì)于同一種業(yè)務(wù)，不同的用戶由于習(xí)慣不同(對(duì)于WWW瀏覽，每個(gè)用戶的閱讀速度不一樣)，每個(gè)用戶的業(yè)務(wù)特性是不一樣的。比如，當(dāng)一個(gè)用戶同時(shí)開(kāi)多個(gè)WWW瀏覽窗口時(shí)，WWW瀏覽通用模型就不再適用于該用戶。所以需要對(duì)用戶的業(yè)務(wù)模型進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，然后通過(guò)分析某個(gè)用戶的特定業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性，如最大速率、最大速率持續(xù)時(shí)間、平均速率、最小速率等信息，作為進(jìn)行信道配置的參考，避免了盲目的分配，使得重配置信令減少，信道利用效率提高，最終提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是WWW瀏覽業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)模型示意圖；圖2是正交可變擴(kuò)頻因子(OVSF)碼樹結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是通用的CDMA業(yè)務(wù)復(fù)用的示意圖；圖4是本發(fā)明的流程框圖。
如圖4所示，本發(fā)明，即一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，包括下列步驟第一步當(dāng)CDMA系統(tǒng)接收到一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，業(yè)務(wù)請(qǐng)求中包含業(yè)務(wù)的類型信息和用戶信息，根據(jù)用戶信息和業(yè)務(wù)的類型信息從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取關(guān)于用戶所屬業(yè)務(wù)類型的業(yè)務(wù)特性。其中每個(gè)用戶的每種業(yè)務(wù)都有一個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)特性，也可以是每個(gè)用戶的同一類型的業(yè)務(wù)有一個(gè)業(yè)務(wù)特性；每個(gè)用戶的每種業(yè)務(wù)的初始業(yè)務(wù)特性是根據(jù)業(yè)務(wù)類型的通用模型來(lái)確定的，初始類型業(yè)務(wù)特性反映該業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)的普遍特性；業(yè)務(wù)類型可包括分組業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)以及其它非恒定速率的業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)特性可以包括業(yè)務(wù)的最大速率、業(yè)務(wù)最大速率持續(xù)時(shí)間、最大速率的出現(xiàn)概率、業(yè)務(wù)的平均速率、業(yè)務(wù)平均速率的持續(xù)時(shí)間、平均速率的出現(xiàn)概率、業(yè)務(wù)的最小速率、業(yè)務(wù)最小速率的持續(xù)時(shí)間、最小速率的出現(xiàn)概率；業(yè)務(wù)特性可以包括業(yè)務(wù)的速率分布，每個(gè)速率持續(xù)時(shí)間的分布，以及速率的變化趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)。
第二步根據(jù)業(yè)務(wù)特性，選擇信道復(fù)用方式和信道速率。
第三步發(fā)送數(shù)據(jù)。如果在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，業(yè)務(wù)速率發(fā)生了變化使得當(dāng)前配置的信道不能滿足業(yè)務(wù)傳輸速率的要求，那么執(zhí)行信道重配置。
第四步統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)速率的變化，作為業(yè)務(wù)特性修改的依據(jù)。
第五步根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，修改當(dāng)前業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性，在不斷的修改中，使得原有的業(yè)務(wù)特性逐步趨向合理。修改后的業(yè)務(wù)特性在下次通信中，作為信道配置的參考。
第六步在數(shù)據(jù)庫(kù)中修改相應(yīng)的記錄，使得收到該用戶同一類型的下一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，作為信道配置的依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，其特征在于，包括下列步驟當(dāng)CDMA系統(tǒng)接收到一個(gè)包含業(yè)務(wù)的類型信息和用戶信息的業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)用戶信息和業(yè)務(wù)的類型信息從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取該用戶及業(yè)務(wù)類型相關(guān)的業(yè)務(wù)特性；根據(jù)獲取的業(yè)務(wù)特性，選擇信道復(fù)用方式和信道速率；發(fā)送數(shù)據(jù)，并在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，當(dāng)業(yè)務(wù)速率發(fā)生了變化使得當(dāng)前配置信道的容量不能滿足業(yè)務(wù)傳輸速率的要求時(shí)，執(zhí)行信道重配置；在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)速率的變化；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，修改當(dāng)前業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性；數(shù)據(jù)傳輸完成，把修改后的業(yè)務(wù)特性記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，使得收到該用戶同一類型的下一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，作為信道配置和分配的依據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，其特征在于，所述的業(yè)務(wù)類型可包括分組業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)以及其它非恒定速率的業(yè)務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，其特征在于，所述的業(yè)務(wù)特性可以包括業(yè)務(wù)的最大速率、業(yè)務(wù)最大速率持續(xù)時(shí)間、最大速率的出現(xiàn)概率、業(yè)務(wù)的平均速率、業(yè)務(wù)平均速率的持續(xù)時(shí)間、平均速率的出現(xiàn)概率、業(yè)務(wù)的最小速率、業(yè)務(wù)最小速率的持續(xù)時(shí)間、最小速率的出現(xiàn)概率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，其特征在于，所述的業(yè)務(wù)特性可以包括業(yè)務(wù)的速率分布，每個(gè)速率持續(xù)時(shí)間的分布，以及速率的變化趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，其特征在于，每個(gè)用戶的每種業(yè)務(wù)的初始業(yè)務(wù)特性是根據(jù)業(yè)務(wù)類型的通用模型來(lái)確定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法，其特征在于，所述的修改當(dāng)前業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性的次數(shù)可以是多次的，且每次均在已修改完的業(yè)務(wù)特性上進(jìn)行修改或在初始的業(yè)務(wù)特性上進(jìn)行修改。
全文摘要
一種提高CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)信道利用率的方法,包括下列步驟:當(dāng)CDMA系統(tǒng)接收到一個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí),根據(jù)用戶信息和業(yè)務(wù)的類型信息從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取該用戶及業(yè)務(wù)類型相關(guān)的業(yè)務(wù)特性;根據(jù)獲取的業(yè)務(wù)特性,選擇信道復(fù)用方式和信道速率;發(fā)送數(shù)據(jù);在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)速率的變化;根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,修改當(dāng)前業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特性;數(shù)據(jù)傳輸完成,把修改后的業(yè)務(wù)特性記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中。本發(fā)明有效地提高信道的利用率和減少信道重配置發(fā)生的次數(shù)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1354571SQ0012746
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2000年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月21日
發(fā)明者蔡建永 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司