專利名稱：正交可變擴(kuò)頻因子碼的一種操作維護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電信領(lǐng)域，具體地說涉及碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中正交可變擴(kuò)頻因子(OVSF)碼的操作維護(hù)方法。
在基于寬帶CDMA技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用于下行鏈路方向的OVSF碼是一種很有價(jià)值的、有限的系統(tǒng)資源。對(duì)于一個(gè)OVSF碼而言，如果該是碼可用的，其左右子碼也一定是可用的；反之，當(dāng)一個(gè)碼不可用時(shí)，其父碼也一定不可用，這構(gòu)成了碼的操作維護(hù)的基本處理原則。碼的操作維護(hù)是為碼分配服務(wù)的，因?yàn)樵诜峙湟粋€(gè)碼之前首先要知道有多少碼是可用的，而且必須知道這些可用碼在OVSF碼樹上的具體位置(即SF值和碼序號(hào))，在分配之后和碼回收之時(shí)還要對(duì)碼的可用情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。OVSF碼的操作維護(hù)方法直接關(guān)系到系統(tǒng)無線資源管理的效率和實(shí)現(xiàn)成本。
由于OVSF碼樹是一個(gè)完全二叉樹，一般的操作維護(hù)方法是采用順序結(jié)構(gòu)或樹形結(jié)構(gòu)來表示和保存碼樹上的所有碼并對(duì)其進(jìn)行操作維護(hù)，它們都是基于全范圍的碼操作維護(hù)方法。順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)通常是用一個(gè)簡單數(shù)組來表示碼樹上的所有碼，如對(duì)于SF＝(22，23，……，2n＋1)的OVSF碼樹，就需要一個(gè)可以容納(2n＋2-4)個(gè)元素的數(shù)組，用此方法可以一一標(biāo)示出每個(gè)碼的占用情況，但最主要的缺點(diǎn)是數(shù)組元素量大，查找可用碼比較費(fèi)時(shí)，在一個(gè)碼分配之后或是回收時(shí)對(duì)可用性的維護(hù)或修改較為復(fù)雜。而若采用樹形結(jié)構(gòu)，雖然能夠從C語言教科書或編程指導(dǎo)書中找到經(jīng)典的二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相關(guān)的算法實(shí)現(xiàn)，但樹結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)算法就很復(fù)雜，且如果系統(tǒng)中當(dāng)前可用碼的數(shù)量較多時(shí)會(huì)占用大量的存儲(chǔ)空間，所以空間效率和時(shí)間效率都不夠理想。
本發(fā)明的目的是用盡量小的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)OVSF碼的操作維護(hù)，高效地執(zhí)行碼分配或回收時(shí)的更新過程，通過它隨時(shí)可以知道哪些碼是可用的，或者說哪些碼已經(jīng)分配出去，為碼的分配提供有效的操作維護(hù)機(jī)制。
其二，是在碼分配時(shí)，一旦確定了各SF級(jí)分配的碼數(shù)量，就要對(duì)各SF級(jí)的顯式可用碼進(jìn)行更新，一般情況下各SF級(jí)的顯式可用碼個(gè)數(shù)減少或不變，特殊情況下也會(huì)增加，這些都作為碼分配模塊向碼操作維護(hù)模塊輸入的外部條件，而對(duì)某個(gè)SF級(jí)的更新操作主要是或是從顯示可用碼集合中分出去(可任意分)若干個(gè)碼，或是不做任何操作，或是向顯示可用碼集合中增加若干個(gè)碼，則新增碼實(shí)際上是從父級(jí)某個(gè)碼派生的，碼序號(hào)取決于其父碼的碼序號(hào)。更新時(shí)不需要對(duì)各SF級(jí)的碼序號(hào)進(jìn)行排序，只是由一些簡單的增減或增刪、賦值操作即可完成，與系統(tǒng)中當(dāng)前的顯式可用碼數(shù)量無關(guān)。
其三，是在碼回收時(shí)，要對(duì)各SF級(jí)的顯式可用碼進(jìn)行更新，更新過程是根據(jù)當(dāng)前保存的各SF級(jí)(除根級(jí)外)顯式可用碼集合，逐個(gè)檢查回收碼的兄弟碼是否也已被分配，若是，則從該碼所在SF級(jí)的顯式可用碼集合中去掉兄弟碼，并將它們的父碼提交到父碼所在SF級(jí)，父碼也要執(zhí)行兄弟碼檢查，僅當(dāng)父碼也沒有兄弟碼時(shí)才加入父碼所在SF級(jí)的顯式可用碼集合中，否則還要逐級(jí)提交。在回收根級(jí)碼時(shí)，則直接將其增補(bǔ)到根級(jí)的顯式可用碼集合中。上述操作與系統(tǒng)中當(dāng)前的顯式可用碼數(shù)量無關(guān)。
本發(fā)明的有益效果是首先，由于本方法區(qū)分了顯式可用碼和隱式可用碼，并且只對(duì)顯式可用碼進(jìn)行操作維護(hù)，使得操作維護(hù)對(duì)象比起全范圍的碼操作維護(hù)減少了約四分之三，從而大大節(jié)省了操作維護(hù)對(duì)象的存儲(chǔ)空間，并有利于簡化操作維護(hù)操作、節(jié)省程序執(zhí)行空間和提高操作維護(hù)效率。
4、其次，碼分配和碼回收時(shí)的碼操作維護(hù)僅由一些簡單的操作步驟就可完成，更新操作只是對(duì)集合中元素的增刪，顯著降低了更新維護(hù)操作的復(fù)雜度，并使操作復(fù)雜度與系統(tǒng)中當(dāng)前可用碼數(shù)量無關(guān)。因此，可極大提高系統(tǒng)處理效率，顯著降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。
上述的顯式可用碼和隱式可用碼是按下述碼特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分的，即當(dāng)且僅當(dāng)一個(gè)碼的左右子碼均可用而該碼的兄弟碼(即由該碼的父節(jié)點(diǎn)派生的另一個(gè)碼)不可用或者被分配占用時(shí)，視該碼為顯式可用碼，而顯式可用碼的左右子樹上的所有碼都稱為隱式可用碼；特例情況是根級(jí)碼(即系統(tǒng)允許的最小SF值對(duì)應(yīng)的碼)，只要其左右子碼均可用則該根級(jí)碼即為顯式可用碼。
上述的正交可變擴(kuò)頻因子碼的一種操作維護(hù)方法，其特征在于如果碼分配的結(jié)果是某個(gè)SF級(jí)的顯式可用碼數(shù)量增加，則新增碼實(shí)際上是從父級(jí)某個(gè)碼派生的，碼序號(hào)取決于其父碼的碼序號(hào)。
在WCDMA系統(tǒng)中，OVSF碼的SF值范圍從4到512(共有8個(gè)SF級(jí))，OVSF碼的總數(shù)為1020個(gè)(即1024－4＝1020)按照本發(fā)明只對(duì)OVSF的顯式可用碼進(jìn)行的操作維護(hù)特點(diǎn)，本實(shí)施例中，我們?cè)赗NC中定義了一個(gè)長為8的非負(fù)整數(shù)類型的數(shù)組A，用來表示各SF級(jí)的顯式可用碼個(gè)數(shù)(數(shù)組元素值即為碼個(gè)數(shù))，其中，A
≤4，A[1]≤4，A[2]≤8，A[3]≤16，A[4]≤32，A[5]≤64，A[6]≤128，A[7]≤256，分別與SF＝4、8、16、32、64、128、256、512級(jí)的顯式可用碼個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)。對(duì)于各級(jí)顯式可用碼的序號(hào)，我們則用8個(gè)集合來分別保存(一個(gè)集合可用一個(gè)鏈表和/或數(shù)組來表示)Si＝{n0，n1，……，nm}，其中，0≤i≤7，nj代表碼序號(hào)(0≤j≤m，m＝A[i]－1)。本實(shí)施例中OVSF碼的操作維護(hù)實(shí)際上就是對(duì)集合Si(0≤i≤7)進(jìn)行操作維護(hù)，由于在任何時(shí)候最多只可能有一個(gè)SF級(jí)的顯式可用碼取得最大值，且所有顯式可用碼的總數(shù)之和不會(huì)超過256，因此集合S0、S1、……、S7中存儲(chǔ)的碼加起來最多是256個(gè)，通過數(shù)組A可指示各集合中元素的個(gè)數(shù)。注意，各集合中成員的組成情況相互間是有一定約束的，這個(gè)約束來自于本發(fā)明中對(duì)顯式可用碼和隱式可用碼的定義，比如，若S2中有一個(gè)碼號(hào)為4的顯式可用碼，這就意味著S3中不可能出現(xiàn)碼號(hào)為8、9的顯式可用碼，S4中不可能出現(xiàn)碼號(hào)為16、17、18、19的顯式可用碼，依次類推。
對(duì)于碼分配時(shí)的操作維護(hù)更新情況，這里假設(shè)碼分配的結(jié)果是需要從SF＝32的那級(jí)分配4個(gè)碼給UE，且分配前對(duì)應(yīng)于SF＝32的集合S3＝{1，20，17，4，7，3，15}，則在本實(shí)施例中執(zhí)行以下更新操作新A[3]＝老A[3]－4＝7－4＝3，且從S3中拿走4個(gè)碼分配給UE，不妨將集合中前頭4個(gè)分配出去，因此更新后S3＝{7，3，15}。
對(duì)于碼回收時(shí)的操作維護(hù)更新情況，本實(shí)施例假設(shè)要回收2個(gè)碼，第一個(gè)碼SF＝64且碼序號(hào)為6，第二個(gè)碼SF＝32且碼序號(hào)為19，并假設(shè)回收前S2＝{4}，S3＝{7，3，15}，S4＝{1，5，28，8}，則在本實(shí)施例中執(zhí)行以下更新操作檢查第一個(gè)回收碼在S4中存在兄弟碼(碼號(hào)為5)，其父碼序號(hào)為2，再檢查該父碼在S3中有兄弟碼(碼號(hào)為3)，而該父碼的父碼(碼號(hào)為1)在S2中沒有兄弟碼，最后再檢查第二個(gè)回收碼在S3中沒有兄弟碼(第二個(gè)回收碼需加到S3中)，不妨設(shè)增加的碼總是加到集合的頭部，因此更新后A[4]＝4－1＝3，A[3]＝3＋1－1＝3，A[2]＝1＋1＝2，且S2＝{1，4}，S3＝{19，7，15}，S4＝{1，28，8}。
權(quán)利要求
1.正交可變擴(kuò)頻因子碼的一種操作維護(hù)方法，是對(duì)碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中用作下行鏈路信道化碼的正交可變擴(kuò)頻因子碼進(jìn)行操作維護(hù)，主要包括確定操作維護(hù)的對(duì)象，并包括碼分配和碼回收時(shí)對(duì)操作維護(hù)對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)的更新操作，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)將正交可變擴(kuò)頻因子(OVSF)碼區(qū)分為顯式可用碼和隱式可用碼，將碼的操作維護(hù)處理對(duì)象限定在顯式可用碼，在操作維護(hù)過程中只保存、更新碼樹中各SF級(jí)的顯式可用碼的個(gè)數(shù)及碼序號(hào)，對(duì)于一個(gè)SF范圍從4至2n＋1的OVSF碼樹，總碼數(shù)為2n＋2－4個(gè)，其中顯式可用碼最多只有2n個(gè)；(2)碼分配時(shí)，一旦確定了各SF級(jí)分配的碼數(shù)量，就要對(duì)各SF級(jí)的顯式可用碼進(jìn)行更新，一般情況下某個(gè)SF級(jí)的顯式可用碼個(gè)數(shù)減少或不變，特殊情況下也會(huì)增加，這些都作為碼操作維護(hù)處理的外部輸入條件，而對(duì)某個(gè)SF級(jí)的更新操作主要是從顯示可用碼集合中分出去(可任意分)若干個(gè)碼，或向顯示可用碼集合中增加若干個(gè)碼，或是不做任何操作；(3)碼回收時(shí)，要對(duì)各SF級(jí)的顯式可用碼進(jìn)行更新，更新過程是根據(jù)當(dāng)前保存的各SF級(jí)(除根級(jí)外)顯式可用碼集合，逐個(gè)檢查回收碼的兄弟碼是否也已被分配，若是，則從該SF級(jí)顯式可用碼集合中去掉兄弟碼，并將它們的父碼提交到父碼所在SF級(jí)，父碼也要執(zhí)行兄弟碼檢查，僅當(dāng)父碼也沒有兄弟碼時(shí)才加入父碼所在SF級(jí)的顯式可用碼集合中，否則還要逐級(jí)提交，在回收根級(jí)碼時(shí)，則直接將其增補(bǔ)到根級(jí)的顯式可用碼集合中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交可變擴(kuò)頻因子碼的一種操作維護(hù)方法，其特征在于上述的顯式可用碼和隱式可用碼是按下述碼特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分的，即當(dāng)且僅當(dāng)一個(gè)碼的左右子碼均可用而該碼的兄弟碼(即由該碼的父節(jié)點(diǎn)派生的另一個(gè)碼)不可用或者被分配占用時(shí)，視該碼為顯式可用碼，而顯式可用碼的左右子樹上的所有碼都稱為隱式可用碼；特例情況是根級(jí)碼(即系統(tǒng)允許的最小SF值對(duì)應(yīng)的碼)，只要其左右子碼均可用則該根級(jí)碼即為顯式可用碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交可變擴(kuò)頻因子碼的一種操作維護(hù)方法，其特征在于如果碼分配的結(jié)果是某個(gè)SF級(jí)的顯式可用碼數(shù)量增加，則新增碼實(shí)際上是從父級(jí)某個(gè)碼派生的，碼序號(hào)取決于其父碼的碼序號(hào)。
全文摘要
正交可變擴(kuò)頻因子碼簡稱為OVSF碼,是一種按二叉樹結(jié)構(gòu)構(gòu)造的碼,在寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中用作為下行鏈路的信道化碼(channelization code)。本發(fā)明提出了一種節(jié)省空間、操作開銷小、執(zhí)行效率高的OVSF碼的操作維護(hù)方法,其主要特點(diǎn)是區(qū)分了OVSF碼的顯式可用性和隱式可用件,只需要對(duì)各SF級(jí)的顯式可用碼進(jìn)行維護(hù)和更新,大大減少了操作維護(hù)的對(duì)象,并能夠用很小的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)碼分配和碼回收時(shí)涉及的更新操作。
文檔編號(hào)H04B7/00GK1337799SQ0113122
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期2001年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月3日
發(fā)明者何紅永 申請(qǐng)人:信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所, 國家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心