專利名稱：蜂窩無線通信網(wǎng)中的動態(tài)信道分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如GSM型網(wǎng)絡(luò)中蜂窩無線通信網(wǎng)中的動態(tài)信道分配(DCA)。
干擾適應(yīng)DCA方案和話務(wù)適應(yīng)DCA方案之間是有區(qū)別的。干擾適應(yīng)方案考慮了接收到的無線電信號的質(zhì)量，動態(tài)地分配假設(shè)為最低噪聲的信道。話務(wù)適應(yīng)方案是基于對在每個小區(qū)中使用的信道的了解，以便確保兩個相同的信道不被分配到相鄰的小區(qū)它們與無線電質(zhì)量標準無關(guān)，而是需要網(wǎng)絡(luò)中的不同信道分配單元間交換信息。
在干擾適應(yīng)DCA算法的領(lǐng)域中，至今，把提出的這些算法設(shè)計成在分組模式通信的無線電鏈路上分配信道(參見M.FRULLONE等的“ATDMA的動態(tài)信道分配”，在里斯本首腦會議(1995年11月)文件第299頁-203頁(Proc.Of Race Summit，Lisbon)。這是一種不適于支持諸如GSM等電路模式的通信的網(wǎng)絡(luò)。至于話務(wù)適應(yīng)DCA算法，已進行的研究基本上是理論上的。由于這些機構(gòu)需要在網(wǎng)絡(luò)中分配無線電資源的不同單元之間進行大量的信令交換，因此，它們尤其不適于目前的蜂窩網(wǎng)，目前的蜂窩網(wǎng)不便于進行這種交換。因此，目前，它們很少被關(guān)注。
這段時間，移動網(wǎng)絡(luò)操作者把信道規(guī)劃技術(shù)用作在網(wǎng)絡(luò)的不同小區(qū)之間分配待分配的物理信道的手段。術(shù)語“規(guī)劃”其含意是每個小區(qū)被分配一個自己的物理信道列表，在對它們進行分配時，可以選擇這些信道。在大多數(shù)系統(tǒng)中，信道規(guī)劃被簡化成頻率規(guī)劃。
這種技術(shù)的優(yōu)點在于可以確保不會有信道被分配給兩個相鄰的小區(qū)，減少了相鄰小區(qū)中分配的兩個信道之間存在干擾的風險。這確保了網(wǎng)絡(luò)中分配的每個信道有一定的無線電質(zhì)量。
然而，頻率規(guī)劃有如下缺點1)其實施很難。蜂窩區(qū)的拓撲越不規(guī)則(不同的小區(qū)大小，不對稱的圖形)，則越難以規(guī)劃。具有微區(qū)和“傘形”宏區(qū)的多蜂窩網(wǎng)絡(luò)的原理使頻率規(guī)劃的嘗試變得更困難，這是因為它引入到幾層覆蓋，每層都需要頻率規(guī)劃。這還限制了分配給每個小區(qū)的頻率的數(shù)量(從而限制了話務(wù))。
2)頻率規(guī)劃使得網(wǎng)絡(luò)布局的變化變得不容易。例如，每次向網(wǎng)絡(luò)增加基站或者從網(wǎng)絡(luò)中取消基站，需要對網(wǎng)絡(luò)的大部分進行新的頻率規(guī)劃。這方面現(xiàn)在變得甚至很復雜，需要操作者經(jīng)常修正他們的蜂窩工程(把微區(qū)并入到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中)。
3)頻率規(guī)劃不允許系統(tǒng)以靈活的方式向移動站分配資源。鑒于小區(qū)分配的資源量是固定的(受限制)，由于缺少可用的資源，系統(tǒng)不能吸收本地話務(wù)高峰。
雖然頻率規(guī)劃可以在宏蜂窩環(huán)境中(簡單且有規(guī)則的小區(qū)結(jié)構(gòu)，均勻的話務(wù)分配)保留引人注意的解決方案，但是當它進入到基它類型的環(huán)境(微蜂窩、“傘形”小區(qū)、話務(wù)高峰)中時，則不能。
由于便攜式電話的成功，而使移動電話話務(wù)量急劇增加，這迫使操作者增加他們的網(wǎng)絡(luò)密度。因此，他們現(xiàn)在被迫要組合任何類型的蜂窩結(jié)構(gòu)(宏小區(qū)、微小區(qū)、傘形小區(qū)、全向天線、定向天線，…)，因此，需要一種比頻率規(guī)劃更靈活的機制來分配信道。
WO96/31075揭示了一種蜂窩無線網(wǎng)的動態(tài)分配信道的方法，在這種方法中，為同一小區(qū)中的不同頻率的信道分配“統(tǒng)計優(yōu)先”即優(yōu)先權(quán)。根據(jù)這些“統(tǒng)計優(yōu)先”來選擇頻率信道。確定“統(tǒng)計優(yōu)先”的過程是基于測量信道特性，在這些信道未被使用時進行。
在這個文獻WO96/31075中描述的DCA機制在通信期間不使用無線電測量。在US-A-5,507,008中描述了應(yīng)用相同方法的機制。根據(jù)后一文獻，當一個呼叫被建立時，小區(qū)的基站檢查被注視的信道是否受到太多的干擾。如果信道-干擾比(CIR)太低，則基站移到所有小區(qū)共用的一般列表中的下一個信道。
GB-A-2,266,433揭示了另一個DCA機制，在這種機制中，每個小區(qū)保存了幾個頻率表?；敬_定移動站返回的信號的傳輸損失，以便選擇頻率表，根據(jù)質(zhì)量標準，從該頻率表中選擇信道。這種質(zhì)量標準特別可以基于信道-干擾比。頻率表隨著在前面嘗試選擇相關(guān)的信道期間獲得的成功進行更新。在這里，在通信期間也沒有使用無線電測量。
本發(fā)明的目的在于提出了一種高效的專用于通信的分配無線電資源的技術(shù)，它不需要事先進行頻率規(guī)劃，因此，將操作者從上述限制中釋放出來。
該方法也能使網(wǎng)絡(luò)在一定條件下吸收話務(wù)高峰。
因此本發(fā)明提出了一種在蜂窩無線網(wǎng)中動態(tài)分配信道的方法，其中，在所述網(wǎng)絡(luò)中使用一組物理信道，以電路模式形成專用于移動站與按地理分配的基站之間通信的邏輯信道，每個邏輯信道屬于一個物理信道，并且，對于在邏輯信道上建立的基站與移動站之間的每個通信，周期地測量表示所述邏輯信道上的所述通信的情況的無線電參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，該方法包含下列步驟，由每個基站執(zhí)行-把各優(yōu)先權(quán)系數(shù)與所述組的每個物理信道相關(guān)聯(lián)；-保存所述基站沒有使用的與移動站通信的第一物理信道表以及至少一個忙的第二物理信道表，每個信道表至少具有一個活動邏輯信道，專用于所述基站與任何移動站之間正在進行的通信；-根據(jù)測得的與屬于第二表的所述物理信道的邏輯信道上發(fā)行的通信相關(guān)的無線電參數(shù)，更新與第二表上的物理信道相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先權(quán)系數(shù)；以及-當與移動站建立通信時，為所述通信選擇屬于其優(yōu)先權(quán)系數(shù)最大的物理信道的可接入的和非活動邏輯信道。
這種DCA機制的結(jié)果是在網(wǎng)絡(luò)進行服務(wù)之前，不再需要規(guī)劃小區(qū)之間的頻率分配以在它們之間分配可以分配給移動通信的無線電資源。操作者不再需要進行任何頻率規(guī)則意味著在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)時具有更大的靈活性。例如，把微蜂窩層并入宏蜂窩網(wǎng)將變得很方便，因為不再需要在不同小區(qū)層之間以及相同層中的小區(qū)之間共享無線電頻譜。
這種方法可以在小區(qū)之間自動地規(guī)劃信道。確保了系統(tǒng)快速和自動地收斂到穩(wěn)定的配置，在小區(qū)之間正確地分配無線電資源(在兩相鄰小區(qū)之間無信道重疊)。而且，由于已知了如何修正小區(qū)之間的信道分配，所以這種DCA方法根據(jù)可以在網(wǎng)絡(luò)中進行的各種修正(拓撲的改變以及話務(wù)變化)是非?；钚缘?。因此，本發(fā)明提出的DCA方法可以與GSM或類似網(wǎng)絡(luò)中使用的所有配置類型一起使用。
本發(fā)明的優(yōu)點在于不需要修改GSM類型的網(wǎng)絡(luò)的當前信令協(xié)議。為了應(yīng)用本發(fā)明，在BSC(基站控制器)層上實施DCA方法就足夠了。
雖然DCA機制的優(yōu)點之一是不需要頻率規(guī)劃(FCA)，但是本發(fā)明提出的DCA機制不是與頻率規(guī)劃不兼容的。GSM操作者可以把這種DCA機制應(yīng)用于也使用頻率規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)中。事實上，對于每個小區(qū)，可以指定DCA算法將使用資源的無線電頻譜的范圍。這可以通過適當?shù)剡x擇一組應(yīng)用于該方法的物理信道來簡單地完成。本發(fā)明可以進行各種類型的FCA/DCA組合，為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)帶來了更大的靈活性。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施方案還包含下列步驟，對于每個基站，比較第一和第二列表的信道優(yōu)先系數(shù)，觸發(fā)從屬于第二列表的忙物理信道的邏輯信道切換到屬于其優(yōu)先系數(shù)比第二列表的所述忙物理信道的邏輯信道更高的第一列表的物理信道的相關(guān)聯(lián)邏輯信道。
這改善了DCA算法收斂到穩(wěn)定配置的速率。然而，主要優(yōu)點是可以優(yōu)化所用的信道的通信質(zhì)量如果一個小區(qū)嘗試使用相鄰小區(qū)已正在使用的信道，則它將快速地檢測到存在干擾，并通過切換過程選擇另一個信道(自動蜂窩內(nèi)通信轉(zhuǎn)移)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過下面以舉例的方法結(jié)合附圖給出的描述變得更明顯，但這種描述在任何方面都不是限制，其中-

圖1是實施本發(fā)明的蜂窩無線網(wǎng)的示意圖；-圖2示出了圖1中所示的網(wǎng)絡(luò)中的每個基站存儲的數(shù)據(jù)；以及-圖3至圖6是根據(jù)本發(fā)明的方法可應(yīng)用的過程的流程圖。
圖1示出了蜂窩無線電話網(wǎng)的7個基站(BTS)10-16。每個基站10-16覆蓋的區(qū)域稱為小區(qū)C0-C6，在圖1中被模擬成六邊形的形狀。
在這里的描述中，將假設(shè)蜂窩網(wǎng)為GSM類型的網(wǎng)絡(luò)，但這不是對描述范圍的限制。在這種類型的網(wǎng)絡(luò)中，每個基站連接到稱為基站控制器(BSC)的功能單元，每個BSC可以控制一個或多個基站。因此，在圖1所示的情況中，BSC 20與基站10、14、15相關(guān)聯(lián)。
每個BSC連接到移動站交換中心(MSC)21，移動站交換中心起到與公共交換電話網(wǎng)接口的作用。
GSM系統(tǒng)使用頻分(FDMA)和時分(TDMA)多路復用機制。因此，每個物理無線電通信信道由一個載波頻率和在TDMA幀(GSM情況下每幀8個時隙)中對信道時間位置進行定位的時隙系數(shù)來識別。
大多數(shù)經(jīng)常用來傳輸語音或數(shù)據(jù)的邏輯話務(wù)信道(TCH)使用完全的物理信道。然而，某些類型的專用信道僅使用部分物理信道。這是例如可以在相同物理信道上成對多路復用的半速率話務(wù)信道的情況。邏輯信令傳送信道稱為SDCCH(獨立專用控制信道)，被用來載送呼叫控制報文，移動性管理報文和無線電資源管理報文。當建立一個呼叫時，SDCCH信道是第一個分配給移動站的信道。然后，在語音或數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的情況下，它釋放并讓位給TCH信道及其相關(guān)的信令信道(SACCH慢速相關(guān)控制信道)。對于某些服務(wù)，SDCCH信道可以保留。這是在短消息傳輸服務(wù)的情況下。M個SDCCH信道可以在相同的物理信道上被多路復用(M＝4或8)。
下面的描述僅參照全速率TCH信道以及SDCCH/4信道，它們是被操作的網(wǎng)絡(luò)中最常用的(M＝4)。應(yīng)當指出，描述的過程是可以擴展的，而不會對其它類型的邏輯信道，例如半速率TCH(M＝2)、SDCCH/8(M＝8)…產(chǎn)生問題。
移動站和基站測量每個專用通信信道的表示該通信的條件的，尤其是移動站或基站接收到的功率電平或者移動站或基站接收到的信號質(zhì)量的無線電參數(shù)。這些測量在GSM推薦05.08(ETS 300578，草案，第二版，1995年3月，歐洲電信標準協(xié)會)中有描述，在這里作為參考。
這些測量以SACCH多幀確定的時間間隔(480ms)進行。對于通信的每個方向，參數(shù)RXLEV是在480ms周期上接收到的樣本的平均場強電平。每個RXLEV值在6個比特上按分貝進行編碼，值RXLEV＝0對應(yīng)于小于-110dBm的功率，值RXLEV＝63對應(yīng)于大于48dBm的功率。對于每個通信方向，質(zhì)量參數(shù)RXQUA，從在480ms內(nèi)在信道上接收到的比特出錯率得到，根據(jù)維特比信道均衡器和/或維特比卷積解碼器中使用的度量標準進行估計。每個RXQUAL值根據(jù)被觀察的二進制出錯率(分別為0％-0.2％/0.2％-0.4％/0.4％-0.8％/0.8％-1.6％/1.6％-3.2％/3.2％-6.4％/6.4％-12.8％/12.8％-100％)所在的值的范圍從0至7進行編碼。從RXQUAL＝4向上，可以認為無線電鏈路的質(zhì)量變差。
移動站在下行鏈路上取得的測量值被并入到在GSM術(shù)語中被稱為測量報告(MEASUREMENT REPORT)的報文中。作為控制無線電鏈路的一部分過程，基站在稱為測量值結(jié)果(MEASUREMENT_RESULT)報文中向其BSC發(fā)送這些測量值，其中它也包括在上行鏈路上得到的測量值。這些測量值在BSC的層次上進行處理，在無線電鏈路上實現(xiàn)控制功能。
本發(fā)明提出，把BSC接收到的這些測量值樣本處理成動態(tài)信道分配處理的一部分。這種處理可以全部在BSC的層次上實施，這意味著將不再需要對GSM協(xié)議作任何特殊的調(diào)整。
每個BSC 20與一個存儲器22相關(guān)聯(lián)(圖1)，該存儲器包含用于它控制的每個基站10、14、15的信道表。在圖2中示出了每個基站的這些表L1、L2、L3的結(jié)構(gòu)。
第一表L1包含在上述時刻不忙的物理信道，即，這些物理信道未被基站用來與任何移動站進行通信。
為了管理表L1，存儲器22包含三個表F1、T1、P1，長度至少等于DCA機制覆蓋的信道組中的物理信道數(shù)量N。如果N1表示上述時刻不忙的信道數(shù)，則這些信道中的每個信道i(1≤i≤N1)對應(yīng)于通信頻率F1(i)上的時隙T1(i)(1≤T1(i)≤8)，并與優(yōu)先系數(shù)P1(i)相關(guān)聯(lián)。這三個表以優(yōu)先系數(shù)P1(i)降序的形式排列。
第二表L2包含在上述時刻用作基站與移動站之間話務(wù)信道TCH的物理信道。
為了操作表L2，存儲器22包含三個表F2、T2、P2，長度至少等于DCA機制覆蓋的信道組中的物理信道的數(shù)量N。如果N2表示支持上述時刻上的活動邏輯信道TCH的物理信道的數(shù)量，則這些信道j中的每個(1≤j≤N2)對應(yīng)于通信頻率F2(j)上的時隙(1≤T2(j)≤8)，并與優(yōu)先系數(shù)P2(j)相關(guān)聯(lián)。這三個表以優(yōu)先系數(shù)P2(j)降序的形式排列。
第三表L3包含支持上述時刻時一個或多個邏輯信道SDCCH的物理信道。
為了管理表L3，存儲器22包含五個表F3、T3、NB、LOC、P3，其長度至少等于DCA機制覆蓋的信道組中的物理信道數(shù)量N。如果N3表示支持上述時刻至少一個活動信道SDCCH的物理信道數(shù)量，則這些信道k中的每個信道(1≤k≤N3)對應(yīng)于通信頻率F3(k)上的時隙T3(k)(1≤T3(k)≤8)，并與優(yōu)先系數(shù)P3(k)相關(guān)聯(lián)。NB(k)表示表L3上第k個物理信道支持的邏輯信道SDCCH的數(shù)量(1≤NB(k)≤M)，LOC(k)確定物理信道上這些信道SDCCH的位置。因此，LOC(k)由四比特的LOC(k，m)組成，如果活動SDCCH信道占用了表L3中的第k個物理信道的第m個邏輯信道的位置(1≤m≤M)，則LOC(k，m)＝1，否則LOC(k，m)＝0。這五個表F3、T3、NB、LOC、P3以優(yōu)先系數(shù)P3(k)的降序排列。
DCA方法處理的每個物理信道屬于這些表L1、L2、L3中的一個，并因此，與各個優(yōu)先系數(shù)P1(i)或P(j)或P3(k)相關(guān)聯(lián)。在上述信道上進行無線電通信期間，即在上述信道在表L2或表L3中的同時，計算和更新這些優(yōu)先系數(shù)。
轉(zhuǎn)到圖3至圖6，我們現(xiàn)在來看本發(fā)明實施的過程，以管理表L1、L2、L3以及動態(tài)地為通信分配信道。
在GSM網(wǎng)絡(luò)中，至于選擇用來分配SDCCH信道的方法就留給制造者。在使用后面的TCH信道之前，一些人更愿意在完全自由的物理信道上分配SDCCH信道。在這種情況下，從具有最大優(yōu)先系數(shù)的表L1中選擇可接入的物理信道。
“可接入的物理信道”稱為可以分配給基站的發(fā)射機-接收機單元(TRX(的物理信道。如果例如基站的所有TRX都在時隙T1(i)時忙，則表1的自由物理信道F1(i)、T1(i)將都不可接入。
在短消息服務(wù)的情況下，上述可選方法的缺點在于在報文傳輸期間僅為SDCCH保留了完全的物理信道，即帶寬沒有被優(yōu)化。
在分配一個新的邏輯信道SDCCH時，如圖3所示的一個實施模式，上述可選方法優(yōu)先從具有至少一個自由SDCCH分量的表L3中選擇物理信道。如果這一信道不可用，則從表L1中選擇具有最高優(yōu)先級的自由的可接入的物理信道。
轉(zhuǎn)到圖3，用來在表L3中的物理信道中找出SDCCH信道的搜索循環(huán)在步驟30開始，初始時，k＝1。如果k≤N3，并且NB(k)＝M(后面的比較過程32和33)，則該系數(shù)k增加1。如果比較過程33顯示信道k具有至少一個自由SDCCH分量(NB(k)＜M)，則BSC將在循環(huán)34-36確定這一分量(LOC(k，m)＝0)的位置m。然后在步驟37把對應(yīng)于物理信道F3(k)，T3(k)的位置m的非活動邏輯信道選擇作為要分配的SDCCH信道。然后在步驟38更新表L3，簡單地把物理信道占用的SDCCH分量的數(shù)量NB(k)增加一個單位，并取LOC(k，m)＝1。然后BSC移到，管理支持邏輯信道的物理信道的優(yōu)先系數(shù)的過程，這將在下面描述。
如果比較過程32顯示表L3中沒有信道可以用來支持要分配的SDCCH信道(k＞N3)，則BSC將搜索具有最高優(yōu)先級的自由的和可接入的物理信道。該搜索循環(huán)在步驟40開始，令i＝1。如果i≤N1，并且該時隙T1(i)是不可接入的(后面的測試42和43)，則該系數(shù)i將在步驟41增加一個單位。如果比較過程42顯示i＞N1，則信道分配將失敗，這是因為不存在可用的無線電資源。在正常環(huán)境下，測試43可簡單地由檢查已經(jīng)準備分配的、具有相同時隙系數(shù)的物理信道數(shù)量是否小于基站的TRX數(shù)量組成，它將精確確度自由的和可接入的信道i。然后在步驟44把該物理信道F1(i)，T1(i)的任意的邏輯信道(例如第1排的邏輯信道)選擇成為SDCCH信道。然后BSC更新表L1和L3。在步驟45，它在表L3中插入支持剛選出的邏輯信道的物理信道(其中NB＝1，LOC＝1000)，把表L3的N3增加一個單位，并按減小優(yōu)先系數(shù)P3的順序重新排布該表。在步驟46，從表L1中刪除剛選擇的表L1中的第i個信道，其長度N1減去一個單位，以減少優(yōu)先系數(shù)P1的順序重新排列其單元。然后，BSC移到管理剛分配的物理信道的優(yōu)先系數(shù)的過程。
關(guān)于分配話務(wù)信道TCH的過程，GSM標準為操作者提供了一定程度的范圍。因此，TCH信道可以在第一次請求時分配成無線電資源(“極早分配”方法)，或者不發(fā)生，直到SDCCH信道建立。由于優(yōu)化無線電資源的原因，操作者一般寧可分配SDCCH信道，然后再分配TCH信道。在后一種情況時，為通信分配的TCH信道可以是已被SDCCH信道占用的物理信道，或者是自由物理信道。圖4所示的分配TCH信道的過程考慮了這些不同的狀況。
第一步50是這樣組成的，包含檢查SDCCH信道是否在連接請求的TCH信道之前已分配。有兩種情況，其中TCH信道可以分配，而這不在SDCCH信道分配之前。
-操作者正利用“極早分配”方法，或者-TCH的建立是響應(yīng)于兩TCH信道之間的切換(HO)。
如果沒有SDCCH信道被分配，則BSC將運行循環(huán)40-43，該循環(huán)與上述參照圖3描述的相似，以便識別表L1中具有最高優(yōu)先系數(shù)的可接入的物理信道。如果沒有這樣的信道可用，則TCH信道的分配將失敗。然后在步驟51選擇表L1中的被識別成具有最高優(yōu)先級的自由的和可接入的第i個物理信道，然后在步驟52從表L1中刪除該信道。最后，在步驟53，把所選擇的物理信道插到表L2中，BSC以優(yōu)先系數(shù)P2的順序重排，并且該表中的元件的數(shù)量N2增加一個單位。然后根據(jù)下面的過程管理剛被選擇的信道的優(yōu)先系數(shù)。
如果初始測試50顯示SDCCH信道在建立TCH信道之前已分配了，則將在比較過程55中檢查表L3中支持前面分配的SDCCH信道的第k個物理信道的活動SDCCH分量的數(shù)量NB(k)是否等于或與不同于1。如果與1不同，則該數(shù)量NB(k)在步驟56簡單地減去一個單位，這是因為SDCCH信道關(guān)閉了，然后BSC進入到上述的步驟40-43和51-53，以分配具有最高優(yōu)先級的自由的、可接入的物理信道。
如果比較過程55顯示表L3中的第k個物理信道僅由事先分配的SDCCH信道組成(NB(k)＝1)，則BSC將運行循環(huán)60-63，循環(huán)60-63與循環(huán)40-43相似，用于識別表L1中具有最高優(yōu)先系數(shù)P1(i)的可接入信道。
在表L1中沒有這樣的信道(在比較過程62中，i＞N1)時，或者如果該最大優(yōu)先系數(shù)P1(i)不大于支持SDCCH信道(比較過程64中P3(k)≥P1(i))的物理信道的優(yōu)先系數(shù)P3(k)，則BSC將在步驟65把表L3中的第k個物理信道選擇成TCH信道。在下面的步驟66中，從表L3中刪除剛選擇的信道，將表L3中的忙信道的數(shù)量N3增加一個單位，并以優(yōu)先系數(shù)P3下降的順序重排該表。BSC最后將更新表L2，在步驟53，在其中插入剛被選擇的信道。
如果比較過程64顯示P3(k)＜P1(i)，則較佳地，分配表L1中優(yōu)先系數(shù)高于DCCH的物理信道的優(yōu)先系數(shù)的第i個信道。然后在進入到步驟51至53從表L1中選擇第i個信道以及更新表L1和L2之前，BSC在與步驟66相同的步驟67從表L3中刪除第k個信道。
圖5是管理表L2中的第j個物理信道的優(yōu)先系數(shù)P2(j)過程的流程圖，其中，移動站與基站之間正在進行通信。該過程在TCH信道(表L2)的內(nèi)容中被示出了，但是應(yīng)當指出，它可以直接轉(zhuǎn)移到SDCCH信道(表L3)的情況。
如上所述，優(yōu)先系數(shù)是根據(jù)在邏輯信道的上行鏈路和下行鏈路上周期地獲得的無線電測量值進行更新的。信道的質(zhì)量Q(t)在每n個測量樣本，即每n個SACCH多幀中進行估計。如圖5的框70所示，質(zhì)量Q(t)可以是基于平均值，用與包含在最后n個測量值樣本內(nèi)的場強電平RXLEV和質(zhì)量參數(shù)RXQUAL的RXLEVn和RXQUALn表示?？梢栽谏闲墟溌?、下行鏈路或者分別兩個通信方向上測量平均RXLEV和RXQUAL值。數(shù)字n例如等于4，它對應(yīng)于約每2秒更新一次優(yōu)先系數(shù)?？梢杂脕碛嬎阗|(zhì)量值Q(t)的函數(shù)f(RXLEVn，RXQUALn)的例子如下f(RXLEVn，0)＝+3f(RXLEVn，1)＝+3f(RXLEVn，2)＝+3-2.(RXLEVn/63)f(RXLEVn，3)＝+1-2.(RXLEVn/63)f(RXLEVn，4)＝-1-2.(RXLEVn/63)
f(RXLEVn，5)＝-5-2.(RXLEVn/63)f(RXLEVn，6)＝-9-3.(RXLEVn/63)f(RXLEVn，7)＝-12在下一步驟71，BSC根據(jù)計算到的最后質(zhì)量值或者更一般地根據(jù)計算得到的最后的q質(zhì)量值更新信道的優(yōu)先系數(shù)P2(j)。新的優(yōu)先系數(shù)P2(j)等于例如計算的最后q質(zhì)量值的平均值。然后，圖5的框71所示的更新函數(shù)為g[P2(j)，Q(t)，…，Q(t-q)]＝P2(j)+[Q(t)-Q(t-q)]/q，在開始DCA處理時，把所有物理信道的優(yōu)先系數(shù)初始為0。
在更新步驟優(yōu)先系數(shù)P2(j)的步驟71之后，在步驟72，以優(yōu)先級下降的順序重排表L2。
如果在獲取了n個新測量值之前(測試過程75和76)釋放了信道F2(j)，T2(j)，則優(yōu)先系數(shù)P2(j)不能被更新。這是這樣的情況，即BSC在步驟77和78更新表L1和L2，把被釋放的信道從表L2移到表L1(在這樣的情況下，即SDCCH邏輯信道被釋放，其物理信道具有一個或多個其它的SDCCH信道，用簡單地減少數(shù)量NB(k)來代替步驟77和78并把L0(k)中相應(yīng)的比特反轉(zhuǎn))。
圖6是優(yōu)化DCA機制的過程的流程圖。該過程用于觸發(fā)蜂窩內(nèi)切換，以優(yōu)化使用具有最高優(yōu)先級的物理信道，從原理上來說，它是最可靠的。該過程控制兩個主要動作-當邏輯信道被釋放時，如果它占用的物理信道的優(yōu)先級比相同類型的邏輯信道當前使用的物理信道的優(yōu)先級更高，則BSC將為后一個邏輯信道觸發(fā)蜂窩內(nèi)切換，切換到優(yōu)先級更高的被釋放的信道上。
-如果物理信道的質(zhì)量連續(xù)變差，則該過程開始對它支持的每個邏輯信道進行蜂窩內(nèi)切換，切換到另一個物理信道上，只要該正被使用的物理信道變成比能支持該邏輯信道的另一個物理信道的優(yōu)先級更低。
響應(yīng)于觸發(fā)蜂窩內(nèi)切換進行的操作在上面的GSM推薦05.08中有詳細描述，這里不再詳述。
優(yōu)化過程可以用于話務(wù)信道以及SDCCH信道。然而，由于SDCCH信道使用的持續(xù)時間一般較短，且由于這些信道中的幾個信道可以在同一個物理信道上多路復用，所以把優(yōu)化過程僅應(yīng)用于話務(wù)信道似乎是較佳的。這將避免SDCCH信道大量的蜂窩內(nèi)切換。
使用一個時鐘，以便優(yōu)化過程僅以規(guī)則的時間間隔(周期T)進行。在該周期結(jié)束時，即在定時步驟79結(jié)束時，把包含表L1和L2的物理信道的已排序的優(yōu)先系數(shù)的表P1和P2保存在工作存儲器中(步驟80)，以便優(yōu)化過程使用固定的表，不會被可能在運行參照圖5描述的過程時發(fā)生的更新破壞。周期T可以被限制在幾十毫秒內(nèi)(例如T＝20ms)，以避免在步驟80的這種優(yōu)先系數(shù)的固定引起系統(tǒng)用舊的數(shù)據(jù)進行操作。
在保存了優(yōu)先系數(shù)P1、P2之后，在步驟81，表L1的指針系數(shù)i初始到零。在后面的步驟82，該系數(shù)i增加一個單位，對表L2的指針系數(shù)j初始到該表的長度N2。表L1中的第i個信道和表L2中的第j個信道的優(yōu)先系數(shù)在步驟83進行比較。如果P1(j)＞P2(j)+Δ，則BSC將在步驟85觸發(fā)把信道F2(j)，T2(j)在蜂窩內(nèi)切換到信道F1(i)，T1(i)，此時假設(shè)測試過程84顯示時隙T1(i)是可接入到TRX之一，并考慮了可能釋放時隙T2(j)。在觸發(fā)了該切換之后，在步驟86，BSC更新表L1和L2，交換包含在該切換中的信道，把這些表重新排序成優(yōu)先級下降的順序。
差數(shù)Δ可以等于0。如果希望避免觸發(fā)僅提供小的質(zhì)量增益的切換，也可以大于0。
如果比較過程83顯示P1(i)≤P2(j)+Δ，則在步驟88，把對第二表L2的指針系數(shù)j與該表的長度N2進行比較。如果j＝N2，則表L1不包含具有足夠高的優(yōu)先系數(shù)的物理信道，使它值得觸發(fā)對正在使用的具有較低優(yōu)先系數(shù)的物理信道的切換。在這種情況下，即優(yōu)化過程將中斷，返回到定時步驟79。如果比較過程88顯示j＜n2，則BSC返回到步驟82，檢查表L1上的下一個信道是否是進行蜂窩內(nèi)切換的較好的候選者。
如果測試步驟84顯示表L1中的第i個自由物理信道不能接入用來接收當前正在表L2的第j個信道上進行的通信，則在步驟89把對表L2的指針系數(shù)j與1進行比較。如果j＞1則在BSC運行新的比較步驟83之前，在步驟90將該系數(shù)減小一個單位。如果比較步驟89顯示j＝1，則在步驟91，把對表L1的指針系數(shù)i與該表的長度N1進行比較。如果i＝N1，則這是因為掃描表L1沒有顯示具有足夠高優(yōu)先級的可接入信道，并且，優(yōu)先過程結(jié)束了，返回到定時步驟79。如果比較步驟91顯示i＜N1，則BSC返回到步驟82，以測試表L1上的下一個信道。
應(yīng)當指出，圖6可以僅每個周期T進行一次蜂窩內(nèi)切換，如果T的值較小，這一般也是足夠的。然而，也可以在該期間，在符合比較步驟83的準則的各對信道之間觸發(fā)幾次切換。
上述的優(yōu)化方法實施起來較簡單，所有這些都是因為，在大多數(shù)情況下，BSC將沿著路線80-83，88，79，或者路線80-86，79之一的流程圖運行。
應(yīng)當指出，定義物理信道概念時有一定的范圍，由本發(fā)明提出的方法來為其分配優(yōu)先系數(shù)。在上面的描述中，我們引用了物理信道的概念，它對于GSM系統(tǒng)的TDMA/FDMA結(jié)構(gòu)來說是最自然的，即物理信道對應(yīng)于載波頻率F1(i)，F(xiàn)2(j)，F(xiàn)3(k)和時隙數(shù)T1(i)，T2(j)，T3(k)。在半速率GSM系統(tǒng)的情況下，例如，將可以想象，把半容量的物理信道看作是管理優(yōu)先系數(shù)的手段。大多數(shù)其它的約定也都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種在蜂窩無線網(wǎng)中動態(tài)分配信道的方法，其中，在所述網(wǎng)絡(luò)中使用一組物理信道，以電路模式形成專用于移動站(MS)與按地理分配的基站(10-16)之間通信的邏輯信道，每個邏輯信道屬于一個物理信道，并且，對于在邏輯信道上建立的基站與移動站之間的每個通信，周期地測量表示所述邏輯信道上的所述通信的情況的無線電參數(shù)，該方法包含下列步驟，由每個基站執(zhí)行-把各優(yōu)先權(quán)系數(shù)(P1(i)，P2(j)，P3(k))與所述組的每個物理信道相關(guān)聯(lián)；-保存所述基站沒有使用的與移動站通信的第一物理信道表(L1)，以及至少一個忙的第二物理信道表(L2，L3)，每個信道表至少具有一個活動邏輯信道，專用于所述基站與任何移動站之間正在進行的通信；-根據(jù)測得的與屬于第二表(L2，L3)的所述物理信道的邏輯信道上進行的通信相關(guān)的無線電參數(shù)，更新與第二表上的物理信道相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先權(quán)系數(shù)；以及-當與移動站建立通信時，為所述通信選擇屬于其優(yōu)先權(quán)系數(shù)最大的物理信道的可接入的和非活動邏輯信道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對于每個基站還包含下列步驟，比較第一和第二列表(L1，L2)的信道優(yōu)先系數(shù)，以觸發(fā)從屬于第二列表的忙物理信道的邏輯信道切換到屬于其優(yōu)先系數(shù)比第二列表的所述忙物理信道的邏輯信道更高的第一列表的物理信道的可接入的邏輯信道。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個列表的物理信道以優(yōu)先系數(shù)下降的順序排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法,對于每個網(wǎng)絡(luò)基站,由動態(tài)信道分配(DCA)方法管理的每個物理信道與根據(jù)周期地測得的無線電參數(shù)計算得到的與在該物理信道上進行的通信相關(guān)的特定的優(yōu)先系數(shù)相關(guān)聯(lián)。為了分配一個新的通信信道,把具有最高優(yōu)先級的自由的和可接入的物理信道定為優(yōu)先。優(yōu)先系數(shù)還可以用來向自由的和最高優(yōu)先級的信道動態(tài)傳送當前通信,從而可以優(yōu)化小區(qū)之間的通帶的分配以及通信質(zhì)量。
文檔編號H04W72/08GK1265255SQ9880752
公開日2000年8月30日 申請日期1998年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月4日
發(fā)明者D·韋里耶, P·普拉斯 申請人:法國電信局