专利名称：一种在不同种类信道之间动态共享信道码资源的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，尤其是系统资源的共享方法。
背景技术：
在移动通信系统中，一般有多种信道用来传输用户的数据，这些信道的合理利用是有效使用系统资源的重要手段。例如，在宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统中，下行方向主要有三种信道可用来传输用户的数据，分别是专用信道(DCH)，前向接入信道(FACH)和共享信道(DSCH)。上述信道是通过信道码来区分的，也就是说，WCDMA系统中的信道对应着一个个不同的信道码，信道码的大小决定了信道的带宽。把具有一定带宽的信道分配给一个特定用户，实际上就是把一个特定大小的信道码分给了该用户。因此对于WCDMA系统中具有的DCH、FACH和DSCH三种信道来说，就需要把所有信道码合理的分成3个部分，分别用于上述不同种类的信道。由于WCDMA系统中的每个小区可以同时使用的信道码的数量是有限的，因此将有限的信道码资源合理地分配给不同种类的信道，使得信道码资源得到充分的利用，是一个迫切需要解决的问题。
目前实现信道码资源在不同种类的信道之间分配的方法是静态分配。就是在系统运行之前，根据事先进行的信道利用率的估计和计算，把可用的信道码分成三个部分，分别对应于专用信道DCH、共享信道DSCH和包含FACH的公共信道。按照这种分配原则，在系统运行过程中，不同部分之间的信道码不能交叉使用，例如DSCH的信道码将不能用于DCH或公共信道，而DCH的信道码也不能用于DSCH或公共信道。假设按照图1所示的比例分配信道码，除了有很小一部分是固定用于下行公共信道以外，其它可分配的信道码按照一定的比率预留给了专用信道DCH和共享信道DSCH。假设有一个新的用户企图接入到小区，系统首先根据一定的信道类型选择策略，确定这个新的用户使用哪一种类型的信道。
如果确定使用DCH，则系统再根据用户的数据速率等信息确定该用户需要一个具有多大带宽的DCH，这样也就确定了需要为该用户分配一个多大的信道码，同时这种信道码需要从预留给DCH的信道码资源中获取。当小区中已经接入并且使用DCH的用户比较多时，大部分信道码已经被分配掉，在剩余的预留给DCH的信道码资源中就可能没有足够大的信道码来分配给这个新用户使用。这时，这个新的用户会因为码资源的短缺而不能成功接入，对用户来说，通信要求得不到满足，对运营商来说，因为系统的信道容量不能被充分利用而减少了利润。
如果系统根据信道类型选择策略，确定该新用户使用共享信道DSCH时，系统就不需要明确分配一个固定的码资源，而是通过DSCH的调度算法，把DSCH的信道码动态分配给DSCH上的用户使用。从平均意义上讲，由于预留给DSCH的信道码资源是固定的，使用DSCH的用户越多，每个用户分配到的信道码资源越少，传输数据的速率越低，传输一定数据量时所花的时间也就越长，用户感觉到的通信质量就越低。
在实际的应用环境中，用户请求接入小区的时间以及在一段时间内请求接入小区的用户数都是随机分布的，而且不同用户在接入小区时请求的业务种类也是不可预测的。也就是说，用户接入小区并使用DCH或者DSCH信道的请求在时间上都是随机的。假设在某一段时间内，有许多用户要求接入到小区内并且大部分用户被分配到DCH信道，于是小区内原先预留给DCH的信道码资源就会出现不足的现象，导致的结果是在这种情况下用户不能打通电话的概率(称为呼损率)特别高，系统性能得到降低。如果同一时刻，分配到DSCH上的用户数却很少，需要在DSCH上传输的数据量也不多，原先预留给DSCH的信道资源大于实际的需要，造成一定的资源浪费。相反，如果在某一个时间段内，有许多用户请求接入小区并被分配到DSCH信道上，由于预留给DSCH的信道码即信道带宽也是有限的，每个用户能够分配到的信道带宽和DSCH信道上的用户数成反比。对用户来讲，数据传输速率就会变小，以致于不能及时把待传的数据发送出去，数据传输的时延也变得很长，通信质量得不到保证。此时，小区内预留给DCH的信道码资源却因为使用DCH的用户不多而没有被分配掉，系统容量也没有得到充分利用。
由上述可知，现有的对信道码资源进行静态分配的方法，最大的缺点在于不能达到信道码资源利用效率的最大化，从而在限制系统容量的同时，降低了用户满意度，尤其是呼叫的成功率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高信道码资源利用率的在不同种类信道之间动态共享信道码资源的方法，使用该方法能够使系统充分使用小区内的所有信道码资源，从而使系统信道容量得以充分利用和提高通信质量。
为达到上述目的，本发明提供的在不同种类的信道之间动态共享码资源的方法，包括为需要共享码资源的各种信道预留信道码；对上述信道的信道码的使用情况进行监测，根据监测结果对各种信道预留的信道码的使用情况进行评估；利用所述评估的结果将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道。
在将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道前，还要判断码资源过剩信道和码资源不足信道的预留信道码的利用率是否大于指定的阈值，如果大于，将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道，否则，继续对各种信道的信道码的使用情况进行监测。
所述对信道的信道码的使用情况进行监测，对于专用信道，通过统计预留给专用信道的码资源被分配的数量或比例实现；对于共享信道，通过统计一段时间内信道码资源的使用比例和数据传输速率实现。
为需要共享码资源的各种信道分别设置判决门限，分别用于对相应信道的信道码的使用情况进行监测。
在利用所述评估的结果确定码资源不足的信道和码资源过剩的信道前，利用所述评估的结果判断是否需要进行信道码资源的动态调整，如果需要，确定码资源不足的信道和码资源过剩的信道，否则，继续对各种信道的信道码的使用情况进行监测。
在确定出码资源不足的信道和码资源过剩的信道后，还要确定哪些信道能够重新分配码资源，以及确定码资源过剩信道能够重新分配的信道码的数量。
所述确定码资源过剩信道能够重新分配的信道码的数量按照下述步骤进行如果预留给专用信道的信道码资源过剩，则重新分配的信道码的数量为[(Cd1+Cd2)/2-Cd]乘以预留给DCH的信道码总数；如果预留给共享信道的信道码资源过剩，则重新分配的信道码的数量＝[(Cs1+Cs2)/2-Cs]乘以预留给共享信道的信道码总数；其中，Cd1、Cd2分别是为专用信道设置的信道码使用情况的第一门限和第二门限，Cd为专用信道的信道码的当前使用情况；Cs1、Cs2分别是为共享信道设置的信道码使用情况的第一门限和第二门限，Cs为共享信道的信道码的当前使用情况。
在将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道之前，还要确定能够用来重新分配的信道码。
优先选择在码树中具有相临位置的信道码，以及优先选择码树中没有被使用的信道码用于重新分配。
在为各种信道预留信道码时，通过系统内数据业务所占全部业务的比例的历史统计值为各信道预留信道码。
由于本发明采用对各种信道使用的信道码的使用情况进行监测，并根据监测结果动态分配不同信道之间的信道码资源，这样就可以优化系统中有限的信道码资源在不同种类信道之间的分配，提高信道码的利用率，使系统可接入的用户数增多，或者降低呼损率或者使用户数据的平均传输速率得以提高，从而提高系统的整体性能。
图1是信道码资源在不同类型的信道之间的静态分配示意图；图2是本发明所述方法的实施例流程图；图3是应用图2所述方法的信道码动态分配示例图。
具体实施例方式
本发明的实质，是在静态预留信道码的基础上，系统随时监测小区内分别预留给各种信道的信道码资源的使用情况，如果系统监测到其中有的信道码资源过剩而有的信道码资源不足，则系统通过一定的方法把码资源过剩的信道的部分码资源临时重新分配给码资源不足的信道，以在充分利用码资源的同时提高系统的容量和通信质量。
下面以DCH和DSCH的码资源共享为例，结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图2是本发明所述方法的一个实施例流程图。图2所述的实施例是以专用信道和共享信道为例对信道码的共享进行说明的。按照图2，系统随时监测小区内分别预留给DCH和DSCH的信道码资源的使用情况，如果系统监测到其中一方的信道码资源过剩而另一方不足，则系统通过一定的方法把码资源过剩的一方的部分码资源临时重新分配给码资源不足的另一方。为完成上述任务，需要预先设置一些门限值，分别用于对相应信道的信道码的使用情况进行监测，以判断信道的码资源的利用是否充分或有剩余。具体是，为DCH设置信道码使用情况的第一门限Cd1和第二门限Cd2，为DSCH设置信道码使用情况的第一门限Cs1和第二门限Cs2，以及为DSCH信道设置用户的平均速率门限Rs。
首先在步骤1进行信道码的初始化操作，为DCH和DSCH预留信道码资源，即为DCH和DSCH预留一定比例的信道码。初始化信道码预留的方法有很多，例如通过系统内数据业务所占全部业务的比例的历史统计值为各信道预留信道码。下面是一种简单的估算方法，当然实际中并不仅限于这种方法假设通过历史统计，小区内有有一定百分比，如A％的业务是数据业务并且所有数据业务都使用DSCH，那么，我们可以将小区中可用的信道码的A％预留给DSCH，其它部分预留给DCH。同时，考虑到小区内业务达到可能具有突发性，因此还要为DSCH预留的信道码可以在A％的基础上增加一个很小的比例，如B％，当然这里B％是可设置的。
假设有新用户在步骤2接入并使用信道码，这时，系统就要根据用户接入请求的原因和信道类型选择算法，确定为新接入的用户分配满足要求的信道类型和带宽。如果确定用户使用DCH，则根据用户需要的带宽从预留给DCH的码资源中分配合适数量的信道码给新用户；如果使用DSCH，则让新加入的用户和其它已经分配到DSCH上的用户一起共享DSCH的信道码资源。需要说明的是，不同的信道类型选择策略，对接入用户分配的信道类型也可能不同。
如果信道有用户接入，就要在步骤3对各种信道的信道码的使用情况进行监测，由于DCH和DSCH在使用信道码资源方式上的不同，信道码使用情况的监测也分成两个不同的部分，一个用来监测预留给DCH的信道码的使用情况，用Cd表示，一个用来监测预留给DSCH的信道码的使用情况，用Cs表示。对于预留给DCH的信道码的使用情况，只要直接统计预留给DCH的信道码中已经被分配掉的信道码的比例或者绝对数量，或者统计剩余的信道码的比例或者绝对数量即可。
由于DSCH信道的使用与DCH信道的使用情况不同，通常是多个用户同时使用共享信道，因此，对于预留给DSCH的信道码的使用情况，可以通过统计在一段时间内码资源的使用比例，并监测DSCH上用户的平均数据传输速率或者平均待传数据量来实现。
由步骤3得到对信道的信道码的使用情况的监测结果后，就要在步骤4根据监测结果，对信道码的使用情况进行评估。具体的评估方法依据不同的标准可能有多种，本例中，对于预留给DCH的信道码资源来说，如果其中已经分配掉的信道码的比例高于一个预先设定的门限Cd1(例如95％)，则可以认为预留给DCH的信道码资源已经被充分利用；反之，如果已经分配的比例小于另外一个不同的门限Cd2(例如60％)，则可以认为预留给DCH的信道码资源有剩余。对于预留给DSCH的信道码资源来说，如果统计结果显示在一段时间内预留给DSCH的信道码的使用比例高于门限Cs1(例如90％)，并且DSCH上的用户的平均速率低于门限Rs，则可以认为原先预留给DSCH的信道码资源已经不够满足数据传输的需求；反之，如果统计结果显示在一段时间内预留给DSCH的信道码的使用比例低于门限Cs2，则可以认为预留给DSCH的信道码资源有剩余。
在步骤4得到对信道码的使用情况的评估结果后，就要在步骤5根据评估结果对是否进行信道码的重新分配进行动态分配判决。然后在步骤6对判决结果进行判断，如果判决结果是需要动态分配，则执行下面的步骤7，否则说明不需要进行动态分配，因此返回到步骤3继续对信道的码资源的使用情况进行监测。
本例中在步骤5采用的判决是否需要进行不同种类的信道之间进行信道码的动态分配的方法如下如果评估结果显示预留给DCH和DSCH的信道码都有剩余，则不需要做DCH和DSCH之间信道码的动态分配；如果预留给DCH的信道码有剩余而预留给DSCH的信道码不足，则需要把部分预留给DCH的信道码资源重新分配给DSCH信道使用；如果预留给DSCH的信道码资源有剩余而预留给DCH的信道码不足，则需要把部分预留给DSCH的信道码资源重新分配给DCH信道使用。
在上述步骤6的判断操作中实际中还可以包含下面的判断，还要判断码资源过剩信道和码资源不足信道的预留信道码的利用率是否大于指定的阈值，如果大于，才将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道，否则，继续对各种信道的信道码的使用情况进行监测。该判断的目的是，在只有当预留给DCH和DSCH两种信道的信道码使用情况有大的差异时，才进行信道码的动态分配，这样就能够避免在两种信道之间过于频繁地进行信道码的调整，以致于调整过程过多地占用系统资源。当然，为实现所述上述的判断操作，也需要预先设置所述阈值。
如果经过步骤6的判决，确定需要进行DCH和DSCH之间进行信道码的重新分配，则在步骤7确定需要重新分配的信道码的数量，实际中，可能有多种实现方法，本例采用的方法是如果预留给DCH的信道码资源过剩，则重新分配的信道码的数量为[(Cd1+Cd2)/2-Cd]*预留给DCH的信道码总数。
如果预留给DSCH的信道码资源过剩，则重新分配的信道码的数量为[(Cs1+Cs2)/2-Cs]*预留给DSCH的信道码总数。
在确定信道码用来进行重新分配的数量后，还要确定哪些信道码需要进行重新分配，因此在步骤8要确定具体把哪些原先预留给DCH(或者DSCH)的信道码重新分配给DSCH(或者DCH)。
由于实际中存在这样一种事实，如果分配给一种信道类型的信道码在码树中的位置是连续的，则在使用这部分码资源时，相对于信道码在码树中的位置不连续的情况来说，具有更高的使用效率。因此，确定重新分配的信道码的最优的一种方法是把码树中具有相临位置的码资源重新分配给另一种信道。即如果预留给DCH的信道码过剩，则把预留DCH的、和预留给DSCH的信道码资源在码树中具有相临位置的那部分信道码重新分配给DSCH。当需要从预留给DCH的信道码中选取一部分分配给DSCH使用时，为了减少对已有用户的重配置流程，重新分配的信道码应该优先在当时没有被使用的空闲信道码中选取。反之也如此。
最后在步骤9，执行信道码在不同信道之间的动态分配，即根据前面执行的结果，为DCH和DSCH分别使用重新预留的信道码资源，并记录重新预留的信道码资源和初始预留的信道码资源之间的不同部分。然后转步骤3，根据重新预留的信道码，重复进行对信道码使用情况进行监测，以便于后续的信道码的重新分配。
图3是应用图2所述方法的信道码动态分配示例图。图3所示的是在系统运行的一段时间后，信道码的使用情况图，其中阴影部分表示正在被用户使用的信道码，空白部分表示没有被使用的信道码资源。
在时间t0到t1之间，预留给DCH的信道码已经完全被用户使用，而预留给DSCH的信道码却还有不少剩余。在这段时间内，新用户Ua请求接入小区并且使用DCH，但由于预留给DCH的信道码中已经没有剩余的信道码可分配给该用户，因此用户Ua的接入请求被系统拒绝，也就是用户Ua通话失败。
在时刻t1，系统监测到了信道码的使用情况，通过评估和判决，确定把部分预留给DSCH的信道码分配给DCH。
在时刻t2，DCH获得了从DSCH信道重新分配过来的信道码资源，于是预留给DCH的信道码有了一定的剩余，能够满足新用户的接入。
在时刻t3，新用户Ub请求接入系统并使用DCH，因为有剩余的信道码，该用户成功接入到系统。这时，DCH和DSCH都只有少量的剩余信道码，信道码资源被得到充分利用，从而系统容量也同时得到提高。
上面所举的例子仅说明了两种信道的信道码的共享使用情况，当有三种以上的信道共享信道码时，本发明也同样适用，只是在信道使用情况监测和根据监测结果评估各种信道的信道码使用情况时增加一些判断。在需要共享信道码的信道种类较多时，判决关系会复杂一些。一种简化的方法是，对各种信道分别设置判决门限并对各种信道的信道码使用情况进行监测，然后根据每个监测结果，确定信道码资源过剩最多的信道种类和信道码资源最为缺少的信道种类，接着在这两种信道之间进行信道码的重新分配。重复进行这样的过程，就可以达到信道码资源在不同信道之间的合理分配了。
实际中，为使控制关系清晰，也可以采用分组的方法对信道码的共享进行管理。例如，有A、B、C三种信道需要对信道码进行共享，可以将AB捆绑在一起，视为一种信道，这样就可以采用本发明所述的实施例的方式作为第一个过程在信道种类AB和信道C种类之间进行信道码的共享调整或重新分配；在上述过程中，再嵌套一个过程，即第2个过程，专用于对信道种类A、B间的信道码的调整进行管理。假设按照这种管理方式，在A、B、C三种信道的信道码的使用不满足预先设定的调整条件时，不进行上述三种信道之间的信道码的重新分配。如果经过判断得知A类信道的信道码不足，而B类信道的信道码有剩余，且可以分出一部分进行重新分配，则采用第二个过程就可以直接重新分配信道A、B之间的信道码。
如果上述有剩余信道码、且可以分出一部分进行重新分配的信道类型为C，则从第一个过程可以实现将信道C的可分配的信道码传递给第二个过程，由第二个过程完成信道码的重新分配。
权利要求
1.一种在不同种类的信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于包括为需要共享码资源的各种信道预留信道码；对上述信道的信道码的使用情况进行监测，根据监测结果对各种信道预留的信道码的使用情况进行评估；利用所述评估的结果将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道。
2.根据权利要求1所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于在将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道前，还要判断码资源过剩信道和码资源不足信道的预留信道码的利用率是否大于指定的阈值，如果大于，将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道，否则，继续对各种信道的信道码的使用情况进行监测。
3.根据权利要求2所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于所述对信道的信道码的使用情况进行监测，对于专用信道，通过统计预留给专用信道的码资源被分配的数量或比例实现；对于共享信道，通过统计一段时间内信道码资源的使用比例和数据传输速率实现。
4.根据权利要求3所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于为需要共享码资源的各种信道分别设置判决门限，分别用于对相应信道的信道码的使用情况进行监测。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于在利用所述评估的结果确定码资源不足的信道和码资源过剩的信道前，利用所述评估的结果判断是否需要进行信道码资源的动态调整，如果需要，确定码资源不足的信道和码资源过剩的信道，否则，继续对各种信道的信道码的使用情况进行监测。
6.根据权利要求5所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于，在确定出码资源不足的信道和码资源过剩的信道后，还要确定哪些信道能够重新分配码资源，以及确定码资源过剩信道能够重新分配的信道码的数量。
7.根据权利要求6所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于，所述确定码资源过剩信道能够重新分配的信道码的数量按照下述步骤进行如果预留给专用信道的信道码资源过剩，则重新分配的信道码的数量为[(Cd1+Cd2)/2-Cd]乘以预留给DCH的信道码总数；如果预留给共享信道的信道码资源过剩，则重新分配的信道码的数量＝[(Cs1+Cs2)/2-Cs]乘以预留给共享信道的信道码总数；其中，Cd1、Cd2分别是为专用信道设置的信道码使用情况的第一门限和第二门限，Cd为专用信道的信道码的当前使用情况；Cs1、Cs2分别是为共享信道设置的信道码使用情况的第一门限和第二门限，Cs为共享信道的信道码的当前使用情况。
8.根据权利要求1所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于，在将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道之前，还要确定能够用来重新分配的信道码。
9.根据权利要求8所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于，优先选择在码树中具有相临位置的信道码，以及优先选择码树中没有被使用的信道码用于重新分配。
10.根据权利要求1所述的不同种类信道之间动态共享码资源的方法，其特征在于通过系统内数据业务所占全部业务的比例的历史统计值为各信道预留信道码。
全文摘要
本发明公开了一种在不同类型的信道之间动态共享码资源的方法，该方法首先为需要共享码资源的各种信道预留信道码，然后对上述信道的信道码的使用情况进行监测，根据监测结果对各种信道预留的信道码的使用情况进行评估，最后利用所述评估的结果将码资源过剩信道的能够重新分配的信道码分配给码资源不足的信道。采用上述方案可以优化系统中有限的信道码资源在不同种类信道之间的分配，提高信道码的利用率，使系统可接入的用户数增多，或者降低呼损率或者使用户数据的平均传输速率得以提高，从而提高系统的整体性能。
文档编号H04W16/10GK1540897SQ03127970
公开日2004年10月27日 申请日期2003年4月26日 优先权日2003年4月26日
发明者张静荣 申请人:华为技术有限公司