专利名称：基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统信道调整方法，尤其涉及一种基于正交可变扩频因子编码的系统中上行时隙的动态信道调整方法。
背景技术：
在时分复用码分多址接入系统中，物理信道都是通过载频/帧/子帧/时隙/扩频码的组合来进行标识的。下面以时分同步码分多址接入系统(TD-SCDMA)为例说明。在TD-SCDMA中，在每个指定的载频上每10ms为一个帧，每个帧又分为两个子帧，两个子帧的结构相同，每个子帧中又划分为7个常规时隙和3个特殊时隙，用户的业务数据都承载在常规时隙上。
TD-SCDMA技术采用的扩频码是一种OVSF(Orthogonal Variable SpreadingFactor，正交可变扩频因子)码，这可以保证在同一时隙上不同扩频因子的扩频码是正交的。扩频码的作用是用来区分同一时隙中的不同用户。
OVSF码的定义可以采用码树的方式来定义，OVSF码码树见附图1。从这个码树的定义上可以看出，码树的每一级都定义了扩频因子为SF的码。码的使用有一个要求，就是当一个码，已经在一个时隙中采用，则其父系的码道和下级码树路径上的码就不能在同一个时隙中使用。这也就意味着一个时隙上可以使用的码道数目是不固定的，与每条物理信道的数据速率和扩频因子有关。
在TD-SCDMA系统中上行方向存在一个用户在单个时隙最多可以使用2条码道的限制，扩频因子可以为1、2、4、8或16；而在下行方向则对用户在单个时隙码道数没有限制，但是扩频因子只能为1和16。一条扩频因子为16的码道所能承载的业务量称之为一个基本资源单位(Resource Unit，简称RU)，扩频因子越小的码道容量越大，可以承载的基本RU数越多。一条扩频因子为SF的码道所能承载的基本RU数可以用16/SF(SF＝1，2，8，16)来表示。由于上行方向单个用户在单个时隙的码树上可分配的码道数最多只能两条，因此若用户的速率较高时，在为用户分配码道资源时必须分配扩频因子小(即容量大)的码道达到节省码道数目的。
由于无线通信系统中不可避免的会出现用户掉话的现象，用户掉话及释放该用户原先占用的码道资源，使得系统的可用码资源增多，可用于接入其他的新用户。但是，用户掉话同样也会引起码道碎片的出现，所谓码道碎片就是由于码树中被用户占用的扩频因子较大的码道分布较离散，从而阻塞了扩频因子小的父码道。由于高速率业务需要分配扩频因子较小的码道，由于码道碎片的存在使得无法容纳此高速率业务，造成了系统的呼通率降低，容量减小，码资源利用率不高。
发明内容
针对上述现有的移动终端上行时隙信道分配中所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种可减少码道碎片及降低码表离散度、提高系统业务接入率和资源有效利用率的基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法。
本发明是这样实现的一种基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法，包括以下步骤(1)基于扩频因子查找是否存在未占用的但其兄弟信道被占用或阻塞的信道，若有则记录该信道、信道序号及对应的扩频因子信息；若不存在，则流程结束；(2)按扩频因子由大到小的顺序查找步骤(1)记录信息中是否存在一条以上扩频因子相同的信道，若不存在，则流程结束；若查找到则转至步骤(3)；(3)选择查找到的任两条信道作为调整对象，将其中一个信道的兄弟信道及其子孙信道组成源信道集合，另一信道及其子孙信道组成目的信道集合，将源信道集合中所有子集对应移植到目的信道集合中，同样地，目的信道集合中所有子集对应移植到目的信道集合中；(4)更新所有信道的状态信息并返回步骤(2)。
本发明可有效地检测码表中是否存在码道碎片，并通过信道的位置调整，消除了码道碎片，保证了只要码表中有足够的RU资源能满足业务的需求，就一定能为业务分配到合适的扩频因子的码道，极大地提高了码表的利用率及呼通率。
图1是OVSF码码树的结构示意图；图2是本发明的实现流程图。
具体实施例方式
在时分复用码分多址接入系统中，由于UE能力的原因，每个时隙的上行物理信道数及所有时隙的上行物理信道总数存在能力限制，而且一个时隙中可用的码资源本来就少，因此消除码道碎片就显得尤为关键。本发明正是基于上述原因而提出的。
在了解本发明之前，首先理解一个定义——单支可分配节点——是指某一SF层中兄弟码道被占用或阻塞但其本身空闲的码道。如表1所示表1 表中每个标有序号的节点表示OVSF码树的一条码道。表中标记有斜纹的节点表示被阻塞的码道，黑色节点表示被占用的码道，标记白色的节点则表示空闲码道(以下表中表示相同)。表中，码道12空闲，其左兄弟码道11被占用，则码道12为单支可分配节点。码道25空闲，但其右兄弟码道26同样也空闲，因此码道25和26都不能称之为单支可分配节点。同理，标号为14、28、4的码道也为单支可分配节点。
本发明优选实施例具体包括以下步骤1、在码道表中搜索SF(SFx＝1，2，4，8，16)层中单支可分配(兄弟码道被阻塞或占用)的节点，记录每一SF层中单支可分配节点的数目和其对应的信道化码信息；2、判断各SF层的单支可分配节点数目是否都小于等于1，如果是则返回调整成功，否则进入步骤3。
3、选择SF最大且单支可分配节点大于1的SF层，每次选择两个单支可分配节点作为调整的对象。将第一个单支可分配节点的兄弟节点以及兄弟节点的子孙节点组成源码道集合，将第二个单支可分配节点及其子孙节点组成目的码道集合。调换源码道集合与目的码道集合中对应位置的码道的占用/空闲/阻塞标志，所属UE ID等信息。
4、更新码表中各码道的标志信息，更新码表中各SF层单支可分配节点数目及信道化码信息。返回步骤2。
下面结合附图对本发明进行详细描述如图2所示，本发明优选实施例具体实施步骤如下步骤201统计码表中每一SF层单支可分配节点数目及信道化码信息，记录如下Num_SF1＝[n]；Pos_SF1＝[a，b，c......]；Num_SF2＝[n]；Pos_SF2＝[a，b，c......]；Num_SF4＝[n]；Pos_SF4＝[a，b，c......]；Num_SF8＝[n]；Pos_SF8＝[a，b，c......]；Num_SF16＝[n]；Pos_SF16＝[a，b，c......]；步骤202按照从Num_SF16至Num_SF2的顺序开始遍历所有Num_SFx(x＝1，2，4，8，16)元素，检查是否存在Num_SFx的值大于1，如果存在则进入步骤203，否则，返回调整成功；步骤203在相应的SF＝x(x＝1，2，4，8，16)层中，在Pos_SFx中按从小到大的顺序，选择最后一个单支可分配节点的兄弟码道作为调整的源码道，第一个单支可分配的节点位置作为调整的目的码道；步骤204将源码道及其子孙节点组成源码道集合，将目的码道及其子孙节点组成目的码道集合；步骤205判断源码道是被占用还是被阻塞？如果是被阻塞，则进入步骤206；如果是被占用，则进入步骤207；步骤206检查源码道的子孙节点所属的各SF层的Pos_SFx中是否有元素存在于源码道集合中？如果存在，进入步骤207。如果不存在，则直接进入步骤208；步骤207则将Pos_SFx中的该元素替换为目的码道集合中的对应位置的元素；步骤208调换源码道集合与目的码道集合中对应位置码道的占用/阻塞/空闲标记和所属的UE ID；令Current_CH等于源码道；步骤209在SF＝x层中，检查Current_CH的兄弟码道是否存在于Pos_SFx(x＝Current_CH对应的扩频因子)中，如果是，进入步骤210；否则，进入步骤212；步骤210从Pos_SFx中删除Current_CH的兄弟码道，Num_SFx＝Num_SFx-1；令Current_CH等于自己的父码道，标记Current_CH为空闲；步骤211令SF＝SF/2，进入SF层，判断SF是否大于1？如果是，则进入步骤209；否则，进入步骤202；步骤212将Current_CH加入Pos_SFx(x＝Current_CH对应的扩频因子)Num_SFx＝Num_SFx+1，进入步骤202。
下面以表2所示的码表为例，并结合图2对本发明优选实施例做进一步说明表2 假定被占用码道所对应的UE ID为Ch15-1，Ch18-2，Ch11-3，Ch27-4，其他空闲或阻塞的码道对应的UE ID为0。
初始状态的各SF层的单支可分配节点数目即信道化码信息为Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝[1]；Pos_SF4＝[4]；Num_SF8＝[2]；Pos_SF8＝[12，14]；Num_SF16＝[3]；Pos_SF16＝[16，17，28]。
按从Num_SF16到Num_SF2的顺序遍历Num_SFx(x＝2，4，8，16)，发现在SF＝16这一层，Num_SF16＞1。
在SF＝16这一层，从Pos_SF16中选择码道28的兄弟码道27作为调整的源码道，码道16作为调整的目的码道。
将源码道及其子孙节点组成源码道集合{27}，将目的码道16及其子孙节点组成目的码道集合{16}。
判断源码道的标志，源码道27是被占用。对换源码道集合{27}与目的码道集合{16}对应位置上的码道的占用/空闲/阻塞标记和所属UE ID信息。并令Current_CH＝27。
目前各码道状态如表3表3 单支可分配节点数目即信道化码信息为Ch15-1，Ch18-2，Ch11-3，Ch16-4Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝[1]；Pos_SF4＝[4]；Num_SF8＝[2]；Pos_SF8＝[12，14]；Num_SF16＝[2]；Pos_SF16＝[17，28]。
在SF＝16层中，Current_CH＝27的兄弟码道27+1＝28存在于Pos_SF16中。
从Pos_SF16中删除Current_CH＝27的兄弟码道28，Num_SF16＝Num_SF16-1；令Current_CH等于自己的父码道[28/2]-1＝13，标记Current_CH为空闲。
目前各码道状态如表4表4 单支可分配节点数目即信道化码信息为Ch15-1，Ch18-2，Ch11-3，Ch16-4Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝[1]；Pos_SF4＝[4]；
Num_SF8＝[2]；Pos_SF8＝[12，14]；Num_SF16＝[1]；Pos_SF16＝[17]；令SF＝SF/2＝8，进入SF＝8层，SF＝8＞1。
在SF＝8层中，Current_CH＝13的兄弟码道13+1＝14存在于Pos_SF8中。
从Pos_SF8中删除Current_CH＝13的兄弟码道14，Num_SF8＝Num_SF8-1；令Current_CH等于自己的父码道[13/2]-1＝6，标记Current_CH为空闲。
目前各码道状态如表5表5 单支可分配节点数目即信道化码信息为Ch15-1，Ch18-2，Ch11-3，Ch16-4Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝[1]；Pos_SF4＝[4]；Num_SF8＝[1]；Pos_SF8＝[12]；Num_SF16＝[1]；Pos_SF16＝[17]；令SF＝SF/2＝4，进入SF＝4层，判断SF＝4＞1。
在SF＝4层中，Current_CH＝6的兄弟码道6+1＝7不存在于Pos_SF4中。
将Current_CH＝6加入Pos_SF4中，Num_SF4＝Num_SF4+1。
目前各码道状态如表6表6
单支可分配节点数目即信道化码信息为Ch15-1，Ch18-2，Ch11-3，Ch16-4。
Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝[2]；Pos_SF4＝[4，6]；Num_SF8＝[1]；Pos_SF8＝[12]；Num_SF16＝[1]；Pos_SF16＝[17]。
按从Num_SF16到Num_SF2的顺序遍历Num_SFx(x＝2，4，8，16)，发现在SF＝4这层中，Num_SF4＝2＞1。
在SF＝4这层，将Num_SF4中的码道6的兄弟码道6-1＝5作为调整的源码道，码道4作为调整的目的码道。
将源码道5及其子孙节点组成源码道集合{5，11，12，23，24，25，26}，将目的码道4及其子孙节点组成目的码道集合{4，9，10，19，20，21，22}。
判断源码道5被标记为阻塞。
检查源码道5的子孙节点所属的各SF层的Pos_SFx(x＝8，16)，发现Pos_SF8中的元素12与源码道集合{5，11，12，23，24，25，26}中的第3个元素相等。则将Pos_SF8中的元素12替换为目的码道集合{4，9，10，19，20，21，22}的第3个元素10。
目前各码道状态如表7表7 单支可分配节点数目即信道化码信息为Ch15-1，Ch18-2，Ch11-3，Ch16-4Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；
Num_SF4＝[2]；Pos_SF4＝[4，6]；Num_SF8＝[1]；Pos_SF8＝[10]；Num_SF16＝[1]；Pos_SF16＝[17]。
对换源码道集合与目的码道集合对应位置码道的占用/空闲/阻塞标志和所属UEID。并令Current_CH＝5。
目前各码道状态如表8表8 单支可分配节点数目即信道化码信息为Ch15-1，Ch18-2，Ch9-3，Ch16-4Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝[1]；Pos_SF4＝[6]；Num_SF8＝[1]；Pos_sF8＝[10]；Num_SF16＝[1]；Pos_SF16＝[17]。
在SF＝4这层中，发现Current_CH＝5码道的兄弟码道5+1＝6在Pos_SF4中从Pos_SF4中删除Current_CH＝5的兄弟码道6，Num_SF4＝Num_SF4-1；令Current_CH等于自己的父码道[5/2]-1＝2，标记Current_CH＝2为空闲。
目前各码道状态如表9表9 单支可分配节点数目即信道化码信息为
Ch15-1，Ch18-2，Ch9-3，Ch16-4Num_SF1＝
；Pos_SF1＝[]；Num_SF2＝
；Pos_SF2＝[]；Num_SF4＝
；Pos_SF4＝[]；Num_SF8＝[1]；Pos_SF8＝[12]；Num_SF16＝[1]；Pos_SF16＝[17]。
SF＝4/2＝2，进入SF＝2层，SF＝2＞1。
在SF＝2层中，发现Current_CH＝2的兄弟码道2-1＝1不在Pos_SF2中。
将Current_CH＝2加入Pos_SF2，Num_SF2＝Num_SF2+1。
最后各码道状态如表10表10 按从Num_SF16到Num_SF2的顺序遍历Num_SFx(x＝2，4，8，16)，发现在所有SF层，Num_SFx(x＝2，4，8，16)都不大于1，返回调整成功。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)基于扩频因子查找是否存在未占用的但其兄弟信道被占用或阻塞的信道，若有则记录该信道、信道序号及对应的扩频因子信息；若不存在，则流程结束；(2)按扩频因子由大到小的顺序查找步骤(1)记录信息中是否存在一条以上扩频因子相同的信道，若不存在，则流程结束；若查找到则转至步骤(3)；(3)选择查找到的任两条信道作为调整对象，将其中一个信道的兄弟信道及其子孙信道组成源信道集合，另一信道及其子孙信道组成目的信道集合，将源信道集合中所有子集对应移植到目的信道集合中，同样地，目的信道集合中所有子集对应移植到目的信道集合中；(4)更新所有信道的状态信息并返回步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法，其特征在于，所述步骤(3)中将源信道集合、目的信道集合中的子集对应互移植至对方，具体为，源信道集合中各子集的占用、空闲、阻塞标志及其所属用户标识信息与目的信道集合中各子集的相应信息进行调换。
3.根据权利要求1所述的基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法，其特征在于，所述步骤(4)中的状态信息具体包括占用、空闲和阻塞状态。
全文摘要
本发明公开了一种基于正交可变扩频因子编码的无线通信系统信道调整方法，包括1.基于SF查找是否存在未占用的但其兄弟信道被占用或阻塞的信道，若有则记录该信道、信道序号及对应的SF信息；否则流程结束；2.按SF由大到小的顺序查找步骤1记录信息中是否存在一条以上SF相同的信道，否则流程结束；若查找到则转至步骤3；3.选择查找到的任两条信道作为调整对象，将其中一个信道的兄弟信道及其子孙信道组成源信道集合，另一信道及其子孙信道组成目的信道集合，将源信道集合、目的信道集合中所有子集户相移植到对方；4.更新所有信道的状态信息并返回步骤2。本发明减少了码道碎片及降低了码表离散度、提高了系统业务接入率和资源有效利用率。
文档编号H04J11/00GK1790961SQ20051013518
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者周捷 申请人:中兴通讯股份有限公司