专利名称：码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法
技术领域：
本发明涉及码分多址(CDMA)移动通讯系统，具体地说，涉及CDMA基站系统在建立呼叫时进行载频选择的方法。
近年来，CDMA移动通讯系统在世界各地都得到了迅猛地发展，用户数也在不断上升。由于CDMA系统一个载频下的前向码分信道是有限的，而且所有移动台都工作在同一载频下，相互之间存在干扰，因此当一个基站收发信机的同一小区下工作的移动台数目增加时，它们相互之间的干扰也会随之增大，最终将导致通话质量降低。为了适应用户的增加，需要提高系统的容量，而提高系统容量最直接有效的办法就是增加载频，一个多载频的基站收发信机相对于一个单载频的基站收发信机，其容量有成倍的增长。
在CDMA基站系统中，建立呼叫时需要使用很多资源，包括选择器/声码器、信道单元和业务信道等，因此必须在呼叫建立前为呼叫分配各种资源，并且确定各种资源的相关参数，在基站收发信机侧涉及的资源主要有信道单元、帧偏置、前向码分信道等。而在多载频情况下，不同载频的资源是相互独立的，移动台在建立呼叫时需要确定工作载频，就涉及到载频选择的问题，如果载频选择得不恰当，容易出现呼叫成功率低的情况，并造成资源的浪费，降低了系统的性能，提高系统成本。
目前所用的载频选择方法是绝对平均分配方法，该方法不考虑移动台在起呼时的接入载频，而只向所属资源占用最少的载频分配资源，这样虽然可以保证扇区中各载频资源的均衡利用，但也带来了很多问题。首先，该方法导致多载频系统的性能相对于单载系统明显下降，主要表现在出现了大量的跨载频指配资源的情况，跨载频指配资源对系统的性能影响很大，与同频指配不同，移动台对目标载频的性能要求较高，而在实际环境中，多载频之间是相互独立的，存在一定的差异，且跨频存在相互指配问题，各自都有可能成为目标载频或源载频，因此无法保证目标载频前向信号会与源载频相当；同时其中所增加的移动台需跃迁到另一载频工作并准确搜索到指定的业务信道这一流程情况是基站系统无法预测和控制的，增加流程必将增加失败的可能。从实际情况上看，无论哪种情况的多载频，其性能都比单载时下降很多，特别是在多载频都配置控制信道时，其呼叫成功率明显下降，只有4～5个百分点。其次，采用该方法对多载频的维护和优化都很困难，任一载频出现任何问题都会直接波及其他的载频，同时通过一个载频的性能很难直接估计另一载频的性能，各个载频的覆盖范围也无法做出准确比较，究其原因，主要是现有的资源分配方法直接导致多载频有过高的相关性，特别是多个载频都配有控制信道时更是如此。最后采用该方法还会出现一个载频崩溃后导致整个扇区崩溃的情况。
本发明所述CDMA基站系统在多载频情况下建立呼叫时的载频选择方法，包括以下步骤第一步基站收发信机根据移动台发起呼叫的位置确定移动台所在小区，并获取该小区的相关参数；第二步根据所在小区和移动台的相关参数确定移动台的接入载频；第三步查询移动台所在小区各载频下已经发起的移动台呼叫情况，确定各载频的业务负荷情况；第四步根据移动台的接入载频的业务负荷情况及性能情况，确定移动台此次呼叫的工作载频。
本发明所述载频选择方法，通过实时检测多载频系统各载频资源在任一时刻的使用情况，根据载频负荷情况选择移动台的工作载频，从而降低各载频的相关性，减少跨载频指配资源的几率，增强了多载频系统的稳定性和可维护性，提高系统的性能，同时又可保证各个载频之间的负荷分担以及资源的充分利用。
图2是本发明的一个具体实施例的流程图。
图1是本发明载频选择方法的流程示意图。首先，基站收发信机根据移动台发起呼叫的位置确定移动台发起呼叫接入的所在小区，并同时获取该小区的相关参数。根据获得的该小区和移动台的相关参数确定移动台的接入载频。在移动台接入的小区中，获取该小区各载频的业务负荷情况。最后在移动台的接入载频的业务负荷情况及性能情况允许的条件下，选择该接入载频作为移动台此次呼叫的工作载频，这样可以最大限度的减少跨频指配资源发生的几率，而只有在移动台的接入载频负荷太重的情况下，才采用资源占用最少原则选择移动台的工作载频，这样做可以充分利用系统资源，同时也可均衡各载频间的资源占用率。选择好工作载频后，基站收发信机在该载频上为移动台的此次呼叫分配资源。
在本发明中，为了确定移动台的工作载频引入两个门限值跨频指配门限(Carrier Call Threshold)和呼叫均衡门限(Call Com Threshold)，这两个门限值一般选取为相对于一个载频所能承受的最大负荷的百分比值。跨频指配门限指的是当某一载频的负荷处于该门限以下时，其性能是比较理想的，增加一个用户不会对该载频构成太大影响，此时应当考虑选择该接入载频作为工作载频；而当载频的负荷达到或超过该门限时，其性能已经相对下降了许多，继续增加用户将对该载频影响较大，应当考虑选择其他载频作为工作载频。呼叫均衡门限指的是任何两个载频的负荷的差处于该门限以下时，这两个载频所处的性能状态基本上可认为是一样的，在这两个载频间选择任何一个载频作为用户的工作载频对载频性能的影响基本一样，此时应尽量选择接入载频作为工作载频。因此从上述对两个门限值的定义看，当某接入载频在有资源可分配的情况下，如果负荷没有超过跨频指配门限，或是虽然已超过跨频指配门限，但与本小区其他载频的负荷相比都没有高出呼叫均衡门限时，应该选择该接入载频作为工作载频，否则应选取负荷最轻的载频作为工作载频。
图2是本发明的一个具体实施例的流程图。当移动台发起呼叫时，基站收发信机会根据移动台发起呼叫的位置确定移动台所在的小区，同时获得该小区的相关参数，如小区载频配置参数、寻呼信道配置参数以及各载频的资源占用情况等(步骤101)。将该接入小区的寻呼信道配置情况和移动台的特征识别码通过HASH算法来确定移动台接入时所使用的载频(步骤102)。然后获取该接入小区的各载频业务负荷情况，并将各载频根据资源占用率从小到大的顺序进行排序(步骤103)，这样可以简化后续步骤，提高载频选择效率。判断资源占用率最小的载频是否有可分配的资源(步骤104)，如果没有，则说明该扇区下已无可用资源，结束载频选择流程；如果有，则继续步骤105。判断移动台的接入载频是否仍有可分配资源(步骤105)，如果没有，转至步骤108；如果有，继续步骤106，判断移动台的接入载频的资源占用率是否超过跨频指配门限，这一步骤是用于判断在该接入载频中再增加一个用户是否对性能产生影响，如果没有超过，则转至步骤109，选择移动台的接入载频作为移动台的工作载频，然后结束载频选择流程；如果已超过，则继续执行步骤107，判断移动台的接入载频的资源占用率是否比该小区资源占用率最小的载频的资源占用率高出一个呼叫均衡门限，这一步骤是在满足步骤106的前提下，判断本小区内所有载频的负荷是否相当，如果相当，那么选择任何一个载频所产生的影响都是一样的，为了减少跨频指配资源产生的几率，应当选择移动台的接入载频作为工作载频。如果比较的结果高出呼叫均衡门限，则选择资源占用率最小的载频作为移动台的工作载频(步骤108)，然后结束载频选择流程；如果没有高出呼叫均衡门限，则选择移动台的接入载频作为移动台的工作载频(步骤109)，结束载频选择流程。
本发明的关键点之一是引入了跨频指配门限和呼叫均衡门限。对各载频业务负荷的具体计算，以及上述两个门限值的选取应根据不同系统的特性和实际应用环境来确定。对于门限值的选取，应根据系统的设计容量确定系统的载频的最大的设计负荷与载频间负荷最大允许方差，那么这两个门限值就取相对于一个载频所能承受的最大负荷的百分比值，其中跨频指配门限取值应接近系统稳定运行的上限，建议取值在60％～80％之间，呼叫均衡门限取值应接近载频间负荷最大允许方差，建议取值在10％～20％之间。而计算载频的容量和负荷的方法有多种，主要是计算载频内某项或某几项资源的占用量，各资源包括各阶Walsh函数、信道单元、前向额定功率、帧偏置等，目前主要用64阶Walsh函数和前向额定功率来计算容量和负荷。
权利要求
1.一种码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，包括以下步骤第一步基站收发信机根据移动台发起呼叫的位置确定移动台所在小区，并获取该小区的相关参数；第二步根据所在小区和移动台的相关参数确定移动台的接入载频；第三步查询移动台所在小区各载频下已经发起的移动台呼叫情况，确定各载频的业务负荷情况；第四步根据移动台的接入载频的业务负荷情况及性能情况，确定移动台此次呼叫的工作载频。
2.根据权利要求1所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述第二步确定移动台的接入载频是将移动台接入的小区的寻呼信道配置情况和移动台的特征识别码通过HASH算法来确定。
3.根据权利要求1或2所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述第三步还包括将各载频根据其资源占用率按从小到大的顺序进行排序。
4.根据权利要求1或2所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述第四步进一步包括1)判断资源占用率最小的载频是否有可分配的资源，如果没有，则说明该扇区下已无可用资源，结束载频选择流程；如果有，则执行步骤2)；2)判断移动台的接入载频是否有可分配资源，如果没有，则转至步骤5)；如果有，则执行步骤3)；3)判断移动台的接入载频的资源占用率是否超过跨频指配门限，如果没有超过，则转至步骤6)；如果已超过，则执行步骤4)；4)判断移动台的接入载频的资源占用率是否超过该小区资源占用率最小的载频的资源占用率一个呼叫均衡门限；如果比较的结果高出呼叫均衡门限，则执行步骤5)；如果没有高出呼叫均衡门限，则转至步骤6)；5)选择资源占用率最小的载频作为移动台的工作载频，结束载频选择流程；6)选择移动台的接入载频作为移动台的工作载频，结束载频选择流程。
5.根据权利要求3所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述第四步进一步包括1)判断资源占用率最小的载频是否有可分配的资源，如果没有，则说明该扇区下已无可用资源，结束载频选择流程；如果有，则执行步骤2)；2)判断移动台的接入载频是否有可分配资源，如果没有，则转至步骤5)；如果有，则执行步骤3)；3)判断移动台的接入载频的资源占用率是否超过跨频指配门限，如果没有超过，则转至步骤6)；如果已超过，则执行步骤4)；4)判断移动台的接入载频的资源占用率是否超过该小区资源占用率最小的载频的资源占用率一个呼叫均衡门限；如果比较的结果高出呼叫均衡门限，则执行步骤5)；如果没有高出呼叫均衡门限，则转至步骤6)；5)选择资源占用率最小的载频作为移动台的工作载频，结束载频选择流程；6)选择移动台的接入载频作为移动台的工作载频，结束载频选择流程。
6.根据权利要求4所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述跨频指配门限和呼叫均衡门限一般根据由系统设计容量确定的系统的载频的最大负荷与载频间负荷最大允许方差，取相对于一个载频所能承受的最大负荷的百分比值。
7.根据权利要求5所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述跨频指配门限和呼叫均衡门限一般根据由系统设计容量确定的系统的载频的最大负荷与载频间负荷最大允许方差，取相对于一个载频所能承受的最大负荷的百分比值。
8.根据权利要求4所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述跨频指配门限取值应接近系统稳定运行的上限，建议取值在60％～80％之间；所述呼叫均衡门限取值应接近载频间负荷最大允许方差，建议取值在10％～20％之间。
9.根据权利要求5至8任一权利要求所述的码分多址基站系统在多载频情况下的载频选择方法，其特征在于，所述跨频指配门限取值应接近系统稳定运行的上限，取值在60％～80％之间；所述呼叫均衡门限取值应接近载频间负荷最大允许方差，取值在10％～20％之间。
全文摘要
本发明提供了一种CDMA基站系统在多载频情况下的载频选择方法，适用于移动台在建立呼叫时的处理。首先基站收发信机根据移动台发起呼叫的位置确定移动台所在小区，并获取该小区的相关参数；然后根据所在小区和移动台的相关参数确定移动台的接入载频；并且查询移动台所在小区各载频下已经发起的移动台呼叫情况，确定各载频的业务负荷情况；最后根据移动台的接入载频的业务负荷情况及性能情况，确定移动台此次呼叫的工作载频。本发明通过实时检测多载频系统各载频资源在任一时刻的使用情况，根据载频负荷情况选择移动台的工作载频，从而降低各载频的相关性，减少跨载频指配资源的几率，保证了各个载频之间的负荷分担以及资源的充分利用。
文档编号H04W72/04GK1469569SQ0213617
公开日2004年1月21日 申请日期2002年7月20日 优先权日2002年7月20日
发明者曹裕, 刘金龙, 裕 曹 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司