多信道解調調度方法
2023-05-29 19:00:36 2
專利名稱：多信道解調調度方法
技術領域：
本發明提出了一種在CDMA(碼分多址)基站系統中，用一個任務控制多個反向業務信道單元對手機信號進行解調的調度方法。
在CDMA蜂窩系統中，基站發往移動臺的基帶信號需要經過信道單元的調製，從移動臺發往基站的信號也需要由信道單元來進行解調。信道單元對基帶信號調製和解調的性能是決定基站性能的一個重要因素，其中由於解調算法實現的複雜性，使得解調性能又成為影響CDMA系統通話質量的關鍵性因素之一。在一次通話過程中，基站需要利用信道單元將基帶信號調製成移動臺可以接收的空中信號，同時需要利用信道單元將來自移動臺的空中信號解調成數字基帶信號。一個信道單元在一個時刻只能支持一個用戶進行通話，當存在多個用戶同時與基站進行通話時，基站必須對多個信道單元同時進行調製和解調。如何同時控制多個信道單元同時進行解調，是正確實現基站解調功能的一個重要方面。
根據美國專利5511067中的描述，在CDMA的信道單元軟體系統中，每一個反向業務信道都對應了一個反向業務信道任務、一個解調任務和一個解碼任務。對反向業務信道解調過程進行控制的方法是用一個專門的解調任務來驅動調製解調專用晶片去執行對來自移動臺的信號進行搜索和解調的過程。當多個信道單元需要同時進行解調時，則需要同時使用多個解調任務。這樣一來，在同時進行多個信道單元的解調過程時，需要同時開啟多個解調任務，導致在軟體系統中存在頻繁的任務切換和系統調用，從而降低了系統運行的效率。
鑑於上述方法的缺點，本發明的目的是提出一種用一個任務實現控制多個反向業務信道的解調過程的調度方法。當基站和多個移動臺同時進行通話時，使用本方法可以大大降低在信道單元軟體系統中任務切換的次數，並減少對系統調用的使用，從而大大提高信道單元軟體運行的效率，使之能夠支持更多的信道單元的工作。
本發明所述的一種用一個任務實現控制多信道的解調調度方法，步驟如下第一步初始化各信道單元的搜索超時參數。
第二步啟動時鐘中斷。
第三步系統在運行中，不斷產生定時中斷，並在定時中斷服務過程中處理搜索超時參數。
第四步解調任務設置搜索時長參數，啟動搜索過程。
第五步解調任務接收到來自中斷定時服務程序的事件後，處理相應的搜索數據。
從以下對控制多個反向業務信道解調過程的單實例任務的調度過程的附圖描述，可以看到一個任務實現控制多個反向業務信道的解調過程的實現思路和實現步驟的詳細說明。
圖1是單個反向業務信道解調過程的說明。
圖2是單實例解調任務與時鐘中斷的關係的說明。
圖3是控制多個反向業務信道解調過程的單實例解調任務的調度過程。
圖4是單實例解調任務處理搜索數據過程的說明。
圖5是時鐘中斷發送超時事件過程的說明。
描述單個反向業務信道解調的過程有助於理解單實例解調任務的調度過程。在使用多個解調任務的方法中，每個業務信道都對應一個如圖1所示的單獨的調度過程，但在本發明所提出的方法中，每個業務信道也都要能實現如圖1所示的所有功能，但是各業務信道的調度過程是互相結合進行的，並不是一個各自為政的過程，從而避免了多個解調任務互相切換而降低系統運行的效率的不足之處。
解調任務在驅動調製解調專用晶片進行搜索過程之後，將等待一段時間，使得晶片可以完成相應的工作。在等待時間到達(即超時)之後，解調任務將對晶片讀取數據進行處理。等待的時間需要根據晶片的處理速度來確定，如果解調任務沒有啟動晶片進行工作，則應將等待的時間設為無限長。
在圖1中，解調任務首先進行一系列初始化操作(步驟101)，在此步驟中，由於尚未啟動任何搜索過程，解調任務必須將等待時長設為無限長。
完成所需初始化操作後，解調任務即進入任務體的主循環。在任務的主循環體中，解調任務將接收啟動呼叫和關閉解調任務的事件。在主循環的初期，解調任務將進入等待所需事件的狀態(步驟102)。一旦等待超時或接收到事件，作業系統都將把控制權交給解調任務，使解調任務到達步驟103。
在步驟103，解調任務將判斷自身獲得控制權的原因。如果獲得控制權的原因是因為等待超時，則表明晶片已經完成指定操作，可以對相應的搜索數據進行處理了，此時解調任務將轉向處理搜索數據(步驟104)。
如果解調任務沒有啟動晶片進行工作，則由於等待時長被設為無限長，因此解調任務是不可能由於等待超時而獲得控制權的，因而也就不會有機會轉向步驟104。如果解調任務獲得控制權的原因不是因為等待超時，則表明它已經接收到的所需事件，需要對事件進行處理，因此解調任務將轉向步驟106，判斷是否接收到啟動呼叫事件，如果是，則解調任務將啟動前綴搜索過程(步驟107)。接著如果判斷是接收到關閉任務的事件(步驟108)，解調任務將跳出主循環，轉向執行關閉解調任務的操作。(步驟109)如上所述，本發明的目的是將多個反向業務信道的解調過程融合到一個任務中去，減少任務切換和系統調度的次數，這樣可以大大提高程序運行的效率。為了實現這個目的，在本發明所提出單實例解調任務的調度過程中，充分藉助於時鐘中斷的處理能力。由於時鐘中斷在系統運行過程中是一直存在的，因此可以利用它來維護超時時長變量，而不用藉助於作業系統對時鐘的維護功能，這樣可以減少中間環節，提高程序效率。時鐘每產生一次中斷，就可以將超時時長變量遞減一次。當超時時長變量遞減為0時，就可以由時鐘中斷處理程序去喚醒解調任務，處理相應的搜索數據。時鐘中斷與單實例解調任務之間的關係如圖2所示。
在圖2中，單實例解調任務將首先進行針對所有信道的一系列初始化操作，包括初始化搜索超時參數(步驟201)。完成了針對所有的信道的初始化操作後，單實例解調任務將進入等待事件和處理事件的操作(步驟202和203，其具體過程將在圖3中加以說明)，在此階段，單實例解調任務的操作主要都是針對所有的信道來進行的，也就是說，單實例解調任務等待的事件並不局限於某一個信道的事件，任何一個信道在必要時都可以向單實例解調任務發送事件，而單實例解調任務在處理完了一個接收到的事件後，將會檢查是否還存在其它信道發送的事件，或者是否還存在相同信道發送的其它事件，如果有單實例解調任務將繼續對接收到的事件進行處理。這樣做，是因為如果單實例解調任務在處理完事件後，過早交出運行權，則可能由於還有其它事件的存在，單實例解調任務又將再一次被調度運行，從而產生不必要的任務運行權的轉換，降低了系統運行的效率。同樣，單實例解調任務在處理事件時，也是儘可能地針對所有的信道來進行的，這最主要表現在處理搜索數據的操作過程中。處理搜索數據的操作雖然可能只是由於某一個信道的搜索超時事件而引發的，但單實例解調任務在接收到該事件後，並不是只處理引發搜索超時事件的信道的搜索數據，而是處理所有符合條件的信道的數據，從而達到充分利用每次運行機會，提高系統運行的效率的目的。當然，為了實現這個目的，同時也需要時鐘中斷服務程序的配合，在單實例解調任務運行期間，時鐘中斷服務程即使被調用，也不應該發送不必要的搜索超時事件，以減少系統調用和事件收發過程，提高效率。
如圖2，時鐘中斷服務程序在硬體產生時鐘中斷後將被調用執行，它在執行過程中，將對搜索超時參數加以處理(步驟205)，並將根據情況向單實例解調任務發送搜索超時事件(其具體過程將結合圖5加以說明)。值得注意的是，在此處，如上所述，中斷服務程序應該判斷單實例解調任務是否在運行，如果在，則即使有某些信道的搜索已經完成，也不應該發送搜索超時事件，單實例解調任務會在運行中自行處理已經就緒的的信道的搜索數據。單實例解調任務在接收到搜索超時事件後，將獲得運行權，對接收到的事件進行處理(步驟203)，處理完畢後將再轉向步驟202，如此周而復始，不斷完成所需的解調操作。
結合圖3、圖4和圖5可以看到一個實現本發明目的的單實例解調任務的調度過程。
單實例解調任務利用了一個解調命令隊列來存放各業務信道啟動或關閉解調過程的命令消息。當需要啟動或關閉一個反向業務信道的解調過程時，應當首先構造一條相應的命令消息，並將其放入解調命令隊列，然後再向單實例解調任務發送一個解調命令事件。對比圖1中單個反向業務信道解調的過程，在單實例解調任務中啟動或關閉解調的過程多了一個向解調命令隊列發送消息的過程，但是由於在一次通話過程中，啟動或關閉解調的操作次數只有極有限的幾次，其對解調任務整體運行效率的影響是極小的。而且解調命令隊列可以採用一些比較簡單的實現方式，可以使對解調命令隊列的操作只佔據極少的程序運行時間。單實例解調任務採用解調命令隊列的方式來啟動或關閉解調過程，可以實現一種高效的調度方法，其帶來的好處遠大於其對解調任務整體運行效率的微小負面影響。
在運行初期，單實例解調任務首先初始化與各信道單元相對應的搜索超時參數數組SearchTimeOutArray[]和解調命令隊列(步驟301)，然後將進入任務的主循環體。在主循環體的開始，單實例解調任務將等待接收搜索超時事件和解調命令事件(步驟302)。搜索超時事件的發送過程將結合圖5加以說明。
接收到事件後，單實例解調任務將首先判斷是否接收到了解調命令事件(步驟303)。如果接收到了該事件，解調任務將從解調命令隊列中取出相應的解調命令消息加以處理(步驟304和305)。對解調命令消息的處理將一直進行到解調命令隊列為空為止，這樣可以在一次運行過程中完成對儘可能多的解調命令消息的處理，避免不必要的任務運行權的轉換，提高程序的運行效率。
在處理完解調命令消息後，解調任務將判斷是否接收到了搜索超時事件(步驟309)。如果沒有接收到該事件，任務體將轉回主循環體的開始處，否則將進行對搜索數據的處理(步驟310)。對搜索數據的處理將在圖4中進一步說明。對搜索數據的處理將一直進行到SearchTimeOutArray[]中不存在小於「0」值的成員變量，也就是說，只要存在搜索超時的反向業務信道，單實例解調任務將不交出程序運行權，除非它被中斷服務程序打斷，從而完成對儘可能多的搜索數據的處理，充分利用每次運行的機會，提高程序效率。在處理完所有待處理的反向業務信道搜索數據後，解調任務將交出控制權，返回到主循環體的開始處等待事件。
單實例解調任務對搜索數據的處理(步驟310)如圖4所示。在處理搜索數據時，單實例解調任務將分別判斷搜索超時參數數組SearchTimeOutArray[]中和各信道單元相對應的成員變量(步驟402)。如果其中有成員變量小於「0」，則單實例解調任務將處理相對應的反向業務信道的搜索數據(步驟403)，在處理完畢之後再啟動下一次搜索，並重置SearchTimeOutArray[]中相應的成員變量(步驟404)。在對所有的反向業務信道作完了一次判斷和處理之後，解調任務將再次查看SearchTimeOutArray[]中是否有成員變量小於「0」值(步驟407)，如果有，解調任務將先處理完解調命令隊列中所有的消息(步驟408、步驟409)，然後轉向步驟401，進行下一輪的搜索數據的判斷和處理。
值得注意的是，在步驟407中，單實例解調任務的運行是不允許被打斷的，以免該步驟的判斷出現錯誤的結果。
在單實例解調任務運行過程中，解調任務應完成儘可能多的與信道單元相對應的搜索數據的處理，充分利用每一次的調度機會，減少不必要的任務切換。
SearchTimeOutArray[]中成員變量的變化主要在時鐘中斷中進行。在一次時鐘中斷中，SearchTimeOutArray[]中所有成員變量都將遞減1，如圖5中的步驟502。如果在一次在時鐘中斷中SearchTimeOutArray[]中有一個成員變量被遞減為小於「0」的負值，並且當前單實例解調任務沒有獲得控制權(步驟508)，則時鐘中斷服務程序將向單實例解調任務發送搜索超時事件(步驟509)。如果在步驟508的判斷過程中，如果發現單實例解調任務已經獲得了控制權，則時鐘中斷服務程序將不發送搜索超時事件，由此避免過多的事件收發的系統調用過程和任務切換過程，提高程序的運行效率。此時單實例解調任務雖然沒有接收到搜索超時事件，但是它的運行流程(步驟407)保證了它能夠進行所需的搜索數據處理工作。
從上述對單實例解調任務的調度過程的說明可以看出，單實例解調任務的基本思想是在一次運行過程中儘量避免任務運行權的轉換，在一次調度過程中將處理儘可能多的反向業務信道的解調操作，從而避免了過多的任務切換和事件收發過程，通過節省在任務切換過程中的運行時間來提高程序運行的效率。在多個反向業務信道同時工作時，使用這種調度方式將大大提高程序運行的效率。對CPU利用率統計的結果表明，在同時支持24個反向業務信道的解調過程時，使用單實例解調任務，比採用多實例的辦法要提高利用率達30％～50％。
權利要求
1.一種用一個任務實現控制多信道的解調調度方法，步驟如下第一步初始化各信道單元的搜索超時參數；第二步啟動時鐘中斷；第三步系統在運行中，不斷產生定時中斷，並在定時中斷服務過程中處理搜索超時參數；第四步解調任務設置搜索時長參數，啟動搜索過程；第五步解調任務接收到來自中斷定時服務程序的事件後，處理相應的搜索數據。
2.如權利要求1所述的多信道的解調調度方法，其特徵在於，所述第三步的不斷產生定時中斷，並在定時中斷服務過程中處理搜索超時參數包括(1)信道單元索引號清零(501)；(2)搜索超時參數(502)；(3)判斷超時參數是否小於零(503)，如不是，則設置發送搜索超時事件標誌(504)，然後轉(507)；(4)信道單元索引號加1(505)；(5)判斷信道單元索引號是否小於信道單元最大實例數(506)，如不是，則轉(502)；(6)是否已設置發送搜索超時事件標誌(507)，如不是，則結束；(7)解調任務是否處在等待狀態(508)，如是，則結束；(8)向解調任務發送搜索超時事件(509)；(9)結束。
3.如權利要求1所述的多信道的解調調度方法，其特徵在於，所述第四步的設置搜索時長參數啟動搜索過程包括(1)信道單元索引號清零(401)；(2)搜索超時參數是否小於零(402)，如不是，轉(405)；(3)處理信道單元索引號所在信道單元上的搜索數據(403)；(4)在信道單元索引號所在信道單元上的啟動下一次搜索並重置搜索超時事件(404)；(5)信道單元索引號加1(405)；(6)判斷信道單元索引號是否大於最大的信道單元數(406)，如不是，轉(402)；(7)判斷搜索超時數組中是否有成員變量小於零的值(407)，如不是，則結束；(8)是否有待處理的解調命令(408)，如不是，轉(402)；(9)處理解調命令(409)，轉(408)。
4.如權利要求1所述的多信道的解調調度方法，其特徵在於，所述第五步的處理相應的搜索數據包括(1)等待事件(302)；(2)判斷是否收到解調命令事件(303)，如不是，轉(309)；(3)判斷解調命令是否為空(304)，如是，轉(309)；否則(4)取出解調命令消息(305)；(5)判斷是何種命令？如是關閉解調命令，轉(307)，如是啟動呼叫命令，轉(308)(6)關閉相應解調過程(307)；(7)啟動相應解調過程(308)；(8)判斷是否收到超時事件(309)，如不是，轉(302)；(9)處理搜索數據(310)，然後轉(302)。
全文摘要
本發明提出一種用一個任務實現控制多信道的解調調度方法,包括:初始化各信道單元的搜索超時參數;啟動時鐘中斷;系統在運行中,不斷產生定時中斷,並在定時中斷服務中處理搜索超時參數;解調任務設置搜索時長參數,啟動搜索過程;解調任務接收到來自中斷定時服務程序的事件後,處理相應的搜索數據。本發明在一次調度過程中將處理儘可能多的反向業務信道的解調操作,避免反覆任務切換和事件收發過程,節省了任務切換過程中的運行時間,提高利用率達30%～50%。
文檔編號H04B1/707GK1378355SQ0110582
公開日2002年11月6日 申請日期2001年3月30日 優先權日2001年3月30日
發明者劉和興 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司