在cdma系統中用於可變數據速率的碼分配的方法、設備和電腦程式的製作方法
2023-07-28 04:42:01 2
專利名稱：在cdma系統中用於可變數據速率的碼分配的方法、設備和電腦程式的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及一種在電信系統中用於調製信息信號、用於使用不同比特率的碼在CDMA系統中進行碼分配的方法和系統。本發明還涉及一種執行本發明方法的電腦程式。
更特別地，本發明涉及一種在電信系統中用於調製信息信號的方法和系統，其中，擴頻碼被使用於在用戶信號之間進行區分，通過從具有不同比特率的碼的一個或多個碼結構中選擇它們被分配用於來話呼叫請求的所述碼。
背景技術：
對於數位訊號的發送和接收存在不同的信道接入方法。在TDMA時分多址中，一個信道由在同一頻率上的周期序列中的時隙組成。在FDMA頻分多址中，一個通信信道是單個射頻頻帶。與相鄰信道的幹擾被只讓在規定頻帶內的信號能量通過的帶通濾波器的使用所限制。相反，CDMA(碼分多址)允許信號在時間和頻率上都重疊。因此，好幾個CDMA信號可以共享同一頻帶，但是CDMA接收機還可以操作在好幾個頻帶。
在CDMA技術中，同時的連接因此可以使用一個公共頻帶。期望信號與其它信號之間的選擇，即鑑別，是通過適當的信號處理來實現的，其是以利用一個與其它信號不同的碼來編碼該期望信號為基礎的。通過對於每個信道使用不同的碼來因此獲得一個CDMA系統中的無線信道。典型情況下，通過使用二進位的PN碼序列來獲得所述信道。
在CDMA無線電信號中的發射信息在發射機中被一個特定的擴展碼所編碼(擴展)。在接收端處，該編碼信息通過再一次與同一特定的擴展碼進行相關或者通過在一個匹配濾波器中對接收信息進行濾波從而被解碼(解擴)。
其中CDMA被使用的第二代行動網路系統，比如IS-95，主要被設計用於轉送語音信號。相比較於用於轉送諸如語音、視頻和其它業務之類具有寬頻譜比特率信號的不同業務的寬帶CDMA系統WCDMA(它將被使用於第三代移動系統UMTS中)，使用在這種系統中的CDMA頻帶是有局限的。
在WCDMA系統中，基於每個信道的數據速率，用戶信道可以被分配不同長度的二進位碼序列。這考慮了不同業務，例如語音、視頻、數據等等。正交碼是在一個給定時間偏移處彼此不相關的碼。因此使用此類碼將區別期望信道並且正交碼的使用將減少幹擾。一般說來，例如由於時間擴散將破壞用正交碼編碼的信號之間的正交性，所以幹擾將未完全地被消除。
不同的碼結構存在，其中，在一個系統中的所有可用碼通常被安排在它們提供的比特率之後。使用於WCDMA中的碼結構的示例例如是隨後解釋的OVSF(正交可變擴展因數)碼。產生OVSF碼的一種方法是利用各種長度(即不同擴展因數)的沃爾什碼。
在國際專利申請WO 9503652中，基於每個信道的數據速率，用戶信道被分配不同長度的二進位的沃爾什碼序列。
這樣一個碼(稱為根碼)的最低可能階具有一個比特的碼長，並且可以等於″0″。沃爾什序列樹可以被想像為一組互連節點，其每一個都具有兩個分支，在此，所有的節點可以被追溯到根節點。然後，來自此根節點中的兩個分支將被連接到由沃爾什序列″00″和″01″所定義的一對節點(其被稱作第二階碼)上。可以通過把節點″00″分支成為節點″0000″和″0011″同時把節點″01″分支為″0101″和″0110″(它們被稱作第三階碼)來導出一個沃爾什函數矩陣從而繼續這個過程。從一個給定節點中分支出來定義該樹的一個節點的沃爾什序列不與和那個節點相關的沃爾什序列正交。因此，不同階的相關節點不區別信道並且連接分支的碼不可以被同時使用。定義沒有連接到該給定節點上的節點的任何其它沃爾什序列可以被同時使用作為定義其它移動信道的碼。
要被分配的碼數量因此被限制，因為對於一個特定碼長度，可用碼數目被算術地限制。正交可變擴展因數(OVSF)碼是使用於WCDMA中的下行鏈路信道化碼，其保護在不同速率和擴展因數的信道之間的正交性。利用一個碼樹結構來描述OVSF碼的碼結構，這在圖1中被說明並且隨後更詳細地被解釋。在碼樹結構中，要求較長碼的業務，就像語音，是在碼樹的右邊而更多需求的業務(即需要更高數據速率)，就像視頻，需要如碼樹左邊所示的較短長度的碼。在能夠提供不同類型業務的小區中，對應於不同的業務，將需要不同擴展因數和速率的碼。
迄今為止好像還不存在能夠提供語音和其它業務的在CDMA系統中用於碼分配的現有技術解決方案，其中要被分配的碼被系統地選擇。如果僅僅通過標記第一可用空閒碼而沒有任何進一步規則就執行碼分配，則它表示最簡單的方式來分配這些碼請求，所謂的順序模式。
在使用好幾個碼級別(階)的寬帶系統中使用此種順序的碼分配方法的問題在當舊的呼叫期滿時釋放被使用的碼之後出現，這導致忙碼的碼結構中的漏洞。即使最大的可用總比特率還沒有達到(即，這裡仍然有一些空閒碼)，則新的高比特率呼叫請求可能未被滿足，除非被使用的較低比特率碼被再分配以便釋放所需要級別的一個更高比特率碼。由於再分配需要在基站和所涉及的移動站之間的信令，所以關鍵的情形可能出現在高負荷條件中。
在建議一種用於寬帶CDMA系統的碼分配系統的國際專利申請WO 95/03652(QUALCOMM公司)中，這個問題已經被討論並且提出了將不合格的較短長度碼的數目減到最少的思想。該文獻敘述了分配與忙碼相關的碼的時機，以便將樹的分裂減到最少並且建議分配與不可用快碼相關的慢碼。此外，再分配被引見以增加快碼的可用性。然而，實現此結果的一種精確算法不存在並且未來的可用性問題未被考慮。因此，存在對於這樣一個算法的需要。
本發明的一個目的是開發一個方法，它在多速度系統中分配碼時將系統中的信令減到最少。
另外一個目的是當分配新的呼叫時降低建立延遲。
第三個目的是開發一種方法，它將在不同級別處的可用空閒碼的數量最大化。
第四個目的是開發一種當沒有空閒碼可用時用於再分配但將這種再分配的需要減到最少的方法。
本發明的第五個目的是開發一種方法，其通過使用一種算法來把最小值的較高速率碼變成不可用從而實現本發明的分配。
發明內容
本發明的方法和系統，其特徵分別在於如下步驟和裝置，對於一個來話請求，標記要被分配的碼的比特率，確定具有期望比特率的不同碼的可用性，和通過按照一種導致一個或多個碼結構最佳使用的方式來把不同碼的可用性也考慮進去從而來按照預先選定的規則分配一個碼。
本發明的設備包括用於執行本發明方法的裝置。
本發明的算法按照某些規則以電腦程式的形式執行本發明的方法。
對於一個給定服務請求所分配的碼還要取決於業務情形、可用碼的數目以及所請求的碼比特率。
碼分配的一種狀況是業務情形允許分配以使系統的最大傳送容量不被超過。如果具有可用傳送容量的一個碼系統不可用，則來話請求不得不被阻塞。
如果只有一個被請求級別的空閒碼存在，則那個碼被分配用於該請求。
如果一個以上被請求級別的空閒碼存在，則用於碼分配的本發明的算法，按照把其他碼前面的一些碼區分優先次序的預先選定的規則來選擇要被分配的碼。
可是，如果不存在任何被請求級別的空閒碼，但是對於一個特定服務請求在該系統中剩下有足夠的傳送容量(某些空閒碼)，則本發明的再分配算法執行已被分配碼的一種再分配以便獲取被請求級別的空閒碼。來話請求在這種情況下被分配給由於被使用的相關的較長碼而不可用的一個碼。然後按照與對於新來話請求的碼分配相同的規則來實現這些被使用的已被分配的碼的再分配。
該來話請求可以是使用於WCDMA系統中的任何業務，例如語音、數據、視頻等。
利用本發明，一個算法可以被表示，給出一個提供的業務統計數字，其將其中需要再分配以便分配新碼的情況數或者已經分配的碼的改變總數減到最少。因此，系統中總的信令將被減少。
在下面，通過一個框圖和示例來描述本發明。通過框圖和示例來解釋按照之把在其他碼前面的某些碼區分優先次序的那些規則。可是，本發明不限制為下列描述的細節，其被提出來只是用於說明的目的。在權利要求中被定義的本發明的思想例如能夠被擴展為定義除OVFS碼樹外的各種碼級別的其它碼系統結構，即使此特定的OVFS碼樹結構在圖中被描述。
現在參考附圖來更詳細地描述本發明，其中圖1說明了一種OVSF碼樹結構的示例，圖2是本發明步驟的流程圖，圖2b是說明系統部分的框圖，和圖3-7說明了在各種假定情形中本發明的算法的應用。
最佳實施方式OVSF碼由圖1中的碼結構來定義。該樹的每一節點對應於一個碼，它的擴展因數(SF)和比特率由它的SF級別1，2，4，8或者16來定義。下面，碼級別還可以總體上稱作級別k來定義以便使說明更容易。SF級別與k級別之間的關係為SF級別的1，2，4，8和16分別對應於k級別的0，1，2，3，4。一個給定級別的碼具有一個給定長度並因此對應於一個給定擴展因數和一個給定比特率。表示最低SF級別、最高比特率和最低k級別的節點被稱作根，即圖1中最左邊的節點。
一個碼是空閒的並且因此能分配給一個來話呼叫——如果在它的子樹(該碼被認為是根的那個子樹)中以及從它之中引到該樹根的分支中沒有碼忙著。
對於一個碼(節點)可以定義不同的佔用級別。一個碼可以為忙、不可用或空閒，這取決於佔用程度。
如果一個碼本身或者在從該碼到根的路徑上的一個較高速率碼已經被分配給一個下行鏈路連接，則該碼為忙。如果一個忙碼被直接分配用於一個下行鏈路連接，則它被認為是被使用。
如果一個碼的子樹中的一個或多個碼為忙，則該碼為不可用。在這種情況下佔用或者不可用性級別能夠被定義為被分配給所使用碼的子樹的總比特率的一小部分。如果整個子樹被使用，則完全不可用碼可以被認為是忙。
既不忙又不是不可用的所有剩餘的碼是空閒的。
從中具有雙倍長度的兩個碼傳下來的較短長度或者說較高比特率的碼被稱作這兩個碼的父系而這兩個子系碼被稱作子系。具有同一父系的碼是兄弟碼。
碼樹結構應該理解為要求較長的長度碼的業務，就像語音，是在碼樹的右邊而更多需求的業務，就像需要較短長度碼(即需要更高數據速率)的視頻在碼樹左邊。
為了參考隨後給出的附圖全面理解本說明，將隨後簡短地概括現有技術的一些缺點以及去掉這些缺點的本發明所使用的方法。
分配問題在舊的呼叫期滿時出現，釋放所使用的碼並且確定忙碼樹中的洞。
即使最大總比特率沒有被達到，在這種情形中，新的高比特率呼叫請求可能不被滿足直到忙碼被再分配以便釋放適當級別的一個子樹。
因為再分配需要BS和所涉及的MS之間的信令，所以他們的數目將儘可能低地被保持，以便避免在高負載狀態中的臨界情形。
本發明基於這樣的實現(相對於上面給出的背景技術所看出)所感興趣的是表示一種分配算法(給定一種被提供的業務統計)，將其中需要再分配以便分配新碼的情況數最小化。按照同樣的方式，一旦再分配被確定，則值得尋找一種將總的實際碼改變數量減到最少的算法。
根據本發明，碼分配的這種新算法目的是保存較高級別可用碼的最高可能數目。在多種選擇的情況下，將較高級別碼的將來釋放的可能性最大化的碼是優先選擇的。
該算法是以隨後的規則為基礎的。
假定級別k的一個碼不得不被分配，在此，k＝log2(SF)是擴展因數的以2為底的對數。
要被分配的碼很明顯屬於級別k的空閒碼組。
在這組中，其父系的不可用性級別較高的那些碼將是優先選擇的。
這定義了一個新的子組，其中，適合的碼將被找到。如果一個以上的碼存在於那一組中，則祖系碼的不可用性級別(即，父系的父系)將被檢查，並且再一次，較高數字成為優先選擇的。
當一組被發現只包括一個碼時，或者當達到根碼時，該程序結束。在最後情況中，在結果組中的第一碼將被選擇。
如果來話呼叫導致超過了根碼的最大總比特率，則它將被阻塞或者被分配給另一個碼。在CDMA中，這可以通過分配給同一BS的另一個擾碼來提供。
如果最大總比特率沒有被超過，並且沒有級別k的空閒碼存在，則需要再分配。
再分配最容易的方法存在於尋找第一適合碼(不但是完全不可用的、忙或者具有忙的祖系)並把它分配給新呼叫。在它的子樹中的忙碼然後將通過分配算法而被分配作為通常來話呼叫。
所建議的再分配算法執行如下它針對將所需再分配數目減到最少，其被定義為正在進行的連接的被分配碼的的數量，同等地作為再分配程序的結果的要被再分配的被刪除碼的數目。
作為第一步，新請求將被分配給一個不可用但是不忙的碼。一旦這個碼被標記為忙(被使用)，則它的被使用子系不得不被再分配。這個操作邏輯地在實際分配之前，因為只有空閒碼將被分配給來話呼叫。
該新分配的優先選擇碼是在它的子樹中呈現最低數目被使用碼的一個，其將確保一個低數目的再分配。
如果一個以上的子樹呈現相同的最小數目被分配碼，則具有最低不可用性級別的那一個將被優先選擇以便不得不移動較低比特率的碼，其具有在該樹中適合而無需進一步再分配的較高可能性。
子數碼的實際再分配(碼切換)然後遵循與應用於一個新來話呼叫中相同的規則而被執行如果對應級別的空閒碼存在，則根據分配算法，如果沒有空閒碼存在，則根據再分配算法。
因為通過與使用於分配中的相同方法來對碼進行再分配，所以它們進而又可以觸發進一步嵌套的再分配程序等。
應該注意，通過分配和再分配，一個新的碼請求能夠總是被滿足，除非它超過了樹的總容量(在比特率方面)。
圖2和2b是分別用於說明本發明原理的流程圖和系統框圖。在步驟1中，用於一個擴展信息信號的碼分配的一個來話請求在用於接收新呼叫請求的系統部分12中被接收。在步驟2中，在用於記錄呼叫請求碼級別的系統部分13中，信號碼的一個期望級別k或者期望比特率被記錄。通常使用在蜂窩無線系統的小區中的最低級別的碼(即，碼樹的根碼)定義不被超過的那個小區總的最大發射容量。超過總的最大比特率將導致一些碼和它們後項降低之間的非正交。如果總的已使用比特率加上到達的呼叫比特率超過了總的樹比特率，則呼叫請求被阻塞或者被分配給另外的碼樹。
在步驟3中，在用於確定新請求的額外比特率的系統部分4中確定來話呼叫的碼分配是否超過碼樹的根碼的最大總比特率。如果是，則在步驟4中系統部分15執行那個該呼叫的阻塞或者將它分配給另一個碼樹(如果在該系統中可用的話)。如果不是，即，在步驟3中認為最大總比特率沒有被超過，則流程繼續到步驟5和一個用於確定被請求級別的空閒碼的系統部分16。
在步驟5中，因此確定是否存在一個期望級別k的空閒碼。如果否，則在步驟6中需要通過一個系統部分17把一個新請求分配給被請求級別的不可用碼的再分配。為此目的，步驟7和系統部分18把相關較高級別碼(組)再分配以便釋放不可用碼。換句話說，與不可用碼相關的已分配子樹碼不得不被改變以便釋放期望級別k的碼。流程然後返回到步驟5和系統部分16。
在本發明的再分配程序中，根據預先選定的規則，來話請求將因此被分配給一個優選的不可用(但是不忙)的碼，在這之後在它的子樹中被使用的碼不得不被再分配。
再分配最好通過一個針對把所需要的再分配數目最小化的算法來進行。這些再分配被定義為在進行的連接的分配碼的改變，或者相當於作為再分配程序的結果而要被再分配的可刪除碼的數目。
按照本發明的一個實施例，在步驟6中被系統部分17分配的優先選擇不可用碼應該是在它的子樹中具有最低數目被分配碼的一個(即，最低數目的相關較高級別k的碼)以便準備一個低數目的再分配，即，在進行的連接中已分配碼中的改變。按照另一個實施例，優先選擇的不可用碼還可以是關於它的子樹具有最低不可用性的那一個。
最佳模式(其中，優先選擇的不可用碼是在它的子樹中具有最低數目已分配碼的那一個)將其中需要再分配的情況數目減到最少。
子樹碼的再分配然後遵循按照步驟5-11應用於一個新的來話請求中的規則而被執行，即，如果對應級別的空閒碼存在，則將使用分配算法，然而如果沒有空閒碼存在，則將使用再分配算法。
如果在步驟5中系統部分16認為有被請求比特率的一個空閒碼，則那個碼將被分配。如果存在期望級別的多個空閒碼，則在系統部分19中步驟8確定被請求級別的碼的可用程度。
為了選擇一個碼，步驟8之後跟隨步驟9，其中，由用於按照預選擇的規則進行區分優先次序的系統部分20來執行碼(組)的優選次序的區分。按照這些規則，較低級別k的最高可能數目的可用碼在步驟10中被保存。在有幾個選擇存在的情況中，一個較低級別碼的將來釋放的可能性將在步驟11中被系統部分22最大化。這可以按照如步驟9中的預選擇規則來執行。
在步驟10中，例如通過定義具有最高不可用性級別的父系的一組可用碼，以及通過繼續重複先前代的碼級別的前述步驟直到到達根碼並且最後從結果子集中選擇那個碼，從而來完成在較低級別上把保存最高數目空閒碼的碼區分優先次序。
應當指出，通過分配和再分配，一個新碼請求總是能夠被滿足，除非就比特率而言，它超過樹的總容量。
示例在下列示例1-5中，有關於一些典型情形(情形1-4)解釋本發明。在所有的圖3-7中，黑圓圈表示被使用的碼，而輕灰色的表示忙(但是未被使用)碼。如果一個請求被分配給一個碼，則它被使用。如果它的祖系之一被使用，則它可以為忙但是沒有被使用。
示例1(現在可用，情況1)圖3呈現了一種假定的情形，其中，OVSF碼被分配用於來話請求。碼的五個級別k(所述級別被編號為0，1，2，3和4)被表示在圖3中。最高級別中的空閒碼通過大寫字母A-M來識別。
按照圖2的步驟1與2，圖3的碼樹的級別(k＝4)的一個來話請求現在被假定。如果碼樹的最大總比特率或者傳送容量沒有被超過(如步驟3所定義)並且有被請求級別的空閒碼(如步驟5所定義)，則在步驟8中，本發明的算法認為每一空閒碼的父系的不可用性級別。其結果是不可用性級別對於C是1/2而對於所有剩餘空閒碼為零。這意味著C被選擇用於分配以便實現按照之最高可能數目的較低級別可用碼被保護的那個目的，如步驟10所選擇的。這是對於產生空閒較高比特率碼的最佳解決方案，其在圖3中是在級別k＝3上為6個空閒碼，在級別k＝2上為2個空閒碼，在級別k＝1上為1個空閒碼。對於在F-M之中選擇一個較高級別k的碼的剩餘可能性，在級別k＝3上有5個空閒碼，在級別k＝2上有1個空閒碼，而在級別k＝1上沒有空閒碼。對於分配A-B，在級別k＝3上有5個空閒碼，在級別k＝2上有2個空閒碼而在級別k＝1上有1個空閒碼。
示例2(將來可用，情況2)圖4呈現了另外一個假定的情形，其中，OVSF碼被分配用於來話請求。指示了編號為1、2、3和4的碼的五個級別。最高級別k中的空閒碼通過大寫字母A-E來識別。
按照圖2的步驟1和2，級別k＝4的一個來話請求被假定。如果碼樹的最大比特率或者傳送容量沒有被超過(如步驟3所確定)並且有被請求級別的空閒碼(如步驟5所確定)，則空閒碼的可用程度被步驟8所確定。圖4的OVSF樹在級別k＝4上提供5個空閒碼，它們是A，B，C，D和E。碼C和D有一個空閒的父系(零不可用)，那麼它們將被拋棄以便留下儘可能高的比特率碼為空閒，如步驟10所選擇的。
碼A，B和E有″一半″不可用父系，因此本算法考慮它們的祖父系的不可用性，也就是說，對於碼A和E為3/4而對於碼B為1/4。這最後一個然後將由步驟10拋棄。接下來，將考慮主要的祖父系(級別k＝1)。碼A的祖先有不可用性4/8，而碼E的祖先有不可用性7/8。碼E然後將被步驟11分配給來話請求。
值得注意的是在相同數量的較高級別空閒碼起於每個分配的意義上，從較高級別碼可用性的觀點來看，碼A，B和E是等價的。在本發明的優選實施例中，通過將一個較低級別碼的將來釋放的可能性最大化來由步驟11執行碼分配。碼A，B和E之間的區別因此涉及一個目前不可用的較低級別碼的短期釋放的可能性，其將通過步驟11所建議的選擇而被最大化。
示例3(再分配，第一實施例，情況3)圖5還呈現了另外一個假定情形，在其中，OVSF碼被分配用於來話呼叫。在圖2的步驟1和2中，假定級別k＝1的一個來話請求現在要被分配。如果碼樹的最大總比特率或者傳送容量不被超過(如步驟3所確定)，則被請求級別的碼的可用程度被確定(如步驟5所確定)。由於依據這種分析，沒有空閒碼可用，所以根據不得不被步驟6選擇來被分配用於來話請求的兩個不可用碼(A或B)的哪一個來執行一個再分配算法。碼A有兩個被使用的子系，級別k＝4的D和E，而碼B只有一個被使用的子系級別k＝2的C，因此按照通過將已分配碼的改變數目減到最少來執行再分配以及優先選擇的不可用碼是具有其低數目的被分配相關較高級別碼的一個的本發明的規則，碼B是優先選擇的。
一旦碼B的選擇被執行，則更高級別的碼C不得不被再分配。新的情形如圖6所示。用於執行碼C(級別k＝2)再分配的再分配請求被作為一個來話請求來對待，即從圖2中的步驟7到步驟5中的請求。
由於沒有空閒碼可用，所以再分配步驟再一次被觸發，並且兩個不可用性級別k＝2的碼之一被選擇，在這種情況下是無差別的，因為它們有相同的不可用性。相關級別k＝4的碼之一然後不得不從被分配碼的子樹中被移走，並且進而又被分配作為一個普通來話請求。在此最後一個分配中，級別k＝4的碼之一的再分配被執行以使它們都在關於級別k＝2的同一子樹中，它與再分配的碼C沒有關聯，並且最好也在關於k＝3的同一子樹中以便留下一個額外的級別k＝3的碼空閒)。
示例4(再分配，第二實施例，情況3)代替使用示例3的再分配方法，一種不同的再分配程序被用於與示例3中相同的情形。
現在假定再分配選擇較低不可用性級別的子樹。A的不可用性是2/8而B的為1/2(圖5)。在這種情況下，碼A將被選擇代替碼B，導致除了碼D和E的再分配之外，沒有附加的再分配步驟。
然而，正象在前面情況中，兩個碼改變(再分配)是需要的，因此假定間接的再分配程序沒有確定附加的建立延遲(此假設由基站不得不內部地執行所有需要的再分配的可能性來調整，並且就在最後發出實際的碼改變命令給所涉及的移動站)，在上面示例3和4中的兩個再分配算法的性能是相同的。
示例5(第二實施例，情況4)本發明的再分配方法的第二實施例現在用於圖7中的情形。
因為代替在示例3中的第一實施例中執行的被分配碼的僅有未加權數目，而是取決於不可用性級別，執行依據此實施例的分配，所以我們將再一次選擇碼A代替B，因為它的不可用性級別3/8比具有不可用性級別1/2的碼A更低。的確，這在這種情形中不是較好的選擇，因為它確定三個碼改變(圖7中碼D，E和F的改變)，而同時僅僅兩個將被需要選擇碼B，即，使用所建議的、基於僅有碼數的、根據第一個實施例的算法。
上面兩個示例意欲說明所建議的算法如何基於子樹中所使用的碼數來工作以及說明在示例3中所述情形中以相同的方式執行的一種可能的替換算法(實際上基於子樹的不可用性級別)可能在諸如示例4中之類的其他情況中導致附加的不必要的碼改變。
一種滿意的方案是選擇具有最低被使用碼數的子樹並且如果一個以上的子樹具有相同的最低被使用碼數，則在具有最低不可用性級別的一個子集之中選擇。
性能評價已經實現了估計本發明所建議的解決方案的碼分配性能中的改善的仿真。
對於擴展因數範圍從4(384kbps LCD(長限定的延遲數據)和2048kbps UDD(不受限定的延遲數據))到128(8kbps語音)的不同業務已經被考慮。在仿真時間(10000s)期間所提供的業務統計被報告在表1中。
利用相同的所提供的業務狀態已經測試了分配和再分配算法的五種不同的組合。在下面，本發明的解決方案被稱作″建議的″而現有技術的解決方案被稱作「順序的」，參見「背景技術」部分中現有技術的順序碼分配方法。表2，3，4和5分別示出了使用順序分配和再分配、順序分配和所建議再分配、所建議分配以及順序再分配、所建議分配和再分配的仿真結果(逐個業務)。在順序分配的方法中，沒有任何進一步規則地分配第一空閒可用碼。
在第一列中，由於樹中空閒空間的缺乏而被阻塞的分配數被報告。接著是最後可以通過再分配來滿足的請求數。因為每個請求被服務，如果並且只有如果在樹中有理論上的空間(無論空閒碼如何被分布)，並且所提供的業務是相同的(用於它的隨機產生的同一種子已經被使用)，則被阻塞和被允許的呼叫數目才對於所有情況都是相同的。不同算法的仿真在相同的狀態中被執行，不僅僅是在統計上說，而是樹操作的同一精確狀態。在第三列中，能夠查找再分配程序的數目。最後，在第四列中，所需要的總的再分配被呈現。
再分配程序的數目表示一個新的碼請求不能被滿足多少次從樹中直接地獲得一個空閒碼，並且對該再分配算法的一個呼叫因此是不可避免的。
保持所有其它參數恆定，則這種值隨著分配程序的性能改善而減少。
從一個系統的觀點看，再分配程序的數目確定了由於碼改變的需要所引起的來話呼叫的一個平均建立延遲。
另一方面，假定所有的碼改變可以同時被執行，則總的再分配數目與所產生的信令開銷成正比。
表6和7用再分配程序的數目與使用不同算法組合的總的再分配來示出了比較。
根據避免了的再分配程序(和因此的較低平均建立延遲)與避免了的碼改變(和因此的較低信令開銷)，由所建議的算法提供的改善是很明顯的。
在通過使用本發明算法執行分配與再分配時(P.A.P.R.被使用)，相對於現有技術的順序分配和再分配情況，本發明的解決方案提供再分配程序的45％的降低(從大約4500到大約2500)，以及相應地碼改變的74％的降低(從大約13500到大約3500)。
本發明所建議的分配和再分配算法確定一個負載系統中減少到四分之一的碼改變數目(與現有技術簡單的順序程序相比)，相應地減少所涉及的信令消息。這可以在表8中被參見，S.A.S.R.(總的13487)與P.A.P.R.(總的3507)進行比較。
同樣地，所需要的再分配程序數目幾乎降低一半，同時對由於碼改變所引起的建立延遲有正影響。本發明的解決方案的成本可能被表示僅僅是在基站處所需要的計算複雜性上的一個輕微增加，因為基站總之不得不使用碼分配的某些算法。
kSF符號速率[kbps] 業務 到達速率[s-1]平均建立時間[s]01 4096 LCD 2048(4k＝2個碼) --12 2048 - --24 1024 LCD 384-UDD20480.0125 1038 512 UDD 3840.02510416 256 LCD 1440.1 10532 128 UDD 1440.4 10664 64 LCD 64-UDD64 1.6 10712832 語音 6.4 10825616 CCPCH --表1每一業務提供的業務量統計K SF被阻塞請求被允許請求再分配程序總的再分配2 4 105 7 7 -3 8 14210699 -4 16 288714 610385 32 535 3426 1779 4586 64 1065 14875 1951 18397128 2073 62091 - 11152合計 4208 81219 4446 13487表2順序分配和再分配(S.A.S.R.)K SF被阻塞請求 被允許請求再分配程序總的再分配2 4 105 7 6 -3 8 142 10691 -4 16 288 714 438295 32 5353426 1234 3066 64 1065 14875 1798 11187128 2073 62091 - 2925合計4208 81219 3567 4378表3順序分配和建議的再分配(S.A.P.R.)
KSF被阻塞請求被允許請求再分配程序 總的再分配2 4 105 7 7 -3 8 142 10692 -416 288 714 382 39532 535 3426 973 443664 1065 14875 126517427 128 2073 62091 -3737合許4208 81219 27195961表4建議的分配和順序的再分配(P.A.S.R.)KSF被阻塞請求被允許請求再分配程序總的再分配2 4 105 7 7 -3 8 142 10693 -416 288 714 38923532 535 3426 896 263664 1065 14875 1049 6797 128 2073 62091 - 2542合計4208 81219 2434 3507表5建議的分配和再分配(P.A.P.R.)
kSF 再分配程序S.A.S.RS.A.P.R.P.A.S.R.P.A.P.R.
2 4 7 67 73 8 99 91 92 93416 610438 382 3895321779 1234 973 8966641951 1798 126510497128 - -- -合計 4446 3567 27192434表6仿真結果-再分配程序數kSF 總的再分配S.A.S.RS.A.P.R.P.A.S.R.P.A.P.R.
24 - - - -38 - - - -416 38 29 39 23532 458 306 443 263664 183911181472 6797128 11152292537372542合計 13487437859613507表7仿真結果-再分配總數
權利要求
1.一種在電信系統中用於調製信息信號的方法，其中擴展碼被使用於在用戶信號之間進行區分，通過從具有不同比特率的碼的一個或多個碼結構中選擇所述碼來分配所述碼用於來話呼叫請求，其特徵在於如下步驟a)記錄(2)要被分配用於一個來話呼叫請求的碼的速率，b)確定(8)具有期望比特率的碼的可用性，c)通過按照一種導致一個或多個碼結構最佳使用的方式來考慮不同碼的可用性從而來按照預先選定的規則分配(9，10)一個碼。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於如果在步驟a)中認為傳送容量將被超過，則把所述來話請求分配(4)給另一碼結構。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於如果在步驟a)中認為傳送容量將由於一個來話呼叫請求而被超過，則阻塞(4)該來話呼叫請求。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於如果在步驟b)中認為有被請求比特率的至少一個可用碼，則在被請求級別的空閒碼之中分配被請求的比特率的一個碼。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於如果有被請求比特率的一個以上的碼可用，則在步驟c)中，按照要被分配的碼的選擇被執行以使保存可用的較高比特率碼的最高可能數目的碼被區分優先次序的這樣一種方式，根據預先選定的規則分配(9，10)所述碼。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於通過將一個較高比特率碼的未來釋放的可能性最大化來執行(11)在被區分優先次序的碼之中要被分配的碼的選擇。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特徵在於通過如下來對碼區分優先次序a)確定與所請求比特率的可用空閒碼有關的較短長度碼的不可用程度，b)在空閒碼中選擇具有有最高不可用程度的相關的較短長度碼的碼組，和c)對於相關的較短長度碼直到所述根碼，重複前述的步驟，並且最後從結果子集中選擇一個碼。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於如果在步驟b)認為沒有所請求比特率的碼存在，則執行再分配(8)。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於通過把所述來話請求分配(6)給一個不可用碼來執行再分配，和把所使用的相關較低比特率碼再分配(7)來釋放所述被分配的不可用碼。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於選擇將已經被分配碼變化總數減到最少的一個作為優先選擇的不可用碼。
11.如權利要求9所述的方法，其特徵在於選擇具有最低數目的被分配較低比特率碼的一個作為優先選擇的不可用碼。
12.如權利要求9所述的方法，其特徵在於通過根據與用於為一個來話請求分配碼相同的規則來進行分配或者再分配來執行所使用碼的再分配。
13.如權利要求9所述的方法，其特徵在於選擇具有最低不可用性的一個作為優先選擇的不可用碼。
14.如權利要求9所述的方法，其特徵在於把在它的子樹中具有最低數目的被分配較低比特率碼的一個選擇作為用於再分配的優先選擇的不可用碼，並且在有一個以上這樣的不可用碼的情況下，則選擇具有最低不可用性級別的那一個。
15.一種在電信系統中用於調製信息信號的系統，其中擴展碼被使用於在用戶信號之間進行區分，通過從具有不同比特率的碼的一個或多個碼結構中選擇所述碼來分配所述碼用於來話呼叫請求，其特徵在於裝置(13，19-21)，用於a)記錄要被分配用於一個來話呼叫請求的碼的期望比特率，b)確定具有期望比特率的碼的可用性，c)通過按照一種導致一個或多個碼結構最佳使用的方式來考慮不同碼的可用性從而按照預先選定的規則分配一個碼。
16.如權利要求15所述的系統，其特徵在於如果認為傳送容量將被超過則用於把所述來話請求分配給另一碼結構的裝置(15)。
17.如權利要求15所述的系統，其特徵在於如果認為傳送容量將由於一個來話呼叫請求而被超過則用於阻塞該來話呼叫請求的裝置(15)。
18.如權利要求15所述的系統，其特徵在於如果認為有所請求比特率的至少一個可用碼則用於在被請求級別的空閒碼之中分配被請求的比特率的一個碼的裝置(19)。
19.如權利要求18所述的系統，其特徵在於如果有被請求比特率的一個以上的碼可用，則按照要被分配的碼的選擇被執行以使保存可用的較高比特率碼的最高可能數目的碼被區分優先次序的這樣一種方式用於根據預先選定的規則分配所述碼的裝置(20，21)。
20.如權利要求19所述的系統，其特徵在於通過將一個較高比特率碼的未來釋放的可能性最大化來用於執行要被分配的碼的所述選擇的裝置(22)。
21.如權利要求19或20所述的系統，其特徵在於通過如下來執行碼的區分優先次序的裝置(19-22)a)確定與所請求比特率的可用空閒碼有關的較短長度碼的不可用程度，b)在空閒碼中選擇具有有最高不可用程度的相關的較短長度碼的碼組，和c)對於相關的較短長度碼直到所述根碼，重複前述的步驟，並且最後從結果子集中選擇一個碼。
22.如權利要求15所述的系統，其特徵在於如果認為沒有所請求比特率的碼存在則用於執行再分配的裝置(18)。
23.如權利要求22所述的系統，其特徵在於用於通過將來話請求分配到一個不可用碼和把所使用的相關較低比特率碼再分配來釋放所述被分配的不可用碼而執行再分配的裝置(17，18)。
24.如權利要求23所述的系統，其特徵在於裝置，用於選擇將已經被分配碼變化總數減到最少的一個作為所述優先選擇的不可用碼。
25.如權利要求23所述的系統，其特徵在於裝置，用於選擇具有最低數目的被分配較低比特率碼的一個作為所述優先選擇的不可用碼。
26.如權利要求23所述的系統，其特徵在於通過根據與用於為一個來話請求分配的碼相同的規則來進行分配或者再分配來執行所使用碼的再分配的裝置。
27.如權利要求23所述的系統，其特徵在於裝置，用於把具有最低不可用性的一個選擇作為優先選擇的不可用碼。
28.如權利要求23所述的系統，其特徵在於裝置，用於把在它的子樹中具有最低數目的被分配較低比特率碼的一個選擇作為用於再分配的優先選擇的不可用碼，並且在有一個以上這樣的不可用碼的情況下，則選擇具有最低不可用性級別的那一個。
29.被使用在數字通信系統中的設備，在此通信系統中，一個擴展碼被使用在調製中以便在用戶信號之間進行區別，以最高可能數目的較高比特率碼被保存的這樣一種方式從一組不同比特率的碼中分配所述碼，其特徵在於用於執行在權利要求1-14的任何一個中描述的步驟的裝置。
30.被使用在電信系統中的電腦程式，在此通信系統中，一個擴展碼被使用在調製中以便在用戶信號之間進行區別，以最高可能數目的較高級別碼被保存的這樣一種方式從一組不同級別的碼中分配所述碼，其特徵在於下列步驟被執行a)記錄要被分配給來話呼叫請求的碼的比特率，b)確定具有期望比特率的不同碼的可用性程度，c)根據執行預先選定規則的一個算法或一個再分配算法來按照所述可用性程度分配一個碼。
31.如權利要求30所述的，其特徵還在於裝置，用於執行權利要求2-14的任何一個的步驟。
全文摘要
本發明涉及在電信系統中用於調製一個信息信號的系統。該通信系統把擴展碼使用在調製中以便在用戶信號之間進行區分。通過從具有不同比特率碼的一個或多個碼結構中選擇從而把所述碼分配用於來話請求。該系統其特徵在於如下步驟:記錄要被分配用於一個請求的碼的比特率,確定具有期望比特率的各個碼的可用性和通過按照一種導致一個或多個碼結構最佳使用的方式來把不同碼的可用性也考慮進去從而來按照預先選定的規則分配一個碼。本發明的設備包括用於執行本發明系統的裝置。本發明的算法根據某些規則以一種電腦程式的形式來執行本發明的分配系統。
文檔編號H04J13/20GK1423865SQ00818289
公開日2003年6月11日 申請日期2000年11月7日 優先權日1999年11月9日
發明者D·伊姆貝尼, R·德貝爾納迪 申請人:艾利森電話股份有限公司