專利名稱：碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法
技術領域：
本發明涉及碼分多址(CDMA)移動通訊系統，具體地說，涉及CDMA基站系統在建立呼叫時進行載頻選擇的方法。
近年來，CDMA移動通訊系統在世界各地都得到了迅猛地發展，用戶數也在不斷上升。由于CDMA系統一個載頻下的前向碼分信道是有限的，而且所有移動臺都工作在同一載頻下，相互之間存在干擾，因此當一個基站收發信機的同一小區下工作的移動臺數目增加時，它們相互之間的干擾也會隨之增大，最終將導致通話質量降低。為了適應用戶的增加，需要提高系統的容量，而提高系統容量最直接有效的辦法就是增加載頻，一個多載頻的基站收發信機相對于一個單載頻的基站收發信機，其容量有成倍的增長。
在CDMA基站系統中，建立呼叫時需要使用很多資源，包括選擇器/聲碼器、信道單元和業務信道等，因此必須在呼叫建立前為呼叫分配各種資源，并且確定各種資源的相關參數，在基站收發信機側涉及的資源主要有信道單元、幀偏置、前向碼分信道等。而在多載頻情況下，不同載頻的資源是相互獨立的，移動臺在建立呼叫時需要確定工作載頻，就涉及到載頻選擇的問題，如果載頻選擇得不恰當，容易出現呼叫成功率低的情況，并造成資源的浪費，降低了系統的性能，提高系統成本。
目前所用的載頻選擇方法是絕對平均分配方法，該方法不考慮移動臺在起呼時的接入載頻，而只向所屬資源占用最少的載頻分配資源，這樣雖然可以保證扇區中各載頻資源的均衡利用，但也帶來了很多問題。首先，該方法導致多載頻系統的性能相對于單載系統明顯下降，主要表現在出現了大量的跨載頻指配資源的情況，跨載頻指配資源對系統的性能影響很大，與同頻指配不同，移動臺對目標載頻的性能要求較高，而在實際環境中，多載頻之間是相互獨立的，存在一定的差異，且跨頻存在相互指配問題，各自都有可能成為目標載頻或源載頻，因此無法保證目標載頻前向信號會與源載頻相當；同時其中所增加的移動臺需躍遷到另一載頻工作并準確搜索到指定的業務信道這一流程情況是基站系統無法預測和控制的，增加流程必將增加失敗的可能。從實際情況上看，無論哪種情況的多載頻，其性能都比單載時下降很多，特別是在多載頻都配置控制信道時，其呼叫成功率明顯下降，只有4～5個百分點。其次，采用該方法對多載頻的維護和優化都很困難，任一載頻出現任何問題都會直接波及其他的載頻，同時通過一個載頻的性能很難直接估計另一載頻的性能，各個載頻的覆蓋范圍也無法做出準確比較，究其原因，主要是現有的資源分配方法直接導致多載頻有過高的相關性，特別是多個載頻都配有控制信道時更是如此。最后采用該方法還會出現一個載頻崩潰后導致整個扇區崩潰的情況。
本發明所述CDMA基站系統在多載頻情況下建立呼叫時的載頻選擇方法，包括以下步驟第一步基站收發信機根據移動臺發起呼叫的位置確定移動臺所在小區，并獲取該小區的相關參數；第二步根據所在小區和移動臺的相關參數確定移動臺的接入載頻；第三步查詢移動臺所在小區各載頻下已經發起的移動臺呼叫情況，確定各載頻的業務負荷情況；第四步根據移動臺的接入載頻的業務負荷情況及性能情況，確定移動臺此次呼叫的工作載頻。
本發明所述載頻選擇方法，通過實時檢測多載頻系統各載頻資源在任一時刻的使用情況，根據載頻負荷情況選擇移動臺的工作載頻，從而降低各載頻的相關性，減少跨載頻指配資源的幾率，增強了多載頻系統的穩定性和可維護性，提高系統的性能，同時又可保證各個載頻之間的負荷分擔以及資源的充分利用。
圖2是本發明的一個具體實施例的流程圖。
圖1是本發明載頻選擇方法的流程示意圖。首先，基站收發信機根據移動臺發起呼叫的位置確定移動臺發起呼叫接入的所在小區，并同時獲取該小區的相關參數。根據獲得的該小區和移動臺的相關參數確定移動臺的接入載頻。在移動臺接入的小區中，獲取該小區各載頻的業務負荷情況。最后在移動臺的接入載頻的業務負荷情況及性能情況允許的條件下，選擇該接入載頻作為移動臺此次呼叫的工作載頻，這樣可以最大限度的減少跨頻指配資源發生的幾率，而只有在移動臺的接入載頻負荷太重的情況下，才采用資源占用最少原則選擇移動臺的工作載頻，這樣做可以充分利用系統資源，同時也可均衡各載頻間的資源占用率。選擇好工作載頻后，基站收發信機在該載頻上為移動臺的此次呼叫分配資源。
在本發明中，為了確定移動臺的工作載頻引入兩個門限值跨頻指配門限(Carrier Call Threshold)和呼叫均衡門限(Call Com Threshold)，這兩個門限值一般選取為相對于一個載頻所能承受的最大負荷的百分比值。跨頻指配門限指的是當某一載頻的負荷處于該門限以下時，其性能是比較理想的，增加一個用戶不會對該載頻構成太大影響，此時應當考慮選擇該接入載頻作為工作載頻；而當載頻的負荷達到或超過該門限時，其性能已經相對下降了許多，繼續增加用戶將對該載頻影響較大，應當考慮選擇其他載頻作為工作載頻。呼叫均衡門限指的是任何兩個載頻的負荷的差處于該門限以下時，這兩個載頻所處的性能狀態基本上可認為是一樣的，在這兩個載頻間選擇任何一個載頻作為用戶的工作載頻對載頻性能的影響基本一樣，此時應盡量選擇接入載頻作為工作載頻。因此從上述對兩個門限值的定義看，當某接入載頻在有資源可分配的情況下，如果負荷沒有超過跨頻指配門限，或是雖然已超過跨頻指配門限，但與本小區其他載頻的負荷相比都沒有高出呼叫均衡門限時，應該選擇該接入載頻作為工作載頻，否則應選取負荷最輕的載頻作為工作載頻。
圖2是本發明的一個具體實施例的流程圖。當移動臺發起呼叫時，基站收發信機會根據移動臺發起呼叫的位置確定移動臺所在的小區，同時獲得該小區的相關參數，如小區載頻配置參數、尋呼信道配置參數以及各載頻的資源占用情況等(步驟101)。將該接入小區的尋呼信道配置情況和移動臺的特征識別碼通過HASH算法來確定移動臺接入時所使用的載頻(步驟102)。然后獲取該接入小區的各載頻業務負荷情況，并將各載頻根據資源占用率從小到大的順序進行排序(步驟103)，這樣可以簡化后續步驟，提高載頻選擇效率。判斷資源占用率最小的載頻是否有可分配的資源(步驟104)，如果沒有，則說明該扇區下已無可用資源，結束載頻選擇流程；如果有，則繼續步驟105。判斷移動臺的接入載頻是否仍有可分配資源(步驟105)，如果沒有，轉至步驟108；如果有，繼續步驟106，判斷移動臺的接入載頻的資源占用率是否超過跨頻指配門限，這一步驟是用于判斷在該接入載頻中再增加一個用戶是否對性能產生影響，如果沒有超過，則轉至步驟109，選擇移動臺的接入載頻作為移動臺的工作載頻，然后結束載頻選擇流程；如果已超過，則繼續執行步驟107，判斷移動臺的接入載頻的資源占用率是否比該小區資源占用率最小的載頻的資源占用率高出一個呼叫均衡門限，這一步驟是在滿足步驟106的前提下，判斷本小區內所有載頻的負荷是否相當，如果相當，那么選擇任何一個載頻所產生的影響都是一樣的，為了減少跨頻指配資源產生的幾率，應當選擇移動臺的接入載頻作為工作載頻。如果比較的結果高出呼叫均衡門限，則選擇資源占用率最小的載頻作為移動臺的工作載頻(步驟108)，然后結束載頻選擇流程；如果沒有高出呼叫均衡門限，則選擇移動臺的接入載頻作為移動臺的工作載頻(步驟109)，結束載頻選擇流程。
本發明的關鍵點之一是引入了跨頻指配門限和呼叫均衡門限。對各載頻業務負荷的具體計算，以及上述兩個門限值的選取應根據不同系統的特性和實際應用環境來確定。對于門限值的選取，應根據系統的設計容量確定系統的載頻的最大的設計負荷與載頻間負荷最大允許方差，那么這兩個門限值就取相對于一個載頻所能承受的最大負荷的百分比值，其中跨頻指配門限取值應接近系統穩定運行的上限，建議取值在60％～80％之間，呼叫均衡門限取值應接近載頻間負荷最大允許方差，建議取值在10％～20％之間。而計算載頻的容量和負荷的方法有多種，主要是計算載頻內某項或某幾項資源的占用量，各資源包括各階Walsh函數、信道單元、前向額定功率、幀偏置等，目前主要用64階Walsh函數和前向額定功率來計算容量和負荷。
權利要求
1.一種碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，包括以下步驟第一步基站收發信機根據移動臺發起呼叫的位置確定移動臺所在小區，并獲取該小區的相關參數；第二步根據所在小區和移動臺的相關參數確定移動臺的接入載頻；第三步查詢移動臺所在小區各載頻下已經發起的移動臺呼叫情況，確定各載頻的業務負荷情況；第四步根據移動臺的接入載頻的業務負荷情況及性能情況，確定移動臺此次呼叫的工作載頻。
2.根據權利要求1所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述第二步確定移動臺的接入載頻是將移動臺接入的小區的尋呼信道配置情況和移動臺的特征識別碼通過HASH算法來確定。
3.根據權利要求1或2所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述第三步還包括將各載頻根據其資源占用率按從小到大的順序進行排序。
4.根據權利要求1或2所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述第四步進一步包括1)判斷資源占用率最小的載頻是否有可分配的資源，如果沒有，則說明該扇區下已無可用資源，結束載頻選擇流程；如果有，則執行步驟2)；2)判斷移動臺的接入載頻是否有可分配資源，如果沒有，則轉至步驟5)；如果有，則執行步驟3)；3)判斷移動臺的接入載頻的資源占用率是否超過跨頻指配門限，如果沒有超過，則轉至步驟6)；如果已超過，則執行步驟4)；4)判斷移動臺的接入載頻的資源占用率是否超過該小區資源占用率最小的載頻的資源占用率一個呼叫均衡門限；如果比較的結果高出呼叫均衡門限，則執行步驟5)；如果沒有高出呼叫均衡門限，則轉至步驟6)；5)選擇資源占用率最小的載頻作為移動臺的工作載頻，結束載頻選擇流程；6)選擇移動臺的接入載頻作為移動臺的工作載頻，結束載頻選擇流程。
5.根據權利要求3所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述第四步進一步包括1)判斷資源占用率最小的載頻是否有可分配的資源，如果沒有，則說明該扇區下已無可用資源，結束載頻選擇流程；如果有，則執行步驟2)；2)判斷移動臺的接入載頻是否有可分配資源，如果沒有，則轉至步驟5)；如果有，則執行步驟3)；3)判斷移動臺的接入載頻的資源占用率是否超過跨頻指配門限，如果沒有超過，則轉至步驟6)；如果已超過，則執行步驟4)；4)判斷移動臺的接入載頻的資源占用率是否超過該小區資源占用率最小的載頻的資源占用率一個呼叫均衡門限；如果比較的結果高出呼叫均衡門限，則執行步驟5)；如果沒有高出呼叫均衡門限，則轉至步驟6)；5)選擇資源占用率最小的載頻作為移動臺的工作載頻，結束載頻選擇流程；6)選擇移動臺的接入載頻作為移動臺的工作載頻，結束載頻選擇流程。
6.根據權利要求4所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述跨頻指配門限和呼叫均衡門限一般根據由系統設計容量確定的系統的載頻的最大負荷與載頻間負荷最大允許方差，取相對于一個載頻所能承受的最大負荷的百分比值。
7.根據權利要求5所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述跨頻指配門限和呼叫均衡門限一般根據由系統設計容量確定的系統的載頻的最大負荷與載頻間負荷最大允許方差，取相對于一個載頻所能承受的最大負荷的百分比值。
8.根據權利要求4所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述跨頻指配門限取值應接近系統穩定運行的上限，建議取值在60％～80％之間；所述呼叫均衡門限取值應接近載頻間負荷最大允許方差，建議取值在10％～20％之間。
9.根據權利要求5至8任一權利要求所述的碼分多址基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，其特征在于，所述跨頻指配門限取值應接近系統穩定運行的上限，取值在60％～80％之間；所述呼叫均衡門限取值應接近載頻間負荷最大允許方差，取值在10％～20％之間。
全文摘要
本發明提供了一種CDMA基站系統在多載頻情況下的載頻選擇方法，適用于移動臺在建立呼叫時的處理。首先基站收發信機根據移動臺發起呼叫的位置確定移動臺所在小區，并獲取該小區的相關參數；然后根據所在小區和移動臺的相關參數確定移動臺的接入載頻；并且查詢移動臺所在小區各載頻下已經發起的移動臺呼叫情況，確定各載頻的業務負荷情況；最后根據移動臺的接入載頻的業務負荷情況及性能情況，確定移動臺此次呼叫的工作載頻。本發明通過實時檢測多載頻系統各載頻資源在任一時刻的使用情況，根據載頻負荷情況選擇移動臺的工作載頻，從而降低各載頻的相關性，減少跨載頻指配資源的幾率，保證了各個載頻之間的負荷分擔以及資源的充分利用。
文檔編號H04W72/04GK1469569SQ0213617
公開日2004年1月21日 申請日期2002年7月20日 優先權日2002年7月20日
發明者曹裕, 劉金龍, 裕 曹 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司