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CN100525524C - 动态信道分配方法和系统 - Google Patents

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CN100525524C
CN100525524C CNB018208258A CN01820825A CN100525524C CN 100525524 C CN100525524 C CN 100525524C CN B018208258 A CNB018208258 A CN B018208258A CN 01820825 A CN01820825 A CN 01820825A CN 100525524 C CN100525524 C CN 100525524C
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Abstract

一种移动通信方法和系统，在所述方法中，为基时隙彼此同步的网络中的移动站和基站之间具有一定服务质量的连接分配信道。系统从已使用的连接收集干扰信息(202-204)，关于网络的通信负载的信息(205)，确定要传递的信息的水平值(206)，形成小区的信道的参数值(201)，并分配该信道(200、201)。

Description

动态信道分配方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信方法和系统，更具体地(但不是必须地)，涉及移动网络中动态频率和信道分配。
背景技术
对于数据传输来说，移动网络的问题最大的部分是无线电干扰。如果要通过无线电通路传送较高质量的语音或者获得较高的数据传输速率，那么对有限可用的整个频带要求更宽的信道专用带宽。在GSM系统中，在信息的传输速率和频率范围的有效使用之间作出折衷。借助先进的语音编码方法，改进了语音传输的质量，以及借助高效压缩方法加速数据传输速度。
在数字移动网络中，接收和译解无线电信号的能力取决于接收器现场的载波-干扰比(C/I)。显然，过低的C/I会导致较差的质量或者导致完全失去无线电链接。另一方面，在很高的C/I比下，无线电通信的质量也不会显著提高，因为传输方法被设计成适应一定量的噪声，以便能够最佳地解调和译解在某一C/I水平之上接收的信号。但是，过高的C/I不会使网络容量增加到最大限度，尤其是在标准语音连接的情况下。要么应降低载波的强度C，以减小对其它接收器产生的干扰，要么就应允许其它接收器产生的更大干扰。这提供了从可用无线电频谱获得更高容量的方法。相应的，过高的C/I导致损失容量。这会导致已知的极端目标，即在每一时刻，都应向网络的所有接收器均匀分配C/I。
但是，在目前的GSM网络中，离实现上述目标相差甚远。下述观察结果是当前状态的总结：
频率的利用计划是固定的，即为每个收发器，例如基站(BTS)或移动站(MS)分配一个频率或一个跳频图。这防止向移动站(MS)的信道分配，即频率和时间分割多址访问(TDMA)时隙(TS)，以便在网络的范围中实现均匀的C/I分配。一般来说，切换(HO)和功率控制(PC)决定并不以C/I为基础，而是以其它效用较低的变量，例如场强(FS)和质量，例如误码率(BER)为基础。基站(BTS)可进行一些C/I测量(也可称为C/N(载波-噪声)测量)，但是这些测量有限并且只在上行链路方向(MS到BTS)进行。对于邻近小区来说，只对广播控制信道(BCCH)频率进行FS测量。在不直接知道关于非BCCH频率的无线电条件的情况下进行切换(HO)。跳频(FH)能够实现统计干扰均衡，但是此刻不存在有效干扰控制。
在Nokia申请(No.PCT/FI/99/00876)，DynamicallyOptimised Channel Allocation(DOCA)中公开了关于该问题的一种已知解决方案，该申请提供对目前网络的改进。其最重要的优点是：
确定每个MS现场的C/I，并连续监视所述C/I。这使网络能够检测每个MS的不足或过多C/I，此外，能够估计网络的下行链路传输路径的整体C/I分布。能够实现局部及大范围干扰控制。
下行链路的HO和PC以C/I标准为基础。网络比较可能的HO或下行链路PC决定对受这种决定影响的所有MS理应具有的影响。于是，HO和下行链路PC决定基于C/I。呼叫由于干扰的缘故而断开的风险变小。
由于基于C/I的HO的缘故，网络可增大C/I过低的MS的C/I，降低C/I过高的MS的C/I，从而向所有MS分配C/I，以便实现尽可能均衡的C/I分布。可根据发射功率控制或基于C/I的切换HO，实现均衡的C/I分布。
除了BCCH之外，在GSM网络中不存在实际的频率规划。根据需要保留频率，以便分配信道，以及专供由C/I检查确定的HO之用。TRX内的每个TS可被分配一个不同的频率，和当使用固定的TRX专用频率分配不同。FH未被使用，即在指定信道上使用的频率通常不会因帧而异。
已知在达到一定的C/I水平之后，移动通信中语音的质量不会显著改进。由于目前的移动网络中的通信不仅是语音，而且还是数据传输，例如线路交换AMR(自适应多速率)语音，浏览器进行的因特网应用，VoIP(因特网协议话音)呼叫和多媒体应用，因此，服务质量(QoS)已成为当要尽可能正确地输送正在传输的信息时的一个重要标准。不仅在IP(因特网协议)网络中，而且还在移动网络中，将传输多种不同服务，所述多种不同服务可包括描述服务质量的不同要求。移动网络中较高的服务质量要求相应较高的C/I水平，这种情况下，移动网络的干扰水平的最优化，甚至均衡的C/I分布的最优化不再合适。
图1a表示了当在目前的移动网络中使用不同服务时的连接质量。为语音通信保留的连接101-105和为数据服务保留的连接106-110都接收相同数量的信道，和连接的信道质量理应为每种服务的理想质量相比，连接的信道质量变化。目前不能获得其中根据所讨论的连接需要的服务质量，把资源用于各个连接的空中接口资源管理。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种在通信网络中分配无线电信道的方法，所述通信网络包括限定一个小区的至少一个基站和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，所述方法包括：从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息；收集和所述小区的通信负载相关的信息；确定将在小区中传递的信息的连接质量水平值范围；根据收集的干扰信息和通信负载，形成小区的信道的连接质量参数值；把连接质量参数值位于所述连接质量水平值范围内的小区的信道分配给所述要传递的信息，其中，如果所述小区的任何自由信道的连接质量参数值均不在所述的连接质量水平值范围内，则通过把现有的通信连接从所述小区的第一信道改变为所述小区的第二信道，其中所述第一信道具有位于所述连接质量水平值范围内的连接质量参数值，以及于是把所述第一信道分配给所述要传递信息，而实现所述信道分配。
根据本发明的另一方面，提供了一种在通信网络中分配无线电信道的系统，所述通信网络包括限定一个小区的至少一个基站和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，所述系统包括：从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息的第一收集装置；收集和所述小区的通信负载相关的信息的第二收集装置；确定将在小区中传递的信息的连接质量水平值范围的确定装置；根据收集的干扰信息和通信负载，形成小区的信道的连接质量参数值的形成装置；把连接质量参数值位于所述连接质量水平值范围内的小区的信道分配给所述要传递信息的分配装置，其中所述分配装置被配置成如果小区的任何自由信道的连接质量参数值均不在所述连接质量水平值范围内，则把现有的通信连接从所述小区的第一信道改变为所述小区的第二信道，其中所述第一信道具有位于所述连接质量水平值范围内的连接质量参数值，以及于是把所述第一信道分配给所述要传递信息。
发明了一种移动通信方法和系统，其中根据动态频率和信道分配(DFCA)分配用于连接的信道。对于诸如呼叫、数据连接之类的服务来说，存在可定义的或者事先已定义的描述服务质量，并且可被表示为C/I比或者在某一时间内沿一个方向移动的有保证的通过量的参数(服务质量，QoS)。从可用信道选择尽可能好地满足为所述服务设置的要求的信道。对于不同的服务，存在描述服务质量的不同水平的参数，从而具有较低C/I水平的信道主要被分配给语音通信，具有较高C/I水平的信道相应地主要被分配给数据服务。
本发明的无线电资源管理系统动态保持基于在每个连接的建立过程中，可分配的所有可能信道(例如时隙和频率的组合)上连接的质量(C/I水平)的矩阵。该矩阵提供分配具有最适合于在所讨论连接上使用的C/I水平的信道的可能性。例如，如果移动用户发出其预定理想服务水平为C/I＝12的VoIP呼叫，那么(例如在基站控制器中)会选择频率和时隙的组合，所述频率和时隙的组合提供其C/I水平最好高于或等于所述服务的理想水平的信道。
本发明由一种方法实现，在所述方法中，信道被分配给正被建立的连接，其中通过指示移动分配列表的移动分配索引偏移量，使用移动分配列表的信道频率。另外，使用单向或双向干扰测量算法或者由小区内HO扩展的双向干扰测量算法，借助所述这些算法，总是从满足为所讨论服务的连接设置的质量要求的C/I范围分配要使用的信道。具体地说，双向干扰测量方法的特征在于：如果用于连接的信道位于某些极限值之间的理想C/I范围中，那么稍后使用的其它信道不会以所述连接会移出理想C/I范围的方式，改变所述连接的C/I水平。由小区内HO扩展的双向干扰测量方法的特征在于：如果试图在其服务信道上从理想C/I范围内获得一个信道的新连接未从任意空闲时隙内找到恰当的信道，那么在已被其它连接使用的信道之中，在所述C/I范围内搜索用于新连接的信道。基于C/I的HO算法把信道从第二连接转移到要建立的新连接，如果可从所述C/I范围为所述第二连接找到满足为所述第二连接设置的质量要求的新信道。
在本发明的系统中，基站的时隙被同步。这意味着收发器(TRX)的某一时隙(TS)只受相邻小区中收发器(TRX)的对应时隙干扰。周期跳频被用于实现频率分集，整个网络只需要一个跳频列表，不过也可使用一个以上的列表。
根据本发明的第一方面，实现一种在通信网络中分配无线电信道的方法，所述方法包括限定一个小区的至少一个基站(BTS)，和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，在所述方法中，从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息，收集和所述小区的通信负载相关的信息；所述方法的特征在于还确定将在小区中传递的信息的连接质量水平值，根据收集的干扰信息和通信负载(traffic load)，形成小区的信道的连接质量参数值，把连接质量参数值最对应所述确定的连接质量水平值的小区的信道分配给所述要传递的信息。
根据本发明的第二方面，实现一种在通信网络中分配无线电信道的系统，包括限定一个小区的至少一个基站，和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，所述系统包括，从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息的第一收集装置，收集和所述小区的通信负载相关的信息的第二收集装置；所述系统的特征在于还包括确定将在小区中传递的信息的连接质量水平值的确定装置，根据收集的干扰信息和通信负载，形成小区的信道的连接质量参数值的形成装置，把连接质量参数值最对应所述确定的连接质量水平值的小区的信道分配给所述要传递信息的分配装置。
根据本发明的第三方面，实现一种在通信网络中分配无线电信道的设备，包括限定一个小区的至少一个基站，和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，所述设备包括，从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息的第一收集装置，收集和所述小区的通信负载相关的信息的第二收集装置；所述设备的特征在于还包括确定将在小区中传递的信息的水平值的确定装置，根据收集的干扰信息和通信负载，形成小区的信道的参数值的形成装置，把参数值最对应所述确定水平值的小区的信道分配给所述要传递信息的分配装置。
附图说明
上面参考附图1a说明了现有技术。下面，将参考图1b-10详细说明本发明，其中：
图1a表示在不实现本发明的情况下，当使用不同连接时，数据和语音服务的连接质量(C/I水平)，
图1b表示在实现本发明的情况下，当使用不同连接时，数据和语音服务的连接质量(C/I水平)，
图2a表示DFCA方法的概述，
图2b表示本发明的设备的方框图，
图3a表示在某一服务小区点中的某一移动站的某一时隙内，收集干扰信息的方法和C/I矩阵，
图3b表示基于图3a的关于所有服务小区信道的C/I矩阵，
图3c表示收集干扰信息的备选方法和C/I矩阵，
图4表示作为C/I函数的基准网络的CDF，
图5a表示单向干扰测量算法的流程图，
图5b表示和基准情况相比，作为C/I函数的基于单向干扰测量的CDF，
图5c表示单向DFCA方法中，在GE窗口中，高于GE窗口，低于GE窗口，以及低于minCIR水平的CIR样本和信道分配的百分数，
图6a表示双向干扰测量算法的流程图，
图6b表示双向干扰测量算法的检查算法的流程图，
图6c表示作为C/I函数的双向干扰测量的CDF，
图6d表示双向DFCA方法中，在GE窗口中，高于GE窗口，低于GE窗口，以及低于minCIR水平的CIR样本和信道分配的百分数，
图7a表示由小区内HO扩展的双向干扰测量算法的流程图，
图7b表示关于正在进行的呼叫的基于C/I的HO算法的流程图，
图7c表示在基于C/I的切换(HO)中，作为C/I函数的双向干扰测量的CDF，
图7d表示在双向基于C/I的切换DFCA方法中，在GE窗口中，高于GE窗口，低于GE窗口，以及低于minCIR水平的CIR样本和信道分配的百分数，
图8a和8b表示当使用双向DFCA算法时，切换带来的改进，
图9a表示当GE窗口为15-20dB，并且C/Imin＝9dB时，在切换中使用双向C/I监控时，网络容量的增加，
图9b表示当GE窗口为20-25dB，并且C/Imin＝14dB时，在切换中使用双向C/I监控时，网络容量的增加，
图9c表示当GE窗口为25-30dB，并且C/Imin＝19dB时，在切换中使用双向C/I监控时，网络容量的增加，
图10表示图9a-9c的结果的总结。
具体实施方式
图1b表示了当使用不同连接时数据和语音服务的连接质量(C/I水平)。借助本发明的解决方案的安排，根据连接所需的服务质量，诸如呼叫连接101-105或数据服务连接106-110之类不同连接被赋予不同等级的信道以供使用。由于本发明的解决方案的缘故，图中给出的普通呼叫连接只获得其连接质量足以满足所考虑用途的信道。相应地，数据服务只获得为所讨论的服务提供足够连接质量的信道。具有较高C/I水平的信道总是被分配给需要较高服务质量的连接，只要网络范围内的通信量(traffic amount)和干扰因素许可。
图2a表示了DFCA方法的概述。依据动态信道分配(DCA)算法201完成信道分配200，动态信道分配算法201可包含单向或双向干扰测量算法，或者包含由小区内HO扩展的双向干扰测量算法。信道分配的决定可基于，例如从网络接收的干扰信息202，代表网络负载的参数205和描述关于为要建立的连接设置的服务质量的标准206。干扰信息202可包括，例如正被使用的其它连接的测量或估计C/I水平(附图标记203)或者关于正被使用的连接的具体信息(附图标记204)。网络负载可被表示成，例如网络的不同小区中的连接的数目。可基于服务类型形成代表服务质量的参数，这种情况下，可关于某一类型的服务预先确定某一固定C/I水平，通过所述固定C/I水平应实现所讨论的连接。另一方面，可通过使要提供的服务水平(例如C/I水平)正比于网络的容量，为要使用的每个连接动态形成服务专用服务水平。
图2b表示了本发明的设备的方框图，所述设备可驻留于基站控制器BSC或者基站BTS中。所述设备包括执行功能的处理器210和存储器211，收集干扰信息的装置212和收集通信负载信息的装置213。另外，所述设备还包括确定水平值的装置214，形成参数值的装置215和分配信道的装置216。确定水平值的装置214确定水平值范围，要分配的信道的连接质量应在所述水平值范围内。通信网络中使用的每种服务被预定一个水平值范围，所述水平值范围对应于每种服务要求的连接质量。水平值和水平值范围最好是无线电信道的信噪比，不过也可使用其它变量，例如有保证的通过量。水平值范围包括第一水平值和第二水平值之间的范围，第二水平值高于第一水平值，并且所述范围对应于要传递的信息，即为其建立连接的服务所要求的连接质量。第一水平值和第二水平值是固定的并被预先确定，不过它们也可相对于通信网络的通信负载而动态变化。形成参数值的装置根据在通信网络的范围中收集的干扰信息，和收集的关于通信网络的通信负载的信息，形成小区的每个信道的参数值。参数值对应于小区的当前连接质量，通过选择小区的其参数值在所需水平值范围内的信道，实现信道分配。
主要以这样的方式分配信道分配装置216要分配的信道，即使所述信道的参数值在服务要求的水平值范围内。如果小区的自由信道的参数值都不在使用要分配的第一连接的第一服务要求的水平值范围内，那么选择正在使用的第二连接和使用第二连接的第二服务，第二连接的参数值在使用要分配的第一连接的第一服务的水平值范围内，并把第二服务使用的所述第二连接从正被使用的第一信道转移到其参数值在使用第一连接的第一服务要求的水平值范围之内的第二信道。之后，在所述第一信道上建立要分配的所述第一连接。如果上述切换不可能，则为所述第一连接和使用其的第一连接分配具有最高可能水平值的信道。
图3a表示在某一服务小区点中的某一移动站的某一时隙内收集干扰信息的方法和C/I矩阵。为了在通信网络中分配无线电信道，必须在服务小区中确定正被服务的移动站的时隙和频率的每个组合的干扰水平。为移动站当前位置的服务小区中的移动站使用的每个时隙计算C/I矩阵，C/I矩阵包括每个干扰小区(通常是服务小区的相邻小区)对适用于服务小区中所考虑时隙的每个频率导致的干扰水平。作为对此举例说明的例子，图3表示了移动站的当前位置中时隙0的C/I矩阵。小区1-n对时隙0的频率f1-fn产生表示为矩阵的C/I水平的干扰。总是为时隙0的每个频率选择最大干扰小区，即对于所考虑频率来说，其C/I水平最低的小区的C/I水平。例如，具有9dB C/I水平的小区1对在频率f1上和时隙0中服务的小区产生最大干扰。最小干扰小区是具有15dB的C/I水平的小区3。在根据图3b的最终C/I矩阵中在行TS0，列f1上输入小区1的值。
图3b根据图3a，表示了所有服务小区信道的C/I矩阵。所有服务小区信道，即可用于正被服务的移动站的信道分配和切换的时隙和频率的所有组合被收集到该矩阵。从该矩阵选择为移动站正在使用的某一服务提供预定连接质量的信道。
图3c表示收集干扰信息的备选方法和C/I矩阵。C/I矩阵的干扰者列(附图标记301)是干扰小区名单的参考，即被定义为相邻小区，并且已获得其测量结果或者在背景矩阵中存在信息的小区名单的参考。C/Iest(附图标记302)以分贝表示每个干扰小区的估计C/I水平。相对于所述小区的通信，估计的C/I水平好于或等于C/I列的值的概率为90％。例如在第3行上，如果使用相同的频率，那么干扰小区I3的C/I水平小于12dB的概率为90％。C/Icalc列(附图标记303)表示测量和报告的小区。列304表示作为服务小区的相邻小区，并且根据GSM规范(GSM05.08)，其数目可为6的干扰小区。如果从相邻小区N1-N6获得实际测量结果，那么这种情况下就不需要背景矩阵的C/Iest值，可用实际的测量结果C/Icalc代替估计的C/I。对于服务小区的相邻小区N1，已以90％的概率估计等于或好于9dB的C/I水平。从所讨论的相邻小区的测量获得5dB的实际C/I水平，可用新计算的值更新背景矩阵中所述相邻小区N1的估计值。
基站控制器可获得背景矩阵中的所有信息，以致它可为每个连接的每个时隙计算C/I矩阵。从而，在每个小区中产生包含关于每个可用频率的每一时刻的准确C/I水平的C/I矩阵。
获得关于服务小区的相邻小区的测量结果，并且相邻小区的当前资源已知。时隙被表示为移动分配列表中的索引(移动分配索引偏移量，MAIO)，索引表示移动分配列表中每次将从其开始跳频的点。通过检查相邻小区，在同步网络中显示干扰小区中使用的所有MAIO。当关于背景矩阵中相邻小区的信息被添加到该信息中时，可估计每个MAIO频率的C/I水平，即找出具有每个MAIO的信道的质量。在每个时隙中还考虑干扰小区中使用的功率，这是以这样一种方式实现的，即诸如移动站之类的移动装置在BCCH频率下测量相邻小区，并用BCCH频率缩放干扰小区中使用的功率。还可考虑信道的分配情形，因为不存在正在进行的呼叫的时隙不会导致干扰。
图4表示了作为C/I的函数的基准网络中连接的累积分布(累积分布函数，CDF)。基准网络(稍后和其它模拟结果比较)提供包含36个三扇区基站的常规网络构形。这种网络为整个范围提供均衡的通信分布和覆盖率。频率(12)的利用计划以4/12重用(reuse)为基础，根据模拟中获得的C/I累积分布函数从图4可看出，它可为整个网络范围提供良好的质量。在假定BSS同步的情况下进行干扰计算，这种情况下时隙被假定为同步。只有和正被检查的连接一样使用相同信道的有效连接作为干扰源被加入最终的计算中。图4的描述符被用作将与后面描述的单向或双向干扰测量模拟比较的基准情况。
图5a表示单向干扰测量算法的流程图。首先，检查服务小区是否具有任意空闲时隙(步骤501)。如果不存在任何空闲时隙，那么下一步骤是步骤502，在步骤502中，可通知用户不能建立连接。如果存在可用的空闲时隙，则任意选择其中之一进行检查(步骤503)。随后(步骤504)，检查是否存在适用于该时隙的，能够满足描述为该连接设置的服务质量的参数的信道。如果找到满足条件的信道，则使用所讨论的信道(步骤508)。如果在步骤504中，没有为所讨论的时隙找到满足条件的信道，那么把所述时隙标记为已检查(步骤505)，并检查是否还留有未检查的时隙(步骤505)。如果留有未检查的时隙，则下一步骤为步骤503，否则选择具有最高C/I水平的信道(步骤507)，并使用所述信道(步骤508)。
图5b表示和基准情况相比，作为C/I的函数的基于单向干扰测量的CDF。就单向干扰测量来说，从其自身的C/I矩阵为要建立的每个连接搜索遵守足够好(GE)标准的最适合信道。所述标准，即GE窗口被定义为形成两个C/I水平的范围。当使用该方法时，由于该方法的单向特性，因此不考虑要建立的新连接对此刻所讨论的相同信道上的已有效连接产生的干扰。
第一GE窗口包括从25-30dB的C/I范围，第二GE窗口包括从30-35dB的C/I范围。DFCA算法试图在这些GE窗口内保留尽可能多的连接。与在GE窗口内进行大多数信道连接的事实无关，新信道的分配降低了有效连接的连接质量。
如图5b中所示，和对应的基准情况相比，具有比GE窗口的最小水平低的C/I水平的连接的百分比显著增加。在DFCA算法模拟中，大约25％的连接最终低于GE窗口25-30dB，而在基准情况下，相应的结果约为13％。在DFCA算法模拟中，大约26％的连接最终低于GE窗口30-35dB，和基准情况的结果相同。以某些连接中较低的质量为代价，实现分配计划的优点。
图5c表示了单向DFCA方法中，GE窗口内，高于GE窗口，低于GE窗口，以及低于minCIR水平的CIR样本和信道分配的百分数。即使在有利的C/I条件下(即90.7％的分配在GE窗口内，9.3％的分配高于GE窗口)进行信道的预分配，在模拟中收集的CIR样本也会导致43.8％的样本在GE窗口内，31.5％的样本高于GE窗口。一部分样本(16.4％)低于GE窗口，一些样本(9.0％)甚至低于minCIR水平。参数minCIR是和每个GE窗口相关的质量测量点，并且稍后用于估计DFCA方法获得的容量增加。它指的是赋予选定GE窗口的最低可接受C/I值(质量/服务要求)。以这样的方式，即从GE窗口的低值减去6dB的衰减余量，按照下述公式计算参数minCIR。
MinCIR＝最低GE窗口CIR-衰减余量(6dB)
图6a表示了双向干扰测量算法的流程图。首先，检查服务小区是否具有任意空闲时隙(步骤601)。如果不存在空闲时隙，那么下一步骤是步骤602，在步骤602中，可通知用户不能建立连接。如果存在可用的空闲时隙，则任意选择其中之一进行检查(步骤603)。随后(步骤604)，检查是否存在适用于该时隙的，能够满足描述为该连接设置的服务质量的参数的信道。如果找到满足条件的信道，则下一步骤是步骤609，在步骤609中，检查该信道，了解所述信道是否双向有效。如果条件被满足，则使用所讨论的信道(步骤608)。如果步骤609中条件不被满足，则所述频率被标记为已检查(步骤610)，并且例程转到步骤604。如果在步骤604中，没有为所讨论的时隙找到满足条件的频率，那么把所述时隙标记为已检查(步骤605)，下一步骤(步骤606)是检查是否还留有未检查的时隙。如果留有未检查的时隙，则例程转到步骤603，否则选择具有最高C/I水平的信道(步骤607)，并使用所述信道(步骤609)。
图6b表示了图6a中所示算法的步骤608中的双向检查算法。在步骤611中，对信道进行双向检查，并检查使用相同信道的连接j的旧C/I值(步骤612)。如果旧C/I值不大于GE窗口的下限值(步骤613)，则例程检查旧C/I值是否大于minC/I值(步骤618)。如果旧C/I值小于minC/I值，那么例程转到步骤619，选择下一连接j，之后，例程转到步骤612。如果在步骤618中，旧C/I值大于minC/I值，那么例程检查连接j使用的信道的实际C/I值是否小于minC/I值(步骤620、621)。如果条件被满足，则例程转到步骤617，在步骤617中，指出所讨论的信道不满足双向检查的标准。如果步骤621的条件不被满足，即，实际C/I值高于minC/I，则例程转到步骤616，在步骤616中，指出所讨论的信道满足双向检查的标准。如果在步骤613中，旧C/I值大于GE窗口的下限值，则例程检查连接j使用的信道的实际C/I值是否小于minC/I值(步骤614，615)。如果条件不被满足，那么下一步骤为步骤617，在步骤617中，指出所讨论的信道不满足双向检查的标准。如果步骤615中的条件被满足，即实际C/I值大于minC/I，则下一步骤为步骤616，在步骤616中，指出所讨论的信道满足双向检查的标准。
图6c表示了和基准情况相比，作为C/I的函数的基于双向干扰测量的CDF。就双向测量来说，如果来电对现有连接产生的干扰降低了某一余量范围内所述现有连接的服务质量，那么不为来电分配新信道。和单向测量中一样，使用的第一GE窗口的大小被设置在25-30dB，第二GE窗口的大小被设置在30-35dB。
使用双向干扰监控提高了网络的质量，因为服务质量得到更好的控制。如果用户获得GE窗口内的信道，那么稍后分配的其它信道不会把所述连接的C/I条件改变到使其移出所需GE窗口之外的程度。
图6d表示了双向DFCA方法中，GE窗口内，高于GE窗口，低于GE窗口，以及低于minCIR水平的CIR样本和信道分配的百分数。大约83％的分配在GE窗口内，大约17％的分配高于GE窗口。大约56％的CIR样本在GE窗口内，大约44％的CIR样本高于GE窗口。该图表示和单向测量相比的显著改进。在模拟中收集的所有CIR样本现在都在GE窗口内或者高于GE窗口。
图7a表示由小区内HO扩展的双向干扰测量算法的流程图。首先，检查服务小区是否具有任意空闲时隙(步骤701)。如果不存在任何空闲时隙，那么下一步骤是步骤702，在步骤702中，可通知用户不能建立连接。否则，随机选择空闲时隙之一(步骤703)，并检查还未进行双向检查的频率是否可用在所讨论的时隙中(步骤704)。如果为该时隙找到一个频率，那么检查由所述时隙和所述频率形成的信道是否满足双向条件(步骤705)。如果条件不被满足，则把所述频率标记为已检查(步骤706)，例程转到步骤704。如果条件被满足，则保留该信道以供使用(步骤707)。如果没有找到任何频率，则把时隙标记为已检查(步骤707)，例程检查在服务小区中是否留有未检查的时隙(步骤708)。如果存在多个时隙，那么例程转到步骤703，否则，基于C/I的HO试图获得服务小区的双向GE窗口(步骤709)，之后，例程检查HO是否成功(步骤710)。如果HO成功，则进行信道分配(步骤707)，否则，选择具有最高C/I水平的信道(步骤7011)，并进行信道分配(步骤707)。
图7b表示了关于正在进行的呼叫的基于C/I的HO算法(图7a中的步骤709)的流程图。首先，检查连接j的旧C/I值(步骤720)，并将其和GE窗口下限值比较(步骤721)。如果连接j的C/I值小于所述下限值，那么比较连接j的C/I值和最低许可C/I值minC/I(步骤722)。如果连接j的C/I值小于最低许可值minC/I，那么选择下一有效连接进行检查(步骤728)，例程转到步骤720。如果连接j的C/I值高于最低许可值minC/I(步骤722)，在所讨论的多帧中的新分配之后，检查连接j的当前C/I值(步骤723)，之后，比较连接j的当前C/I值和最低许可C/I值minC/I(步骤724)。如果当前C/I值大于minC/I，则选择下一有效连接进行检查(步骤728)，否则指出当前C/I值小于minC/I，并且对服务小区进行小区内基于C/I的HO(步骤725)。如果在步骤721中，连接j的C/I值大于所述极限值minC/I，那么在所讨论的多帧中的新分配之后，检查连接j的当前C/I值(步骤726)，之后(步骤727)，比较连接j的当前C/I值和GE窗口下限值(步骤721)。如果当前C/I值大于GE窗口下限值，则选择新的连接进行检查(步骤728)，例程转到步骤720。如果当前C/I值小于GE窗口下限值，对服务小区执行小区内基于C/I的HO(步骤725)。
图7c表示了与基准情况相比，作为基于C/I的切换(HO)中的C/I的函数的双向干扰测量的CDF。当使用双向测量时，试图从GE窗口限定的范围获得在其服务信道上的信道的新呼叫找不到空闲时隙，但是相反可从为其它现有连接保留的时隙获得具有其所需质量的信道。在服务信道上使用较差的信道之前，基于C/I的切换算法可试图获得具有连接所要求的可接受C/I水平的信道。
基于C/I的切换算法的第二种备选方案是检查有效小区的干扰状态的连续过程。如果分配新信道导致较低的网络质量，则该过程通过实现小区内切换，优化C/I水平。和单向测量一样，使用的第一GE窗口大小被设置在25-30dB，第二GE窗口大小被设置在30-35dB。
图7d表示在双向基于C/I的切换DFCA方法中，在GE窗口内，高于GE窗口，低于GE窗口，以及低于minCIR水平的CIR样本和信道分配的百分数。大约88.4％的信道分配在GW窗口内，大约11.6％的信道分配高于GE窗口。大约60％的CIR样本在GE窗口内，大约40％的CIR样本高于GE窗口。如图所示，几乎全部信道分配都在GE窗口的范围内或者高于GE窗口。
图8a和8b表示了当使用双向DFCA算法时，切换带来的改进。在基于C/I的HO中，和不存在HO的基于C/I的分配相比，可更好地控制GE分配。
图9a表示当GE窗口为15-20dB，并且C/Imin＝9dB时，在切换中使用双向C/I监控时，网络容量的增加。所讨论的GE窗口代表在语音通信中使用的C/I水平。在不存在双向监控的普通网络中，当0.2％的C/I样本低于C/Imin值时，SE值为4.54Erl/MHz/sqkm。双向干扰监控把代表网络容量的指数增大到SE＝18Erl/MHz/sqkm，网络容量大约增大285％。
图9b表示当GE窗口为20-25dB，并且C/Imin＝14dB时，在切换中使用双向C/I监控时，网络容量的增加。所讨论的GE窗口代表在ECSD T服务中使用的C/I水平。在不存在双向监控的普通网络中，当0.2％的C/I样本低于C/Imin值时，SE值为4.54Erl/MHz/sqkm。双向干扰监控把代表网络容量的指数增大到SE＝14Erl/MHz/sqkm，网络容量大约增大180％。
图9c表示当GE窗口为25-30dB，并且C/Imin＝19dB时，在切换中使用双向C/I监控时，网络容量的增加。所讨论的GE窗口代表在EGPRS中使用的C/I水平。在不存在双向监控的普通网络中，当0.2％的C/I样本低于C/Imin值时，SE值为4.54Erl/MHz/sqkm。双向干扰监控把代表网络容量的指数增大到SE＝12Erl/MHz/sqkm，网络容量大约增大130％。
图10表示图9a-9c的结果的总结。根据前面的结果可看出，在同步网络中，根据每次使用的C/I范围，本发明的方法和系统可提供130％-285％的容量增加。容量增加提供把现有网络资源分布到数个子区，即GE窗口中，满足不同质量要求的机会。随后能够以网络容量始终保持最佳水平的方式，同时使用不同的数据服务。当比较单向干扰监控的结果和对应的双向干扰监控的结果时，可注意到可用网络容量方面的显著改进。
上面借助例子说明了本发明的实现和实施例。对本领域的技术人员来说，本发明显然并不局限于上述实施例的细节，在不脱离本发明的特性的情况下，可以其它方式实现本发明。给出的实施例应被看成是例证性的，而不是限制性的。从而，本发明的实现和应用只受附加权利要求限定。于是，权利要求限定的本发明的不同备选实现，包括等同实现都在本发明的范围之内。

Claims (7)

1、一种在通信网络中分配无线电信道的方法，所述通信网络包括限定一个小区的至少一个基站和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，所述方法包括：
从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息，
收集和所述小区的通信负载相关的信息，
确定将在小区中传递的信息的连接质量水平值范围，
根据收集的干扰信息和通信负载，形成小区的信道的连接质量参数值，
把连接质量参数值位于所述连接质量水平值范围内的小区的信道分配给所述要传递的信息，其中，如果所述小区的任何自由信道的连接质量参数值均不在所述的连接质量水平值范围内，则通过把现有的通信连接从所述小区的第一信道改变为所述小区的第二信道，其中所述第一信道具有位于所述连接质量水平值范围内的连接质量参数值，以及于是把所述第一信道分配给所述要传递信息，而实现所述信道分配。
2、按照权利要求1所述的方法，其中所述连接质量水平值范围由固定的并且被预先确定的第一水平值和第二水平值形成。
3、按照权利要求1所述的方法，其中所述连接质量水平值范围由可动态改变的第一水平值和第二水平值形成。
4、按照权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述连接质量水平值范围和所述连接质量参数值都以信号-干扰水平为基础。
5、一种在通信网络中分配无线电信道的系统，所述通信网络包括限定一个小区的至少一个基站和在所述小区的范围中的移动站，所述移动站在无线电信道上与所述基站通信，所述系统包括：
从已在通信网络的小区中和至少一个相邻小区中使用的信道收集干扰信息的第一收集装置，
收集和所述小区的通信负载相关的信息的第二收集装置，
确定将在小区中传递的信息的连接质量水平值范围的确定装置，
根据收集的干扰信息和通信负载，形成小区的信道的连接质量参数值的形成装置，
把连接质量参数值位于所述连接质量水平值范围内的小区的信道分配给所述要传递信息的分配装置；其中所述分配装置被配置成如果小区的任何自由信道的连接质量参数值均不在所述连接质量水平值范围内，则把现有的通信连接从所述小区的第一信道改变为所述小区的第二信道，其中所述第一信道具有位于所述连接质量水平值范围内的连接质量参数值，以及于是把所述第一信道分配给所述要传递信息。
6、按照权利要求5所述的系统，其中所述形成装置被配置成形成所述小区的所有信道的所述连接质量参数值。
7、按照权利要求5所述的系统，其中所述系统处于基站控制器中。
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