專利名稱：：移動(dòng)通信系統(tǒng)額外開銷信道的管理方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)，更具體地說，涉及基站額外開銷信道的一種旨在提高和穩(wěn)定碼分多址(CDMA)系統(tǒng)性能的管理方法及其有關(guān)設(shè)備。在目前的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，在基站收發(fā)信機(jī)子系統(tǒng)(BTS)的信道卡中工作的額外開銷信道(例如，導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道或接入信道)是預(yù)先分派從而固定工作的。通過前向CDMA信道尋呼移動(dòng)站時(shí)，BTS通過特定數(shù)量(例如1個(gè))預(yù)先分派的尋呼信道尋呼相應(yīng)終端。在反向CDMA信道中，特定數(shù)量(例如1個(gè))固定分派的接入信道用于移動(dòng)站和BTS之間的連接。然而，這種尋呼方法有下述缺點(diǎn)。在前向CDMA信道中，雖然尋呼當(dāng)前位置確知的移動(dòng)站時(shí)整個(gè)BTS上沒有過載，但尋呼當(dāng)前位置未確知的移動(dòng)站時(shí)BTS的負(fù)荷卻增加了。現(xiàn)在說明尋呼當(dāng)前位置未確知的移動(dòng)站時(shí)出現(xiàn)問題的原因。尋呼當(dāng)前位置未確知的移動(dòng)站時(shí)，進(jìn)行了兩種尋呼-主尋呼和輔助尋呼，主尋呼由BTS裝置進(jìn)行，輔助尋呼由若干BTS組成的區(qū)域或由LAI(位置區(qū)域標(biāo)識(shí))裝置進(jìn)行。若即使通過輔助尋呼也還是未能確知移動(dòng)站的位置，則由MSC(移動(dòng)交換中心)裝置進(jìn)行第三次尋呼廣播。這樣，BTS可能因業(yè)務(wù)增加而過載從而使系統(tǒng)不能運(yùn)行。此外，即使在反向CDMA信道中，也會(huì)因移動(dòng)站根據(jù)BTS的尋呼或登記號(hào)通過接入信道進(jìn)行的原始業(yè)務(wù)的增加而產(chǎn)生大量業(yè)務(wù)，從而使有限的接入信道也過載，使移動(dòng)終端與BTS之間的連接不穩(wěn)定。本發(fā)明的目的是提供一種旨在提高和穩(wěn)定移動(dòng)通信系統(tǒng)性能的管理BTS額外開銷信道的方法及其有關(guān)設(shè)備。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過事先預(yù)測前向鏈路與反向鏈路之間的負(fù)荷確定額外開銷信道容量的方法及其有關(guān)設(shè)備。本發(fā)明還有另一個(gè)目的，即提供一種通過事先預(yù)測額外開銷信道在緊急情況下可能會(huì)出現(xiàn)的過載動(dòng)態(tài)地分派無線資源的方法及其有關(guān)設(shè)備。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明管理移動(dòng)通信系統(tǒng)基站額外開銷信道的方法包括下列步驟計(jì)算基站的負(fù)荷；若計(jì)算出來的負(fù)荷達(dá)到某閾值，則給信道卡接口處理器發(fā)送附加的額外開銷信道分配請(qǐng)求消息，并另外分配額外開銷信道；若計(jì)算出來的負(fù)荷下降，則給信道卡接口處理器發(fā)送額外開銷信道分配釋放請(qǐng)求消息，并釋放額外開銷信道。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明管理移動(dòng)通信系統(tǒng)基站額外開銷信道的設(shè)備包括一個(gè)負(fù)荷計(jì)算處理器，供計(jì)算基站的負(fù)荷用；一個(gè)存儲(chǔ)裝置，供存儲(chǔ)與根據(jù)計(jì)算出的負(fù)荷的另行分配額外開銷信道有關(guān)的資源；一個(gè)額外開銷信道控制器，供計(jì)算出的負(fù)荷達(dá)某一閾值時(shí)給信道卡接口處理器發(fā)送另外的額外開銷信道分配請(qǐng)求消息并分配另外的額外開銷信道，計(jì)算出的負(fù)荷下降時(shí)給信道卡接口處理器發(fā)送額外信道分配釋放請(qǐng)求消息并釋放額外開銷信道。參看本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可以更清楚理解本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點(diǎn)。附圖中圖1是基站收發(fā)信子系統(tǒng)(BTS)的方框圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例前向業(yè)務(wù)尋呼信道負(fù)荷的示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例反向業(yè)務(wù)接入信道負(fù)荷的示意圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例額外開銷信道管理設(shè)備的功能方框圖。在下面的說明中，那些可能會(huì)使本發(fā)明變得模糊的周知功能或結(jié)構(gòu)，這里就不詳加說明了。本發(fā)明計(jì)算前向信道中在最壞情況下可能產(chǎn)生的最大業(yè)務(wù)量時(shí)考慮了產(chǎn)生移動(dòng)站對(duì)移動(dòng)站通話、移動(dòng)站對(duì)陸地站的通話、陸地站對(duì)移動(dòng)站的通話和正常通話時(shí)產(chǎn)生的消息位數(shù)。若系統(tǒng)負(fù)荷接近某閾值，就另外分配尋呼信道來處理系統(tǒng)負(fù)荷。此外，在反向信道中，增加接入信道是考慮到可能產(chǎn)生通話和正常通話時(shí)產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量進(jìn)行的，這樣就可以處理系統(tǒng)突然產(chǎn)生的過載。參看圖1。基站收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)(BTS)2與基站控制器(BSC)連接，包括BTS控制處理器(BCP)10、信道卡接口處理器(CIP)12和多個(gè)信道單元(CEO1…CEn)14-0，…14-n。信號(hào)流①表示額外開銷信道的另外分配請(qǐng)求消息的傳輸路徑，②表示額外開銷信道分配派釋放消息的傳輸路徑。在因收信強(qiáng)度突然變化而衰減的移動(dòng)通信的情況下，極其重要的一點(diǎn)是考慮前向鏈路與反向鏈路之間的負(fù)荷以便使系統(tǒng)有效運(yùn)行。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，額外開銷信道能維持前向鏈路負(fù)荷與反向鏈路負(fù)荷之間平衡的容量是根據(jù)作為空中接口技術(shù)規(guī)范的IS-95，IS-95A，J-STD-008和CAI技術(shù)規(guī)范按下述方式求出的。(1)前向CDMA信道假設(shè)建立了正常通話，總業(yè)務(wù)的負(fù)荷由BCP10根據(jù)空中接口技術(shù)規(guī)范IS-95，IS-95A和J-STD-008的消息格式計(jì)算。若此負(fù)荷接近某閾值，BCP10就給管理信道單元14-0，…14-n的CIP12發(fā)送額外開銷信道另外分配請(qǐng)求消息。負(fù)荷是考慮到下列條件計(jì)算出來的。假設(shè)前向CDMA信道中使用的消息如下。此消息是根據(jù)技術(shù)規(guī)范IS-95的。(前向CDMA信道中使用的消息)1.額外開銷消息752位-假設(shè)移動(dòng)站沒有在接入信道消息中包括驗(yàn)證數(shù)據(jù)。-毗鄰列表數(shù)為16。-系統(tǒng)參數(shù)消息164位-接入?yún)?shù)消息152位-毗鄰列表消息264位-CDMA信道列表消息72位2.信道分配消息136位3.BS(基站)確認(rèn)次序(BS-ACK-ORDER)消息112位。4.登記確認(rèn)次序(REG-ACK-ORDER)消息112位。5.分時(shí)隙的尋呼消息240位。-假設(shè)每次以4800位/秒的速率尋呼5個(gè)移動(dòng)臺(tái)。6.每分區(qū)的信道數(shù)N＝20，24，28，327.平均通話時(shí)間T＝90(秒)8.阻塞概率BB＝2％9.提供的負(fù)荷A以下式(1)表示10.總用戶數(shù)M可由(2)式求出11.每一用戶繁忙時(shí)間的通話嘗試次數(shù)S＝1.5012.每小時(shí)建立的通話次數(shù)CSH＝M×S13.通話通常出現(xiàn)的形式(和完成率)-移動(dòng)站對(duì)移動(dòng)站5％(50％)-移動(dòng)站對(duì)陸地站65％(85％)-陸地站對(duì)移動(dòng)站30％(50％)14.尋呼信道數(shù)據(jù)率9600bps，4800bps15.尋呼信道處理性能90％16.假設(shè)登記號(hào)為10。登記是指移動(dòng)站通知BTS自己的位置、狀態(tài)、時(shí)隙周期和其它特征所進(jìn)行的處理程序。根據(jù)上述假設(shè)，前向CDMA信道中能產(chǎn)生的每小時(shí)額外開銷信道消息的總額外開銷消息位TOHMB可用(3)式表示。其中“額外_消息_周期”為額外開銷信道消息的傳送周期，“額外_消息”為額外開銷信道消息。前向CDMA信道中信道分配消息能產(chǎn)生的每小時(shí)的總信道分配消息TCAMB可用(4)式求出其中“Ch_Assign_Msg”為信道分配消息。登記確認(rèn)命令消息每小時(shí)能在前向CDMA信道中產(chǎn)生的總登記確認(rèn)命令消息位TRAOMB可以(5)式表示×Registration_Ack_Order_MsgBit(5)其中“Registration_Ack_Order_Msg”為每小時(shí)的登記確認(rèn)命令消息。前向CDMA信道中每小時(shí)BS確認(rèn)命令消息能產(chǎn)生的總基站(BS)確認(rèn)命令消息位TBAOMB可用(6)式求出其中“BS_Ack_Order_Msg”為每小時(shí)的BS確認(rèn)命令消息。前向CDMA信道中每小時(shí)能由分時(shí)隙尋呼消息產(chǎn)生的總的分時(shí)隙消息位TPMB可以(7)式表示Slotted_Page_MsgBit(7)其中PMM為移動(dòng)站對(duì)移動(dòng)站通話概率，PML為移動(dòng)站對(duì)陸地站通話概率，PLM為陸地站對(duì)移動(dòng)站通話概率，PMME為移動(dòng)站對(duì)移動(dòng)站通話出錯(cuò)概率，PLME為陸地站對(duì)移動(dòng)站通話出錯(cuò)概率，F(xiàn)MM建立100％移動(dòng)站對(duì)移動(dòng)站通話所需要的系數(shù)，F(xiàn)LM為建立100％陸地站對(duì)移動(dòng)站通話所需要的系數(shù)，F(xiàn)GPE為第一組尋呼誤差，SGP為第二組尋呼，Slotted_Page_Msg為每小時(shí)的分時(shí)隙尋呼消息。前向CDMA信道中考慮到(3)，(4)，(5)，(6)和(7)式每小時(shí)所能產(chǎn)生的每小時(shí)總位TBPH如下TBPH＝Overhead_MsgBit+Ch_Assign_MsgBit+Reg_Ack_Order_MsgBit+Bs_Ack_Order_MsgBit+Slotted_Page_MsgBit＝TOHMB+TCAMB+TRAOMB+TBAOMB+TSPMB(8)根據(jù)前向CDMA信道中的尋呼信道數(shù)據(jù)率PCH_Data_Rate(9600位/秒，4800位/秒)，尋呼信道負(fù)荷PCH_LOAD可用(9)式求出其中“PCH_Pro_Performance”為尋呼信道處理特性。(2)反向CDMA信道若建立了正常通話，反向CDMA信道消息具有供原始業(yè)務(wù)用的原始消息，供響應(yīng)自BTS來的尋呼的尋呼響應(yīng)消息和供登記用的登記消息。接入信道數(shù)據(jù)率為4800位/秒。假設(shè)平均通話時(shí)間為90秒，接入信道處理性能為87％，每用戶請(qǐng)求的登記次數(shù)為10次。所有與特定尋呼信道有關(guān)的接入信道有相同的時(shí)隙長度。一個(gè)終端給BTS傳送消息之前，先確定接入信道的起點(diǎn)和長度。接入信道時(shí)隙包括接入信道前綴和接入信道封裝部分。就是說，接入信道時(shí)隙為(3+MAX-CAP-SZ)+(1+PAM-SZ)(其中MAX-CAP-Sz為最大接入信道封裝部分大小，PAM-SZ為接入信道前綴大小)。假設(shè)接入信道前綴大小為4，封裝部分大小為1，則接入信道時(shí)隙大小為180毫秒。根據(jù)上述假設(shè)，原始消息每小時(shí)能在反向CDMA信道中產(chǎn)生的負(fù)荷ORLD可用(10)式表示尋呼響應(yīng)消息每小時(shí)能在反向CDMA信道中產(chǎn)生的負(fù)荷PRLD可按(11)式計(jì)算反向信道中每小時(shí)能產(chǎn)生的登記請(qǐng)求消息的負(fù)荷RQLD可用(12)式表示RQLD＝用戶數(shù)×登記次數(shù)×FML(12)考慮到以上(10)，(11)和(12)式，反向CDMA信道中每小時(shí)能產(chǎn)生的總負(fù)荷TLOAD如下TLOAD＝ORLD+PRLD+RQLD(13)反向CDMA信道中的接入信道負(fù)荷ACH-LOAD可按(14)式求出前向CDMA信道業(yè)務(wù)的分析結(jié)果列于下面的表1中。下面的表1按尋呼信道數(shù)據(jù)率示出了假設(shè)按IS-95消息格式進(jìn)行正常通話時(shí)的負(fù)荷。表1</tables>表1中，N為業(yè)務(wù)信道數(shù)，A為所提供的負(fù)荷?？倢ず粑弧⑿诺婪峙湮?、登記確認(rèn)位、基站確認(rèn)位、額外開銷位、分時(shí)隙尋呼位都是各消息產(chǎn)生的比特。LD4800(％)是4800bps尋呼信道數(shù)據(jù)率的負(fù)荷，LD9600(％)是9600bps尋呼信道數(shù)據(jù)率的負(fù)荷。圖2按表1中所示數(shù)據(jù)示出了尋呼信道的負(fù)荷。表1和圖2中所示的結(jié)果是根據(jù)IS-95消息格式且考慮到主尋呼和輔助尋呼示出的。在一般的CDMA系統(tǒng)中，主尋呼是由小區(qū)單元進(jìn)行的。位置未確知的不合理移動(dòng)臺(tái)由MSC的單元尋呼。主尋呼尋呼不到的移動(dòng)站由LAI裝置尋呼。尋呼不合理類型移動(dòng)站時(shí)，考慮到處在MSC邊界的BTS，對(duì)279個(gè)分區(qū)尋呼。至于輔助尋呼，考慮到連接到BSC的BTS，對(duì)10個(gè)BTS即30個(gè)分區(qū)進(jìn)行尋呼?？紤]到主尋呼和輔助尋呼時(shí)，若尋呼信道數(shù)據(jù)率為4800bps(LD4800)且若業(yè)務(wù)信道數(shù)N為20，則負(fù)荷超過82％。若業(yè)務(wù)信道數(shù)N為24，則負(fù)荷超過100％。因此，若負(fù)荷達(dá)到某閾值(負(fù)荷的80-85％)，BCP10就給CIP12發(fā)送尋呼信道分配消息，如①所示。若負(fù)荷下降至閾值或低于閾值，BCP10就給CIP12發(fā)送尋呼信道分配釋放消息，如②所示，以便釋放所分配的額外開銷信道。這樣，負(fù)荷就分散開，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。反向CDMA信道業(yè)務(wù)的分析結(jié)果列于表2中。下面的表2按尋呼信道數(shù)據(jù)率示出了假設(shè)根據(jù)IS-95消息格式進(jìn)行正常通話時(shí)的負(fù)荷。表2</tables>上面的表2中，N為業(yè)務(wù)信道數(shù)，A為所提供的負(fù)荷，M用戶總數(shù)，CHS為每小時(shí)建立通話的次數(shù)，0rig為原始消息產(chǎn)生的位數(shù)，PageResp.為尋呼響應(yīng)消息產(chǎn)生的位數(shù)，R.Reguest為登記請(qǐng)求消息產(chǎn)生的位數(shù)，Total為反向信道每小時(shí)所能產(chǎn)生的總位數(shù)。圖3按表2中示出的數(shù)據(jù)示出了接入信道的負(fù)荷。表2和圖3中所示的結(jié)果是按IS-95消息格式示出的。在反向CDMA信道中，若接入信道負(fù)載接近閾值，BCP10就給CIP12發(fā)送接入信道分配消息(①)和接入信道釋放消息(②)。閾值最好為計(jì)算負(fù)荷的80-85％。圖4示出了圖2所示BCP10中的額外開銷信道管理設(shè)備。額外開銷信道管理設(shè)備包括負(fù)荷計(jì)算處理器20、存儲(chǔ)裝置30和額外開銷信道控制器40。負(fù)荷計(jì)算處理器20計(jì)算整BTS的負(fù)荷。存儲(chǔ)裝置30存儲(chǔ)與基于負(fù)荷計(jì)算處理器20計(jì)算出的負(fù)荷另外進(jìn)行的額外開銷信道分配有關(guān)的資源。額外開銷信道控制器40控制額外開銷信道。舉例說，額外開銷信道控制器40在負(fù)荷下降時(shí)識(shí)別并釋放另外分配的額外開銷信道。更具體地說，若BTS2的負(fù)荷接近閾值(計(jì)算負(fù)荷的80-85％)，BCP10的額外開銷信道控制器40就通過CIP12給信道單元14-0，…，14-n發(fā)送額外開銷信道分配(尋呼信道和接入信道)分配消息(①)。若BTS2的負(fù)荷降低到閾值或閾值以下，BCP10的額外信道控制器40就通過CIP12給信道單元14-0，…，14-n發(fā)送額外信道的分配釋放消息(②)。綜上所述，若系統(tǒng)因業(yè)務(wù)增加而過載，就分配額外信道(尋呼信道和接入信道)。若負(fù)荷正常，則釋放額外信道的分配。這樣就有效管理無線電資源，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。上面已就本發(fā)明認(rèn)為是最佳的實(shí)施例舉例說明，但本
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的行家們都知道，在不脫離本發(fā)明在所附權(quán)利要求書中所述的范圍的前提下是可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行種種更改和修改并用等效元件代替相應(yīng)的元件的。權(quán)利要求1.一種管理移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的額外開銷信道的方法，它包括下列步驟計(jì)算所述基站的負(fù)荷；若計(jì)算出的負(fù)荷達(dá)某一閾值，則給信道卡接口處理器發(fā)送另外分配額外開銷信道消息，并另外分配所述額外開銷信道；和若計(jì)算出的負(fù)荷下降，則給所述信道卡接口處理器發(fā)送額外開銷信道分配釋放請(qǐng)求消息，并釋放所述額開銷信道。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值為計(jì)算負(fù)荷的80-85％。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述額外開銷信道為尋呼信道和接入信道。4.一種用以管理移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的額外開銷信道的設(shè)備，它包括一個(gè)負(fù)荷計(jì)算處理器，用以計(jì)算所述基站的負(fù)荷；一個(gè)存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)與根據(jù)計(jì)算負(fù)荷對(duì)所述額外開銷信道的另行分配有關(guān)的資源；一個(gè)額外開銷信道控制器，用以在計(jì)算出的負(fù)荷達(dá)某一閾值時(shí)給信道卡接口處理器發(fā)送另外分配額外開銷信道請(qǐng)求消息并分配另外的額外開銷信道，在計(jì)算出的負(fù)荷下降時(shí)給所述信道卡接口處理器發(fā)送額外開銷信道分配釋放請(qǐng)求消息并釋放所述額外開銷信道。5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述閾值為所計(jì)算負(fù)荷的80-85％。6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述額外開銷信道為尋呼信道和接入信道。全文摘要一種管理移動(dòng)通信系統(tǒng)基站的額外開銷信道的方法及其設(shè)備。所述方法包括下列步驟:計(jì)算基站的負(fù)荷;若計(jì)算出的負(fù)荷達(dá)某一閾值,則給信道卡接口處理器發(fā)送另外分配額外開銷信道求消息并另外分配額外開銷信道;而若計(jì)算出的負(fù)荷下降,則給信道卡接口處理器發(fā)送額外信道分配釋放請(qǐng)求消息并釋放額外開銷信道。文檔編號(hào)H04J13/00GK1198646SQ9810638公開日1998年11月11日申請(qǐng)日期1998年4月9日優(yōu)先權(quán)日1997年4月16日發(fā)明者尹圣勛申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社