CN1298177C - 通用分组无线系统中Abis口时隙资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通讯领域的GPRS中Abis口时隙资源分配方法，包括：(1)设置附时隙；(2)当无线信道作CS1/CS2使用时，分组数据从16k主时隙上传送；当无线信道作CS3/CS4使用时，分组数据从附时隙与主时隙合并的32k时隙上传送；(3)当发起由CS1/CS2向CS3/CS4转化过程时，先分配一条空闲的附时隙；然后通知BTS Abis口E1线上多帧时隙与无线信道的对应关系；并断开原交换网接隙；最后接上主时隙+附时隙时隙与分组处理单元间的交换网接隙；(4)当发起反方向转化过程时，将(3)中所述的分配空闲附时隙的操作变为释放附时隙。通过本发明所述方法，使得主时隙一直处于有效利用的状态，从而提高了Abis口时隙资源的使用效率，避免无线信道的误闭塞操作。

Description

通用分组无线系统中Abis口时隙资源分配方法

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线系统)系统中Abis口时隙资源分配方法。

背景技术

通讯系统在社会生活中正在发挥着日益重要的作用，人们对于通讯需求的增长推动着通讯系统技术的迅速发展，尤其是移动通讯系统，正在从传统的GSM系统向GPRS系统(General Packet Radio Service，通用分组无线系统)迅速演进，GPRS系统自身的技术发展也在不停的发展着。

在GPRS系统中，对用户需求影响较大的指标主要包括数据传输速率和错误修正能力等，而无线口的信道编码方式则对该两个指标有着重要影响，无线口的信道编码方式，依照等级从低到高依次为CS1-CS4四种(CS，Code Scheme，信道编码方式)，该四种信道编码方式对应的传送数据速率分别为9.05kbps、13.4kbps、15.6kbps和21.4kbps。其中，等级低的信道编码方式具有较高的错误修正能力和较低的数据吞吐量；而等级高的信道编码方式则具有较低的错误修正能力和较高的数据吞吐量。在GPRS系统商用初期，一般只采用CS1/CS2两种信道编码方式，原因主要有两个：一是现有GPRS商用系统的CIR(Carrier to interference radio，载干比)只能满足CS1/CS2的要求，若要再提高数据传输速率，则意味着较大的误码率，系统整体性能将不升反降；二是普通语音业务所需带宽一般小于16kbps，为节约传输成本，传统的GSM系统在Abis口(该口为协议规定的BSC与BTS间的接口)传输链路的处理上均采用1∶4复用方式(即将一条64k的Abis时隙分成4个16k子时隙，每个子时隙传送一个无线信道上的数据)，而且这些16k子时隙与无线信道的对应关系在OMC(Operation and Maintenance Center，操作维护中心)设定后一般不再改变。这种Abis口的传输方式只能满足CS1/CS2(9.05kbps/13.4kbps)这两种小于16kbps的要求。而随着GPRS业务的迅速发展，用户对移动通讯系统的传输速率要求也越来越高。而实践证明，当C/I值高于14的时候，系统就需要采用CS3/CS4信道编码方式来满足用户对传输速率的需求，而在靠近基站的物理区域，或者业务不是很繁忙、系统干扰也不大的区域内，在用户传输速率需求较高的情况下，C/I很容易达到较高指标，在这样的情况下，更需要提供具有高速率传输能力的CS3/CS4信道编码方式，以支持系统实际需求。

现有系统的Abis口承载的16k传输链路无法容纳一个CS3/CS4(15.6kbps/21.4kbps)无线时隙的流量，为了支持CS3/CS4无线时隙的流量，在Abis口上必须提供使一个无线时隙的信息能通过两个Abis口16k传输链路的功能。鉴于目前GSM系统已广泛商业使用，为了在不增加硬件设备、不影响系统整体容量的情况下尽量减少对原系统改动，降低系统升级成本，所以提出一种高效灵活的Abis时隙分配策略尤为关键。

目前解决这一问题的一般方法是：由OMC预先为每个载频的8个无线信道分配两个Abis口64k时隙，每4个无线信道对应一个Abis口64k时隙。采用1∶4复用方式后，每个无线信道对应其中一条16k子时隙(称为单帧时隙)。同时，将Abis口E1(即标准脉冲编码调制线，本发明指Abis口上的物理连线)线上的空闲时隙(即未固定分配给无线信道使用的时隙)依照两个16k子时隙(一般情况下，该两个子时隙是连续的)一组的方式构成若干32k的特殊时隙(称为多帧时隙)。当某一无线信道用作CS1/CS2使用时，分组数据从对应单帧时隙上传送。当基站系统确定将其转为CS3/CS4使用时，先在该基站下为其分配一条空闲的多帧时隙，然后进行交换网上的接隙改变动作(该动作进行先拆除原连接关系，再按新关系连接的操作)，使得分组数据从该多帧时隙上传送。由CS1/CS2向CS3/CS4转化的步骤一般为：首先在该基站下分配一条空闲的多帧时隙；然后通知BTS(Base TransceiverStation，基站收发信机)Abis口E1线上该多帧时隙与无线信道的对应关系，在然后断开原单帧时隙与分组控制单元间的交换网接隙，最后接上多帧时隙与分组控制单元间的交换网接隙。由CS3/CS4向CS1/CS2的转化步骤也大致相当。该方法存在较多的缺陷，当无线信道用作CS3/CS4使用后，在系统中将同时存在两条Abis口的时隙与该无线信道对应(一条是OMC预先设定的单帧时隙，另一条是系统自动分配的多帧时隙)，当单帧时隙故障时，会误将该无线信道闭塞，使得单帧时隙与无线信道的对应关系没有任何作用，达不到目的；而且当无线信道用作CS3/CS4使用后，原对应的单帧时隙将被闲置，造成Abis口资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的单帧时隙故障处理效果差、Abis口资源浪费严重等缺陷，提供一种有效利用Abis口资源、较好的单帧时隙故障处理能力的Abis口时隙资源分配方法。

本发明的核心思想是：在Abis口时隙资源中，引入主时隙和附时隙概念，将原单帧时隙定义为主时隙，将Abis口E1线上剩余空闲的16k子时隙定义为附时隙，附时隙被动态分配后，将与主时隙一同合并成一条多帧时隙来传送CS3/CS4的分组数据。

为了实现上述目的，本发明提出了一种通用无线分组系统中Abis口时隙资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

OMC预先将若干剩余空闲的16k子时隙设置为附时隙；

当无线信道作CS1/CS2使用时，分组数据从16k主时隙上传送；

当无线信道作CS3/CS4使用时，系统首先为其分配得到一条空闲附时隙，然后通过交换网和BTS内的接隙改变动作，使得分组数据从附时隙与主时隙一同合并得到的32k时隙上传送；

当发起由CS1/CS2向CS3/CS4转化过程时，依照下述步骤进行：

(1)在本基站下分配一条空闲的附时隙；

(2)通知BTS“Abis口E1线上主时隙和附时隙合并成的多帧时隙与无线信道的对应关系”；

(3)断开原主时隙与分组处理单元(处理GPRS分组数据的单元)间的交换网接隙；

(4)接上主时隙和附时隙合并成的时隙与分组处理单元间的交换网接隙。

当发起由CS3/CS4向CS1/CS2转化过程时，依照下述步骤进行：

(1)在本站点下释放一条附时隙；

(2)通知BTS“Abis口E1线上原主时隙与无线信道的对应关系”；

(3)断开原主时隙和原附时隙与分组处理单元(处理GPRS分组数据的单元)间的交换网接隙；

(4)接上原主时隙与分组处理单元间的交换网接隙。

本发明通过在Abis口时隙资源中引入主时隙和附时隙概念，附时隙与主时隙一同合并成一条多帧时隙来传送CS3/CS4的分组数据的方式，使得Abis口时隙资源以16k为单位分配，无论无线信道采用何种信道编码方式，主时隙都处于有效利用的状态，从而提高了Abis口时隙资源的使用效率；而且，由于在信道编码方式转变过程中，系统并没有改变由OMC设定的主时隙与无线信道的固定对应关系，从而有效避免无线信道的误闭塞操作。

附图说明

图1是本发明所述的GPRS系统中Abis口时隙资源分配方法的无线信道作CS1/CS2使用时，系统内的接隙示意图；

图2是本发明所述的GPRS系统中Abis口时隙资源分配方法的无线信道作CS3/CS4使用时系统内的接隙示意图；

图3是本发明所述的GPRS系统中Abis口时隙资源分配方法的无线信道从CS1/CS2向CS3/CS4转化时的流程示意图；

图4是本发明所述的GPRS系统中Abis口时隙资源分配方法的无线信道从CS3/CS4向CS1/CS2转化时的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。

在本发明所述方法中，OMC不再设置32k的多帧时隙，而是预先将若干剩余空闲的16k子时隙设置为附时隙，这些附时隙将作为一种资源被系统动态申请和释放。当无线信道作CS1/CS2使用时，分组数据仅从16k主时隙上传送。当无线信道作CS3/CS4使用时，系统首先为其分配得到一条空闲附时隙，然后通过交换网和BTS内的接隙改变动作，使得分组数据从附时隙与主时隙一道合成的32k时隙上传送。

图1为当无线信道作CS1/CS2使用时系统内的接隙示意图，表示无线信道作CS1/CS2使用时系统内的接隙情况。在BTS内，信道处理器和控制与操作维护模块内部传输通道中的A点(假定为子时隙〔1，1〕)为一个16k子时隙，是CS1/CS2的无线信道传送分组数据的通道，具体子时隙号可根据无线信道和内部帧结构换算得到。在Abis口E1线上的B点为一个16k主时隙，它与无线信道的对应关系由OMC预先设定。在BSC内，交换网和分组处理单元间的C点也是一个16k子时隙，由BSC(Base Station Controller，基站控制器)动态指定。当A、B、C点确定后，A、B点间的接隙工作由BSC通知控制与操作维护模块完成，B、C点间的接隙工作由交换网完成。当系统正常运行后，A、B、C将构成一条完整的16k数据通道。

图2为当无线信道作CS3/CS4使用时系统内的接隙示意图，表示无线信道作CS3/CS4使用时系统内的接隙情况。在BTS内，A点将变为一个32k的子时隙，用于传送CS3/CS4的无线信道分组数据，具体子时隙号可根据无线信道和内部帧结构换算得到。在Abis口E1线中，B点(假定为子时隙〔1，1〕)为主时隙，由OMC设定，B’点(假定为子时隙〔29，3〕)为附时隙，由系统从OMC预设定好的若干附时隙中动态分配得到。A点与B、B’点的接隙工作由BSC通知控制与操作维护模块实时完成，其中B点对应A点的前16k部分，B’点对应A点的后16k部分(因为控制与操作维护模块内的交换网是存储转发的，能够保证A点的32K数据有序地分配在两个16K时隙上传送)。在BSC内，交换网和分组处理单元间的C点由BSC动态指定，B与C点、B’与C’点的接隙工作由交换网板完成。当系统正常运行后，A、B、C将构成一条完整的32k数据通道。

图3是本发明所述的GPRS系统中Abis口时隙资源分配方法的无线信道从CS1/CS2向CS3/CS4转化时的流程示意图。该图以一个无线信道从CS1/CS2转化为CS3/CS4为例，具体说明系统是如何实现16k通道向32k通道扩展的。主要包括以下步骤：

步骤31：OMC预先将Abis口E1线上的B点(假定为子时隙〔1，1〕)设为主时隙(对应一无线信道)，并将一系列未使用的16k子时隙设为附时隙组，B′点(假定为子时隙〔29，3〕)为其中一个附时隙；

步骤32：当无线环境满足传输质量足够好的条件时，系统决定将B点对应的无线信道转为CS3/CS4使用；

步骤33：在同一基站的E1线下尝试为其分配一条附时隙；

步骤34：如果附时隙资源不足，分配失败，流程即结束；如果分配得到附时隙B’点，则将其状态设为“已分配”，目的是避免该时隙被其它无线信道重分配；

步骤35：将无线信道与B、B’点的对应关系下发至BTS，完成操作维护模块两侧的接隙工作，信道处理器同时将A点处通道带宽由16k改为32k；

步骤36：BSC通知交换网板断开B点与原C点的接隙，并完成B点、B’点与新C点的接隙工作，至此整个操作流程正常结束。

图4是本发明所述的GPRS系统中Abis口时隙资源分配方法的无线信道从CS3/CS4向CS1/CS2转化时的流程示意图。该图以一个无线信道从CS3/CS4转化为CS1/CS2为例，具体说明系统是如何实现32k通道向16k通道扩展的。主要包括以下步骤：

步骤41：系统已将某分组无线时隙转为CS3/CS4使用，并使用了Abis口E1线上的主时隙B点(假定为子时隙〔1，1〕)和附时隙B′点(假定为子时隙〔29，3〕)；

步骤42：当无线环境恶化时，系统决定将该无线信道转为CS1/CS2使用；

步骤43：回收该附时隙B′点；

步骤44：如果附时隙资源回收不成功，流程即结束；否则将其状态设为“未分配”，目的是使该时隙能被其它无线信道重分配；

步骤45：将无线信道与B的对应关系下发至BTS，完成操作维护模块两侧的接隙工作，信道处理器同时将A点处通道带宽由32k改为16k；

步骤46：BSC通知交换网板断开B点、B’点与原C点的接隙，并完成B点与新C点的接隙工作，至此整个操作流程正常结束。

通过以上分析，在CS3/CS4功能支持的实现方案中，通过引入主附时隙概念，较大幅度地提高Abis口E1线时隙资源的利用率，为运行商节省了传输成本。

Claims (2)

1、一种通用无线分组系统中Abis口时隙资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

OMC预先将若干剩余空闲的16k子时隙设置为附时隙；

当无线信道作CS1/CS2使用时，分组数据从16k主时隙上传送；

当无线信道作CS3/CS4使用时，系统首先为其分配得到一条空闲附时隙，然后通过交换网和BTS内的接隙改变动作，使得分组数据从附时隙与主时隙一同合并得到的32k时隙上传送；

当发起由CS1/CS2向CS3/CS4转化过程时，依照下述步骤进行：

(1)在本基站下分配一条空闲的附时隙；

(2)通知BTS“Abis口E1线上主时隙和附时隙合并成的多帧时隙与无线信道的对应关系”；

(3)断开原主时隙与分组处理单元间的交换网接隙；

(4)接上主时隙和附时隙合并成的时隙与分组处理单元间的交换网接隙；

当发起由CS3/CS4向CS1/CS2转化过程时，依照下述步骤进行：

(1)在本站点下释放一条附时隙；

(2)通知BTS“Abis口E1线上原主时隙与无线信道的对应关系”；

(3)断开原主时隙和原附时隙与分组处理单元间的交换网接隙；

(4)接上原主时隙与分组处理单元间的交换网接隙。

2、根据权利要求1所述的通用无线分组系统中Abis口时隙资源分配方法，其特征在于，所述分组处理单元为处理GPRS分组数据的单元。

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