СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ БЫСТРОЙ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОСРЕДСТВОМ БЫСТРОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИАПАЗОНА В ШИРОКОПОЛОСНОЙ СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК H04B7/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к широкополосной системе беспроводной связи, в частности к способу и устройству для выполнения быстрой передачи обслуживания с помощью быстрого регулирования диапазона.

Описание предшествующего уровня техники

Широкополосная система беспроводной связи, которая в настоящее время находится в стадии обсуждения в группе стандартизации Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.16, осуществляет связь точка-множество точек между базовой станцией (BS) и абонентской станцией (SS). Стандарт физического (PHY) уровня задает дуплексирование с временным разделением каналов (TDD) и дуплексирование с частотным разделением каналов (FDD) в качестве схемы дуплексирования и мультиплексирование с временным разделением каналов с использованием одной несущей (TDM-SC), мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) в качестве схемы мультиплексирования и задает стандарт уровня управления доступом к среде (MAC), допускающий работу сообща в вышеупомянутых стандартах PHY.

Далее приводится описание конфигурации традиционной системы связи, рассматриваемой в IEEE 802.16, со ссылкой на фиг.1.

Фиг.1 - это схема, иллюстрирующая конфигурацию широкополосной системы беспроводной связи, использующую концепцию сот, в частности конфигурацию системы связи IEEE 802.16e.

Ссылаясь на фиг.1, система связи IEEE 802.16e основана на сотовой конфигурации и состоит из BS1 110 и BS2 130, каждая из которых управляет собственной сотой, множества SS 120a, 120b, 120c и 120d, управляемых BS1 110, и множества SS 140a, 140b и 140c, управляемых BS2 130. SS классифицируются на стационарные SS (FSS) и мобильные SS (MSS) в соответствии со своей мобильностью.

Линия 150 радиосвязи между BS 110 и 130 и SS 120a, 120b, 120c, 120d, 140a, 140b и 140c, посредством которой передаются/принимаются сигналы, реализована с помощью вышеупомянутых схем PHY. BS 110 и 130 соединены друг с другом проводным способом для обмена информацией между собой.

Если MSS4 120d перемещается в перекрывающуюся область между сотами, управляемыми BS1 110 и BS2 130 и непрерывно перемещается от BS1 110, в данный момент обслуживающей MSS4 120d (называемой обслуживающей BS), в направлении BS2 целевой для MSS4 120d (называемой целевой BS), то в этом случае осуществляется эстафетная передача или передача обслуживания. Т.е. обслуживающая BS MSS4 120d изменяется с BS1 110 на BS2 130.

Фиг.2 - это схема, иллюстрирующая структуру кадра системы TDD OFDMA, примера широкополосной системы беспроводной связи.

Ссылаясь на фиг. 2, горизонтальная ось представляет номер OFDM-символа, а вертикальная ось представляет номер подканала. Как проиллюстрировано на фиг.2, каждый OFDMA-кадр включает в себя субкадр нисходящей линии связи (DL), состоящий из множества, например, 6 OFDM-символов, и субкадр восходящей линии связи (UL), состоящий из множества, например, 5 OFDM-символов. Каждый из OFDM-символов состоит из множества, например, M подканалов.

Каждый из кадров TDD OFDMA имеет DL-MAP 210 и UL-MAP 220, представляющие информацию распределения ресурсов субкадров нисходящей/восходящей линии связи. Сообщение DL-MAP указывает, как ресурсы, составляющие субкадр нисходящей линии связи, назначаются SS, а сообщение UL-MAP указывает, как ресурсы, составляющие субкадр восходящей линии связи, назначаются SS.

Кадр TDD OFDMA может включать в себя сообщение 230a дескриптора канала нисходящей линии связи (DCD), сообщение 230b дескриптора канала восходящей линии связи (UCD) и сообщение 230c оповещения соседней станции (NBR-ADV), и эти сообщения периодически включаются в кадр TDD OFDMA и могут отличаться друг от друга в отношении периода приема. Сообщение 230a DCD включает в себя связанные с каналом нисходящей линии связи параметры, сообщение 230b UCD включает в себя связанные с каналом восходящей линии связи параметры, а сообщение 230c NBR-ADV включает в себя информацию о соседних BS.

Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая процедуру начального регулирования диапазона для компенсации задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) вследствие разницы положения между BS и SS в широкополосной системе беспроводной связи. Ссылаясь на фиг.3, BS 310 назначает интервал 311 начального регулирования диапазона, соответствующий нескольким из возможностей передачи начального регулирования диапазона, допускающий прием RTD SSn 330, размещенной в самой дальней позиции от зоны обслуживания своей соты. На фиг.3 BS 310 включает в себя одну возможность передачи начального регулирования диапазона. После назначения интервала начального регулирования диапазона BS 310 широковещательно передает эту информацию всем SS посредством UL-MAP.

SS, которые должны выполнять начальное регулирование диапазона, к примеру, SS1 320 и SSn 330, передают сообщения 321 и 331 запроса на регулирование диапазона (RNG-REQ) соответственно в момент начала интервала 311 начального регулирования диапазона, указанного в UL-MAP. В схеме OFDMA сообщение RNG-REQ включает в себя код регулирования диапазона CDMA.

Сообщения 321 и 331 RNG-REQ передаются на конкурентной основе, и основанная на конкуренции передача может приводить к конфликтам сообщений для SS, размещенных на одинаковом расстоянии от BS 310. Чтобы разрешить эту проблему, стандарт системы связи IEEE 802.16e предоставляет возможность SS произвольно определять возможности передачи перед передачей сообщений RNG-REQ. Схема OFDMA позволяет SS произвольно выбирать перед передачей не только возможности передачи, но также и коды регулирования диапазона из конкретного набора, тем самым сокращая конфликты сообщений. Тем не менее схема OFDMA по-прежнему испытывает конфликты сообщений.

SS1 320 и SSn 330 не испытывают конфликтов RNG-REQ вследствие различного расстояния от BS 310. Поэтому BS 310 может успешно принимать передаваемые сообщения RNG-REQ. BS 310 может измерять RTD-значение 312a SS1 320 посредством вычисления разницы во времени между временем приема сообщения 321 RNG-REQ, переданного от SS1 320, и временем начала интервала 311 начального регулирования диапазона, может измерять RTD-значение 312b SSn 330 посредством вычисления разницы во времени между временем приема сообщения 331 RNG-REQ, переданного от SSn 330, и временем начала интервала 311 начального регулирования диапазона.

BS 310 разрешает SS 320 и 330 регулировать время передачи по восходящей линии связи посредством предоставления измеренных RTD-значений SS1 320 и SSn 330 посредством сообщений 322 и 332 ответа по регулированию диапазона (RNG-RSP). Вышеупомянутые процессы повторяются до тех пор, пока моменты времени передачи SS 320 и 330 по восходящей линии связи не наступят в диапазоне, заданном BS 310. Поскольку BS 310 распределяет ресурсы восходящей линии связи SS1 320 и SSn 330, следующая передача RNG-REQ может быть выполнена не на конкурентной основе.

Фиг.4 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру начального входа в сеть и передачи обслуживания MSS согласно стандарту системы связи IEEE 802.16e. Ссылаясь на фиг. 4, после включения MSS сначала осуществляет процесс выбора соты (этап 401). Процесс выбора соты - это процесс измерения качества каналов восходящей и нисходящей линии связи, и он включает в себя процесс приема сообщений DL/UL-MAP и сообщений DCD/UCD для нисходящей линии связи и процесс начального регулирования диапазона для восходящей линии связи. В процессе выбора соты MSS записывает собранную информацию о множестве сот для будущего использования, выбирает соту, предоставляющую наилучшее качество восходящей и нисходящей линии связи из сот, и выполняет процесс входа в сеть, описанный ниже, согласно результату выбора соты.

После завершения выбора соты MSS выполняет процесс синхронизации с нисходящей линией связи, предоставленной BS выбранной соты и получения параметров приема (этап 403). Процесс получения параметров состоит из процесса непрерывного приема сообщений DL-MAP и приема ассоциативно связанных с ними сообщений DCD. После синхронизации с нисходящей линией связи MSS должна принять сообщение UCD от BS, чтобы получить возможные параметры передачи для канала восходящей линии связи (этап 405).

После получения параметров восходящей линии связи MSS настраивает свои параметры передачи по восходящей линии связи, такие как временной сдвиг, сдвиг частоты и сдвиг мощности посредством процесса начального регулирования диапазона (этап 407). В ходе процесса начального регулирования диапазона MSS назначается от BS идентификатор соединения (CID), который должен быть использован в дальнейшем для передачи/приема управляющего сообщения.

После завершения начального регулирования диапазона MSS предоставляет свои возможности передачи/приема трафика для BS, а BS предоставляет следующие возможности передачи/приема трафика MSS-BS для MSS посредством сообщения на основе информации о MSS и своих возможностей передачи/приема, тем самым выполняя процедуру согласования базовой пропускной способности (этап 409).

После процедуры согласования базовой пропускной способности MSS должна выполнить авторизацию и обмен ключами с BS согласно процедуре, заданной в стандарте IEEE 802.16 (этап 411). После завершения авторизации и обмена ключами MSS назначается от BS дополнительный CID для целей управления и регистрируется в BS (этап 413). После завершения процесса регистрации в BS MSS назначается IP-адрес для передачи/приема трафика в ходе процесса настройки IP-соединения (этап 415) и выполняет процесс настройки системного времени и получения параметров работы системы (этап 417). Далее MSS назначается дополнительный CID, который должен быть использован для передачи/приема трафика по каждому потоку услуг (этап 419), после чего завершает процедуру входа в сеть, если достигает нормального режима для передачи/приема трафика (этап 423).

В нормальном режиме MSS, которая может передавать/принимать трафик, должна выполнять периодическое регулирование диапазона на интервалах времени, согласованных с BS, чтобы добиться синхронизации восходящей линии связи и сохранить/скорректировать параметры передачи. Помимо этого, MSS должна получить топологию сети с помощью BS (этап 421). Это обеспечивает возможность более быстрого выполнения процесса повторного входа в сеть в ходе передачи обслуживания. Получение топологии сети (этап 421) осуществляется посредством периодической широковещательной передачи посредством упомянутой BS информации о соседних BS. При этом широковещательная передача BS информации о соседних BS выполняется посредством передачи сообщения NBR-ADV.

Если уровень канала нисходящей линии связи, передаваемого от BS, т.е. обслуживающей BS падает ниже заданного порога, MSS проводит поиск BS, чтобы она выступала в качестве новой обслуживающей BS, т.е. целевой BS с помощью информации о соседних BS, полученной посредством сообщения NBR-ADV. В этот момент MSS может только измерить уровни сигналов нисходящей линии связи от кандидатских целевых BS или передать сообщения RNG-REQ кандидатским целевым BS наряду с измерением уровня сигналов нисходящей линии связи. В последующем описании первый случай, когда MSS измеряет только уровни сигналов нисходящей линии связи от целевых BS, упоминается как "пассивное сканирование", тогда как второй случай, когда MSS выполняет и измерение уровней сигналов нисходящей линии связи, и передачу сообщений RNG-REQ, упоминается как "активное сканирование".

Кандидатская целевая BS, принимающая сообщение RNG-REQ, передаваемое через активное сканирование, предоставляет MSS значение корректировки параметров восходящей линии связи и оцененный уровень обслуживания через передачу RNG-RSP. Когда сигнал нисходящей линии связи от обслуживающей BS меньше уровня сигнала кандидатской целевой BS, собираемого посредством процесса сканирования, MSS передает сообщение запроса на передачу обслуживания (HO-REQ) обслуживающей BS, чтобы тем самым начать процесс передачи обслуживания (этап 425).

Сообщение HO-REQ может включать в себя информацию, связанную с множеством кандидатских целевых BS. Обслуживающая BS, принимающая сообщение HO-REQ, выбирает оптимальную целевую BS посредством обмена информацией с кандидатскими целевыми BS и уведомляет MSS о выбранной оптимальной целевой BS посредством сообщения ответа по передаче обслуживания (HO-RSP). MSS, принимающая сообщение HO-RSP, отправляет сообщение указания передачи обслуживания (HO-IND) обслуживающей BS, и обслуживающая BS аннулирует все системные ресурсы, выделенные MSS при приеме сообщения HO-IND (этап 427).

MSS начинает процесс повторного входа в сеть для целевой BS, начинающийся с процесса синхронизации с нисходящей линией связи от целевой BS и получения соответствующих параметров (этап 431). Далее MSS выполняет процесс корректировки параметров восходящей линии связи (этап 437) посредством процесса получения параметров восходящей линии связи (этап 433) и процедуры регулирования диапазона (этап 435).

После последующей корректировки параметров восходящей линии связи MSS осуществляет процесс авторизации в новой обслуживающей BS (этап 439) и настраивает соединение с MAC-уровнем посредством выполнения процесса регистрации в новой обслуживающей BS (этап 441). Посредством этого MSS может обычно выполнять передачу/прием данных с новой обслуживающей BS и ей может быть назначен новый IP-адрес в следующем процессе (этап 443).

Как описано выше, в традиционной технологии BS может назначать CID соответствующей SS при передаче сообщения RNG-RSP в ответ на сообщение RNG-REQ и может распределять ресурсы восходящей линии связи для последующей, не основанной на конкуренции передачи сообщения RNG-REQ. В этой точке данные ресурсы не обязательно предназначены для SS, стремящейся к выбору соты и получению топологии.

Сущность изобретения

Традиционная технология имеет недостатки в том, что SS, подвергающаяся передаче обслуживания, выполняет основанную на конкуренции передачу регулирования диапазона в процессе получения топологии сети или процессе повторного входа в сеть. Это может приводить не только к потере сетевых ресурсов, но также к неожиданной существенной задержке и становится непосредственной причиной снижения качества служебного трафика для SS, пытающейся выполнить передачу обслуживания.

Дополнительно, в традиционном способе, когда целевая BS назначает информационный элемент для быстрого регулирования параметров связи (fast ranging; в тексте данной заявки упоминается как «быстрое регулирование диапазона»), целевой BS необходимо назначать ресурсы, допускающие принятие максимальной RTD, как описано выше, что приводит к неэффективному использованию ресурсов, и неожиданная существенная задержка вызывается основанным на конкуренции запросом на регулирование параметров связи (ranging; в тексте данной заявки упоминается как «регулирование диапазона»), осуществляющимся в процессе сканирования.

Поэтому цель настоящего изобретения - предоставить способ и устройство для более эффективного осуществления процесса регулирования диапазона в широковещательной системе беспроводной связи, использующей схему сот.

Другая цель настоящего изобретения - предоставить способ и устройство для более быстрого выполнения передачи обслуживания посредством приема назначенного временного идентификатора соединения (CID) от целевой базовой станции в ходе сканирования для передачи обслуживания в широкополосной системе беспроводной связи.

Дополнительная другая цель настоящего изобретения - предоставить способ и устройство для более быстрого выполнения передачи обслуживания посредством эффективной оценки задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) от целевой базовой станции, требуемой для передачи обслуживания, абонентской станцией в широкополосной системе беспроводной связи.

Еще одна другая цель настоящего изобретения - предоставить способ и устройство для более быстрого выполнения передачи обслуживания посредством выполнения быстрого регулирования диапазона с помощью целевой базовой станции на основе CID малой длины в ходе передачи обслуживания в широкополосной системе беспроводной связи.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую базовую станцию (BS), обменивающуюся данными с SS, и, по меньшей мере, одну соседнюю BS, находящуюся по существу с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых принимают сигналы нисходящей линии связи от обслуживающей BS и соседней BS, измеряют разницу времени поступления сигнала нисходящей линии связи, принимаемого от обслуживающей BS, и сигнала нисходящей линии связи, принимаемого от соседней BS, и передают измеренную разницу времени поступления обслуживающей BS.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) от обслуживающей базовой станции (BS) к целевой BS, выбранной из множества соседних BS в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с SS, и множество соседних BS, находящихся по соседству с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых передают сообщение запроса на регулирование диапазона целевой BS; принимают от целевой BS в ответ на сообщение запроса на регулирование диапазона сообщение ответа по регулированию диапазона, включающее в себя временный идентификатор соединения (CID), назначенный SS; и принимают назначенный информационный элемент быстрого регулирования диапазона от целевой BS посредством временного CID в ходе определения передачи обслуживания целевой BS.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) от обслуживающей базовой станции (BS) к целевой BS, выбранной из множества соседних BS в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с SS, и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых измеряют разницу времени поступления сигнала нисходящей линии связи, принимаемого от целевой BS, относительно сигнала нисходящей линии связи, принимаемого от обслуживающей BS; оценивают задержку прохождения сигнала в обоих направлениях между SS и соседней BS с помощью измеренной разницы времени поступления; и передают обслуживающей BS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя оцененную задержку прохождения сигнала в обоих направлениях.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) от обслуживающей базовой станции (BS) к целевой BS, выбранной из множества соседних BS в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с SS, и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых измеряют соотношение мощности несущей к помехе и шуму (CINR) сигнала, передаваемого от обслуживающей BS, и сравнивают измеренное результирующее значение с заранее определенным порогом; если измеренное результирующее значение меньше порога, сканируют на предмет соседней BS, обнаруживают сигнал, передаваемый от соседней BS, и измеряют CINR обнаруженного сигнала и разность времени поступления сигнала относительно сигнала, передаваемого от обслуживающей BS; после сканирования на предмет соседних BS, передают сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя измеренную разность времени поступления сигнала; после приема сообщения ответа на передачу обслуживания от обслуживающей BS в ответ на сообщение запроса на передачу обслуживания, передают сообщение указания передачи обслуживания обслуживающей BS; и выполняют процесс повторного входа в сеть с задержкой прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD), отраженной разностью времени поступления сигнала для передачи обслуживания целевой BS.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ поддержки передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией (BS) в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с абонентской станцией (SS), и, по меньшей мере, одну соседнюю BS, находящуюся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых принимают от SS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя разность времени поступления, измеренную SS между сигналами нисходящей линии связи от обслуживающей BS и от выбранной соседней BS; оценивают информацию по задержке прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) через разность времени поступления; и передают оцененную информацию RTD выбранной соседней BS.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ поддержки передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией (BS) в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с абонентской станцией (SS), и, по меньшей мере, одну соседнюю BS, находящуюся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых принимают от SS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя информацию по задержке прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD), оцененной SS, между SS и выбранной соседней BS; и передают информацию по RTD к выбранной соседней BS.

В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ поддержки передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией (BS) в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с абонентской станцией (SS), и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых после приема сообщения запроса на передачу обслуживания от конкретной SS генерируют таблицу передачи обслуживания с использованием информации, относящейся к сообщению запроса на передачу обслуживания; передают сообщение уведомления о передаче обслуживания, включающее в себя информацию, относящуюся к SS, которая передала сообщение запроса на передачу обслуживания соседним BS; после приема сообщения ответа на уведомление о передаче обслуживания, соответствующего сообщению уведомления о передаче обслуживания, от соседних BS, обновляют таблицу передачи обслуживания с использованием информации, включенной в сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания; задают целевую BS, которая может предоставить SS надлежащий уровень обслуживания, посредством анализа временного идентификатора соединения (CID), включенного в сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, и передачи целевой BS сообщения подтверждения передачи обслуживания, указывающего, что обслуживание SS будет передано целевой BS; и после приема сообщения подтверждения передачи обслуживания, передают к SS сообщение ответа по передаче обслуживания, включающее в себя информацию о целевой BS и временном CID.

В соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ поддержки передачи обслуживания целевой базовой станцией (BS) в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с абонентской станцией (SS), и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых принимают от обслуживающей BS сообщение уведомления о передаче обслуживания, включающее в себя оцененную задержку прохождения сигнала в обоих направлениях между SS и целевой BS; определяют, чтобы утвердить передачу обслуживания, запрошенную запрашивающей передачу обслуживания SS, включенной в сообщение уведомления о передаче обслуживания, определяют полосу пропускания и уровень обслуживания, который может быть предоставлен SS; передают обслуживающей BS сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, включающее в себя упомянутую определенную информацию в сообщении ответа на уведомление о передаче обслуживания; и после приема сообщения подтверждения передачи обслуживания от обслуживающей BS в ответ на сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, назначают информационный элемент быстрого регулирования диапазона, отраженный посредством оцененной задержки прохождения сигнала в обоих направлениях для быстрого регулирования диапазона, SS.

В соответствии с девятым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) от обслуживающей базовой станции (BS) к целевой BS, выбранной из множества соседних BS в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с SS, и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS. Способ содержит этапы, на которых оценивают значение задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) для целевой BS на основе RTD-значения для обслуживающей BS и разности времени поступления сигнала между сигналом, принимаемым от обслуживающей BS, и сигналом, принимаемым от целевой BS; передают оцененное RTD-значение для целевой BS обслуживающей BS; и определяют, чтобы выполнить передачу обслуживания целевой BS, и принимают от целевой BS сообщение, включающее в себя назначенный информационный элемент быстрого регулирования диапазона и оцененное RTD-значение.

В соответствии с десятым аспектом настоящего изобретения, предусмотрено устройство абонентской станции (SS) для выполнения передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции (BS) к целевой BS, выбранной из множества соседних BS в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с SS, и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS. Устройство содержит приемное устройство для вычисления разности времени поступления между сигналом, принимаемым от обслуживающей BS, и сигналом, принимаемым от целевой BS; процессор управления доступом к среде (MAC) для оценки значения задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) для целевой BS на основе RTD-значения для обслуживающей BS и разности времени поступления, вычисленной приемным устройством; и передающее устройство для передачи RTD-значения для целевой BS, оцененного MAC-процессором, обслуживающей BS или целевой BS.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, рассматриваемого вместе с прилагаемыми чертежами, из которых:

Фиг.1 - это схема, иллюстрирующая конфигурацию широкополосной системы беспроводной связи, поддерживающей передачу обслуживания;

Фиг.2 - это схема, иллюстрирующая структуру кадра частотно-временной области широкополосной системы беспроводной связи TDD OFDMA;

Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая процедуру начального регулирования диапазона для компенсации задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) вследствие разницы положений между BS и SS в широкополосной системе беспроводной связи;

Фиг.4 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру начального входа в сеть и передачи обслуживания MSS согласно стандарту системы связи IEEE 802.16e;

Фиг.5 - это схема, иллюстрирующая ситуацию передачи обслуживания, возникающую в результате перемещения MSS;

Фиг.6 - это схема передачи сигналов, иллюстрирующая основанную на активном сканировании процедуру передачи обслуживания посредством быстрого регулирования диапазона согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.7 - это схема передачи сигналов, иллюстрирующая основанную на пассивном сканировании процедуру передачи обслуживания посредством быстрого регулирования диапазона согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.8 - это блок-схема, иллюстрирующая структуру приемо-передающего устройства в устройстве SS согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру передачи обслуживания, выполняемую SS согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру передачи обслуживания, выполняемую обслуживающей BS согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.11 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру передачи обслуживания, выполняемую целевой BS согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Далее подробно описано несколько предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, содержащихся в данном документе, опущено в целях краткости.

Настоящее изобретение предлагает способ косвенного начального регулирования диапазона (IIR), чтобы уменьшить временную задержку, требуемую в процессе начального регулирования диапазона с помощью целевой базовой станции (BS) в ходе передачи обслуживания.

Способ IIR согласно настоящему изобретению уменьшает передачу служебных сигналов сканирования и минимизирует временную задержку посредством предоставления возможности абонентской станции (SS) оценивать задержку прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) посредством преамбулы кадра нисходящей линии связи (DFP), принимаемого от целевой BS в ходе процесса сканирования.

В настоящем изобретении BS, назначающая информационный элемент (IE) быстрого регулирования диапазона, использует 16-битный временный идентификатор соединения (CID) вместо 48-битного MAC-адреса в ходе передачи обслуживания, чтобы отличать соответствующие SS, тем самым повышая эффективность ресурсов.

Помимо этого, настоящее изобретение обеспечивает возможность быстрого регулирования диапазона в ходе передачи обслуживания посредством предоставления возможности быть назначенным SS временного CID от целевой BS в ходе сканирования для передачи обслуживания.

Далее подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на фиг. 5-11.

Далее приводится краткое описание ситуации, когда происходит передача обслуживания в широкополосной системе беспроводной связи, со ссылкой на фиг. 5.

Фиг.5 - это схема, иллюстрирующая ситуацию передачи обслуживания, возникающую в результате перемещения MSS. Ссылаясь на фиг.5, по мере того как MSS1 510, обслуживаемая BS1 520, перемещается в направлении BS2 530, BS1 520 пытается передать обслуживание MSS1 510 BS2 530. В этом случае BS1 520, MSS1 510 и BS2 530 осуществляют процесс быстрого регулирования диапазона согласно настоящему изобретению. При этом, как описано выше, BS1 520 и BS2 530 могут обмениваться информацией по проводной сети 540, соединяющей их.

В этой структуре традиционный способ быстрого регулирования диапазона дает возможность MSS1 510 передавать неконкурентный запрос на начальное регулирование диапазона в BS2 530, тем самым обеспечивая возможность быстрого регулирования диапазона. Тем не менее, традиционный способ быстрого регулирования диапазона приводит к неэффективному распределению ресурсов BS2 530. Т.е. BS2 530 должна выделять ресурсы, допускающие принятие RTD между MSS1 510 и BS2 530. Помимо этого, BS2 530 должна использовать 48-битный MAC-адрес, чтобы обозначать SS1 510 в процессе уведомления о выделении ресурсов посредством сообщения UL-MAP. Поэтому настоящее изобретение предлагает эффективный способ быстрого регулирования диапазона посредством фиг. 6 и 7.

Как описано выше, процесс сканирования, в котором SS измеряет уровни сигналов, принимаемых от соседних BS, чтобы выполнять передачу обслуживания, делится на пассивное сканирование, при котором SS измеряет только уровни сигналов нисходящей линии связи от целевых BS, и активное сканирование, при котором SS осуществляет и измерение уровней сигналов нисходящей линии связи, и передачу сообщения RNG-REQ. Далее приводится отдельное подробное описание способа быстрого регулирования диапазона на основе пассивного сканирования и способа быстрого регулирования диапазона на основе активного сканирования.

Первый вариант осуществления (основанная на активном сканировании процедура передачи обслуживания)

Фиг.6 - это схема передачи сигналов, иллюстрирующая основанную на активном сканировании процедуру передачи обслуживания посредством быстрого регулирования диапазона согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг.6, способ передачи обслуживания согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения выделяет ресурсы восходящей линии связи посредством 16-битного CID вместо 48-битного MAC-адреса SS, используемого в традиционном способе быстрого регулирования диапазона.

Ссылаясь на фиг.6, SS1 610, требующая передачи обслуживания, передает сообщение запроса на сканирование (SCN-REQ) в BS1 620 (этап 641) и принимает сообщение ответа по сканированию (SCN-RSP) от BS1 620 в ответ на сообщение SCN-REQ (этап 643). Далее SS1 610 передает сообщение запроса начального регулирования диапазона (RNG-REQ) в BS2 630 согласно процессу активного сканирования (этап 645). BS2 630 передает сообщение ответа по регулированию диапазона (RNG-RSP) в SS1 610 в ответ на сообщение RNG-REQ (этап 647). В этот момент BS2 630 может назначить временный CID SS1 610 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Временный CID представляет CID, который может быть временно использован SS1 610, чтобы выполнять начальное регулирование диапазона для целевой базовой станции для передачи обслуживания, т.е. BS2 630. Поэтому BS2 630 может быть реализована таким образом, чтобы аннулировать назначенный временный CID, если отсутствует трафик, передаваемый от SS1 610 с помощью временного CID, до заданного момента времени.

После завершения процедуры сканирования, если SS1 610 передает сообщение запроса на передачу обслуживания (HO-REQ) для передачи обслуживания BS2 630 в BS1 620 (этап 649), BS1 620 уведомляет BS2 630 о запросе на передачу обслуживания от SS1 610 с помощью сообщения уведомления о передаче обслуживания (HO-Notification) (этап 651). После этого BS2 630 сообщает BS1 620 о том, следует ли принимать передачу обслуживания, с помощью сообщения ответа на уведомление о передаче обслуживания (HO-Notification.Response) (этап 653). Далее BS1 620 принимает сообщение HO-Notification.Response и определяет BS2 630 в качестве целевой BS, которой будет передано обслуживание SS1 610, если определено, что BS2 630 может принять передачу обслуживания. Затем BS1 620 передает сообщение подтверждения передачи обслуживания (HO-Confirm) в BS2 630 (этап 654).

После этого BS1 620 уведомляет SS1 610 о том, принимает ли BS2 630 передачу обслуживания в ответ на сообщение HO-REQ от SS1 610, с помощью сообщения ответа по передаче обслуживания (HO-RSP) (этап 655). Далее SS1 610 передает сообщение указания передачи обслуживания (HO-IND) в BS1 620 (этап 657), тем самым принимая окончательное решение по передаче обслуживания.

Когда BS2 630 принимает запрос на передачу обслуживания от SS1 610, она может предоставить возможность передачи сообщения неконкурентного запроса на начальное регулирование диапазона SS1 610 посредством назначения IE быстрого регулирования диапазона (этап 659). Назначение IE быстрого регулирования диапазона может использовать временный CID, назначенный в процессе сканирования, вместо MAC-адреса SS1 610, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Учитывая, что MAC-адрес SS1 610, как правило, состоит из 48 бит, а CID, как правило, состоит из 16 бит, использование временного CID может способствовать уменьшению ресурсов.

Далее SS1 610 передает/принимает сообщение RNG-REQ и сообщение RNG-RSP в/от BS2 630 (этапы 661 и 663), тем самым выполняя начальное регулирование диапазона.

Вышеупомянутый способ согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения - это основанный на активном сканировании способ, и он не может гарантировать быстрое регулирование диапазона, поскольку конкурентная передача сообщения запроса на начальное регулирование диапазона выполняется в вышеописанном процессе. Второй вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ косвенного начального регулирования диапазона (IIR) в качестве еще одного способа, допускающего минимизацию задержки передачи обслуживания.

Способ IIR дает возможность SS, желающей выполнить передачу обслуживания, пропустить процесс активного сканирования и дает возможность целевой BS назначать IE быстрого регулирования диапазона с высокой эффективностью использования ресурсов, тем самым предоставляя возможность быстрой передачи обслуживания с высокой эффективностью использования ресурсов. Далее подробно описывается способ IIR согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.7.

Второй вариант осуществления (основанная на IIR процедура передачи обслуживания)

Фиг.7 - это схема передачи сигналов, иллюстрирующая основанную на пассивном сканировании процедуру передачи обслуживания посредством быстрого регулирования диапазона согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.7 иллюстрирует процедуру IIR для быстрой передачи обслуживания, предлагаемую в настоящем изобретении, в которой в ходе процесса получения топологии сети, осуществляемом при передаче обслуживания, SS оценивает RTD-значение целевой BS просто посредством использования разности времени поступления между сигналами, передаваемыми от обслуживающей BS и целевой BS, без передачи/приема сообщений регулирования диапазона в/от целевой BS.

Ссылаясь на фиг.7, SS1 710, желающая выполнить передачу обслуживания, принимает периодические преамбулы кадров нисходящей линии связи (DFP) 741a, 741b, 741c, 745 и 749, каждый из которых имеет продолжительность кадра TDD/FDD, от BS1 720. SS1 710 может сгенерировать и откорректировать собственный тактовый сигнал на основе DFP-сигналов 741a, 741b, 741c, 745 и 749, периодически передаваемых от BS1 720.

Если значение соотношения мощности несущей к помехе и шуму (CINR) DFP 741b, передаваемого от BS1 720, падает ниже заданного порога, SS1 710 передает сообщение SCN-REQ BS1 720, чтобы осуществить поиск новой BS, и затем принимает сообщение SCN-RSP от BS1 720, чтобы выполнить сканирование (этап 743).

В этот момент SS1 710 принимает DFP 747, передаваемый от BS2 730, и может измерить значение Δ (770) разности, разность времени поступления преамбул кадров нисходящей линии связи (DTPA), между DFP 745 от BS1 720 и DFP 747 от BS2 730 посредством собственного тактового сигнала, сгенерированного/скорректированного на основе DFP 741a, 741b, 741c, 745 и 749, периодически передаваемых от BS1 720.

SS1 710 может оценить RTD-значение RTD_BS2 для BS2 730 посредством измеренного DTPA-значения 770. RTD_BS2 может быть оценено с помощью RTD-значения RTD_BS1, измеренного в ходе процесса регулирования диапазона с помощью BS1 720, и DTPA-значения 770 в соответствии с уравнением 1:

RTD_BS2 = RTD_BS1 + 2DTPA (1)

Ссылаясь на уравнение 1, RTD-значение RTD_BS2 между SS1 710 и BS2 730 может быть оценено как значение, определенное посредством отражения разности времени прохождения сигнала в обоих направлениях (2xDTPA) между BS1 720 и BS2 730 в RTD-значении RTD_BS1 между SS1 710 и BS1 720. Поэтому оцененное RTD-значение RTD_BS2 BS2 730 может быть использовано в качестве значения корректировки времени, которое может быть отражено, когда SS1 710 передает его BS2 730. При этом оцененное RTD-значение RTD_BS2 BS2 730 может быть получено посредством запроса/ответа по начальному регулированию диапазона с помощью SS1 710 и BS2 730.

Чтобы BS2 730 назначила IE быстрого регулирования диапазона SS1 710 с высокой эффективностью использования ресурсов, SS1 710 необходимо знать значение RTD_BS2, которое является значением корректировки, которое должно быть применено для передачи по восходящей линии связи. С этой целью второй вариант осуществления настоящего изобретения предлагает предоставить возможность SS1 710 включить измеренное DTPA-значение 770 или значение RTD_BS2 в процесс передачи сообщения HO-REQ (этап 751).

BS1 720, принимающая сообщение HO-REQ, включает принятое оцененное DTPA-значение или оцененное значение RTD_BS2 (ERTD) в сообщение HO-pre-Notification (т.е. HO-Notification) и передает сообщение HO-pre-Notification в BS2 730 (этап 753). BS2 730 может осуществить назначение IE быстрого регулирования диапазона с высокой эффективностью использования ресурсов посредством отражения значения корректировки RTD_BS2 SS1 710 посредством сообщения HO-pre-Notification, принятого от BS 1 720.

Как и первый вариант осуществления настоящего изобретения, второй вариант осуществления настоящего изобретения также может использовать 16-битный CID вместо 48-битного MAC-адреса SS1 710. Т.е. BS2 730 назначает временный CID SS1 710, распознанный посредством сообщения HO-pre-Notification, и уведомляет BS1 720 о назначении временного CID посредством сообщения HO-pre-Notification.Response (т.е. HO-Notification.Response) (этап 755). Затем BS1 720, принимающая сообщение HO-pre-Notification.Response, определяет, что BS2 730 может принимать передачу обслуживания, и выбирает BS2 730 в качестве целевой BS, которой будет передано обслуживание SS1 710. Далее BS1 720 передает сообщение HO-Confirm BS2 730 (этап 756). После этого BS1 720 уведомляет SS1 710 о принятом временном CID посредством сообщения HO-RSP (этап 757).

SS1 710, принимающая сообщение HO-RSP, передает сообщение HO-IND к BS1 720 (этап 759) и принимает IE быстрого регулирования диапазона от BS2 720 (этап 761). Затем SS1 710 и BS2 730 обмениваются сообщением RNG-REQ и сообщением RNG-RSP друг с другом в способе, описанном в связи с фиг. 6 (этап 763 и 765), выполняя начальное регулирование диапазона.

Хотя способ основанной на активном сканировании передачи обслуживания согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения дает возможность быть назначенным абонентской станции (т.е. SS1) временному CID при приеме сообщения RNG-RSP от целевой BS (т.е. BS2), предпочтительно, чтобы способ основанной на пассивном сканировании передачи обслуживания согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения давал возможность быть назначенным SS1 временному CID при приеме сообщения HO-RSP от BS2.

Таблицы 1-4 иллюстрируют форматы сообщений, в которых поля должны быть частично модифицированными или добавленными для реализации настоящего изобретения.

Таблица 1СинтаксисРазмерHO-REQ_Message_Format () { Message Type8 битN_Recommended8 битEstimated HO Time8 битFor (j=0: j<N_Recommended; j++) { Neighbor BS ID48 битBS CINR8 битDTPA or ERTD8 битService level prediction8 бит} } 

Таблица 2СинтаксисРазмерHO-RSP_Message_Format 0 { Message Type8 битEstimated HO time8 битN_Recommended8 битFor (j=0; j<N_Recoimmended: j++) { Neighbor BS ID48 битTemporary CID16 битService level prediction8 бит} } 

Таблица 3СинтаксисРазмерHO-pre-Notification_Message_Format () { Global Header152 битFor (j=0: j<Num_Records: j++) { SS unique identifer48 битEstimated HO time8 битRequired BW8 битRequired QoS8 битERTO8 бит} Security field48 битCRC field8 бит} 

Таблица 4СинтаксисРазмерHO-pre-Notifeation-response_Message_Format 0 { Global Header152 битFor (j=0; j<Num_Records; j++) { SS unique identifier48 битBW Estimated8 битQoS Estimated8 битTemporary CIO16 бит} Security field48 битCRC field8 бит} 

Ссылаясь на таблицы 1-4, формат сообщения HO-REQ табл.1 должен иметь поле DTPA или Estimated RTD (ERTD) добавленным к традиционному формату сообщения, формат сообщения HO-RSP табл.2 должен иметь поле Temporary CID добавленным к традиционному формату сообщения, формат сообщения HO-pre-Notification табл.3 должен иметь поле ERTD добавленным к традиционному формату сообщения, а формат сообщения HO-pre-Notification.Response табл.4 должен иметь поле Temporary CID заменяющим поле Ack/Nack в традиционном формате сообщения.

Далее приводится описание приемо-передающего устройства SS для осуществления способа передачи обслуживания согласно вариантам осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.8.

Фиг.8 - это блок-схема, иллюстрирующая устройство для выполнения операции SS, описанной в связи с фиг.7. Ссылаясь на фиг.8, устройство SS состоит из приемного устройства 810, MAC-процессора 820 и передающего устройства 830. Приемное устройство 810 состоит из модуля обработки DFP (DPM) 840, модуля генерирования синхросигнала (TGM) 850, модуля 860 вычисления DTPA, блока 870 быстрого преобразования Фурье (FFT) для обработки данных приема и демодулятора и FEC-декодера 880.

DPM 840 - это модуль для обработки DFP, или опорного сигнала, принимаемого от текущей обслуживающей BS, и он измеряет CINR обслуживающей BS, и если измеренный CINR падает ниже порога, уведомляет MAC-процессор 820 о падении измеренного CINR. Дополнительно, DPM 840 уведомляет TGM 850 о времени поступления периодического DFP и принимает DFP соседней BS в ответ на запрос на сканирование MAC-процессором 820. Помимо этого, DPM 840 уведомляет модуль 860 вычисления DTPA о времени поступления DFP соседних BS, принятых посредством сканирования, и передает данные, принятые после DFP, в FFT-блок 870.

TGM 850 генерирует собственную тактовую информацию посредством сигналов, периодически принимаемых от DPM 840, и обеспечивает опорное временное значение для модуля 860 вычисления DTPA. Модуль 860 вычисления DTPA вычисляет значение разности DTPA (или Δ) между временем поступления DFP текущей обслуживающей BS, оцененным на основе информации об опорном времени, предоставленной от TGM 850, и временем поступления DFP новой BS, предоставляемым DPM 840.

Значение разности предоставляется в MAC-процессор 820, и MAC-процессор 820 передает сообщение запроса на сканирование передающему устройству 830 и инструктирует DPM 840 выполнить поиск новой BS, в ответ на запрос на поиск новой BS, принятый от DPM 840. После приема вычисленного DTPA-значения из модуля 860 вычисления DTPA MAC-процессор 820 оценивает RTD-значение для новой BS на основе принятого DTPA-значения.

Передающее устройство 830 передает сообщение, принятое от MAC-процессора 820, обслуживающей BS или новой BS.

Далее приводится описание процедур передачи обслуживания, выполняемых SS, обслуживающей BS и целевой BS согласно варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 9-11.

Фиг.9 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру передачи обслуживания, выполняемую SS согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг.9, SS измеряет CINR-значение DFP, принимаемого от обслуживающей BS, каждый кадр (этап 901). Если измеренное значение DFP_CINR ^servingBS меньше заранее определенного порога TH_a (этап 903), SS начинает сканирование на предмет соседних BS (этап 905). В процессе сканирования SS обнаруживает DFP-сигналы, передаваемые от соседних BS, измеряет CINR-значения DFP-сигналов и измеряет DTPA-значение посредством устройства по фиг.8 (этап 907).

Затем SS завершает сканирование всех соседних BS, оповещенных обслуживающей BS (этап 909), после чего задает BS, для которых предусмотрена передача обслуживания. Способ задания BS, для которых предусмотрена передача обслуживания, может быть реализован несколькими способами. В настоящем изобретении SS генерирует сообщение HO-REQ посредством включения в него BS ID, CINR и DTPA каждой BS, рассматривая только те BS, CINR-значения которых, измеренные в ходе процесса сканирования, больше порога, и после этого передает сообщение HO-REQ обслуживающей BS (этап 911). Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим способом и может использовать несколько других способов для задания целевых BS.

SS передает ожидаемое время, требуемое для передачи обслуживания, вместе с сообщением HO-REQ. Затем SS принимает сообщение HO-RSP от обслуживающей BS (этап 913). SS обнаруживает временный CID, назначенный посредством целевой BS, включенный в сообщение HO-RSP. Затем SS передает сообщение HO-IND обратно обслуживающей BS (этап 915). В заключение, SS сдвигает время передачи по восходящей линии связи для выбранной целевой BS на значение ERTD (этап 917) и выполняет процесс повторного входа в сеть для передачи обслуживания (этап 919).

Фиг.10 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру передачи обслуживания, выполняемую обслуживающей BS в ответ на запрос на передачу обслуживания от SS согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг. 10, обслуживающая BS принимает сообщение HO-REQ от конкретной SS (этап 1001). Сообщение HO-REQ включает в себя оцененное время передачи обслуживания (EHOT), предусмотренное SS для передачи обслуживания, и связанную информацию (CINR, DTPA и ERTD) кандидатских целевых BS.

После приема сообщения HO-REQ обслуживающая BS составляет таблицу передачи обслуживания с помощью относящейся к сообщению HO-REQ информации (этап 1003). Таблица передачи обслуживания проиллюстрирована в таблице 5, и обслуживающая BS может быть реализована таким образом, чтобы управлять относящейся к сообщению HO-REQ информацией с помощью таблицы передачи обслуживания, проиллюстрированной в таблице 5 (этап 1009).

Таблица 5

BS
MSSBS1BS2...BSi...BSnMSS1CINRCINR_1-1 ...CINR_1-i... ERTDERTD_1-1 ...ERTD_1-i... P_BW  ... ... P_QoS  ... ... T_CID  ... ... SLP  ... ... R_BWR_BW_1R_QoSR_QoS_1EHOTEHOT_1Target BS ........................MSSmCINRCINR_m-1CINR_m-2... ...CINR_m-nERTDERTD_m-1ERTD_m-2... ...ERTD_m-nP_BW  ... ... P_QoS  ... ... T_CID  ... ... SLP  ... ... R_BWR_BW_mR_QoSR_QoS_mEHOTEHOT_m Target BS 

Как проиллюстрировано в таблице 5, в таблице передачи обслуживания записывается информация, включенная в сообщение HO-REQ и информационный элемент, который должен быть собран посредством успешных операций, посредством перечисления соседних BS обслуживающей BS по горизонтальной оси и перечисления SS, которые передали сообщение HO-REQ, по вертикальной оси.

Далее со ссылкой на таблицу 5 приводится описание SS1, которая рассматривает передачу обслуживания соседним BS BS1-BSi посредством сообщения HO-REQ.

SS1 включает оцененное время передачи обслуживания EHOT1 и значения от CINR1-1/ERTD1-1 до CINR_1-i/ERTD_1-i для BS1-BSi, выбранных посредством сканирования, в сообщение HO-REQ и передает сообщение HO-REQ обслуживающей BS, а обслуживающая BS записывает принятую информацию в таблицу передачи обслуживания, проиллюстрированную в таблице 5. Дополнительно, обслуживающая BS анализирует требующуюся SS1 полосу пропускания (R_BW_1), указывающую полосу пропускания, требуемую SS1, и требующееся SS1 QoS (R_QoS_1), указывающее качество обслуживания (QoS), требуемое SS1, на основе информации, записанной посредством SS1, и записывает R_BW_1 и R_QoS_1 в поля R_BW и R_QoS табл.5. Аналогичным образом, обслуживающая BS записывает информацию HO-REQ, принятую от другой SS, в таблицу передачи обслуживания табл. 5.

Затем обслуживающая BS пытается осуществить связь с соседними BS, чтобы заполнить собственную таблицу передачи обслуживания. Обслуживающая BS, управляющая таблицей передачи обслуживания по табл.5, сначала передает сообщение HO-pre-Notification (т.е. HO-Notification) в BS1 (этап 1005), и сообщение HO-pre-Notification включает в себя идентификатор (MAC-адрес)/EHOT_1/ERTD_1-1/R_BW_1/R_QoS_1 по идентификатору (MAC-адрес)/EHOT_m/ERTD_1-m/R_BW_m/R_QoS_m для SS1-SSm. Помимо этого, обслуживающая BS включает в себя предшествующую информацию в сообщении HO-pre-Notification и передает сообщение HO-pre-Notification в BS2-BSn (этап 1005).

После передачи сообщения HO-pre-Notification обслуживающая BS принимает сообщение HO-pre-Notification.Response (т.е. HO-Notification.Response) от соседних BS (этап 1007), и сообщение HO-pre-Notification.Response включает в себя информацию о SS, включенных в сообщение HO-pre-Notification. Информация включает в себя предоставленную полосу пропускания (P_BW), предоставленное QoS (P_QoS) и временный CID (T_CID), который может быть предоставлен SS от BS, которая передала сообщение HO-pre-Notification.Response. Если значение T_CID равно 0x0000, это означает, что BS, которая передала сообщение HO-Notification.Response, не может принять SS.

Далее обслуживающая BS отражает информацию, включенную в сообщение HO-pre-Notification, в таблице передачи обслуживания (этап 1009). На основе отраженной информации обслуживающая BS определяет значение прогноза уровня обслуживания (SLP), указывающее прогнозируемый уровень обслуживания, при котором соседняя BS может предоставить обслуживание соответствующей SS. После этого обслуживающая BS определяет BS, которые могут предоставлять соответствующие значения SLP для SS, которая запросила передачу обслуживания, и передает сообщение HO-Confirm определенным BS (этап 1011), тем самым уведомляя BS, принимающую сообщение HO-Confirm, о том, что SS выполнит передачу обслуживания ей.

Обслуживающая BS включает информацию (BS ID и SLP), связанную с BS, которая передала сообщение HO-Confirm, в сообщение HO-RSP и передает сообщение HO-RSP соответствующей SS (этап 1013). Если обслуживающая BS принимает сообщение HO-IND в ответ на переданное сообщение HO-RSP (этап 1015), оно отражает окончательную информацию о целевой BS, включенную в сообщение HO-IND, в таблицу передачи обслуживания табл. 5 (этап 1017), тем самым завершая процедуру.

Фиг.11 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру передачи обслуживания, выполняемую целевой BS в ответ на запрос на передачу обслуживания от SS согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг.11, целевая BS принимает сообщение HO-pre-Notification от обслуживающей BS (этап 1101), начиная процедуру передачи обслуживания. На основе информации о SS, включенной в сообщение HO-pre-Notification, целевая BS определяет то, может ли она утвердить передачу обслуживания, запрошенную SS (этап 1103).

Если целевая BS может утвердить передачу обслуживания, целевая BS определяет временный CID (T_CID=значение кроме 0x0000), который должен быть назначен соответствующей SS (этап 1109), и определяет P_BW и P_QoS, которые могут быть предоставлены SS (этап 1111). Затем целевая BS включает определенную информацию в сообщение HO-pre-Notification.Response и передает сообщение HO-pre-Notification.Response обслуживающей BS, которая передала сообщение HO-pre-Notification (этап 1113). После этого, если целевая BS принимает сообщение HO-Confirm от обслуживающей BS (этап 1115), целевая BS назначает IE быстрого регулирования диапазона для быстрого регулирования диапазона для SS, включенной в сообщение HO-Confirm (этап 1117).

При этом целевая BS отражает ERTD SS, предоставленный посредством сообщения HO-pre-Notification согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вместо назначения IE быстрого регулирования диапазона, с тем чтобы она могла принять минимальный RTD на основе зоны обслуживания соты, тем самым выделяя интервал с высокой эффективностью использования ресурсов.

Тем не менее, если целевая BS не может принять запрос на передачу обслуживания SS, сообщенный посредством сообщения HO-pre-Notification, целевая BS задает для временного CID T_CID значение 0x0000 (этап 1105) и передает сообщение HO-pre-Notification.Response, включающее в себя информацию T_CID (этап 1107), отклоняющее запрос на передачу обслуживания.

Как описано выше, настоящее изобретение дает возможность BS, назначающей IE быстрого регулирования диапазона для быстрого регулирования диапазона, использовать 16-битный CID вместо 48-битного MAC-адреса соответствующей SS, тем самым повышая эффективность использования радиоресурсов. Помимо этого, способ IIR согласно варианту осуществления настоящего изобретения дает возможность SS в процессе сканирования принимать только DFP новой BS и сообщать новой BS RTD-значение для новой BS, которое может быть оценено на основе DFP, посредством обслуживающей BS, тем самым минимизируя передачу служебных сигналов и задержку при сканировании и обеспечивая возможность целевой BS выполнять назначение IE быстрого регулирования диапазона с высокой эффективность использования ресурсов.

Несмотря на то, что изобретение показано и описано со ссылкой на его конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от духа и области применения изобретения, заданной прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи. Способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую базовую станцию (BS), обменивающуюся данными с SS, и, по меньшей мере, одну соседнюю BS, находящуюся рядом с обслуживающей BS, заключается в том, что SS принимает сигналы нисходящей линии связи от обслуживающей BS и соседней BS, измеряет разницу времени поступления сигнала нисходящей линии связи, принимаемого от обслуживающей BS, и сигнала нисходящей линии связи, принимаемого от соседней BS, и передает измеренную разницу времени поступления обслуживающей BS. Техническим результатом является эффективное осуществление процесса регулирования диапазона в широковещательной системе беспроводной связи. 9 н. и 44 з.п. ф-лы, 11 ил., 5 табл.

1. Способ выполнения передачи обслуживания абонентской станцией (SS) от обслуживающей базовой станции (BS) к целевой BS, выбранной из множества соседних BS посредством обслуживающей BS в широкополосной системе беспроводной связи, включающей в себя обслуживающую BS, обменивающуюся данными с SS, и множество соседних BS, находящихся рядом с обслуживающей BS, при этом способ содержит этапы, на которых:

передают сообщение запроса на регулирование параметров связи к целевой BS;

принимают от целевой BS в ответ на сообщение запроса на регулирование параметров связи сообщение ответа по регулированию параметров связи, включающее в себя временный идентификатор соединения (CID) целевой BS, назначенный для SS; и

принимают назначенный информационный элемент быстрого регулирования параметров связи от целевой BS посредством использования временного CID, после определения, что обслуживание передается целевой BS;

выполняют быстрое регулирование параметров связи с целевой BS посредством использования назначенного информационного элемента быстрого регулирования параметров связи.

измеряют разницу времени поступления между сигналом нисходящей линии связи, принимаемым от целевой BS, и сигналом нисходящей линии связи, принимаемым от обслуживающей BS;

оценивают задержку прохождения сигнала в обоих направлениях между SS и целевой BS с помощью измеренной разницы времени поступления; и

передают обслуживающей BS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя оцененную задержку прохождения сигнала в обоих направлениях.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA.

принимают сообщение ответа по передаче обслуживания, включающее в себя временный идентификатор соединения (CID), назначенный SS, от обслуживающей BS в ответ на сообщение запроса на передачу обслуживания после передачи сообщения запроса на передачу обслуживания;

принимают информационный элемент быстрого регулирования параметров связи от целевой BS после определения передачи обслуживания целевой BS; и

выполняют начальное регулирование параметров связи с целевой BS посредством временного CID после приема информационного элемента быстрого регулирования параметров связи.

обнаруживают, посредством целевой BS, SS посредством сообщения уведомления о передаче обслуживания, переданного от обслуживающей BS; и

назначают, посредством целевой BS, соответствующий временный CID обнаруженной SS, и передают обслуживающей BS сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, включающее в себя временный CID,

при этом обслуживающая BS передает временный CID, принятый от целевой BS, SS посредством сообщения ответа по передаче обслуживания.

измеряют соотношение мощности несущей к помехе и шуму (CINR) сигнала, передаваемого от обслуживающей BS, и сравнивают измеренное результирующее значение с заранее определенным порогом;

если измеренное результирующее значение меньше порога, сканируют на предмет соседних BS, обнаруживают сигнал, передаваемый от соседней BS, и измеряют CINR обнаруженного сигнала и разность времени его поступления относительно сигнала, передаваемого от обслуживающей BS;

после сканирования на предмет соседних BS, передают сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя измеренную разность времени поступления сигнала;

после приема сообщения ответа по передаче обслуживания от обслуживающей BS в ответ на сообщение запроса на передачу обслуживания, передают сообщение указания передачи обслуживания обслуживающей BS; и

выполняют процесс повторного входа в сеть с задержкой прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD), отраженной разностью времени поступления сигнала, для передачи обслуживания к целевой BS.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA.

принимают сообщение ответа по передаче обслуживания, включающее в себя временный идентификатор соединения (CID), назначенный SS, от обслуживающей BS в ответ на сообщение запроса на передачу обслуживания, после передачи сообщения запроса на передачу обслуживания;

принимают информационный элемент быстрого регулирования параметров связи от целевой BS после определения передачи обслуживания к целевой BS; и

выполняют начальное регулирование параметров связи с целевой BS посредством временного CID после приема информационного элемента быстрого регулирования параметров связи.

принимают, посредством обслуживающей BS, от SS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя разность времени поступления, измеренную SS между сигналами нисходящей линии связи от обслуживающей BS и от соседней BS относительно выбранной соседней BS;

оценивают информацию по задержке прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) посредством упомянутой разности времени поступления; и

передают оцененную информацию RTD упомянутой выбранной соседней BS.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA.

принимают, посредством обслуживающей BS, от SS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя информацию по задержке прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) оцененную SS между SS и соседней BS относительно выбранной соседней BS; и

передают информацию по RTD выбранной соседней BS.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA.

после приема посредством обслуживающей BS сообщения запроса на передачу обслуживания от конкретной SS, генерируют таблицу передачи обслуживания с использованием информации, относящейся к сообщению запроса на передачу обслуживания;

передают сообщение уведомления о передаче обслуживания, включающее в себя информацию, относящуюся к SS, которая передала сообщение запроса на передачу обслуживания, соседним BS;

после приема сообщения ответа на уведомление о передаче обслуживания, соответствующего сообщению уведомления о передаче обслуживания, от соседних BS, задают целевую BS, которая может предоставить SS надлежащий уровень обслуживания, посредством анализа временного идентификатора соединения (CID), включенного в сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, и передачи целевой BS сообщения подтверждения передачи обслуживания, указывающего, что обслуживание SS будет передано целевой BS; и

после передачи сообщения подтверждения передачи обслуживания, передают SS сообщение ответа по передаче обслуживания, включающее в себя информацию о целевой BS и временном CID.

принимают, посредством целевой базовой станции, от обслуживающей BS сообщение уведомления о передаче обслуживания, включающее в себя оцененную задержку прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) между SS и целевой BS;

определяют, что надо утвердить передачу обслуживания, запрошенную запрашивающей передачу обслуживания SS, включенной в сообщение уведомления о передаче обслуживания, определяют полосу пропускания и уровень обслуживания, которые могут быть предоставлены SS;

передают обслуживающей BS сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, включающее в себя упомянутую определенную информацию; и

после приема сообщения подтверждения передачи обслуживания от обслуживающей BS в ответ на сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, назначают SS информационный элемент быстрого регулирования параметров связи, отраженный посредством оцененной задержки прохождения сигнала в обоих направлениях, для быстрого регулирования параметров связи.

определяют временный идентификатор соединения (CID), который должен быть назначен SS; и

передают обслуживающей BS сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания, включающее в себя временный CID.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA.

оценивают значение задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) для целевой BS на основе RTD-значения для обслуживающей BS и разности времени поступления сигнала между сигналом, принимаемым от обслуживающей BS, и сигналом, принимаемым от целевой BS;

передают в обслуживающую BS сообщение запроса на передачу обслуживания, включающее в себя оцененное RTD-значение для целевой BS; и

определяют, что надо выполнить передачу обслуживания к целевой BS, и принимают от целевой BS сообщение, включающее в себя назначенный информационный элемент быстрого регулирования параметров связи и оцененное RTD-значение.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA,

где RTD_BS2 обозначает RTD-значение для целевой BS, RTD_BS1 обозначает RTD-значение для обслуживающей BS, a DTPA обозначает разницу времени поступления между сигналом, принимаемым от обслуживающей BS, и сигналом, принимаемым от целевой BS.

приемное устройство для вычисления разности времени поступления между сигналом, принимаемым от обслуживающей BS, и сигналом, принимаемым от целевой BS, и приема назначенного информационного элемента быстрого регулирования параметров связи от целевой BS посредством временного CID в ходе определения передачи обслуживания к целевой BS;

процессор управления доступом к среде (MAC) для оценки значения задержки прохождения сигнала в обоих направлениях (RTD) для целевой BS на основе RTD-значения для обслуживающей BS и разности времени поступления, вычисленной приемным устройством; и

передающее устройство для передачи в обслуживающую BS или целевую BS RTD-значения для целевой BS, оцененного МАС-процессором;

причем SS выполняет быстрое регулирование параметров связи с целевой BS посредством назначенного информационного элемента быстрого регулирования параметров связи, когда принимает назначенный информационный элемент быстрого регулирования параметров связи.

модуль генерирования синхросигнала для генерирования собственной информации синхронизации посредством сигнала, периодически принимаемого из модуля обработки опорных сигналов, и предоставления опорного значения времени; и

модуль вычисления разницы времени для вычисления значения разницы между временем поступления опорного сигнала обслуживающей BS, предоставленным из модуля генерирования синхросигнала, и временем поступления опорного сигнала обслуживающей BS, предоставленным из модуля обработки опорных сигналов.

RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA,

где RTD_BS2 обозначает RTD-значение для целевой BS, RTD_BS1 обозначает RTD-значение для обслуживающей BS, a DTPA обозначает разницу времени поступления между сигналом, принимаемым от обслуживающей BS, и сигналом, принимаемым от целевой BS.