Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение имеет отношение к системе и способу эстафетной передачи в системе мобильной связи и, в частности, к системе и способу оптимизации процесса эстафетной передачи, которые могут сократить задержку времени при эстафетной передаче в системе широкополосной мобильной связи.
Уровень техники
В системе связи четвертого поколения (4G), являющейся системой связи следующего поколения, активно проводились исследования для предоставления пользователям служб, имеющих различное качество обслуживания (QoS) и поддерживающих скорость передачи около 100 Мбит/с. В особенности, в текущей системе связи четвертого поколения (4G) активно проводились исследования для разработки системы связи нового типа, гарантирующей мобильность и качество обслуживания (QoS) в системе беспроводной локальной сети (LAN) и системе беспроводной городской сети (MAN), поддерживающих относительно высокие скорости передачи, и поддержки высокоскоростной службы, которая будет обеспечена системой связи четвертого поколения (4G). Как образцы таких систем связи нового типа были разработаны системы связи стандарта Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16a и система связи стандарта IEEE 802.16e.
Система связи стандарта IEEE 802.16a и система связи стандарта IEEE 802.16e используют схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM) и схему многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDMA) для поддержки сети широкополосной передачи для физического канала системы беспроводной городской сети (MAN).
Система связи стандарта IEEE 802.16a является системой только для одной структуры без отражения мобильности абонентского терминала (SS) вообще, в которой абонентский терминал находится в стационарном состоянии. В отличие от этого система связи стандарта IEEE 802.16e является системой, отражающей мобильность абонентского терминала, и обладающий мобильностью абонентский терминал (SS) будет называться мобильным абонентским терминалом (MSS).
Далее будет описана структура традиционной системы связи стандарта IEEE 802.16e со ссылкой на фиг.1, в которой представлена блок-схема, иллюстрирующая структуру традиционной системы мобильной связи (например, системы связи стандарта IEEE 802.16e).
Система связи стандарта IEEE 802.16e имеет структуру с множеством сот, включающую в себя соту 100 и соту 150. Также система связи стандарта IEEE 802.16e включает в себя базовую станцию (BS) 110, управляющую сотой 100, базовую станцию 140, управляющую сотой 150, и множество мобильных абонентских терминалов 111, 113, 130, 151 и 153. Передача/прием сигналов между базовыми станциями 110 и 140 и мобильными абонентскими терминалами 111, 113, 130, 151 и 153 осуществляется посредством способа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM)/многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDMA). В данном случае мобильный абонентский терминал 130 расположен в зоне перекрытия (то есть, в зоне эстафетной передачи) между сотой 100 и сотой 150. В соответствии с этим, когда мобильный абонентский терминал 130 перемещается далее в соту 150, управляемую базовой станцией 140, при этом передавая сигнал базовой станции 110 или принимая сигнал от базовой станции 110, обслуживающая базовая станция для мобильного абонентского терминала 130 заменяется с базовой станции 110 на базовую станцию 140.
Далее будет обсуждаться типичный процесс эстафетной передачи со ссылкой на фиг.2, на которой представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая типичный процесс эстафетной передачи.
Сначала мобильный абонентский терминал 210, связанный с обслуживающей базовой станцией (BS1) 220, пытается соединяться с новой базовой станцией, когда состояние связи с обслуживающей базовой станцией 220 ухудшается ниже предопределенного порога. Чтобы определить подходящие базовые станции, которые могут служить в качестве новой обслуживающей базовой станции, мобильный абонентский терминал 210 сканирует соседние базовые станции, с которыми можно соединиться, например базовую станцию (BS2) 230, базовую станцию (BS3) 240 и базовую станцию (BS4) 250 (этап 201). После этого на основе определения мобильный абонентский терминал 210 выбирает базовые станции (например, базовую станцию (BS2) 230, базовую станцию (BS3) 240), у которых мобильный абонентский терминал 210 запросит эстафетную передачу. Затем мобильный абонентский терминал 210 передает обслуживающей базовой станции 220 сообщение MOB_MSSHO_REQ запроса эстафетной передачи мобильного абонентского терминала, которое включает в себя рекомендованные соседние базовые станции 230 и 240 и результат сканирования (этап 203). После приема сообщения MOB_MSSHO_REQ обслуживающая базовая станция 220 передает сообщение предуведомления (HO_pre_notification) эстафетной передачи, сообщая о запросе эстафетной передачи, сделанном мобильным абонентским терминалом 210, рекомендованным соседним базовым станциям (то есть, базовой станции (BS2) 230 и базовой станции (BS3) 240), содержащимся в сообщении MOB_MSSHO_REQ (этапы 205 и 207 соответственно). Сообщение HO_pre_notification включает в себя информацию мобильного абонентского терминала 210 о требуемой полосе пропускания и требуемом качестве обслуживания.
После приема сообщения HO_pre_notification соседние базовые станции 230 и 240 передают обслуживающей базовой станции 220 ответное сообщение (HO_pre_notification_response), содержащее подтверждение или отказ запроса эстафетной передачи мобильного абонентского терминала 210 на основании их собственных статусов ресурсов (этапы 209 и 211 соответственно). После этого обслуживающая базовая станция 220 определяет базовые станции, которым может быть осуществлена эстафетная передача мобильного абонентского терминала 210, и передает ответное сообщение MOB_BSHO_RSP эстафетной передачи, содержащее определенные базовые станции (BS), мобильному абонентскому терминалу 210 (этап 215). Сообщение MOB_BSHO_RSP включает в себя одну или более базовых станций. После этого обслуживающая базовая станция 220 передает целевой базовой станции, одной из рекомендованных целевых базовых станций, содержащихся в сообщении MOB_BSHO_RSP (например, базовой станции (BS3) 240), сообщение подтверждения (HO_confirm) эстафетной передачи с тем, чтобы базовая станция могла подготовить эстафетную передачу мобильного абонентского терминала 210 (этап 213).
После приема сообщения MOB_BSHO_RSP мобильный абонентский терминал 210 определяет целевую базовую станцию из числа рекомендованных целевых базовых станций, содержащихся в сообщении MSS_BSHO_RSP, к которой будет выполнена эстафетная передача, и передает обслуживающей базовой станции 220 сообщение указания (MOB_HO_IND) эстафетной передачи, содержащее определенную базовую станцию (этап 217). После приема сообщения MOB_HO_IND от мобильного абонентского терминала 210 обслуживающая базовая станция 220 освобождает канал беспроводной связи с мобильным абонентским терминалом 210 (этап 219).
Затем мобильный абонентский терминал 210 выполняет процесс повторного входа в сеть с соседней базовой станцией (например, базовой станцией (BS3) 240), содержащейся в сообщении MOB_HO_IND (этапы 221-225). Далее соседняя базовая станция, к которой мобильный абонентский терминал 210 перемещается и с которой снова соединяется, будет называться целевой базовой станцией. После выполнения процесса повторного входа в сеть мобильный абонентский терминал 210 устанавливает новый канал беспроводной связи с целевой базовой станцией 240. Процесс повторного входа в сеть с целевой базовой станцией 240 подобен процессу входа в сеть с обслуживающей базовой станцией 220 и включает в себя этапы, на которых: (1) получают параметры нисходящей/восходящей линии связи; (2) выбирают диапазон; (3) повторно согласовывают основные возможности; (4) повторно подтверждают полномочия; (5) повторно регистрируют; и (6) повторно устанавливают обеспечение связи по протоколу IP. Наконец, мобильный абонентский терминал 210, установивший новый канал беспроводной связи с целевой базовой станцией 240, может продолжить передачу данных (этап 227).
Согласно описанной выше структуре в ходе освобождения канала беспроводной связи с существующей обслуживающей базовой станцией и установления нового канала беспроводной связи с целевой базовой станцией в следующий момент времени существующая обслуживающая базовая станция удаляет служебный контекст мобильного абонентского терминала. То есть, обслуживающая базовая станция удаляет служебный контекст в тот момент времени, когда принимает сообщение MOB_HO_IND от мобильного абонентского терминала, или в тот момент времени, когда принимает сообщение о завершении эстафетной передачи от целевой базовой станции после того, как завершено установление нового канала беспроводной связи между мобильным абонентским терминалом и целевой базовой станцией. В этот момент сообщение о завершении эстафетной передачи должно еще быть подробно определено.
Существующий способ эстафетной передачи, в котором, как описано выше, мобильный абонентский терминал освобождает существующий канал беспроводной связи с обслуживающей базовой станцией и устанавливает новый канал беспроводной связи с целевой базовой станцией во время эстафетной передачи, имеет следующие недостатки.
В частности, согласно существующему способу эстафетной передачи, необходима частая эстафетная передача, когда мобильный абонентский терминал часто перемещается между различными сотами, которыми управляют различные базовые станции, и всякий раз, когда выполняется эстафетная передача, необходим процесс повторного входа в сеть, вызывающий задержку. Поэтому согласно существующему способу эстафетной передачи прерывание передачи/приема данных вследствие эстафетной передачи может увеличиться и стать недопустимым.
Также, если процесс эстафетной передачи инициализирован, когда отношение несущей к помехе и шуму (CINR) у сигнала от обслуживающей базовой станции меньше, чем это отношение у сигнала соседней базовой станции, сообщение MOB_MSSHO_REQ, сообщение MOB_BSHO_RSP и сообщение MOB_HO_IND должны быть переданы даже в состоянии, в котором связь между мобильным абонентским терминалом и обслуживающей базовой станцией является плохой. В этом случае может произойти ошибка передачи или задержка из-за повторной передачи, которые могут вызвать еще большие задержки и прерывания обслуживания. Кроме того, может произойти случайная задержка доступа, когда мобильный абонентский терминал передает сообщение MOB_MSSHO_REQ и сообщение MOB_HO_IND. Поэтому в зависимости от продолжительности задержки связь с обслуживающей базовой станцией может быть прервана даже прежде, чем завершится процесс эстафетной передачи.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с этим было создано настоящее изобретение, чтобы решить вышеупомянутые проблемы, возникшие в предшествующем уровне техники, и задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа оптимизации процесса эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа базовой связи и способа опроса для оптимизации процесса эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа.
Также другой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа оптимизации процесса эстафетной передачи, который может сократить процесс повторного входа в сеть при каждой эстафетной передаче в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа оптимизации процесса эстафетной передачи, который может сократить задержку при эстафетной передаче с использованием механизма опроса в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа.
Чтобы решить вышеупомянутые задачи, обеспечивается способ выполнения эстафетной передачи в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, имеющей обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и имеющей, по меньшей мере, одну соседнюю базовую станцию, смежную с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых: принимают посредством обслуживающей базовой станции запрос эстафетной передачи от мобильного абонентского терминала; отдают команду посредством обслуживающей базовой станции мобильному абонентскому терминалу выполнить эстафетную передачу в ответ на запрос эстафетной передачи от мобильного абонентского терминала; и выполняют посредством мобильного абонентского терминала процесс повторного входа в сеть для быстрой эстафетной передачи в соответствии с информацией, включенной в команду эстафетной передачи от обслуживающей базовой станции.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ выполнения эстафетной передачи посредством мобильного абонентского терминала в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, имеющей обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и имеющей множество соседних базовых станций, смежных с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых: передают от мобильного абонентского терминала к обслуживающей базовой станции запрос эстафетной передачи; принимают от обслуживающей базовой станции посредством мобильного абонентского терминала ответное сообщение в ответ на запрос эстафетной передачи; подтверждают информацию уровня связи для эстафетной передачи, включенной в ответное сообщение от обслуживающей базовой станции; и выполняют посредством мобильного абонентского терминала и целевой базовой станции процесс повторного входа в сеть для быстрой эстафетной передачи, опуская, по меньшей мере, один этап процесса повторного входа в сеть в соответствии с информацией уровня связи.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ для поддержки эстафетной передачи посредством обслуживающей базовой станции в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и целевую базовую станцию, смежную с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых: передают функциональный профиль мобильного абонентского терминала после приема запроса эстафетной передачи от мобильного абонентского терминала; и передают ответное сообщение мобильному абонентскому терминалу, в ответном сообщении имеется опущенная информация для выполнения процесса быстрого повторного входа с целевой базовой станцией.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ выполнения эстафетной передачи посредством целевой базовой станции в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, имеющей обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и имеющей целевую базовую станцию, смежную с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых: передают обслуживающей базовой станции ответную информацию и информацию уровня связи, когда в течение процесса согласования через сетевое базовое сообщение с обслуживающей базовой станцией определено, что целевая базовая станция может обеспечить службу для мобильного абонентского терминала, информация уровня связи включает в себя уровень связи, на котором целевая базовая станция и мобильный абонентский терминал будут осуществлять связь; принимают функциональный профиль мобильного абонентского терминала от обслуживающей базовой станции; и выполняют быструю эстафетную передачу вместе с мобильным абонентским терминалом через процесс повторного входа в сеть, опуская, по меньшей мере, один предопределенный этап.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ оптимизации процесса эстафетной передачи в системе мобильной связи, содержащей обслуживающую базовую станцию, мобильный абонентский терминал и целевую базовую станцию. Способ содержит этапы, на которых: разделяют процесс эстафетной передачи на несколько уровней базовой связи, чтобы минимизировать задержку по времени из-за эстафетной передачи, и выбирают соответствующий уровень базовой связи посредством целевой базовой станции в процессе согласования через сетевое базовое сообщение между обслуживающей базовой станцией и целевой базовой станцией; передают от обслуживающей базовой станции мобильному абонентскому терминалу ответное сообщение эстафетной передачи, ответное сообщение эстафетной передачи сообщает мобильному абонентскому терминалу о соответствующем уровне базовой связи, выбранном целевой базовой станцией; передают целевой базовой станции информацию мобильного абонентского терминала, соответствующего уровню базовой связи; и выполняют посредством мобильного абонентского терминала процесс повторного входа в сеть, опуская предопределенный процесс передачи/приема сообщения, соответствующий уровню базовой связи от обслуживающей базовой станции.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ выполнения эстафетной передачи в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и множество соседних базовых станций, смежных с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых: передают от обслуживающей базовой станции мобильному абонентскому терминалу сообщение запроса эстафетной передачи, в сообщении запроса эстафетной передачи имеется опущенная информация для выполнения процесса быстрого повторного входа вместе с целевой базовой станцией; и выполняют быструю эстафетную передачу посредством мобильного абонентского терминала через процесс повторного входа в сеть, опуская, по меньшей мере, один предопределенный этап на основе информации, включенной в сообщение запроса эстафетной передачи.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается система поддержки выполнения эстафетной передачи для поддержки эстафетной передачи в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и множество соседних базовых станций, смежных с обслуживающей базовой станцией. Поддержка эстафетной передачи содержит обслуживающую базовую станцию для приема сообщения, содержащего выбранный уровень базовой связи, от доступной целевой базовой станции в течение процесса сетевого согласования, передачи функционального профиля мобильного абонентского терминала целевой базовой станции в ответ на сообщение и передачи ответного сообщения эстафетной передачи, содержащего назначенный уровень базовой связи, мобильному абонентскому терминалу, тем самым отдавая команду мобильному абонентскому терминалу выполнить быструю эстафетную передачу, опуская предопределенный этап, соответствующий уровню базовой связи; целевую базовую станцию для приема информации мобильного абонентского терминала, для которого должна быть осуществлена эстафетная передача от обслуживающей базовой станции, и выбора и передачи соответствующего уровня базовой связи обслуживающей базовой станции в ответ на принятую информацию; и мобильный абонентский терминал для приема ответного сообщения эстафетной передачи от обслуживающей базовой станции и выполнения процесса повторного входа в сеть для быстрой эстафетной передачи вместе с целевой базовой станцией в соответствии с уровнем базовой связи, содержащимся в ответном сообщении эстафетной передачи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из следующего подробного описания, рассмотренного вместе с сопроводительными чертежами, среди которых:
Фиг.1 - блок-схема, схематично иллюстрирующая структуру традиционной системы мобильной связи;
Фиг.2 - блок-схема последовательности операций для иллюстрации типичного процесса эстафетной передачи;
Фиг.3 - блок-схема последовательности операций процесса базовой связи для оптимизации эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.4A и 4B - блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие базовую связь второго уровня для оптимизации эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения; и
Фиг.5A и 5B - блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие базовую связь третьего уровня для оптимизации эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будет описан предпочтительный вариант осуществления в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на сопроводительные чертежи. В последующем описании настоящего изобретения подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в это описание, будет опускаться, когда оно делает неясным предмет настоящего изобретения.
Настоящее изобретение предлагает решение для улучшения процесса эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа (MBWA). Таким образом, настоящее изобретение предлагает решение для оптимизации процесса эстафетной передачи для улучшения выполнения эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа (MBWA). Для такой оптимизации настоящее изобретение предлагает поэтапную базовую связь и механизм опроса и определяет процесс и сообщение сигнализации для их реализации.
Базовая связь в соответствии с настоящим изобретением включает в себя три уровня, то есть базовую связь первого уровня (уровень 1), базовую связь второго уровня (уровень 2) и базовую связь третьего уровня (уровень 3) (причем каждый уровень также известен как ступень). Далее будет обсуждаться способ в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения оптимизации процесса повторного входа в сеть через трехступенчатую базовую связь, описанную выше. В последующем описании следует отметить, что целевая базовая станция BS1 и целевая базовая станция BS2 являются соседними базовыми станциями, к которым мобильный абонентский терминал может перемещаться, то есть целевыми базовыми станциями, включенными в список целевых базовых станций.
В последующем описании способа эстафетной передачи в соответствии с настоящим изобретением та же самая операция, что и в традиционном способе эстафетной передачи, показанном в фиг.2, не будет описываться повторно, и, главным образом, подробно обсуждаться будет только поэтапная базовая связь в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей базовую связь первого уровня для оптимизации эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения.
Процесс базовой связи первого уровня является процессом, в котором обслуживающая базовая станция 320 передает профиль возможностей мобильного абонентского терминала 310 целевым базовым станциям 330 и 340 с тем, чтобы из процесса повторного входа в сеть мог быть опущен этап повторного согласования основных возможностей, то есть этапы передачи сообщений SBC_REQ и SBC_RSP (показанные на этапе 350).
Блок-схема, показанная на фиг.3, иллюстрирует первую ступень (уровень) из трехступенчатой базовой связи, предложенной в соответствии с настоящим изобретением, для минимизации задержки эстафетной передачи. Как показано на фиг.3, на первом уровне в ходе согласования через сетевые базовые сообщения, включающие в себя сообщение HO_pre_notification (этапы 309 и 311) и сообщение HO_pre_notification_response (этапы 313 и 315), между обслуживающей базовой станцией 320 и доступными целевыми базовыми станциями 330 и 340 доступные целевые базовые станции добавляют подтверждение (ACK) или отказ (NACK) в переданное сообщение HO_pre_notification_response. Блок-схема, проиллюстрированная на фиг.3, основана на предположении, что целевая базовая станция BS2 340 является работоспособной целевой базовой станцией. Здесь работоспособная целевая базовая станция BS2 340 передает сообщение HO_pre_notification_response после добавления соответствующего уровня базовой связи (BCL, например BCL=1) вместе с подтверждением ACK в сообщение HO_pre_notification_response (этап 315).
Затем обслуживающая базовая станция 320 добавляет информацию об уровне базовой связи (BCL=1), принятую от целевой базовой станции BS2 340, в сообщение MOB_BSHO_RSP и затем передает сообщение мобильному абонентскому терминалу 310 (этап 319). Здесь сообщение MOB_BSHO_RSP может включать в себя следующие числа для указания уровня базовой связи (BCL): 0 = полумобильный; 1 = уровень 1 базовой связи (опустить сообщения SBC-REQ/RSP во время обработки повторного входа); 2 = уровень 2 базовой связи (опустить сообщения SBC-REQ/RSP, PKM-REQ/RSP и REG-REQ/RSP во время обработки повторного входа); и 3 = уровень 3 базовой связи (опустить сообщения SBC-REQ/RSP, PKM-REQ/RSP и REG-REQ/RSP во время обработки повторного входа/передачи автоматического запроса на повтор передачи (ARQ)).
Затем обслуживающая базовая станция 320 отправляет информацию, соответствующую уровню базовой связи, целевой базовой станции 340. На первом уровне базовой связи (BCL 1) обслуживающая базовая станция 320 отправляет целевой базовой станции 340 исходный профиль основных возможностей (SBC) (этап 317).
В результате возможно опустить этап передачи сообщений SBC_REQ/RSP из процесса повторного входа в сеть.
Следует отметить, что то же самое вышеупомянутое описание о базовой связи первого уровня может также быть применено к базовой связи второго и третьего уровней, которые будут описаны ниже.
Фиг.4A и 4B являются блок-схемами последовательности операций, иллюстрирующими базовую связь второго уровня для оптимизации эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения.
Базовая связь второго уровня в соответствии с настоящим изобретением может быть классифицирована на связь, использующую схему повторного использования ключа безопасности, показанную на фиг.4A, и связь, использующую схему с предварительным подтверждением подлинности, показанную на фиг.4B. В соответствии со схемой повторного использования ключа безопасности все или некоторые из ключей, используемых для безопасности в предыдущей обслуживающей базовой станции, используются без изменения для новой целевой базовой станции. В соответствии со схемой с предварительным подтверждением подлинности обслуживающая базовая станция заранее принимает ключ, который должен быть использован целевой базовой станцией, от целевой базовой станции и передает его мобильному абонентскому терминалу перед началом эстафетной передачи, то есть перед отправкой сообщения HO-IND, с тем, чтобы мобильный абонентский терминал мог полностью или частично опустить обмен сообщением PKM_REQ и сообщением PKM_RSP (показано на этапе 450 на фиг.4A и 4B), когда мобильный абонентский терминал выполняет повторный вход в сеть.
На фиг.4A и 4B для ясности этапы, показанные на фиг.3, совпадают соответственно с этапами, показанными на фиг.4, и поэтому дальнейшее описание не будет дано. В ходе согласования через сетевые базовые сообщения между обслуживающей базовой станцией 420 и доступными целевыми базовыми станциями 430 и 440 доступные целевые базовые станции передают сообщение HO_pre_notification_response после добавления соответствующего уровня базовой связи (например, BCL=2) в сообщение HO_pre_notification_response (этапы 407 и 411). Фиг.4A и 4B основаны на предположении, что целевая базовая станция BS2 440 является доступной целевой базовой станцией, и работоспособная целевая базовая станция BS2 440 передает сообщение HO_pre_notification_response после добавления соответствующего уровня базовой связи (например, BCL=2) в сообщение HO_pre_notification_response. Затем обслуживающая базовая станция 420 добавляет информацию об уровне базовой связи (BCL=2), принятую от целевой базовой станции BS2 440, в сообщение MOB_BSHO_RSP и затем передает сообщение мобильному абонентскому терминалу 410 (этап 413). Здесь обслуживающая базовая станция 420 посылает информацию, соответствующую уровню базовой связи, целевой базовой станции BS2 440 (этап 415). В результате возможно опустить все этапы процесса повторного входа в сеть, за исключением этапа выбора диапазона, в базовой связи второго уровня. А именно, возможно опустить обмен сообщениями SBC_REQ/RSP, PKM_REQ/RSP, REG_REQ/RSP между мобильным абонентским терминалом и целевой базовой станцией.
Далее будет обсуждаться соответствующая информация, отправляемая от обслуживающей базовой станции 420 целевой базовой станции BS2 440 в базовой связи второго уровня.
Как описано выше, базовая связь второго уровня может быть классифицирована на тип с повторным использованием ключа безопасности и тип с предварительным подтверждением подлинности. В базовой связи второго уровня обслуживающая базовая станция 420 отправляет не только профиль обслуживания мобильного абонентского терминала 410, но также и все идентификаторы (CID) соединения, идентификаторы (SFID) соединения потока обслуживания и ключи безопасности (в случае применения схемы с повторным использованием ключа) целевой базовой станции BS2 440. В результате в базовой связи второго уровня возможно опустить этап повторного согласования основных возможностей (то есть этап передачи/приема сообщения SBC_REQ и сообщения SBC_RSP), этап повторного подтверждения полномочий (то есть этап передачи/приема сообщения PKM_REQ и сообщения PKM_RSP) и этап повторной регистрации (то есть этап передачи/приема сообщения REG_REQ и сообщения REG_RSP) из процесса повторного входа в сеть. На уровне управления доступом к среде (MAC) каждый из различных классов качества обслуживания (QoS) идентифицирован идентификатором (CID) соединения. Здесь такая идентификация достигается использованием идентификатора (SFID) соединения потока обслуживания. Кроме того, когда идентифицированная информация зашифрована, к зашифрованной информации прилагается ключ. Причина, почему необходимо передать все идентификаторы (CID) соединения, заключается в том, что каждое соединение в беспроводной линии связи идентифицировано идентификатором (CID) соединения, которыми отдельно управляет каждая базовая станция. Поэтому целевая базовая станция должна сообщить о своих используемых в текущее время идентификаторах (CID) соединения мобильному абонентскому терминалу (MSS), что может быть определено записью в формате TLV сообщения REG_RSP. Таким образом, возможно опустить излишние этапы передачи/приема посредством передачи описанной выше информации целевой базовой станции (BS) на вышеупомянутом этапе. Другими словами, в соответствии с процессом базовой связи второго уровня настоящего изобретения возможно опустить этап 450 на фиг.4A и 4B.
Как описано выше, базовая связь второго уровня, проиллюстрированная на фиг.4A и 4B, предложена в соответствии с настоящим изобретением для минимизации задержки по времени, требуемой для эстафетной передачи. Далее, не только базовая связь второго уровня, но также и базовая связь третьего уровня (которая будет описана ниже) предлагает две схемы в соответствии с типом подтверждения подлинности, которые включают в себя схему с повторным использованием ключа безопасности и схему с предварительным подтверждением подлинности. Фиг.4A иллюстрирует процесс сигнализации с использованием схемы повторного использования ключа безопасности, а фиг.4B иллюстрирует процесс сигнализации с использованием схемы с предварительным подтверждением подлинности.
Процесс базовой связи второго уровня, описанный выше, может включать в себя все этапы процесса базовой связи первого уровня. Кроме того, в процессе базовой связи второго уровня обслуживающая базовая станция передает все идентификаторы (CID) соединения, в том числе базовый идентификатор (CID) соединения, первичный идентификатор (CID) соединения, вторичный идентификатор (CID) соединения, транспортный идентификатор (CID) соединения и идентификатор (SFID) соединения потока обслуживания целевой базовой станции. Также в процессе базовой связи второго уровня кортеж хешированного кода подтверждения подлинности сообщения (HMAC) и закодированная информация о записи в формате TLV сообщения REG_RSP переносятся передаваемым сообщением RNG_RSP (этап 423) с тем, чтобы было возможно опустить все этапы (то есть этап 450 на фиг.4A и 4B) процесса повторного входа в сеть, за исключением процесса выбора диапазона. Для ясности на этапе 450 этапы 425, 427, 429, 431, 433 и 435 соответствуют этапам 329, 331, 333, 335, 337 и 339 соответственно, и поэтому дальнейшее описание не дается.
Фиг.5A и 5B иллюстрируют базовую связь третьего уровня для оптимизации эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения.
Подобно базовой связи второго уровня, базовая связь третьего уровня может быть классифицирована на два типа. То есть базовая связь третьего уровня может быть классифицирована на связь с использованием схемы с повторным использованием ключа безопасности, показанную на фиг.5A, и связь с использованием схемы с предварительным подтверждением подлинности, показанную на фиг.5B.
На фиг.5A и 5B в ходе согласования через сетевые базовые сообщения между обслуживающей базовой станцией 520 и доступными целевыми базовыми станциями 530 и 540 доступные целевые базовые станции передают сообщение HO_pre_notification_response после добавления соответствующего уровня базовой связи (например, BCL=3) в сообщение HO_pre_notification_response (этапы 507 и 511). Фиг.5A и 5B основаны на предположении, что целевая базовая станция BS2 540 является доступной целевой базовой станцией, и работоспособная целевая базовая станция BS2 540 передает сообщение HO_pre_notification_response после добавления соответствующего уровня базовой связи (например, BCL=3) в сообщение HO_pre_notification_response (этап 511). Затем обслуживающая базовая станция 520 добавляет информацию об уровне базовой связи (BCL=3), принятую от целевой базовой станции BS2 540, в сообщение MOB_BSHO_RSP и затем передает сообщение MOB_BSHO_RSP мобильному абонентскому терминалу 510 (этап 513). Здесь обслуживающая базовая станция 520 посылает информацию, соответствующую уровню базовой связи, целевой базовой станции BS2 540 (этап 515). В результате возможно опустить все этапы процесса повторного входа в сеть, за исключением процесса выбора диапазона, в базовой связи третьего уровня. Для ясности этапы с одними и теми же названиями на фиг.5A и 5B соответствуют друг другу.
Далее будет обсуждаться соответствующая информация, отправляемая от обслуживающей базовой станции 520 целевой базовой станции BS2 540 в базовой связи третьего уровня.
Как описано выше, базовая связь третьего уровня может быть классифицирована на два типа, то есть тип с повторным использованием ключа безопасности, показанный на фиг.5A, и тип с предварительным подтверждением подлинности, показанный на фиг.5B. В базовой связи третьего уровня обслуживающая базовая станция 520 передает всю информацию состояния управления доступом к среде (MAC) мобильного абонентского терминала 510 целевой базовой станции BS2 540. В результате в базовой связи третьего уровня возможно опустить все этапы процесса повторного входа в сеть, за исключением процесса выбора диапазона (то есть этапы передачи/приема сообщения RNG_REQ (этап 521) и сообщения RNG_RSP (этап 523)). Другими словами, в соответствии с процессом базовой связи третьего уровня, предложенным в соответствии с настоящим изобретением, возможно опустить этап 550 на фиг.5A и 5B. Также обслуживающая базовая станция передает информацию о состоянии автоматического запроса на повторную пересылку (ARQ) целевой базовой станции с тем, чтобы ARQ мог быть повторно использован без сброса. ARQ относится к информации, указывающей уровень, для которого мобильный абонентский терминал принял информацию. Поэтому, когда информация не была правильно передана, передача пакета должна быть начата повторно с отказа в приеме подтверждения (ACK). В результате можно избежать излишних затрат ресурса, сообщая об уровне, для которого был передан ARQ управления доступом к среде (MAC).
Как описано выше, базовая связь третьего уровня, проиллюстрированная на фиг.5A и 5B, предложена в соответствии с настоящим изобретением для минимизации задержки по времени для эстафетной передачи. Также процесс базовой связи третьего уровня включает в себя все этапы и использует все сообщения процессов базовой связи второго уровня. В дополнение к сообщениям процессов базовой связи второго уровня в базовой связи третьего уровня передается информация о состоянии автоматического запроса повторной передачи (ARQ) от обслуживающей базовой станции целевой базовой станции. Поэтому целевая базовая станция может сократить задержку по времени для эстафетной передачи посредством использования информации о состоянии ARQ от обслуживающей базовой станции как она есть, не сбрасывая информацию о состоянии ARQ.
Далее будет подробно описано ответное сообщение (MOB_BSHO_RSP) эстафетной передачи базовой станции (BS) (показанное на этапе 513), по-новому предложенное в соответствии с настоящим изобретением, как описано выше, со ссылкой на Таблицу 1. Настоящее изобретение может быть применено не только к эстафетной передаче, запрашиваемой мобильным абонентским терминалом, как описано выше, но также и к эстафетной передаче, запрашиваемой обслуживающей базовой станцией. В последнем случае, то есть при эстафетной передаче, запрашиваемой обслуживающей базовой станцией, информация уровня базовой связи, описанная выше, может быть добавлена в сообщение MOB_BSHO_REQ для выполнения ступенчатой базовой связи. Сообщение MOB_BSHO_REQ будет подробно описано позже со ссылкой на Таблицу 2.
Сообщение MOB_BSHO_RSP включает в себя информацию о целевой базовой станции, на которую будет производиться эстафетная передача мобильного абонентского терминала, и имеет структуру, показанную в Таблице 1.
Как показано в Таблице 1, сообщение MOB_HSHO_RSP включает в себя множество информационных элементов, таких как тип сообщения управления, указывающий тип переданного сообщения, предполагаемое начало эстафетной передачи, указывающее момент времени, в который предполагается начать процесс эстафетной передачи, и N_Recommended, указывающий целевые базовые станции, выбранные обслуживающей базовой станцией. Здесь N_Recommended включает в себя идентификатор (идентификатор соседней базовой станции) каждой из выбранных целевых базовых станций и уровень обслуживания (прогноз уровня обслуживания), на котором каждая из целевых базовых станций, как ожидают, обеспечит обслуживание для мобильного абонентского терминала. Также информационные элементы, показанные в Таблице 1, включают в себя уровень базовой связи для оптимизации эстафетной передачи. Здесь уровень базовой связи включает в себя первый уровень базовой связи (BCL=1), второй уровень базовой связи (BCL=2) и третий уровень базовой связи (BCL=3).
Вышеупомянутое описание рассматривает процесс эстафетной передачи в соответствии с запросом посредством мобильного абонентского терминала в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа. Однако настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутым процессом эстафетной передачи и несомненно может быть применено к эстафетной передаче в соответствии с запросом посредством базовой станции. В случае эстафетной передачи в соответствии с запросом посредством базовой станции информация уровня базовой связи добавляется и переносится сообщением MOB_BSHO_REQ, переданным мобильному абонентскому терминалу. Сообщение MOB_BSHO_REQ имеет структуру, показанную в Таблице 2 ниже.
Как показано в Таблице 2, сообщение MOB_HSHO_REQ включает в себя множество информационных элементов, таких как тип сообщения управления, указывающий тип переданного сообщения, и N_Recommended, указывающий результат сканирования обслуживающей базовой станцией. N_Recommended включает в себя идентификатор каждой из целевых базовых станций, отношение несущей к помехе и шуму (CINR) пилотного сигнала каждой из целевых базовых станций и уровень обслуживания, на котором каждая из целевых базовых станций, как ожидают, обеспечит службу для мобильного абонентского терминала. Также информационные элементы в Таблице 2 включают в себя уровень базовой связи для оптимизации эстафетной передачи. Как описано выше, уровень базовой связи включает в себя полумобильный (BCL=0), первый уровень базовой связи (BCL=1), второй уровень базовой связи (BCL=2) и третий уровень базовой связи (BCL=3).
Как описано выше, сообщение MOB_BSHO_REQ передается и переносит информацию уровня базовой связи в случае эстафетной передачи на основе запроса базовой станции в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения. Таким образом, в состоянии, когда информация для ступенчатой базовой связи заранее установлена через базовую связь между обслуживающей базовой станцией и целевой базовой станцией (BS), обслуживающая базовая станция передает сообщение MOB_BSHO_REQ, включающее в себя информацию уровня базовой связи, мобильному абонентскому терминалу. Тогда мобильный абонентский терминал передает сообщение MOB_HO_IND и затем непосредственно переходит к следующему этапу, опуская излишние этапы.
Далее будет описан способ эстафетной передачи, использующий механизм опроса согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Настоящее изобретение предлагает механизм опроса, а также ступенчатую базовую связь для оптимизации процесса повторного входа в сеть.
Согласно механизму опроса, предложенному настоящим изобретением, чтобы базовая станция распределила полосу пропускания мобильному абонентскому терминалу в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа, необходимы четыре этапа обмена сообщениями между базовой станцией и мобильным абонентским терминалом. Таким образом, процесс обмена сообщениями включает в себя первый этап для выбора диапазона запроса полосы пропускания, второй этап, на котором базовая станция распределяет интервал восходящей линии связи для заголовка запроса полосы пропускания мобильному абонентскому терминалу, третий этап, на котором мобильный абонентский терминал передает заголовок запроса полосы пропускания базовой станции, и четвертый этап, на котором базовая станция распределяет интервал для пакетной передачи мобильному абонентскому терминалу.
Чтобы сократить задержку по времени в течение эстафетной передачи, настоящее изобретение предлагает механизм (то есть, "механизм опроса"), в котором интервал восходящей линии связи распределяется мобильному абонентскому терминалу в каждом фрейме после передачи сообщения MOB_MSSHO_REQ.
Другими словами, согласно механизму опроса, предложенному в соответствии с настоящим изобретением, базовая станция должна обменяться сообщениями с мобильным абонентским терминалом на всех четырех этапах, описанных выше, чтобы распределить полосу пропускания мобильному абонентскому терминалу. Для такого процесса настоящее изобретение предлагает механизм, в котором малый интервал, в котором может быть передан заголовок запроса полосы пропускания, распределяется в каждом фрейме, пока обслуживающая базовая станция не примет сообщение MOB_HO_IND после передачи сообщения MOB_BSHO_REQ или приема сообщения MOB_MSSHO_REQ от мобильного абонентского терминала.
Также механизм опроса может быть применен не только к обслуживающей базовой станции, но также и к целевой базовой станции. А именно, когда целевая базовая станция принимает сообщение запроса выбора диапазона (RNG_REQ) от мобильного абонентского терминала, целевая базовая станция распределяет малый интервал, который может нести заголовок запроса полосы пропускания, мобильному абонентскому терминалу в каждом фрейме, как описано выше.
Как описано выше, настоящее изобретение предлагает новую ступенчатую базовую связь для сокращения процесса повторного входа в сеть для каждой эстафетной передачи и механизм опроса, чтобы минимизировать задержку по времени для эстафетной передачи, таким образом обеспечивая систему и способ, которые могут оптимизировать возможности эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа.
Настоящее изобретение обеспечивает оптимальную систему эстафетной передачи и схему для минимизации задержки по времени эстафетной передачи в системе мобильной связи. В особенности настоящее изобретение может улучшить существующие возможности эстафетной передачи посредством использования ступенчатой схемы базовой связи и механизма опроса в системе мобильной связи.
Также в соответствии с настоящим изобретением обслуживающая базовая станция и целевая базовая станция предварительно обмениваются информацией, соответствующей каждому уровню, в том числе информацией об основных возможностях, ключами безопасности, информацией о состоянии ARQ и т.д. с тем, чтобы было возможно опустить процесс повторного входа в сеть, за исключением процесса выбора диапазона, таким образом сокращая продолжительность времени, в течение которого происходит передача/прием данных вследствие эстафетной передачи.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением процесс повторного входа в сеть в каждой эстафетной передаче может быть сокращен посредством использования ступенчатой базовой связи, и задержка по времени эстафетной передачи может быть сокращена посредством использования механизма опроса в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа с тем, чтобы выполнение эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа могло быть оптимизировано.
Хотя изобретение было показано и описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты его воплощения, специалистам в области техники будет понято, что в нем могут быть сделаны различные изменения по форме и деталях без отступления от сущности и объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.
Изобретение относится к системам мобильной связи. Раскрыты система и способ оптимизации процесса эстафетной передачи в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа. Способ выполняет эстафетную передачу в системе мобильной связи, содержащей мобильный абонентский терминал, обслуживающую базовую станцию, в текущее время обеспечивающую службу для мобильного абонентского терминала, и, по меньшей мере, одну соседнюю базовую станцию, смежную с обслуживающей базовой станцией. Способ включает в себя этапы, на которых принимают запрос на эстафетную передачу от мобильного абонентского терминала посредством обслуживающей базовой станции, отдают команду мобильному абонентскому терминалу выполнить эстафетную передачу посредством обслуживающей базовой станции в ответ на запрос на эстафетную передачу от мобильного абонентского терминала и выполняют посредством мобильного абонентского терминала процесс повторного входа в сеть для быстрой эстафетной передачи в соответствии с информацией, включенной в команду на эстафетную передачу от обслуживающей базовой станции. Техническим решением является оптимизация процесса эстафетной передачи в системе мобильного широкодоступного беспроводного доступа. 8 н. и 28 з.п. ф-лы. 5 ил., 2 табл.
при этом ответное сообщение включает в себя идентификатор рекомендуемой соседней базовой станции и поле индикации, указывающее требуется или должно быть пропущено по меньшей мере одно сообщение управления во время процесса повторного входа в сеть мобильного абонентского терминала и рекомендованной соседней базовой станции.
при этом ответное сообщение включает в себя идентификатор рекомендуемой соседней базовой станции и поле индикации, указывающее требуется или должно быть пропущено по меньшей мере одно сообщение управления во время процесса повторного входа в сеть мобильного абонентского терминала и рекомендованной соседней базовой станции.
при этом ответное сообщение включает в себя идентификатор рекомендуемой соседней базовой станции и поле индикации, указывающее требуется или должно быть пропущено по меньшей мере одно сообщение управления во время процесса повторного входа в сеть мобильного абонентского терминала и рекомендованной соседней станции.
| KR 2003043402 А, 02.06.2003 | |||
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ ДЛЯ МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ | 1999 |
|
RU2188518C2 |
| US 20033086394 А1, 08.05.2003 | |||
| WO 9731487 A2, 28.08.1997. | |||
