Патент на изобретение №2305902

(54) СИСТЕМА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ В ЗАПРОСЕ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ ШИРОКОПОЛОСНОГО БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в обеспечении быстродействующих услуг связи. Для этого в системе абонентская станция (АС) посылает обслуживающей базовой станции (ОБС) запрос передачи обслуживания в соседние базовые станции (СБС), которые имеют ОСНПШ, удовлетворяющие условию передачи обслуживания, в ответ на сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания и выполняет передачу обслуживания в конкретную СБС, которая передает ответ передачи обслуживания. ОБС передает сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания в АС, посылает в СБС запрос соединения для передачи обслуживания в порядке, определенном с помощью ОСНПШ, которые передают от АС, и посылает в АС информацию о конкретной СБС после приема ответа соединения для передачи обслуживания с информацией подтверждения (АСК) от конкретной СБС. Конкретная СБС определяет, может ли она поддерживать передачу обслуживания АС, в ответ на запрос соединения для передачи обслуживания, и посылает ответ соединения для передачи обслуживания с информацией АСК в ОБС, если она может поддерживать передачу обслуживания АС. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил., 12 табл.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем случае к системе связи широкополосного беспроводного доступа и, в частности, к системе и способу для определения передачи обслуживания по требованию базовой станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа, использующей ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM).

Уровень техники

В 4-м поколении (4G) систем связи проводятся активные исследования технологии предоставления пользователям услуг, гарантирующих различные показатели качества обслуживания (QoS) при скорости передачи данных приблизительно 100 Мбит/с. Существующие в настоящее время системы связи 3-го поколения (3G) в общем случае поддерживают скорость передачи данных приблизительно 384 кбит/с в среде внешнего канала, имеющего относительно плохую канальную среду, и поддерживают скорость передачи данных максимум 2 Мбит/с даже в среде внутреннего канала, имеющего относительно хорошую канальную среду. Система беспроводной локальной сети (ЛС) и система беспроводной общегородской сети (MAN) в общем случае поддерживает скорость передачи данных от 20 Мбит/с до 50 Мбит/с. Поэтому в существующих в настоящее время системах связи 4G выполняют активные исследования новой системы связи, обеспечивающей подвижность и QoS для систем беспроводной ЛС и систем беспроводной MAN, которые поддерживают относительно высокую скорость передачи данных для поддержания быстродействующих услуг, которые система связи 4G стремится обеспечивать.

Из-за широкого охвата услуг и высокой скорости передачи данных система беспроводной MAN является подходящей для быстродействующих услуг связи. Однако из-за того, что не учитывают подвижность пользователя или абонентской станции (АС), в системе также не рассматривают передачу обслуживания, вызванную быстрым перемещением абонентской станции.

Система связи, предложенная в стандарте IEEE (института инженеров по электронике и радиотехнике) 802.16a, выполняет операцию ранжирования (выбора диапазона) между абонентской станцией и базовой станцией (БС), для осуществления связи. Конфигурация системы связи, предложенной в IEEE 802.16a, согласно предшествующему уровню техники будет теперь описана относительно фиг.1.

Фиг.1 – диаграмма, схематично показывающая конфигурацию системы связи беспроводного широкополосного доступа, использующей ортогональное мультиплексирование с частотным разделением (OFDM)/ортогональный множественный доступ с частотным разделением каналов (OFDMA) (которую в дальнейшем называют «системой связи широкополосного беспроводного доступа OFDM/OFDMA»). Более конкретно, фиг.1 – диаграмма, схематично показывающая конфигурацию системы связи IEEE 802.16a/IEEE 802.16e.

До описания фиг.1 следует отметить, что система беспроводной MAN является системой связи беспроводного широкополосного доступа (BWA), имеет более широкий охват услуг и поддерживает более высокую скорость передачи данных по сравнению с беспроводной системой ЛС. Система связи IEEE 802.16a – система связи, использующая OFDM и OFDMA для поддержания широкополосной сети связи по физическому каналу системы беспроводной MAN. Таким образом, система связи IEEE 802.16a является системой связи широкополосного беспроводного доступа OFDM/OFDMA. Система связи IEEE 802.16a, применяя OFDM/OFDMA к системе беспроводной MAN, передает сигнал физического канала, используя множество поднесущих, таким образом делая возможным поддержание высокоскоростной передачи данных. Система связи IEEE 802.16e учитывает подвижность абонентской станции в дополнение к характеристикам системы связи IEEE 802.16a. Однако для системы связи IEEE 802.16e не была предложена спецификация. В результате и система связи IEEE 802.16a, и система связи IEEE 802.16e, обе являются системами связи широкополосного беспроводного доступа OFDM/OFDMA, и для удобства объяснения, описание будет сделано и относительно системы связи IEEE 802.16a, и относительно системы связи IEEE 802.16e.

На фиг.1 система связи IEEE 802.16a/IEEE 802.16e имеет конфигурацию с одной ячейкой и содержит базовую станцию 100 и множество абонентских станций 110, 120 и 130, которыми управляет базовая станция 100. Обмен сигналами между базовой станцией 100 и абонентскими станциями 110, 120 и 130 выполняют, используя технологию OFDM/OFDMA.

Фиг.2 – диаграмма, схематично показывающая формат кадра нисходящего канала для системы связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA и, в частности, показывающая формат кадра нисходящего канала для системы связи IEEE 802.16a/IEEE 802.16e. На фиг.2 кадр нисходящего канала включает в себя поле 200 преамбулы, поле 210 управления широковещанием и множество полей 220 и 230 мультиплексирования с временным разделением каналов (TDM). Сигнал синхронизации или последовательность преамбулы для получения взаимной синхронизации между базовой станцией и абонентской станцией передают в поле 200 преамбулы. Поле 210 управления широковещанием включает в себя поле 211 DL_MAP (карты нисходящего канала) и поле 213 UL_MAP (карты восходящего канала). Поле 211 DL_MAP является полем, в котором передают сообщение DL_MAP, и информационные элементы (ИЭ), которые включают в себя сообщение DL_MAP, показаны ниже в таблице 1.

Как показано в таблице 1, ИЭ сообщения DL_MAP включают в себя тип управляющего сообщения, который указывает тип передаваемого сообщения, поле синхронизации PHY (физическое), которое устанавливают на основе схем модуляции и демодуляции, применяемых к физическому каналу для получения синхронизации, счетчик DCD, указывающий значение счетчика, соответствующее изменению конфигурации сообщения дискриптора нисходящего канала (DCD), содержащего профиль пачки (пакета) нисходящего канала, ИД базовой станции, указывающий идентификатор базовой станции, и количество элементов DL_MAP n, указывающее количество элементов после ИД базовой станции. Хотя в таблице 1 не показано, сообщение DL_MAP включает в себя информацию относительно кодов ранжирования, распределенных для соответствующих видов ранжирования, описанных ниже.

Кроме того, поле 213 UL_MAP является полем, по которому передают сообщение UL_MAP, и ИЭ, которые включают в себя сообщение UL_MAP, показаны ниже в таблице 2.

;>

Как показано в таблице 2, ИЭ сообщения UL_MAP включают в себя тип управляющего сообщения, который указывает тип передаваемого сообщения, ИД восходящего канала, указывающий ИД используемого восходящего канала, счетчик UCD, указывающий значение счетчика, который соответствует изменениям в конфигурации сообщения дискриптора восходящего канала (UCD), содержащего профиль пачки восходящего канала, и количество элементов UL_MAP n, указывающее количество элементов после счетчика UCD. ИД восходящего канала уникально назначают с помощью подуровня управления доступом к среде передачи данных (MAC).

Информацию, определяющую использование смещения, записанного в поле «смещение», включает в себя поле UIUC (код использования интервала восходящего канала). Например, если в поле UIUC записано ‘2’, то это указывает, что в поле «смещение» записывают начальное смещение, используемое для начального ранжирования. Альтернативно, если в поле UIUC записано ‘3’, то это указывает, что в поле «смещение» записывают начальное смещение, используемое для ранжирования запроса полосы частот (полосы пропускания) или ранжирования обслуживания. Как описано выше, начальное смещение, используемое для начального ранжирования, ранжирования запроса полосы пропускания или ранжирования обслуживания, основанное на информации, записанной в поле UIUC, записывают в поле «смещение». Информация о характеристиках физического канала, который будут передавать по полю UIUC, записывают в сообщении UCD.

Если абонентская станция не смогла успешно выполнить ранжирование, то она устанавливает определенное значение отсрочки передачи для увеличения коэффициента успеха при следующей попытке и делает попытку ранжирования после истечения времени отсрочки передачи. В этом случае информацию, необходимую для установки значения отсрочки передачи, также включает в себя сообщение UCD. Конфигурация сообщения UCD будет подробно описана ниже в таблице 3.

;>

Как показано в таблице 3, ИЭ сообщения UCD включают в себя тип управляющего сообщения, который указывает тип передаваемого сообщения, ИД восходящего канала, указывающий ИД используемого восходящего канала, счетчик изменений конфигурации, подсчитываемых в базовой станции, размер минислота, указывающий количество минислотов физического восходящего канала, начало отсрочки передачи ранжирования, указывающее начальную точку отсрочки передачи для начального ранжирования, т.е. указывающее размер интервала начальной отсрочки передачи для начального ранжирования, конец отсрочки передачи ранжирования, указывающий конечную точку отсрочки передачи для начального ранжирования, т.е. указывающий размер интервала заключительной отсрочки передачи, запрос начала отсрочки передачи, указывающий начальную точку отсрочки передачи для конфликта по данным и по запросам, т.е. указывающий размер интервала начальной отсрочки передачи, и запрос конца отсрочки передачи, указывающий конечную точку отсрочки передачи для конфликта по данным и по запросам, т.е. указывающий размер интервала заключительной отсрочки передачи. В данном случае значение отсрочки передачи указывает своего рода время ожидания, в течение которого абонентская станция должна ждать следующего ранжирования, если ей не удается выполнить описанные ниже виды ранжирования. Базовая станция должна передавать к абонентской станции значение отсрочки передачи, которое является информацией о времени, в течение которого абонентская станция должна ждать следующего ранжирования, если ей не удается выполнить текущее ранжирование. Например, если значение, заданное с помощью полей «начало отсрочки передачи ранжирования» и «окончание отсрочки передачи ранжирования» установлено в ’10’, то абонентская станция должна выполнять следующее ранжирование после того, как пройдут 2¹⁰ (=1024) возможностей выполнить ранжирование, с помощью усеченного двоичного алгоритма экспоненциальной задержки.

Кроме того, поля 220 и 230 TDM соответствуют временным интервалам (слотам), назначенным абонентским станциям на основе TDM/TDMA (множественного доступа с временным разделением каналов). Базовая станция передает широковещательную информацию, которая будет передаваться к ее абонентским станциям, по полю 211 DL_MAP кадра нисходящего канала, используя заданную центральную несущую. При включении питания абонентские станции контролируют все диапазоны частот, предварительно назначенные абонентским станциям, и обнаруживают сигнал пилотного канала, имеющий самую большую мощность, т.е. самое высокое отношение сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ, CINR) для пилот-сигнала. Абонентская станция определяет базовую станцию, которая передает сигнал пилотного канала, имеющий самое высокое ОСНПШ пилот-сигнала, как базовую станцию, которой она в настоящее время принадлежит, и получает управляющую информацию для управления ее восходящим и нисходящим каналами, и информацию, указывающую фактическую точку передачи/приема данных, с помощью анализа поля 211 DL_MAP и поля 213 UL_MAP кадра нисходящего канала, передаваемого от базовой станции.

Фиг.3 – диаграмма, схематично показывающая формат кадра восходящего канала для системы связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA и, в частности, показывающая формат кадра восходящего канала для системы связи IEEE 802.16a/IEEE 802.16e.

До описания фиг.3 будут описаны виды ранжирования, используемые в системе связи IEEE 802.16a/IEEE 802.16e, т.е. начальное ранжирование, ранжирование обслуживания (или периодическое ранжирование) и ранжирование запроса полосы пропускания.

A. Начальное ранжирование

Начальное ранжирование выполняют после запроса базовой станции на получение синхронизации базовой станции с абонентской станцией. Начальное ранжирование выполняют для установления правильного смещения времени и для управления мощностью передачи между абонентской станцией и базовой станцией. Таким образом, абонентская станция выполняет начальное ранжирование для приема при включении электропитания сообщения DL_MAP и сообщения UL_MAP/сообщения UCD, для получения синхронизации с базовой станцией и затем для управления смещением времени и мощностью передачи с базовой станцией. Поскольку система связи IEEE 802.16a/IEEE 802.16e использует технологию OFDM/OFDMA, процедура ранжирования требует наличия подканалов и кодов ранжирования, и базовая станция назначает доступные коды ранжирования согласно целям, или типам, ранжирования. Это будет описано более подробно ниже.

Коды ранжирования генерируют, сегментируя псевдослучайную шумовую (ПШ) последовательность, которая имеет заданную длину, например 215 битов, на заданные элементы. В общем случае два 53-битовых подканала ранжирования составляют канал ранжирования, и коды ранжирования создают, сегментируя ПШ код по 106-битовому каналу ранжирования. Коды ранжирования, сгенерированные таким образом, могут быть назначены максимально 48 абонентским станциям, и минимум 2 кода ранжирования в абонентской станции применяют по умолчанию для ранжирования для данных 3 целей, т.е. для начального ранжирования, периодического ранжирования и ранжирования обслуживания. Соответственно, различные коды ранжирования назначают для ранжирования для этих 3 целей. Например, N кодов ранжирования распределяют для начального ранжирования (N RC (кодов ранжирования) для начального ранжирования), М кодов ранжирования распределяют для периодического ранжирования (М RC для ранжирования обслуживания) и L кодов ранжирования распределяют для ранжирования запроса полосы пропускания (L RC для ранжирования запроса BW). Распределенные коды ранжирования передают к абонентским станциям через сообщение DL_MAP, как указано выше, и абонентские станции выполняют свои процедуры ранжирования при использовании кодов ранжирования, которые включает в себя сообщение DL_MAP, согласно своим целям.

B. Периодическое ранжирование

Периодическое ранжирование периодически выполняют для того, чтобы абонентская станция контролировала условия в канале к базовой станции после управления смещением времени и мощностью передачи с базовой станцией через начальное ранжирование. Абонентская станция выполняет периодическое ранжирование при использовании кодов ранжирования, распределенных для периодического ранжирования.

C. Ранжирование запроса полосы пропускания

Ранжирование запроса полосы пропускания выполняют, когда абонентская станция запрашивает распределение полосы пропускания для выполнения фактической связи с базовой станцией после управления смещением времени и мощностью передачи с базовой станцией через начальное ранжирование. Ранжирование запроса полосы пропускания может выполняться, используя один из следующих трех способов: грантов, сосредоточенного запроса полосы пропускания на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDM, и запроса полосы пропускания CDMA на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDMA. Подробное описание этих трех способов будет теперь выполнено ниже.

(1) Способ грантов

При способе грантов запрашивают назначение полосы пропускания, когда система связи, которой в настоящее время принадлежит абонентская станция, является системой связи с одной несущей. В этом способе абонентская станция выполняет ранжирование запроса полосы пропускания, используя CID (ИД соединения) по умолчанию, а не свой собственный CID. Если абонентской станции не удается выполнить ранжирование запроса полосы пропускания, то она повторно делает попытку ранжирования запроса полосы пропускания после отсрочки передачи, значение которой предварительно определяют с помощью последней информации, принятой от базовой станции, и состояния запроса базовой станции, или решает отказаться от принятого сервисного блока данных (SDU). В данном случае абонентская станция уже определила значение отсрочки передачи через сообщение UCD.

(2) Сосредоточенный запрос полосы пропускания на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDM

Способ сосредоточенного запроса полосы пропускания на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDM запрашивает назначение полосы пропускания, когда система связи, которой в настоящее время принадлежит абонентская станция, является системой связи OFDM. Способ сосредоточенного запроса полосы пропускания на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDM классифицируют снова на два способа. Первый способ выполняет ранжирование запроса полосы пропускания, передавая сообщение сосредоточенной конкурентной передачи, когда абонентская станция использует CID по умолчанию, как описано в способе грантов. Второй способ выполняет ранжирование запроса полосы пропускания, передавая CID широковещания, а не CID по умолчанию, вместе с OFDM сосредоточенным конкурентным ИД. Когда ранжирование запроса полосы пропускания выполняют с помощью передачи CID широковещания вместе с OFDM сосредоточенным конкурентным ИД, базовая станция определяет определенный конкурентный канал и скорость передачи данных для абонентской станции.

(3) Запрос полосы пропускания CDMA на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDMA

Способ запросов полосы пропускания CDMA на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDMA запрашивает распределение полосы пропускания, когда система связи, которой в настоящее время принадлежит абонентская станция, является системой связи OFDMA. Способ запросов полосы пропускания CDMA на конкурентной основе для системы беспроводной MAN-OFDMA снова классифицируют на два способа. Первый способ выполняет ранжирование запроса полосы пропускания, как описано в способе грантов, а второй способ выполняет ранжирование запроса полосы пропускания при использовании механизма на основе CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов). Во втором способе, который использует механизм на основе CDMA, система связи использует множество тональных сигналов, содержащих символы OFDM, т.е. использует множество подканалов. Поэтому, когда абонентская станция выполняет ранжирование запроса полосы пропускания, базовая станция применяет основанный на CDMA механизм к каждому из подканалов. В результате, если базовая станция успешно принимает ранжирование запроса полосы пропускания, то абонентская станция, которая выполнила ранжирование запроса полосы пропускания через протокольный блок данных MAC (PDU), распределяет полосу пропускания. В способе сосредоточенного на области REQ (запроса), если множество абонентских станций делают попытку ранжирования запроса полосы пропускания через тот же самый подканал, используя тот же самый конкурентный код, возможность коллизии нежелательно увеличивается.

На фиг.3 кадр нисходящего канала включает в себя поле 300 «возможности начального обслуживания» для начального ранжирования и ранжирования обслуживания (или периодического ранжирования), поле 310 «возможности конкурентных запросов» для ранжирования запроса полосы пропускания и назначенные АС поля данных 320, которые содержат данные восходящего канала абонентских станций. Поле 300 «возможности начального обслуживания» имеет множество периодов пачки доступа, которые включают в себя фактическое начальное ранжирование и периодическое ранжирование, и период коллизии для случая, когда коллизия возникает между периодами пачки доступа. Поле 310 «возможности конкурентных запросов» имеет множество периодов запроса полосы пропускания, которые включают в себя фактическое ранжирование запроса полосы пропускания, и период коллизии для случая, когда коллизия возникает между периодами запроса полосы пропускания. Каждое назначенное АС поле данных 320 состоит из множества назначенных АС полей данных (от назначенного АС №1 поля данных до назначенного АС №N поля данных). Промежутки переключения между абонентскими станциями (промежутки переключения АС) расположены между назначенными АС полями данных (от назначенного АС №1 поля данных до назначенного АС №N поля данных).

Фиг.4 – диаграмма, схематично показывающая процедуру выполнения связи через сообщения, показанные на фиг.2 и 3 в системе связи беспроводного широкополосного доступа. На фиг.4 при включении электропитания абонентская станция 400 контролирует все предварительно назначенные полосы частот и обнаруживает сигнал пилотного канала, имеющий самую большую мощность, т.е. самое высокое ОСНПШ пилот-сигнала. Абонентская станция 400 определяет базовую станцию 420, которая передает сигнал пилотного канала, имеющий самое высокое ОСНПШ пилот-сигнала, как базовую станцию, которой она в настоящее время принадлежит, и получает системную синхронизацию с базовой станцией 420, принимая преамбулу кадра нисходящего канала, передаваемого от базовой станции 420.

Если системная синхронизация получена между абонентской станцией 400 и базовой станцией 420, то базовая станция 420 передает сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP к абонентской станции 400 (этапы 411 и 413). Сообщение DL_MAP, как описано в таблице 1, передает к абонентской станции 400 информацию, необходимую для получения синхронизации абонентской станции 400 с базовой станцией 420, в нисходящем канале и информацию о структуре физического канала, способного к приему, через сообщения синхронизации, передаваемые к абонентским станциям 400 в нисходящем канале. Сообщение UL_MAP, как описано в таблице 2, передает к абонентской станции 400 информацию о назначенном периоде для абонентской станции и структуре физического канала.

Сообщение DL_MAP периодически передают от базовой станции ко всем абонентским станциям, и когда абонентская станция может непрерывно принимать это сообщение, говорится, что абонентская станция синхронизирована с базовой станцией. Таким образом, абонентские станции, которые успешно приняли сообщение DL_MAP, могут принимать все сообщения, передаваемые через нисходящий канал.

Как можно заметить из таблицы 3, когда абонентская станция не может получить доступ, базовая станция передает к абонентской станции сообщение UCD, содержащее информацию, представляющую доступное значение отсрочки передачи.

Однако, выполняя ранжирование, абонентская станция 400 передает сообщение RNG_REQ к базовой станции 420 (этап 415). После приема сообщения RNG_REQ базовая станция 420 передает к абонентской станции 400 сообщение RNG_RSP, содержащее указанную выше информацию для коррекции частоты, времени и мощности передачи (этап 417).

Конфигурация сообщения RNG_REQ показана ниже в таблице 4.

В таблице 4 ИД нисходящего канала представляет ИД нисходящего канала для канала, который абонентская станция принимает от базовой станции, и поле «ожидание до завершения» представляет приоритет ответа ранжирования передачи. Например, значение поля «ожидание до завершения» = 0 указывает, что предыдущий ответ ранжирования имеет приоритет над другими ответами ранжирования, в то время как значение поля «ожидание до завершения» 0 указывает, что передаваемый в настоящее время ответ ранжирования имеет приоритет над другими ответами ранжирования.

Кроме того, конфигурация сообщения RNG-RSP, соответствующего сообщению RNG_REQ в таблице 4, показана ниже в таблице 5.

В таблице 5 ИД восходящего канала представляет ИД восходящего канала для сообщения RNG_REQ, которое приняла базовая станция.

Система связи OFDMA, предложенная в IEEE 802.16a, может заменять сообщение RNG_REQ с помощью использования способа обозначения выделенного периода ранжирования для более эффективного выполнения ранжирования и передачи кодов ранжирования в течение выделенного периода. Процедура связи в системе связи беспроводного широкополосного доступа OFDMA показана на фиг.5.

На фиг.5 базовая станция 520 передает к абонентской станции 500 сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP (этапы 511 и 513), и детали этой передачи эквивалентны деталям передачи, описанным в связи с фиг.4. Дополнительно, как описано выше, в системе связи OFDMA, код ранжирования передают вместо сообщения RNG_REQ, используемого на фиг.4 (этап 515), и после приема кода ранжирования базовая станция 520 передает к абонентской станции 500 сообщение RNG_RSP (этап 517).

Однако новая информация должна быть добавлена для записи информации, соответствующей коду ранжирования, переданному к базовой станции в сообщении RNG_RSP. Новая информация, которая должна быть добавлена к сообщению RNG_RSP, включает в себя:

1. Код ранжирования: принятый CDMA код ранжирования;

2. Символ ранжирования: символ OFDM в принятом CDMA коде ранжирования;

3. Подканал ранжирования: подканал ранжирования в принятом CDMA коде ранжирования; и

4. Номер кадра ранжирования: номер кадра в принятом CDMA коде ранжирования.

Как отмечено выше, система связи IEEE 802.16a не учитывает подвижность абонентской станции, т.е. считает, что абонентская станция расположена в фиксированном месте, и рассматривает только конфигурацию с одной ячейкой. Однако, как описано выше, обеспечивают, чтобы система связи IEEE 802.16e учитывала подвижность абонентской станции в дополнение к характеристикам системы связи IEEE 802.16a. Поэтому система связи IEEE 802.16e должна учитывать подвижность абонентской станции в среде с множеством ячеек. Для обеспечения подвижности абонентской станции в среде с множеством ячеек необходима модификация операций абонентской станции и базовой станции. Однако, система связи IEEE 802.16e не предложила спецификацию для среды с множеством ячеек и подвижностью абонентской станции. Поэтому для поддержания подвижности абонентской станции система связи IEEE 802.16e требует способ выполнения передачи обслуживания, учитывающий состояние ожидания и также состояние связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание системы и способа выполнения эффективной передачи данных, гарантируя подвижность абонентской станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа.

Другой задачей настоящего изобретения является создание системы и способа выполнения передачи обслуживания между базовыми станциями для обеспечения подвижности абонентской станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы и способа приема при запросе передачи обслуживания обслуживающей базовой станции, сообщения запроса передачи обслуживания, содержащего связанную с передачей обслуживания информацию от абонентской станции, определения целевой базовой станции, в которой абонентскую станцию можно передать от обслуживающей базовой станции, с которой она осуществляет связь, и передачи определенного результата в абонентскую станцию.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предложен способ выполнения передачи обслуживания абонентской станции при запросе обслуживающей базовой станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа, включающей в себя обслуживающую базовую станцию для обеспечения услуги в абонентскую станцию по меньшей мере через одну полосу частот, которую получают, деля всю полосу частот, содержащую множество поднесущих, на множество соседних базовых станций, которые являются смежными с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых принимают информацию о соседних базовых станциях от обслуживающей базовой станции; измеряют отношение сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ) сигналов полосы частот от соседних базовых станций на основании информации о соседних базовых станциях; принимают сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции; передают в обслуживающую базовую станцию сообщение запроса передачи обслуживания, содержащее информацию об измеренных ОСНПШ соседних базовых станций; принимают от обслуживающей базовой станции информацию по меньшей мере об одной целевой базовой станции, способной поддерживать передачу обслуживания абонентской станции среди соседних базовых станций; и выполняют передачу обслуживания от обслуживающей базовой станции по меньшей мере в одну из целевых базовых станций.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ выполнения передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией в системе связи беспроводного широкополосного доступа, включающей в себя обслуживающую базовую станцию, обеспечивающую услугу в абонентскую станцию по меньшей мере через одну полосу частот, полученную с помощью деления всей полосы частот, содержащей множество поднесущих, на множество соседних базовых станций, которые являются смежными с обслуживающей базовой станцией. Способ содержит этапы, на которых передают сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания в абонентскую станцию, если требуется передача обслуживания абонентской станции; принимают отношение сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ) соседних базовых станций от абонентской станции в ответ на сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания и сортируют соседние базовые станции по порядку уровней ОСНПШ; последовательной передачи запроса соединения для передачи обслуживания к соседним базовым станциям по порядку уровней ОСНПШ; и передают информацию о конкретной соседней базовой станции в абонентскую станцию после приема ответа соединения для передачи обслуживания с информацией ACK (подтверждения) от конкретной соседней базовой станции в ответ на запрос соединения для передачи обслуживания.

В соответствии с другим дополнительным аспектом настоящего изобретения предложена система связи беспроводного широкополосного доступа, содержащая абонентскую станцию для передачи обслуживающей базовой станции запроса о передаче обслуживания по меньшей мере в одну соседнюю базовую станцию, имеющую отношение сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ), удовлетворяющее условию передачи обслуживания, в ответ на сообщения запроса сканирования для передачи обслуживания, и выполняют передачу обслуживания в конкретную соседнюю базовую станцию, которая передает ответ передачи обслуживания в ответ на запрос передачи обслуживания; обслуживающую базовую станцию, которая в настоящее время осуществляет связь с абонентской станцией, для передачи сообщения запроса сканирования для передачи обслуживания в абонентскую станцию, если требуется передача обслуживания абонентской станции, для передачи запроса соединения для передачи обслуживания соседним базовым станциям по порядку уровней ОСНПШ, переданных от абонентской станции, и для передачи информации абонентской станции в конкретную соседнюю базовую станцию после приема ответа соединения для передачи обслуживания с информацией ACK от конкретной соседней базовой станции; и конкретную соседнюю базовую станцию для определения, может ли она поддерживать передачу обслуживания абонентской станции в ответ на запрос соединения для передачи обслуживания, и для передачи ответа соединения для передачи обслуживания с информацией ACK в обслуживающую базовую станцию, если она может поддерживать передачу обслуживания абонентской станции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные выше и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания при рассмотрении его вместе с сопроводительными чертежами, на которых:

фиг.1 – диаграмма, схематично показывающая конфигурацию системы связи беспроводного широкополосного доступа, использующей ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM)/ортогональный множественный доступ с частотным разделением каналов (OFDMA);

фиг.2 – диаграмма, схематично показывающая формат кадра нисходящего канала для системы связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA;

фиг.3 – диаграмма, схематично показывающая формат кадра восходящего канала для системы связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA;

фиг.4 – диаграмма, показывающая процедуру ранжирования между абонентской станцией и базовой станцией в системе связи беспроводного широкополосного доступа OFDM;

фиг.5 – диаграмма, показывающая процедуру ранжирования между абонентской станцией и базовой станцией в системе связи беспроводного широкополосного доступа OFDMA;

фиг.6 – диаграмма, схематично показывающая конфигурацию системы связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 – диаграмма, показывающая процедуру определения передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией при запросе передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией в системе связи беспроводного широкополосного доступа OFDM согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 – диаграмма, показывающая процедуру определения передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией при запросе передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией в системе связи беспроводного широкополосного доступа OFDM согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 – структурная схема, показывающая структуру абонентской станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 – последовательность операций, показывающая процедуру выполнения передачи обслуживания абонентской станцией в ответ на запрос сканирования для передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; и

фиг.11 – последовательность операций, показывающая процедуру выполнения передачи обслуживания обслуживающей базовой станцией в ответ на запрос передачи обслуживания от абонентской станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже будут подробно описаны несколько предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения относительно прилагаемых чертежей. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, которые содержатся в данном описании, было опущено для краткости.

Фиг.6 – диаграмма, схематично показывающая конфигурацию системы связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. До описания фиг.6 следует отметить, что как указано в разделе предшествующего уровня техники, система связи IEEE 802.16e учитывает подвижность абонентской станции (АС) в дополнение к характеристикам системы связи IEEE 802.16a, но для данной системы связи не была предложена спецификация. Для учета подвижности абонентской станции в дополнение к характеристикам системы связи IEEE 802.16a система связи IEEE 802.16e может рассматривать конфигурацию с множеством ячеек и передачу обслуживания абонентской станции между множеством ячеек. Поэтому настоящее изобретение предлагает конфигурацию системы связи IEEE 802.16e, показанную на фиг.6. Система связи IEEE 802.16e – система связи беспроводного широкополосного доступа (BWA), использующая ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM) и ортогональный множественный доступ с частотным разделением каналов (OFDMA) (в дальнейшем называют «система связи беспроводного широкополосного доступа OFDM/OFDMA»), и для удобства объяснения описание будет сделано относительно системы связи IEEE 802.16e.

На фиг.6 система связи IEEE 802.16e имеет конфигурацию с множеством ячеек и состоит из ячейки 600, ячейки 650, базовой станции 610 для управления ячейкой 600, базовой станции 640 для управления ячейкой 650, и множества абонентских станций 611, 613, 630, 651 и 653. Обмен сигналами между базовыми станциями 610 и 640 и связанными с ними абонентскими станциями 611, 613, 630, 651 и 653 выполняют, используя технологию OFDM/OFDMA. Среди абонентских станций 611, 613, 630, 651 и 653, абонентская станция 630 расположена в граничной области или в области передачи обслуживания, между ячейкой 600 и ячейкой 650. Поэтому необходимо поддерживать передачу обслуживания абонентской станции 630 для поддержания подвижности абонентской станции 630.

В системе связи беспроводного широкополосного доступа абонентская станция принимает пилотные каналы, передаваемые от множества базовых станций. Абонентская станция измеряет отношение сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ) принятых пилотных каналов. В результате измерения абонентская станция выбирает базовую станцию, имеющую самое высокое ОСНПШ среди измеренных ОСНПШ. Таким образом, абонентская станция обнаруживает базовую станцию, которой она принадлежит, выбирает базовую станцию, имеющую лучшие условия в канале среди множества базовых станций, передающих пилотные каналы. В данном случае базовая станция, имеющая лучшие условия в канале относительно абонентской станции, упоминается как «активная базовая станция» или «обслуживающая базовая станция».

После выбора активной базовой станции абонентская станция принимает кадр нисходящего канала и кадр восходящего канала, передаваемые от активной базовой станции. Форматы кадра восходящего канала и кадра нисходящего канала, передаваемого от активной базовой станции, подобны форматам кадра, раскрытым в соответствующем разделе предшествующего уровня техники. Приведенная ниже таблица 6 показывает сообщение, которое будет добавлено для настоящего изобретения в дополнение к сообщению DL_MAP, показанному в таблице 1.

Из таблицы 6 можно понять, что активная базовая станция передает сообщение DL_MAP вместе с информацией о соседних базовых станциях. «Соседняя базовая станция» относится к базовой станции, к которой может быть передано обслуживание абонентской станции от активной базовой станции. Параметр MAX_T представляет максимальное время, в течение которого ОСНПШ, измеренные абонентской станцией, используя пилотные каналы, принятые от соседних базовых станций, остаются ниже порогового значения, установленного абонентом. MAX_T устанавливают для того, чтобы абонентская станция измеряла ОСНПШ пилот-сигналов, принятых от соседних базовых станций, и определяла, существуют ли соседние базовые станции, для которых ОСНПШ остаются ниже порогового значения в течение установленного времени. В результате определения соседние базовые станции с ОСНПШ, которые ниже порогового значения, приостанавливают измерение ОСНПШ даже при том, что их включает в себя список соседних базовых станций. Это исключает ненужную операцию измерения ОСНПШ соседних базовых станций, ОСНПШ которых ниже порогового значения. Однако соседние базовые станции, для которых приостановлено измерение ОСНПШ, могут быть вновь помещены в список соседних базовых станций по выбору пользователя. Т.е. когда установленное абонентом время прошло, абонентская станция вновь выполняет измерение ОСНПШ для соседних базовых станций с ОСНПШ ниже порогового значения.

Параметр MIN_T представляет минимальное время, в течение которого ОСНПШ соседней базовой станции выше ОСНПШ активной базовой станции, когда абонентская станция посылает сообщение запроса передачи обслуживания к соседней базовой станции. Значение MIN_T устанавливают для предотвращения явления «пинг-понга», при котором абонентская станция посылает запрос передачи обслуживания к базовой станции каждый раз, когда ОСНПШ принятого пилотного канала выше ОСНПШ активной базовой станции. Значения MAX_T и MIN_T могут изменяться согласно условиям в базовых станциях и условиях в канале.

Параметр «режим измерения» представляет способ измерения ОСНПШ пилот-сигнала соседней базовой станции и передачи информации об измеренном ОСНПШ пилот-сигнала к активной базовой станции на периодическом основании или на основании события. Когда о измеренном ОСНПШ пилот-сигнала сообщают на периодическом основании, устанавливают значение параметра «период информирования». Когда об измеренном ОСНПШ пилот-сигнала сообщают на основе события, возможные события делятся на «событие a», когда абонентская станция запрашивает передачу обслуживания, и «событие b», когда активная базовая станция запрашивает передачу обслуживания. В режиме, когда информацию передают на основе события, абонентская станция запрашивает передачу обслуживания, когда измеренное ОСНПШ пилот-сигнала соседней базовой станции выше ОСНПШ активной базовой станции, в то время как активная базовая станция запрашивает передачу обслуживания, когда активная базовая станция передает к абонентской станции сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания.

Параметр «команда измерения» представляет информацию, основываясь на которой абонентская станция вновь определяет, следует ли установить, сбросить или разрешить использовать информацию относительно способа измерения ОСНПШ пилот-сигнала соседней базовой станции. В каждом кадре активная базовая станция может давать команду абонентской станции установить, сбросить или разрешить использовать новый способ измерения через сообщение DL_MAP.

Параметр «конфигурация измерения» представляет информацию о способе измерения ОСНПШ пилот-сигнала соседней базовой станции с помощью абонентской станции. Параметр «конфигурация измерения» включает в себя информацию о кадре начала измерения, когда абонентская станция должна измерять ОСНПШ пилот-сигнала соседней базовой станции, и информацию о периоде измерения, в течение которого абонентская станция выполняет измерение. На основании этой информации абонентская станция должна периодически измерять ОСНПШ пилот-сигнала соседней базовой станции.

Процесс, в котором абонентская станция посылает запрос ранжирования к активной базовой станции после приема сообщения DL_MAP и сообщения UL_MAP, и процесс, в котором активная базовая станция передает сообщение ответа ранжирования к запрашивающей ранжирование абонентской станции, являются эквивалентами соответствующих процессов, описанных выше. Поэтому эти процессы не будут снова описываться. После приема сообщения ответа ранжирования абонентская станция осуществляет связь беспроводного доступа с активной базовой станцией.

На фиг.7 теперь будет сделано описание процесса передачи обслуживания во время осуществления связи беспроводного доступа между абонентской станцией и активной базовой станцией, когда активная базовая станция посылает запрос сканирования для передачи обслуживания абонентской станции. Более конкретно, фиг.7 – диаграмма, показывающая процедуру определения передачи обслуживания активной базовой станцией при запросе передачи обслуживания активной базовой станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, в которой активная базовая станция посылает запрос сканирования для передачи обслуживания абонентской станции, и абонентская станция затем передает к активной базовой станции запрос передачи обслуживания, содержащий измеренное ОСНПШ пилот-сигнала.

На фиг.7 система связи беспроводного широкополосного доступа OFDM включает в себя абонентскую станцию 701, обслуживающую базовую станцию 702 и целевые базовые станции 703 и 704. Теперь будет сделано описание i) процесса, в котором абонентская станция 701 измеряет пилот-сигнал соседних базовых станций, ii) процесса, в котором обслуживающая базовая станция 702 посылает запрос сканирования для передачи обслуживания к абонентской станции 701, iii) процесса, в котором обслуживающая базовая станция 702 определяет целевую базовую станцию, к которой будет передано обслуживание абонентской станции 701 в ответ на запрос передачи обслуживания от абонентской станции 701, и iv) процесса установки ранжирования между целевой базовой станцией и абонентской станцией 701. Сначала будет сделано описание процесса, в котором абонентская станция 701 измеряет пилот-сигнал соседних базовых станций.

На этапах 711 и 712 абонентская станция 701 принимает от обслуживающей базовой станции 702 сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP. Подробные конфигурации сообщения DL_MAP и сообщения UL_MAP были описаны относительно таблицы 2 и таблицы 6. Сообщение DL_MAP передают к абонентской станции 701 вместе с информацией, показанной в таблице 6. Абонентская станция 701 принимает сообщение DL_MAP и контролирует список соседних базовых станций, переданный от обслуживающей базовой станции 702. На этапе 731 абонентская станция 701 измеряет ОСНПШ пилот-сигналов, принятых от соседних базовых станций, используя список соседних базовых станций, переданный от обслуживающей базовой станции 702.

Процесс, в котором абонентская станция 701 измеряет ОСНПШ пилот-сигналов, принимаемых от соседних базовых станций, выполняют, приостанавливая с помощью абонентской станции 701 прием данных, передаваемых от обслуживающей базовой станции 702. Таким образом, абонентская станция 701 приостанавливает прием данных, передаваемых от обслуживающей базовой станции 702, и измеряет ОСНПШ пилот-сигналов, принимаемых от соседних базовых станций в течение времени приостановки. В этом случае предпочтительно измерять только ОСНПШ пилот-сигналов, принимаемых от соседних базовых станций, не исключенных с помощью значения MIN_T, вместо измерения ОСНПШ пилот-сигналов, принятых от всех соседних базовых станций, которые включает в себя список соседних базовых станций.

Когда обслуживающая базовая станция 702 хочет, чтобы другая базовая станция обрабатывала вызов абонентской станции 701, на этапе 724 обслуживающая базовая станция 702 посылает сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания абонентской станции 701. Конфигурация сообщения запроса сканирования для передачи обслуживания, передаваемого от обслуживающей базовой станции 702 к абонентской станции 701, показана ниже в таблице 7.

Как показано в таблице 7, обслуживающая базовая станция 702 посылает к абонентской станции 701 сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания, содержащее информационный элемент «измерение» и «время активации». Информационный элемент «измерение» указывает способ измерения и передачи информации, который требует обслуживающая базовая станция 702. «Время активации» указывает максимальное время кадра, в течение которого обслуживающая базовая станция 702 хочет выполнить передачу обслуживания. Посылая запрос сканирования для передачи обслуживания к абонентской станции 701, устанавливают «событие b», как определено в таблице 6.

На этапе 713 абонентская станция 701 посылает к обслуживающей базовой станции 702 сообщение запроса передачи обслуживания. Пример сообщения запроса передачи обслуживания, передаваемого от абонентской станции 701 к обслуживающей базовой станции 702, показан ниже в таблице 8.

Как показано в таблице 8, абонентская станция 701 посылает обслуживающей базовой станции 702 частоты несущих соседних базовых станций, которые включает в себя список соседних базовых станций, и измеренные ОСНПШ. Кроме того, абонентская станция 701 сообщает обслуживающей базовой станции 702 о каналах абонентской станции 701, расположенной в области передачи обслуживания, передавая идентификатор (ИД) восходящего канала, по которому она обменивается данными с обслуживающей базовой станцией 702. Кроме того, абонентская станция 701 определяет необходимое качество обслуживания (QoS) и требуемую полосу пропускания (BW). QoS может классифицироваться на инициативное предоставление услуг (UGS), опрос в реальном масштабе времени (rtPS), опрос не в реальном масштабе времени (nrtPS) и наилучшего возможного (BE).

Теперь будет описан процесс, в котором обслуживающая базовая станция 702 определяет целевую базовую станцию в ответ на запрос передачи обслуживания от абонентской станции 701. После приема сообщения запроса передачи обслуживания от абонентской станции 701, на этапе 732 обслуживающая базовая станция 702 сортирует соседние базовые станции, которые включает в себя сообщение запроса передачи обслуживания. Существует несколько возможных способов сортировки соседних базовых станций, и в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, например, соседние базовые станции сортируют по порядку их уровня ОСНПШ. Конечно, соседние базовые станции можно сортировать другими способами. ОСНПШ соседних базовых станций, измерение ОСНПШ для которых приостановлено абонентской станцией 701, имеют значение ‘0’. Обслуживающая базовая станция 702 может хранить информацию о сортированных соседних базовых станциях в списке.

После сортировки соседних базовых станций в зависимости от информации ОСНПШ, которую включает в себя принятое сообщение запроса передачи обслуживания, обслуживающая базовая станция 702 последовательно передает сообщение запроса соединения для передачи обслуживания к соседним базовым станциям в сортированном порядке. На этапе 714 обслуживающая базовая станция 702 передает сообщение запроса соединения для передачи обслуживания к первой целевой базовой станции 703, имеющей самое высокое ОСНПШ. Пример сообщения запроса соединения для передачи обслуживания показан ниже в таблице 9.

Как показано в таблице 9, сообщение запроса соединения для передачи обслуживания передают вместе с QoS и BW, которые необходимы абонентской станции 701. Поэтому, обслуживающая базовая станция 702 должна определять, может ли первая целевая базовая станция 703, выбранная для передачи обслуживания, выполнять QoS и BW, которые требует абонентская станция 701. Обслуживающая базовая станция 702 передает сообщение запроса соединения для передачи обслуживания вместе с информацией о QoS и BW и принимает сообщение ответа, соответствующее определению, является ли первая целевая базовая станция 703 доступной целевой базовой станцией.

После приема сообщения запроса соединения для передачи обслуживания на этапе 715 первая целевая базовая станция 703 передает к обслуживающей базовой станции 702 сообщение ответа соединения для передачи обслуживания в ответ на принятое сообщение запроса соединения для передачи обслуживания. Пример сообщения ответа соединения для передачи обслуживания показан ниже в таблице 10.

Как показано в таблице 10, первая целевая базовая станция 703 определяет, может ли она поддерживать QoS и BW, которые требует абонентская станция 701, которые включает в себя принятое сообщение запроса соединения для передачи обслуживания. Если первая целевая базовая станция 703 может поддерживать QoS и BW, которые требует абонентская станция 701, то первая целевая базовая станция 703 передает сообщение ответа соединения для передачи обслуживания вместе с информацией ACK (подтверждения). Однако, если первая целевая базовая станция 703 не может поддерживать данные QoS и BW, то она передает сообщение ответа соединения для передачи обслуживания, содержащее информацию NACK (отрицательного подтверждения). Например, на этапе 715 первая целевая базовая станция 703 передает сообщение ответа соединения для передачи обслуживания к обслуживающей базовой станции 702 вместе с информацией NACK. Таким образом, первая целевая базовая станция 703 не может поддерживать QoS и BW, которые требует абонентская станция 701.

После приема сообщения ответа соединения для передачи обслуживания от первой целевой базовой станции 703 на этапе 716 обслуживающая базовая станция 702 передает сообщение запроса соединения для передачи обслуживания ко второй целевой базовой станции 704, имеющей второе наивысшее ОСНПШ. Сообщение запроса соединения для передачи обслуживания, переданное на этапе 716, идентично сообщению запроса соединения для передачи обслуживания, переданному на этапе 714, за исключением того, что оно включает в себя ИД целевой БС. После приема сообщения запроса соединения для передачи обслуживания, вторая целевая базовая станция 704 посылает сообщение ответа обслуживающей базовой станции 702 в ответ на принятое сообщение запроса соединения для передачи обслуживания. Таким образом, на этапе 717 вторая целевая базовая станция 704 доставляет обслуживающей базовой станции 702 сообщение ответа соединения для передачи обслуживания. Точно так же вторая целевая базовая станция 704 определяет, может ли она поддерживать QoS и BW, которые требует абонентская станция 701, и затем передает сообщение ответа соединения для передачи обслуживания, содержащее определенный результат. Например, на фиг.7, вторая целевая базовая станция 704 может поддерживать QoS и BW, которые требует абонентская станция 701.

После приема сообщения ответа соединения для передачи обслуживания от второй целевой базовой станции 704 на этапе 718 обслуживающая базовая станция 702 передает к абонентской станции 701 сообщение ответа передачи обслуживания. Сообщение ответа передачи обслуживания включает в себя информацию о выбранной целевой базовой станции и полосе пропускания, используемой выбранной целевой базовой станцией. Пример сообщения ответа передачи обслуживания показан ниже в таблице 11.

После передачи к абонентской станции 701 на этапе 718 сообщения ответа передачи обслуживания на этапе 719 обслуживающая базовая станция 702 передает сообщение подтверждения соединения для передачи обслуживания ко второй целевой базовой станции 704. Пример сообщения подтверждения соединения для передачи обслуживания показан в таблице 12.

После передачи подтверждающего сообщения соединения для передачи обслуживания ко второй целевой базовой станции 704 на этапе 734 обслуживающая базовая станция 702 освобождает вызов, связанный с абонентской станцией 701.

На этапах 720 и 721 вторая целевая базовая станция 704 передает к абонентской станции 701 сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP. Сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP передают после того, как информация об абонентской станции 701, которую включают в себя данные сообщения, обновлена. После приема сообщения DL_MAP и сообщения UL_MAP на этапе 722 абонентская станция 701 передает сообщение запроса ранжирования ко второй целевой базовой станции 704. После приема сообщения запроса ранжирования на этапе 723 вторая целевая базовая станция 704 передает сообщение ответа ранжирования к абонентской станции 701. Подробный процесс, выполняемый на этапах 720-723, идентичен процессу, выполняемому на этапах 411-417, показанных на фиг.4. Поэтому подробное описание этих этапов не будет снова приводиться.

Фиг.8 – диаграмма, показывающая процедуру определения передачи обслуживания с помощью обслуживающей базовой станции при запросе передачи обслуживания обслуживаемой абонентской станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа OFDMA согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Элементы, используемые на фиг.8, идентичны элементам на фиг.7. Кроме того, этапы 811-834 на фиг.8 идентичны в работе этапам 711-734, показанным на фиг.7. Дополнительно этапы 820-823 идентичны в работе этапам 511-517, показанным на фиг.5. Поэтому подробное описание фиг.8 будет опущено для простоты.

Фиг.9 – структурная схема, показывающая абонентскую станцию согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.9, абонентская станция состоит из согласованного фильтра 900, средства 910 измерения мощности приема, компаратора (средства сравнения) 920 мощности приема, контроллера 930 и передатчика 940. ПШ код для обнаружения синхронизации, принимаемый в приемнике (теперь показан), применяют к согласованному фильтру 900, и согласованный фильтр 900 выводит определенное значение энергии согласно тому, получена ли синхронизация. Коррелятор, или корреляционный детектор, может использоваться вместо согласованного фильтра 900. Согласованный фильтр 900 сравнивает принятый ПШ код на предмет обнаружения синхронизации с уникальным ПШ кодом, хранящимся в приемнике, и выводит определенное значение, когда они идентичны. Таким образом, согласованный фильтр 900 последовательно вводит принятые сигналы в конкретный интервал, выполняет поразрядную операцию с данным интервалом с помощью уникального ПШ кода на параллельном основании и суммирует значения выполнения поразрядных операций. Если принятый сигнал идентичен уникальному ПШ коду, хранящемуся в приемнике, то это указывает на автокоррелированое состояние, и согласованный фильтр 900 выводит максимальное значение. Однако, если принятый сигнал не идентичен уникальному ПШ коду, то это указывает на неавтокоррелированое состояние, и согласованный фильтр 900 выводит относительно низкое значение. В общем случае, выводимые значения сравнивают с заданным пороговым значением для определения, обнаружена ли автокорреляция. Таким образом, обнаружена ли автокорреляция или нет, можно определять на основе значения выходного сигнала согласованного фильтра 900.

Если с помощью согласованного фильтра 900 определяют, что пилотный канал, принятый от соседней базовой станции, автокоррелирован, то средство 910 измерения мощности измеряет принимаемую мощность принимаемого пилотного канала. Таким образом, средство 910 измерения мощности приема измеряет ОСНПШ принимаемого пилотного канала и доставляет информацию об измеренном ОСНПШ для принимаемого пилотного канала на компаратор 920 мощности приема. Компаратор 920 мощности приема сравнивает ОСНПШ соседних базовых станций, которые обеспечивают от средства 910 измерения мощности приема, с заданным пороговым значением. Если одно или большее количество ОСНПШ среди измеренных ОСНПШ соседних базовых станций выше порогового значения, то компаратор 920 мощности приема сравнивает ОСНПШ соседних базовых станций, которые выше порогового значения, с ОСНПШ обслуживающей базовой станции для определения, существует ли какое-нибудь ОСНПШ, которое выше ОСНПШ обслуживающей базовой станции. Компаратор 920 мощности приема обеспечивает передачу определенного результата на контроллер 930. Когда сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания принимают от обслуживающей базовой станции, контроллер 930 выполняет операцию управления передачи к обслуживающей базовой станции сообщения запроса передачи обслуживания, содержащего определенный результат.

Таким образом, контроллер 930 приемника, принимающего сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции, генерируют сообщение запроса передачи обслуживания и обеспечивает передачу сгенерированного сообщения запроса передачи обслуживания на передатчик 940. Передатчик 940 под управлением контроллера 930 передает сообщение запроса передачи обслуживания к обслуживающей базовой станции.

Фиг.10 – последовательность операций, показывающая работу абонентской станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На этапах 1000 и 1002 абонентская станция считывает сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP, принятые от обслуживающей базовой станции. На этапе 1004 абонентская станция считывает список соседних базовых станций, который включает в себя сообщение DL_MAP. Список соседних базовых станций включает в себя информацию о соседних базовых станциях, принятую от обслуживающей базовой станции.

На этапе 1006 абонентская станция измеряет ОСНПШ пилотных каналов, передаваемых от соседних базовых станций. Уникальные номера соседних базовых станций, обеспеченные от обслуживающей базовой станции, находятся в пределах от BS_1 до MAX_BS_NUM. Сначала на этапе 1006 измеряют с помощью абонентской станции ОСНПШ соседней базовой станции BS_1 и затем переходят на этап 1008. На этапе 1008 абонентская станция определяет, меньше или нет уникальный номер соседней базовой станции, для которой измерено ОСНПШ, чем MAX_BS_NUM. Если определено, что уникальный номер соседней базовой станции, для которой измерено ОСНПШ, больше или равен MAX_BS_NUM, то абонентская станция переходит на этап 1010. Однако, если уникальный номер соседней базовой станции, для которой измерено ОСНПШ, меньше MAX_BS_NUM, то абонентская станция возвращается на этап 1006. На этапе 1006 абонентская станция увеличивает уникальный номер соседней базовой станции на единицу и измеряет ОСНПШ соседней базовой станции, которая имеет увеличенный уникальный номер.

На этапе 1010 абонентская станция сравнивает ОСНПШ соседних базовых станций с ОСНПШ обслуживающей (или активной) базовой станции. Конечно, перед сравнением ОСНПШ соседних базовых станций с ОСНПШ обслуживающей базовой станции, абонентская станция сначала сравнивает ОСНПШ соседних базовых станций с пороговым значением. Если самое высокое ОСНПШ среди ОСНПШ соседних базовых станций ниже ОСНПШ обслуживающей базовой станции, то на этапе 1026 абонентская станция определяет, принято ли сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции. Если обслуживающая базовая станция запрашивает передачу обслуживания, то абонентская станция принимает от обслуживающей базовой станции сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания. Однако, если сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания не принято, то абонентская станция возвращается на этап 1000 для приема сообщения DL_MAP, которое передает обслуживающая базовая станция. Однако, если самое высокое ОСНПШ среди ОСНПШ соседних базовых станций больше или равно ОСНПШ обслуживающей базовой станции, то абонентская станция определяет, что необходимо послать запрос передачи обслуживания, и затем переходит на этап 1012.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения передачу обслуживания абонентской станции могут выполнять по требованию обслуживающей базовой станции, даже если на этапе 1010 определено, что самое высокое ОСНПШ среди ОСНПШ соседних базовых станций ниже ОСНПШ обслуживающей базовой станции.

После приема сообщения запроса сканирования для передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции на этапе 1012 абонентская станция передает к обслуживающей базовой станции сообщение запроса передачи обслуживания. Подробная конфигурация сообщения запроса передачи обслуживания показана в таблице 6.

После передачи сообщения запроса передачи обслуживания на этапе 1014 абонентская станция принимает сообщение ответа передачи обслуживания. Подробная конфигурация сообщения ответа передачи обслуживания показана в таблице 11. На фиг.10 сообщение ответа передачи обслуживания включает в себя информацию ACK для передачи обслуживания, которую запрашивает абонентская станция. На этапе 1016 абонентская станция считывает ИД целевой базовой станции и частоту несущей, которую использует целевая базовая станция, которые включают в себя сообщение ответа передачи обслуживания.

На этапе 1018 абонентская станция меняет свою частоту к частоте целевой базовой станции. В результате абонентская станция приостанавливает обмен данными с обслуживающей базовой станцией и выполняет обмен данными с целевой базовой станцией. Для этого на этапах 1020 и 1022 абонентская станция считывает сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP, передаваемые от целевой базовой станции, и на этапе 1024 выполняет обмен данными с целевой базовой станцией.

Фиг.11 – последовательность операций, показывающая работу обслуживающей базовой станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На этапах 1100 и 1102 обслуживающая базовая станция передает сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP к абонентской станции. Когда обслуживающая базовая станция хочет передать обслуживание абонентской станции по случайному запросу, на этапе 1122 она передает сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания к абонентской станции. Сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания было описано выше относительно таблицы 7.

После приема сообщения запроса сканирования для передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции абонентская станция передает сообщение запроса передачи обслуживания к обслуживающей базовой станции. На этапе 1104 обслуживающая базовая станция затем принимает сообщение запроса передачи обслуживания от абонентской станции. Конфигурация сообщения запроса передачи обслуживания была описана выше относительно таблицы 8.

После этого на этапе 1106 обслуживающая базовая станция сортирует соседние базовые станции, которые включают в себя сообщение запроса передачи обслуживания, по порядку их уровня ОСНПШ. Как описано относительно фиг.9, уникальные номера соседних базовых станций включают в себя номера от BS_1 до MAX_BS_NUM. После завершения сортировки соседних базовых станций на этапе 1108 обслуживающая базовая станция передает сообщение запроса соединения для передачи обслуживания к соседней базовой станции (т.е. к целевой базовой станции), имеющей самое высокое ОСНПШ среди сортированных соседних базовых станций. Конфигурация сообщения запроса соединения для передачи обслуживания была описана выше в таблице 9.

После передачи сообщения запроса соединения для передачи обслуживания, обслуживающая базовая станция принимает на этапе 1110 сообщение ответа соединения для передачи обслуживания от соседней базовой станции, которая передала сообщение запроса соединения для передачи обслуживания. Конфигурация сообщения ответа соединения для передачи обслуживания была описана выше в таблице 10.

После приема сообщения ответа соединения для передачи обслуживания обслуживающая базовая станция на этапе 1112 определяет, может ли целевая базовая станция поддерживать передачу обслуживания, т.е. принято ли ACK. Если определено, что целевая базовая станция может поддерживать передачу обслуживания, то обслуживающая базовая станция переходит на этап 1116. Однако если целевая базовая станция не может поддерживать передачу обслуживания, то обслуживающая базовая станция переходит на этап 1114. На этапе 1114 обслуживающая базовая станция выбирает соседнюю базовую станцию, имеющую второе наивысшее ОСНПШ и затем передает сообщение запроса соединения для передачи обслуживания к выбранной соседней базовой станции.

На этапе 1116 обслуживающая базовая станция передает сообщение подтверждения соединения для передачи обслуживания к доступной целевой базовой станции, способной поддерживать передачу обслуживания. Конфигурация сообщения подтверждения соединения для передачи обслуживания была описана выше в таблице 12. После передачи сообщения подтверждения соединения для передачи обслуживания на этапе 1118 обслуживающая базовая станция передает к абонентской станции сообщение ответа передачи обслуживания, которое было описано в таблице 11. Порядок выполнения этапов 1116 и 1118 изменяют по выбору пользователя. После этапов 1116 и 1118 на этапе 1120 обслуживающая базовая станция освобождает канал связи (или вызов), связанный с абонентской станцией.

Как описано выше, в предложенной системе связи беспроводного широкополосного доступа, имеющей конфигурацию с множеством ячеек, для поддержания подвижности абонентских станций обслуживающая базовая станция запрашивает абонентскую станцию выполнить передачу обслуживания к другой базовой станции для распределения вызовов от абонентских станций, расположенных в перегруженной ячейке. В существующей конфигурации с одной ячейкой распределение вызовов к другой ячейке недоступно, таким образом перегруженная ячейка не может обслуживать абонентские станции. Однако в варианте осуществления настоящего изобретения, когда ячейка перегружена, ее обслуживающая базовая станция запрашивает абонентскую станцию выполнить передачу обслуживания к другой базовой станции для распределения ее вызовов, таким образом предоставляя возможность обслуживать большее количество абонентских станций.

Хотя настоящее изобретение было показано и описано относительно определенных предпочтительных вариантов его осуществления, специалистам будет понятно, что могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях, не отступая от объема и сущности настоящего изобретения, которые определены с помощью прилагаемой формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ выполнения передачи обслуживания абонентской станции при запросе обслуживающей базовой станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа, включающей в себя обслуживающую базовую станцию для обеспечения услуги в абонентскую станцию и множество соседних базовых станций, являющихся смежными с обслуживающей базовой станцией, заключающийся в том, что принимают информацию о соседних базовых станциях от обслуживающей базовой станции; измеряют отношения сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ) сигналов полосы частот от соседних базовых станций, на основании информации о соседних базовых станциях; принимают сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания, предназначенное для запроса передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции; передают в обслуживающую базовую станцию сообщение запроса передачи обслуживания, включающее в себя информацию об измеренных ОСНПШ соседних базовых станций; принимают от обслуживающей базовой станции информацию о по меньшей мере одной целевой базовой станции из соседних базовых станций, способной поддерживать передачу обслуживания абонентской станции; и выполняют передачу обслуживания от обслуживающей базовой станции в одну из по меньшей мере одной целевых базовых станций.

2. Способ по п.1, в котором информацию о соседних базовых станциях включают в сообщение DL_MAP (карта нисходящего канала), принимаемое от обслуживающей базовой станции.

3. Способ по п.1, в котором информация об измеренных ОСНПШ соседних базовых станций включает в себя только информацию о соседних базовых станциях, удовлетворяющих заданному условию передачи обслуживания.

4. Способ по п.3, в котором заданное условие передачи обслуживания содержит первое условие передачи обслуживания, в котором ОСНПШ конкретной соседней базовой станции не должно оставаться ниже минимального ОСНПШ в течение максимального времени задержки; и второе условие передачи обслуживания, в котором ОСНПШ конкретной соседней базовой станции должно оставаться выше измеренного ОСНПШ обслуживающей базовой станции в течение минимального времени задержки, причем, если существует ОСНПШ, удовлетворяющее второму условию передачи обслуживания, среди измеренных ОСНПШ соседних базовых станций, то абонентская станция запрашивает передачу обслуживания в соседнюю базовую станцию соответствующую ОСНПШ, которое удовлетворяет первому условию передачи обслуживания.

5. Способ по п.4, в котором дополнительно приостанавливают измерение ОСНПШ на соседних базовых станциях с ОСНПШ, которые не удовлетворяют первому условию передачи обслуживания, среди измеренных ОСНПШ соседних базовых станций.

6. Способ по п.1, в котором сообщение запроса передачи обслуживания передают в обслуживающую базовую станцию вместе с ОСНПШ соседних базовых станций, качеством обслуживания (QoS) и полосой частот.

7. Способ по п.6, в котором ОСНПШ соседних базовых станций, которые не включают в себя целевую базовую станцию из соседних базовых станций, устанавливают в ‘0’.

8. Способ выполнения передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции в одну из по меньшей мере одной целевых базовых станций при запросе обслуживающей базовой станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа, включающей в себя обслуживающую базовую станцию для обеспечения услуги в абонентскую станцию и множество соседних базовых станций, являющихся смежными с обслуживающей базовой станцией, заключающийся в том, что принимают информацию о соседних базовых станциях от обслуживающей базовой станции; измеряют отношения сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ) сигналов полосы частот от соседних базовых станций, на основании информации о соседних базовых станциях; принимают сообщение запроса передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции; и передают в обслуживающую базовую станцию сообщение ответа передачи обслуживания.

9. Способ выполнения передачи обслуживания с помощью обслуживающей базовой станции в системе связи беспроводного широкополосного доступа, включающей в себя обслуживающую базовую станцию для обеспечения услуги в абонентскую станцию и множество соседних базовых станций, являющихся смежными с обслуживающей базовой станцией, заключающийся в том, что

(а) передают сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания, предназначенное для запроса передачи обслуживания, в абонентскую станцию, если требуется передача обслуживания абонентской станции;

(b) принимают отношения сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ) соседних базовых станций от абонентской станции в ответ на сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания;

(c) сортируют соседние базовые станции в порядке, определенном посредством принятых уровней ОСНПШ;

(d) последовательно посылают запрос соединения для передачи обслуживания в соседние базовые станции в сортированном порядке; и

(e) передают информацию о конкретной соседней базовой станции в абонентскую станцию после приема ответа соединения для передачи обслуживания, включающего в себя информацию подтверждения (АСК) от конкретной соседней базовой станции в ответ на запрос соединения для передачи обслуживания.

10. Способ по п.9, в котором этап (d) содержит этап, на котором посылают запрос соединения для передачи обслуживания в соседние базовые станции согласно порядку, начинающемуся с соседней базовой станции, соответствующей самому высокому ОСНПШ, заканчивающемуся соседней базовой станцией, соответствующей самому низкому ОСНПШ, пока не будет принят ответ соединения для передачи обслуживания, включающий в себя информацию АСК.

11. Способ по п.9, в котором дополнительно принимают запрос передачи обслуживания от абонентской станции, который включает в себя измеренные ОСНПШ соседних базовых станций, качество обслуживания (QoS) и полосу частот.

12. Способ по п.11, в котором к соседним базовым станциям передают запрос соединения для передачи обслуживания, который включает в себя QoS и полосу частот.

13. Способ по п.9, в котором информация о конкретной соседней базовой станции включает в себя идентификатор и частоту несущей конкретной соседней базовой станции.

14. Способ по п.9, в котором дополнительно передают сообщение подтверждения соединения для передачи обслуживания в конкретную соседнюю базовую станцию, после приема от конкретной соседней базовой станции сообщения ответа соединения для передачи обслуживания, включающего в себя информацию АСК.

15. Способ по п.9, в котором дополнительно освобождают канал связи, связанный с абонентской станцией, после передачи информации о конкретной соседней базовой станции.

16. Система связи беспроводного широкополосного доступа, содержащая абонентскую станцию для передачи запроса о передаче обслуживания в по меньшей мере одну соседнюю базовую станцию, имеющую отношение сигнал несущей/помеха и шум (ОСНПШ), которое удовлетворяет условию передачи обслуживания, в ответ на сообщение запроса сканирования для передачи обслуживания, предназначенное для запроса передачи обслуживания, и для выполнения передачи обслуживания в конкретную соседнюю базовую станцию из по меньшей мере одной соседних базовых станций, которая передает ответ передачи обслуживания в ответ на запрос о передаче обслуживания; обслуживающую базовую станцию, которая в настоящее время осуществляет связь с абонентской станцией, для приема запроса о передаче обслуживания, для передачи сообщения запроса сканирования для передачи обслуживания в абонентскую станцию, если требуется передача обслуживания абонентской станции, для посылки запроса соединения для передачи обслуживания в соседние базовые станции в порядке, определенном с помощью ОСНПШ, переданных от абонентской станции, и для посылки в абонентскую станцию информации о передаче обслуживания после приема ответа соединения для передачи обслуживания, включающего в себя информацию подтверждения (АСК); и конкретную соседнюю базовую станцию из по меньшей мере одной соседних базовых станций для определения, может ли она поддерживать передачу обслуживания абонентской станции, в ответ на запрос соединения для передачи обслуживания, и для передачи в обслуживающую базовую станцию ответа соединения для передачи обслуживания, включающего в себя информацию АСК, если она может поддерживать передачу обслуживания абонентской станции.

17. Система связи беспроводного широкополосного доступа по п.16, в которой условие передачи обслуживания содержит первое условие передачи обслуживания, в котором ОСНПШ конкретной соседней базовой станции не должно оставаться ниже минимального ОСНПШ в течение максимального времени задержки; и второе условие передачи обслуживания, в котором самое высокое ОСНПШ конкретной соседней базовой станции должно оставаться выше измеренного ОСНПШ обслуживающей базовой станции в течение минимального времени задержки, причем, если существует ОСНПШ, которое удовлетворяет второму условию передачи обслуживания, среди измеренных ОСНПШ по меньшей мере одной соседних базовых станций, то абонентская станция запрашивает передачу обслуживания в соседнюю базовую станцию, соответствующую ОСНПШ, удовлетворяющему первому условию передачи обслуживания.

18. Система связи беспроводного широкополосного доступа по п.17, в которой приостанавливают измерение ОСНПШ на соседних базовых станциях с ОСНПШ, которые не удовлетворяют первому условию передачи обслуживания, среди измеренных ОСНПШ соседних базовых станций.

19. Система связи беспроводного широкополосного доступа по п.18, в которой абонентская станция посылает запрос передачи обслуживания в обслуживающую базовую станцию, если по меньшей мере одно из измеренных ОСНПШ по меньшей мере одной соседних базовых станций выше заданного порогового значения и ОСНПШ обслуживающей базовой станции.

РИСУНКИ