Способ передачи сообщения индикации трафика в системе связи широкополосного беспроводного доступа

Способ передачи сообщения индикации трафика в системе связи широкополосного беспроводного доступа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение, в целом, относится к системе связи широкополосного беспроводного доступа (ШБД) и, в частности, к способу передачи сообщения индикации трафика базовой станцией в системе связи ШБД с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (МОЧР)/множественного доступа с ортогональным частотным разделением (МДОЧР).

Описание уровня техники

В системе связи 4-го поколения (4G), которая является системой связи следующего поколения, проводятся активные исследования в отношении технологии предоставления пользователям услуг, гарантирующих различные уровни «качества обслуживания» (QoS) на скорости передачи данных около 100 Мбит/с.

Современная система связи 3-го поколения (3G) поддерживает скорость передачи данных около 384 кбит/с в канальной среде вне помещения, имеющей сравнительно плохие канальные условия, и поддерживает скорость передачи данных максимум около 2 Мбит/с в канальной среде в помещении, имеющей сравнительно хорошие канальные условия. Система беспроводной локальной сети (ЛС) и система беспроводной региональной сети (РС), в общем случае, поддерживают скорость передачи данных от 20 Мбит/с до 50 Мбит/с.

Поэтому в современной системе связи 4G проводятся активные исследования в отношении новой системы связи, обеспечивающей мобильность и QoS для системы беспроводной ЛС и системы беспроводной РС, обеспечивающей сравнительно высокую скорость передачи данных, для поддержки высокоскоростной услуги, которую призвана обеспечивать система связи 4G.

Система беспроводной РС, имеющая широкое покрытие и поддерживающая высокую скорость передачи данных, пригодна для услуги высокоскоростной связи. Однако поскольку система беспроводной РС не учитывает подвижность пользователей абонентских станций (АС), она никогда не учитывает передачу обслуживания, обусловленную быстрым перемещением абонентских станций.

Со ссылкой на фиг.1, ниже описана конфигурация системы связи, отвечающей стандарту 802.16a IEEE (Института инженеров по электротехнике и электронике), т.е. стандартным ТУ для системы беспроводной РС (ниже именуемой «системой связи IEEE 802.16a»). В частности, на фиг.1 показана схема системы связи ШБД с использованием МОЧР/МДОЧР.

Однако до описания фиг.1 следует отметить, что система беспроводной РС, т.е. система связи ШБД, как известно, имеет широкое покрытие и поддерживает более высокую скорость передачи данных по сравнению с системой беспроводной ЛС. Под системой связи IEEE 802.16a понимают систему связи, использующую МОЧР/МДОЧР для поддержки сети широкополосной передачи данных для физического канала системы беспроводной РС.

То есть система связи IEEE 802.16a относится к системе связи ШБД, использующей МОЧР/МДОЧР. Система связи IEEE 802.16a, поскольку она применяет МОЧР/МДОЧР к системе беспроводной РС, передает сигнал физического канала с использованием множества поднесущих, тем самым обеспечивая высокоскоростную передачу данных.

Система связи IEEE 802.16e - это система связи, которая учитывает подвижность абонентских станций в системе связи IEEE 802.16a. В настоящее время не предусмотрено никаких ТУ для системы связи IEEE 802.16e.

В результате система связи IEEE 802.16a и система связи IEEE 802.16e соответствуют системе связи ШБД, использующей МОЧР/МДОЧР, и для удобства нижеследующее описание будет приведено со ссылкой на систему связи IEEE 802.16a. В нижеприведенном описании термин «мобильная станция» или "мобильная абонентская станция (МАС)" используется для описания «абонентской станции (АС)», обладающей подвижностью.

Согласно фиг.1, система связи IEEE 802.16a имеет конфигурацию одной соты и включает в себя базовую станцию (БС) 100 и совокупность абонентских станций (АС) 110, 120 и 130, находящихся под управлением БС 100. Передача и прием сигнала между БС 100 и АС 110, 120 и 130 реализуются с использованием МОЧР/МДОЧР.

В системе связи IEEE 802.16e, если учитывается подвижность абонентских станций, энергопотребление абонентских станций является важным фактором для системы. Поэтому, для минимизации энергопотребления абонентских станций, были предложены работа в неактивном режиме и работа в активном режиме между БС и абонентскими станциями.

На фиг.2 показана схема работы в неактивном режиме в системе связи IEEE 802.16e. При этом следует заметить, что неактивный режим был предложен для минимизации энергопотребления МАС в интервале отсутствия нагрузки, в течение которого никакие пакетные данные не передаются в ходе передачи пакетных данных. То есть переход состояния МАС и БС в неактивный режим позволяет минимизировать энергопотребление МАС в интервале отсутствия нагрузки, в течение которого никакие пакетные данные не передаются.

В общем случае, пакетные данные генерируются пачками. Поэтому было бы нецелесообразно, чтобы интервал, в течение которого никакие пакетные данные не передаются, был идентичен интервалу, в течение которого пакетные данные передаются. Соответственно, был предложен неактивный режим. Однако при наличии передачи пакетных данных в то время, как БС и МАС находятся в состоянии неактивного режима, БС и МАС должны одновременно выполнять переход в состояние активного режима для обмена пакетными данными.

Неактивный режим был предложен для минимизации не только энергопотребления, но и взаимных помех между канальными сигналами. Однако, поскольку пакетные данные в значительной мере зависят от трафика, работа в неактивном режиме должна осуществляться с учетом характеристики трафика и метода передачи пакетных данных.

На фиг.2 ссылочной позицией 211 обозначен шаблон генерации пакетных данных. Шаблон генерации пакетных данных включает в себя множество интервалов включения и множество интервалов выключения. Интервалы включения соответствуют импульсным интервалам, в течение которых генерируются пакетные данные или трафик, а интервалы выключения соответствуют интервалам отсутствия нагрузки, в течение которых трафик не генерируется.

Переход состояния МАС и БС в неактивный режим или активный режим соответствует шаблону генерации трафика, что позволяет минимизировать энергопотребление МАС и устранить помехи между канальными сигналами.

Ссылочной позицией 213 обозначен переход состояния (или смену режима) БС и МАС. Шаблон переходов состояния включает в себя множество активных режимов и множество неактивных режимов. В активных режимах, когда генерируется трафик, БС и МАС обмениваются пакетными данными друг с другом. В неактивных режимах, когда трафик не генерируется, обмена пакетными данными между БС и МАС не происходит.

Ссылочной позицией 215 обозначен шаблон уровня мощности МАС. Согласно фиг.2, уровень мощности МАС в активном режиме обозначен «К», а уровень мощности МАС в неактивном режиме обозначен «М». Сравнивая уровень мощности К МАС в активном режиме с уровнем мощности М МАС в неактивном режиме, можно видеть, что уровень мощности М гораздо ниже уровня мощности К. Таким образом, в неактивном режиме, мощность почти не потребляется, поскольку отсутствует обмен пакетными данными.

В ходе работы МАС должна получить разрешение на переход состояния от БС, чтобы выполнить переход состояния в неактивный режим, и БС передает пакетные данные, разрешив МАС выполнить переход состояния в неактивный режим.

Кроме того, БС должна сообщить МС о наличии пакетных данных, подлежащих передаче, в течение интервала прослушивания МАС. В этом случае МАС должна выйти из неактивного режима и определить, имеются ли пакетные данные, подлежащие передаче с БС.

Если определено, что имеются пакетные данные, подлежащие передаче с БС, то МАС выполняет переход состояния в активный режим и принимает пакетные данные от БС. Если же определено, что нет пакетных данных, подлежащих передаче с БС, то МАС может вернуться в неактивный режим.

Ниже описаны параметры, необходимые для поддержки работы в неактивном режиме и работы в активном режиме.

(1) Основной идентификатор соединения (ИДС)

ИДС, предложенный в системе связи IEEE 802.16e, проиллюстрирован в таблице 1 и используется для идентификации соединения между БС и МАС.

Таблица 1
ИДС	Значение	Описание
Начальный выбор диапазона	0Ч0000	Используется МАС в ходе начального выбора диапазона как части процесса входа в сеть
Основной ИДС	0Ч0001˜m
ИДС первичного управления	m+1˜2m
ИДС переноса и ИДС вторичного управления	2m+1˜0xFEFF
ИДС начального выбора диапазона адаптивной антенной системы (ААС)	0xFF00	БС, поддерживающая ААС должна использовать этот ИДС при выделении периода начального выбора диапазона для устройств ААС
ИДС многоадресного опроса	0xFF00˜0xFFFE	МАС может включаться в одну или несколько групп многоадресной передачи в целях получения ширины полосы посредством опроса. С этими соединениями не связано никакого потока услуг
ИДС широковещательной передачи	0xFFFF	Используется для широковещательной информации, которая передается по нисходящей линии связи на все МАС

Согласно таблице 1, ИДС имеет размер 16 битов и обычно используется для заголовка кадра управления доступом к среде (УДС), чтобы идентифицировать соединение. Альтернативно, ИДС также используется для блока служебных данных (БСД), наподобие ИДС, описанного ниже со ссылкой на сообщение индикации трафика.

Со ссылкой на таблицу 1 ниже описан каждый ИДС.

- ИДС начального выбора диапазона: это ИДС для сообщения запроса выбора диапазона (RNG-REQ), которое МАС передает на БС с целью выделения ИДС первичного управления и основного ИДС, и все МАС должны знать значение 0x0000 ИДС начального выбора диапазона. В процессе привязки к БС, МАС сообщает БС свой адрес УДС посредством сообщения запроса выбора диапазона, так что БС предпочтительно отображает адрес УДС МАС, ИДС указывающий МАС, например, описанный ИДС первичного управления и основной ИДС.

- ИДС первичного управления: этот ИДС используется для обработки сообщения управления УДС, которая обязательно должна осуществляться между МАС и БС, и ИДС первичного управления используется для идентификации МАС. Согласно таблице 1, одна БС может управлять/идентифицировать m МАС.

Здесь 'm' обозначает количество МАС, которыми может управлять БС, и может иметь то или иное значение в зависимости от емкости БС. ИДС первичного управления представляет собой ИДС, который МАС получает посредством сообщения ответа на запрос выбора диапазона (RNG-RSP).

- основной ИДС - это ИДС, используемый для обработки сообщения управления УДС, которая должна в необязательном порядке осуществляться между МАС и БС, и основной ИДС используется для идентификации МАС. Согласно таблице 1, основной ИДС покрывает m МАС, наподобие ИДС первичного управления. Кроме того, основной ИДС, наподобие ИДС первичного управления, представляет собой ИДС, который МАС получает посредством сообщения ответа на запрос выбора диапазона.

- ИДС широковещательной передачи - это ИДС, указывающий сообщение, которое МАС должна принять и обработать; ИДС широковещательной передачи имеет значение 0xFFFF, которое заранее знают все МАС.

- ИДС многоадресного опроса - это ИДС, назначаемый/освобождаемый посредством сообщения запроса назначения многоадресного многоадресного опроса (MPA-REQ), причем ИДС многоадресного опроса используется в услуге многоадресного опроса и может создавать всего 253 группы многоадресной передачи.

- ИДС переноса - это ИДС, используемый для передачи/приема общего трафика пользовательских данных. ИДС переноса выделяется посредством сообщения ответа на запрос динамического добавления услуги (DSA-RSP) в соответствии с сообщением запроса ДДУ (DSA-REQ), инициированного БС и сообщением DSA-REQ, инициированного МАС, и полное количество доступных ИДС переноса вычисляется согласно уравнению (1).

Максимальное количество ИДС переноса = полное количество (65535) ИДС - количество (m) ИДС первичного управления - количество (m) основных ИДС - количество (1) ИДС начального выбора диапазона - количество (1) ИДС широковещательной передачи (1)

- ИДС вторичного управления - это ИДС для соединения управления более высокого уровня, например, простого протокола сетевого управления (SNMP)/тривиального протокола передачи файлов (TFTP), и выделяется посредством сообщения ответа на запрос регистрации (REG-RSP). Полное количество доступных ИДС вторичного управления попадает в тот же диапазон, что и количество ИДС переноса, но часть ИДС вторичного управления используется в диапазоне.

- ИДС начального выбора диапазона адаптивной антенной системы (ААС): этот ИДС используется БС, поддерживающей ААС, для выделения периода начального выбора диапазона для устройств ААС.

Основной ИДС используется БС для идентификации МАС. Кроме того, основной ИДС выделяется посредством сообщения RNG-RSP, полученного от БС, когда МАС выполняет процесс привязки к БС, т.е. осуществляет выбор диапазона. Таким образом, основной ИДС это один из ИДС, которые БС взаимно-однозначно отображает на уникальные адреса УДС МАС. Кроме того, в отсутствие привязки МАС, основной ИДС используется для обозначения только МАС, и имеет уникальное значение только в одной БС. Поэтому основной ИДС можно использовать для обозначения конкретной МАС в одной БС.

БС выделяет 16-битовое значение основного ИДС для МАС, причем БС может выделить количество значений основного ИДС, равное максимальному числу МАС, которыми может управлять БС. Например, если БС может управлять m МАС, то основной ИДС имеет значение от 1 до m.

(2) Интервал неактивного режима

Интервал неактивного режима может быть запрошен МАС и может быть выделен БС в ответ на запрос МАС. Интервал неактивного режима представляет собой интервал времени, в течение которого МАС поддерживает неактивный режим до начала интервала прослушивания, после перехода состояния в неактивный режим. Таким образом, интервал неактивного режима определяется как время, в течение которого МАС остается в неактивном режиме.

Даже после интервала неактивного режима, МАС может продолжать оставаться в неактивном режиме, если отсутствуют данные передачи от БС. В этом случае, МАС обновляет интервал неактивного режима, увеличивая интервал неактивного режима с использованием значения начального окна неактивного режима и значения конечного окна неактивного режима.

Значение начального окна неактивного режима представляет собой начальное минимальное значение интервала неактивного режима, а значение конечного окна неактивного режима представляет собой конечное максимальное значение интервала неактивного режима. Кроме того, значение начального окна неактивного режима и значение конечного окна неактивного режима можно выразить количеством кадров, и оба они выделяются БС.

Более подробное описание значения начального окна неактивного режима и значения конечного окна неактивного режима приведено ниже.

(3) Интервал прослушивания

Интервал прослушивания - это параметр, существующий в сообщении ответа на запрос регистрации (REG-RSP), переданном с БС на МАС в ответ на сообщение запроса регистрации (REG-REQ), переданное с МАС на БС в процессе регистрации МАС. Интервал прослушивания выражает интервал времени, в течение которого МАС выходит на некоторое время из неактивного режима и принимает сообщения нисходящей линии связи, например, сообщение индикации трафика (TRF_IND), синхронно с сигналом нисходящей линии связи от БС.

Сообщение индикации трафика указывает наличие сообщения трафика или пакетных данных, подлежащих передаче на МАС; его подробное описание приведено ниже. Таким образом, МАС непрерывно ожидает сообщение индикации трафика в течение интервала прослушивания, и если основной ИДС, обозначающий МАС, существует в сообщении индикации трафика (положительный основной ИДС), то МАС непрерывно поддерживает активный режим, выполняя переход состояния в активный режим. Если же интервал прослушивания истек, и в принятых сообщениях индикации трафика отсутствует основной ИДС (отрицательный основной ИДС), то МАС выполняет переход состояния в неактивный режим.

(4) Алгоритм обновления интервала неактивного режима

После перехода состояния в неактивный режим, МАС определяет интервал неактивного режима, рассматривая заранее определенное значение начального окна неактивного режима как минимальный период неактивного режима. По истечении интервала неактивного режима МАС выходит из неактивного режима и переходит в состояние интервала прослушивания. В течение интервала прослушивания МАС непрерывно определяет, имеются ли пакетные данные, подлежащие передаче с БС. Если определено, что пакетные данные передачи в течение интервала прослушивания отсутствуют, то МАС удваивает интервал неактивного режима и возвращается в неактивный режим.

В частности, например, если значение начального окна неактивного режима равно '2', то МАС задает интервал неактивного режима равным 2 кадрам и остается в неактивном режиме в течение 2 кадров. По истечении 2 кадров МАС выходит из неактивного режима и определяет, поступило ли от БС сообщение индикации трафика.

Если в течение интервал прослушивания поступило сообщение индикации трафика, то МАС определяет, существует ли основной ИДС в принятом сообщении индикации трафика. Если определено, что основного ИДС нет в принятом сообщении индикации трафика, то МАС задает интервал неактивного режима равным 4 кадрам, т.е. удваивает интервал неактивного режима и остается в неактивном режиме в течение 4 кадров.

Соответственно, интервал неактивного режима возрастает от значения начального окна неактивного режима до значения конечного окна неактивного режима. Такой алгоритм обновления называется алгоритмом обновления интервала неактивного режима.

Ниже приведено описание сообщений, заданных в настоящее время в системе связи IEEE 802.16e для поддержки вышеописанных работы в неактивном режиме и работы в активном режиме.

(1) Сообщение запроса неактивного режима (SLP-REQ)

Сообщение запроса неактивного режима передается от МАС на БС и используется МАС для запрашивания перехода состояния в неактивный режим. Сообщение запроса неактивного режима включает в себя параметры или элементы информации (ЭИ), необходимые МАС для работы в неактивном режиме. Формат сообщения запроса неактивного режима показан в таблице 2.

Таблица 2
СИНТАКСИС	РАЗМЕР	ПРИМЕЧАНИЯ
Формат сообщения SLP-REQ_ () {
Тип сообщения управления = 45	8 битов
Начальное окно неактивного режима	6 битов
Конечное окно неактивного режима	10 битов
}

Сообщение запроса неактивного режима представляет собой специальное сообщение, передаваемое к БС согласно информации, идентифицированной основным ИДС МАС. Ниже описаны элементы информации сообщения запроса неактивного режима, показанные в таблице 2.

Тип сообщения управления - информация, указывающая тип текущего сообщения передачи; тип сообщения управления = 45 представляет сообщение запроса неактивного режима.

Значение начального окна неактивного режима представляет начальное значение, запрошенное для интервала неактивного режима (измеренное в кадрах), а значение конечного окна неактивного режима представляет конечное значение, запрошенное для интервала неактивного режима (измеренное в кадрах). Таким образом, согласно вышеописанному со ссылкой на алгоритм обновления интервала неактивного режима, интервал неактивного режима можно обновлять в диапазоне между значением начального окна неактивного режима и значением конечного окна неактивного режима.

В данном случае интервал прослушивания представляет запрошенный интервал прослушивания (измеряемый в кадрах). Интервал прослушивания также может выражаться количеством кадров.

(2) Сообщение ответа на запрос неактивного режима (SLP-RSP)

Сообщение ответа на запрос неактивного режима представляет собой сообщение, отвечающее на сообщение запроса неактивного режима. Сообщение ответа на запрос неактивного режима можно использовать как сообщение, указывающее, удовлетворен ли запрос перехода состояния в неактивный режим от МАС, или как сообщение, указывающее незатребованную инструкцию. Сообщение ответа на запрос неактивного режима включает в себя элементы информации, необходимые МАС для работы в неактивном режиме. Формат сообщения ответа на запрос неактивного режима показан в таблице 3.

Таблица 3
СИНТАКСИС	РАЗМЕР	ПРИМЕЧАНИЯ
Формат сообщения SLP-RSP_ (){
Тип сообщения управления = 46	8 битов
SLEEP-APPROVED	1 бит	0: запрос неактивного режима отклонен1: запрос неактивного режима удовлетворен
IF(SLEEP-APPROVED == 0) {
After-REQ action	3 бита	000: МАС может повторно передать сообщение MOB_SLPREQ в любое время001: МАС должна повторно передать сообщение MOB_SLPREQ по истечении времени (REQduration), заданного БС в этом сообщении010: МАС не должна повторно передавать сообщение MOB_SLP-REQ и ожидать сообщение MOB_SLP-RSP от БС011:111: Зарезервированы
REQ-duration	4 бита	Промежуток времени для случая, когда значение After-REQ-action равно 001
} ELSE {
START-Frame	7 битов
Начальное окно неактивного режима	6 битов
Конечное окно неактивного режима	10 битов
}
}

Сообщение ответа на запрос неактивного режима также представляет собой специальное сообщение, переданное на БС согласно информации, идентифицированной основным ИДС МАС. Ниже описаны элементы информации сообщения ответа на запрос неактивного режима, показанные в таблице 3.

Тип сообщения управления - это информация, указывающая тип текущего сообщения передачи, причем тип сообщения управления = 46 представляет сообщение ответа на запрос неактивного режима.

Значение Sleep-Approved выражается 1 битом. Значение Sleep-Approved = 0 указывает, что запрос перехода состояния в неактивный режим отклонен (запрос неактивного режима отклонен), и значение Sleep-Approved = 1 указывает, что запрос перехода состояния в неактивный режим удовлетворен (запрос неактивного режима удовлетворен). Таким образом, значение Sleep-Approved = 0 указывает, что запрос МАС на переход состояния в неактивный режим отклонен. В этом случае, МАС, получившая отказ, передает сообщение запроса неактивного режима на БС согласно условию или ожидает сообщение ответа на запрос неактивного режима, указывающий незатребованную команду, от БС. Для значения Sleep-Approved = 1, сообщение ответа на запрос неактивного режима включает в себя значение Start-Frame (начальный кадр), значение начального окна неактивного режима и значение конечного окна неактивного режима. Для значения Sleep-Approved = 0, сообщение ответа на запрос неактивного режима включает в себя значение действия по запросу (REQ-Action) и значение длительности запроса (REQ-Duration).

Значение начального кадра - это значение кадра, пока МАС не вошла в первый интервал неактивного режима, за исключением кадра, в котором было принято сообщение ответа на запрос неактивного режима. Таким образом, МАС выполняет переход состояния в неактивный режим по истечении кадров, соответствующих значению начального кадра, из кадра, следующего за кадром, в котором было принято сообщение ответа на запрос неактивного режима.

Согласно вышеописанному, значение начального окна неактивного режима представляет начальное значение для интервала неактивного режима (измеренное в кадрах) и значение конечного окна неактивного режима представляет конечное значение для интервала неактивного режима (измеренное в кадрах). Значение REQ-Action представляет действие, которое должна предпринять МАС, выдав запрос перехода в неактивный режим.

(3) Сообщение индикации трафика (TRF-IND)

Сообщение индикации трафика передается от БС на МАС в течение интервала прослушивания и указывает наличие пакетных данных, подлежащих передаче с БС на МАС. Формат сообщения индикации трафика показан в таблице 4.

Таблица 4
СИНТАКСИС	РАЗМЕР	ПРИМЕЧАНИЯ
Формат сообщения TRF-IND_ (){
Тип сообщения управления = 47	8 битов
POSITIVE_INDICATION_LIST() {		Трафик был адресован
NUM-POSITIVE	8 битов
for (i=0; i<num-positive; i++) {
CID	16 битов	Основной ИДС МАС
}
}
}

Сообщение индикации трафика, в отличие от сообщения запроса неактивного режима и сообщения ответа на запрос неактивного режима, является широковещательным сообщением, которое передается на широковещательной основе. Кроме того, сообщение индикации трафика представляет собой сообщение, указывающее наличие пакетных данных, подлежащих передаче с БС на конкретную МАС, и МАС определяет, перейдет ли она в активный режим или останется в неактивном режиме, после декодирования широковещательного сообщения индикации трафика в течение интервала прослушивания.

Если МАС выполняет переход состояния в активный режим, то МАС обнаруживает кадровую синхронизацию. Если ожидаемое количество кадров в последовательности не обнаружено, то МАС может запросить повторную передачу потерянных пакетных данных в активном режиме. Если же МАС не удается принять сообщение индикации трафика в течение интервала прослушивания или положительная индикация не включена в сообщение индикации трафика, хотя сообщение индикации трафика получено, то МАС возвращается в неактивный режим.

Ниже описаны элементы информации сообщения индикации трафика, показанные в таблице 4.

Тип сообщения управления - это информация, указывающая тип текущего сообщения передачи, причем тип сообщения управления = 47 представляет сообщение индикации трафика. Positive_Indication_List включает в себя Num-Positive, указывающий количество положительных абонентов и ИДС положительных абонентов. Таким образом, Positive_Indication_List представляет количество МАС, на которые нужно передавать пакетные данные, и их ИДС.

Переход

На фиг.3 показана схема сигнализации, иллюстрирующая процесс перехода состояния в активный режим для МАС под управлением БС в системе связи IEEE 802.16e. Согласно фиг.3, МАС 300 входит в интервал прослушивания на этапе 311. Если существует трафик или пакетные данные, подлежащие передаче на МАС 300, то БС 350 буферизует пакетные данные и передает сообщение индикации трафика на МАС 300 на этапе 313.

Сообщение индикации трафика включает в себя элементы информации, описанные в связи с таблицей 4. МАС 300, принимая сообщение индикации трафика от БС 350, определяет, имеется ли положительная индикация в сообщении индикации трафика. Если существует положительная индикация, то МАС 300 считывает основной ИДС, включенный в сообщение индикации трафика, и определяет, включен ли ее собственный основной ИДС в сообщение индикации трафика. Если определено, что ее собственный основной ИДС включен в сообщение индикации трафика, то МАС 300 выполняет переход состояния из текущего режима, т.е. неактивного режима, в активный режим на этапе 315.

На фиг.4 показана схема сигнализации, иллюстрирующая процесс перехода состояния в неактивный режим и поддержание неактивного режима МАС под управлением БС в системе связи IEEE 802.16e. Согласно фиг.4, МАС принимает сообщение индикации трафика в течение интервала прослушивания, после чего возвращается в неактивный режим согласно условию. В этом случае, если имеется трафик нисходящей линии связи, подлежащий передаче на несколько МАС в неактивном состоянии, то БС буферизует трафик для МАС и включает основные ИДС, обозначающие соответствующие МАС, в периодически передаваемое БС сообщение индикации трафика, до передачи на широковещательной основе, когда МАС входят в интервал прослушивания.

Согласно фиг.4, если МАС 400 входит в интервал прослушивания на этапе 411 и принимает сообщение индикации трафика от БС 450 на этапе 413, то МАС 400 определяет, включен ли ее собственный основной ИДС в принятое сообщение индикации трафика. Здесь, поскольку МАС 400 не удается обнаружить свой собственный основной ИДС в сообщении индикации трафика БС, то МАС 400 непрерывно определяет в течение интервала прослушивания, включен ли свой собственный основной ИДС в принятые от БС сообщения 415 и 417 индикации трафика. МАС 400 непрерывно повторяет вышеописанный процесс в течение интервала прослушивания. Если МАС 400 остается в состоянии отрицательного основного ИДС до истечения интервала прослушивания на этапе 419, то МАС 400 возвращается в неактивный режим на этапе 421.

Согласно вышеописанному, МАС 400 поддерживает неактивный режим в течение удвоенного интервала неактивного режима, после чего повторяет вышеописанный процесс, когда снова входит в интервал прослушивания. Если же МАС 400 обнаруживает положительный основной ИДС, то МАС 400 выполняет переход состояния в активный режим, как описано в связи с фиг.3.

На фиг.5 показана схема, иллюстрирующая работу МАС по обновлению интервала неактивного режима в неактивном режиме под управлением БС в системе связи IEEE 802.16e. Согласно фиг.5, МАС 570 принимает сообщения индикации трафика, передаваемые БС 501 в широковещательном режиме в течение интервалов прослушивания 543, 547 и 551, и, когда отрицательные основные ИДС 519, 529, и 539 включены в принятые сообщения индикации трафика, МАС 570 удваивает интервалы неактивного режима 541, 545 и 549, после чего возвращается в неактивный режим. Если МАС 570 обнаруживает положительный основной ИДС в течение интервалов прослушивания 543, 547 и 551, то МАС 570 выполняет переход состояния в активный режим, как описано со ссылкой на фиг.3.

Формат сообщения индикации трафика, передаваемого БС на широковещательной основе, чтобы МАС могли выполнять переход состояния в активный режим в течение интервала прослушивания, показан на фиг.6. Фиг.6 представляет собой схему, иллюстрирующую формат сообщения индикации трафика, переданного от БС на МАС в системе связи IEEE 802.16e. Согласно фиг.6, сообщение индикации трафика 600 включает в себя части 611 и 613 заголовка кадра УДС, указывающие, что соответствующее сообщение передачи является сообщением индикации трафика, и части 615, 617 и 619 индекса индикации трафика, указывающие содержимое фактического сообщения индикации трафика.

Части 611 и 613 заголовка кадра УДС включают в себя поле 611 типа сообщения управления, указывающее тип сообщения передачи, и поле 613 Num-of-Positive, указывающее длину сообщения индикации трафика. В данном случае, поскольку сообщение является сообщением индикации трафика, в поле 611 типа сообщения управления хранится значение 47.

Чтобы три МАС могли одновременно выполнить переход состояния в активный режим посредством сообщения индикации трафика 600, необходимо реализовать ИДС для трех МАС с индексами индикации трафика. Поэтому, чтобы предписать трем МАС выполнить переход состояния в активный режим, значение 3 сохраняется в поле 613 Num-of-Positive, а в следующие поля включаются основные ИДС для трех МАС до передачи. Например, чтобы предписать МАС с первой по третью (МАС#1, МАС#2 и МАС#3) 621, 623 и 625 выполнить переход состояния в активный режим, нужно сохранить основные ИДС 615, 617 и 619 для МАС. Поскольку основной ИДС включает в себя 16 битов или 2 байта, для предписания трем МАС выполнить переход состояния в активный режим нужно 6-байтовое поле данных.

Согласно вышеописанному, сообщение 600 индикации трафика является широковещательным сообщением, и все МАС в их интервале прослушивания среди МАС, принадлежащих конкретной БС, принимают сообщение 600 индикации трафика. МАС определяют, включены ли их собственные основные ИДС в сообщение 600 индикации трафика, чтобы, тем самым, определить, будут ли они поддерживать неактивный режим или выполнят переход состояния в активный режим.

Выше приведено описание работы в неактивном режиме для современной системы связи IEEE 802.16e. Далее описаны проблемы, связанные с работой в неактивном режиме.

(1) В системе связи IEEE 802.16e, если имеется трафик, подлежащий передаче на МАС в неактивном режиме, то БС включает 16-битовые основные ИДС, обозначающие соответствующие МАС, в сообщение индикации трафика, согласно вышеописанному. Однако диапазон основных ИДС, обозначающих МАС в одной БС, занимает очень малую часть ИДС#1 - ИДС#m среди всех 65536 ИДС. Поэтому, 16-битовые ИДС, необходимые для идентификации МАС, включают в себя ненужные старшие биты (СБ).

Когда количество МАС, которыми может управлять БС, возрастает, количество основных ИДС, которые могут быть включены в сообщение индикации трафика согласно вышеописанному способу, также соответственно возрастает. Например, если количество МАС, которыми может управлять одна БС, равно 30, для указания всех МАС необходимо только 5 битов. Однако традиционная система связи IEEE 802.16e обычно использует 16-битовые ИДС. Поэтому, в сообщении индикации трафика требуется группа основных ИДС размером максимум 60 байтов (30Ч2 байта) или 480 битов.

Кроме того, системе связи IEEE 802.16e требуется конкретная ширина полосы для передачи сообщения индикации трафика на МАС, и, когда количество МАС, которыми может управлять одна БС, возрастает, максимальный размер сообщения индикации трафика также соответственно возрастает, приводя к увеличению используемой ширины полосы. Поэтому, чтобы минимизировать влияние на ширину полосы для передачи трафика данных, основные ИДС, позволяющие МАС в неактивном режиме выполнять переход состояния в активный режим, передаются по отдельности посредством нескольких сообщений индикации трафика. В результате, интервал прослушивания, в течение которого МАС принимает сообщение индикации трафика, также увеличивается, приводя к ненужному энергопотреблению.

(2) В системе связи IEEE 802.16e, МАС в неактивном режиме входит в интервал прослушивания и повторяет процесс ожидания сообщения индикации трафика, передаваемого БС, и определения, имеется ли основной ИДС, указывающий МАС, в сообщении индикации трафика. Таким образом, если МАС не удается принять сообщение индикации трафика в течение интервала прослушивания, или в сообщении индикации трафика отсутствует основной ИДС, даже если сообщение индикации трафика принято, МАС продолжает осуществлять вышеописанный процесс. Поэтому, БС не требуется понуждать даже МАС, остающуюся в интервале прослушивания, выполнять переход состояния в активный режим на основании диспетчеризации услуг, для которой учитывается выравнивание нагрузки на всех МАС. Однако МАС, не проинформированная об этой ситуации, ожидает сообщение индикации трафика, продолжая расходовать мощность до истечения интервала прослушивания. Соответственно, необходимы различные алгоритмы, предписывающие МАС возвращаться в неактивный режим до истечения интервала прослушивания и, тем самым, минимизирующие энергопотребление.

Сущность изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа модификации сообщения для уменьшения размера сообщения индикации трафика, передаваемого передающей стороной в системе управления неактивным режимом для системы связи ШБД.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа модификации сообщения для предписывания МАС, которой не требуется ожидать сообщение индикации трафика, выполнять переход состояния обратно в неактивный режим в течение интервала прослушивания в системе управления неактивным режимом для системы связи ШБД.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ передачи сообщения индикации трафика для предписывания мобильной абонентской станции (МАС) в неактивном режиме перейти в активный режим в системе связи широкополосного беспроводного доступа, поддерживающей неактивный режим в отсутствие данных передачи, и активный режим при наличии данных передачи. Способ содержит этапы, на которых индивидуально выделяют соответствующей каждой из МАС области, указывающие наличие трафика для МАС, принадлежащей обслуживающей базовой станции, в поле индикации трафика