Система и способ для управления рабочим режимом мас-уровня в системе связи с широкополосным беспроводным доступом

Система и способ для управления рабочим режимом мас-уровня в системе связи с широкополосным беспроводным доступом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе связи с широкополосным беспроводным доступом, а более конкретно, к устройству и способу для управления рабочим режимом уровнем управления доступом к среде передачи (MAC).

Описание предшествующего уровня техники

В системе связи четвертого поколения (4G), которая является системой связи следующего поколения, усовершенствования направлены на предоставление услуг, имеющих различное качество (QoS) на высоких скоростях передачи данных. Система связи 3-го поколения (3G) поддерживает скорость передачи около 384 Кбит/с во внешней среде, имеющей относительно плохие условия канала передачи, и поддерживает скорость передачи около 2 Мбит/с в помещении с относительно хорошими условиями канала.

Беспроводные системы связи на основе локальной сети (LAN) и городской сети (MAN) в общем случае поддерживают скорость передачи от 20 до 50 Мбит/с. С тех пор как беспроводная система связи на основе MAN имеет широкое покрытие обслуживанием и поддерживает высокие скорости передачи, она является подходящей для поддержки высокоскоростных услуг связи. Однако беспроводные MAN-системы не обеспечивают мобильность пользователя, т.е. абонентской станции (SS), или передачу обслуживания при перемещении станции SS с высокой скоростью.

В результате в системах связи 4G разрабатывается новый тип систем связи, гарантирующий мобильность и QoS для беспроводных систем LAN и MAN, поддерживающих относительно высокие скорости передачи, для поддержки высокоскоростного обслуживания в системе связи 4G.

Система связи стандарта IEEE 802.16a (Институт инженеров по электротехнике и электронике) использует схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDMA) для поддержки сети широкополосной передачи для физического канала беспроводной MAN-системы.

Система связи IEEE 802.16a принимает во внимание только структуру с одной сотовой ячейкой и стационарные абонентские станции (SS), то есть система не учитывает перемещение станций SS. В противоположность этому, система связи IEEE 802.16e была определена как система, сконструированная в расчете на мобильность SS, в дополнение к системе связи IEEE 802.16a, и, таким образом, должна отражать мобильность SS в среде с множеством сотовых ячеек. Для обеспечения мобильности SS в среде с множеством сотовых ячеек, как описано выше, учитываются и обеспечиваются изменения в режиме функционирования станции SS и ее базовой станции. Для этой цели активно проводятся научные исследования относительно передачи обслуживания станции SS в многоячеечной структуре для поддержания мобильности станции SS. В данном документе мобильная SS упоминается как мобильная абонентская станция (MSS).

На фиг. 1 представлена блок-схема, схематично иллюстрирующая структуру системы связи IEEE 802.16e.

Согласно фиг. 1 система связи IEEE 802.16e имеет многоячеечную структуру с сотовыми ячейками 100 и 150. Кроме того, система связи IEEE 802.16e включает в себя базовую станцию (BS) 110, управляющую сотовой ячейкой 100, BS 140, управляющую сотовой ячейкой 150, и множество MSS 111, 113, 130, 151 и 153. Передача/прием сигналов между BS 110 и 140 и MSS 111, 113, 130, 151 и 153 осуществляется посредством способа OFDM/OFDMA. MSS 130 расположена в пограничной зоне (т.е. зоне передачи обслуживания) между сотовой ячейкой 100 и сотовой ячейкой 150. Когда передача обслуживания для MSS 130 возможна, то MSS 130 может перемещаться без потери обслуживания.

В системе связи IEEE 802.16e определенная MSS принимает пилот-сигналы, передаваемые от множества станций BS, и измеряет отношения мощности несущей к помехе и шуму (CINR) принятых пилот-сигналов. MSS выбирает станцию BS с самым высоким CINR в качестве обслуживающей BS, что означает, что MSS принадлежит этой BS. MSS, выбрав обслуживающую BS, принимает кадр нисходящей линии связи и кадр восходящей линии связи, переданные от обслуживающей BS, и использует их в передаче и приеме данных.

В случае, когда мобильность MSS принимается во внимание, как описано выше, потребление энергии станцией MSS играет важную роль в производительности системы. Поэтому функционирование в режиме энергосбережения и функционирование в режиме активности было предложено для станции BS и для MSS, чтобы минимизировать потребление энергии станцией MSS.

Ниже со ссылкой на фиг. 2 описаны режимы функционирования уровня управления доступом к среде передачи (МАС) для системы связи IEEE 802.16e.

На фиг. 2 представлена диаграмма режимов, схематично иллюстрирующая режимы функционирования, поддерживаемые МАС-уровнем системы связи IEEE 802.16e.

Согласно фиг. 2 МАС-уровень системы связи IEEE 802.16e поддерживает два вида режимов функционирования (т.е. режим 210 активности и режим 220 энергосбережения). Режим 220 энергосбережения предназначен для того, чтобы минимизировать потребление энергии станцией MSS в течение времени ожидания, когда пакетные данные не передаются. Режим MSS переходит (211) из режима 210 активности в режим 220 энергосбережения, таким образом минимизируется потребление энергии станцией MSS в течение времени бездействия, когда пакетные данные не передаются. В общем случае пакетные данные передаются пачками, когда они сформированы. Было бы неэффективно выполнять одни и те же операции, кода данные передаются и когда данные не передаются. По этой причине был разработан режим энергосбережения, как описано выше.

Когда пакетные данные сформированы, пока MSS находится в режиме энергосбережения, режим MSS переходит в режим активности, и выполняется передача/прием пакетных данных. Однако, поскольку пакетные данные в значительной степени зависят от режима трафика, функционирование в режиме энергосбережения должно выполняться согласовано, с учетом характеристики трафика и характеристики схемы передачи пакетных данных.

Ниже описаны схемы, предлагавшиеся до настоящего времени для системы связи IEEE 802.16e для поддержки функционирования в режиме 220 энергосбережения.

Во-первых, для перевода режима в режим 220 энергосбережения станция MSS принимает от BS согласие на перевод режима. Станция BS позволяет станции MSS переключиться в режим 220 энергосбережения одновременно с буферизацией или отбрасыванием пакетных данных, предназначенных для передачи к станции MSS. Кроме того, станция BS информирует станцию MSS о пакетных данных, предназначенных для передачи, в течение интервала прослушивания станции MSS. MSS активируется из режима 220 энергосбережения и проверяет, существуют ли какие-либо пакетные данные, предназначенные для передачи от станции BSS к станции MSS. Интервал прослушивания более детально описан ниже. Когда существуют пакетные данные, предназначенные для передачи от станции BSS к станции MSS, режим MSS переходит в режим 210 активности из режима 220 энергосбережения, и MSS принимает пакетные данные от станции BS. Когда не существует пакетных данных, предназначенных для передачи от станции BSS к станции MSS, MSS остается в режиме 220 энергосбережения.

Далее описаны параметры для поддержки функционирования в режиме энергосбережения и в режиме активности.

1) Интервал энергосбережения

Интервал энергосбережения является интервалом, запрашиваемым станцией MSS и назначаемым станцией BS в соответствии с запросом станции MSS. Интервал энергосбережения также представляет время, которое требуется для перехода из режима 220 энергосбережения в режим 210 активности. Другими словами, интервал энергосбережения определяется как интервал, в течение которого MSS остается в режиме 220 энергосбережения. MSS может продолжать оставаться в режиме 220 энергосбережения даже после того, как интервал энергосбережения закончится. В этом случае MSS обновляет интервал энергосбережения путем выполнения алгоритма обновления интервала энергосбережения посредством предварительно установленного первоначального значения окна энергосбережения и конечного значения окна энергосбережения. Здесь первоначальное значение окна энергосбережения соответствует минимальному значению окна энергосбережения, а конечное значение окна энергосбережения соответствует максимальному значению окна энергосбережения. Кроме того, как первоначальное значение окна энергосбережения, так и конечное значение окна энергосбережения назначаются станцией BS и выражаются количеством кадров. Так как минимальное значение окна энергосбережения и максимальное значение окна энергосбережения описаны более детально ниже, дополнительное описание здесь опущено.

2) Интервал прослушивания

Интервал прослушивания является интервалом, запрашиваемым станцией MSS и назначаемым станцией BS в соответствии с запросом станции MSS. Дополнительно интервал прослушивания представляет время, которое требуется MSS для активирования из режима 220 энергосбережения и синхронизации с сигналом нисходящей линии связи станции BS в достаточной степени, чтобы декодировать сообщения нисходящей линии связи, например, сообщения индикации трафика (TRF_IND). Здесь сообщение TRF_IND является сообщением, представляющим существование трафика (т.е. пакетных данных), предназначенных для передачи к станции MSS. Так как сообщение TRF_IND описано ниже, дополнительное описание здесь опущено. MSS определяет, оставаться ли ей в режиме активности или перейти обратно в режим энергосбережения, в соответствии со значениями сообщения TRF_IND.

3) Алгоритм обновления интервала энергосбережения

Когда MSS переходит в режим 220 энергосбережения, она определяет интервал с учетом предварительно установленного минимального значения окна в качестве минимального интервала режима энергосбережения. После того как интервал энергосбережения проходит, MSS активируется из режима 220 энергосбережения на интервал прослушивания и проверяет, имеются ли пакетные данные, предназначенные для передачи от BS. Если пакетных данных, предназначенных для передачи, нет, то MSS возобновляет интервал энергосбережения с удвоенной длительностью по сравнению с предыдущим интервалом энергосбережения и остается в режиме 220 энергосбережения. Например, когда минимальное значение окна равно "2", MSS устанавливает интервал энергосбережения равный 2 кадрам и остается в режиме энергосбережения в течение 2 кадров. После прохождения 2 кадров MSS активируется из режима энергосбережения и определяет, было ли принято сообщение TRF_IND. Если сообщение TRF_IND не было принято (т.е. если нет пакетных данных, переданных от станции BS к станции MSS), то MSS устанавливает интервал энергосбережения равный 4 кадрам (дважды по 2 кадрам) и остается в режиме 220 энергосбережения в течение 4 кадров. В этом способе интервал энергосбережения увеличивается внутри диапазона от первоначального значения окна энергосбережения до конечного значения окна энергосбережения. Алгоритм для обновления интервала энергосбережения, как описано выше, является алгоритмом обновления интервала энергосбережения.

Ниже описан процесс повторного входа в сеть станции MSS со ссылкой на фиг. 3.

На фиг. 3 представлена схема потока сигналов, схематично иллюстрирующая процесс повторного входа в сеть станции MSS в традиционной системе связи IEEE 802.16e.

На этапе 311 в соответствии с процедурой передачи обслуживания MSS принимает преамбулы кадров нисходящей линии связи, передаваемых от принимающей обслуживание BS (т.е. новой обслуживающей станции BS), и запрашивает синхронизацию системы с новой обслуживающей станцией BS. После этого MSS получает синхросигнал нисходящей линии связи из информации BS, содержащейся в сообщениях, транслируемых станцией BS, которые включают в себя сообщение дескриптора канала нисходящей линии связи (DCD), сообщение дескриптора канала восходящей линии связи (UCD), сообщение карты нисходящей линии связи (DL_MAP), сообщение карты восходящей линии связи (UL_MAP), сообщение оповещения о соседней с MS станции (MOB_NBR_ADV).

На этапе 313 MSS передает сообщение запроса на регулирование диапазона (RNG_REQ) станции BS, принимает сообщение ответа по регулированию диапазона (RNG_RSP) от станции BS в ответ на сообщение RNG_REQ и синхронизируется по восходящей линии связи с BS с использованием сообщения RNG_RSP. Затем на этапе 315 MSS настраивает частоту и мощность.

После этого на этапе 317 MSS согласует базовую пропускную способность станции MSS со станцией BS. На этапе 319 MSS запрашивает ключ авторизации (АК) и ключ шифрования трафика (ТЕК), выполняя операцию аутентификации совместно с BS. На этапе 321 MSS запрашивает у BS регистрацию MSS, и BS завершает регистрацию станции MSS. На этапе 323 MSS выполняет соединение по протоколу Интернет (IP) со станцией BS. На этапе 325 MSS загружает функциональную информацию через IP-соединение с BS. На этапе 327 MSS выполняет соединение потока предоставления услуги с BS. Здесь поток предоставления услуги относится к потоку, в котором передаются и принимаются MAC_SDU (блоки данных услуги) через соединение, имеющее конкретное предварительно определенное пороговое качество QoS. После этого на этапе 329 MSS использует услугу, предоставляемую станцией BS. Затем процесс завершается.

Ниже описан процесс передачи обслуживания в системе связи IEEE 802.16e со ссылкой на фиг. 4.

На фиг. 4 представлена схема потоков сигналов, схематично иллюстрирующая процесс передачи обслуживания в традиционной системе связи IEEE 802.16e.

Согласно фиг. 4 MSS сканирует CINR пилот-сигналов от соседних станций BS в описываемом процессе (этап 411). Когда MSS 400 определяет, что она должна сменить обслуживающую станцию BS (этап 413), MSS 400 передает сообщение запроса передачи обслуживания мобильной станции (MOB_HO_REQ) текущей обслуживающей станции BS 410 (этап 415). Фиг. 4 основывается на допущении того, что MSS 400 имеет две соседних станции BS, в том числе первую станцию BS 420 и вторую станцию BS 430. Здесь сообщение MOB_HO_REQ включает в себя результат сканирования станцией MSS 400.

Когда обслуживающая станция BS 410 принимает сообщение MOB_HO_REQ, обслуживающая станция BS 410 обнаруживает информацию в списке соседних станций BS, которым станция MSS может быть передана на обслуживание, из информации, содержащейся в принятом сообщении MOB_HO_REQ (этап 417). Здесь для удобства описания список соседних станций BS, которым станция MSS может быть передана на обслуживание, будет упоминаться как список соседних BS, доступных для передачи обслуживания, и в этом примере предполагается, что список соседних BS, доступных для передачи обслуживания, включает в себя первую станцию BS 420 и вторую станцию BS 430. Обслуживающая BS 410 передает сообщение уведомления о передаче обслуживания (HO_NOTIFICATION) соседним станциям BS, входящим в список соседних BS, доступных для передачи обслуживания, т.е. первой станции BS 420 и второй станции BS 430 (этапы 419 и 420).

После приема сообщения HO_NOTIFICATION от обслуживающей BS 410 первая станция BS 420 и вторая станция BS 430 передают сообщение ответа на уведомление о передаче обслуживания (HO_NOTIFICATION_RESPONSE), которое является ответным сообщением на сообщение HO_NOTIFICATION к обслуживающей станции BS 410 (этапы 423 и 425). Сообщение HO_NOTIFICATION_RESPONSE содержит множество информационных элементов (IE), включая MSS ID станции MSS 400, ответ (ACK/NACK) относительно того, могут или нет соседние станции BS выполнить передачу обслуживания в ответ на запрос станции MSS 400, и информацию о пропускной способности и уровне обслуживания, которые каждая из соседних станций BS может предоставить, когда MSS 400 будет обслуживаться каждой из них.

После того как обслуживающая станция BS 410 приняла сообщение HO_NOTIFICATION_RESPONSE, переданное от первой соседней станции BS 420 и второй соседней станции BS 430, обслуживающая станция BS 410 выбирает соседнюю станцию BS, которая может оптимальным образом обеспечить пропускную способность и уровень обслуживания, запрашиваемый MSS 400, при передаче обслуживания MSS 400, в качестве целевой BS, которой будет передано обслуживание станции MSS 400.

Например, если уровень обслуживания, требуемый станцией MSS 400, выше, чем уровень обслуживания, который может быть предоставлен первой соседней BS 420, и равен уровню обслуживания, который может быть предоставлен второй соседней BS 430, то обслуживающая станция BS 410 выберет вторую соседнюю BS 430 в качестве целевой станции BS. Затем обслуживающая станция BS 410 передает сообщение подтверждения на уведомление о передаче обслуживания к второй соседней станции BS 430 в качестве ответа на сообщение HO_NOTIFICATION_RESPONSE (этап 427).

Обслуживающая станция BS 410 передает сообщения ответа на передачу обслуживания мобильной станции (MOB_HO_RSP) к станции MSS 400 в ответ на сообщение MOB_HO_REQ (этап 429). Сообщение MOB_BSHO_RSP включает в себя информацию о целевой BS, которой будет передано обслуживание MSS 400.

Далее, после приема сообщения MOB_HO_RSP станция MSS 400 анализирует информацию, содержащуюся в сообщении MOB_HO_RSP, и выбирает целевую BS. После выбора целевой BS станция MSS 400 передает сообщение индикации передачи обслуживания мобильной станции (MOB_HO_IND) к обслуживающей станции BS 410 в ответ на сообщение MOB_HO_RSP (этап 431).

После приема сообщения MOB_HO_IND обслуживающая станция BS 410 распознает, что обслуживание MSS 400 должно быть передано целевой BS (т.е. второй соседней станции BS 430), как указано в сообщении MOB_HO_IND, и затем освобождает существующее соединение с MSS 400 (этап 433). Затем MSS 400 выполняет процесс первоначального регулирования диапазона со второй соседней станцией BS 430 (этап 435) и выполняет процесс повторного входа в сеть со второй соседней станцией BS 430 при успешном завершении первоначального регулирования диапазона (этап 437).

Операции, относящиеся к передаче обслуживания, описанные со ссылкой на фиг. 4, являются операциями, выполняемыми станцией MSS в режиме активности. С другой стороны, когда MSS обнаруживает, что она достигает зоны границы сотовой ячейки, находясь в режиме энергосбережения, MSS переключается в режим активности и выполняет операции, относящиеся к передаче обслуживания, по фиг. 4. Другими словами, когда MSS 400 перемещается из первой сотовой ячейки во вторую сотовую ячейку в режиме энергосбережения, MSS не может восстановить соединение со станцией BS первой сотовой ячейки и выполняет процесс повторного входа в сеть со станцией BS второй сотовой ячейки. При выполнении процесса повторного входа в сеть в современной системе связи IEEE 802.16e MSS передает идентификатор базовой станции (BS ID) предыдущей станции BS, к которой принадлежала MSS, так, что новая BS может распознать, что происходит передача обслуживания MSS. Затем новая BS может запросить информацию о MSS из предыдущей BS и выполнить передачу обслуживания вместе с MSS.

Вышеприведенное описание относится к способу снижения потребления энергии станцией MSS и способу передачи обслуживания станции MSS. C другой стороны, когда способ снижения потребления энергии применяется к MSS в режиме энергосбережения, способ становится неэффективным, поскольку MSS, хотя и находится в режиме энергосбережения, должна выполнить передачу обслуживания, как описано выше, всякий раз, когда она смещается между сотовыми ячейками, особенно, когда MSS, не имеющая трафика для приема или передачи, должна выполнить передачу обслуживания всякий раз, когда она перемещается между сотовыми ячейками. Эффективность сокращения потребления энергии станцией MSS снижается и генерируется непроизводительная нагрузка из-за сообщений, передаваемых в процессе передачи обслуживания. Кроме того, все станции MSS в режимах энергопотребления и активности выполняют периодическое регулирование диапазона. Это также вызывает нежелательное потребление энергии и генерацию непроизводительной нагрузки.

Дополнительно современная система связи IEEE 802.16e постоянно назначает различные типы основных радиоресурсов станциям MSS в отсутствие трафика для приема или передачи. Ниже приведены основные радиоресурсы, назначаемые независимо от действительной необходимости.

(1) Базовый идентификатор соединения (CID) (базовый CID)

Базовый CID является идентификатором соединения, используемым при передаче сообщения, которое является относительно коротким и должно быть срочно передано (например, срочное сообщение управления).

(2) Первичный CID управления

Первичный CID управления является идентификатором соединения, используемым при передаче сообщения, которое является относительно длинным и имеет относительно невысокую срочность.

(3) Вторичный CID управления

Вторичный CID управления является идентификатором соединения, используемым при передаче сообщения, которое имеет относительно невысокую срочность и относится к стандартному протоколу, по меньшей мере, для трех уровней.

Дополнительно в системе связи IEEE 802.16e каждой MSS назначается адрес протокола Интернет версии 4 (IPv4), который является также ограниченным радиоресурсом. Как описано выше, в системе связи IEEE 802.16e радиоресурсы, например идентификаторы соединений и адреса IPv4, могут быть назначены станциям MSS, не имеющим данных для передачи или приема, таким образом снижая эффективность использования радиоресурсов. Поэтому существует необходимость в особой схеме функционирования MAC-уровня для поддержки взаимодействия между BS и MSS, которая сможет максимально повысить эффективность использования радиоресурсов при одновременном снижении потребления энергии станцией MSS, перемещающейся с высокими скоростями.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение вышеупомянутых проблем, существующих в предшествующем уровне техники. Задачей изобретения является создание системы и способа для управления рабочими режимами МАС-уровня систем связи с беспроводным широкополосным доступом.

Также задачей настоящего изобретения является создание системы и способа, обеспечивающих минимизацию потребления энергии станциями MSS за счет управления режимами функционирования МАС-уровня в системе беспроводной связи с широкополосным доступом.

Также задачей настоящего изобретения является создание системы и способа для поискового вызова станции MSS в режиме ожидания МАС-уровня в системе связи с беспроводным широкополосным доступом.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание системы и способа для обновления данных местоположения в соответствии с перемещением станции MSS в режиме ожидания МАС-уровня в системе связи с беспроводным широкополосным доступом.

Для решения указанных задач предложен способ управления режимами функционирования уровня управления доступом к среде передачи посредством мобильной абонентской станции в системе связи с беспроводным широкополосным доступом, содержащей мобильную абонентскую станцию и обслуживающую базовую станцию, предоставляющую обслуживание мобильной абонентской станции. Способ содержит этапы перевода режима в режим ожидания, когда мобильная абонентская станция находится в неактивном состоянии, для того чтобы сохранить энергию и операционные ресурсы; обнаружения перемещения мобильной абонентской станции в режиме ожидания в другую зону поискового вызова, к которой относится целевая базовая станция и которая отличается от зоны поискового вызова, к которой относится обслуживающая базовая станция; и перевода режима в режим активности и выполнения обновления данных местоположения совместно с целевой базовой станцией, когда обнаружено перемещение мобильной абонентской станции.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ управления рабочими режимами уровня управления доступом к среде передачи посредством мобильной абонентской станции в системе связи с беспроводным широкополосным доступом, содержащей мобильную абонентскую станцию и обслуживающую базовую станцию, предоставляющую обслуживание мобильной абонентской станции. Способ содержит этапы перевода режима в режим ожидания, когда нет передачи данных между обслуживающей базовой станцией и мобильной абонентской станцией в течение предварительно определенного первого временного интервала в режиме активности; и перевода режима в режим активности и выполнения обновления данных местоположения самой мобильной абонентской станции в каждый предварительно определенный интервал в режиме ожидания.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ определения моментов времени поискового вызова посредством контроллера поискового вызова для множества мобильных абонентских станций, когда некоторые мобильные абонентские станции переводят режим из режима активности, имеющего передачу трафика, в режим ожидания, не имеющий передачи трафика, из множества мобильных абонентских станций в системе связи с беспроводным широкополосным доступом, содержащей базовую станцию, множество мобильных абонентских станций в сотовой ячейке, управляемой базовой станцией, и контроллер поискового вызова, соединенный с базовой станцией, причем способ включает в себя определение интервала поискового вызова; определение величины смещения для того, чтобы различимым образом установить моменты времени, в которые мобильные абонентские станции будут активны; и определения на основе интервала поискового вызова и значения смещения моментов времени, в которых мобильные абонентские станции активны.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система для управления рабочими режимами уровня управления доступом к среде передачи посредством мобильной абонентской станции в системе связи с беспроводным широкополосным доступом, содержащей мобильную абонентскую станцию и обслуживающую базовую станцию, предоставляющую обслуживание мобильной абонентской станции. Система содержит мобильную абонентскую станцию, которая переводит режим в режим ожидания, когда не существует передачи данных между обслуживающей базовой станцией и мобильной абонентской станцией в течение предварительно определенного первого временного интервала в режиме активности, переводит режим в режим активности и передает запрос на обновление данных местоположения к целевой станции, когда обнаруживается перемещение мобильной абонентской станции в режиме ожидания в другую зону поискового вызова, к которой относится целевая базовая станция и которая отличается от зоны поискового вызова, к которой относится обслуживающая базовая станция, и выполняет обновление данных местоположения в соответствии с ответом обновления данных местоположения от целевой базовой станции, которая отвечает на запрос обновления данных местоположения; целевую базовую станцию, которая совместно с контроллером поискового вызова для реализации зон поискового вызова выполняет обновление данных местоположения мобильной абонентской станции и передает ответ обновления данных местоположения к мобильной абонентской станции, когда обнаруживается запрос на обновление данных местоположения от мобильной абонентской станции; и контроллер поискового вызова для обновления данных местоположения мобильной абонентской станции в соответствии с операцией обновления данных местоположения от целевой абонентской станции и мобильной абонентской станции.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система для управления рабочими режимами уровня управления доступом к среде передачи в системе связи с беспроводным широкополосным доступом. Система содержит мобильную абонентскую станцию, которая переводит режим в режим ожидания, когда нет передачи данных между базовой станцией и мобильной абонентской станцией в течение предварительно определенного первого временного интервала в режиме активности, переводит режим в режим активности и передает запрос на обновление данных местоположения к базовой станции в каждом предварительно определенном интервале в режиме ожидания и выполняет обновление данных местоположения в соответствии с ответом обновления данных местоположения от базовой станции, которая отвечает на запрос на обновление данных местоположения; базовую станцию, которая совместно с контроллером поискового вызова для реализации зон поискового вызова, выполняет обновление данных местоположения мобильной абонентской станции и передает ответ обновления данных местоположения к мобильной абонентской станции, когда обнаруживается запрос на обновление данных местоположения от мобильной абонентской станции; и контроллер поискового вызова для обновления данных местоположения мобильной абонентской станции в соответствии с операцией обновления данных местоположения базовой станции и мобильной абонентской станции.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ для определения моментов времени поискового вызова для множества мобильных абонентских станций посредством контроллера поискового вызова, когда некоторые мобильные абонентские станции переводят режим из режима активности, имеющего передачу трафика, в режим ожидания, не имеющий передачи трафика, из множества мобильных абонентских станций в системе связи с беспроводным широкополосным доступом, содержащей базовую станцию, множество мобильных абонентских станций в сотовой ячейке, управляемой базовой станцией, и контроллер поискового вызова, соединенный с базовой станцией. Способ содержит этапы определения цикла поискового вызова; определения значения смещения для того, чтобы различимым образом установить моменты времени, в которые мобильные абонентские станции будут активными; и определения на основании цикла поискового вызова и значения смещения моментов времени, в которые мобильные абонентские станции активны.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система связи с беспроводным широкополосным доступом, содержащая базовую станцию; множество мобильных абонентских станций в сотовой ячейке, управляемой базовой станцией, и котроллер поискового вызова для определения моментов времени поискового вызова для множества мобильных абонентских станций, когда некоторые мобильные абонентские станции переводят режим из режима активности, имеющего передачу трафика, в режим ожидания, не имеющего передачи трафика, из множества мобильных абонентских станций, определения значения смещения для того, чтобы различимым образом установить моменты времени, в которые мобильные абонентские станции будут активны, и определения на основании цикла поискового вызова и значения смещения моментов времени, в которые мобильные абонентские станции активны.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - блок-схема структуры традиционной системы связи IEEE 802.16e;

фиг. 2 - диаграмма рабочих режимов, поддерживаемых МАС-уровнем традиционной системы связи IEEE 802.16e;

фиг. 3 - схема потока сигналов процедуры входа MSS в сеть традиционной системы связи IEEE 802.16e;

фиг. 4 - схема потоков сигналов, схематически иллюстрирующая процесс передачи обслуживания в традиционной системе связи IEEE 802.16e;

фиг. 5 - диаграмма рабочих режимов, поддерживаемых МАС-уровнем системы связи с беспроводным широкополосным доступом, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 - диаграмма перехода режимов станции MSS из режима активности в режим ожидания согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 - диаграмма потока сигнала в процедуре поискового вызова станции MSS в режиме ожидания согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 8 - диаграмма потока сигнала процедуры передачи обслуживания станции MSS в режиме ожидания, которая не требует обновления данных местоположения согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 - диаграмма потока сигнала процедуры передачи обслуживания станции MSS в режиме ожидания, которая требует обновления данных местоположения согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 10 - диаграмма потока сигнала процедуры периодического обновления данных местоположения станции MSS в режиме ожидания согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Далее описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. В последующем подробное описание известных функций и конфигураций опущено, чтобы не затемнять сущность настоящего изобретения несущественными деталями.

На фиг. 5 представлена диаграмма рабочих режимов, поддерживаемых уровнем управления доступом к среде передачи (МАС) системы связи с беспроводным широкополосным доступом (BWA) согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

В последующем описании вариантов осуществления настоящего изобретения система связи IEEE 802.16e, выполняющая связь с использованием схемы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM) и схемы множественного доступа с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDMA), используется в качестве примера системы связи BWA, соответствующей настоящему изобретению. Согласно фиг. 5 МАС-уровень системы связи IEEE 802.16e поддерживает три типа рабочих режимов (т.е. режим 510 активности, режим 520 энергосбережения и режим 530 ожидания). Режим 510 активности и режим 520 энергосбережения являются такими же, что и режим 210 активности и режим 220 энергосбережения, поэтому детальное описание этих режимов здесь опущено.

Режим ожидания 530 является новым режимом, включенным в вариант осуществления настоящего изобретения. Абонентская мобильная станция (MSS) в режиме 530 ожидания не передает или не принимает трафик. Она измеряет преамбулы нисходящей линии связи, в частности уровни пилот-сигналов, передаваемых от соседних базовых станций (BS), и принимает только сообщения системной информации и поискового вызова, транслируемые соседними станциями BS, таким образом максимально увеличивая эффект от сокращения потребления энергии. То есть MSS, находящаяся в режиме 530 ожидания, выходит в неактивное состояние, и таким образом MSS изменяет текущий режим на режим 530 ожидания для экономии ресурса источника питания и операционных ресурсов в неактивном состоянии.

В этом случае, когда отношение мощности несущей к помехе и шуму (CINR) от конкретной соседней станции BS (т. е. целевой станции BS) выше, чем от текущей станции BS, станция MSS, находясь в режиме 530 ожидания, определяет, что MSS переместилась от обслуживающей станции BS к целевой станции BS.

MSS анализирует системную информацию (SI), транслируемую целевой станцией BS, и сравнивает идентификатор зоны поискового вызова (PZID) с идентификатором PZID предыдущей станции BS или обслуживающей станции BS. Если идентификатор PZID предыдущей станции BS отличается от идентификатора PZID целевой станции BS, то станция MSS выполняет регистрацию местоположения. Если идентификатор PZID предыдущей станции BS идентичен идентификатору PZID целевой станции BS, то станция MSS остается в режиме энергосбережения на еще один предварительно определенный интервал времени. После того как предварительно определенный интервал времени проходит, станция MSS выполняет регистрацию местоположения, таким образом обновляя информацию о местоположении, даже если не происходило изменений в местоположении.

Далее описана зона поискового вызова.

Зона поискового вызова - это зона, в которой множество станций BS сгруппированы для составления одной единицы поискового вызова. Т. е. множество станций BS сгруппированы для формирования одной зоны поискового вызова как единицы поискового вызова, и информация о местоположении станций MSS направляется для каждой из зон поискового вызова. Каждая из зон поискового вызова идентифицируется с помощью идентификатора зоны поискового вызова (PZID). Каждая станция BS транслирует идентификатор PZID станции BS совместно с другой системной информацией каждого кадра. Если станция MSS выходит из текущей зоны поискового вызова и входит в новую зону поискового вызова, станция MSS принимает новый идентификатор PZID от базовой станции BS новой зоны поискового вызова. Различия между новым идентификатором PZID и предыдущим принятым идентификатором PZID позволяют станции MSS распознать вход в новую зону поискового вызова из предыдущей зоны поискового вызова. Здесь значение идентификатора PZID может быть включено в состав сообщения карты нисходящей линии связи (DL-MAP) и т.п.

Когда для станции MSS происходит смена зоны поискового вызова, она запрашивает изменение местоположения у соответствующей станции BS новой зоны поискового вызо