CN100518085C - 一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及WiMAX通信技术,公开一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法,以解决现有技术中无法获取准确的BS空闲无线资源的问题。所述方法包括:无线资源控制器指示无线资源代理需要上报的基站空闲资源信息和上报条件或上报周期,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;无线资源代理根据设定的统计周期周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内统计的相应数据上报给无线资源控制器。无线资源控制器之间也可以交互上述空闲资源信息。

Description

一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法及装置
技术领域
本发明涉及WiMAX通信技术,特别涉及一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法及装置。
背景技术
IEEE 802.16标准定义了BWA(Broadband Wireless Access,宽带无线接入)的无线城域网标准,该标准针对不同频段定义了不同的物理层技术,应用范围主要面向住宅、小办公室/家庭办公室、远程工作者以及SME(Smail Enterprise,小企业用户)市场。
IEEE 802.16中定义的MAC(Media Access Control,媒体接入控制层)支持很不利的用户环境,能够应付在每个信道上可能有成百上千个用户的应用环境,支持连续式和突发式等不同的业务量。它具有ATM(Asynchronous TransferMode,异步传输模式)汇聚子层和分组汇聚子层,通过将多个高层数据单元经过汇聚子层处理后封装成一个MAC PDU(Media Access Control,媒体接入控制层;Protocol Data Unit,协议数据单元)发送,可以实现对ATM、IP(InternetProtocol,因特网协议)和以太网业务的协议透明性。
WiMAX(Worldwide Interoperability Microwave Access,微波接入全球互通)为世界微波接入互操作性行业组织,旨在提升IEEE 802.16(IEEE 802.16、IEEE802.16d、IEEE 802.16e)系列空口协议在全球的推广和应用。本文中所指的WiMAX均指满足IEEE 802.16空口协议的网络实体。
现有WiMAX系统包括ASN(Access Service Network,接入网),ASN定义为WiMAX终端提供无线接入服务的网络功能集合,ASN包含了BS(BaseStation,基站)和ASN GW(GateWay,网关)网元,其中BS为WIMAX网络的基站设备,主要完成空中接口物理层和MAC(Media Access Control,媒体接入控制层)层的处理。
对于无线网络来说,空口的无线资源是最关键的系统资源,必须进行高效的管理,以提高系统容量和性能。在WIMAX网络中,RRM(Radio ResourceManagement,无线资源管理)的模型中主要包括两个功能实体RRA(RadioResource Agent,无线资源代理)和RRC(Radio Resource Controller,无线资源控制器),现有WiMAX系统定义了两种RRM模型,第一种模型结构如图1所示,RRC位于BS外,RRC可以设置为独立的网络实体,也可以设置在ASNGW中,RRC之间通过R4接口连接,RRC于RRA之间通过R6接口连接。第二种模型结构如图2所示,RRC与RRA都位于BS中,RRC之间通过R8接口连接,RRC于RRA之间通过内部接口连接。其中:
RRA位于每个BS中,主要测量和收集无线资源的相关信息,并将测量结果上报给RRC,同时协助完成BS本地无线资源的管理和控制;
RRC主要根据RRA收集到的无线资源信息,完成无线资源的分配与控制,同时与其他RRC进行横向通信与控制。
现有技术定义了一对RRM管理的原语:RRM-Spare-capacity-report和RRM-Spare-capacity-request原语,RRM-Spare-capacity-request原语用于RRC向RRA或其他RRC请求上报BS的空闲容量信息,RRM-Spare-capacity-report原语用于RRA或其他RRC根据RRM-Spare-capacity-request原语的要求上报BS的空闲容量信息,但是并没有给出完整的流程图。
现有技术中,测量并上报的空闲无线资源信息分别包括上行和下行链路的可用无线资源各自占上下行总无线资源的比例,这种采用比例对可用无线资源的上报方式并不能能准确表示目前BS的空闲无线资源使用情况,使RRC无法准确的获得BS无线资源的使用状况。
发明内容
本发明提供一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法及装置,以解决现有技术中无法获取准确的BS空闲无线资源的问题。
一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法,包括如下步骤:无线资源代理从无线资源控制器接收上报基站空闲资源信息的指示,和上报基站空闲资源信息的上报条件或上报周期,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;无线资源代理周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内相应的统计数据上报给无线资源控制器。
所述的方法中:所述上行/下行平均空闲资源根据当前所有业务的保证速率的平均值计算;所述最大空闲资源根据当前所有业务的保证速率中的最小保证速率计算;所述最小空闲资源根据当前所有业务的保证速率中的最大保证速率计算。其中:所述每一种上行/下行业务的可用资源包括如下之一或任意组合:该业务在一个统计周期内,根据该业务的保证速率计算的上行/下行平均可用资源、最大可用资源、最小可用资源。当用于正交频分多址OFDMA系统中时,所述资源是指OFDM符号数目和子信道数目。
基于同一技术构思的另一种无线城域网的基站空闲资源获取方法,包括如下步骤:第二无线资源控制器接收第一无线资源控制器发送的上报请求,该上报请求中包括指定基站的标识信息和需要上报的空闲资源信息,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;第二无线资源控制器周期性统计的所述空闲资源信息,并在收到所述上报请求时将所述指定基站的最近一个统计周期内相应的统计数据发送给第一无线资源控制器。
所述方法同时还包括如下步骤:第二无线资源控制器指示所述指定基站的无线资源代理上报的该基站的所述空闲资源信息,和上报基站空闲资源信息的上报条件或上报周期;无线资源代理周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内相应的统计数据上报给无线资源控制器。
所述的方法中,所述上行/下行平均空闲资源根据当前所有业务的保证速率的平均值计算;所述最大空闲资源根据当前所有业务的保证速率中最小的保证速率计算;所述最小空闲资源根据当前所有业务的保证速率中最大的保证速率计算。其中:所述每一种上行/下行业务的可用资源包括如下之一或任意组合:该业务在一个统计周期内,根据该业务的保证速率计算的上行/下行平均可用资源、最大可用资源、最小可用资源。当用于正交频分多址OFDMA系统中时,所述资源是指OFDM符号数目和子信道数目;当用于码分多址CDMA系统中时,所述资源是指功率和码子资源;当用于GSM系统中时,所述资源是指时隙。
一种WiMAX系统中的无线资源代理,包括:用于从无线资源控制器接收上报基站空闲资源信息的指示,以及上报基站空闲资源信息的上报条件或上报周期的单元,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;用于周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内相应的统计数据上报给无线资源控制器的单元。
一种无线资源控制器,包括:用于接收其它无线资源控制器发送的上报请求的单元,该上报请求中包括指定基站的标识信息和需要上报的空闲资源信息,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;用于周期性统计的所述空闲资源信息,并在收到所述上报请求时将所述指定基站的最近一个统计周期内相应的统计数据发送给所述其它无线资源控制器的单元。
本发明的有益效果如下:
本发明提供了获取BS空闲资源统计信息的完整流程,并给出了需要上报的具体资源信息,为RRM的具体实施提供了可靠的参考数据,提高了资源管理的效率。
附图说明
图1为现有RRM模型1结构示意图;
图2为现有RRM模型2结构示意图;
图3为本发明所述实施例一实现流程图;
图4为本发明所述实施例二实现流程图。
具体实施方式
现有采用比例对空闲无线资源的上报并不能准确的获得无线资源的状况,同时上报的方式比较粗略,不能准确表示目前BS的无线资源使用情况。由于RRC并不一定能够掌握究竟一个BS总共有多少无线资源可以使用,比例不能准确表示有多少无线资源可以使用。另外,对于不同QoS(Quality of Service,业务质量)要求的业务,对无线资源的占有要求不同,如对实时性的流量恒定的业务,要求占用固定的资源,但对BE(Best Effort)业务,不用占有固定资源,但必须有一定的资源保证。由于不同的帧可能可用资源的状况并不相同,因此统计应该基于一定的统计周期,计算在一个统计周期内无线资源的使用情况,有多种统计方法,包括计算一个统计周期内平均每帧空闲无线资源或统计最小和最大空闲无线资源,另外,也可以根据一定的策略对业务按QoS进行划分,划分出几个类别,按类别对每个周期内的平均使用的无线资源进行统计计算。统计周期T由RRC配置给BS,这个周期一般不改变,也可以初始设定后不变。这里,BS总共的无线资源包括使用或未使用的,但都可用(非故障)的无线资源。
因此,需要统计的空闲无线资源信息可以包括如下内容:
1、上行无线资源:
包括:上行可用平均、最大、最小无线资源,可以是具体资源数值,也可以是与总资源的比例;
上行按业务划分的可用无线资源使用情况,可以是具体资源数值,也可以是与总资源的比例;特别的在OFDMA系统里,可以以统计计算统计周期T内的上行相应衡量方式下的OFDM符号数目和子信道数目进行统计,比如统计周期T内的未使用的OFDM符号数目和子信道数目,统计方式可以分别为统计周期T内的平均值,最大值,最小值;
以上提到的最大值和最小值的计算方法是:根据统计周期T内当前所提供的业务的QoS参数中的最小业务保证速率之和计算出最大值;相反,根据周期T内当前所提供的业务的QoS参数中的最大业务保证速率之和计算出最小值。
2、下行可用无线资源:
下行可用平均、最大、最小无线资源,可以是具体资源数值,也可以是与总资源的比例;
下行按业务划分的可用无线资源使用情况,可以是具体资源数值,也可以是与总资源的比例;特别的在OFDMA系统里,可以以统计计算统计周期T内的下行相应衡量方式下的OFDM符号数目和子信道数目进行统计,比如统计周期T内的未使用的OFDM符号数目和子信道数目,统计方式可以分别为统计周期T内的平均值,最大值,最小值;
以上提到的最大值和最小值的计算方法是:根据周期T内当前所提供的业务的QoS参数中的最小业务保证速率之和计算出最大值;相反,根据统计周期T内当前所提供的业务的QoS参数中的最大业务保证速率之和计算出最小值。
下面以OFDMA系统中的具体实施例并结合如图详细说明。
实施例一、RRA向RRC上报BS的空闲资源
如图3所示,包括如下步骤:
S101、RRC向RRA发送RRM-Spare-capacity-request原语,请求上报BS的空闲无线资源,其中包括指定需要上报空闲资源的信息以及上报条件或上报周期,空闲资源的信息包括下述之一或任意组合:
1、一个统计周期T内上行空闲OFDM符号数目和子信道数目的平均值、最大值和最小值;
2、一个统计周期T内下行空闲OFDM符号数目和子信道数目的平均值、最大值和最小值;
3、当前所提供的每一种业务的空闲OFDM符号数目和子信道数目的平均值、最大值和最小值;
一般情况在,在BS上电,正常启动并自检通过后,会上报信息通知RRC自己启动成功了。这时RRC会做相应的处理,如登记BS的信息,对BS做一些必要的配置等操作。RRM-Spare-capacity-request原语也可以在这时触发,要求BS测量上报自己的空闲资源。当然,也可以在其他一些情况下触发,例如配置发生了更改,触发了某些需要某种测量值的功能等,也可以是关闭某些功能时触发。
上下行无线资源根据不同的无线系统,所指的具体内容可能有所不同,在OFDMA系统中指子信道数和OFDM符号;在CDMA系统中指功率和码子资源;在GSM系统中指时隙等。其统计的最大最小值用于RRC在新的业务建立过程中进行准入控制,在负载平衡控制中进行负载平衡控制,在切换过程中是否允许切入判断等各种可能涉及到资源消耗的RRM过程。
其中:OFDM符号和子信道的统计方法是计数,因为在一个BS中,一个给定的时间内,OFDM的符号和子信道数是确定的,哪些被使用,哪些空闲BS是知道的。其他系统,如CDMA系统,基站的可用总功率是知道的,发射功率在一个时间片上是确定的,平均发送功率就是多个时间片上的平均,空闲功率就是总功率与平均功率的差。
S102、BS向RRC发送RRM-Spare-capacity-report原语,其中包括最近一个统计周期的统计数据;
RRM-Spare-capacity-report原语的除了周期行上报以外,根据协议中定义的各种条件触发上报,例如:在网络上完成注册后(Completion of NetworkEntry)、去注册后(Deregistration of MS)、增加修改或删除连接后(Adding/changing/deleting connections)、收到MS的切换请求时(MOB_MSHO-REQreceived from MS)等。
根据不同的RRM模型,当RRA设置在BS中、RRC设置在ASN-GW中时或单独设置在一个物理实体中时,相关原语的交互过程发生在BS和ASN-GW/独立的物理实体之间,通过R6接口传递;当RRC和RRA都设置在同一个BS中,相关原语的交互过程发生在BS内部,通过内部接口传递;当RRC和RRA分别设置在相邻BS之间时,相关原语的交互过程发生在BS之间,通过R8接口传递。
本实施例给出了RRC从RRA获取BS空闲资源统计信息的完整流程,并给出了需要上报的具体资源信息,为RRM的具体实施提供了可靠的参考数据,提高了资源管理的效率。
实施例二、RRC之间交互BS的空闲资源信息
如图5所示,RRC1请求RRC2上报其范畴内指定的某个或某些BS的空闲资源信息,这种情况主要会用在终端在不同RRC下的BS间切换时需要了解这些BS的空闲资源信息是否运行切换进行,具体流程包括如下步骤:
S201、RRC1向RRC2发送RRM-Spare-capacity-request原语,请求上报指定BS的空闲无线资源,其中包括指定上报的资源信息和BS的标识信息;
仍以OFDMA系统为例,需要上报的BS空闲资源信息同样包括下述之一或任意组合:
1、一个统计周期T内上行空闲OFDM符号数目和子信道数目的平均值、最大值和最小值;
2、一个统计周期T内下行空闲OFDM符号数目和子信道数目的平均值、最大值和最小值;
3、当前所提供的每一种业务的空闲OFDM符号数目和子信道数目的平均值、最大值和最小值;
上下行无线资源根据不同的无线系统,所指的具体内容可能有所不同,在OFDMA系统中指子信道数和OFDM符号;在CDMA系统中指功率和码子资源;在GSM系统中指时隙等。其统计的最大最小值用于RRC在新的业务建立过程中进行准入控制,在负载平衡控制中进行负载平衡控制,在切换过程中是否允许切入判断等各种可能涉及到资源消耗的RRM过程。
其中:OFDM符号和子信道的统计方法是计数,因为在一个BS中,一个给定的时间内,OFDM的符号和子信道数是确定的,哪些被使用,哪些空闲BS是知道的。其他系统,如CDMA系统,基站的可用总功率是知道的,发射功率在一个时间片上时确定的,平均发送功率就是多个时间片上的平均,空闲功率就是总功率与平均功率的差。
S202、RRC2向RRC1发送RRM-Spare-capacity-report原语,其中包括指定BS最近一个统计周期的统计数据;
指定BS可以是一个或多个,RRC之间可以在RRM-Spare-capacity-report原语中以列表形式同时上报多个BS的资源信息。
上述实施例中,相关原语的交互通过R4接口传递。
本实施例给出了RRC之间交互BS空闲资源统计信息的完整流程,并给出了需要上报的具体资源信息,为RRM的具体实施提供了可靠的参考数据,提高了资源管理的效率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1、一种WiMAX系统中的基站空闲资源获取方法,其特征在于,包括如下步骤:
无线资源代理从无线资源控制器接收上报基站空闲资源信息的指示,和上报基站空闲资源信息的上报条件或上报周期,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;
无线资源代理周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内相应的统计数据上报给无线资源控制器。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述上行/下行平均空闲资源根据当前所有业务的保证速率的平均值计算;
所述最大空闲资源根据当前所有业务的保证速率中的最小保证速率计算;
所述最小空闲资源根据当前所有业务的保证速率中的最大保证速率计算。
3、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述每一种上行/下行业务的可用资源包括如下之一或任意组合:该业务在一个统计周期内,根据该业务的保证速率计算的上行/下行平均可用资源、最大可用资源、最小可用资源。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,当用于正交频分多址OFDMA系统中时,所述资源是指OFDM符号数目和子信道数目。
5、一种无线城域网的基站空闲资源获取方法,其特征在于,包括如下步骤:
第二无线资源控制器接收第一无线资源控制器发送的上报请求,该上报请求中包括指定基站的标识信息和需要上报的空闲资源信息,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;
第二无线资源控制器周期性统计所述空闲资源信息,并在收到所述上报请求时将所述指定基站的最近一个统计周期内相应的统计数据发送给第一无线资源控制器。
6、如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法同时还包括如下步骤:
第二无线资源控制器指示所述指定基站的无线资源代理上报该基站的所述空闲资源信息,和上报基站空闲资源信息的上报条件或上报周期;
无线资源代理周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内相应的统计数据上报给无线资源控制器。
7、如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,
所述上行/下行平均空闲资源根据当前所有业务的保证速率的平均值计算;
所述最大空闲资源根据当前所有业务的保证速率中最小的保证速率计算;
所述最小空闲资源根据当前所有业务的保证速率中最大的保证速率计算。
8、如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述每一种上行/下行业务的可用资源包括如下之一或任意组合:该业务在一个统计周期内,根据该业务的保证速率计算的上行/下行平均可用资源、最大可用资源、最小可用资源。
9、如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,当用于正交频分多址OFDMA系统中时,所述资源是指OFDM符号数目和子信道数目。
10、一种WiMAX系统中的无线资源代理,其特征在于,包括:
用于从无线资源控制器接收上报基站空闲资源信息的指示,以及上报基站空闲资源信息的上报条件或上报周期的单元,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;
用于周期性统计所述空闲资源信息,并在上报条件满足时或在上报周期达到时,将最近一个统计周期内相应的统计数据上报给无线资源控制器的单元。
11、一种无线资源控制器,其特征在于,包括:
用于接收其它无线资源控制器发送的上报请求的单元,该上报请求中包括指定基站的标识信息和需要上报的空闲资源信息,所述空闲资源信息包括如下之一或任意组合:上行/下行平均空闲资源、最大空闲资源、最小空闲资源、当前每一种上行/下行业务的可用资源;
用于周期性统计所述空闲资源信息,并在收到所述上报请求时将所述指定基站的最近一个统计周期内相应的统计数据发送给所述其它无线资源控制器的单元。
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