CN101174923A - 用于处理宽带无线通信系统中的测距差错的方法 - Google Patents

用于处理宽带无线通信系统中的测距差错的方法 Download PDF

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CN101174923A CNA2007101802936A CN200710180293A CN101174923A CN 101174923 A CN101174923 A CN 101174923A CN A2007101802936 A CNA2007101802936 A CN A2007101802936A CN 200710180293 A CN200710180293 A CN 200710180293A CN 101174923 A CN101174923 A CN 101174923A
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Abstract

本发明提供了一种用于执行宽带无线通信系统中的测距过程的方法。在所述方法中，从移动站向基站发送测距请求消息。从基站向移动站发送包括测距状态的原因信息的测距响应消息。

Description

用于处理宽带无线通信系统中的测距差错的方法
本申请基于35U.S.C.§119要求在2006年10月25日向韩国知识产权局递交的、所分配的序号为2006-104064的申请的优先权，将其内容作为参考合并于此。
技术领域
本申请涉及用于执行宽带通信系统中的测距过程的方法，特别涉及用于处理宽带通信系统中的测距差错的方法。
背景技术
无线宽带(WiBro)系统是基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.16e系统的，目的是提供一种宽带无线移动通信系统。但是，在IEEE 802.16e系统中的移动站(MS)和基站(BS)之间的测距过程中可能发生差错。
图1描述了移动站(MS)和基站(BS)之间的常规的网络进入过程。将参照图1描述初始测距过程。
参照图1，BS向MS发送前导码、帧控制报头(FCH)、下行链路(DL)MAP、以及上行链路(UL)MAP。BS也向MS发送下行链路信道描述符/上行链路信道描述符(DCD/UCD)消息。这里未提供对前导码和UCD/DCD消息的详细描述。MS根据从BS接收的消息获得UL信道特性信息和与初始测距过程相关的参数。
然后，MS向BS发送测距请求消息。响应于该测距请求消息，BS向MS发送测距响应消息。在接收到该测距响应消息时，MS执行剩余的网络进入操作以访问BS。剩余的网络进入过程的示例包括基本能力协商过程、认证过程和注册过程。
图2描述了移动站(MS)和基站(BS)之间的传统的切换测距过程。将参照图2描述切换测距过程。
参照图2，MS与服务BS交换诸如MOB_MSHO-REQ、MOB_BSHO-RSP、MOB_BSHO-REQ和MOB_HO-IND的媒体访问控制(MAC)管理消息，用于从服务BS到目标BS的切换。上述消息包括新BS信息，用于MS从服务BS到目标BS的转换(切换)。MS与目标BS交换测距请求消息和测距响应消息，以执行到目标BS的切换。
使用UL MAP作为从BS发送至MS的DL链路帧所包括的控制信息的一部分。UL MAP用于为将被MS发送的UL消息和UL业务量分配资源，并包括用于使得MS能够正确地解调UL消息和UL业务量的信息。UL MAP具有信息元(IE)的数据格式。服务BS是当前正向MS提供服务的BS，也称为“源BS”。目标BS是MS将通过切换过程而转换到的新BS。在将从服务BS发送至MS的参数中，推荐BS是与MS可以通过切换过程而移动所至的服务BS不同的BS。测距是MS获得至BS的UL传输所必需的参数(例如时间偏移和频率偏移)的过程。MOB_MSHO-REQ是用于从MS向服务BS发送MS所测量的邻居BS信息以执行到另一BS的切换的MAC层消息。MOB_BSHO-REQ是从服务BS发送的用于引发MS的切换操作的MAC层消息。MOB_BSHO-RSP是响应于MS的MOB_MSHO-REQ消息而从服务BS向MS发送的响应消息，包括推荐BS的参数。MOB_MSHO-IND是用于从MS向服务BS发送目标BS的信息的UL消息。NBR_ADV是从BS向在该BS的覆盖区域内的所有MS周期性地发送的广播消息，用于向相应的MS通知相应的BS的邻居BS列表。
但是，当信道条件差时，在切换测距过程中MS可能不能接收到来自BS的测距响应消息，将其称为“测距差错的发生”。
图3描述了切换测距差错的发生。将参照图3描述切换测距过程中测距差错的发生。
参照图3，服务BS周期性地向MS发送NBR_ADV消息，以向MS通知服务BS周围的邻居BS的列表。当服务BS的无线电波环境恶化时，MS向服务BS发送MOB_MSHO-REQ消息以检测具有更好的无线电波环境的BS。在接收到该MOB_MSHO-REQ消息时，服务BS向MS发送MOB_BSHO-RSP消息以向MS报告推荐的BS。当目标BS具有比服务BS更好的无线电波环境时，MS向服务BS发送MOB_MSHO-IND消息以尝试到目标BS的转换(也即切换)。然后，MS向目标BS发送测距请求消息以向目标BS通知它移动自哪个BS。在接收到该测距请求消息时，目标BS向MS发送测距响应消息以向MS通知新连接信息。但是，当信道条件差时，MS不能接收到来自目标BS的测距响应消息，这导致了测距差错的发生。
作为参考，将参照表1至5详细地描述MS的测距过程。
表1示出了用于MS的测距过程的带宽请求报头格式。
表1
HT(1比特) EC(1比特) 类型(3比特) BR MSB(11比特)
BR LSB(8比特) CID MSB(8比特)
CID LSB(8比特) HCS(8比特)
表2详细地示出了带宽请求报头字段。
表2
    名称   长度(比特) 描述
    HT   1 报头类型＝1
    EC   1 加密。总是为0
    类型   3 带宽请求报头的类型
BR 19 带宽请求将被分配给MS的上行链路带宽的字节的数量
    CID   16 连接标识符
    HCS   8 报头检查序列
表3示出了MAC管理消息格式。
表3
  管理消息类型 管理消息有效载荷
表4示出了MAC管理消息。
表4
    类型   消息名称 消息描述
    0   UCD 上行链路信道描述符
    1   DCD 下行链路信道描述符
    2   DL-MAP 下行链路访问定义
    3   UL-MAP 上行链路访问定义
    4   RNG-REQ 测距请求
    5   RNG-RSP 测距响应
表5示出了传统的测距响应消息格式。
表5
语法   大小 注释
RNG-RSP_Message_Format(){
管理消息类型＝5   8比特
上行链路信道ID   8比特
TLV编码信息   变量 TLV专用
}
如同从图1至3可看到的，当MS在向BS发送测距请求消息后接收到来自BS的测距响应消息时，不存在从BS向MS发送针对无效操作的否定确认(NACK)信号的功能。例如，当BS在对测距响应消息的重复的重发后认为对测距响应消息的发送失败时，MS不能获知该发送失败并因此重复地向BS发送测距请求消息。这导致了对UL资源的低效率的重复占用。
发明内容
为了解决上文所讨论的现有技术的不足之处，本发明的基本目的是实质上至少解决上述的问题和/或缺点和提供至少下文的优点。因此，本发明的目的是提供用于处理移动站(MS)测距过程中的差错的方法。
本发明的另一目的是提供用于当MS向BS发送测距请求消息时通过从BS向MS发送适合于BS的条件的测距响应消息来有效地使用基站(BS)的资源的方法。
本发明的又一目的是提供用于通过允许BS向MS通知初始测距过程中的差错和该差错的原因以使得MS可以处理该差错来成功地执行MS的初始测距过程的方法。
本发明的再一目的是提供用于通过允许BS向MS通知切换过程中的差错类型以使得MS可以适当地处理该差错来平滑地执行MS的切换过程的方法。
根据本发明的一个方面，一种用于执行宽带无线通信系统中的测距过程的方法包括以下步骤：从MS向BS发送测距请求消息；以及从BS向MS发送包括测距状态的原因信息的测距响应消息。
根据本发明的另一方面，一种用于宽带无线通信系统中的BS的通信方法包括以下步骤：确定是否接收到来自MS的测距请求消息；在接收到测距请求消息时，确定测距状态信息和该测距状态信息的原因信息；生成包括测距状态信息及原因信息的测距响应消息；以及向MS发送所生成的测距响应消息。
根据本发明的又一方面，一种用于宽带无线通信系统中的MS的通信方法包括以下步骤：向BS发送测距请求消息；以及接收来自BS的包括测距状态的原因信息的测距响应消息。
在下文对本发明的具体实施方式的描述之前，提出对在整个本专利文献中所使用的某些术语和短语的定义会是有益的：术语“包括”和“包含片及其派生词意味着包括而非限定；术语“或者”是包括的，意味着和/或；短语“与......相关”和“与其相关”及其派生词意味着包括、被其包括、被其包含、连接到或与其连接、耦合到或与其耦合、可与其传递、与其协作、交错、并列、最接近于、被结合于或与其结合、具有、具有其特性等等；术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分，可以以硬件、固件或软件、或同一种的至少两个的组合来实现这种设备。应该理解的是，与任何特定的控制器相关的本地的或远程的功能可以是集中式的或者分布式的。在整个本专利文献中提供了对某些术语和短语的定义，本领域的技术人员应当理解，在许多(如果不是大多数)情况下，这种定义应用于现有技术以及将来对这些定义的术语和短语的使用。
附图说明
为了更完整地理解本公开内容及其优点，现在参照以下结合附图的描述，其中同样的附图标记表示同样的部分：
图1描述了MS和BS之间的常规网络进入过程；
图2描述了MS和BS之间的传统的切换测距过程；
图3描述了切换测距差错的发生；
图4描述了当初始测距差错发生时根据本发明的BS的操作；
图5描述了当切换测距差错发生时根据本发明的BS的操作；以及
图6描述了根据本发明的用于处理每个测距差错的MS的操作。
具体实施方式
下文所讨论的图4至6以及用于描述本专利文献中的本公开内容的原理的多种实施例是仅通过例证的方式，而不应被以任何方式解释为限定本公开内容的范围。本领域中的技术人员将理解，可以在任何适当设置的无线通信系统中实施本公开内容的原理。
在下文中将参照附图描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，未详细地描述众所周知的功能或结构，这是因为其将在不必要的细节上对本发明造成模糊。
本发明意在提供针对宽带无线通信系统中的测距过程中的测距响应消息的多种否定确认(NACK)功能。
图4和5描述了呼叫处理场景，其中当在测距过程(也即初始测距过程或切换测距过程)中发生差错时提供了NACK功能。可以使用表6中所定义的传统的测距状态参数和本发明所提出的原因参数来实现图4和5的呼叫处理场景。
表6示出了呼叫状态参数和原因参数(也即用于提供针对图4和5的测距响应消息的NACK功能的参数)的细节(类型、长度和值)。
表6
  名称     类型     长度 值
测距状态 4 1 用于指示BS是否在可接受的限制内接收到上行链路消息1＝继续2＝异常中止3＝成功
原因 40 1 0＝缺乏资源1＝繁忙2＝无效参数3＝无服务4～255＝保留
将参照表6详细描述针对测距响应消息的NACK功能。
参照表6，存在第一种情况：由于用于MS所请求的频带(FA)的所有无线电资源已经被占用，而导致BS不能响应于来自MS的测距请求消息，将相应的频带(频率分配(FA))分配给MS。在这种情况下，BS将测距响应消息的“测距状态”参数的值设为“异常中止”，将“原因”参数的值设为“缺乏资源”。因此，在接收到来自BS的测距响应消息时，MS检测到不存在用于相应的频带(FA)的可用无线电资源。因此，MS不继续向BS发送该测距请求消息，而是向该BS发送用于请求另一频带(FA)的测距请求消息。
存在第二种情况：由于BS的所有资源(例如频率、频带的无线电资源、以及IP资源)被用尽，而难以响应于来自MS的测距请求消息，向新MS分配资源。在这种情况下，BS将测距响应消息的“测距状态”参数的值设为“异常中止”，将“原因”参数的值设为“无服务”。因此，在接收到来自BS的测距响应消息时，MS检测到BS缺乏资源。因此，MS不继续向该BS发送测距请求消息，而是向另一BS发送测距请求消息。
存在第三种情况：当MS向BS发送测距请求消息时，BS正处于针对该MS执行另一操作的过程中。例如，当BS要向MS发送测距响应消息时，MS在根据测距响应等待定时器确定未能接收到测距响应消息的情况下，向BS重新发送测距请求消息。在这种情况下，BS将测距响应消息的“测距状态”参数的值设为“继续”，将“原因”参数的值设为“繁忙”。因此，在接收到来自BS的测距响应消息时，MS检测到BS正处于针对该MS的另一操作的过程中。因此，该MS更新测距响应等待定时器，并等待接收来自该BS的测距响应消息。然后，当未能接收到测距响应消息时，MS向该BS重新发送测距请求消息。
存在第四种情况：BS确定在所接收的来自MS的测距请求消息中存在无效参数。在这种情况下，BS将测距响应消息的“测距状态”参数的值设为“继续”，将“原因”参数的值设为“无效参数”。因此，在接收到来自BS的测距响应消息时，MS检测到在测距请求消息中存在无效参数。因此，MS修正该无效参数并将该测距请求消息重新发送给BS。
在下文中，将参照图4至6详细地描述本发明的示例性实施例。
图4描述了根据本发明的实施例的宽带无线通信系统中的初始测距过程。
参照图4，MS接收来自BS的DL前导码以获得系统同步，还接收来自BS的帧控制报头(FCH)消息、DL MAP和UL MAP消息(在步骤401中)。在此处，MS分析该DL/UL MAP消息以检测DCD/UCD消息的资源。
然后，MS使用所检测的资源接收来自BS的DCD/UCD消息(在步骤403中)。在此处，MS根据DCD/UCD消息获得DL信道信息、UL信道信息和初始测距参数。
MS可以使用从BS获得的最小UL/DL信道信息来执行针对该BS的基本进入过程。因此，MS向BS发送测距请求消息(在步骤405中)。
然后，响应于该测距请求消息，BS向MS发送测距响应消息(在步骤407中)。根据本发明，测距响应消息包括如表6所示的测距状态信息和原因信息。
然后，MS分析测距响应消息，检测测距状态和根据该测距状态的原因，并根据所检测的原因进行操作(在步骤409中)。随后将参照图6详细地描述根据所检测的原因的操作。
图5描述了根据本发明的实施例的宽带无线通信系统中的切换测距过程。
参照图5，MS从服务站接收包括邻居BS的信息的邻居广告(NBV_ADV)消息(在步骤501中)。
然后，基于邻居广告消息的信息，MS扫描邻居BS，并检测到在MS和服务BS之间的无线电波环境已恶化(在步骤503中)。换言之，MS检测到需要切换。
因此，MS向服务BS发送切换请求(MOB_MSHO-REQ)消息(在步骤505中)。
响应于从MS接收的切换请求消息，服务BS向MS发送测距响应(MOB_MSHO-RSP)消息(在步骤507中)。该切换响应消息包括要推荐给MS的切换候选BS的列表。
然后，MS确定切换目标BS，并向服务BS发送包括目标BS的信息的切换指示(MOB_MSHO-IND)消息(在步骤509中)。
在最终确定切换时，MS向目标BS发送切换测距请求消息(在步骤511中)。
响应于从MS接收的测距请求消息，目标BS向MS发送测距响应消息(在步骤513中)。根据本发明，该测距响应消息包括如表6所示的测距状态信息以及该测距状态的原因信息。
然后，MS分析测距响应消息，检测测距状态和根据该测距状态的原因，并根据所检测的原因进行操作(在步骤515中)。将参照图6详细地描述根据所检测的原因的操作。
尽管已经参照图4和5描述了初始测距过程和切换测距过程，本发明还可应用于位置更新测距过程。
图6示出了根据本发明的实施例的宽带无线通信系统中MS的操作。
参照图6，在步骤601中MS向BS发送测距请求消息。测距请求消息是向BS发送的用于初始测距、切换测距或位置更新测距的消息。
在步骤603中，MS接收来自BS的测距响应消息。根据本发明，该测距响应消息包括如表6所示的测距状态信息和该测距状态的原因信息。
在步骤605中，MS分析该测距响应消息，并确定该测距响应消息中的测距状态信息是否是“继续”。
如果该测距状态信息是“继续”(在步骤605中)，则在步骤607中MS检测该测距状态(“继续”)的原因信息。
如果该原因信息是“无效参数”(在步骤607中)，则在步骤609中MS修正测距请求消息的参数。然后，MS返回到步骤601以重新发送该测距请求消息。
另一方面，如果该原因信息是“繁忙”(在步骤607中)，则在步骤611中，MS更新测距响应等待定时器，并在定时器的操作期间等待接收测距响应消息。
在步骤613中，MS确定是否接收到测距响应消息。如果未接收到测距响应消息(在步骤613中)，则MS返回到步骤610以重新发送该测距请求消息。
如果接收到测距响应消息(在步骤613中)，则在步骤615中MS执行剩余的网络进入(或重进入)操作。
同时，如果测距状态信息是“异常中止”(在步骤605中)，在步骤617中MS检测该测距状态(“异常中止”)的原因信息。
如果该原因信息是“无服务”(在步骤617中)，则在步骤619中MS搜索另一BS。在步骤621中，MS向该另一BS发送测距请求消息。
另一方面，如果该原因信息是“缺乏资源”(在步骤617中)，则在步骤623中MS搜索该BS的另一FA。在步骤625中，MS使用该另一FA向该BS发送测距请求消息。
同时，如果该测距状态信息是“成功”(在步骤605中)，则在步骤627中MS执行剩余的网络进入(或重进入)操作。
如上文所述，本发明提供了针对测距响应消息的四种NACK功能，因此使得MS可以适当地处理测距差错。
此外，本发明向MS通知测距过程中的差错，因此使得可以避免MS不必要地重新发送测距请求消息。换言之，本发明可以避免MS不必要地占用资源，因此使得可以减少对资源的浪费。
尽管已经通过示例性实施例描述了本公开内容，对于本领域的技术人员而言，可以联想到各种变化和修改。本公开内容意在包括属于所附的权利要求的范围内的这种变化和修改。

Claims (24)

1.一种用于执行宽带无线通信系统中的测距过程的方法，包括以下步骤：
从移动站向基站发送测距请求消息；以及
从基站向移动站发送包括测距状态的原因信息的测距响应消息。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述测距过程是初始测距过程、切换测距过程和位置更新测距过程之一。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述测距响应消息包括移动站标识符、测距状态信息、以及测距状态的原因信息中的至少一个。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述测距状态信息是用于向移动站通知当前测距状态的消息参数。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述测距状态信息指示用于指示测距过程的继续的第一值“继续”、用于请求测距过程的异常中止的第二值“异常中止”、以及用于指示测距过程的成功的第三值“成功”中的一个。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述原因信息是用于向移动站通知测距差错的原因的消息参数。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述原因信息指示用于指示相应频率分配FA的资源的缺乏的第一值“缺乏资源”、用于指示在所述基站上正在执行另一测距过程的第二值“繁忙”、用于指示测距请求消息的参数无效的第三值“无效参数”、以及用于指示所述基站的服务不可能性的第四值“无服务”中的一个。
8.一种用于宽带无线通信系统中的基站BS的通信方法，包括以下步骤：
确定是否接收到来自移动站MS的测距请求消息；
在接收到测距请求消息时，确定测距状态信息和所述测距状态信息的原因信息；
生成包括测距状态信息及原因信息的测距响应信息；以及
向移动站发送所生成的测距响应消息。
9.如权利要求8所述的通信方法，其中所述测距请求消息用于初始测距过程、切换测距过程以及位置更新测距过程之一。
10.如权利要求8所述的通信方法，其中所述测距状态信息指示用于指示测距过程的继续的第一值、用于请求测距过程的异常中止的第二值、以及用于指示测距过程的成功的第三值中的一个。
11.如权利要求8所述的通信方法，其中所述原因信息指示用于指示相应的频率分配FA的资源缺乏的第一值“缺乏资源”、用于指示在所述基站上正在执行另一测距过程的第二值“繁忙”、用于指示测距请求消息的参数无效的第三值“无效参数”、以及用于指示所述基站的服务不可能性的第四值“无服务”中的一个。
12.一种用于宽带无线通信系统中的移动站MS的通信方法，包括以下步骤：
向基站BS发送测距请求消息；以及
接收来自基站的包括测距状态的原因信息的测距响应消息。
13.如权利要求12所述的通信方法，其中所述测距请求消息用于初始测距过程、切换测距过程以及位置更新测距过程之一。
14.如权利要求12所述的通信方法，还包括以下步骤：
检测所接收的测距响应消息中的测距状态信息；
如果所述测距状态信息是“继续”，则检测相应测距状态的原因信息；以及
如果所述原因信息是“无效参数”，则修正所述测距请求消息的参数。
15.如权利要求14所述的通信方法，还包括以下步骤：
如果所述原因信息是“繁忙”，则更新测距响应等待定时器；以及
确定在测距响应等待定时器的操作期间是否接收到测距响应消息。
16.如权利要求12所述的通信方法，还包括以下步骤：
检测所接收的测距响应消息中的测距状态信息；
如果所述测距状态信息是“异常中止”，则检测相应测距状态的原因信息；
如果所述原因信息是“无服务”，则搜索另一基站；以及
向所述另一基站发送测距请求消息。
17.如权利要求16所述的通信方法，还包括以下步骤：
如果所述原因信息是“缺乏资源”，则搜索所述基站的另一频率分配FA；以及
使用所述另一频率分配FA发送测距响应消息。
18.如权利要求12所述的通信方法，还包括以下步骤：
检测所接收的测距响应消息中的测距状态信息；
如果所述测距状态信息是“成功”，则执行剩余的网络进入操作。
19.如权利要求12所述的通信方法，其中所述测距状态信息指示用于指示测距过程的继续的第一值、用于请求测距过程的异常中止的第二值、以及用于指示测距过程的成功的第三值中的一个。
20.如权利要求12所述的通信方法，其中所述原因信息指示用于指示相应的频率分配FA的资源的缺乏的第一值“缺乏资源”、用于指示在所述基站上正在执行另一测距过程的第二值“繁忙”、用于指示测距请求消息的参数无效的第三值“无效参数”、以及用于指示所述基站的服务不可能性的第四值“无服务”中的一个。
21.一种包括用于与在无线网络的覆盖区域内的多个移动站通信的多个基站的无线网络，其中所述多个基站中的第一个操作用于确定是否接收到来自所述多个移动站中的第一个的测距请求消息、在接收到所述测距请求消息时确定测距状态信息和所述测距状态信息的原因信息、生成包括测距状态信息和原因信息的测距响应消息、以及向移动站发送所生成的测距响应消息。
22.如权利要求21所述的无线网络，其中所述测距请求消息用于初始测距过程、切换测距过程以及位置更新测距过程之一。
23.如权利要求21所述的无线网络，其中所述测距状态信息指示用于指示测距过程的继续的第一值、用于请求测距过程的异常中止的第二值、以及用于指示测距过程的成功的第三值之一。
24.如权利要求21所述的无线网络，其中所述原因信息指示用于指示相应的频率分配FA的资源的缺乏的第一值“缺乏资源”、用于指示在所述第一基站上正在执行另一测距过程的第二值“繁忙”、用于指示测距请求消息的参数无效的第三值“无效参数”、以及用于指示第一基站的服务不可能性的第四值“无服务”中的一个。
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