CN101232461B - 用于移动通信系统的连接控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于无线宽带(WiBro)通信系统的连接控制系统和方法。用于移动通信系统的连接控制方法，该移动通信系统包括用来向便携订户站点提供通信服务的至少一个无线接入站点，和用于控制无线接入站点的至少一个接入控制路由器；该连接控制方法包括在无线接入站点把初始测距请求消息从便携订户站点转送给接入控制路由器；在已经接收到初始测距请求消息的接入控制路由器，把初始测距响应消息发送给无线接入站点和相邻无线接入站点；和在当前与便携订户站点同步的和已经接收到初始测距响应消息的无线接入站点，把初始测距响应消息转送给便携订户站点。

Description

用于移动通信系统的连接控制系统和方法
技术领域
本发明涉及无线宽带(WiBro)通信系统以及，特别涉及用于WiBro通信系统的连接控制系统和方法。
背景技术
无线宽带(WiBro)是为了在静止环境、步行速度环境和速度低于60Km/h的移动环境中提供高速数据服务而开发的无线宽带因特网技术。WiBro通过采用用于多址接入的正交频分多址(OFDMA)和用于双工通信的时分双工(TDD)来提供基于因特网协议(IP)的异步无线数据传输服务。
为了接收WiBro服务，移动终端必须连接到WiBro无线接入站点(RAS)。
在网络连接过程期间，移动终端选择小区(cell)，与被选小区的RAS物理层(PHY)同步，并且通过下行链路移动应用部分(DL-MAP)和上行链路移动应用部分(UL-MAP)接收下行链路和上行链路参数。然后移动终端向RAS发送初始测距(ranging)请求(初始RNG_REQ)消息，并且响应初始RNG_REQ消息从RAS接收初始测距响应(初始RNG_RSP)消息。如果接收到初始RNG_RSP消息，移动终端执行与RAS的容量协商。在初始测距过程期间，移动终端在发送初始RNG_REQ消息的同时启动定时器，并且如果在接收初始RNG_RSP消息之前定时器超时，就再次执行网络连接过程，即再连接处理。
这样的网络连接过程通常在单个小区环境中进行。然而，当移动终端位于至少两个小区重叠的区域中并且试图连接网络时，可能出现一些问题。
例如，当与服务的RAS相关的移动终端进入交接(handoff)区域时，移动终端可能无法接收响应初始RNG_REQ消息的RNG_RSP消息，尤其是当移动终端进入由交接目标RAS定义的另一个小区时。在这种情况下，移动终端必须再次执行与目标RAS的网络连接过程。
如上所述，因为传统WiBro系统的网络连接过程要求多余的网络连接过程，因此产生了连接时延和用户不适应，尤其当移动终端在交接区域中试图初始测距时。
发明内容
本发明本质上解决了上述问题，并且提供了用于WiBro通信系统的能够改进交接区域中的连接可靠性的连接控制系统和方法。
本发明还提供了用于WiBro通信系统的能够减少尤其是在交接区域中的连接时延的连接控制系统和方法。
根据本发明的一个方面，提供用于移动通信系统的连接控制方法，该移动通信系统包括用来向便携订户站点提供通信服务的至少一个无线接入站点和用于控制无线接入站点的至少一个接入控制路由器。该连接控制方法包括在无线接入站点把初始测距请求消息从便携订户站点转送给接入控制路由器；在已经接收到初始测距请求消息的接入控制路由器，把初始测距响应消息发送给无线接入站点和相邻无线接入站点；以及在当前与便携订户站点同步的并已经接收到初始测距响应消息的无线接入站点，把初始测距响应消息转送给便携订户站点。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于移动通信系统的连接控制方法，该移动通信系统包括用来向便携订户站点提供通信服务的至少一个无线接入站点和用于控制无线接入站点的至少一个接入控制路由器。该连接控制方法包括在便携订户站点向服务无线接入站点发送初始测距请求消息；响应于初始测距请求消息，在服务无线接入站点向接入控制路由器发送Hbis初始测距请求消息；响应于Hbis初始测距请求消息，在接入控制路由器向服务无线接入站点和相邻无线接入站点发送Hbis初始测距响应消息；以及在接收到Hbis初始测距响应消息的相邻无线接入站点中的目标接入控制路由器，向便携订户站点发送初始测距响应消息。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于移动通信网络的连接控制系统，该移动通信网络包括用来向便携订户站点提供通信服务的至少一个无线接入站点和用于控制无线接入站点的至少一个接入控制路由器。在连接控制系统中，便携订户站点把初始测距请求消息从便携订户站点转送给接入控制路由器；已经接收到初始测距请求消息的接入控制路由器把初始测距响应消息发送给无线接入站点和相邻无线接入站点；以及当前与便携订户站点同步的并已接收到初始测距响应消息的无线接入站点把初始测距响应消息转送给便携订户站点。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于移动通信网络的连接控制系统。该连接控制系统包括：便携订户站点，其发送初始测距请求消息和执行交接；服务无线接入站点，其接收初始测距请求消息和发送Hbis初始测距请求消息；接入控制路由器，其接收Hbis初始测距请求和向服务无线接入站点和服务无线接入站点的相邻无线接入站点发送Hbis初始测距响应；和目标无线接入站点，其接收Hbis初始测距响应消息和响应于Hbis初始测距响应消息向便携订户站点发送初始测距响应消息。
附图说明
结合附图，从以下的详细描述中，本发明的以上方面和其他方面、特点和优点将更加清楚，其中：
图1是使用了根据本发明的示范实施例的连接控制装置和方法的WiBro通信系统的示意图；
图2是便携订户(subscriber)站点(PSS)位于交接区域中的场景示意图，用于解释根据本发明的示范实施例的连接控制系统和方法；
图3是根据本发明的示范实施例的连接控制方法的流程图；和
图4是根据本发明的另一示范实施例的连接控制方法的流程图。在这个实施例中，假设PSS位于交接区域中。
具体实施方式
参考附图详细描述本发明的示范实施例。所有附图中使用相同的附图标记表示相同或类似的部分。在此结合的已知功能和结构的详细描述可以忽略，避免模糊了本发明的主题。
在下面的描述中使用了某些术语仅仅是为了方便和参考，而不是为了限制。在下面的详细描述中，只显示和描述了本发明的示范实施例，仅通过说明实现本发明的发明人考虑的最佳模式。应当认识到，在很多明显的方面可以本发明能够进行不脱离本发明的所有修改。因此，实际上附图和描述被认为是说明性的而不是限制性的。
图1是使用了根据本发明的示范实施例的连接控制装置和方法的WiBro通信系统的示意图。
参考图1，WiBro通信系统100包括：在订阅区域中接收移动因特网服务的便携订户站点(PSS)110；多个无线接入站点(RAS)120-1到120-N，用于向在由无线覆盖定义的小区中的PSS 110提供因特网接入服务；和用于控制RAS 120-1到120-N的多个接入控制路由器(ACR)130-1到130-M。
WiBro通信100可以进一步包括网络元件，例如认证、授权和计费服务器(AAA)140和家乡代理(HA)150。
PSS110与RAS 120-1到120-N中的一个RAS 120-k(k＝1，2，...，N)同步，用于从RAS 120-k接收因特网服务和接收下行链路和上行链路参数。然后PSS110向RAS 120-k发送初始RNG_REQ消息。测距是为了维持PSS 110和RAS120-k之间的通信而调整传输参数的处理。同步意味着物理层(PHY)同步。
当向RAS 120-k发送初始RNG_REQ消息时，PSS 110启动定时器。如果在定时器超时之前接收到RNG_RSP消息，PSS 110就将定时器清零。然而，如果在定时器超时之前没有接收到RNG_RSP消息，PSS 110就重启连接过程。
接收到初始RNG_REQ消息之后，RAS 120-k把RNG_REQ消息转发给ACR 130-1到130-M中的ACR 130-i(i＝1，2，...，M)。此时，RNG_REQ消息是Hbis初始RNG_REQ消息。
从RAS 120-k接收到Hbis初始RNG_REQ消息之后，ACR 130-i向RAS120-k和它的相邻RAS发送Hbis初始RNG_RSP消息。可以用RAS 120-k的相邻列表定义相邻RAS。
在接收到Hbis初始RNG_RSP消息的RAS之中，已经与PSS 110同步的一个RAS 120-j(j＝1，2，...，N)向PSS110发送初始RNG_RSP消息。
已经接收到初始RNG_REQ消息的RAS 120-k和已经发送初始RNG_RSP消息的RAS 120-j可以是相同RAS(k＝j)或者不同RAS(k≠j)。
没有与PSS110同步的相邻RAS丢弃Hbis初始RNG_RSP消息。
在某些情况下，发送RNG_REQ消息之后，PSS110在接收RNG_RSP消息之前可以执行到另一个RAS的交接。
图2是PSS位于交接区域中的场景示意图，用于解释根据本发明的示范实施例的连接控制系统和方法。
为了简化下面的说明，下面RAS A 222指“服务的RAS”，和RAS B 224指“目标RAS”。
参考图2，连接控制系统200包括三个RAS 222、224和226，它们的小区重叠形成交接区域、位于交接区域中的PSS 210和通过Hbis接口连接到RAS 222、224和226的ACR。在这个场景中，位于交接区域中的PSS 210向服务的RAS222发送初始RNG_REQ消息，并且试图交接到目标RAS 224。
PSS 210与服务的RAS 222同步，并且从服务的RAS 222得到下行链路和上行链路参数。然后PSS 210向服务的RAS 222发送初始RNG_REQ消息用于执行测距处理。在发送完初始RNG REQ消息后，PSS 210试图交接到目标RAS 224。
在接收到初始RNG_REQ消息之后，服务的RAS 222通过Hbis接口向ACR 230发送初始RNG_REQ消息(Hbis初始RNG_REQ消息)。
响应于Hbis初始RNG_REQ消息，ACR 230向服务的RAS 222和它的相邻RAS发送Hbis初始RNG_RSP消息。在这个场景中，RAS B 224和RASC 226被包括在相邻RAS中。相邻RAS可以由服务的RAS 222的相邻列表来定义。
在接收到Hbis初始RNG_RSP消息的相邻RAS中，在交接过程中已经与PSS 210同步的目标RAS 224向PSS 210发送初始RNG_RSP消息，并且包括RAS A 222和RAS C 226的其它相邻RAS丢弃Hbis初始RNG_RSP消息。
图3是根据本发明的示范实施例的连接控制方法的流程图。
根据本发明的示范实施例的连接控制方法包括在无线接入站点把初始测距请求消息从便携订户站点转送给接入控制路由器；在接收到初始测距请求消息的接入控制路由器，把初始测距响应消息发送给无线接入站点和相邻无线接入站点；和在当前与便携订户站点同步的和已经接收到初始测距响应消息的无线接入站点，把初始测距响应消息转送给便携订户站点。
参考图3，在与通过小区发现处理(cell discovery process)而选择的RAS同步以及从RAS得到下行链路和上行链路参数之后，在步骤S310，PSS向同步RAS发送初始RNG_REQ消息。当发送初始RNG_REQ消息时，PSS启动定时器，并且如果在定时器超时之前没有接收到初始RNG_RSP消息，PSS可以执行再连接处理。
在接收到初始RNG_REQ消息之后，在步骤S320，RAS向ACR发送Hbis初始RNG_RSP消息。
在接收到Hbis初始RNG_REQ消息之后，在步骤S330，ACR响应于Hbis初始RNG_REQ消息，向发送Hbis初始RNG_RSP消息的RAS和它的相邻RAS发送Hbis初始RNG_RSP消息。如上所述，相邻RAS由发送了Hbis初始RNG_REQ消息的RAS的相邻列表定义。
在步骤S340，在接收到Hbis初始RNG_RSP消息的RAS中，当前与PSS获得同步的RAS向PSS发送初始RNG_RSP消息。
如上所述，已经从PSS接收到初始RNG_REQ消息的RAS和已经向PSS发送初始RNG_RSP消息的RAS是同一个RAS。在这种情况下，PSS维持与接收到初始RNG_REQ消息的RAS的同步。
相反，已经从PSS接收到初始RNG_REQ消息的RAS和已经向PSS发送初始RNG_RSP消息的RAS是不同的RAS。在这种情况下，PSS在发送初始RNG_REQ消息之后，执行到发送了初始RNG_RSP消息的RAS的交接。
当已经从PSS接收到初始RNG_REQ消息的RAS和已经向PSS发送初始RNG_RSP消息的RAS不同时，参考图4更详细的描述连接控制过程。
图4是根据本发明的另一示范实施例的连接控制方法的流程图。在这个实施例中，假设PSS位于交接区域中。
根据图4所示的本发明的示范实施例的连接控制方法包括：在便携订户站点向服务无线接入站点发送初始测距请求消息；响应于初始测距请求消息，在服务无线接入站点向接入控制路由器发送Hbis初始测距请求消息；响应于Hbis初始测距请求消息，在接入控制路由器向服务无线接入站点和相邻无线接入站点发送Hbis初始测距响应消息；和在接收到Hbis初始测距响应消息的相邻无线接入站点中的目标接入控制路由器，向便携订户站点发送初始测距响应消息。
参考图4，在步骤410，PSS向与PSS同步的服务的RAS发送初始RNG_REQ消息。
在接收到初始RNG_REQ消息之后，在步骤S420，服务的RAS通过Hbis接口向ACR发送Hbis初始RNG_RSP消息。
在接收到Hbis初始RNG_REQ消息之后，在步骤S430，ACR响应于Hbis初始RNG_REQ消息，向服务的RAS和它的相邻RAS发送Hbis初始RNG_RSP消息。在步骤S440，在已经接收到Hbis初始RNG_RSP消息的RAS中，通过交接处理当前与PSS同步的RAS、即交接目标RAS向PSS发送初始RNG_RSP消息。包括目标RAS的相邻RAS由服务的RAS的相邻列表定义。
当发送初始RNG_REQ消息时，PSS启动定时器，并且如果在定时器超时之前没有接收到初始RNG_RSP消息，PSS可以执行再连接处理。
连接控制方法可以进一步包括在交接区域中的服务的RAS和目标RAS之间的交接处理。当PSS位于交接区域中或者PSS从一个小区快速地移动到另一个小区时，与PSS同步的RAS发生了变化。
如上所述，根据本发明的移动通信系统的连接控制系统和方法允许ACR向已经从PSS接收到初始RNG_REQ消息的RAS和它的相邻RAS发送Hbis初始RNG_RSP消息，因此即使当与PSS同步的RAS已经由PSS的快速移动或者到另一个RAS的交接而改变也提高了连接可靠性。
还有，根据本发明的移动通信系统的连接控制系统和方法使即使当PSS已经执行了到另一个RAS的交接，PSS也能从在交接处理期间与PSS同步的交接目标RAS接收初始RNG_RSP消息，因此减少了连接时延。
虽然在上文详细描述了本发明的示范实施例，但是应当清楚地理解在此教导的基本发明概念对本领域技术人员显而易见的很多变化和/或修改仍然落入本发明的精神和范围，如附加的权利要求所定义的。

Claims (20)

1.一种用于移动通信系统的连接控制方法，该移动通信系统包括用来向便携订户站点提供通信服务的至少一个无线接入站点和用于控制所述无线接入站点的至少一个接入控制路由器，该方法包括：
在无线接入站点把初始测距请求消息从所述便携订户站点转送给接入控制路由器；
在已经接收到所述初始测距请求消息的所述接入控制路由器，把初始测距响应消息发送给所述无线接入站点和相邻无线接入站点；以及
在当前与所述便携订户站点同步的和已经接收到所述初始测距响应消息的无线接入站点，把所述初始测距响应消息转送给所述便携订户站点。
2.如权利要求1所述的连接控制方法，其中所述相邻无线接入站点被列在向所述接入控制路由器转送所述初始测距请求消息的无线接入站点的相邻列表中。
3.如权利要求1所述的连接控制方法，其中已经转送了所述初始测距请求消息的无线接入站点和已经转送了所述初始测距响应消息的无线接入站点是不同的无线接入站点。
4.如权利要求3所述的连接控制方法，进一步包括在所述无线接入站点转送所述初始测距请求消息之后，执行所述便携订户站点从已经转送了所述初始测距请求消息的无线接入站点到已经转送了所述初始测距响应消息的无线接入站点的交接。
5.如权利要求1所述的连接控制方法，其中已经转送了所述初始测距请求消息的无线接入站点和已经转送了所述初始测距响应消息的无线接入站点是相同的无线接入站点。
6.如权利要求1所述的连接控制方法，进一步包括：
当发送所述初始测距请求消息时，在所述便携订户站点启动定时器；以及
如果在所述定时器超时之前没有接收到所述初始测距响应消息，执行再连接处理。
7.一种用于移动通信系统的连接控制方法，该移动通信系统包括用来向便携订户站点提供通信服务的至少一个无线接入站点和用于控制所述无线接入站点的至少一个接入控制路由器，该方法包括：
在所述便携订户站点向服务无线接入站点发送初始测距请求消息；
响应于所述初始测距请求消息，在所述服务无线接入站点向接入控制路由器发送Hbis初始测距请求消息；
响应于所述Hbis初始测距请求消息，在所述接入控制路由器向所述服务无线接入站点和相邻无线接入站点发送Hbis初始测距响应消息；以及
在接收到所述Hbis初始测距响应消息的所述相邻无线接入站点中的目标无线接入站点，向所述便携订户站点发送初始测距响应消息。
8.如权利要求7所述的连接控制方法，其中所述相邻无线接入站点包括目标无线接入站点，并且由所述服务无线接入站点所管理的相邻列表定义所述相邻无线接入站点。
9.如权利要求7所述的连接控制方法，进一步包括在发送所述初始测距请求消息之后，执行所述便携订户站点从所述服务无线接入站点到所述目标无线接入站点的交接。
10.如权利要求7所述的连接控制方法，进一步包括：
当发送所述初始测距请求消息时，在所述便携订户站点启动定时器；以及
如果在所述定时器超时之前没有接收到所述初始测距响应消息，执行再连接处理。
11.一种用于移动通信网络的连接控制系统，包括：
至少一个无线接入站点，用来向便携订户站点提供通信服务，并将初始测距请求消息从该便携订户站点转送给接入控制路由器；
所述便携订户站点，用来把该初始测距请求消息转送给该无线接入站点并接收初始测距响应消息；
所述接入控制路由器，用来从该无线接入站点接收该初始测距请求消息，并将该初始测距响应消息发送给该无线接入站点和相邻的无线接入站点，
其中，当前与所述便携订户站点同步的和已经接收到所述初始测距响应消息的无线接入站点把所述初始测距响应消息转送给所述便携订户站点。
12.如权利要求11所述的连接控制系统，其中当发送所述初始测距请求消息时，所述便携订户站点启动定时器。
13.如权利要求12所述的连接控制系统，其中如果在所述定时器超时之前接收到所述初始测距响应消息，则所述便携订户站点将所述定时器清零。
14.如权利要求12所述的连接控制系统，其中如果在所述定时器超时之前没有接收到所述初始测距响应消息，则所述便携订户站点执行再连接处理。
15.如权利要求11所述的连接控制系统，其中已经转送了所述初始测距请求消息的无线接入站点和已经转送了所述初始测距响应消息的无线接入站点是相同的无线接入站点。
16.如权利要求11所述的连接控制系统，其中已经转送了所述初始测距请求消息的无线接入站点和已经转送了所述初始测距响应消息的无线接入站点是不同的无线接入站点。
17.如权利要求16所述的连接控制系统，其中在所述无线接入站点转送所述初始测距请求消息之后，所述便携订户站点执行从已经转送了所述初始测距请求消息的无线接入站点到已经转送了所述初始测距响应消息的无线接入站点的交接。
18.如权利要求18所述的连接控制系统，其中除了当前与所述便携订户站点同步的所述无线接入站点以外，所述相邻无线接入站点丢弃从所述接入控制路由器接收的所述初始测距响应消息。
19.一种用于移动通信网络的连接控制系统，包括：
便携订户站点，用于发送初始测距请求消息和执行交接；
服务无线接入站点，用于接收所述初始测距请求消息和发送Hbis初始测距请求消息；
接入控制路由器，用于接收所述Hbis初始测距请求和向所述服务无线接入站点和所述服务无线接入站点的相邻无线接入站点发送Hbis初始测距响应；和
目标无线接入站点，用于接收所述Hbis初始测距响应消息和响应于所述Hbis初始测距响应消息向所述便携订户站点发送初始测距响应消息。
20.如权利要求19所述的连接控制系统，其中所述相邻无线接入站点被定义在由所述服务无线接入站点管理的相邻列表中。
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