CN101455003B - 用于在宽带无线接入通信系统中更新空闲模式移动台位置的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于在无线通信系统中更新空闲模式MS的位置的装置和方法，其中，MS向BS发送请求位置更新的测距请求消息，从BS接收测距响应消息，根据所述测距响应消息判断是否已产生针对所述MS的下行业务，并在已产生针对所述MS的下行业务的情况下，执行网络重再入；BS在从MS接收到所述测距请求消息时，执行位置更新过程，判断是否已产生针对所述MS的下行业务，产生测距响应消息，并且向所述MS发射所述测距响应消息，所述测距响应消息包括指示是否已产生针对所述MS的下行业务的消息。

Description

用于在宽带无线接入通信系统中更新空闲模式移动台位置的装置和方法
技术领域
本发明总体涉及宽带无线接入(BWA)通信系统，具体而言，涉及用于快速处理在空闲模式移动台(MS)的位置更新过程中产生的下行业务的装置和方法。
背景技术
对于被称作第四代(4G)通信系统的未来通信系统，以100Mbps以上的速率向用户提供具有多种服务质量(QoS)要求的业务是一个活跃的研究领域。针对通过确保移动性和QoS向诸如无线局域网(WLAN)以及无线城域网(WMAN)等BWA通信系统提供高速业务的研究尤为活跃。电子电器工程师协会(IEEE)802.16a以及IEEE 802.16e系统是此类系统的示例。
根据IEEE 802.16e标准，如果满足多个位置更新条件中的任意一个，空闲模式MS就应当更新其位置。IEEE 802.16e-2005标准定义了四种位置更新条件：区域更新、定时器更新、断电更新，以及媒体接入控制(MAC)散列跳跃门限更新(hash skip Threshod Update)。
在对位置更新条件进行说明之前，首先澄清一下符合IEEE802.16e-2005标准的下行信道指示(DCD)、上行信道指示(UCD)、移动寻呼广告(MOB_PAG-ADV)、寻呼组标识(PG-ID)、MAC散列跳跃门限、MAC散列跳跃计数器、撤销登记命令(DREG-CMD)、测距请求(RNG-REQ)、以及测距响应(RNG-RSP)消息。
在区域更新中，当MS通过将存储在MS内的PG-ID与包含于由优选BS在MS已知的寻呼侦听期(PLI)内广播的DCD或MOB_PAG-ADV消息中的PG-ID进行对比的方式，检测到其寻呼组发生改变时，MS就执行位置更新过程。如果两个PG-ID不同，MS就判定其寻呼组已发生改变。
在定时器更新中，MS在空闲模式定时器到期之前，周期性地执行位置更新过程。如IEEE 802.16e-2005参数与常量中所定义，空闲模式定时器被设置为128至65536秒。
在断电更新中，MS试图将位置更新作为其有序的断电过程的一部分予以执行。当MS将其断电这一情况告知给作为网络实体的、用于处理MS空闲模式的寻呼控制器时，寻呼控制器就检测关于MS的信息。
在MAC散列跳跃门限更新中，如果MS MAC散列跳跃计数器超过MAC散列跳跃门限，MS就执行位置更新过程。从DREG-CMD消息中可以获知MAC散列跳跃门限，所述DREG-CMD消息是移动台为了进入空闲模式从网络接收的。当成功地进行了位置更新时，MS和BS需要初始化各自的MAC散列跳跃计数器。
下面将对图1进行说明，图1是一幅流程图，示出了当优选BS在同一寻呼组内发生改变时的传统位置更新过程。
参考图1，第一BS 110和第二BS 120在同一寻呼组内。当第一BS 110为优选BS时，移动台100在步骤130中监控空闲模式下位置更新事件的发生。当发生了位置更新事件，MS 100就在步骤132中同第一BS 110一起对其位置进行更新，并且进入步骤134。如果在步骤130中未发生位置更新事件，MS 100跳至步骤134。在步骤134中，MS在PLI期间从第一BS 110接收MOB_PAG-ADV消息。步骤136至140与步骤130至134相同，只不过优选BS改变为第二BS 10。
如图1所示，在优选BS从第一BS 110改变为第二BS 120的情况下，在步骤136中对位置更新事件的发生进行的分析显示，两个BS 110和120位于同一寻呼组中。因此，MS从步骤136跳至步骤140，而无需进行位置更新。
图2示出了传统区域更新过程的信号流。
参考图2，当MS 100检测到其寻呼组发生改变时，MS 100就根据从BS120接收到的有效DCD和UCD信息，向优选BS(此处为BS 120)发送初始/专用测距码分多址(CDMA)码(M20)。
BS 120利用带有status＝success(M21)的RNG-RSP消息和CDMA-Allocation-IE消息(M22)向MS 100发送上行带宽(UL BW)分配信息，使MS 100可以发送上行消息。
MS 100根据UL BW分配信息发送带有ranging purpose＝0x02的RNG-REQ消息(M23)。即，MS 100设置测距目的指示类型、长度、值(TLV)的值，以指示位置更新请求。
BS 120回复带有位置更新响应(即，包括指示成功的位置更新响应(LUR)TLV)的RNG-RSP消息(M24)。BS 120可在RNG-RSP消息(M24)中包括诸如新寻呼周期、新寻呼偏移，以及新PG-ID等寻呼信息。
一旦接收到RNG-RSP消息(M24)，MS 100就在步骤202中判断位置更新是否成功。如果位置更新成功，MS 100就在步骤204中完成位置更新过程。如果位置更新失败，MS就在步骤206中执行初始网络登录(entry)。
图3示出了用于在区域更新过程中处理挂起(pending)下行业务的传统过程的信号流。
参考图3，当在空闲模式下检测到优选BS从第一BS 310改变为另一寻呼组内的第二BS 320时，MS 100和第二BS 320就如图2所示的那样交换消息M20至M24。
当接收到RNG-RSP消息(M24)时，MS 100还利用包含在RNG-RSP消息(M24)内的新寻呼信息监控第二BS 320中的有效PLI。因此，MS 100可以接收有效PLI中的指示存在下行业务的MOB_PAG-ADV消息(M30)。
当MS检测到存在下行业务时，就离开空闲模式并在步骤S338中执行网络再入(reentry)。
如果第一BS 310或第二BS 320为MS 100接收下行业务，但是并不发送下行业务，即，在步骤332和第二BS 320发送RNG-RSP消息(M24)之间的时间内将下行业务挂起，那么尽管MS 100在接收到RNG-RSP消息(M24)的时候已经完成了位置更新，但是直到MS100利用MOB_PAG-ADV消息(M30)得知下行业务的发生时，才能执行网络再入。
上述传统位置更新过程的一个缺点在于，即使在成功地进行了位置更新之后，MS也不知道是否存在针对该MS的下行业务。MS只有在更新PLI到来时才能得知下行业务的发生。
发明内容
本发明的一方案实质上至少解决了上述问题和/或弊端，并至少提供了下述优势。相应地，本发明的一方案在于，提供一种用于更新空闲MS的位置的装置和方法，以降低BWA通信系统中的下行业务时延。
本发明的另一方案在于，提供一种用于在BWA通信系统中空闲模式MS执行位置更新的过程中，减少下行业务时延的装置和方法。
本发明的另一方案在于，提供一种装置和方法，用于在BWA通信系统中，发送位置更新响应消息，指示是否存在针对于已请求位置更新的MS的挂起下行业务。
根据本发明的一方案，提供了一种BWA通信系统中的位置更新装置，其中，如果需要位置更新，MS就向BS发送请求位置更新的测距请求消息，从BS接收测距响应消息，根据测距响应消息判断是否已产生针对该MS的下行业务，并在已产生针对该MS的下行业务的情况下执行网络再入，以及在BS从MS接收到测距请求消息时，执行位置更新过程，判断是否已产生针对该MS的下行业务，产生包括指示是否已产生针对该MS的下行业务的信息在内的测距响应消息，并向MS发送测距响应消息。
根据本发明的另一方案，提供了一种BWA通信系统中的BS的位置更新装置，其中，测距请求处理器，在从MS接收到的测距请求消息请求位置更新的情况下，执行位置更新过程；下行业务处理器，在成功实现了所请求的位置更新的情况下，判断是否已产生针对所述MS的下行业务；测距响应处理器，产生测距响应消息，并向所述MS发送所述测距响应消息，所述测距响应消息包括：指示位置更新是否成功的信息，以及指示是否存在针对所述MS的挂起下行业务的信息。
根据本发明的另一方案，提供了一种BWA通信系统中的MS的位置更新装置，其中，测距请求处理器，根据空闲模式下的位置更新条件，产生测距请求消息，以执行位置更新过程；测距响应处理器，从接收自BS的测距响应消息中获取位置更新信息，并根据所述测距响应消息，判断是否存在针对所述MS的挂起下行业务；网络再入处理器，在存在针对所述MS的挂起下行业务的情况下，尝试对作为优选BS的BS执行网络再入，以接收下行业务。
根据本发明的另一方案，提供了一种BWA通信系统中的位置更新方法，其中，由MS在需要位置更新的情况下，向BS发送请求位置更新的测距请求消息；在BS接收到所述测距请求时，由所述BS执行位置更新过程；所述BS在位置更新过程后，判断是否已产生针对所述MS的下行业务，产生测距响应消息，并向所述MS发送所述测距响应消息，所述测距响应消息包括：指示是否已产生针对所述MS的下行业务的信息；以及由所述MS根据所述测距响应消息，判断是否已产生针对所述MS的下行业务，并在已产生针对所述MS的下行业务的情况下，执行网络再入。
根据本发明的另一方案，提供了一种BWA通信系统中的BS的位置更新方法，其中，BS在从MS接收到请求位置更新的测距请求消息时，执行位置更新过程；在成功实现了所请求的位置更新后，判断是否已产生针对所述MS的下行业务；产生包括指示是否存在针对所述MS的挂起下行业务的信息在内的测距响应消息；以及向所述MS发送所述测距响应消息。
根据本发明的另一方案，提供了一种BWA通信系统中的MS的位置更新方法，其中，如果要求位置更新，MS就产生测距请求消息，并向基站(BS)发送所述测距请求消息；在从所述BS接收到测距响应消息时，根据所述测距响应消息判断是否存在针对所述MS的挂起下行业务；以及如果存在针对所述MS的挂起下行业务，就执行网络再入。
附图说明
通过以下结合附图的详细说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加显而易见。附图中：
图1是一幅流程图，示出了当优选BS在同一寻呼组内发生改变时的传统位置更新过程；
图2示出了传统区域更新过程的信号流；
图3示出了在区域更新过程中用于处理挂起下行业务的传统过程的信号流；
图4示出了根据本发明的、在BWA通信系统中在区域更新过程中用于处理挂起下行业务的过程的信号流；
图5是根据本发明的BWA通信系统中的BS的方框图；以及
图6是根据本发明的BWA通信系统中的MS的方框图。
具体实施方式
以下将参考附图对本发明的优选实施例进行说明。在以下说明中，由于不必要的详细说明会使发明的重点不够突出，因此不对众所周知的功能或结果进行详细说明。
本发明提供了一种用于更新空闲模式MS的位置的装置和方法，以便减少发往MS的下行业务的时延，具体而言，以便解决目前IEEE802.16e标准中存在的、在BWA通信系统中MS直到接收到更新PLI才能获知存在下行业务的问题。
图4示出了根据本发明的、在BWA通信系统中在区域更新过程中用于处理挂起下行业务的过程的信号流。此处不再对已参考图1、2和3说明过的步骤或消息进行描述。
参考图4，当MS 400在步骤432中在空闲模式下检测到优选BS已从第一BS 410改变为另一寻呼组中的第二BS 420时，MS 400就向第二BS420发送初始/专用测距CDMA码(M20)。BS 420向MS 400发送RNG-RSP消息(M21)和CDMA-Allocation-IE消息(M22)。接着，MS400向第二BS 420发送RNG-REQ消息(M23)。
第二BS 420在步骤434中判定存在MS 400的挂起下行业务，向MS400发送RNG-RSP消息(M40)。RNG-RSP消息(M40)包含：新寻呼消息和指示存在下行业务的信息。
当MS 400通过RNG-RSP消息(M40)获知该挂起的下行业务时，就完成位置更新过程，并在步骤436中离开空闲模式执行网络再入。
RNG-RSP消息(M40)包括按下表1所示的方式予以配置的LUR TLV。
表1
 
类型 长度 值
LUR 23 1 0x00＝位置更新失败。MS应当离开空闲模式，执行网络再入0x01＝位置更新成功
 
0x02＝位置更新成功且存在挂起的DL业务0x03～0xFF＝保留
在表1中，值0x02以外的TLV值符合IEEE802.16e-2005。
图5是根据本发明的BWA通信系统中的BS的方框图。参考图5，BS包括：控制器500、接口模块502、RNG-REQ处理器504、RNG-RSP处理器506、以及下行业务处理器508。
接口模块502是用于与MS进行通信的模块，包括：射频(RF)处理器和基带处理器。RF处理器将通过天线接收到的RF信号下变频为基带信号，并向基带处理器提供该基带信号。RF处理器还将从基带处理器接收到的基带信号上变频为可通过无线方式发射的RF信号，并通过天线发射该RF信号。在BWA中，举例而言，基带处理器通过快速傅立叶变换(FFT)和信道译码对从RF处理器接收到的RF信号进行处理，并向控制器500提供原始信息数据。在反向上，基带处理器通过信道编码和逆快速傅立叶变换(IFFT)对从控制器500接收到的数据进行处理，并向RF处理器提供处理后的数据。
RNG-REQ处理器504对从空闲模式MS 400接收到的RNG-REQ消息(M23)进行处理。RNG-REQ处理器504识别RNG-REQ消息(M23)的测距目的是位置更新、初始测距，还是网络登录，并且执行相应操作。如果RNG-REQ消息(M23)包括MS 400的ID和测距目的指示Bit#1＝1，RNG-REQ处理器504就认为RNG-REQ消息(M23)请求位置更新。
下行业务处理器508在执行了MS 400请求的位置更新后开始运行。如果位置更新成功，下行业务处理器508就监控针对MS 400的下行业务的发生，并向RNG-RSP处理器506提供监控结果。
RNG-RSP处理器506根据位置更新是否成功以及是否存在挂起的下行业务，产生带有按表1所示的方式予以配置的LUR TLV参数的RNG-RSP消息(M40)。
控制器500控制接口模块502、RNG-REQ处理器504、RNG-RSP处理器506、以及下行业务处理器508。即，控制器500可以实现接口模块502、RNG-REQ处理器504、RNG-RSP处理器506、以及下行业务处理器508的功能。虽然为了进行说明，将接口模块502、RNG-REQ处理器504、RNG-RSP处理器506、以及下行业务处理器508显示为独立的模块，但是在实际实现时，可将它们中的全部或部分并入控制器500。
图6是根据本发明的BWA通信系统中的MS的方框图。参考图6，MS包括：控制器600、接口模块602、RNG-REQ 604、RNG-RSP处理器606、位置更新处理器608、以及网络再入处理器610。
接口模块602是用于与BS进行通信的模块，包括：RF处理器和基带处理器。RF处理器将通过天线接收到的RF信号下变频为基带信号，并向基带处理器提供该基带信号。RF处理器还将从基带处理器接收到的基带信号上变频为可通过无线方式发射的RF信号，并通过天线发射该RF信号。在BWA中，举例而言，基带处理器通过FFT和信道译码对从RF处理器接收到的RF信号进行处理，并向控制器600提供原始信息数据。在反向上，基带处理器通过信道编码和IFFT对从控制器600接收到的数据进行处理，并向RF处理器提供处理后的数据。
当在空闲模式下，位置更新条件中的任何一个得到满足时，RNG-REQ处理器604就产生用于位置更新的RNG-REQ消息(M23)。测距目的为位置更新的RNG-REQ消息(M23)包括：MS(此处为MS 400)的ID、以及测距目的指示Bit#1＝1。
RNG-RSP处理器606对从BS 420接收到的RNG-RSP消息(M40)进行处理，以更新MS 400的位置。RNG-RSP处理器600向位置更新处理器608提供符合LUR TLV值的位置更新信息，并根据LUR TLV的值告知网络再入处理器610是否存在挂起的下行业务。此处，位置更新信息可以是带有新寻呼周期、新寻呼偏移、以及新PG-ID的新寻呼信息。
位置更新过程608利用新寻呼周期和新寻呼偏移更新PLI，并存储新PG-ID。
当RNG-RSP处理器606指示存在挂起的下行业务时，网络再入处理器610就尝试对作为优选BS的BS 420执行网络再入。
控制器600控制接口模块602、RNG-REQ处理器604、RNG-RSP处理器606、位置更新处理器608、以及网络再入处理器610。即，控制器600可实现接口模块602、RNG-REQ处理器604、RNG-RSP处理器606、位置更新处理器608、以及网络再入处理器610的功能。虽然为了进行说明，将接口模块602、RNG-REQ处理器604、RNG-RSP处理器606、位置更新处理器608、以及网络再入处理器610显示为独立的模块，但是在实际实现时，可将它们中的全部或部分并入控制器600。
如上所述，本发明提供了一种位置更新的装置和方法，其中，BS在空闲模式下的MS的位置更新过程中判断是否存在针对MS的下行业务，并向MS发送指示是否存在下行业务的RNG-RSP消息。因此，在位置更新过程中，减少了下行业务的时延，同时无需使用额外的资源。
虽然本发明是参考特定优选实施例进行描述和说明的，但是本领域技术人员将意识到，可以在不背离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下做出各种形式和细节上的改变。

Claims (20)

1.一种宽带无线接入通信系统中的基站BS执行的方法，包括：
在满足位置更新条件时，从空闲模式下的移动台MS接收请求位置更新的测距请求消息；
判断是否存在针对所述空闲模式下的MS的下行业务；
如果存在针对空闲模式下的MS的下行业务，产生测距响应消息，所述测距响应消息包括信息，所述信息指示存在针对所述空闲模式下MS的挂起下行业务以及位置更新成功；以及
向所述MS发送所述测距响应消息，所述MS根据所述测距响应消息判断是否已产生针对所述MS的下行业务，并在已产生针对所述MS的下行业务的情况下，执行网络再入。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测距响应消息中包括的信息是位置更新响应LUR类型、长度、值TLV。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述LUR TLV是指示位置更新失败、位置更新成功、位置更新成功且存在挂起的下行业务以及保留中的任一项的值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测距请求消息包括：MS的标识；以及指示请求位置更新的测距目的指示Bit#1＝1。
5.一种宽带无线接入通信系统中的空闲模式下的移动台MS执行位置更新的方法，包括：
当在空闲模式下满足位置更新条件时，向基站BS发送请求位置更新的测距请求消息；
从所述BS接收测距响应消息，所述测距响应消息包括信息，其中，所述信息指示下行业务是否针对所述空闲模式下的MS挂起以及位置更新是否成功；以及
根据所述测距响应消息判断是否已产生针对所述MS的下行业务，并在已产生针对所述MS的下行业务时，执行网络再入。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述测距响应消息中包括的信息是位置更新响应LUR类型、长度、值TLV。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述LUR TLV是指示位置更新失败、位置更新成功、位置更新成功且存在挂起的下行业务以及保留中的任一项的值。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述测距请求消息包括：MS的标识；以及指示请求位置更新的测距目的指示Bit#1＝1。
9.一种宽带无线接入通信系统中的基站BS的位置更新装置，包括：
测距请求处理器，用于在从空闲模式下的移动台MS接收到请求位置更新的测距请求消息时，执行位置更新过程；
下行业务处理器，用于在成功实现了所请求的位置更新的情况下判断是否存在针对所述空闲模式下的MS的下行业务；以及
测距响应处理器，用于产生测距响应消息，所述测距响应消息包括信息，所述信息指示位置更新是否成功以及指示下行业务是否针对所述空闲模式下的MS挂起，并且向MS发送所述测距响应消息，所述MS根据所述测距响应消息判断是否已产生针对所述MS的下行业务，并在已产生针对所述MS的下行业务的情况下，执行网络再入。
10.根据权利要求9所述的位置更新装置，其中，所述测距响应消息中包括的信息是位置更新响应LUR类型、长度、值TLV。
11.根据权利要求10所述的位置更新装置，其中，所述LUR TLV是指示位置更新失败、位置更新成功、位置更新成功且存在挂起的下行业务以及保留中的任一项的值。
12.根据权利要求9所述的位置更新装置，其中，所述测距请求消息包括：MS的标识；以及指示请求位置更新的测距目的指示Bit#1＝1。
13.一种宽带无线接入通信系统中的移动台MS的位置更新装置，包括：
测距请求处理器，用于在空闲模式下满足位置更新条件时，产生测距请求消息，以请求位置更新；
测距响应处理器，用于从接收自基站BS的测距响应消息中获取位置更新信息，并根据所述测距响应消息，判断是否存在针对所述MS的挂起下行业务；以及
网络再入处理器，用于在存在针对所述MS的挂起下行业务的情况下，尝试对作为优选BS的BS执行网络再入，以接收下行业务，
其中，所述测距响应消息包括信息，所述信息指示是否存在针对所述空闲模式下的MS的挂起下行业务以及所述位置更新是否成功。
14.根据权利要求13所述的位置更新装置，其中，所述测距响应消息中包括的信息是位置更新响应LUR类型、长度、值TLV。
15.根据权利要求14所述的位置更新装置，其中，所述LUR TLV是指示位置更新失败、位置更新成功、位置更新成功且存在挂起的下行业务以及保留中的任一项的值。
16.根据权利要求13所述的位置更新装置，其中，所述测距请求消息包括：MS的标识；以及指示请求位置更新的测距目的指示Bit#1＝1。
17.一种宽带无线接入通信系统，包括：
基站BS，用于在满足位置更新条件时，从空闲模式下的移动台MS接收请求位置更新的测距请求消息；判断是否存在针对所述空闲模式下的MS的下行业务；如果存在针对空闲模式下的MS的下行业务，产生测距响应消息，所述测距响应消息包括信息，所述信息指示存在针对所述空闲模式下的MS的挂起下行业务以及位置更新成功，以及
所述MS，用于当在空闲模式下满足位置更新条件时，向BS发送请求位置更新的测距请求消息；从所述BS接收测距响应消息；以及根据所述测距响应消息判断是否已产生针对所述MS的下行业务，并在已产生针对所述MS的下行业务时，执行网络再入。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述测距响应消息中包括的信息是位置更新响应LUR类型、长度、值TLV。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述LUR TLV是指示位置更新失败、位置更新成功、位置更新成功且存在挂起的下行业务以及保留中的任一项的值。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述测距请求消息包括：MS的标识；以及指示请求位置更新的测距目的指示Bit#1＝1。
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