CN101686526A

CN101686526A - 一种宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法

Info

Publication number: CN101686526A
Application number: CN200810148848A
Authority: CN
Inventors: 历亮; 刘利平; 刘娟娟; 王立平; 陈继勋
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2008-09-27
Filing date: 2008-09-27
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2028-09-27
Also published as: CN101686526B

Abstract

本发明公开了一种宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法。基站周期性广播邻区广播消息，该消息中包含与服务小区相邻的小区的频点、物理编码和调制信息；移动终端接收、更新邻区广播消息，判断在需要小区重选时，根据邻区广播消息中携带的相邻小区的频点列表，搜索符合要求的信道质量的小区，接收并解析该小区的DLMAP信息，完成小区重选。本发明根据邻区广播消息获取了邻区的先验信息，从而指导移动终端有范围的进行下行信道搜索，并根据邻区广播消息获取了新小区的物理编码和调制信息，省略了不必要的接收物理编码和调制信息的时间，并简化了MAC同步过程，从而节省了移动终端处于唤醒状态的时间，降低了移动终端的功耗，延长了电池的使用时间。

Description

一种宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法

技术领域

本发明涉及宽带无线接入领域，尤其涉及WiMAX(全球微波接入互操作性)系统空闲模式下的小区重选技术。

背景技术

移动终端首次接入系统时，会选择一个小区作为服务小区。移动终端监视来自服务小区的信号以确定诸如要求移动终端离开空闲模式的事件。随着服务小区和移动终端间的通信信道改变，移动终端必须周期地测试信道以确定该小区选择是否仍然适合。例如，通信信道会随着移动终端在系统内的小区间或一个或多个相邻的系统间移动而改变。如果原服务小区通信信道质量不再满足要求，新服务小区会被选择，该过程称为小区重新选择或者空闲模式切换。

当移动终端没有传输数据时，可以进入空闲模式。在空闲模式中，移动终端可以进入低功率即“休眠”状态以减少功耗。这时移动终端可以禁用接收电路，中断在休眠状态的接收。周期地移动终端必须离开休眠状态，即“唤醒”，在此期间可以实现小区重新选择过程以确定是否需要进行小区重新选择。移动终端如果处在唤醒状态则期望能尽快回到休眠状态以保存能量。如果小区重新选择是必要的，则移动终端应该保持唤醒更长时间进行小区的重新选择。重新选择小区的时间会根据通信信道条件的改变而改变，通过最小化这个时间可以减少功耗和对电池的需求。

WiMAX系统空闲模式下小区重选的过程包括如下几个步骤：

第一步处于空闲模式下的移动终端，周期性地从休眠状态醒来，检测通信信道质量；

第二步发现当前通信信道发生变化，原服务小区的信道质量不再满足要求，就触发移动终端(Mobile Station，简称MS)发起下行信道扫描，搜索下行信道质量比较好的其他基站或小区；

第三步一旦找到，需要一直处于唤醒状态，接收、解析收到的DLMAP(Downlink Map，下行链路分配映射表)和物理编码/调制信息即下行链路信道描述符(Downlink Channel Descriptor，简称DCD)、上行链路信道描述符(Uplink Channel Descriptor，简称UCD)消息，接收完成并实现媒体接入控制层(Media Access Control，MAC)的同步，则小区重选结束。

但是这个过程存在如下问题：

1、DCD、UCD消息不是每帧都有，而是定期广播，这个周期相对较长，这样就要求移动终端一直处于唤醒状态，直到完成接收解析物理编码/调制信息之后才能再次进入休眠模式。这会造成两个问题，一是移动终端长时间处于唤醒状态不利于节省能量；二是这段时间不能解析新小区的广播消息，会造成寻呼时延。

2、空闲模式下的移动终端除了周期性检测通信信道的质量外，还要在寻呼间隔唤醒接收服务小区的寻呼广播消息(MOB_PAG-ADV)。这就需要移动终端反复启动、关闭射频接收装置，这就会造成一定的时延。因为没有充分利用两者的共同点，造成一定的功率损耗。

公开号为CN1960570，公开日为2007年5月9日的中国发明专利申请，公开了一种TD-SCDMA系统中用户终端加快小区初始搜索速度的方法，其是在用户终端建立一个保存小区系统信息的收集列表(简称为collected Table)，当用户终端在空闲模式或者是从连接模式返回到空闲模式发生的小区重选，用户终端每解读一个候选小区(即Candidate cells)，就将该小区的系统信息收集起来，并保存在collected Table中，当再次进行小区初搜时，如果解读到某个小区的下行同步码和小区频点号已存在于collected Table列表中，那么可以不再解读该小区的系统信息，转而解读下一个小区的系统信息，依此类推，仅对没有解读过的小区的系统信息进行解读，直到解读完所有应当解读的小区的系统信息。该发明利用积累的先验知识加快了终端下行信道搜索及物理同步的时间，但是没有对接收解析物理编码和调制信息的过程进行优化，而这个过程也是经常出现且耗时的。

公开号为US2004/0192313，公开日为2004年9月30日，名称为“Methodfor cell selection and reselection by a cellular mobile station in idle mode”的美国专利申请，提出了GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)系统中空闲模式下小区选择的方法，但该方法无法容易地应用到WiMAX系统中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法，可以克服现有技术中存在的空闲模式下重选小区时间较长、功耗较大的问题，减少移动终端处于唤醒状态的时间，从而降低移动终端的功耗，延长电池使用时间。

为了解决上述问题，本发明提供了一种宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法，包括：

基站周期性广播邻区广播消息，该邻区广播消息中包含与服务小区相邻的小区的频点列表、物理编码和调制信息；

移动终端接收、更新所述邻区广播消息，判断是否需要小区重选，若需要，根据所述邻区广播消息中携带的相邻小区的频点列表，搜索符合要求的信道质量的小区；

所述移动终端找到符合要求的信道质量的小区后，从所述邻区广播消息中查找所述信道质量符合要求的小区对应的物理编码和调制信息，接收并解析该小区的下行链路分配映射表DLMAP，判断如果DLMAP中的配置改变计数值CCC和所述邻区广播消息中的CCC一致，小区重选完成。

进一步地，所述基站广播邻区广播消息前，还判断所述移动终端是否进入空闲模式，如果是，则在所述邻区广播消息发生变化的时候，指定下一次广播更新的管理消息寻呼广播消息的帧号，并发送给所述移动终端。

进一步地，所述基站构造广播控制指针信息元素，通过广播控制指针信息元素中的广播系统更新类型和广播系统更新传输帧指定所述下一次广播更新的管理消息寻呼广播消息的帧号，并将所述广播控制指针信息元素发送给所述移动终端。

进一步地，所述移动终端接收到所述广播控制指针信息元素后，根据所述广播控制指针信息元素中的下一次广播更新的管理消息寻呼广播消息的帧号，判断是否到达发送更新的邻区广播消息指定帧，如果是，则接收所述邻区广播消息并更新本地保存的邻区信息。

进一步地，所述移动终端搜索符合要求的信道质量的小区时，先搜索同频小区；如果同频小区中无法找到动终端搜索符合要求的信道质量的小区；再搜索异频小区。

进一步地，如果所述移动终端在所述邻区广播消息的邻区频点列表中找不到符合要求的信道质量的小区，则搜索除所述邻区广播消息指示的频点列表以外的所有频点的下行信道质量，直到找到信道质量满足要求的小区，并一直保持唤醒状态，直到成功接收并解析该小区的DLMAP以及物理编码和调制信息，完成媒体接入控制层MAC同步。

进一步地，所述物理编码和调制信息包括下行链路信道描述符DCD和上行链路信道描述符UCD。

进一步地，所述移动终端判断是否需要小区重选的方法是：在寻呼间隔开始的同时，启动对当前服务基站下行信道的质量检测，并判断检测结果是否低于预设的第一下限，如果是，则判断为需要小区重选。

进一步地，所述移动终端启动对当前服务基站下行信道的质量检测后，保存检测结果，并根据多次检测结果的关系判断信道质量是否在下降，如果信道质量在下降，但未达到触发小区重选的第一下限，则设定一第二下限；所述当前服务基站的信道质量达到所述第二下限时，修改发起下行信道质量检测、判决的时间。

进一步地，所述修改后的发起下行信道质量检测、判决的时间早于所述寻呼间隔开始的时间。

本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法，由于根据邻区广播消息获取了邻区的先验信息，从而指导移动终端有范围的进行下行信道搜索，并根据邻区广播消息获取了新小区的物理编码和调制信息，省略了不必要的接收物理编码和调制信息的时间并简化了MAC同步过程，从而节省了移动终端处于唤醒状态的时间，降低了移动终端的功耗，节约了电能，延长了电池的使用时间。

附图说明

图1是本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法中网络侧服务基站的处理流程图；

图2是本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法中移动终端的处理流程图；

图3是本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法与现有技术相比较的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法需要由网络侧服务基站和移动终端共同来完成。其中，网络侧服务基站的处理流程如图1所示，包括：

101：服务基站(Base Station，简称BS)或小区周期性地广播邻区基站的频点、调制信息和物理编码信息；根据802.16e协议，这些信息都应包含在邻区广播消息(MOB_NBR-ADV)中；

102：判断是否有移动终端(MS)已经进入空闲模式，如果是，执行步骤103；如果否，返回步骤101；

103：判断邻区信息是否发生变化，如果是，执行步骤104；否则，返回步骤102；

104：计算下一次广播更新的邻区消息的帧号；

105：根据计算所得的下一次广播更新的邻区消息的帧号，构造BroadcastControl Pointer IE(广播控制指针信息元素)，并广播发送；

106：判断是否到达指定帧号，如果是，则广播更新的邻区消息；如果否，则返回步骤102。

由于终端需要间隔地进入休眠状态和唤醒状态，在休眠状态时，终端会关闭射频接收机以节省功耗，因此有可能在服务基站广播邻区广播消息的时候终端恰好处在休眠状态，这样就可能造成终端不能及时接收到广播的邻区基站的信息，尤其是当邻区基站信息发生变化时，不能及时接收并更新这些信息，这样当后面的步骤需要使用这些信息时，就会影响本发明的实现。所以需要在邻区基站信息发生变化的时候由服务基站及时通知终端。本发明采用通过Broadcast Control Pointer IE中的Broadcast_System_Update_Type和Broadcast_System_Update_Transmission_Frame指定下一次广播更新的管理消息MOB_NBR-ADV的帧号。这样MS就可以在指定帧及时醒来接收并更新邻区基站的信息。如果邻区基站的信息没有变化(也就是MOB_NBR-ADV的内容没有变化)，服务基站可以不用构造发送用来指定下一次广播更新MOB_NBR-ADV消息帧号的Broadcast Control Pointer IE。同时要求终端在指定帧及时醒来接收、解析MOB_NBR-ADV消息并更新原来保存的邻区基站信息。

移动终端的处理流程如图2所示，包括：

移动终端接收、更新邻区广播消息；移动终端需要接收并解析基站广播的邻区广播消息，并保存其中的DCD、UCD列表(步骤201)；

如果终端已经进入空闲模式，需要接收、解析Broadcast Control Pointer IE并根据其中的Broadcast_System_Update_Type(广播系统更新类型)和Broadcast_System_Update_Transmission_Frame(广播系统更新传输帧)找到基站将要发送下一次广播更新MOB_NBR-ADV消息的帧号，并在那一帧及时醒来，接收、解析MOB_NBR-ADV消息，并更新保存的邻区基站信息(步骤202、203、204、205)；

在寻呼间隔开始的同时，启动下行信道质量检测并判决，如果当前服务基站的信道质量不够好，就发起小区重选(步骤206、207、208)；

另外，可以保存每次对当前服务基站信道质量扫描的结果，如果信道质量在下降，但又没有达到触发小区重选的下限，可以再设定一个下限；如果当前服务基站的信道质量一直在下降，而且达到了这个新设定的下限，就要修改发起下行信道质量检测、判决的时间。一般可以选择比寻呼间隔稍早的时间开始，这样做的目的是因为达到这样的条件就可以认为要发生小区重选的几率大大增加了，如果要更换新的小区，势必需要更新DCD、UCD消息，根据这些消息指导对邻区广播消息的解析。这种情况下如果能够在寻呼间隔开始之前发起小区重选，就有可能及时接收到新小区的广播消息。

根据邻区广播消息中的相邻小区的频点，先搜索同频小区，再搜索异频，直到找到符合要求的信道质量的基站(步骤209、210)；

根据邻区广播消息查找搜索到的目标BS的DCD、UCD，利用这些信息指导解析管理消息和数据(步骤211)；

接收、解析新小区的DLMAP，如果DLMAP中的CCC和邻区广播消息中的CCC(Configuration Change Count，配置改变计数值)一致则小区重选完成；否则需要搜索整个下行信道，做完整的MAC同步；如果在邻区广播消息中邻区BS的频点中找不到满意的target BS(目标基站)，也需要搜索整个下行信道作完整的MAC同步(步骤212、213、214)。

如图3所示，是本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法和现有技术的比较示意图。其中第一行31为空闲模式下寻呼有效间隔312和寻呼无效间隔311(即唤醒状态和睡眠状态)的示意，并不表示实际情况中睡眠状态和唤醒状态的比例。第二行32为现有技术的示意，其中右倾方格321表示下行信道搜索时间，左倾方格表示唤醒状态，可以接收广播消息，竖线方格322表示接收物理编码和调制信息的时间。第三行33为本发明的宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法的示意图，图中左倾方格331表示接收Broadcast Control Pointer IE的时间；实体方格332表示移动终端醒来后接收MOB_NBR-ADV的时间；网状方法333表示寻呼有效间隔/检测服务小区信息质量的时间；右倾方格334表格搜索其它小区下行信道的时间。由图中可以看出，本发明由于根据邻区广播消息获取了邻区的先验信息，从而指导移动终端有范围的进行下行信道搜索，并根据邻区广播消息获取了新小区的物理编码和调制信息，简化了MAC同步过程，从而节省了移动终端处于唤醒状态的时间。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1、一种宽带无线接入系统空闲模式下的小区重选方法，其特征在于，包括：

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站广播邻区广播消息前，还判断所述移动终端是否进入空闲模式，如果是，则在所述邻区广播消息发生变化的时候，指定下一次广播更新的管理消息寻呼广播消息的帧号，并发送给所述移动终端。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站构造广播控制指针信息元素，通过广播控制指针信息元素中的广播系统更新类型和广播系统更新传输帧指定所述下一次广播更新的管理消息寻呼广播消息的帧号，并将所述广播控制指针信息元素发送给所述移动终端。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动终端接收到所述广播控制指针信息元素后，根据所述广播控制指针信息元素中的下一次广播更新的管理消息寻呼广播消息的帧号，判断是否到达发送更新的邻区广播消息指定帧，如果是，则接收所述邻区广播消息并更新本地保存的邻区信息。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端搜索符合要求的信道质量的小区时，先搜索同频小区；如果同频小区中无法找到动终端搜索符合要求的信道质量的小区；再搜索异频小区。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述移动终端在所述邻区广播消息的邻区频点列表中找不到符合要求的信道质量的小区，则搜索除所述邻区广播消息指示的频点列表以外的所有频点的下行信道质量，直到找到信道质量满足要求的小区，并一直保持唤醒状态，直到成功接收并解析该小区的DLMAP以及物理编码和调制信息，完成媒体接入控制层MAC同步。

7、如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述物理编码和调制信息包括下行链路信道描述符DCD和上行链路信道描述符UCD。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端判断是否需要小区重选的方法是：在寻呼间隔开始的同时，启动对当前服务基站下行信道的质量检测，并判断检测结果是否低于预设的第一下限，如果是，则判断为需要小区重选。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述移动终端启动对当前服务基站下行信道的质量检测后，保存检测结果，并根据多次检测结果的关系判断信道质量是否在下降，如果信道质量在下降，但未达到触发小区重选的第一下限，则设定一第二下限；所述当前服务基站的信道质量达到所述第二下限时，修改发起下行信道质量检测、判决的时间。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述修改后的发起下行信道质量检测、判决的时间早于所述寻呼间隔开始的时间。