CN101855926B

CN101855926B - 用于支持移动通信网络中的切换的方法、系统和设备

Info

Publication number: CN101855926B
Application number: CN200880115232.4A
Authority: CN
Inventors: M·拉斯特利; D·托尔托拉
Original assignee: Nokia Siemens Networks Oy
Current assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: US8355383B2; IL205486A; RU2010123087A; RU2459383C2; WO2009060076A1; EP2059080A1; ES2384908T3; IL205486A0; EP2220893B1; US20110182267A1; EP2220893A1; CN101855926A; ATE554618T1

Abstract

在支持MS发起的切换和BS发起的切换这两者的移动通信系统中，移动站(MS)从服务基站(BS)到目标基站的切换通过确保如下内容得到协调，即在BS发起的切换(200至208)和在MS发起的切换(400至412)这两种情况下：移动站(MS)和基站(BS)要么通过在BS发起的切换的情况下从BS发送到MS的MO_BSHO-REQ消息、要么通过在MS发起的切换的情况下从MS发送到BS的MO_MSHO-RETQ消息共享信息，所述消息指示供移动站(MS)尝试切换到的目标基站；并且所述移动站(MS)发送(208，412)指示尝试切换到的基站的信息消息(MOB_HO-IND)。

Description

用于支持移动通信网络中的切换的方法、系统和设备

技术领域

本公开涉及用于支持移动通信网络中的切换(HO)的技术。

本公开是出于对在符合IEEE 802.16Rev2规范的移动无线宽带接入网络中的可能应用的特殊关注而设计的。

背景技术

目前，IEEE802.16Rev2规范(IEEE计算机协会和IEEE微波理论与技术协会，DRAFT Standard for Local and Metropolitan Area Networks第16部分：Air Interface for Broadband Wireless Access System，P802.16Rev2/D1(2007年10月)，由IEEE标准802.16f-2005和IEEE标准802.16e-2005修改的IEEE标准802.16-2004的修订版)支持MS(即移动站)发起的切换和BS(即基站)发起的切换二者。

然而，当前的规范不允许单独使用BS发起的切换机制：当使用BS发起的切换时，不能在系统中禁用MS发起的切换。而且，在MS发起的切换判决和BS发起的切换判决同时发生的情况下，MS发起的切换机制总是优先。

发明内容

在BS发起的切换特征在系统中启用时，如上所述的行为导致系统不稳定的风险高。

不同的切换算法和标准通常被用在基站(BS)侧和用在移动站(MS)侧。MS发起的切换的目的在于通过考虑MS接收器处的信道质量状态来进行单独的链路优化。BS发起的切换具有更宽的范围，因为基站可以在做出切换判决时考虑到总体的网络资源状况。基站通常可命令切换到不是最佳服务小区的目标BS，以便释放最佳服务小区上的宝贵无线电资源(例如在底层/顶层(Underlay/Overlay)小区情形的情况下)。移动站可立刻触发回到最佳服务小区的切换等。

发明人已经注意到，前述问题到目前为止都没有在IEEE802.16Rev2规范中、即在支持MS发起的切换和BS发起的切换的移动通信系统中得到解决。为了避免系统不稳定，存在确保协调MS发起的切换和BS发起的切换过程的需要。

因此，本发明的目的是提供一种对于该需要的令人满意的响应。

根据本发明，该目的通过具有在后面的权利要求书中所阐述的特征的方法来实现。

本发明还涉及一种相应系统、以及相应装置(即移动站/基站)和可加载在至少一个计算机的存储器中的计算机程序产品，该计算机程序产品包括软件代码部分以用于在该产品在计算机上运行时执行本发明方法的步骤。如在本文中所使用的那样，对这种计算机程序产品的指示意旨等同于对如下计算机可读介质的指示：所述计算机可读介质包含用于控制计算机系统来协调本发明方法的执行的指令。对“至少一个计算机”的指示强调以分布式/模块化方式来实施本发明的可能性。

所述权利要求书是本文所提供的发明公开的不可分割的部分。

在实施例中，提出一种协调MS发起的切换过程和BS发起的切换过程的方法，使得通过可被定义为“BS控制的MS发起的切换”这一方式可以在系统中共同支持所述两种程序。

通过将某些修改引入IEEE802.16Rev2规范的小节6.3.22.2.2和其它相关章节中，本文所述的解决方案的实施例适于合并到IEEE802.16Rev2规范中。

附图说明

现在参照附图仅仅通过举例的方式来描述本发明，其中：

-图1是在移动站(MS)未检测到触发事件的情况下移动通信网络中的BS发起的切换的示意性表示；

-图2是存在由移动站所检测出的触发事件的情况下移动通信网络中的BS发起的切换的示意性表示；

-图3是在移动站未检测到新触发事件的情况下移动通信网络中的MS发起的切换的示意性表示；以及

-图4是存在由移动站所检测出的新触发事件的情况下移动通信网络中的MS发起的切换的示意性表示。

具体实施方式

在以下说明中，给出许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。这些实施例可以在缺少一个或多个具体细节的情况下被实践，或者以其它方法、组件、材料等来实践。在另外一些情况下，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免混淆这些实施例的方面。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的指示是指：结合实施例所述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个位置中所出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定指的是相同的实施例。另外，可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式对特定的特征、结构或特性进行组合。

本文中提供的小标题只是为了方便，而不是解释实施例的范围或含义。

在下文中，将结合图1至4通过参考移动通信网络中的移动站(MS)与基站(BS)之间的相互作用来描述本文中所公开的设置所基于的机制。这样的网络的一般性操作原理在本领域中是公知的，并且不需要在此详细描述。

通过背景资料，BS可通过DCD消息中的触发TLV(Trigger TLV)(如IEEE802.16Rev2规范的11.4.1章中所描述的那样)或者通过MOB-NBR-ADV消息中的相邻BS触发TLV(Neighbor BS Trigger TLV)(如同一规范的11.18.2章中所描述的那样)来设定MS发起的切换触发事件。触发TLV和相邻BS触发TLV允许对可以由MS发起切换(HO)的条件进行配置。

在本文所述的示例性实施例中，切换应该总是利用通过MOB_MSHO-REQ或MOB_BSHO-REQ消息的通知来进行，使得MS和BS将在任何情况下都共享(要么在BS发起的切换的情况下通过从BS发送给MS的MOB_BSHO-REQ消息，要么在MS发起的切换的情况下通过从MS发送给BS的MOB_MSHO-REQ消息)指示供移动站尝试切换到的目标基站的信息。

这与现有技术相反，在现有技术中，在MS发起的切换(即MOB_MSHO-REQ消息)的情况下通知不是强制性的。

在触发TLV或相邻BS触发TLV中指定的触发条件已经发生时，MS应该发送MOB_MSHO-REQ。

除在下段中所述的那些情况之外，需要MS实际寻求切换到在MOB_BSHO-RSP中指定的BS之一。

只有在触发TLV或相邻BS触发TLV中指定的触发条件已经对该目标BS发生的情况下，MS才可决定尝试切换到未包括在MOB_BSHO-RSP中的BS，其中发送指示所选择的BS的MOB_HO-IND。

在本文中所公开的设置的实施例中，切换情况下的系统行为如在下文中所述那样。

如图1所示，当BS检测到切换的需要时(步骤100)，BS发起切换(即在步骤102中，服务BS发送指示新的目标BS-例如BS“A”-的MOB_BSHO-REQ消息)。如果MS没有检测到针对未被包括在MOB_BSHO-REQ中的目标BS的触发条件(即没有针对不同于“A”的BS检测到在触发TLV和相邻BS触发TLV中所指定的触发事件-步骤104)，则在步骤106中，MS应该实施去往由服务BS所指示的目标BS的切换(即在步骤108中，MS发送指示包括在MOB_BSHO-REQ中的BS的MOB_HO-IND消息，因此尝试切换到BS“A”)。

相反地，如图2所示，当BS检测到切换的需要(步骤200)并且由BS发起切换(即在步骤202中，服务BS发送指示新的目标BS-例如BS“A”-的MOB_BSHO-REQ消息)并且MS确实检测到针对未包括在MOB_BSHO-REQ中的目标BS的触发条件(即针对不同于BS“A”的例如BS“B”检测到在触发TLV和相邻BS触发TLV中所指定的触发事件-步骤204)时，在步骤206中，MS可实施去往由服务BS所指示的目标BS的切换。特别地，在步骤208中，MS将要么向包括在MOB_BSHO-REQ消息中的BS、要么向满足触发条件的目标BS发送MOB_HO-IND消息(即MS发送指示满足触发条件的BS的MOB_HO-IND消息)。

图3表示切换由MS发起的情况(即在步骤300中，MS检测到在触发TLV和相邻BS触发TLV中指定的、针对去往BS“A”的切换的触发事件)。当满足触发条件时，MS发送指示新的目标BS(例如“A”)的MOB_MSHO-REQ消息(步骤302)，并且(在步骤304中)从BS接收指示MS尝试切换到BS“A”的MOB_BSHO-RSP消息。在接收到MOB_BSHO-RSP消息之后，如果MS信道条件没有改变(这在步骤306中得到证实)并且MS没有检测到新的触发条件(步骤308)，则在步骤310中，MS应该实施去往满足触发条件的目标BS的切换。特别地，在步骤312中，MS发送指示满足触发条件的BS的MOB_HO-IND消息。

图4涉及如下情况：其中由MS发起切换(即在步骤400中，MS检测到在触发TLV和相邻BS触发TLV中所指定的、针对去往BS“A”的切换的触发事件)并且触发条件得到满足导致(在步骤402中)MS发送指示新的目标BS-例如“A”-的MOB_MSHO-REQ消息。在步骤404中，BS发出指示MS尝试切换到BS“A”的MOB_BSHO-RSP消息。(在步骤406中)MS检测到新的触发条件，即信道条件改变并且BS“B”现在是最佳目标。

事实上，甚至在接收到MOB_BSHO-RSP消息之前就可能(并且通常确实是)检测到新的触发条件。可在传输MOB_MSHO-REQ消息与传输MOB_HO-IND消息之间的时间间隔期间的任何时间检测到新的触发条件。

在步骤408中，针对BS“B”检测到在触发TLV和相邻BS触发TLV中所指定的触发事件，并且MS可在步骤410中实施去往目标BS“B”或“A”的切换。特别地，步骤412表示MS尝试切换到满足第一触发条件的BS(即MS发送指示满足第一触发条件的BS的MOB_HO-IND消息)、或者切换到满足第二触发条件的目标BS(即MS发送指示满足第二触发条件的BS的MOB_HO-IND消息)。

应该理解，结合图1至4所述的操作要求-与现有技术形成对比-对MOB_HO-IND消息的传输-总是-强制性的。

本文所公开的设置的优点在于，它允许移动WiMAX系统支持BS发起的切换特征，而不存在系统不稳定的风险。BS发起的切换是支持增值特征的基本功能，所述增值特征例如是多载波网络、顶层/底层小区以及分层网络(微小区/宏小区)。

可以通过部署分层网络结构来获得大容量网络。某个地理区域可以由来自呈现不同无线电信道条件的几个小区(例如：小/大的小区、微小区/宏小区)的信号来服务。在类似情形中，MS可定期地倾向于选择更大的小区作为用于切换的目标小区，因为这些更大的小区提供最佳的无线电信道条件，使较小的小区无负载。从网络和频谱资源的角度来说，BS发起的切换可被用于有效地分配通信量负载的目的。本文中所公开的设置确保：BS发起的判决在MS侧生效并且该BS发起的判决不会被随后来自MS的切换回原来服务小区的判决擦除。

以下是对为了实施实施例而可以被引入IEEE802.16Rev2规范的某些拟议修改的说明。

对小节6.3.2.3.5，“Ranging request(RNG-REQ)message”的增强

新的参数BS_Controlled_MSHO可被引入表622“RNG-REQ”消息编码中。该参数限定，BS控制的MS发起的切换是否被MS所支持。

对小节-表615“DCD channel endoding”-的增强

可为HO类型支持TLV引入新的值。位3可被命名为BS_Controlled_MSHO(或者BS_Controlled_HO)。该标志可被用于指示小区中对BS控制的MSHO机制的支持。

对小节6.3.22.2.2，“HO decision and initiation”的修订

在下面的语句中叙述某些可能的拟议修改。

在MS发起的切换的情况下，切换发起与通知模式取决于DCD消息的HO类型支持字段中的BS_Controlled_MSHO(或者BS_Controlled_HO)标志的设定以及取决于RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO字段。

在BS_Controlled_MSHO字段未包括在RNG-REQ消息中时，应该应用默认值“0”。

如果BS_Controlled_MSHO标志在DCD消息的HO类型支持字段中被设为“0”或者RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO的值字段被设为“0”，则切换可利用通过MOB_MSHO-REQ或MOB_BSHO-REQ消息的通知来进行。HO通知是推荐的，但不是必需的。用MOB_BSHO-RSP对MOB_MSHO-REQ来进行确认是必需的。

如果BS_Controlled_MSHO标志在DCD消息的HO类型支持字段中被设为“1”并且RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO的值字段被设为“1”，则需要HO通知。切换应该利用通过MOB_MSHO-REQ或MOB_BSHO-REQ消息的通知来进行。利用MOB_BSHO-RSP对MOB_MSHO-REQ来进行确认是必需的。只有在触发TLV或相邻BS触发TLV中所指定的触发条件已经发生时，MS才应该发送MOB_MSHO-REQ。

如果BS_Controlled_MSHO标志在DCD消息的HO类型支持字段中被设为“0”或者RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO的值字段被设为“0”，则MS实际寻求切换到在MOB_BSHO-RSP中指定的BS之一是推荐的，但不是必需的。MS可决定尝试切换到不同的BS，该BS可以或可以不包括在MOB_BSHO-RSP中。

如果BS_Controlled_MSHO标志在DCD消息的HO类型支持字段中被设为“1”并且RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO的值字段被设为“1”，则MS实际寻求切换到在MOB_BSHO-RSP中指定的BS之一是必需的。只在触发TLV或者相邻BS触发TLV中所指定的触发条件已经针对目标BS发生的情况下，MS才可决定尝试切换到未包括在MOB_BSHO-RSP中的BS，其中发送指示所选BS的MOB_HO-IND。

如果BS_Controlled_MSHO标志在DCD消息的HO类型支持字段中被设为“0”或者RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO的值字段被设为“0”，则需要实施切换的MS不被限制为实施去往那些包括在通知消息中的BS的切换。换句话说，MS可尝试切换到不同的BS，该BS可以或可以不包括在MOB_BSHO-REQ或MOB_BSHO-RSP中。

如果BS_Controlled_MSHO标志在DCD消息的HO类型支持字段中被设为“1”并且RNG-REQ消息中的BS_Controlled_MSHO的值字段被设为“1”，则需要实施切换的MS被限制为实施去往那些包括在通知消息中的BS的切换。换句话说，MS不可以尝试切换到未包括在MOB_BSHO-REQ或未包括在MOB_BSHO-RSP中的BS，除非针对该目标BS检测到在触发TLV或相邻BS触发TLV中所指定的触发事件。

在不损害本发明的基本原理的情况下，所述细节和实施例可以在仅通过示例方式所述的内容方面甚至明显地被改变，而不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims

1.一种在支持移动站(MS)发起的切换和服务基站(BS)发起的切换二者的移动通信系统中协调移动站(MS)从服务基站(BS)到目标基站的切换的方法，其中所述方法包括：

-在BS发起的切换的情况下(100至108；200至208)所述基站(BS)向所述移动站(MS)发送、或者在MS发起的切换的情况下(300至312；400至412)所述移动站(MS)向所述基站(BS)发送指示供所述移动站(MS)尝试切换到的目标基站(A)的消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_MSHO-REQ)；

-在BS发起的切换(100至108；200至208)和MS发起的切换(300至312；400至412)这两种情况下，所述移动站(MS)发送(108，208，312，412)指示尝试切换到的基站(A，B)的信息消息(MOB_HO-IND)；

-所述服务基站(BS)向移动站(MS)发送(102，202，304，404)指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)，该指示消息指示供所述移动站(MS)尝试切换到的目标基站(A)；

-检查(104，204，308，408)是否针对与所述指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)中所指示的所述目标基站(A)不同的基站检测到切换触发事件；以及

-如果没有检测到这样的触发事件，则所述移动站(MS)尝试切换(106，108；310，312)到所述指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)中所指示的所述目标基站(A)；

-如果针对与所述指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)中所指示的所述目标基站(A)不同的目标基站(B)检测到任何这样的触发事件，则所述移动站(MS)尝试切换(206，208；410，412)到针对其检测到触发事件的所述不同的目标基站(B)。

2.根据权利要求1所述的方法，包括，在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下：

-所述移动站(MS)向所述服务基站(BS)发送(302，402)指示目标基站(A)的通知消息(MOB_MSHO-REQ)，针对该目标基站(A)检测到切换触发事件，以及

一所述基站(BS)向所述移动站(MS)发送所述指示消息(MOB_BSHO-RSP)作为对所述通知消息(MOB_MSHO-REQ)的响应。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述对触发事件(104，204，308，408；300，400)的检查在所述移动站(MS)进行。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中所述移动通信系统是基于IEEE802.16Rev2的系统。

5.根据权利要求4所述的方法，其中指示供移动站(MS)尝试切换到的目标基站(A)的所述消息分别在BS发起的切换(100至108；200至208)的情况下是MOB_BSHO-REQ消息，并且在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下是MOB_MSHO-REQ消息。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述信息消息是MOB_HO-IND消息。

7.根据权利要求1和权利要求4所述的方法，其中所述指示消息在BS发起的切换(100至108；200至208)的情况下是MOB_BSHO-REQ消息并且在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下是MOB_BSHO-RSP消息。

8.一种支持MS发起的切换和BS发起的切换二者的移动通信系统，所述系统被配置用于执行根据权利要求1至7的任何之一所述的方法。

9.一种用于如下通信系统的移动站(MS)，所述通信系统支持从服务基站(BS)到目标基站的MS发起的切换和BS发起的切换二者，其中所述移动站(MS)被配置用于：

-在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下发送指示目标基站(A)的通知消息(MOB_MSHO-REQ)，针对该目标基站(A)检测到切换触发事件；

-在BS发起的切换(100至108；200至208)和在MS发起的切换(300至312；400至412)这两种情况下发送指示所尝试切换到的基站(A，B)的信息消息(MOB_HO-IND)，

-所述服务基站(BS)向移动站(MS)发送(102，202，304，404)指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)，该指示消息指示供移动站(MS)尝试切换到的目标基站(A)；

-如果针对与所述指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)中所指示的所述目标基站(A)不同的目标基站(B)检测到任何这样的触发事件，则尝试切换(206，208；410，412)到针对其检测到触发事件的所述不同的目标基站(B)。

10.根据权利要求9所述的移动站，被配置用于执行针对触发事件(104，204，308，408；300，400)的所述检查。

11.根据权利要求9至10的任何之一所述的移动站，其中所述移动通信系统是基于IEEE802.16Rev2的系统。

12.根据权利要求11所述的移动站，其中所述通知消息是MOB_MSHO-REQ消息。

13.根据权利要求11或12所述的移动站，其中所述信息消息是MOB_HO-IND消息。

14.根据权利要求9和权利要求11所述的移动站，其中所述指示消息分别在BS发起的切换(100至108；200至208)的情况下是MOB_BSHO-REQ消息并且在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下是MOB_BSHO-RSP消息。

15.一种用于如下通信系统的基站(BS)，所述通信系统支持从服务基站(BS)到目标基站的MS发起的切换和BS发起的切换二者，其中所述基站(BS)被配置用于在BS发起的切换(100至108；200至208)和在MS发起的切换(300至312；400至412)这两种情况下从所述移动站(MS)接收(108，208，312，412)指示所尝试切换到的基站(A，B)的信息消息(MOB_HO-IND)；

-向所述移动站(MS)发送(102，202，304，404)指示供所述移动站(MS)尝试切换到的目标基站(A)的指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)；以及

-从所述移动站(MS)接收指示与所述指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)中所指示的所述目标基站不同的目标基站的信息消息(MOB_H0-IND)，以响应所述指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)，所述移动站(MS)尝试切换到所述不同的目标基站。

16.根据权利要求15所述的基站(BS)，被配置用于在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下执行如下操作：

-从所述系统中的移动站(MS)接收(302，402)指示目标基站(A)的通知消息(MOB_MSHO-REQ)，针对该目标基站(A)检测到切换触发事件；以及

-向所述移动站(MS)发送(304，404)指示供所述移动站尝试切换到的目标基站(A)的指示消息(MOB_BSHO-REQ；MOB_BSHO-RSP)作为对所述通知消息(MOB_MSHO-REQ)的响应。

17.根据权利要求15或16所述的基站，其中所述移动通信系统是基于IEEE802.16Rev2的系统。

18.根据权利要求17的基站，其中所述信息消息是MOB_HO-IND消息。

19.根据权利要求16和权利要求17所述的基站，其中：

-所述通知消息是MOB_MSHO-REQ消息；以及

-所述指示消息在BS发起的切换(100至108；200至208)的情况下是MOB_BSHO-REQ消息并且在MS发起的切换(300至312；400至412)的情况下是MOB_BSHO-RSP消息。