CN101883396A - 一种移动台选择载频的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动台选择载频的方法，包括：移动台与逻辑基站实现同步，并获取该逻辑基站的信道质量；移动台接收与自身同步的逻辑基站发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑基站自身以及邻区基站的负荷状况；移动台根据邻区广播消息中邻区基站的信息获取邻区基站的信道质量；移动台根据各逻辑基站的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑基站做初始接入。本发明还公开了一种移动台选择载频的装置。采用本发明可保持载频间负荷均衡，提高无线资源的利用率。

Description

一种移动台选择载频的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的载频选择技术，尤其涉及一种移动台(MS，Mobile Station)选择载频的方法及装置。

背景技术

在无线通信系统中，当某个小区的负荷很大、采用一个载频无法满足需求时，需要在这个小区中采用多个载频覆盖以提供更大的数据吞吐量来满足实际需求。在这种情况下，需要考虑不同载频之间的负荷分担，以均衡使用各个载频的资源，防止一些载频负荷过重而另一些载频负荷很轻的情况出现。

对于微波存取全球互通(WIMAX，Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)通信系统，IEEE 802.16e标准规定MS开机时，优先采用上次使用的载频进行接入，以便快速接入网络。若扫描上次使用的载频失败，则依次扫描同一小区下其他可用的载频，直至成功扫描到一个载频后做接入。这种盲目接入的机制应用在多载频场景下，将导致不同载频之间的负荷不均衡。

IEEE 802.16e标准还规定MS初始接入时，基站(BS，Base Station)可以重新指派MS接入到其他载频，具体是通过在发送给MS的测距应答(RNG-RSP，Ranging Response)消息中携带下行载频过载(Downlink frequencyoverride)字段指示MS从新载频重新接入。该机制能起到一定程度的负荷分担的作用，但是也存在缺陷，因为此时BS并不清楚各个载频相对于MS的信道质量，若新指派的载频对于该MS的信道质量很差，则只能使用较低阶的调制编码方式，这将导致无线资源利用率低下，甚至导致MS的接入失败。

综上所述，现有技术中MS的接入方法存在盲目性，没有考虑载频的负荷均衡；而BS无法对比各个载频相对于MS的信道质量，因此所做的载频选择也存在很大的盲目性，不能有效利用无线资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MS选择载频的方法和装置，可保持载频间负荷均衡，并提高无线资源的利用率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种移动台选择载频的方法，包括：

移动台与逻辑基站实现同步，并获取该逻辑基站的信道质量；

移动台接收与自身同步的逻辑基站发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑基站以及邻区基站的负荷状况；

移动台根据邻区广播消息中邻区基站的信息获取邻区基站的信道质量；

移动台根据各逻辑基站的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑基站做初始接入。

其中，所述移动台与逻辑基站实现同步具体为：移动台首先尝试与上次使用的逻辑基站进行同步；若同步失败，则依次尝试与同一小区下的其他逻辑基站进行同步，直至与其中一个逻辑基站实现同步。

其中，在移动台与逻辑基站实现同步之前，所述方法进一步包括：

逻辑基站在自身的邻区广播消息中增加表示自身以及邻区基站的负荷状况的字段。

其中，所述表示自身以及邻区基站的负荷状况的字段为可用无线资源字段，用于表示自身以及邻区基站的可用无线资源。

其中，所述获取逻辑基站的信道质量具体为测量逻辑基站的载波干扰噪声比。

其中，所述移动台依据以下公式选择逻辑基站：

P＝α×CINR+(1-α)×ARR

其中，P为接入优先级；CINR为逻辑基站的载波干扰噪声比；ARR为逻辑基站的可用无线资源；α为加权因子，取值范围为[0，1]。

一种移动台选择载频的装置，包括：

逻辑基站的信道质量获取模块，用于移动台与逻辑基站实现同步后获取该逻辑基站的信道质量；

负荷状况获取模块，用于接收与移动台同步的逻辑基站发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑基站自身以及邻区基站的负荷状况；

邻区基站的信道质量获取模块，用于根据邻区广播消息中邻区基站的信息获取邻区基站的信道质量；及

逻辑基站选择模块，用于根据各逻辑基站的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑基站做初始接入。

由以上技术方案可以看出，本发明首先在邻区广播消息中增加可用无线资源字段以表示各逻辑BS的负荷状况；MS在收到邻区广播消息之后，获取各逻辑BS的可用无线资源字段，并通过邻区广播消息中的邻区BS的信息获取各邻区BS的信道质量；最后，MS通过比较各逻辑BS的负荷状况以及信道质量以选择信道质量好负荷低的逻辑BS做初始接入，这样可保持载频间的负载均衡，提高无线资源的利用率。

附图说明

图1为本发明MS选择载频的方法流程图；

图2为本发明MS选择载频的装置示意图。

具体实施方式

在详细阐述本发明的技术方案之前，首先介绍一下本发明将涉及到的几个概念：

逻辑BS：根据IEEE 802.16e标准的规定，每个载频都是一个独立的逻辑BS，本发明中涉及的BS均指逻辑BS；

邻区BS：同一小区覆盖范围下的两两载频之间表现为互为邻区BS，即以一个逻辑BS为基准，与其处于同一小区覆盖范围下的其他逻辑BS均为该逻辑BS的邻区BS。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细阐述。

在MS选择载频之前，逻辑BS首先需要在自身的邻区广播消息(MBO NBR-ADV)中增加表示自身以及邻区BS的负荷状况的字段。本实施例中将表示逻辑BS的负荷状况的字段定义为可用无线资源(Available RadioResource)字段，该Available Radio Resource字段用于表示自身以及邻区BS的可用无线资源。Available Radio Resource字段的定义如表1所示。

表1

Available Radio Resource字段占用4比特，当Available Radio Resource字段为0000时表示该载频当前无可用无线资源，其他四位二进制数的含义可根据表1所示依此类推，在此不再赘述。

假设某小区下有3个载频，分别为载频1、载频2、载频3，将该3个载频分别标识为BS1、BS2、BS3。在邻区广播消息中，两两载频之间表现为互为邻区BS，因此在BS1的邻区广播消息中除了包含BS1的Available Radio Resource字段之外，还包含邻区BS2、BS3的Available Radio Resource字段。对BS2、BS3的邻区广播消息也是如此。

以下简单介绍BS1如何获知邻区BS2、BS3的可用无线资源。如果BS1、BS2、BS3属于同一个物理BS，则BS1可从物理BS的共享内存中直接读取BS2和BS3的可用无线资源；如果BS1与BS2、BS3属于不同的物理BS，则可以通过接收BS2、BS3的无线资源管理(Radio Resource Management)消息获取BS2、BS3的可用无线资源。

如图1所示，本发明MS选择载频的方法包括以下步骤：

步骤101，MS开机后，根据IEEE 802.16e标准规定的方法依次扫描所有可用的逻辑BS，直至能够与其中一个逻辑BS实现同步。

根据IEEE 802.16e标准，为使MS能快速接入网络，较佳地是，MS开机后首先从自身的非易失性存储器中获取上次使用的载频的有关信道参数，根据这些信道参数扫描上次使用的载频即逻辑BS并尝试与其进行同步，若同步失败，则依次对同一小区下的其他所有可用的逻辑BS进行扫描并同步，直至能够与其中一个逻辑BS实现同步。

步骤102，MS接收与自身同步的逻辑BS发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑BS自身以及邻区BS的负荷状况。

假设在步骤101中MS能够与载频1实现同步，则MS尝试接收BS1发出的邻区广播消息，从BS1的邻区广播消息中获取BS1及邻区BS即BS2和BS3的Available Radio Resource字段并进行记录。

若MS获取BS1的邻区广播消息超时，则MS发起初始测距(Initial Ranging)消息继续从BS1接入以获取BS1的邻区广播消息。

步骤103，MS根据邻区广播消息中邻区BS的信息依次扫描各邻区BS，以获取各邻区BS的信道质量。

IEEE 802.16标准规定的邻区广播消息(MBO NBR-ADV)的格式如表2所示。

表2

从表2可以看出，MBO NBR-ADV的for循环中列出了所有的邻区BS及包含在TLV Encoded Neighbor information字段中的邻区BS的基本信息；MS根据TLV Encoded Neighbor information字段中的PHY Mode ID、DCD_settings、UCD_settings等参数可快速扫描邻区BS，并获取各邻区BS的信道质量。

需要补充说明的是，在步骤101中，MS与逻辑BS实现同步后就可获知该逻辑BS的信道质量。

这里，获取各逻辑BS的信道质量具体是指MS测量各逻辑BS的载波干扰噪声比(CINR)。其中，所述逻辑BS包括邻区BS。

步骤104，MS根据各逻辑BS的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑BS做初始接入。

由步骤104的描述可知，如何选择逻辑BS主要取决于逻辑BS的信道质量和负荷状况这两个因子，这里，以CINR表示逻辑BS的信道质量，以AvailableRadio Resource表示逻辑BS的负荷状况，具体的选择方法可以根据实际需要灵活设计。在本发明中，一种优选的选择方法是对接入优先级进行加权量化，相应的计算公式如公式(1)所示：

P＝α×CINR+(1-α)×ARR  (1)

其中，P表示接入优先级；CINR为载波干扰噪声比，用来表示逻辑BS的信道质量；ARR为Available Radio Resource，用来表示逻辑BS的负荷状况；α为加权因子，取值范围为[0，1]。α可根据实际应用情况作调整，增大α将使MS倾向于选择信道质量好的逻辑BS接入，减小α将使MS倾向于选择负荷低的逻辑BS接入。

为了实现MS选择载频的方法，本发明还提出了一种MS选择载频的装置，如图2所示，该装置包括：

逻辑BS的信道质量获取模块10，用于MS与逻辑BS实现同步后获取该逻辑BS的信道质量；

负荷状况获取模块20，用于接收与MS同步的逻辑BS发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑BS自身以及邻区BS的负荷状况；

邻区BS的信道质量获取模块30，用于根据邻区广播消息中邻区BS的信息获取邻区BS的信道质量；及

逻辑BS选择模块40，用于根据各逻辑BS的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑BS做初始接入。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种移动台选择载频的方法，其特征在于，该方法包括：

移动台与逻辑基站实现同步，并获取该逻辑基站的信道质量；

移动台接收与自身同步的逻辑基站发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑基站以及邻区基站的负荷状况；

移动台根据邻区广播消息中邻区基站的信息获取邻区基站的信道质量；

移动台根据各逻辑基站的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑基站做初始接入。

2.根据权利要求1所述的移动台选择载频的方法，其特征在于，所述移动台与逻辑基站实现同步具体为：移动台首先尝试与上次使用的逻辑基站进行同步；若同步失败，则依次尝试与同一小区下的其他逻辑基站进行同步，直至与其中一个逻辑基站实现同步。

3.根据权利要求1所述的移动台选择载频的方法，其特征在于，在移动台与逻辑基站实现同步之前，所述方法进一步包括：

逻辑基站在自身的邻区广播消息中增加表示自身以及邻区基站的负荷状况的字段。

4.根据权利要求3所述的移动台选择载频的方法，其特征在于，所述表示自身以及邻区基站的负荷状况的字段为可用无线资源字段，用于表示自身以及邻区基站的可用无线资源。

5.根据权利要求4所述的移动台选择载频的方法，其特征在于，所述获取逻辑基站的信道质量具体为测量逻辑基站的载波干扰噪声比。

6.根据权利要求5所述的移动台选择载频的方法，其特征在于，所述移动台依据以下公式选择逻辑基站：

P＝α×CINR+(1-α)×ARR

其中，P为接入优先级；CINR为逻辑基站的载波干扰噪声比；ARR为逻辑基站的可用无线资源；α为加权因子，取值范围为[0，1]。

7.一种移动台选择载频的装置，其特征在于，该装置包括：

逻辑基站的信道质量获取模块，用于移动台与逻辑基站实现同步后获取该逻辑基站的信道质量；

负荷状况获取模块，用于接收与移动台同步的逻辑基站发出的邻区广播消息，并从收到的邻区广播消息中获取逻辑基站自身以及邻区基站的负荷状况；

邻区基站的信道质量获取模块，用于根据邻区广播消息中邻区基站的信息获取邻区基站的信道质量；及

逻辑基站选择模块，用于根据各逻辑基站的负荷状况以及信道质量选择合适的逻辑基站做初始接入。

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