CN101909315B - 强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的方法及系统，包括：维护系统中所有基站的链路资源信息及每个基站对应的重新接入计数值；检测系统各单元的运行情况，如果检测到有单元发生异常，则根据异常发生单元的信息，查询基站的链路资源信息，根据链路资源信息获取该异常发生单元影响的基站；判断是否需要对该异常发生单元所影响的基站进行强制重新接入；如果需要强制所有终端重新接入，则通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值；终端接收到所述消息后，当检测到重新接入计数值与之前保存的值不一致时，自动发起网络初始接入。本发明能够自动强迫小区下所有终端重新接入系统。

Description

强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球互操作性微波接入)网络的方法及系统。

背景技术

802.16e协议中，在6.3.9.15节为“Forcing MSs to perform network entryat once”(强迫用户终端立即执行网络接入)，该节描述了802.16e空中接口提供BS(Base Station，基站)下所用MS(移动终端)重新网络接入的机制。BS维护一个“restart count”(重启计数值)计数标志，每当BS由于严重故障重启导致系统异常时，“restart count”计数标志将会加1。“restartcount”计数标志将会随DCD(downlink channel descriptor，下行链路信道描述符)消息中的TLV(Type-Length-Value，类型-长度-值)字段定期由基站广播给所有的MS。MS将会保存收到的当前DCD消息中的“restart count”计数标志，当MS检测到收到新的DCD消息中的“restart count”计数标志，与先前保存值不一致时，MS将会发起网络接入流程。这样，BS下的所有MS将会发起网络接入，重新接入WiMAX网络。该机制可能是在系统发生故障时触发，也可以是运营商基于某种意图主动强迫BS下的所有MS重新开始网络初始接入。

“restart count”在DCD消息的TLV字段中编码，具体如表1所示：其type(类型)为154。

表1：DCD channel encoding

Name(名称)

Type(类型)(1 byte)

Length(长度)(1 byte)

Value(值)(variable length，可变长度)

PHY scope(物理层范围)

					BS RestartCount(基站重启计数值)	154	1	The value is incremented by one whenever BSrestarts(see 6.3.9.15).The value rolls overfrom 0 to 255.(该值每当基站重启时增加1，该值在0至255之间循环)	ALL(所有)

“restart count”也可以出现在邻区广播消息MOB_NBR-ADV中，由于邻区广播消息中包含邻区DCD_settings，而DCD_settings与DCD消息一样，也包含“restart count”这个TLV。由于邻区广播消息中也包含“restart count”，那么该BS当“restart count”计数标识加1时，意图通过切换进入该BS的MS也需要走初始接入流程。

利用802.16e协议中的上述空口的机制，并没有给出应用方法。

另一方面，现有的WiMAX无线接入基站系统，如附图1所示，可以由如下单元组成：

主控单元101，是系统运行的主要控制单元，负责整个系统各单元的上电运行、版本下载，主控单元101一般不参与WiMAX业务处理。

时钟单元102，负责产生并维护同步的时钟信息。在WiMAX TDD(TimeDivision Duplex，时分双工)系统中，时钟单元为MAC(媒体介入控制层)处理单元和PHY(Physical Layer Device，物理层设备)处理单元以及射频处理单元提供校准的时钟同步信号。

MAC处理单元103，负责处理WiMAX 802.16e协议中MAC层的功能的处理单元。

PHY处理单元104，负责处理WiMAX 802.16e协议中PHY层的功能的处理单元。

射频处理单元105，负责将PHY层功能基带发出的信号，通过中频、射频转换，最后生成能够从天线口发出的WiMAX空口信号。

MAC处理单元103、PHY处理单元104、射频处理单元105共同完成WiMAX 802.16e协议中一个完整的BS(Base Station)功能。WiMAX无线接入基站系统可以有多个BS。图中示出了WiMAX无线接入基站系统包括n个BS，从BS_1至BS_n。

当WiMAX无线接入基站系统中某些单元发生故障时，例如一个BS_n下的MAC处理单元103发生严重故障自动重新初始化了，那么，该BS下的所有用户的业务将会中断，此时如果基站不主动让终端重新接入的话，该BS下的所有终端用户将会出现业务超时而脱网，且如果终端不主动发起重新接入网络的话，那么终端将会一直在脱网状态，业务无法恢复，严重影响用户网络使用满意度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的方法及系统，使得WiMAX无线接入基站系统发生严重异常并影响业务时，基站系统可以自动触发小区下所有终端快速重新接入网络，减少对用户使用WiMAX网络服务的不良影响。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的方法，包括：

维护系统中所有基站的链路资源信息及每个基站对应的重新接入计数值；

检测系统各单元的运行情况，如果检测到有单元发生异常，则根据所述异常发生单元的信息，查询基站的链路资源信息，根据所述链路资源信息获取该异常发生单元影响的基站；

判断是否需要对该异常发生单元所影响的基站进行强制重新接入；

如果判断到需要对该异常发生单元所影响的基站强制所有终端重新接入，则通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值；

终端接收到所述消息后，当检测到重新接入计数值与之前保存的值不一致时，自动发起网络初始接入。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的系统，包括：

链路资源维护模块，用于维护系统中所有基站的链路资源信息及每个基站对应的重新接入计数值；

系统状态检测模块，用于检测系统各单元的运行情况，如果检测到有单元发生异常，则根据所述异常发生单元的信息，查询基站的链路资源信息，根据所述链路资源信息获取该异常发生单元影响的基站；

强制重新接入判决模块，用于判断是否需要对该异常发生单元所影响的基站进行强制重新接入；如果判断到需要对该异常单元所影响的基站强制所有终端重新接入，则通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值；

重新接入模块，设置于终端，用于接收到所述消息后，当检测到重新接入计数值与之前保存的值不一致时，自动发起网络初始接入。

通过采用本发明，可以使得WiMAX无线接入基站系统在系统发生严重故障，导致已在网终端网络业务不能恢复，或者系统关键配置发生了更新，需要终端重新接入的情况，能够自动强迫小区下所有终端重新接入系统，实现快速恢复业务连接，提高用户的体验。

附图说明

图1为WiMAX无线接入基站系统逻辑结构示意图；

图2为本发明第一实施例中自动强迫小区下终端重新接入的方法流程图；

图3为本发明强迫小区下所有用户重新接入WiMAX网络的系统的结构示意图；

图4为本发明第二实施例中自动强迫小区下终端重新接入的方法流程图；

图5为本发明实施例中系统初始化时的流程图。

具体实施方式

本发明的主要思想是：通过在系统发生故障时，改变“restart count”TLV值，结合利用802.16e协议中的“restart count”更新机制，即MS检测到当前的DCD消息中的“restart count”TLV值与之前保存的值不一致会自动进行网络接入初始化的机制，来实现在系统出现故障时强制小区下所有终端主动重新接入网络。

以下结合附图和优选实施方式对本发明技术方案进行详细说明。

参照图2所示，为本发明第一实施例中自动强迫小区下终端重新接入的方法流程图，所述方法包括：

步骤201：维护系统中所有基站的链路资源及每个基站对应的重新接入计数值；

步骤202：定时或不定时检测系统各单元的运行情况，如果检测到有单元发生异常，则根据所述异常发生单元的信息，查询基站的链路资源信息，根据所述链路资源信息获取该异常发生单元影响的基站；

步骤203：判断是否需要对该异常发生单元所影响的基站进行强制重新接入；

步骤204：如果判断到需要对该异常单元所影响的基站强制所有终端重新接入，则通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值；

步骤205：基站定期广播所述消息；

步骤206：终端检测到接收的所述消息中重新接入计数值与之前保存的值不一致，自动发起网络初始接入。

在本实施例中，所述向终端发送的消息为DCD消息，当然实际应用中也可以是其他的消息，本发明对此不加以限定。

所述异常发生单元的信息，包括：异常发生所在单元、单元类别、异常类别信息中的一种或多种。当然，实际应用中也可以根据需求，采用其他的异常发生单元的信息。

所述检测到有单元发生异常，包括：检测到系统中的某个单元状态严重异常，可能会影响系统业务运行；或者检测到系统中有关键配置发生了更新。而具体判断是否会影响系统业务运行的标准，可以在使用中根据需要进行确定。如基站的能力参数发生改变，需要终端重新完成接入流程以重新获取基站能力信息。

所述判断到该异常单元所影响的基站需要强制所有终端重新接入，包括：该异常已使得该单元所在基站下的终端网络服务中断，且不能恢复。比如，一种判决基站是否需要强制所有终端重新接入的准则是根据系统设计，判断本系统所在的硬件单板重新启动是否需要所有BS下的MS重新建立业务连接。如果本系统所在的硬件单板重新启动会导致所有BS下的MS业务中断且无法恢复，则需要强制所有BS下的MS重新接入网络。或者例如基站单板异常复位了，但终端仍然连接(因为可能此时无线信号还在)，却无法进行数据业务，此时为了不影响用户体验，需要迅速使得终端断开连接重新接入网络，以尽快恢复业务。

作为一种实施方式，所述方法还包括：将更新后的基站链路资源信息和对应的重新接入计数值保存在硬件存储器上。

其中，所述的基站的链路资源包括每个基站包含的媒体介入控制层处理单元、PHY处理单元、以及射频处理单元。

作为一种实施方式，所述通知需要强制终端重新接入的基站在DCD消息中更新其对应的重新接入计数值，包括：通知需要强制用户重新接入的基站中的媒体介入控制层处理单元更新DCD消息中的重新接入计数值计数标志。

所述将需要强制重新接入的基站对应的重新接入计数值进行更新，是指将需要强制用户重新接入的基站对应的重新接入计数值加1，如果重新接入计数值超过255，则该值重新从0开始计数。

如附图3所示，本发明的自动强制小区下所有终端重新接入WiMAX网络的系统结构示意图，所述系统包括：系统状态检测模块301、强制重新接入判决模块302、资源存储模块303、以及BS链路资源维护模块304。其中：

所述BS链路资源维护模块304，维护的内容包括WiMAX无线接入基站系统中各BS的链路资源信息和每个BS对应的“restart count”计数值；

所述BS链路资源维护模块304能够根据系统的配置更改情况更新BS链路资源信息。所述的各BS的链路资源信息具体为每个BS包含的MAC处理单元信息、PHY处理单元信息、以及射频处理单元信息。

所述系统状态检测模块301，用于检测WiMAX无线接入基站系统中各单元的状态，并向强制重新接入判决模块301上报异常；

具体来说，如下两种情况，系统状态检测模块301将会向强制重新接入判决模块302上报异常：(1)如果发现某单元状态严重异常、可能会影响系统业务运行；(2)某单元的关键配置更新。例如：BSID(Base Station ID，基站索引号)发生了修改。或者如基站的能力参数(如物理层能力，是否支持相关功能)发生改变，需要终端重新完成接入流程已重新获取基站能力信息。

根据802.16e协议描述，所述的每个BS对应的“restart count”计数值取值范围为[0，255]。所述的维护BS对应的“restart count”计数值是指当本模块收到指令需要更新对应BS的“restart count”计数值时，自动将“restartcount”计数值加1，如果“restart count”计数值超过255，则该值重新从0开始计数。

资源存储模块303，负责将BS链路资源维护模块304中维护的信息保存到硬件存储器上(硬件存储器上保存的信息在系统掉电时不会丢失)，并能够在系统初始化时，从硬件存储器上读取之前保存的BS链路资源维护信息，并将信息提供给BS链路资源维护模块。

强制重新接入判决模块302，根据系统状态检测模块301上报的异常的单元，查询BS链路资源维护模块304的信息，找到该异常单元可能影响的BS，并根据该异常对BS业务的影响进行判断，判决是否需要强制将系统中的某个或某些BS下的所有用户重新接入网络。

判决准则为该异常已使得该BS下的用户网络数据业务中断，且不能恢复。如果判断需要使得该BS下的所有用户重新接入网络，则先更新BS链路资源维护模块304中维护的该BS对应的“restart count”计数标识，然后通知资源存储模块303保存更新的对应的各BS链路资源及其对应的“restartcount”计数标识，之后再通知对应的BS在DCD消息中更新“restart count”这个TLV的值。

作为一种实施方式，本发明的系统还包括：

广播模块，用于定期广播所述DCD消息；

重新接入模块，设置于终端，用于在检测到接收的所述DCD消息中重新接入计数值与之前保存的值不一致，自动发起网络初始接入。

这样，终端检测到DCD更新的“restart count”这个TLV变化了，便会自动重新接入网络。

当然，在本实施例中基站向终端发送的消息为DCD消息中，实际应用中也可以采用其他的消息，本发明对此不加以限定。

图4所示为本发明第二实施例的自动强迫小区下终端重新接入的方法流程图，如图所示，所述方法包括以下步骤：

步骤401：BS链路资源维护模块维护各个BS的资源及其对应的“restartcount”计数值，并保证上述资源与硬件存储器上保存的信息一致。

步骤402：系统检测模块定时检测系统各单元的运行状态；

步骤403：当系统检测模块检测到系统中某个或某些单元发生异常严重(严重异常是指可能影响系统业务正常运行的异常)；或者关键配置发生了更新时，向强制重新接入判决模块上报异常信息，异常信息包括异常发生所在单元，以及异常发生类别；

步骤404：强制重新接入判决模块收到上报的异常信息，准备进行判决；

步骤405：强制重新接入模块查询BS链路资源维护模块，获取异常发生单元可能影响的BS；

步骤406：判决模块根据判决策略进行判决，判断需要对异常影响的BS发起用户重新接入。判决准则为该异常已使得该BS下的用户网络数据业务发生异常，网络服务中断，且不能恢复。(例如：MAC处理单元发生严重异常，自动重新初始化，导致所有用户信息丢失)如果需要发起受影响BS下的所有用户重新接入，则转步骤407；否则，流程结束；

步骤407：通知BS链路资源维护模块将需要进行强制重接入的BS对应的“restart count”计数值更新；

步骤408：通知资源存储模块将更新后的BS链路资源和对应的“restartcount”计数值保存在硬件存储器上；

步骤409：通知判决需要强制用户重接入的BS中的MAC处理单元，用更新后的“restart count”计数值作为DCD消息中的TLV值。

步骤410：当需要更新的BS下所连接的MS检测到当前DCD消息中的“restart count”计数值“restart count”TLV值与之前保存的值不一致，则自动发起网络初始接入，流程结束。

步骤407中所述的BS链路资源维护模块将需要强制重新接入的BS对应的“restart count”计数值进行更新，是指将需要强制用户重新接入的BS对应的“restart count”计数值加1，如果“restart count”计数值超过255，则该值重新从0开始。

图5为本发明中系统初始化时的逻辑示意图，如图所示：

步骤501：系统所在硬件上电，本系统开始初始化流程；

步骤502：资源存储模块从硬件存储器上读取已保存的BS链路资源信息及其对应的“restart count”计数值；

步骤503：如果数据读取成功，转步骤504；如果数据读取失败转步骤509；

步骤504：根据取得的当前系统中BS链路资源信息情况，判决是否需要所有BS强制重新接入。判决的准则是根据系统设计，判断本系统所在的硬件单板重新启动是否需要所有BS下的MS重新建立业务连接。如果本系统所在的硬件单板重新启动会导致所有BS下的MS业务中断且无法恢复，则需要强制所有BS下的MS重新接入网络，转步骤505；反之，本系统所在硬件单板重新启动不影响BS下MS业务的正常连接，则转步骤508；

步骤505：通知BS链路资源维护模块更新所有BS的“restart count”计数值；

步骤506：通知本系统中所有BS的MAC处理单元，用更新的“restartcount”计数值来构造DCD消息，并周期发送；

步骤507：对应BS下所有已连接的MS检测到接收到的DCD消息中的“restart count”的TLV值与之前保存的值不一致，则自动发起网络初始接入；

步骤508：系统初始化成功，自动强迫用户重接入控制系统开始进行图4所示的流程，结束；

步骤509：如果读取存盘的BS链路资源信息及其对应的“restart count”计数值不成功，那么可以尝试从后台网络管理系统获取BS的链路资源信息，并对对应的“restart count”计数值进行初始化，初始化的值为0；

步骤510：判断是否获取成功。如果从后台网络管理系统获取BS的链路资源信息获取成功，则初始化各BS对应的“restart count”计数值，转到步骤506；反之，如果获取失败，则转步骤511；

步骤511：系统无法获取BS的链路资源信息，初始化失败，结束。

当WiMAX无线接入基站系统中某些单元发生严重故常时，可能导致对应BS下用户使用网络业务中断，且无法恢复，除非终端发现业务超时，再尝试重新接入网络，这个时间就比较长了，严重影响用户体验。本发明提供的自动强迫小区下用户重新接入的系统和方法，通过802.16e协议6.3.9.15节中更新“restart count”机制来使BS下的所有终端自动重新接入网络，将大大减少终端脱网时间，甚至可能用户不会感觉到，提高用户使用网络的满意度。

本系统会实时检测系统各单元运行状态，当发生严重异常，使得用户业务中断且不能自动恢复时，本系统所述方法将会自动触发受影响小区下所有用户重新接入网络，以便快速恢复业务连接。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，不是对本发明技术方案的进一步限定，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的方法，其特征在于，包括：

维护系统中所有基站的链路资源信息及每个基站对应的重新接入计数值；

检测系统各单元的运行情况，如果检测到有单元发生异常，则根据所述异常发生单元的信息，查询基站的链路资源信息，根据所述链路资源信息获取该异常发生单元影响的基站；所述检测到有单元发生异常，包括：检测到系统中的某个单元状态严重异常，可能会影响系统业务运行；或者，检测到系统中有单元关键配置发生了更新，包括基站索引号发生了修改，或基站的能力参数发生改变，需要终端重新完成接入流程以重新获取基站能力信息；所述基站的能力参数是指物理层能力的参数，是否支持相关功能的参数；

判断是否需要对该异常发生单元所影响的基站进行强制重新接入；

如果判断到需要对该异常发生单元所影响的基站强制所有终端重新接入，则通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值；所述判断到需要对该异常发生单元所影响的基站强制所有终端重新接入，包括：该异常已使得该异常发生单元所在基站下的终端网络服务中断，且不能恢复；

终端接收到所述消息后，当检测到重新接入计数值与之前保存的值不一致时，自动发起网络初始接入。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基站向终端发送的消息为定期发送的广播消息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常发生单元的信息，包括：异常发生所在单元、单元类别、异常类别信息中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将更新后的基站链路资源信息和各基站对应的重新接入计数值保存在硬件存储器上。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基站的链路资源信息包括每个基站包含的媒体介入控制层处理单元信息、物理层设备处理单元信息、以及射频处理单元信息。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值，包括：

通知需要强制用户重新接入的基站中的媒体介入控制层处理单元更新下行链路信道描述符消息中的重新接入计数值计数标志。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新重新接入计数值，是指将需要强制用户重新接入的基站对应的重新接入计数值加1，如果重新接入计数值超过255，则该值重新从0开始计数。

8.一种强迫小区下所有终端重新接入WiMAX网络的系统，其特征在于，包括：

链路资源维护模块，用于维护系统中所有基站的链路资源信息及每个基站对应的重新接入计数值；

系统状态检测模块，用于检测系统各单元的运行情况，如果检测到有单元发生异常，则根据所述异常发生单元的信息，查询基站的链路资源信息，根据所述链路资源信息获取该异常发生单元影响的基站；所述检测到有单元发生异常包括：检测到系统中的某个单元状态严重异常，可能会影响系统业务运行；或者，检测到系统中有单元关键配置发生了更新，包括基站索引号发生了修改，或基站的能力参数发生改变，需要终端重新完成接入流程以重新获取基站能力信息；所述基站的能力参数是指物理层能力的参数，是否支持相关功能的参数；

强制重新接入判决模块，用于判断是否需要对该异常发生单元所影响的基站进行强制重新接入；如果判断到需要对该异常单元所影响的基站强制所有终端重新接入，则通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值；所述判断到需要对该异常发生单元所影响的基站强制所有终端重新接入，包括：该异常已使得该异常发生单元所在基站下的终端网络服务中断，且不能恢复；

重新接入模块，设置于终端，用于接收到所述消息后，当检测到重新接入计数值与之前保存的值不一致时，自动发起网络初始接入。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：

广播模块，用于定期向终端发送广播消息，所述广播消息中包括更新的重新接入计数值。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述异常发生单元的信息，包括：异常发生所在单元、单元类别、异常信息中的一种或多种。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

资源存储模块，用于将更新后的基站链路资源信息和各基站对应的重新接入计数值保存在硬件存储器上。

12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的基站的链路资源信息包括每个基站包含的媒体介入控制层处理单元信息、物理层设备处理单元信息、以及射频处理单元信息。

13.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述通知需要强制终端重新接入的基站在向终端发送的消息中更新其对应的重新接入计数值，包括：

通知需要强制用户重新接入的基站中的媒体介入控制层处理单元更新下行链路信道描述符消息中的重新接入计数值计数标志。

14.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述将需要强制重新接入的基站对应的重新接入计数值进行更新，是指将需要强制用户重新接入的基站对应的重新接入计数值加1，如果重新接入计数值超过255，则该值重新从0开始计数。