CN101933310A

CN101933310A - 与兼容第一协议和第二协议的bs交互工作的ms及其方法

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Publication number: CN101933310A
Application number: CN200880126126.6A
Authority: CN
Inventors: 邹伟; 沈钢; 刘继民; 郑武
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: US20110013564A1; KR101435414B1; KR20110000652A; JP2011514081A; EP2254306A1; CN101933310B; WO2009109070A1; JP5361910B2; EP2254306A4

Abstract

本发明提出了一种与兼容第一协议和第二协议的BS交互工作的MS，包括：同步单元，用于执行与BS的同步；广播信息获取单元，用于从BS获取第一协议广播信息；工作模式选择单元，用于根据MS支持第一协议还是第二协议，选择第一工作模式或第二工作模式，其中当MS支持第二协议时，根据第一协议广播信息获取第二协议MAP信息，并根据MAP信息在指定信道上向BS发送数据。以及一种MS入网与BS执行通信的方法和形成兼容802.16e的802.16m帧的方法。根据本发明，IEEE802.16eMS可以接入IEEE 802.16mBS，以及IEEE 802.16mMS可以接入IEEE 802.16mBS。即使MS是在不同协议下工作，MS也可以接入网络与BS执行通信。

Description

与兼容第一协议和第二协议的 BS交互工作的 MS及其方法技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种可与兼容 IEEE 802. 16m和 IEEE 802. 16e的 BS交互工作的 MS, 以及一种 MS的入网方法。背景技术

最近已经设立了新的任务组 IEEE 802. 16m, 用于 IEEE 802. 16 无线 MAN-0FDMA 规范的标准修改，提供在许可带宽内工作的高级空中接口，以满足下一代移动网络的要求。 IEEE 802. 16m的目的在于提供支持未来的高级服务和应用所需的性能改进，实现下行链路中大于 6. 5bps/Hz以及上行链路中大于 2. 8bps/Hz 的频谱效率。

IEEE 802. 16m的一个重要的方面在于后向兼容 IEEE 802. 16e，这样需要 IEEE 802. 16m针对包括 MS和 BS的既有 IEEE 802. 16e无线 MAN- 0FD A设备提供连续的支持和互操作性。具体地，在 IEEE 802. 16ra中实现的功能和协议过程应该支持 802. 16e设备所采用的特征，功能和协议过程，且 IEEE 802. 16m应该具有选择是否支持 802. 16e的能力。需要注意的是这一连续性的支持应该限制在由 WiMAX论坛及移动系统规范 1. 0版本（修订版 1. 4. 0 : 2007-05-02) [1] ) 所支持的无线 MAN-0FDMA特征，功能和协议过程的 "协调子集"范围内。

以下是具体的后向兼容性需求：

IEEE 802. 16mMS应该能够以与 IEEE 802. 16eMS相同的性能等级与 IEEE 802. 16eBS操作。

基于 IEEE 802. 16m的系统和无线 0FDMA参考系统应该能够在同一 RF载波上以相同的信道带宽工作，也应该能够在同一 RF载波上以不同的信道带宽工作。

当 ΊΕΕΕ 802. 16m MS和 IEEE 802. 16e MS在同一 RF载波上操作时， IEEE

802. 16mBS应该能够同时支持二者；且由于附加在 BS上的 IEEE 802. 16m部分，整个系统性能会得到提高。

针对 IEEE 802. 16e MS, IEEE 802. 16mBS应该支持与 IEEE 802. 16e BS的无缝切换。

IEEE 802. 16mBS能够在支持 IEEE 802, 16m MS的同时，支持 IEEE 802. 16e，其提供的性能等级等同于 IEEE 802, 16e BS在相同的 RF载波上所能提供的。

虽然目前已经发布了 " IEEE 802. 16m要求草案" ，但是对于 IEEE 802. 16e的支持还不存在成熟的方案。发明内容

IEEE 802. 16e 中已经设计了前导符号，其在时间和频率同步中起到了重要作用 IEEE 802. 16m系统必须支持 IEEE 802. 16eMS, 因此 IEEE 802. 16e的前导符号需要包含在 IEEE 802. 16m帧中（即使为了支持更大的带宽，可以进行前导符号的频域扩展）。 IEEE 802. 16m将重新使用在 IEEE 802. 16e中所定义的前导符号。

由于 IEEE 802. 16m的目的在于设计成为独立的协议集，所以应该为其分配特定的区。因此，将整个 IEEE 802. 16m帧划分为两部分： IEEE 802. 16e区和 IEEE 802. 16m区。在 IEEE 802. 16e区，以传统的 IEEE 802. 16e协议进行操作；在 IEEE 802. 16m 区，则完全以新的协议进行操作。为了向 IEEE 802. 16m S 通知 IEEE 802. 16m区的存在，在传统的 IEEE 802. 16e广播信道中存在一些特定的设计。

一个简单的方法是在 IEEE 802. 16e的广播消息中增加一个字段，从而可以帮助 IEEE 802. 16m MS识别 IEEE 802. 16mMAP的位置。其实现可以采用多种方式：使用 IEEE 802. 16e中既有 FCH字段中的预留比特

在 IEEE 802. 16e中设计新的扩展的 MAP IE

在 IEEE 802. 16e DCD/UCD (下行信道描述 /上行信道描述）消息中增加字段根据本发明的第一方面，提出了一种与兼容第一协议和第二协议的 BS (基站）交互工作的 MS (移动台），包括：

同步单元，用于执行与 BS的同步；

广播信息获取单元，用于从 BS获取第一协议广播信息；

工作模式选择单元，用于根据 MS支持第一协议还是第二协议，选择第一工作模式或第二工作模式，其中当 MS支持第二协议时，根据第一协议广播信息获取第二协议 MAP信息，并根据 AP信息在指定信道上向 BS发送数据。

根据本发明的第二方面，一种 MS入网与 BS执行通信的方法，其中所述 BS兼容第一协议和第二协议，所述方法包括- MS与 BS同步； MS从 BS获取第一协议广播信息；

MS根据其支持第一协议还是第二协议，选择第一工作模式或第二工作模式，其中当 MS支持第二协议时， MS根据第一协议广播信息获取第二协议 MAP信息，并根据 MAP信息在指定信道上向 BS发送数据。

根据本发明的第三方面，一种形成兼容 802. 16e的 802. 16m帧的方法，包括：重新使用 802. 16e帧中的前同步码；

分别将 802. 16e区和 802. 16πι区组合为上行链路子帧和下行链路子帧；在下行链路子帧的 802. 16e区的 FCH中设定指向下行链路子帧的 802. 16m区的 802. 16mMAP的指针。

附图说明

图 1示出了根据本发明的 IEEE 802. 16m帧的示意结构图；

图 2示出了 IEEE 802. 16e中的 FCH格式；

图 3示出了根据本发明的 MS与兼容 IEEE 802. 16m和 IEEE 802. 16e的 BS交互工作的示意结构图；

图 4示出了根据本发明的 MS入网的方法的流程图。具体实施方式

下面，将参考附图描述本发明的优选实施例。在附图中，相同的元件将由相同的参考符号或数字表示。此外，在本发明的下列描述中，将省略对已知功能和配置的具体描述，以避免使本发明的主题不清楚。

根据后向兼容的支持需求， IEEE 802. 16eMS应该能够接入 IEEE 802. 16mBS, 以及 IEEE 802. 16mMS应该能够接入 IEEE 802. 16eBS。本发明提出了一种可以对使用传统的 IEEE 802. 16e协议的设备提供支持的 IEEE 802. 16m协议的方案。通过该方案，无论 MS是 IEEE 802. 16e的 MS还是 IEEE 802. 16m的 MS , 都可以与 IEEE 802. 16e的 BS以及 IEEE 802. 16m的 BS执行通信。从而， IEEE 802. 16mBS 和 MS 能够提供对所有的 IEEE 802. 16e 的完全支持。为了降低成本，在 IEEE 802. 16m标准中将重新使用 IEEE 802. 16e的一些特征。

首先，将参考图 1介绍根据本发明的 IEEE 802. 16m帧的示意图。本发明重新使用了 IEEE 802. 16e中的前导符号。形成 IEEE 802. 16m帧的方法如下（1 ) 重新使用 802. 16e帧中的前导符号；（2) 分别将 802. 16e区和 802. 16m 区组合为上行链路和下行链路帧；（3 ) 在下行链路帧的 802. 16e区的 FCH中设定指向下行链路帧的 802. 16m区的 802. 16mMAP。参考图 1，该 IEEE 802. 16m帧被划分为下行子帧和上行子帧，下行子帧和上行子帧之间的保护时隙为 TTG (传输 /接收转换间隔）。上行子帧和下行子帧之间的保护时隙为 RTG (接收 /传输转换间隔）。其中，下行链路子帧被划分为两个区： 16e区和 16m区。在 16e区，以 IEEE 802. 16e 协议执行工作，而在 16m区，完全由新的 IEEE 802. 16m协议执行工作。上行链路子帧也同样被划分为两个区： 16e区和 16m区。

下面参考下行链路子帧来对根据本发明的 IEEE 802. 16m帧结构进行具体描述， 16e区包括前导符号， FCH， DL/UL MAP, IEEE 802. 16e DL数据区。其中， 16e的前导符号，用于同步功能；帧控制报头（FCH) ，包括当前帧的控制信息，如 DL- MAP (下行链路映射）和 UL- MAP (上行链路映射）消息的长度、编码方案和使用的子信道等； DLJ1AP和 UL— MAP规定了上下行子帧中的详细控制信息。

16m区包括： 16mMAP以及 IEEE 802. 16m区。在 IEEE 802. 16m区中规定了分配给各个 MS的可用资源。可选地， IEEE 802. 16m区可以进一步划分为较短的 DL 和 UL子帧（具有嵌入的 TTG和 RTG间隙），由此在 MS和 BS之间传输数据的反应时间更快。但是在这种情况下， TTG/RTG的开销可能较大。

在 IEEE 802. 16e的 FCH字段中，将预留比特作为指向 IEEE 802. 16mMAP的指针。 IEEE 802. 16m的 MAP由 802. 16m占用的频率一时间资源具体限定。图 2 示出了 IEEE 802. 16e中的帧控制报头 FCH的格式。在 DL— AP长度字段之后存在 4个预留的比特。本发明将该预留的 4个比特定义为指向 IEEE 802. 16m的 MAP 的指针。该预留的 4个比特也可以用作 16m支持能力的标签。

虽然，本发明利用了 IEEE 802. 16e的 FCH字段来指向 IEEE 802. 16m的 MAP, 但是也可以釆用 IEEE 802. 16e的一些新的扩展的 AP IE (信息单元）来定义 MAP, 或者是在 DCD/UCD消息中增加字段来定义 MAP。此外，可选地，限定的 16m区既可以是 16e帧的一部分并具有相同带宽，也可以是比传统 IEEE 802. 16e占用了更多带宽。在 16m区，一些特定设计的导频将有助于系统执行所需的同步和信道估计。在这种帧格式中，所有的 16e网络进入处理（包括测距过程）都可以重新使用，而不会失去 16m协议设计的自由性；而且，既有的 16e设备无需任何改变而可以实现完全兼容。对于具有两个发射天线的 IEEE 802. 16mBS , 两个天线将发送 IEEE 802. 16e区中的相同内容以及 MIM0技术可以应用于 IEEE 802. 16m区。

由于采用根据本发明的 IEEE 802. 16m帧，是 IEEE 802. 16e帧的扩展，支持不同协议的 MS都可以接入网络与 BS执行通信。也就是说， IEEE 802. 16eMS 既可以接入 IEEE 802. 16mBS, IEEE 802. 16mMS也可以接入 IEEE 802. 16mBS„ 图 3示出了根据本发明的 MS的示意结构图。该 MS即可以是使用 IEEE 802. 16m 的 MS，也可以是使用 IEEE 802. 16e的 MS。而 MS所要接入的网络的 BS是采用 IEEE 802. 16m的 BS。

参考图 3，该 MS包括接收单元（未示出），用于从 BS接收数据；发送单元 (未示出），用于向 BS发送数据；同步单元 302，用于扫描信道和搜索前导符号以执行与 BS的同步；广播信息获取单元 303，用于从 BS获取 IEEE 802. 16e 广播信息；测距单元 304，用于通过测距对 MS进行功率，定时和频偏的调整；工作模式选择单元 305，用于根据 MS所支持的协议来选择是工作在 IEEE 802. 16m 模式下还是工作在 IEEE 802. 16e模式下，如果工作在 IEEE 802. 16m模式下，则从 BS的 IEEE 802. 16e广播信息中获取 16mMAP。虽然图 3示出了该 MS包括测距单元 304，但是 MS也可以不包括测距单元。

下面将结合图 3来具体描述图 4示出的 MS的入网方法。参考图 4, 首先，在步骤 41， MS开机。在步骤 42， MS的同步单元 302执行信道扫描和前导符号搜索。在步骤 43， MS的同步单元 302根据搜索到的前导符号中的同步序列执行与 BS的时间和频率同步。之后，在步骤 44, MS的广播信息获取单元 303从 BS获得 IEEE 802. 16e的广播信息。如果需要测距，则 MS的测距单元 304在步骤 45 执行测距过程，通过测距过程对 MS进行功率、定时和频偏的调整。在步骤 46， MS的工作模式选择单元 305根据其自身所采用的工作协议，确定是否支持 IEEE 802. 16m。如果该 MS支持 IEEE 802. 16m, 则在步骤 48该 MS从 BS获得的广播信息中的 FCH的指针获得 IEEE 802. 16mMAP, 在步骤 49，在 IEEE 802. 16m模式下工作，采用 IEEE 802. 16m帧中的 16m区中的 burst (突发块）向 BS发送数据。如果 MS不支持 IEEE 802. 16m协议，则在步骤 47, MS获得 IEEE 802. 16m帧中 IEEE 802. 16e区中的 DL/UL MAP, 从而在 IEEE 802. 16e模式下工作，采用 IEEE 802. 16m帧中定义的 burst (传统 DL数据区）来向 BS发送数据。尽管已经参照具体实施例，对本发明进行了描述，但本发明不应当由这些实施例来限定，而应当仅由所附权利要求来限定。应当清楚，在不偏离本发明的范围和精神的前提下，本领域普通技术人员可以对实施例进行改变或修改。

Claims

权利要求

1. 一种与兼容第一协议和第二协议的 BS交互工作的 MS，包括：

同步单元，用于执行与 BS的同步；

广播信息获取单元，用于从 BS获取第一协议广播信息；

工作模式选择单元，用于根据 MS支持第一协议还是第二协议，选择第一工作模式或第二工作模式，其中当 MS支持第二协议时，根据第一协议广播信息获取第二协议 MAP信息，并根据 MAP信息在指定信道上向 BS发送数据。
2.根据权利要求 1所述的 MS, 其中所述 MS还包括- 测距单元，用于执行功率，定时和频偏的调整。
3. 根据权利要求 1所述的 MS , 其中所述的第一协议是 IEEE 802. 16e，所述的第二协议是 IEEE 802. 16m。
4. 根据权利要求 3所述的 MS, 其中 IEEE 802. 16m帧重新使用了 IEEE 802. 16e 帧中的前导符号。
5.根据权利要求 4所述的 MS，其中 IEEE 802. 16m帧包括：802. 16e区和 802. 16m 区。
6. 如权利要求 5所述的 MS, 其中 802. 16m区包括嵌入 TTG和 RTG时隙的多个 DL 和 UL子帧。
7. 根据权利要求 5所述的 MS , 其中 802. 16e区中的 FCH字段包括指向 802. 16m 区的 16m AP的指针。
8. 根据权利要求 5所述的 MS , 其中 802. 16e区中的扩展 MAP IE或者 DCD/UCD 消息中包括指向 802. 16m区的 16mMAP的指针。
9. 一种 MS入网与 BS执行通信的方法，其中所述 BS兼容第一协议和第二协议，所述方法包括：

MS与 BS同步；

MS从 BS获取第一协议广播信息；

MS根据其支持第一协议还是第二协议，选择第一工作模式或第二工作模式，其中当 MS支持第二协议时， MS根据第一协议广播信息获取第二协议 MAP信息，并根据 AP信息在指定信道上向 BS发送数据。
10.根据权利要求 9所述的方法，其中在获取第一协议广播信息之后还包括测距步骤。
11. 根据权利要求 9所述的方法，其中所述的第一协议是 IEEE 802. 16e, 所述的第二协议是 IEEE 802. 16m。
12. 根据权利要求 11所述的方法，其中 IEEE 802. 16m的帧重新使用了 IEEE

802. 16e帧中的前导符号。
13. 根据权利要求 12所述的 MS , 其中 IEEE 802. 16m帧包括： 802. 16e区和 802· 16m区。
14. 如权利要求 13所述的 MS，其中 802. 16πι区包括嵌入 TTG和 RTG时隙的多个 DL和 UL子帧。
15.根据权利要求 13所述的 MS，其中 802. 16e区中的 FCH字段包括指向 802. 16m 区的 16mMAP的指针。
16. 根据权利要求 13所述的 MS，其中 802. 16e区中的扩展 ) ^ 或者000/1^0 消息中包括指向 802. 16m区的 16mMAP的指针。
17. 一种形成兼容 802. 16e的 802. 16m帧的方法，包括：

重新使用 802. 16e帧中的前导符号；

分别将 802. 16e区和 802. 16m区组合为上行链路帧和下行链路帧；

在下行链路帧的 802. 16e区的 FCH中设定指向下行链路帧的 802. 16m区的 802. 16mMAP的指针。