CN101965694A

CN101965694A - 用于识别连接的方法、移动台及基站

Info

Publication number: CN101965694A
Application number: CN2008801238325A
Authority: CN
Inventors: 王栋耀; 沈钢; 金珊
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2028-01-04
Also published as: EP2230780A1; JP2011509578A; KR101428502B1; EP2230780A4; CN101965694B; US20110038312A1; US8837356B2; KR20100101167A; WO2009086691A1

Abstract

一种用于识别移动台和基站之间的连接的方法。该方法包括步骤：在移动台进入基站的覆盖区域时，给移动台分配MS ID；以及在基站和移动台之间建立连接时，给连接分配Connection ID。

Description

用于识别连接的方法、移动台及基站技术领域

本发明涉及一种无线通信，更具体地涉及一种用于识别面向连接的 MAC中的连接、移动台及基站。背景技术

随着对宽带无线通信的需求日益增长，由国际电信同盟的无线电通信部门 (ITU-R)所主导的 IMT-Advanced已经引起了全世界的研究人员和公司的越来越多的兴趣。标准 IEEE 802.16m旨在被考虑成为 IMT-Advanced演进过程中的候选。因此， IEEE 802.16m应满足 IMT-Advanced的性能需求，诸如较高的峰值速率、较低的系统开销以及 QoS和无线资源管理（RRM：)。

由于 IEEE 802.16m处于标准化的初始阶段，因此尚未定义所有的技术方案。如 IEEE 802.16d/e中所证实的，面向连接的 MAC是支持 QoS等级，使能业务、应用和协议需求与无线电接入网（RAN)和无线特性的最优匹配的不错选择。然而，应当在不损耗整体性能并保证对系统特征的适当支持的情况下尽量切实可行地减小针对所有应用的幵销。

在 IEEE 802.16d/e的标准中，使用被称为 CID的 16位值来识别基站（BS )和订户站（SS) 的媒体访问控制层（MAC) 中的连接。 CID地址空间在 UL与 DL之间共用（即，共享），并在不同类型的连接之中划分。应该将所有传输的数据块封装成 MAC PDU的形式。如图 1所示， MAC报头包含适用于将那些数据映射到连接的 16位 CID字段。此外，基站也可以使用 CID来给 MS或连接分配无线资源。

然而， IEEE 802.16D/E中所建议的方案具有如下缺点。由 CID所引入的 MAC PDU的开销并不是最小的，并且由于高频使用将浪费过多无线资源。

此外， BS应保证 CID值在一个小区或扇区中是唯一的，这将使一些控制机制在某些情况下变得更为复杂。例如，在一个 MS执行从源 BS到目标 BS的切换操作时，如果 MS中存在有效连接，则目标 BS应针对所有这些连接重新分配新的 CID 值。这将再次增大控制信令的开销。发明内容

本发明的目的是提供一种用于识别面向连接 MAC中的连接、以及一种能够灵活并有效地识别面向连接 MAC中的连接以减小系统开销的移动台和基站。

在本发明的一个方面，提供了一种用于识别基站和移动站之间的连接的方法，该方法包括步骤：在移动台进入基站的覆盖区域时，给移动台分配 MS ID; 以及在基站和移动台之间建立连接时，给连接分配 Connection ID。

在本发明的另一方面，提供了一种用于识别基站和移动站之间的连接的基站，该基站包括：第一分配装置，用于在移动台进入基站的覆盖区域时给移动台分配 MS ID; 以及第二分配装置，用于在基站和移动台之间建立连接时给连接分配 Connection ID _?

在本发明的又一方面，提供了一种由分配自基站的 MS ID所识别的移动台，该移动台包括接收装置，该接收装置用于接收包括 Connection ID的消息并基于该 Connection ID建立与基站的连接。

利用所建议的方案，由于使用短的 Connection ID代替 802.16e (尤其是针对 VoIP业务）中的 16位 CID, 因此可以减少数据开销。

此外，由于 Connection ID的可调位长，元组 <MS ID， Connection ID>保持由 CID 所引入的开销最小。具有较少连接的订户站可以使用较短长度的 Connection ID, 而具有大量连接的订户站可以使用较长长度的 Connection ID。

所建议的方案可以简化 RRM (无线资源管理）机制的设计。在切换过程中，可以保留旧的 Connection ID, 并将其用于新的服务 BS。不再需要切换控制消息来更新 CID, 从而减小了控制信令的开销。附图说明

现在将参考附图，仅作为示例地描述本发明的实施例，在附图中：图 1示出了根据 IEEE 802.16d/e的通用 MAC报头格式；

图 2示出了本发明的实施例的 CID的元组；

图 3示出了根据本发明的实施例的基站的示例性方框图；

图 4示出了根据本发明的实施例的移动台的示例性方框图；

图 5示出了根据本发明的实施例的给移动台分配 MS ID的过程；

图 6示出了根据本发明的实施例的扩展 Connection ID的过程；图 7是示出了根据本发明的实施例的如何基于 MS ID来分配下行链路资源的示意图；

图 8是示出了根据本发明的实施例的如何基于 MS ID来分配上行链路资源的示意图；

图 9是示出了根据本发明的实施例的基本连接和主要管理连接的预分配的

Connection ID的示意性表格；

图 10示出了根据本发明的实施例的切换过程；以及

图 11示出了根据本发明的实施例对 MS ID的示例性使用。具体实施方式

在下文中，将就附图描述本发明的特定实施例。

根据本发明的实施例，在移动台进入无线网络时，给移动台分配 m位的 MS ID, 以及在建立连接时，给连接分配 n位的 Connection ID, 其中 m和 n是整数。 MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的，而 Connection ID在移动台的区域内是唯一的。

图 2示出了根据本发明的实施例的 CID的元组。如图 2所示，元组 <MS ID， Connection 1。>用于唯一地识别一个小区或扇区中的连接，其中定义 m位的 MS ID 来识别移动站，而 n位的 Connection ID用于识别连接。因此， MS ID和 Connection ID的组合可以表示在小区或扇区的区域内唯一的一个连接。

图 3示出了根据本发明的实施例的基站的示例性方框图。如图 3所示，根据本发明的实施例的基站包括 MS ID分配模块 111、 RNG-RSP消息产生模块 112、 MS ID列表 113、 Connection ID分配模块 114、第一 Connection ID列表 115、第一连接建立模块 116、第一 ID长度更新模块 117、 ID长度更新消息产生模块 118、关联模块 119、资源分配模块 120、第一资源分配寄存器模块 121、映射图产生模块 122、第一 MAC PDU组装模块 123、第一资源匹配模块 124、第一 Connection ID提取模块 125、第一 SDU提取模块 126、连接队列匹配模块 127、以及数据存储 /解析模块 128。

假设基站能够支持最大 255个有效终端设备，例如移动台。因此，可以给 MS ID分配 8位。如图 5所示，在上电和同步之后，在步骤 110处， MS将向 BS发送测距消息（例如 RNG-REQ)。 MS ID分配模块 111产生当前不使用的 8位 MS ID, 并将此 MS ID记录在第一 MS ID列表 113中。然后， 1^0-1 £(^消息产生模块112使用产生的 MS ID产生诸如 RNG-RSP之类的消息。在步骤 111处，通过第一 MAC PDU组装模块 123将 RNG-RSP消息与诸如 MAC报头和校验位之类的其它信息组装到一起，并发送到 MS。

在建立与 MS的连接时，基站中的 Connection ID分配模块 114基于 Connection

ID的长度产生在 MS的区域中唯一的 Connection ID。第一连接建立模块 116产生 DSx信令，用以与 MS相互作用。根据本发明的实施例，该信令包括由 Connection ID分配模块 114所产生的 Connection ID。然后，通过添加 MAC报头和校验位将该信令组装成 MAC PDU, 并将其发送到 MS。

另一方面，将由 Connection ID分配模块 114所产生的 Connection ID记录到第一 Connection ID列表 115中。

如图 6所示，可以将针对移动台的 Connection ID的长度初始化为 4位，其指示最大可以支持包括管理连接的 16个连接。在建立连接时， BS的 Connection ID 分配模块 114将为该连接分配 4位的 Connection ID。

根据本发明的实施例，可以任意改变 Connection ID的长度。如上所述，该 4 位的 Connection ID在 MS的区域中是唯一的，并且只能支持 16个有效连接。如图 6 所示，如果单个 MS中存在多于 16个有效连接，则基站能够扩大 Connection ID的长度。例如，在步骤 S210处，出现了关于建立连接的新请求，并且当前 Connection ID空间不足。在这种情况下，如图 6所示，第一 ID长度更新模块 117可以通过向 MS发送 Connection ID长度更新消息来扩展 Connection ID空间。换言之， ID长度更新消息产生模块 118产生包括新的 Connection ID长度的 Connection ID更新消息，然后通过第一 MAC PDU组装模块 123对其进行组装，并将其发送到 MS。在步骤 212处， MS将向 BS响应 ACK消息。

如果 Connection ID需要从 4位变到 8位，在步骤 213处，第一 ID长度更新模块 117可以给 MS ID列表 113中的旧的 Connection ID添加 4位，并将这些位设置为" 0 "。因此，将 Connection ID从 16扩展到 256。然后，在步骤 214处， BS将分配 8位的 Connection ID来建立与 MS的新连接。最后，当前有效的连接数目从 16变成 17。

此外，关联模块 119用于保持 MS IS、 Connection ID和实际连接队列之间的关系。通常，一个 MS ID对应于多个 Connection ID,而组合 <MS ID Connection ID> 对应于一个连接。因此，可以使用 MS ID和 Connection ID来匹配连接队列。通过使用 MS ID列表 113、第一 Connection ID列表 115以及关联模块 119，基站可以保持其所有从属 MS中的所有 m位 MS ID和 n位 Connection ID及其对应关系。

如图 3所示，资源分配模块 120包括用于为上行链路分配资源的上行链路资源分配模块以及用于为下行链路分配资源的下行链路资源分配模块。映射图产生模块 122包括：上行链路映射图产生模块，用于基于资源分配结果产生针对上行链路的上行链路映射图；以及下行链路映射图产生模块，用于基于资源分配结果产生针对下行链路的下行链路映射图。如果给 MS分配了一个资源块，则将使用各个 MS ID来描述该资源块。资源分配寄存器模块 121记录分配给 MS的资源。

然后，通过 MAC PDU组装模块 123将该上行链路映射图和下行链路映射图组装到 MAC PDU，然后以由资源分配寄存器模块 121所确定的时间频率资源来发送 MAC PDU。

对于下行链路，如图 7所示， BS的资源分配模块 120将首先基于 MS ID来给 MS分配带宽。映射图产生模块 122可以产生相应的 DL MAP。例如， DL MAP用于描述所分配的资源块，并且由 MS ID所识别的每个 DL—MAPJE指向一个特定资源块，即一个突发。

对于上行链路，如图 8所示， BS的资源分配模块 120也首先基于 MS ID来给 MS分配带宽。映射图产生模块 122可以产生相应的 UL MAP。例如， UL MAP用于分配资源块，由 MS ID所识别的每个 UL— MAP— IE指向一个特定资源块，即一个突发。

在接收到 MAC PAU时， BS可以检测 MAC PAU的传输位置（时间频率块），第一资源匹配模块 124可以确定该资源块应属于哪个 MS ID, 从而可以确定针对 MS的 MS ID。

另一方面，第一 Connection ID提取模块 125可以从 MAC PAU的报头中提取 Connection ID, 并且第一 SDU提取模块 126可以从 MAC PAU中提取 SDU, 以输出所提取的 SDU。

连接队列匹配模块 127可以基于通过关联模块 119所关联的来确定所输入的 MAC PDU属于哪个连接。然后，数据存储 /解析模块 128将 SDU的数据保存到所匹配的连接队列中。如果该数据是信令消息，则数据存储 /解析模块 128对该信令进行解析，并对其作出响应。图 4示出了根据本发明的实施例的移动台的示例性方框图。如图 4所示，根据本发明的实施例的移动台（MS )包括第二 Connection ID提取模块 214、第二 SDU 提取模块 215、 SDU解析模块 216、第二资源匹配模块 213、第二资源分配寄存器模块 212、映射图解析模块 211、第二连接建立模块 217、第二 ID长度更新模块 218、第二 Connection ID列表 219、以及第二 MAC PDU组装模块 220。

如上所述，在输入 MAC PDU时，第二 Connection ID提取模块 214从 MAC PDU的报头中提取出 Connection ID,而第二 SDU提取模块 215从 MAC PDU中提取出 SDU。

然后， SDU解析模块 216可以根据该 Connection ID确定 SDU的类型。换言之，该 SDU可以是数据或信令。如果 SDU的类型是 DL/UL-MAP, 则将所提取的 SDU 发送至映射图解析模块 211，其中对 DIJUL-MAP进行解析以获得关于上行链路 / 下行链路资源块的位置信息，并将其存储进第二资源分配寄存器模块 212。类似地，第二资源分配寄存器模块 212可以基于所分配的时间频率资源确定何时发送或接收数据。

此外， MS的第二资源匹配模块 213只允许输入与资源块相匹配的 MAC

PDUo 换言之，第二资源匹配模块 213可以确定 MS何时能够接收 MAC PDU。

另一方面，如果 SDU的类型是连接建立消息，该 SDU解析模块 216将此消息发送到连接建立装置 217。如果 SDU的类型是连接长度更新消息，贝 ijSDU解析模块 216将其发送到第二 ID长度更新模块 218。

因此，在接收并解析了 DL— MAP之后，每个 MS将知道其分配资源块在何处，并在未来接收该资源块所携带的数据分组。

此外，在接收并解析了 UL一 MAP之后，每个 MS将知道其上行链路所分配的资源块在何处，并使用附在那些分配资源块中的 Connection ID来发送 MAC PDU。另一方面，在 BS接收到这些 MAC PDU时， BS可以知道哪个 MS发送了这些 MAC PDU。其后， BS可以根据附在 MAC PDU中的 Connection ID将这些数据分组与连接相匹配。

第二连接建立模块 217可以根据连接建立消息建立连接，并产生响应消息，以确认 MS已经接收到了连接建立请求。

如果 ID长度更新消息示出了需要从 4位变成 8位的连接 ID，则第二 ID长度更新模块 218可以给第二 Connection ID列表 219中的旧的 Connection ID添加 4位，并将这些位设置为 "0"，然后将所更新的 Connection ID存储在第二 Connection ID列表 219中。

第二 Connection ID列表 219可以将响应消息或其它 SDU数据与诸如报头和校验位之类的附加消息一起组装到 MAC PDU中。

Connection ID的示意性表格。在网络接入过程中， BS不必向给 MS分配基本 CID 和主要管理 CID。可以预先给基本连接和主要管理连接分配一些特定 Connection ID。在 MS完成了 DIJUL同步和 RNG-REQ/RSP过程之后， BS和 MS将使用保留的 0x01和 0x02 Connection ID来初始化双向的基本连接和主要管理连接。

图 10示出了根据本发明的实施例的切换过程。如图 9所示，如果确定了 MS 执行从源 BS到目标 BS的切换操作，则执行以下步骤。

在步骤 310处，在切换之前， MS基于在源 BS的区域内有效的旧的 MS ID从 / 自 BS接收 /发送数据分组。

在步骤 311处，在 MS决定初始化且华操作之后，将通过空中接口向源 BS发送 MOB-MSHO_REQ消息，以请求切换到另一 BS。

在步骤 312处，在接收到 MOB-MSHO_REQ消息时， BS将从候选中选择一个 BS作为目标 BS，并通过发送包括用于此 MS的 Connection ID的信息的 HO请求消息来与目标 BS进行协商。

在步骤 313处，目标 BS将保存用于切换 MS的 Connection ID的信息，并分配新的 MS ID。通过 HO响应消息将新分配的 MS ID发送到源 BS。

在步骤 314处，在获得新 MS ID之后，源 MS将使用 MOB-MSHO_RSP消息来响应 MS，并向 MS通知新的 MS ID。

在步骤 315处， MS将 MOB-MSHO-IND发送到源 BS, 以开始切换操作。在步骤 316处，在完成切换之后， MS将基于新分配的 MS ID和旧的 Connection ID来与目标 BS进行通信。

应注意的是，实际上为了一些特定目的可以预先确定一些 MS ID。图 11示出了根据本发明的实施例对 MS ID的示例性使用（以 10位的 MS ID和 6位的 Connection ID为例）。例如，可以使用具有 0值的 MS ID来分配一个在其中 MS可以执行测距操作的初始测距区域。此外，可以使用具有最大值的 MS ID ( 10位的 1^8 10中的(^3??)来分配一个广播区域，该广播区域将携带要传递到多个 MS的广播信息。对于不同的 MS ID等级，可以允许不同的 Connection ID集合。

换言之， MS ID为预定对象或应用所特有。例如，所述预定对象包括不同的多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。所述预定应用包括初始测距和广播之一。

利用所建议的方案，由于使用短的 Connection ID代替 802.16e (尤其是针对

VoIP业务）中的 16位 CID，因此可以减少数据开销。

此外，由于 Connection ID的可调位长，元组 <MS ID, Connection ID>可以在保持开销最小的同时灵活地支持不同数目的连接。。

此外，所建议的方案可以简化 RRM (无线资源管理）机制的设计。在网络接入过程中，可以将所保留的 Connection ID用于基本连接和主要管理连接。在切换过程中，可以保留旧的 Connection ID, 并将其用于新的服务 BS。不再需要切换控制消息来更新 CID, 从而减小了控制信令的开销。

尽管已经参考本发明的示例性实施例具体说明并描述了本发明，本发明不局限于这些实施例，本领域的技术人员将理解，在不背离权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行在形式以及细节上进行各种改变。

Claims

权利要求

1.一种用于识别移动台和基站之间的连接的方法，包括步骤- 在移动台进入基站的覆盖区域时，给移动台分配 MS ID; 以及

在基站和移动台之间建立连接时，给连接分配 Connection ID。
2.根据权利要求 1所述的方法，其中，所述 MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的，而所述 Connection ID在移动台的区域内是唯一的。
3.根据权利要求 1所述的方法，其中， MS ID表示为 m位， Connection ID 表示为 n位，其中 m和 n是整数。
4.根据权利要求 3所述的方法，还包括给所述 Connection ID添加至少一个位的步骤。
5.根据权利要求 3所述的方法，其中，针对所述特定移动台的 Connection ID 具有相同的长度。
6.根据权利要求 3所述的方法，其中，针对信令连接保留 Connection ID集合。
7.根据权利要求 3所述的方法，其中，所述 MS ID为预定对象或应用所特有。
8.根据权利要求 7所述的方法，其中，所述预定对象包括不同的多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。
9.根据权利要求 7所述的方法，其中，所述预定应用包括初始测距和广播之一。
10.根据权利要求 3所述的方法，还包括基于所述 MS ID为每个移动台分配无线资源的步骤。
11.根据权利要求 3 所述的方法，还包括在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域的情况下更新所述 MS ID的步骤。
12.根据权利要求 11所述的方法，其中，在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域时，保持所述移动台的 Connection ID。
13.根据权利要求 10所述的方法，其中，基于所述 MS ID为每个移动台分配无线资源的步骤包括以下步骤：

基于所述 MS ID为下行链路分配至少一个资源块；以及

基于所述 MS ID为上行链路分配至少一个资源块。
14.根据权利要求 13所述的方法，其中，在发送资源块时，所述资源块充满了 MAC PDU, 所述 MAC PDU的报头包含具有 n位使用 Connection ID的字段。
15.—种用于识别移动台和基站之间的连接的基站，包括：

第一分配装置，用于在所述移动台进入所述基站的覆盖区域时给所述移动台分配 MS ID; 以及

第二分配装置，用于在所述基站和所述移动台之间建立连接时给所述连接分配 Connection ID。
16.根据权利要求 15所述的基站，其中，所述 MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的，而所述 Connection ID在移动台的区域内是唯一的。
17.根据权利要求 15所述的基站，其中， MS ID表示为 m位， Connection ID 表示为 n位，其中 m和 n是整数。
18.根据权利要求 17所述的基站，还包括给所述 Connection ID添加至少一个位的装置。
19.根据权利要求 17所述的基站，其中，针对所述移动台的 Connection ID 具有相同的长度。
20.根据权利要求 17所述的基站，其中，针对信令连接保留 Connection ID 鱼采 A
21.根据权利要求 17所述的基站，其中，所述 MS ID为预定对象或应用所特有。
22.根据权利要求 21所述的基站，其中，所述预定对象包括不同多播组、正常的订户站组、空闲的订户展组、以及睡眠的订户站组。
23.根据权利要求 21所述的基站，其中，所述预定应用包括初始测距和广播之一。
24.根据权利要求 17所述的基站，还包括用于基于所述 MS ID为每个移动台分配无线资源的分配装置。
25.根据权利要求 17所述的基站，还包括在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域的情况下更新所述 MS ID的装置。
26.根据权利要求 25所述的基站，其中，在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域时，保持所述移动台的 Connection ID。
27.根据权利要求 24所述的基站，其中，用于基于所述 MS ID为每个移动台分配无线资源的装置包括：

基于所述 MS ID为下行链路分配至少一个资源块的装置；以及

基于所述 MS ID为上行链路分配至少一个资源块的装置。
28.根据权利要求 27所述的基站，其中，在发送资源块时，所述资源块充满了 MAC PDU, 所述 MAC PDU的报头包含具有 n位使用 Connection ID的字段。
29.—种由分配自基站的 MS ID所识别的移动台，包括：

接收装置，用于接收包括 Connection ID的消息；以及

基于所述 Connection ID建立与所述基站的连接。
30.根据权利要求 29所述的移动台，其中，所述 MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的，而所述 Connection ID在移动台的区域内是唯一的。
31.根据权利要求 29所述的移动台，还包括用于更新 Connection ID的长度的更新装置。
32.根据权利要求 31 所述的移动台，其中，所述更新装置布置用于给所述 Connection ID添加至少一个位。
33.根据权利要求 31所述的移动台，其中，针对所述移动台的 Connection ID 具有相同的长度。
34.根据权利要求 31所述的移动台，其中，针对信令连接保留 Connection ID 采 a
35.根据权利要求 31所述的移动台，其中，所述 MS ID为所述移动台所特有。 36.根据权利要求 35所述的移动台，其中，所述预定对象包括不同的多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。
37.根据权利要求 35所述的移动台，其中，所述预定应用包括初始测距和广播之一。