CN102111834B - 快速测距机会的分配方法、系统和基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速测距机会的分配方法、系统和基站，其中，该分配方法包括：目标基站(BS)在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。上述快速测距机会的分配方法和系统，由目标BS在切换预切阶段完成R6口的时延预估，以及在切换预切和执行两阶段以不同的粒度来分配有限的Fast？Ranging？IE，从而可以实现在目标BS开销不大的前提下，合理分配有限的Fast？Ranging？IE给MS来完成FastRanging的切换。
Description
技术领域
本发明设计无线通信技术，尤其涉及一种快速测距机会的分配方法、系统和基站。
背景技术
测距(Ranging)码是802.16e无线通信系统中用于接入、带宽申请、切换以及空闲(idle)等操作相关的码字。在普通的硬切换中，目标基站(BS)通过对切换ranging码的检测，获取用户的切换请求，并通过RNG-RSP响应来调整终端的发射功率、时偏、频偏信息，使得移动台(MS)和目标BS完成上行同步。
快速测距(FastRanging)是802.16e无线通信系统中，MS在切换预切阶段，在源BS(ServingBS)和目标BS(TargetBS)之间预先完成协商，由目标BS分配FastRanging机会(IE)，MS利用前期的扫描信息和相关网络拓扑信息估算出发射功率、时偏等参数，在目标BS快速进行重入，从而有效缩短切换时延的一项技术。
同普通的Ranging码切换相比，FastRanging切换略去了MS用于基于竞争方式的发送Ranging码所耗费的时间，在一定程度上保证了MS在切换瞬间的业务质量(QOS)性能，但是以耗费目标BS的上行带宽为代价。
现有的与Ranging码切换相关的专利文献包括：专利申请号为CN200510073770的中国专利申请“利用指定测距码实现快速切换的方法”和专利号为US761348B2的美国专利“在宽带无线通信系统中通过快速测距执行快速切换的方法和装置(Methodandapparatusforperformingfasthandoverthroughfastranginginabroadbandwirelesscommunicationsystem)”。
第CN200510073770号中国专利申请存在以下不足：一、该专利虽然使用指定测距码来完成MS和目标BS的上行同步，在一定程度上省去了在多MS场景下基于竞争方式发Ranging码所耗费的时间，但是该过程可能需要多次重复才能完成MS在目标BS侧的发射功率、时偏等参数调整。二、在该专利的实现中，给每个待切换的终端分配一个专属测距码，在多终端同时切换的场景下给目标BS在对Ranging码检测方面也带来很大的开销。
第US761348B2号美国专利存在以下不足：在该专利中，由MS测量接受源BS和目标BS的下行信号延迟，从而估算出到达时间差异(arrivaltimedifference)，在目标测距的时候依据一定的算法调整开始测距时间(startrngtime)，保证ranging的成功率。该方案是从R1Physical同步角度考虑来改善ranging成功率，但是没有考虑R6时延，以及目标BS如何优化分配FastRangingIE，可能目标BS没有在合适的时机分配FastRangingIE给终端，造成FastRanging失败，终端进行普通的Ranging码切换。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快速测距机会的分配方法、系统和基站，以在目标BS开销不大的前提下，合理分配有限的FastRangingIE机会给MS来完成FastRanging切换。
本发明提供了一种快速测距机会的分配方法，该方法包括：
目标基站(BS)在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及
在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。
优选地，上述快速测距机会的分配方法可具有如下特点：
所述目标BS在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会包括：
目标BS接收接入业务网络(ASN)网关(GW)转发的来自源BS的R6切换请求；
目标BS记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将所述R6切换响应消息转发给源BS；
目标BS记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；以及
目标BS在当前时刻加上所述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
优选地，上述快速测距机会的分配方法还可具有如下特点：
所述在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会包括：
目标BS在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
本发明还提供了一种基站，所述基站包括：
预分配模块，用于在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及
分配模块，用于在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。
优选地，上述基站可具有如下特点：
所述预分配模块包括：
接收单元，用于接收接入业务网络(ASN)网关(GW)转发的来自源BS的R6切换请求；
记录单元，用于记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将所述R6切换响应消息转发给源BS；
预估单元，用于记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；
预分配单元，用于在当前时刻加上所述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
优选地，上述基站还可具有如下特点：
所述分配模块，进一步用于在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
本发明提供了一种快速测距机会的分配系统，所述系统包括源基站(BS)、目标BS和接入业务网络(ASN)网关(GW)，其中：
所述目标BS，用于在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。
优选地，上述快速测距机会的分配系统可具有如下特点：
所述目标BS，进一步用于接收ASNGW转发的来自源BS的R6切换请求；记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将所述R6切换响应消息转发给源BS；记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；以及在当前时刻加上所述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
优选地，上述快速测距机会的分配系统还可具有如下特点：
所述目标BS，进一步用于在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
优选地，上述快速测距机会的分配系统还可具有如下特点：
所述源BS，用于通过ASNGW将R6切换请求转发给所述目标BS；以及向所述目标BS发送R6切换应答。
上述快速测距机会的分配方法和系统，由目标BS在切换预切阶段完成R6口的时延预估，以及在preparationphase和执行phase两阶段以不同的粒度来分配有限的FastRangingIE，从而可以实现在目标BS开销不大的前提下，合理分配有限的FastRangingIE机会给MS来完成FastRanging的切换。
附图说明
图1为本发明快速测距机会的分配方法实施例的流程图；
图2为本发明快速测距机会的分配方法实施例的信令流程图；
图3为本发明基站实施例的结构示意图；
图4为本发明快速测距机会的分配系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，为本发明快速测距机会的分配方法实施例的流程图，该方法包括：
步骤101、目标基站(BS)在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；
该步骤可以包括：目标BS接收接入业务网络(ASN)网关(GW)转发的来自源BS的R6切换请求；目标BS记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将上述R6切换响应消息转发给源BS；目标BS记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；以及目标BS在当前时刻加上上述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；
步骤102、在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，上述第一时间间隔大于上述第二时间间隔。
目标BS在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
下面以一个实例来说明快速测距机会的分配过程，该过程可参加图2，该过程包括：
步骤201、MS在达到切换门限后，发送切换请求消息(MOB_MSHO-REQ)给源BS(ServingBS)，该切换请求消息包含一个或多个潜在的目标BS(TargetBS)的信息；
步骤202、源BS完成切换判决后，发送一个或多个R6切换请求(HO_REQ)给接入业务网络(ASN)网关(GW)；
步骤203、ASNGW转发(Relay)R6切换请求HO_REQ到一个或多个目标BS；
步骤204、目标BS同网关(ASNGW)交互完成认证密钥上下文(AK)的获取；
步骤205、目标BS完成同ASNGW的数据通道的预建立流程；
步骤206、目标BS发送R6切换响应(HO_RSP)消息携带ActionTime给ASNGW，并记下当前时刻t1；
步骤207、ASNGWRelayR6HO_RSP消息给源BS；
步骤208、源BS发送R1切换响应(MOB_MSHO-RSP)给MS；
步骤209、源BS发送R6切换应答(HO_ACK)给目标BS；
步骤210、目标BS在收到R6HO_ACK后预估出R6时延，开始以Δtinterval1间隔分配FastRangingIE机会，预分配N1个；
具体的，假设目标BS在收到R6HO_ACK时记录当前时刻为t2，则预估计的R6时延为tdelay＝(t2-t1)/2；目标BS在tcurrent+tdelay时刻开始以Δtinterval1间隔分配FastRangingIE，预分配N1个；
步骤211、MS发送R1切换指示(MOB_HO-IND)，并携带ServingBS发送(Release)给源BS；
步骤212、源BS利用已有的信令通道发送R6切换确认(HO-Cnf)消息给ASNGW；
步骤213、ASNGWRelayR6HO_Cnf消息给目标BS；
步骤214、目标BS收到后响应HO_ACK给ASNGW，ASNGWRelayR6HO_ACK给源BS；
步骤215、目标BS在收到R6HO_Cnf后，以间隔Δtinterval2分配FastRangingIE机会，预分配N2个；
目标BS在当前时刻(tcurrent)开始密集分配FastRangingIE，分配间隔为Δtinterval2，其中Δtinterval2＜Δtinterval1，预分配N2个；为有效分配fastrangingIE机会，在actionphase阶段分配fastRangingIE机会同preparationphase时不重叠；
步骤216、MS发送RNG-REQ给目标BS；
步骤217、目标BS收到RNG-REQ后停止FastRangingIE的分配，对于预分配的尚未分发出去的IE进行回收；
步骤218、目标BS同ASNGW交互完成数据通道的建立；
步骤219、目标BS发送RNG_RSP给MS，通知MS切换完成；
步骤220、目标BS和接入网关完成CMAC交互；
步骤221、目标BS通知源BS切换完成；
步骤222、源BS通知所有未被选中的TargetBS完成未分配出去的FastRangingIE的回收，并释放本地预切阶段建立的资源，也可等到ASNGW通知释放。
收到源BS的R6HO_ACK通知后，预估R6时延，开始分配FastRangingIE，主要考虑到R6时延带来的不确定影响。同传统的目标BS收到R6HO_Cnf后才开始分配FastRangingIE机会相比，在R6时延较大的情况下，通过HO预切(PreparationPhase)阶段预分配的FastRangingIE机会来保证MS在定时器T55到期之前能拿到目标BS分配的上行带宽机会，尤其在同频切换，MS切换到目标BS之前省略了频点切换，通过该方法能保证终端快速重入到目标BS，减少媒体中断时间。HOAction阶段(Phase)目标BS在收到R6切换确认HO_Cnf后启动二次分配FastRangingIE机会，考虑到终端在发送完切换指示MOB_HO-IND后脱离同源BS的通信，这时MS开始监听目标BS，在目标BS重入的概率性要比第一阶段高很多，因此在第二阶段分配FastRangingIE的频度相对大一些，也即Δtinterval2＜Δtinterval1。综合第一二阶段，为保证FastRangingIE在每帧(Frame)只分配一次，有效节省带宽，步骤215引入actionphase阶段分配机会同preparationphase时分配的不相交。另外在MS完成重入后，要快速通知其他未被选中的目标BS停止FastRangingIE的分配，即由步骤220保证。
本发明提供的快速测距机会的分配方法，由目标BS在切换预切(preparation)阶段(phase)完成R6口的时延预估，以及在preparationphase和执行(action)phase两阶段以不同的粒度来分配有限的FastRanging机会(IE)，从而可以实现在目标BS开销不大的前提下，合理分配有限的FastRangingIE机会给MS来完成FastRanging的切换。
如图3所示，为本发明基站实施例的结构示意图，上述基站包括预分配模块31和分配模块32，其中，该预分配模块用于在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；分配模块用于在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，上述第一时间间隔大于上述第二时间间隔。
进一步地，上述预分配模块可以包括：接收单元、记录单元、预估单元和预分配单元；其中，接收单元用于接收接入业务网络(ASN)网关(GW)转发的来自源BS的R6切换请求；记录单元用于记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将上述R6切换响应消息转发给源BS；预估单元用于记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；预分配单元用于在当前时刻加上上述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
进一步地，上述分配模块可以用于在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
该目标BS可实现快速测距机会的分配，具体实现过程可参见图1和图2，此处不再赘述。
该目标BS，在切换预切阶段完成R6口的时延预估，以及在preparationphase和执行(action)phase两阶段以不同的粒度来分配有限的FastRanging机会(IE)，从而可以实现在目标BS开销不大的前提下，合理分配有限的FastRangingIE机会给MS来完成FastRanging的切换。
如图4所示，为本发明快速测距机会的分配系统实施例的结构示意图，上述系统包括源基站(BS)41、目标BS42和接入业务网络(ASN)网关(GW)43，其中：上述目标BS用于在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，上述第一时间间隔大于上述第二时间间隔。
优选地，上述目标BS可以进一步用于接收ASNGW转发的来自源BS的R6切换请求；记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将上述R6切换响应消息转发给源BS；记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；以及在当前时刻加上上述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。上述目标BS还可以进一步用于在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
优选地，上述源BS可以用于通过ASNGW将R6切换请求转发给上述目标BS；以及向上述目标BS发送R6切换应答。
该快速测距机会的分配系统可实现快速测距机会的分配，具体实现过程可参见图2，此处不再赘述。
本发明的快速测距机会的分配系统，由目标BS在切换预切(preparation)阶段(phase)完成R6口的时延预估，以及在preparationphase和actionphase两阶段以不同的粒度来分配有限的FastRanging机会(IE)，从而可以实现在目标BS开销不大的前提下，合理分配有限的FastRangingIE机会给MS来完成FastRanging的切换。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种快速测距机会的分配方法，其特征在于，所述方法包括：
目标基站(BS)在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并在当前时刻加上所预估的时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及
在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。
2.根据权利要求1所述的快速测距机会的分配方法，其特征在于，所述目标BS在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并根据所预估的时延以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会包括：
目标BS接收接入业务网络(ASN)网关(GW)转发的来自源BS的R6切换请求；
目标BS记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将所述R6切换响应消息转发给源BS；
目标BS记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；以及
目标BS在当前时刻加上所述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
3.根据权利要求1所述的快速测距机会的分配方法，其特征在于，所述在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会包括：
目标BS在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
4.一种基站，其特征在于，所述基站包括：
预分配模块，用于在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并在当前时刻加上所预估的时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及
分配模块，用于在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。
5.根据权利要求4所述的基站，其特征在于，所述预分配模块包括：
接收单元，用于接收接入业务网络(ASN)网关(GW)转发的来自源BS的R6切换请求；
记录单元，用于记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将所述R6切换响应消息转发给源BS；
预估单元，用于记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；
预分配单元，用于在当前时刻加上所述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
6.根据权利要求4所述的基站，其特征在于：
所述分配模块，进一步用于在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
7.一种快速测距机会的分配系统，其特征在于，所述系统包括源基站(BS)、目标BS和接入业务网络(ASN)网关(GW)，其中：
所述目标BS，用于在切换预切阶段完成R6口的时延预估，并在当前时刻加上所预估的时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会；以及在执行阶段以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会；其中，所述第一时间间隔大于所述第二时间间隔。
8.根据权利要求7所述的快速测距机会的分配系统，其特征在于：
所述目标BS，进一步用于接收ASNGW转发的来自源BS的R6切换请求；记录向ASNGW发送R6切换响应消息的时刻为t1，并由ASNGW将所述R6切换响应消息转发给源BS；记录收到R6切换应答的时刻为t2，所预估的时延为t2与t1的差值除以二；以及在当前时刻加上所述时延的时刻起，以第一时间间隔为分配间隔预分配多个快速测距机会。
9.根据权利要求7所述的快速测距机会的分配系统，其特征在于：
所述目标BS，进一步用于在收到ASNGW转发的来自源BS的R6切换确认的时刻起，以第二时间间隔为分配间隔分配多个快速测距机会。
10.根据权利要求8所述的快速测距机会的分配系统，其特征在于：
所述源BS，用于通过ASNGW将R6切换请求转发给所述目标BS；以及向所述目标BS发送R6切换应答。
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