CN102113239A - 宽带无线接入系统中的带宽请求方法和带宽分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在宽带无线接入系统中有效请求和分配上行链路资源的方法。本发明的终端在宽带无线接入系统中请求带宽的方法可以包括：向基站发送包括带宽请求消息和快速接入消息的带宽请求报头(BR报头)的步骤；从所述基站接收与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息的步骤；以及使用所述上行链路授权信息指示的上行链路资源向所述基站发送数据的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线接入系统，更具体地说，涉及一种移动台有效向基站请求带宽的方法以及执行该方法的移动台。
背景技术
此后，首先来描述一般宽带无线接入系统中定义的协议层模型。
图1例示了基于通用IEEE 802.16系统的无线移动通信系统中定义的协议层模型。
参照图1，属于链路层的MAC层可以由3个子层组成。首先，特定业务CS(特定业务汇聚子层(Service-Specific Convergence Sublayer))可以将通过CS SAP(业务接入点(Service Access Point))接收到的外部网络的数据修改或映射为MAC CPS(公共部分子层(Common Part Sublayer))的MAC SDU(业务数据单元(Service Data Unit))。在该层中可以包含在识别外部网络的SDU之后将各MAC SFID(业务流标识符(Service Flow IDentifier))和CID(连接标识符(Connection IDentifier))关联起来的功能。
然后，MAC CPS作为提供MAC的基本功能(例如系统接入、带宽分配、连接建议和管理)的层，通过MAC SAP从各种CS接收数据，其中，通过特定MAC连接对所接收的数据进行分类。对此，可以通过物理层对数据传输和调度应用QoS(服务质量)。
此外，安全子层(Security Sublayer)可以提供认证(Authentication)、安全密钥交换和加密功能。
作为面向连接的业务，通过传输连接的概念实现MAC层。当移动台(或终端)被登记到系统中时，可以根据移动台和系统之间的协议来调节业务流(Service Flow)。如果改变业务请求，可以建立新的连接。这里，传输(或发送)连接定义了利用MAC和业务流的对等汇聚处理器之间的映射。并且，业务流定义了MAC PDU的、在相应连接中交换的QoS参数。
传输连接内的业务流在操作MAC协议中起到基本作用，并且提供上行链路和下行链路的QoS管理机制。
在一般IEEE 802.16系统中，移动台(或终端)可以具有用于各无线接口的、长度为48位的通用MAC地址。该地址唯一地定义了移动台的无线接口，并且该地址可以用于在初始测距过程中建立与移动台的连接。此外，由于基站利用不同移动台标识符(ID)验证各移动台，因此通用MAC地址可以用作认证过程中的一部分。
可以通过具有16位长度的CID(连接标识符)标识各连接。当在进行移动台的初始化时，可以在移动台和基站之间建立两对(上行链路和下行链路)管理连接，并且与管理连接一起以形成3对管理连接，从而可选地(或选择性地)使用。
在上述层结构中，发送端和接收端可以通过MAC PDU(媒体访问控制分组数据单元(Medium Access Control Packet Data Unit))交换或控制消息。为了生成这样的MAC PDU，基站或移动台可以在MAC PDU中包括MAC报头。
移动台可以通过以MAC信令报头格式或MAC子报头格式发送带宽请求信息来请求上行链路带宽。对此，移动台请求移动台和基站之间的连接单元中的上行链路带宽。此后，来详细描述一般报头结构。
图2例示了基于IEEE 802.16系统的无线MAN移动通信系统中使用的示例性MAC报头格式。此后，在本发明的说明书中，在示出了包括图2的报头结构的块中，一个刻度表示1位，并且一个水平行表示1个字节。并且，图2中示出，从上到下，在该结构中依次设置了最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)。
参照图2，除一般(普通)MAC报头(GMH)外，还可以在MAC PDU中使用6个子报头。在一般MAC报头之后插入各MAC PDU的子报头。此后，来详细描述MAC报头中包含的各字段。
报头类型(HT：Header Type)字段对应于指示报头类型的字段。这里，HT字段指示了相应MAC PDU是否是包括报头之后的有效载荷的一般MAC报头或者相应MAC PDU是否是用于控制带宽请求(BR：Bandwidth Request)的信令报头。EC(加密控制(Encryption Control))字段对应于指示加密控制的字段。这里，EC报头指示了是否对有效载荷进行了加密。类型字段对应于指示报头之后是否有子报头并且还指示了该子报头的类型的字段。ESF字段(扩展子报头字段(Extended Subheader Field))指示了报头之后是否有扩展子报头。
并且，CI(CRC指示)字段指示了有效载荷之后是否有CRC。当有效载荷被加密时，EKS(加密密钥序列(Encryption Key Sequence))字段指示用于加密的加密密钥序列数量。LEN(长度(LENgth))字段指示MAC PDU的长度。并且，CID(连接标识符(Connection Identifier))字段指示MAC PDU发送的连接标识符。这里，CID执行标识特定移动台的功能，或者执行标识基站和移动台之间的特定业务的功能。并且，HCS(报头校验序列(Header Check Sequence))用于检测报头中的错误。在图2中，各字段名称后的圆括号中示出的数字分别表示各字段占用的位数。
图3例示了无线MAN移动通信系统中使用的MAC信令报头类型1，该系统基于通用的IEEE 802.16系统。
参照图3，由于信令报头类型1对应于信令报头，因此报头类型(HT)的值设定为“1”，并且加密控制(EC)字段的值设定为“0”。类型字段的描述如下表1所示。
【表1】
如表1中所示，根据类型字段的值，报头内容字段可以具有不同的格式。例如，当类型字段具有值“000”或“001”时，MAC信令报头用作BR(带宽请求)报头。参照图4来描述这种情况的报头格式。
图4例示了IEEE 802.16系统中移动台请求带宽时发送给基站的示例性带宽请求报头。
下表2中求出了图4中示出的带宽请求报头中包含的字段的详细描述。
【表2】
当利用图4中所示的报头来请求上行链路带宽时，移动台可以请求最大达512KB的带宽。
在一般系统中(例如，在遵循IEEE 802.16e标准的系统中)可以利用上述报头请求带宽。然而，在新开发的(或者最新)系统中，例如，在遵循IEEE 802.16m标准的无线通信系统(仅WirelssMAN-OFDMA高级系统或WirelessMAN-OFDMA基准系统/WirelessMAN-OFDMA高级共存系统)中，与一般系统中使用的方法相比，需要定义更加先进和有效的请求带宽的方法。
发明内容
技术问题
因此，本发明致力于提供一种移动台请求带宽的有效方法，其基本上避免了由于相关技术的限制或缺陷而导致的一个或更多个上述一般问题。
本发明的一个目的是提供一种移动台请求带宽的快速方法，其不需要移动台向基站请求用于发送带宽请求消息的上行链路资源的过程。
本发明的另一个目的是提供一种请求带宽的有效方法，其中，基站针对各移动台组向移动台提供不同带宽请求信道，移动台组通过预定划分标准进行划分。
本发明的其它目的和特征一部分将在以下的说明书中进行阐述，而一部分对于本领域的技术人员来说在研读以下内容后变得清楚，或者可以从本发明的实践中获知。
技术方案
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如这里所具体实施和广泛描述的，根据本发明的一个实施方式，一种在宽带无线接入系统中移动台请求带宽的方法，该请求带宽的方法包括以下步骤：向基站发送包括带宽请求消息和快速接入消息的带宽请求报头(BR报头)；从所述基站接收与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息；以及利用由所述上行链路授权信息指示的上行链路资源向所述基站发送数据。这里，所述快速接入消息可以包括用于标识(或寻址)所述移动台的移动台标识符、用于标识服务质量(QoS)的标识符、优先级信息、关于所请求的带宽的大小的大小信息、关于所述移动台的缓存大小的信息、以及关于上行链路发送功率(UL Tx功率)的信息中的至少一项。
对此，请求带宽的方法还可以包括以下步骤：通过预定广播信道从所述基站接收与用于发送所述带宽请求报头的上行链路资源相对应的带宽请求信道的分配信息。这里，在发送所述带宽请求报头(BR报头)的步骤中可以通过所述带宽请求信道发送所述带宽请求报头。
而且，可以通过利用基于竞争的方法来执行发送带宽请求报头(BR报头)的步骤。
而且，优选的是所述预定广播信道为从超帧报头(S-SFH)。
而且，可以针对至少一个或更多个组中的各组分配所述带宽请求信道，所述组基于预定标准进行划分。
而且，可以通过考虑优先级别、业务类型和移动台标识符中的至少一项来确定所述预定标准。
而且，可以通过用户站基本容量(SBC)过程或动态业务增加(DSA)过程中的任何一项分配所述至少一个或更多个组。
而且，可以通过广播站标识符(广播STID)和多播站标识符(多播STID)中的任何一项来分配所述至少一个或更多个组。
此外，所述优先级信息可以包括以下中的至少一项：紧急传输状态、根据所述移动台的容量的级别、和通信服务提供商确定的移动台的用户级别。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如这里所具体实施和广泛描述的，根据本发明的另一实施方式，一种在宽带无线接入系统中基站向移动台分配带宽的方法，该分配带宽的方法包括以下步骤：从所述移动台接收包括带宽请求消息和快速接入消息的带宽请求报头(BR报头)；向所述移动台发送与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息；以及通过由所述上行链路授权信息指示的上行链路资源从所述移动台接收数据。这里，所述快速接入消息包括用于标识(或寻址)所述移动台的移动台标识符、用于标识服务质量(QoS)的标识符、优先级信息、关于所请求的带宽的大小的大小信息、关于所述移动台的缓存大小的信息、和关于上行链路发送功率(UL Tx功率)的信息中的至少一项。
对此，优选的是分配带宽的方法还包括如下步骤：通过预定广播信道广播与用于接收所述带宽请求报头的上行链路资源相对应的带宽请求信道的分配信息。这里，在接收所述带宽请求报头(BR报头)的步骤中通过所述带宽请求信道接收所述带宽请求报头。
而且，可以通过利用基于竞争的方法来执行接收带宽请求报头(BR报头)的步骤。
此外，优选的是所述预定广播信道为从超帧报头(S-SFH)。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如这里所具体实施和广泛描述的，根据本发明的又一实施方式，提供了一种移动台，该移动台包括：处理器；接收模块；发送模块；以及天线，其配置成向所述接收模块发送从外部源接收到的无线信号并向外部源发送从所述发送模块递送的无线信号。
这里，所述接收模块可以对从所述天线递送的无线信号执行解调和解码，并且其中，所述发送模块可以对从所述处理器递送的数据执行调制和编码，并且所述处理器可以控制所述发送模块，以使得所述发送模块能够生成带宽请求报头(BR报头)，并且使得所述发送模块能够向所述基站发送所生成的带宽请求报头，所述带宽请求报头包括与要发送给基站的数据的大小相对应的带宽请求消息和快速接入消息，并且所述处理器可以控制所述发送模块，以使得在从所述接收模块递送与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息时，所述发送模块能够利用由所述上行链路授权信息指示的上行链路资源来向所述基站发送所述数据。
对此，所述快速接入消息包括用于标识(或寻址)所述移动台的移动台标识符、用于标识服务质量(QoS)的标识符、优先级信息、关于所请求的带宽的大小的大小信息、关于所述移动台的缓存大小的信息、和关于上行链路发送功率(UL Tx功率)的信息中的至少一项。
此外，所述控制器可以控制所述接收模块，以使得能够通过预定广播信道从所述基站接收到与用于接收所述带宽请求报头的上行链路资源相对应的带宽请求信道的分配信息，并且，所述控制器可以控制所述发送模块，以使得能够通过所述带宽请求信道发送所述带宽请求报头。
有益效果
根据本发明的实施方式，本发明具有以下优点。
首先，根据本发明，移动台可以更有效地向基站请求带宽。
其次，根据本发明，在不执行向基站请求用于发送带宽请求消息的上行链路资源的过程的情况下，移动台可以使用被周期性分配(或指派)的上行链路资源来向基站发送带宽请求消息。
第三，根据本发明，由于基站向各移动台组的移动台分配(或指派)不同的带宽请求信道，其中，通过预定分类标准对移动台组进行了分类，因此移动台能够有效执行基于竞争的带宽请求。
最后，根据本发明中定义的过程，在新开发标准的系统中，移动台可以向基站发送补充信息(快速接入消息)，由此有效执行带宽请求。
本申请的其它优点一部分将在以下的说明书中进行阐述，而一部分对于本领域的技术人员来说在研读以下内容后变得清楚，或者可以从本发明的实践中获知。
附图说明
图1例示了一般IEEE 802.16系统的层结构。
图2例示了基于IEEE 802.16系统的无线MAN移动通信系统中使用的示例性MAC报头格式。
图3例示了在基于通用IEEE 802.16系统的无线MAN移动通信系统中使用的MAC信令报头类型1。
图4例示了IEEE 802.16系统中移动台请求带宽时发送给基站的示例性带宽请求报头。
图5例示了移动台的、利用一般的基于竞争的请求方法的5步带宽请求过程。
图6例示了移动台的、利用一般的无竞争请求方法中的轮询的上行链路资源分配过程。
图7例示了IEEE 802.16m系统的帧结构中一般的基于竞争的5步带宽请求过程。
图8例示了根据本发明的另一实施方式的、移动台利用基于竞争的请求方法的带宽请求过程。
图9例示了根据本发明的另一实施方式的、移动台利用在IEEE 802.16m系统的帧结构中基于竞争的请求方法的带宽请求过程。
图10例示了示出根据本发明的另一实施方式的发送端和接收端的结构的框图。
具体实施方式
为了解决上述技术问题(或实现上述技术目的)，本发明公开了多种能够使移动台(或终端)有效请求带宽的方法。
下面描述的实施方式对应于本发明的要素、特征及特点的预定组合。此外，除非另有指出，本发明的特征可以视作本发明的可选特征。这里，还可以在不与本发明的其它要素或特征结合的情况下操作或执行本发明的各要素或特征。或者，本发明的实施方式可以通过组合本发明的某些要素和/或特征来实现。此外，可以改变根据本发明的实施方式描述的操作顺序。另外，本发明的任何一个具体实施方式的结构和特征的一部分还可以包含在本发明的另一实施方式中或者由该另一实施方式共享，或者本发明的任何一个实施方式的结构和特征的一部分可以替换本发明的另一实施方式的相应结构或特征。
在本发明的说明书中，主要集中于基站和终端(或移动台)之间的数据发送和接收关系来描述本发明的实施方式。这里，基站可以是指执行与终端的直接通信的网络终端节点。在本发明的说明书中，被描述为由基站执行的本发明的具体操作有时候也可以由基站的上位节点执行。
更具体地说，在由包括基站的多个网络节点构成的网络中，明显的是，为了与终端进行通信而执行的各种操作可以由基站或者除基站之外的网络节点执行。这里，术语“基站(BS)”可以由其他术语(例如，固定站、节点B、eNode B(eNB)、接入点(AP)等)替换。此外，术语“移动台”可以由包括UE(移动台)、终端、MSS(移动用户站(Mobile Subscriber Station))、SS(用户站(Subscriber Station))的术语替换。
本发明的实施方式可以通过使用各种方法来实现。例如，本发明的实施方式可以以硬件、固件或软件的形式实现，或者由硬件、固件和/或软件的组合的形式实现。
在以硬件的形式实现本发明的实施方式的情况下，根据本发明的实施方式的方法可以通过使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等中的至少一种来实现。
在以固件或软件的形式实现本发明的实施方式的情况下，根据本发明的实施方式的方法可以以执行上述功能或操作的模块、过程或功能的形式实现。可将软件代码存储在存储单元中，并通过处理器驱动。这里，存储单元可以位于处理器的内部或外部，并且存储单元可以利用已经公开的各种方法向/从处理器发送/接收数据。
这里，可以通过包括IEEE 802系统、3GPP LTE系统和3GPP2系统的无线接入系统的至少一个公开标准文献来支持本发明的实施方式。更具体地说，在本发明的实施方式中，本发明为使得本发明的技术范围和精神具体化和清晰化而从本发明的说明书中已经省略的部分操作步骤或结构也可以得到上述标准文献支持。此外，可以基于上述标准文献来描述本发明的说明书中公开的术语。更具体地说，本发明的实施方式可以得到IEEE 802.16系统的至少一个标准文献(例如，P802.16-2004，P802.16e-2005和P802.16Rev2)的支持。
为了便于理解本发明而提供了本发明的以下描述中使用的特定术语。因此，在不脱离本发明的技术范围和精神的情况下，还可以通过其他术语来改变和/或替换这些特定术语。
宽带无线接入系统中请求带宽的方法分成基于竞争的请求方法和无竞争请求方法。基于竞争的请求方法对应于多个用户争相请求单个信道中的带宽的方法。无竞争方法对应于各用户向为其分配(或指派)的信道发送带宽请求的方法。当使用无竞争方法时，移动台可以通过由基站的轮询而分配的信道以单播方法发送带宽请求消息。或者，移动台可以通过使用捎带(piggy back)方法向基站初始分配(或指派)的带宽的剩余区域发送带宽请求消息。此后，首先参照图5来描述基于竞争的请求方法。
图5例示了移动台利用一般的基于竞争的请求方法的5步带宽请求过程。
参照图5，当生成要向基站发送的数据时，移动台首先向基站发送带宽请求指示符(S510)。
更具体地说，作为带宽请求指示符的一个示例，移动台可以在基于竞争的带宽请求CDMA码(即，BR码(带宽请求码))中随机选择CDMA测距码(序列或测距前导码)。在上行链路资源中，移动台可以向从基站在上行链路资源中针对该带宽请求分配的区域中随机选择的时隙发送所选择的码。
如果基站识别出移动台发送的CDMA码，则基站使用CDMA分配信息元(CDMA_Allocation_IE)来分配移动台要发送带宽请求消息的资源(S520)。
在移动台接收到与用于发送带宽请求消息的上行链路资源相关的信息之后，该移动台向相应资源区域发送带宽请求消息。对此，移动台可以使用带宽请求报头(BR报头)，并且该报头包括与所请求的带宽的大小和业务类型相关的信息(S530)。
基站可以向移动台发送对从移动台发送的带宽请求消息的响应，并且，如果移动台请求的带宽可用，则基站向移动台分配与报头中包含的信息相对应的上行链路资源(S540)。
移动台向分配的上行链路资源发送数据(S550)。这里，如果分配的上行链路资源剩余，则移动台可以使用捎带方法向基站附加地请求资源分配。
下面，参照图6来详细描述利用无竞争请求方法的带宽请求过程。
图6例示了移动台利用一般的无竞争请求方法中的轮询方法的上行链路资源分配过程。
参照图6，基站通过轮询过程周期性分配上行链路资源，使得移动台能够发送带宽请求消息(S610)。
移动台使用分配的上行链路资源来通过使用无竞争请求方法向基站发送带宽请求消息，其中，带宽请求消息使用了带宽请求报头(BR报头)，该带宽请求报头包括关于与移动台要发送的数据大小相对应的带宽的信息(S620)。
在基站接收到相应带宽请求之后，当所请求的带宽可用时，基站向移动台分配上行链路资源(S630)。
接着移动台向基站所分配的上行链路区域发送相应数据(S640)。
第一实施方式
在比一般系统更加演进(或先进)的系统中(例如，在遵循IEEE 802.16m标准的系统中)，为了使得移动台能够向基站请求带宽，可能需要除一般系统的信息之外的信息。
更具体地说，在IEEE 802.16e系统的带宽请求报头(BR报头)中，可以利用具有16位长度的CID(连接标识符)来标识移动台和QoS(服务质量)。然而，在IEEE802.16m系统中，站标识符(STID)被用作标识移动台的逻辑标识。并且，可以通过流标识符(FID)来标识移动台的连接或各自的QoS。
因此，本发明的一个实施方式提出了一种使得移动台能够有效向基站发送上述信息以便请求带宽的方法。
为此，本发明提出了快速接入消息。这里，快速接入消息是指包括如下信息的消息，即，该信息为在先进的系统中移动台为了请求带宽要向基站发送的信息。
这种快速接入消息可以包括用于标识移动台(AMS(先进的移动台))的信息(AMS寻址信息(例如，STID))、关于要请求的带宽大小的信息(请求大小)、关于上行链路发送功率的信息(上行链路发送功率报告或UL Tx功率)、QoS标识符(例如，FID)、关于移动台的缓存大小的信息、关于优先级的信息等。
这里，当快速接入消息被发送给基站时，关于上行链路发送功率报告的信息可以指示使用的功率级别，或者可以指示移动台的最大可用功率级别的剩余功率。
此外，关于优先级的信息可以对应于是否已经执行了紧急传输、与移动台分类相对应的优先级或者由通信服务提供商确定的用户级别。
包括上述信息的快速接入消息可以与图5的步骤S510中的带宽请求指示符一起发送，或者与图5的步骤S530中的带宽请求消息一起发送。
在与带宽请求消息一起发送快速接入消息的情况下，可以通过用于发送带宽请求消息的带宽请求报头(BR报头)向基站发送快速接入消息。换句话说，快速接入消息中包含的各组消息可以按照构成带宽请求报头的字段的形式包含在带宽请求报头中。
因此，通过使用本发明的实施方式中提供的方法，移动台可以在先进系统中向基站有效发送请求带宽的信息，而不用单独执行任何附加处理步骤。
第二实施方式
根据本发明的另一实施方式，通过使基站分配使得移动台能够周期性发送带宽请求消息的上行链路资源，本发明提供了一种使得移动台能够更迅速向基站请求上行链路资源的方法。
在上面参照图5描述的一般基于竞争的带宽请求方法中，由于分配用于发送带宽请求消息的上行链路资源的过程(即，由于向基站发送带宽请求指示符的过程和接收作为所发送的带宽请求指示符的响应的、用于发送带宽请求消息(即，BW REQ消息的UL授权)的上行链路资源信息的过程)可能发生延迟。参照图7来详细描述该过程。
图7例示了IEEE 802.16m系统的帧结构中一般的基于竞争的5步带宽请求过程。
在图7中，超帧具有20ms的长度并且包括4个帧。这里，假设一个帧包括8个子帧，并且根据TDM(时分复用)，这些子帧中的5个被分配为下行链路子帧，而其余的3个子帧被分配为上行链路子帧。此外，由于各步骤的细节类似于图5的步骤，因此为了简洁省略同样内容的详细描述。
首先，当生成要发送给基站的数据时，移动台使用第一超帧的最后一帧中包含的上行链路子帧之一来向基站发送带宽请求指示符(S710)。
然后，作为对所接收到的带宽请求指示符的响应，基站通过下一帧的下行链路子帧向移动台分配用于发送带宽请求消息的上行链路资源(用于BW REQ的CDMA分配IE或UL授权)(S720)。
移动台使用所分配的上行链路资源(在图7的情况下，移动台使用与发送了CDMA分配IE的帧相同的帧中包含的上行链路子帧)来向基站发送带宽请求消息(S730)。
然后，基站通过下一帧的下行链路子帧向移动台分配关于上行链路资源的信息(UL授权)，该信息对应于带宽请求消息中包含的信息(S740)。
移动台使用由上行链路授权(UL授权)信息指示的上行链路资源(在图7的情况下，移动台使用与发送了UL授权的帧相同的帧中包含的上行链路子帧)来向基站发送数据(S750)。
在上述图7的情况下，在通过使用各帧的上行链路子帧和下行链路子帧进行这5步处理时，在这里使用总共3个帧。如果可以省略处理步骤S710和步骤S720，则移动台可以更有效地请求带宽。为此，本发明的本实施方式提出了使得移动台周期性分配能够利用基于竞争的方法发送带宽请求消息的上行链路资源的方法，还提出了通过预定广播信道发送关于所分配的上行链路资源的信息的方法。下面参照图8来更详细地描述该过程。
图8例示了根据本发明的另一实施方式的、移动台利用基于竞争的请求方法的带宽请求过程。
参照图8，基站(或ABS(先进基站(Advanced Base Station))可以向移动台发送关于上行链路资源的信息(此后称为“BR(带宽请求)信道信息”)，该上行链路资源被分配成使得移动台(AMS)能够通过使用基于竞争的方法通过预定广播信道(此后称为“BR(带宽请求)信道”)发送带宽请求消息(S810)。
这里，优选的是，预定广播信息是超帧报头(SFH)。更优选的是，预定广播信道可以是超帧报头的广播信道(BCH)(即，从超帧报头(S-SFH))。
此外，BR信道可以对应于与用于请求带宽的通用5步法(参照图5所述)的上行链路资源相同的上行链路资源，或者BR信道可以对应于分别分配给(通过移动台类型、业务类型或优先级分类(或区分)的)各组的上行链路资源。在针对各组区分BR信道的情况下，可以使用时分法。更具体地说，可以将各组的BR信道分配给各组的不同上行链路的子帧，或者各组的BR信道可以分配给不同的符号区域。
如果建立组，则可以通过移动台和基站之间的SBC(用户站基本容量)或DSA(动态业务增加)过程决定该组，然后将所确定的组通知给移动台。
在这种情况下，基站可以通过SBC过程或DSA过程分配用于标识(或寻址)移动台所属的组的任何一个标识符。标识符的示例可以包括广播连接标识符(广播CID)、多播连接标识符(多播CID)、广播站标识符(广播STID)和多播站标识符(多播STID)。
当生成要发送给基站的数据时，移动台基于步骤S810中获取的信息向相应的BR信道发送带宽请求消息。
对此，可以以带宽请求报头(BR报头)格式将带宽请求消息发送给基站。并且，带宽请求消息可以包括使得移动台能够向基站请求带宽的前导码和附加信息，其中，该附加信息可以对应于快速接入消息。
这里，如本发明的实施方式中所述，除传统前导码(即，测距前导序列)外，快速接入消息可以包括用于标识(或寻址)移动台的标识符(CID或STID)、QoS级别信息(即，用于标识QoS的标识符(SF ID或FID))、关于优先级的信息、关于请求的带宽的大小(BR长度)的信息、关于移动台的缓存大小的信息、关于上行链路发送功率的信息(UL Tx功率或上行链路发送功率报告)等。
这里，当快速接入消息发送到基站时，关于上行链路发送功率报告的信息可以指示使用的功率级别，或者可以指示移动台的最大可用功率级别的剩余功率。
此外，关于优先级的信息可以对应于是否已经执行紧急传输、与移动台分类相对应的优先级或者由通信服务提供商确定的用户级别。
在基站接收到包括上述信息的带宽请求消息之后，该基站可以向移动台发送所接收到的带宽请求消息各自的响应信号。基于带宽请求消息中包含的信息，基站通过上行链路授权(UL授权)信息向移动台分配上行链路资源(S830)。
移动台可以通过由上行链路授权(UL授权)指示的上行链路资源向基站发送数据，并且如果存在剩余资源，可以以捎带形式请求剩余资源用于附加分配(S840)。
此后，参照图9来详细描述在使用用于请求带宽的上述方法时可能发生的延迟。
图9例示了根据本发明的另一实施方式的、移动台利用在IEEE 802.16m系统的帧结构中基于竞争的请求方法的带宽请求过程。
在图9中，超帧具有20ms的长度并且包括4个帧。这里，假设一个帧包括8个子帧，并且根据TDM(时分复用)，这些子帧中的5个被分配为下行链路子帧，而其余的3个子帧被分配为上行链路子帧。此外，由于各步骤的细节类似于图8的步骤，因此为了简洁省略同样内容的详细描述。
首先，BR信道信息被包含在第一超帧的广播信道(BCH或S-SFH)中，并且BR信道信息将相同超帧内的、最后一帧的第二上行链路子帧900指定为BR信道(S910)。
在存在要发送给基站的数据的情况下，移动台通过利用基于竞争的方法向BR信道900发送带宽请求消息(S920)。对此，上述快速接入消息可以包含在带宽请求消息中。
基站利用从移动台发送的带宽请求消息中包含的信息在下一帧的下行链路子帧向移动台发送上行链路授权(UL授权)信息，由此分配带宽(S930)。
移动台可以通过使用由UL授权信息指示的上行链路资源向基站发送数据，然后可以利用剩余的资源来向基站请求以捎带形式进行附加分配(S940)。
如果由第二超帧生成要发送给移动台的数据，则移动台可以利用BR信道901向基站请求带宽，该BR信道901由第二超帧的超帧报头中包含的BR信道信息指定(S940)。
参照图9，用于请求带宽的上述方法可以在与一个帧相对应的延迟内发送来自BR信道的数据。与如图7所示的与3个帧相对应的延迟相比，这表明由本发明提供的用于请求带宽的方法的优势表现在延迟的明显减小。
根据本发明的再一实施方式，现在将详细描述能够执行本发明的上述实施方式的移动台和基站。
移动台可以用作上行链路中的发射机，并且移动台可以用作下行链路中的接收机。同样，基站可以用作上行链路中的接收机，并且基站可以用作下行链路中的发射机。更具体地说，移动台和基站可以均包括用于向/从彼此发送/接收信息或数据的发射机和接收机。
发射机和接收机可以均包括处理器、模块、部件和/或介质。更具体地说，发射机和接收机可以均包括用于对消息进行加密的模块(介质)、用于解释被加密的消息的模块、用于发送和接收消息的天线等。现在来参照图9详细描述这种发送端和接收端的示例。
图10例示了示出根据本发明的另一实施方式的发送端和接收端的结构的框图。
参照图10，左侧表示发送端的结构，而右侧表示接收端的结构。接收端和发送端各自可以包括天线1000和1010、处理器1020和1030、发送模块(Tx模块)1040和1050、接收模块(Rx模块)1060和1070、以及存储器1080和1090。各元件可以执行其相应功能。此后，来详细描述各元件。
天线1000和1010向外部发送从Tx模块1040和1050生成的信号，或者从外部接收无线信号，由此向接收Rx模块1060和1070递送接收到的信号。当支持多输入多输出(MIMO)天线功能时，这里可以提供至少2个或更多个天线。
处理器1020和1030通常控制发送端或接收端的整体操作。更具体地说，发送端或接收端可以执行用于执行本发明的上述实施方式的控制器功能、基于业务特征和频率环境(或条件)的MAC(媒体访问控制)帧变量控制功能、切换功能和认证与加密功能。
例如，在执行与请求带宽的上述方法相关联的处理步骤时，移动台的处理器可以确定是否存在要发送给基站的数据。如果确定存在要发送给基站的数据，可以确定并生成带宽请求方法中包含的内容，该内容包括带宽请求指示符、快速接入消息和与要发送的数据相对应的信息。而且，移动台的处理还可以控制发送模块1050，使得生成的指示符或消息可以在适当时刻发送给基站。此外，处理器1030可以控制接收模块1070，以便解释MAC消息中包含的内容(例如从基站发送的上行链路授权(UL授权)信息)，由此确定和执行针对经过解释的内容的适当响应操作。
此外，基站的处理器可以解释从移动台发送给基站的带宽请求消息、MAC消息或数据，以便向移动台分配所需的上行链路资源，并且基站的处理器还可以生成用于向移动台通知分配细节的上行链路授权(UL授权)并执行调度以便发送所生成的UL授权。此外，基站的处理器可以分配移动台需要的标识符(例如，STID、FID等)，并且可以生成包括相应信息的MAC消息，由此向移动台发送所生成的MAC消息。
Tx模块1040和1050可以对处理器1020和1030所调度的、并且要发送给外部的数据执行预定编码和调制处理，由此向天线1010发送经过处理的数据。
Rx模块1060和1070可以对通过天线1000和1010从外部接收到的无线信号执行解码和解调处理，以将经过处理的数据恢复到原始(初始)状态，由此将恢复的数据发送给处理器1020和1030。
可以在存储器1080和1090中存储用于处理和控制处理器1020和1030的程序。存储器1080和1090还可以执行用于临时存储输入/输出数据的功能(在移动台的情况下，临时存储基站分配的上行链路授权(UL授权)、系统信息、STID、FID、运行时间等)。此外，存储器1080和1090可以包括以下中的至少一种类型的存储装置，例如，闪存型、硬盘型、多媒体微型卡式、卡型存储器(例如，SD或XD存储器)、RAM(随机存取存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、磁存储器、磁盘和光盘。
同时，基站可以通过至少一个上述模块执行用于执行本发明的上述实施方式的控制器功能、OFDMA(正交频分多址)分组调度、TDD(时分复用)分组调度和信道复用功能、基于业务特征和频率环境(或条件)的MAC帧变量控制功能、高速业务量实时控制功能、切换功能、认证与编码(或加密)功能、用于发送数据的分组调制/解调功能、高速信道编码功能和实时调制解调控制功能，或者基站还可以包括独立的用于执行这些功能的装置、模块或部件。
显然，对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的技术和本质精神或范围的情况下对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明的详细描述不应当解释为对本发明的所有方面的限制，而应当理解为示例性的。本发明所附的权利要求的范围应当基于合理解释来确定，并且所附权利要求的范围内的所有修改及其等同物都将包含在本发明的范围内。
尽管基于应用于IEEE 802.16系统的示例详细描述了用于请求带宽的上述方法及其移动台结构，但是除IEEE 802.16系统之外，本发明还可以应用于具有类似请求带宽的过程的各种移动通信系统。
Claims (15)
1.一种在宽带无线接入系统中移动台请求带宽的方法，该请求带宽的方法包括以下步骤：
向基站发送包括带宽请求消息和快速接入消息的带宽请求报头(BR报头)；
从所述基站接收与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息；以及
利用由所述上行链路授权信息指示的上行链路资源向所述基站发送数据，
其中，所述快速接入消息包括用于标识或寻址所述移动台的移动台标识符、用于标识服务质量(QoS)的标识符、优先级信息、关于所请求的带宽的大小的大小信息、关于所述移动台的缓存大小的信息、以及关于上行链路发送功率(UL Tx功率)的信息中的至少一项。
2.根据权利要求1所示的方法，该方法还包括以下步骤：
通过预定广播信道从所述基站接收与用于发送所述带宽请求报头的上行链路资源相对应的带宽请求信道的分配信息，以及
其中，在发送带宽请求报头(BR报头)的步骤中通过所述带宽请求信道发送所述带宽请求报头。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过利用基于竞争的方法来执行所述发送带宽请求报头(BR报头)的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定广播信道为从超帧报头(S-SFH)。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，针对至少一个或更多个组中的各组分配所述带宽请求信道，所述组基于预定标准进行划分。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过考虑优先级别、业务类型和移动台标识符中的至少一项来确定所述预定标准。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，通过用户站基本容量(SBC)过程或动态业务增加(DSA)过程中的任何一项分配所述至少一个或更多个组。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过广播站标识符(广播STID)和多播站标识符(多播STID)中的任何一项来分配所述至少一个或更多个组。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述优先级信息包括以下中的至少一项：紧急传输状态、根据所述移动台的容量的级别、和通信服务提供商确定的所述移动台的用户级别。
10.一种在宽带无线接入系统中基站向移动台分配带宽的方法，该分配带宽的方法包括以下步骤：
从所述移动台接收包括带宽请求消息和快速接入消息的带宽请求报头(BR报头)；
向所述移动台发送与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息；以及
通过由所述上行链路授权信息指示的上行链路资源从所述移动台接收数据，以及
其中，所述快速接入消息包括用于标识或寻址所述移动台的移动台标识符、用于标识服务质量(QoS)的标识符、优先级信息、关于所请求的带宽的大小的大小信息、关于所述移动台的缓存大小的信息、和关于上行链路发送功率(UL Tx功率)的信息中的至少一项。
11.根据权利要求10所示的方法，该方法还包括以下步骤：
通过预定广播信道广播与用于接收所述带宽请求报头的上行链路资源相对应的带宽请求信道的分配信息，并且
其中，在接收带宽请求报头(BR报头)的步骤中通过所述带宽请求信道接收所述带宽请求报头。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过利用基于竞争的方法来执行所述接收带宽请求报头(BR报头)的步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述预定广播信道为从超帧报头(S-SFH)。
14.一种移动台，该移动台包括：
处理器；
接收模块；
发送模块；以及
天线，其被配置成向所述接收模块发送从外部源接收到的无线信号并向外部源发送从所述发送模块递送的无线信号，以及
其中，所述接收模块对从所述天线递送的无线信号执行解调和解码，并且其中，所述发送模块对从所述处理器递送的数据执行调制和编码，以及
其中，所述处理器进行如下操作：
控制所述发送模块，以使得所述发送模块能够生成带宽请求报头(BR报头)，并且使得所述发送模块能够向所述基站发送所生成的带宽请求报头，所述带宽请求报头包括与要发送给基站的数据的大小相对应的带宽请求消息和快速接入消息，以及
控制所述发送模块，以使得在从所述接收模块递送与所述带宽请求消息和所述快速接入消息中包含的信息相对应的上行链路授权(UL授权)信息时，所述发送模块能够利用由所述上行链路授权信息指示的上行链路资源来向所述基站发送所述数据，以及
其中，所述快速接入消息包括用于标识或寻址所述移动台的移动台标识符、用于标识服务质量(QoS)的标识符、优先级信息、关于所请求的带宽的大小的大小信息、关于所述移动台的缓存大小的信息、和关于上行链路发送功率(UL Tx功率)的信息中的至少一项。
15.根据权利要求14所述的移动台，其中，所述控制器控制所述接收模块，以使得能够通过预定广播信道从所述基站接收与用于接收所述带宽请求报头的上行链路资源相对应的带宽请求信道的分配信息，并且其中，所述控制器控制所述发送模块，以使得能够通过所述带宽请求信道发送所述带宽请求报头。
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