CN102257854A - 无线通信系统、基站、无线通信方法和程序 - Google Patents

无线通信系统、基站、无线通信方法和程序 Download PDF

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Abstract

本发明的基站包括:带宽信息通知器,与相邻基站交换与能够分配给终端中属于需要带宽保证的QoS类别的处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及候选选择器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。

Description

无线通信系统、基站、无线通信方法和程序
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统、基站、无线通信方法和程序。
背景技术
在WiMAX(全球微波接入互操作性)论坛中,已经基于IEEE(电气电子工程师学会)802.16e标准,形成了WiMAX。例如,在专利文献1中公开了WiMAX无线通信系统。
在WiMAX无线通信系统中,以子帧(Sub-frame)为单位执行对数据的发送和接收。采用OFDMA(正交频分多址接入)方案作为多址接入方案,同时采用TDD(时分双工)方案作为双工方案。
OFDMA方案是以下方案:其中,关于频率方向将频带分割为子信道,以及,关于时间方向将时间分割为符号,并且,以时隙为单位向作为终端的MS(移动台)分配所分割的区域。
TDD方案是以下方案:其中,BS(基站)与MS之间的DL(下行链路)链路和UL(上行链路)链路使用相同频率,DL子帧和UL子帧沿着时间轴交替改变。
现在参照图1,描述WiMAX无线通信系统中的子帧的示意结构。这里,利用DL子帧的示例来给出描述。
DL子帧首先具有包括导频信号在内的前同步码区域以及包括指示向每个MS的时隙分配的信号在内的MAP区域,此后的后续区域(DL突发)被分配给每个MS,作为用于发送数据的带宽。
WiMAX无线通信系统支持自适应调制方案。自适应调制方案是以下方案:其中,BS根据MS信道环境来自适应地改变数据的调制方案和编码率。例如,当MS从作为源基站的服务BS切换至作为切换目标基站的目标BS时,在目标BS处执行自适应调制。在WiMAX中,根据调制方案和编码率的组合来定义数据发送速度,该数据发送速度被称作物理速率。
此外,WiMAX无线通信系统还支持QoS(服务质量)类别。即,WiMAX无线通信系统针对属于特定QoS类别(例如UGS(未请求授权服务)、ERT-VR(扩展实时可变速率服务)、RT(实时)-VR和NRT(非实时)-VR)的MS提供带宽保证。
这里,描述自适应调制与带宽保证之间的关系。
在执行带宽保证时,子帧中的一个时隙所需的字节数目根据调制方案和编码率的组合而不同,在低物理速率组合的情况下,字节数目较少。例如,在低物理速率QPSK(正交相移键控)1/2(第一部分指示调制方案,第二部分指示编码率。同样适用于以下内容)的情况下,需要6个字节,而在高物理速率16QAM(正交幅度调制)1/2的情况下,需要12个字节。
换言之,在低物理速率组合的情况下,带宽保证所需的时隙数目变大。例如,当MS发送每子帧120字节数据时,在低物理速率QPSK 1/2的情况下,需要20个时隙,而在16QAM 1/2的情况下,需要10个时隙。
相应地,当BS对属于需要带宽保证的QoS类别的MS执行自适应调制时,根据调制方案和编码率的组合,BS可能缺少要分配给MS的时隙,从而存在BS可能不能容纳MS的可能性。
为了解决该问题,在WiMAX无线通信系统中,BS对要进行自适应调制的MS中属于需要带宽保证的QoS类别的MS作为控制目标,执行被称作“接纳控制”的控制。接纳控制是指以下控制:确定在对MS进行自适应调制的情况下,所讨论的基站是否可以容纳要控制的MS。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP2007-266719A
发明内容
本发明要解决的问题
如上所述,在WiMAX无线通信系统中,在MS切换时,如果MS属于需要带宽保证的QoS类别,则目标BS在对MS实现自适应调制时,对MS执行接纳控制。
此时,出现以下情况:在MS已经开始对目标BS的切换操作(如对无线资源的设置等)之后,通过目标BS的接纳控制,将MS确定为不可容纳。在这种情况下,由于MS与目标BS的连接被拒绝并且切换导致失败,因此出现以下问题:MS必须再次对另一目标BS执行切换操作。
本发明的目的是解决上述问题并提供一种无线通信系统、基站、无线通信方法和程序,从而,在MS切换时,可以减少由于目标BS的接纳控制的限制而发生切换失败。
解决问题的手段
本发明的无线通信系统是一种无线通信系统,包括终端和基站,其中,在所述终端中属于需要带宽保证的QoS(服务质量)类别的处于控制之下的终端进行切换时,当基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端,其中,
所述基站包括:
带宽信息通知器,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
本发明的基站是一种基站,在终端中属于需要带宽保证的QoS类别的处于控制之下的终端进行切换时,当所述基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端,所述基站包括:
带宽信息通知器,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,并从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
本发明的无线通信方法是一种基于基站的无线通信方法,在终端中属于需要带宽保证的QoS类别的处于控制之下的终端进行切换时,当所述基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端;所述无线通信方法包括:
带宽信息通知步骤,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择步骤,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
本发明的程序使基站执行操作:在终端中属于需要带宽保证的QoS类别的处于控制之下的终端进行切换时,当所述基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端;所述程序使所述基站执行以下操作:
带宽信息通知过程,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择过程,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
本发明的效果
在本实施例中,可以获得以下效果:其中,在终端执行切换时,可以减少由于目标基站的接纳控制的限制而发生切换失败。
附图说明
图1是示意了WiMAX中的DL子帧结构的图。
图2是示出了本发明一个示例实施例的无线通信系统配置的框图。
图3是示出了图2所示的基站的配置的一个示例的框图。
图4是示意了预留带宽中的未占用带宽的图,其中,图2所示的基站与相邻基站交换通知。
图5是解释了图2所示的基站的操作的一个示例的流程图。
具体实施方式
现在,参照附图来描述执行本发明的优选方式。
在以下示例实施例中,采用无线通信系统是WiMAX无线通信系统的示例来进行描述。然而,本发明不应限于此。
如图2所示,本示例实施例的无线通信系统包括终端(以下称作“MS”)10和基站(以下称作“BS”)20-1至20-n。这里,为了使描述简明,在图2中,MS 10的数目仅为1,但本发明不应限于此。
MS 10是属于需要带宽保证的QoS类别的终端,并与BS 20-1至20-n进行无线通信。
BS 20-1至20-n是与MS 10进行无线通信的基站。这里,BS 20-1至20-n经由未示意的网络彼此连接。
如图3所示,BS 20-1至20-n包括无线通信器21、网络通信器22和RRC(无线资源控制器)单元23。
RRC单元23包括无线信息收集器24、带宽信息通知器25、调制方案估计器26、目标BS候选选择器27和接纳控制单元28。
这里,图3仅示出了BS 20-1至20-n的组件中本发明的必要组成部分,省略了其他组成部分。
无线通信器21与MS 10进行无线通信。
网络通信器22与除其自身的站以外的BS进行网络通信。
当所讨论的基站是MS 10的服务BS时,无线信息收集器24经由无线通信器21从MS 10收集与在MS 10与相邻BS之间执行的无线通信的质量有关的无线信息。
在本示例实施例中,假定无线信息是MS 10从相邻BS接收的信号的RSSI(接收信号强度指示:接收场强)和CINR(载波与干扰加噪声比:信号与干扰噪声比)。然而,本发明不应限于此。
带宽信息通知器25经由网络通信器22向相邻BS彼此通知与带宽有关的信息。
这里,参照图4来描述带宽信息通知器25所通知的信息。这里,采用DL子帧的示例来进行描述。假定图4的DL子帧的状态与图1中相同。
在本示例实施例中,在DL子帧中,要分配给属于需要带宽保证的QoS类别的MS的带宽由接纳控制参数(接纳阈值)来设置。
例如,假定无线通信系统的通信条件如下。
(条件)
·要在无线通信系统中使用的频率带宽=10MHz
·DL子帧与UL子帧之间的符号比率DL∶UL=29∶18
·接纳阈值=50%
在这种情况下,要分配给MS的可用带宽是420个时隙。要分配给属于需要带宽保证的QoS类别的MS的带宽是210个时隙(=420个时隙*50%)。以下,要分配给属于需要带宽保证的QoS类别的MS的带宽被称作“预留带宽”。
以上述方式限制预留带宽的原因是:如果所有可用带宽用作预留带宽,则在特定MS的无线条件已变差的情况下,将不可能对低物理速率调制方案和编码率的组合执行自适应调制(由于需要更多数目的时隙),因此存在通信不可接受的风险。将全部可用带宽与预留带宽之差(在以上示例中为420-210=210个时隙)留用作自适应调制的余量,使得可以在无线条件已变差的情况下对低物理速率调制方案和编码率的组合执行自适应调制。
在本实施例中,带宽信息通知器25与相邻BS交换与能够被分配给属于需要带宽保证的QoS类别的MS的未占用带宽(即,预留带宽中的未占用带宽)有关的信息。作为通知方法,例如,可以通过将该信息插入在相邻BS之间交换的空余容量报告消息中来发送该信息。然而,本发明不应限于此。
当所讨论的基站是MS 10的服务BS时,调制方案估计器26基于RSSI和CINR信息,针对每个相邻BS,估计每个相邻BS在该相邻BS将会是MS10的目标BS时的调制方案和编码率的组合。作为这种情况下的估计方法,可以预先保存将RSSI和CINR与调制方案和编码率的组合相关联的表,以参照该表执行估计。然而,本发明不应限于此。
当所讨论的基站是MS 10的服务BS时,目标BS候选选择器27基于与每个相邻BS的预留带宽中的未占用带宽有关的信息,针对每个相邻BS,预测在该相邻BS的接纳控制之下MS 10是否将被确定为不可容纳。此时,目标BS候选选择器27在以下假设下进行操作:相邻BS基于由调制方案估计器26估计出的调制方案和编码率的组合来执行自适应调制。
然后,目标BS候选选择器27排除被预测为被确定为不能容纳MS 10的相邻BS,并向MS 10通知最终剩余的目标BS候选。
此后,MS 10将执行切换至由服务BS通知的目标BS候选之一。
接下来参照图5,在本示例实施例的无线通信系统中描述在BS20-1是MS 10的服务BS时,BS20-1的操作。
这里,假定存在BS 20-2至20-n作为BS 20-1的相邻BS。还假定BS20-1与相邻BS 20-2至20-n交换与预留带宽中的未占用带宽有关的信息。
首先,在步骤S1,目标BS候选选择器27从相邻BS 20-2至20-n的目标BS候选中选择一个相邻BS。在这种情况下,假定首先选择相邻BS20-2。
接下来,在步骤S2,在相邻BS 20-2变为MS 10的目标BS时,调制方案估计器26基于与相邻BS 20-2的RSSI和CINR有关的信息,估计调制方案和编码率的组合。
接下来,在步骤S3,在以由调制方案估计器26估计出的调制方案和编码率的组合实现自适应调制的假设下,目标BS候选选择器27基于与相邻BS 20-2的预留带宽中的未占用带宽有关的信息,预测由于相邻BS20-2处的接纳控制,MS 10是否将被确定为不可容纳,并且与MS 10的连接是否将被拒绝。
在步骤S4,当估计出与MS 10的连接将被相邻BS 20-2拒绝时,在步骤S5,目标BS候选选择器27从目标BS候选中排除相邻BS 20-2。
另一方面,在步骤S4,当估计出与MS 20的连接将被相邻BS 20-2许可时,目标BS候选选择器27仍然保留相邻BS 20-2,不去除BS 20-2。
接下来,在步骤S6,如果在目标BS候选中存在任何未选择的相邻BS,则目标BS候选选择器27返回至步骤S1。
因此,确定了是否应当从目标BS候选中排除所有相邻BS 20-2至20-n中的每一个。
此后,在步骤S7,目标BS候选选择器27向MS 10通知最终剩余的目标BS候选。
然后,MS 10将选择由BS 20-1通知的目标BS候选之一作为目标BS,并执行切换。
如上所述,在上述示例实施例中,BS 20-1至20-n与相邻BS交换与预留带宽中的未占用带宽有关的信息。当一个BS是MS 10的服务BS时,该BS基于与每个相邻BS的预留带宽中的未占用带宽有关的信息,预测由于每个相邻BS的接纳控制,MS 10是否将被确定为不可容纳,并从MS 10的目标BS候选中排除被确定为不能容纳的相邻BS。
这样,在相邻BS之间交换的不是与可用带宽中的未占用带宽有关的信息,而是与在接纳控制下实际使用的预留带宽中的未占用带宽有关的信息,使得可以精确地预测在相邻BS的接纳控制下MS 10是否将被确定为不可容纳。
此外,由于从目标BS候选中排除了被预测为被确定为不能容纳MS10的相邻BS,因此在MS 10切换时,可以减少由于目标BS的接纳控制的限制而发生切换失败。
在本示例实施例中,如果BS 20-1至20-n是MS 10的服务BS,则BS基于与相邻BS和MS 10之间的无线通信的质量有关的无线信息,估计每个相邻BS在该相邻BS将会是MS 10的目标BS时的调制方案和编码率的组合,并在将会通过所估计出的组合来执行自适应调制的假设下执行上述预测。
这样,在通过基于与相邻BS和MS 10之间的无线通信的质量有关的无线信息而估计出的调制方案和编码率的组合来执行自适应调制的假设下执行预测,从而可以以更高的精度执行预测。
此外,当相邻BS由于MS 10切换而变为目标BS时,该BS在其自身与MS 10之间产生服务流。在相邻BS中,如果假定在产生该服务流时,通过作为最低物理速率的QPSK 1/2来执行自适应调制,则所需预留带宽变大,从而存在受到接纳控制的限制的风险。然而,如果已经估计出相邻BS处的调制方案和编码率的组合是高物理速率,则服务BS还可以通过许可相邻BS产生服务流来执行控制。
由于以上参照示例实施例描述了本发明,因此本发明不应限于上述示例实施例。可以在本发明的范围内,将本领域技术人员理解的各种改变添加至本发明的配置和细节。
例如,采用基于DL子帧的预留带宽中的未占用带宽来确定接纳控制的限制的示例,描述了本发明的示例实施例。然而,本发明不应限于此。还可以基于UL子帧的预留带宽中的未占用带宽来确定接纳控制的限制。
此外,本发明在BS 20-1至20-n处执行的方法可以应用于使计算机执行的程序。此外,可以将该程序存储在存储介质中,还可以通过网络将该程序提供至外部。
本申请要求于2008年12月18日递交的日本专利申请2008-322646的优先权,并应当将其全部公开并入于此。

Claims (9)

1.一种无线通信系统,包括终端和基站,其中,在所述终端中属于需要带宽保证的服务质量QoS类别的处于控制之下的终端进行切换时,当基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端,其中,
所述基站包括:
带宽信息通知器,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统,其中,所述基站还包括:
无线信息收集器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,从所述处于控制之下的终端收集与所述处于控制之下的终端和相邻基站之间的无线通信的质量有关的无线信息;以及
估计器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,针对每个相邻基站,基于与相邻基站有关的无线信息,估计当所述相邻基站将会是所述处于控制之下的终端的目标基站时的调制方案和编码率的组合,以及
在相邻基站将会是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述候选选择器在相邻基站中将会通过由所述估计器估计出的组合来执行自适应调制的假设下执行所述预测。
3.根据权利要求1或2所述的无线通信系统,其中,所述无线信息收集器从所述处于控制之下的终端收集与所述处于控制之下的终端从相邻基站接收的信号的载波与干扰加噪声比CINR和接收信号强度指示RSSI有关的信息,作为所述无线信息。
4.一种基站,在终端中属于需要带宽保证的QoS类别的处于控制之下的终端进行切换时,当所述基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端,所述基站包括:
带宽信息通知器,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,并从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
5.根据权利要求4所述的基站,还包括:
无线信息收集器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,从所述处于控制之下的终端收集与所述处于控制之下的终端和相邻基站之间的无线通信的质量有关的无线信息;以及
估计器,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,针对每个相邻基站,基于与相邻基站有关的无线信息,估计当所述相邻基站将会是所述处于控制之下的终端的目标基站时的调制方案和编码率的组合,以及
在相邻基站将会是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述候选选择器在相邻基站中将会通过由所述估计器估计出的组合来执行自适应调制的假设下执行所述预测。
6.根据权利要求4或5所述的基站,其中,所述无线信息收集器从所述处于控制之下的终端收集与所述处于控制之下的终端从相邻基站接收的信号的CINR和RSSI有关的信息,作为所述无线信息。
7.一种基于基站的无线通信方法,在终端中属于需要带宽保证的QoS类别的处于控制之下的终端进行切换时,当所述基站是所述处于控制之下的终端的目标基站时,所述基站执行接纳控制,所述接纳控制是指确定在实现自适应调制时,基站是否能够容纳所述处于控制之下的终端;所述无线通信方法包括:
带宽信息通知步骤,与相邻基站交换与能够分配给所述处于控制之下的终端的带宽中的未占用带宽有关的信息;以及
候选选择步骤,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,基于每个相邻基站的未占用带宽,预测所述处于控制之下的终端是否被确定为不能被所述相邻基站容纳,从所述处于控制之下的终端的目标基站的候选中,排除被预测为被确定为不能容纳所述处于控制之下的终端的相邻基站。
8.根据权利要求7所述的无线通信方法,包括:
无线信息收集步骤,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,从所述处于控制之下的终端收集与所述处于控制之下的终端和相邻基站之间的无线通信的质量有关的无线信息;以及
估计步骤,在基站是所述处于控制之下的终端的源基站时,针对每个相邻基站,基于与相邻基站有关的无线信息,估计当所述相邻基站将会是所述处于控制之下的终端的目标基站时的调制方案和编码率的组合,以及
在所述候选选择步骤中,在相邻基站将会是所述处于控制之下的终端的目标基站时,在相邻基站中将会通过由所述估计器估计出的组合来执行自适应调制的假设下执行所述预测。
9.根据权利要求7或8所述的无线通信方法,其中,在所述无线信息收集步骤中,从所述处于控制之下的终端收集与所述处于控制之下的终端从相邻基站接收的信号的CINR和RSSI有关的信息,作为所述无线信息。
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