CN1930794B - 宽带无线接入通信系统中最小化乒乓效应造成的服务延迟的切换系统与方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种包含向移动用户站(MSS)提供服务的服务基站(BS)以及邻近该服务BS的目标BS的移动通信系统中、MSS识别服务BS是否保持连接信息的方法。该方法包含以下步骤：从服务BS接收切换请求消息，该切换请求消息包含表示是否保持已经与服务BS设置的连接信息的资源保持类型字段，以及表示服务BS的连接信息保持时间的资源保持时间字段；以及在由资源保持时间字段的值确定的时间期间，识别服务BS保持连接信息。

Description

宽带无线接入通信系统中最小化乒乓效应造成的服务延迟的切换系统与方法

技术领域

本发明涉及宽带无线接入(BWA)通信系统，更具体地，涉及可以最小化乒乓效应造成的服务延迟的用来进行切换的系统与方法。

背景技术

在第四代(4G)通信系统中(其为下一代通信系统)，人们已经进行了积极的研究，以在大约10Mbps传送速度上为用户提供具有各种服务质量(QoS)的业务。具体地，在当前的4G通信系统中，人们已经进行了积极的研究，以在诸如无线局域网(LAN)系统以及无线城域网(MAN)系统等BWA通信系统中支持能够保证移动性与QoS的高速服务。4G通信系统的代表性通信系统基于IEEE(电气与电子工程师协会)802.16a通信系统标准以及IEEE 802.16e通信系统标准。

IEEE 802.16a通信系统以及IEEE 802.16e通信系统为采用正交频分复用(OFDM)方案/正交频分接入(OFDMA)方案的通信系统，以支持对于无线MAN系统的物理信道的宽带传送网络。IEEE 802.16a通信系统只考虑到单个小区结构以及静止用户站(SS)，这意味着该系统根本没有反映SS的移动性。相反，IEEE 802.16e通信系统反映了IEEE 802.16a通信系统中SS的移动性。此处，将具有移动性的SS称为移动用户站(MSS)。

将参照图1描述IEEE 802.16e通信系统的结构。

图1为显示IEEE 802.16e通信系统的一般结构的方框图。

参照图1，IEEE 802.16e通信系统具有多小区结构，即小区100与小区150。另外，IEEE 802.16e通信系统包括：控制小区100的基站(BS)110，控制小区150的BS 140，以及多个MSS 111、113、130、151以及153。通过OFDM/OFDMA方法，进行BS110、140以及MSS 111、113、130、151、153之间信号的发送/接收。来自MSS 111、113、130、151、以及153的MSS 130位于小区100与小区150之间的边界区域(即切换区域)中。当在与BS 110进行信号发送/接收期间MSS 130移动到BS 140控制的小区150中时，MSS130的服务基站从BS 110改变到BS 140。

图2为说明IEEE 802.16e通信系统中MSS请求的一般切换过程的流程图。

参照图2，服务BS210向MSS200发送移动邻居广告(MOB_NBR_ADV)消息(步骤211)。MOB_NBR_ADV消息具有表1所示的结构。

表1

语法	长度	注释
			MOB_NBR_ADV_message_Format(){
Management Message Type＝48	8位

语法	长度	注释
			Operator ID	24位	分配给运营商的唯一ID
Configuration Change Count	8位
			N_NEIGHBORS	8位
For(j＝0；j＜N_NEIGHBORS；j++){
			Neighbor BS-ID	48位
Physical Frequency	32位
			TLV(类型长度可变)EncodedNeighbor Information	可变	TLV特有
}
			}

如表1所示，MOB_NBR_ADV消息包含多个信息元素(IE)，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”(管理消息类型)，表示网络标识符(ID)的“Operator ID”(运营商ID)，表示配置改变次数的“ConfigurationChange Count”(配置变化计数)，表示邻居BS数目的“N_NEIGHBORS”，表示的邻居BS的ID的“Neighbor BS-ID”，表示邻居BS的物理频率的“PhysicalFrequency”(物理频率)，以及表示除所述信息外关于邻居BS的额外信息的“TLV Encoded Neighbor Information”(TLV编码的邻居信息)。

MSS 200可以通过接收MOB_NBR_ADV消息，获取邻居BS的信息。另外，当MSS 200意图扫描从邻居BS以及服务BS 210传送来的导频信道信号的CINR(载波对干扰与噪声比)时，MSS 200向服务BS 210发送移动扫描间隔分配请求(MOB_SCN_REQ)消息(步骤213)。MOB_SCN_REQ消息具有表2所示的结构。

表2

语法	长度	注释
			MOB_SCN_REQ_message_Format(){
Management Message Type＝？	8位
			Scan Duration	12位	单位是帧

语法	长度	注释
			Start Frame	4位
}

如表2所示，MOB_SCN_REQ消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”，表示从邻居BS传送来的导频信道信号的CINR的扫描时长的“Scan Duration”(扫描时长)，以及表示扫描操作开始帧的“Start Frame”(开始帧)。“Scan Duration”由帧构成。在表2中，MOB_SCN_REQ消息的“Management Message Type”还没有被定义(即Management Message Type＝未定义)。此处，因为MSS 200请求扫描的时间点与导频信道信号的CINR的扫描操作没有直接关系，所以省略详细描述。

同时，收到了MOB_SCN_REQ消息的服务BS 210向MSS 200发送移动扫描间隔分配响应(MOB_SCN_RSP)消息(步骤215)，其包括MSS 200所扫描的信息，并且包括具有除零之外的值的扫描时长。MOB_SCN_RSP消息具有表3所示的结构。

表3

语法	长度	注释
			MOB_SCN_RSP_message_Format(){
Management Message Type＝？	8位
			For(i＝0；j＜num_CIDs；i++){		可以根据消息长度(在通用MAC(介质访问控制)头部中找到)确定num_CIDs
CID	16位	MSS的基本CID
			Duration	12位	帧为单位
Estimated time for hand-over	8位

Start Frame	4位
			}
}

如表3所示，MOB_SCN_RSP消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”，发送了MOB_SCN_REQ消息的MSS的CID(连接ID)，“Duration”(时长)，以及扫描操作的开始点。在表3中，待传送的MOB_SCN_RSP消息的“Management Message Type”还没有被定义(即Management Message Type＝未定义)，“Duration”表示MSS 200进行导频CINR扫描的时长。Duration值为零指示拒绝MSS 200的扫描请求。

收到包含扫描信息的MOB_SCN_RSP消息的MSS 200，根据在MOB_SCN_RSP消息中包含的参数(即Duration)，扫描邻居BS与服务BS 210的导频信道信号的CINR，其已经通过接收MOB_NBR_ADV消息被识别(步骤217)。

在完成扫描从邻居BS与服务BS 210接收的导频信道信号的CINR之后，当MSS 200确定改变MSS 200当前所属的服务BS时(步骤219)，即，MSS200确定将当前服务BS改变为不同于BS 210的新的BS时，MSS 200向服务BS 210发送移动用户站切换请求(MOB_MSSHO_REQ)消息(步骤221)。此处，将新的BS(其不是当前包含MSS 200的服务BS，而是通过MSS 200的切换能够成为新的服务BS的BS)称为目标BS。MOB_MSSHO_REQ消息具有表4所示的结构。

表4

语法	长度	注释
			MOB_MSSHO_REQ_message_Format(){
Management Message Type＝52	8位
			For(j＝0；j＜N_Recommended；j++){		可以从消息的已知长度导出N_Recommended
Neighbor BS-ID	48位
			BS S/(N+1)	8位
Service level prediction	8位
			Estimated HO Time	8位

}
			}

如表4所示，MOB_MSSHO_REQ消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”(管理消息类型)，以及通过MSS 200扫描服务BS与邻居BS的导频信道信号的CINR获得的结果。在表4中，“N_Recommended”表示传送了导频信道信号的、根据每个邻居BS的导频信道信号的CINR的扫描结果具有大于预置CINR的CINR的邻居BS的数目。“N_Recommended”表示推荐为MSS 200可以向其切换的邻居BS的数目。MOB_MSSHO_REQ消息包含每个(其由“N_Recommended”表示)邻居BS的ID、每个邻居BS的导频信道信号的CINR、预测邻居BS将提供给MSS 200的服务水平、以及按照在选择邻居BS为目标BS之后的预测为切换程序开始时间的“Estimated HO Time”(估计切换时间)。

当服务BS 210收到从MSS 200传送来的MOB_MSSHO_REQ消息时，服务BS 210借助于所收到的MOB_MSSHO_REQ消息的“N_Recommended”信息，检测MSS 200可以向其切换的可能目标BS的列表(步骤223)。为了描述方便，将MSS 200可以向其切换的目标BS的列表称为“可执行切换的目标BS列表”。在图2中，假定第一目标BS 220与第二目标BS 230存在于可执行切换的目标BS列表中。另外，可执行切换的目标BS列表可以包含多个目标BS。服务BS 210向在可执行切换的目标BS列表中包含的目标BS(即第一目标BS 220与第二目标BS 230)发送HO_PRE_NOTIFICAITON消息(步骤225与227)。HO_PRE_NOTIFICAITON消息具有表5所示的结构。

表5

字段	长度	注释
			Global Header	152位
For(j＝0；j＜Num Records；j++){
			MSS unique identifier	48位	MSS使用的48位唯一标识符(由MSS或者I-am-host-of-message提供)
Estimated HO Time	16位	毫秒为单位，相对于时间戳，该参数值为零指

		示实际没有HO要执行
			Required BW	8位	MSS请求的带宽(以保证最小分组数据传送)
Required QoS	8位	表示授权QoSparamSet的服务类别的名称
			}
Security field	TBD	验证该消息的手段
			CRC field	32位	IEEE CRC-32

如表5所示，HO_PRE_NOTIFICAITON消息包含多个IE，即在主干网络的BS之间交换的消息中普遍包含的“Global Header”(全局头部)，要切换给第一目标BS 220或第二目标BS 230的MSS 200的MSS ID，表示MSS 200预测为切换开始时间的“Estimated HO Time”(估计切换时间)，表示关于MSS 200向要成为新服务BS的目标BS请求的带宽的信息的“Required BW”(请求带宽)，表示关于要提供给MSS 200的服务水平的信息的“RequiredQoS”(请求服务质量)。MSS 200请求的带宽与服务水平与在表4中描述的MOB_MSSHO_REQ消息中记录的预测服务水平信息相同。

在主干网络的BS之间交换的消息(等于HO-PRE-NOTIFICATION消息)中普遍包含的Global Header具有表6所示的结构。

表6

字段	长度	注释
			Management Type＝？	8位
Sender BS-ID	48位	基站唯一标识符(与DL_MAP消息上广播的号相同)
			Target BS-ID	48位	基站唯一标识符(与DL_MAP消息上广播的号相同)
Time Stamp	32位	自GMT(格林尼治标准时间)午夜后的毫秒(multisecond)数(设置为0xffffffff以忽略)
			Num Records	16位	MSS标识数目记录

如表6所示，Global Header包含包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Type”(消息类型)，表示发送消息的发送BS的“Sender BS-ID”，表示接收消息的接收BS的“Target BS-ID”，以及表示为消息中包含的记录对象的MSS的数目的“Num Records”。

当第一目标BS 220与第二目标BS 230从服务BS 210收到HO_PRE_NOTIFICAITON消息时，第一目标BS 220与第二目标BS 230向服务BS 210发送HO_PRE_NOTIFICAITON_RESPONSE消息(其为对HO_PRE_NOTIFICAITON消息的响应消息)(步骤229与231)。HO_PRE_NOTIFICAITON_RESPONSE消息具有表7所示的结构。

表7

字段	长度	注释
			Global Header	152位
For(j＝0；j＜Num_Records；j++){

字段	长度	注释
			MSS unique identifier	48位	MSS使用的48位唯一标识符(由MSS或者I-am-host-of-message提供)
BW Estimated	8位	BS提供的带宽(以保证最小分组数据传送)，TBD(待决定)如何设置该字段
			QoS Estimated	8位	服务质量水平主动给与服务(UGS)实时论询服务(rtPS)非实时论询服务(nrtPS)最佳努力
ACK/NACK	8位	应答或否定应答1为应答，表示邻居BS接受来自服务BS的HO-pre-notification消息

		0为否定应答，表示邻居BS可能不接受来自服务BS的HO-pre-notification消息
			}
Security field	TBD	验证该消息的手段
			CRC field	32位	IEEE CRC-32

如表7所示，HO_PRE_NOTIFICAITON_RESPONSE消息包含多个IE，即表6所述的、在主干网络的BS之间交换的消息中通常包含的“GlobalHeader”(全局头部)，要切换给目标BS的MSS的“MSS ID”，关于目标BS是否能根据MSS的切换请求进行切换的“ACK/NACK”，以及当将MSS切换到每个目标BS时每个目标BS能够提供的带宽与服务水平信息。

同时，从第一目标BS 220与第二目标BS 230收到HO_PRE_NOTIFICAITON_RESPONSE消息的服务BS 210分析所收到的HO_PRE_NOTIFICAITON_RESPONSE消息，并且选择目标BS(当MSS 200切换时，其可以最优地提供MSS 200所请求的带宽与服务水平)作为向其切换MSS 200的最终目标BS。例如，当假定第一目标BS 220能够提供的服务水平低于MSS 200所请求的服务水平、并且第二目标BS 230能够提供的服务水平等于MSS 200所请求的服务水平时，服务BS 210选择第二目标BS 230作为向其切换MSS 200的最终目标BS。相应地，服务BS 210向第二目标BS 230发送HO_CONFIRM消息，作为对HO_PRE_NOTIFICAITON消息的响应消息(步骤233)。HO_CONFIRM消息具有表8所示的结构。

表8

字段	长度	注释
			Global Header	152位
For(j＝0；j＜Num_Records；j++){
			MSS unique identifier	48位	MSS的48位统一MAC地址(在RNG-REQ消息上提供给BS)
BW Estimated	8位	BS提供的带宽(以保证最小分组数据传送)；待决定

		(TBD)如何设置该字段
			QoS Estimated	8位	服务质量水平主动给与服务(UGS)实时论询服务(rtPS)非实时论询服务(nrtPS)最佳努力(BE)
}
			Security field	TBD	验证该消息的手段
CRC field	32位	IEEE CRC-32

如表8所示，HO_CONFIRM消息包含多个IE，即表6所述的、在主干网络的BS之间交换的消息中通常包含的“Global Header”(全局头部)，要切换给选定的目标BS的MSS的“MSS ID”，以及当将MSS切换给选定的目标BS时能够从目标BS提供的带宽与服务水平信息。

另外，服务BS 210向MSS 200发送BS切换响应(MOB_BSHO_RSP)消息，作为对MOB_MSSHO_REQ消息的响应消息(步骤235)。此处，MOB_BSHO_RSP消息包含关于向其切换MSS 200的目标BS的信息。MOB_BSHO_RSP消息具有表9所示的结构。

表9

语法	长度	注释
			MOB_BSHO_RSP_message_Format(){
Management Message Type＝53	8位
			Estimated HO time	8位
For(j＝0；j＜N_Recommended；j++){		应该以下顺序呈现邻居基站：第一个呈现的为最值得推荐的，最后一个呈现的为最不值得推荐的可以从消息的已知长度中导出

		N_Recommended
			Neighbor BS-ID	48位
Service level prediction	8位
			}
}

如表9所示，MOB_BSHO_RSP消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”(管理消息类型)，预测为切换程序开始时间的“Estimated HO Time”(估计切换时间)，以及服务BS所选择的目标BS结果。另外，MOB_BSHO_RSP消息的“N_Recommended”表示可执行切换的目标BS列表上的目标BS中的、满足MSS所请求的带宽与服务水平的目标BS的数目。MOB_BSHO_RSP消息包含“N_Recommended”表示的每个目标BS的ID，以及预测从每个目标BS向MSS提供的服务水平。在图2中，MOB_HO_RSP消息最终只包含关于可执行切换的目标BS列表上的目标BS中的第二目标BS 230的信息。但是，如果可执行切换的目标BS列表上的目标BS中存在多个能够提供MSS 200所请求的带宽与服务水平的目标BS，则MOB_HO_RSP消息包括关于多个目标BS的信息。

另外，收到MOB_BSHO_RSP消息的MSS 200分析MOB_BSHO_RSP消息中包含的“N_Recommended”信息，并且选择向其切换MSS 200的目标BS。然后，选择了向其切换MSS 200的目标BS的MSS 200向服务BS 210发送移动切换指示(MOB_HO_IND)消息，作为对MOB_BSHO_RSP消息的响应消息(步骤237)。MOB_HO_IND消息具有表10所示的结构。

表10

语法	长度	注释
			MOB_HO_IND_message_Format(){
Management Message Type＝54	8位
			Reserved	6位	保留；应该设置为零
HO_IND_type	2位	00：服务BS释放01：HO取消10：HO拒绝11：保留
			Target_BS_ID	48位	只有当HO_IND_type设置

		为00时才适用
			HMAC Tuple	21字节	参见11.4.11
}

如表10所示，MOB_HO_IND消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”(管理消息类型)，表示对于到MSS选择的最终目标BS的切换的确定、取消、或者拒绝的“HO_IND_type”，表示当确定切换时MSS选择的目标BS的ID的“Target_BS_ID”，以及用来验证MOB_HO_IND消息的“HMAC Tuple”。在“HO_IND_type”中，当MSS确定了进行到最终目标BS的切换时，MSS发送其中“HO_IND_type”已被设置为00的MOB_HO_IND消息。当MSS确定了取消到最终目标BS的切换时，MSS发送其中“HO_IND_type”已被设置为01的MOB_HO_IND消息。当MSS确定了拒绝到最终目标BS的切换时，MSS发送其中“HO_IND_type”已被设置为10的MOB_HO_IND消息。收到其中“HO_IND_type”已被设置为10的MOB_HO_IND消息的服务BS 210创建新的可执行切换的目标BS列表，然后向MSS 200重新发送MOB_BSHO_RSP消息。

然后，收到其中“HO_IND_type”已被设置为00的MOB_HO_IND消息的服务BS 210识别出MSS 200要被切换到在MOB_HO_IND消息中包含的目标BS(即第二目标BS 230)。然后，服务BS 210释放当前对MSS 200设置的连接信息，或者保持对MSS 200设置的连接信息一预置时间，直至从MSS 200最终选择的目标BS(即第二目标BS 230)收到表示切换程序完全结束的通知为止(步骤239)。通过这种方式，在MSS 200向服务BS 210发送了MOB_HO_IND消息之后，MSS 200对第二目标BS 230进行剩余的切换操作。

图3为说明IEEE 802.16e通信系统中BS请求的一般切换过程的流程图。

在给出关于图3的描述之前，当BS过载、并且需要负载共担以将BS负载分散给邻居BS、或者BS必须处理MSS上行链路状态变化时，发生BS请求的切换过程。参照图3，服务BS 310向MSS 300发送MOB_NBR_ADV消息(步骤311)。MSS 300可以通过接收MOB_NBR_ADV消息获得关于邻居BS的信息。

当服务BS 310检测到需要切换服务BS 310控制的MSS 300时(步骤313)，服务BS 310向邻居BS发送HO_PRE_NOTIFICATION消息(步骤315与317)。此处，HO_PRE_NOTIFICATION消息包含必须从将为MSS 300的新服务BS的目标BS向MSS 300提供的带宽与服务水平的信息。在图3中，假定服务BS 310的邻居BS为第一目标BS 320与第二目标BS 330。

在收到HO_PRE_NOTIFICATION消息之后，第一目标BS 320与第二目标BS 330中的每一个都向服务BS 310发送HO_PRE_NOTIFICATION_RESPONSE消息，作为对HO_PRE_NOTIFICATION消息的响应消息(步骤319与321)。HO_PRE_NOTIFICATION_RESPONSE消息包含ACK/NACK，其表示目标BS是否能够进行服务BS 310所请求的切换，以及能够提供给MSS 300的带宽与服务水平信息，如表7所述。

在服务BS 310从第一目标BS 320与第二目标BS 330收到HO_PRE_NOTIFICATION_RESPONSE消息之后，服务BS 310选择能够提供MSS 300所请求的带宽与服务水平的目标BS。例如，当假定第一目标BS 320能够提供的服务水平低于MSS 300所请求的服务水平、并且第二目标BS 330能够提供的服务水平等于MSS 300所请求的服务水平时，服务BS 310选择第二目标BS 330作为可以向其切换MSS 300的最终目标BS。在选择第二目标BS 330作为可以向其切换MSS 300的目标BS之后，服务BS 310向MSS300发送移动BS切换请求(MOB_BSHO_REQ)消息，其包含可执行切换的目标BS列表(步骤323)。可执行切换的目标BS列表可以包含多个目标BS。MOB_BSHO_REQ消息具有表11所示的结构。

表11

语法	长度	注释
			MOB_BSHO_REQ_message_Format(){
Management Message Type＝51	8位
			For(j＝0；j＜N_Recommended；j++){		可以从消息的已知长度导出N_Recommended
Neighbor BS-ID	48位
			Service level prediction	8位

语法	长度	注释
			}
}

如表11所示，MOB_BSHO_REQ消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”(管理消息类型)，以及关于服务BS 310选择的目标BS的信息。在表11中，“N_Recommended”表示服务BS 310选择为可以向其切换MSS 300的目标BS的邻居BS的数目。另外，MOB_BSHO_REQ消息包含“N_Recommended”表示的每个邻居BS的ID，以及关于能够从邻居BS向MSS 300提供的带宽与服务水平的信息。

收到MOB_BSHO_REQ消息的MSS 300识别出服务BS 310请求了切换，并且参照在MOB_BSHO_REQ消息中包含的“N_Recommended”信息，选择向其切换MSS 300的最终目标BS。在选择最终目标BS之前，当MSS 300试图扫描从服务BS 310以及邻居BS传送来的导频信道信号的CINR时，MSS300向服务BS 310发送MOB_SCN_REQ消息(步骤325)。此处，因为MSS300请求扫描的时间点与导频信道信号的CINR的扫描操作没有直接关系，所以省略详细描述。收到MOB_SCN_REQ消息的服务BS 310向MSS 300发送包含MSS 300所扫描的信息的MOB_SCN_RSP消息(步骤327)。收到包含扫描信息的MOB_SCN_RSP消息的MSS 300根据在MOB_SCN_RSP消息中包含的参数(即时长)，扫描邻居BS(其通过接收MOB_NBR_ADV消息已被识别)、可以向其切换MSS 300的目标BS(其通过接收MOB_BSHO_REQ消息识别)、以及服务BS 310的导频信道信号的CINR(步骤329)。

在选择了向其切换MSS 300的最终目标BS之后，MSS 300向服务BS 310发送MOB_MSSHO_RSP消息，作为MOB_BSHO_REQ消息的响应消息(步骤331)。MOB_MSSHO_RSP消息具有表12所示的结构。

表12

语法	长度	注释
			MOB_MSSHO_RSP_message_Format(){
Management Message Type＝54	8位
			Estimated HO Time	8位
For(j＝0；j＜N_Recommended；j++){		可以从消息的已知长度导出N_Recommended
			Neighbor BS-ID	48位

语法	长度	注释
			BS S/(N+1)	8位

}
			}

如表12所示，MOB_MSSHO_RSP消息包含多个IE，即表示所传送消息类型的“Management Message Type”(管理消息类型)，预测为切换程序开始时间的“Estimated HO Time”(估计切换时间)，以及关于MSS选择的目标BS的信息。在表12中，“N_Recommended”选择为可以向其切换MSS 300的目标BS的邻居BS的数目。另外，MOB_MSSHO_RSP消息包含“N_Recommended”表示的每个邻居BS的ID，以及关于能够从邻居BS向MSS提供的服务水平的信息。

服务BS 310向MSS 300选择作为最终目标BS的邻居BS发送HO_CONFIRM消息，以响应于HO_PRE_NOTIFICAITON-RESPONSE消息的(步骤333)。选择了最终目标BS的MSS 300向服务BS 310发送其中“HO_IND_type”已被设置为00的MOB_HO_IND消息(步骤335)。在收到MOB_HO_IND消息之后，服务BS 310再次识别出要将MSS 300切换到在MOB_HO_IND消息中包含的最终目标BS。然后，服务BS 310释放当前对MSS 300设置的连接信息，或者保持对MSS 300设置的连接信息一预置时间，直至从MSS 200最终选择的目标BS(即第二目标BS 330)收到表示切换程序完成的通知为止(步骤337)。通过这种方式，在MSS 300向服务BS 310发送了MOB_HO_IND消息之后，MSS 300对第二目标BS 330进行剩余的切换操作。

图4为说明IEEE 802.16e通信系统中根据MSS切换的一般网络重入过程的流程图。

参照图4，MSS 400改变到最终目标BS 450的连接，并且获取与最终目标BS 450的下行链路同步。然后，MSS 400接收从最终目标BS 450发送来的DownLink_MAP(DL_MAP)消息(步骤411)。DL_MAP消息包含关于最终目标BS 450的下行链路的参数。MSS 400接收从最终目标BS 450发送来的UpLink_MAP(UL_MAP)消息(步骤413)。UL_MAP消息为包含关于最终目标BS 450的上行链路的参数的消息。另外，UL_MAP消息包含FAST_UL_RANGING_IE，其由最终目标BS 450分配，以支持进行切换的MSS 400的FAST_UL_RANGING。最终目标BS 450向MSS 400分配FAST_UL_RANGING_IE的原因在于：最小化当MSS 400进行切换时可能发生的延迟。相应地，MSS 400可以根据FAST_UL_RANGING_IE，在无竞争方案下对最终目标BS 450进行初始测距(ranging)。此处，在UL_MAP消息中包含的FAST_UL_RANGING_IE如表13所示。

表13

语法	长度	注释
			FAST_UL_RANGING_IE{
MAC address	48位	在初始系统进入时在RNG_REQ消息上提供的MSS MAC地址
			UIUC	4位	UIUC＝15。用来定义上行链路访问类型以及与该访问相关的猝发串类型的4位代码。
OFDM Symbol offset	10位	猝发串开始的OFDM码元偏移，该位移值按OFDM码元单位定义，并且与UL_MAP消息中给出的“AssoicaitonStart Time”字段有关
			Subchannel offset	6位	用来承载猝发串的最低索引OFDMA子信道，从子信道0开始
No OFDM Symbol	10位	用来承载UL猝发串的OFDM码元的数目
			No Subchannels	6位	用来承载猝发串的，具有后继子信道索引的OFDMA子信道的数目
Reserved	4位
			}

表13中的FAST_UL_RANGING_IE包含要获得测距时机的MSS的MAC地址的信息，用来提供包含FAST_UL_RANGING开始偏移值的区域信息的上行链路间隔使用代码(UIUC)，以及分配给MSS 400的、无竞争方案的测距时机间隔的偏移/码元数目/子信道数目，等等。MSS 400的MAC地址通过图2与3中描述的切换过程中、在主干网络中的服务BS与最终目标BS之间交换的诸如以下的消息通知给最终目标BS 450：HO_PRE_NOTIFICAITON消息、HO_PRE_NOTIFICATION_RESPONSE消息、以及HO_CONFIRM消息。

收到UL_MAP消息的MSS 400根据FAST_UL_RANGING_IE，向最终目标BS 450发送测距请求(RNG_REQ)消息(步骤415)。收到RNG_REQ消息的最终目标BS 450向MSS 400发送测距响应(RNG_RSP)消息，其包含对测距补偿频率、时间、以及发送功率的信息(步骤417)。

完成了初始测距的MSS 400与最终目标BS 450进行MSS 400的重新授权操作(MSS_RE_AUTHORIZATION)。在进行重新授权操作时，当MSS 400先前所属的服务BS与最终目标BS 450之间交换的安全上下文没有改变时，最终目标BS 450原样使用该安全上下文。用于提供MSS 400的安全上下文信息的主干网络消息，即MSS信息响应(MSS_INFO_RSP)消息具有表14所示的结构。

表14

字段	长度	注释
			Global Header	152位
For(j＝0；j＜Num Records；j++){
			MSS unique identifier	48位	MSS使用的48位唯一标识符(由MSS或者I-am-host-of-message提供)
N_NSIE		网络服务信息元素数目
			For(k＝0；k＜N_NSIE；k++){
Field Size	16位	以下TLV编码信息字段长度
			TLV encoded information	可变	在DSA-REQ MAC消息上的随后的TLV信息
}
			N_SAIE		安全相关信息元素的数目
For(k＝0；k＜N_SAIE；k++){
			Field Size	16位	以下TLV编码信息字段长度
TLV encoded information	可变	在PKM-xxx MAC消息上的随后的TLV信息

}
			N_MSS_CAP		MSS功能数目
For(k＝0；k＜N_MSS_CAP；k++){
			Field Size	16位	以下TLV编码信息字段长度
TLV encoded information	可变	在SBC-REQ MAC消息上的随后的TLV信息
			}
TLV encoded information	可变	在SBC-REQ MAC消息上的随后的TLV信息
			}
Security field	TBD	验证该消息的手段
			CRC field	32位	IEEE CRC-32

如表14所示，MSS_INFO_RSP消息包含在服务BS中注册的MSS的ID信息、每个MSS的诸如安全相关信息的安全上下文信息、每个MSS的网络服务信息，每个MSS的功能信息等等。

当对于MSS 400与最终目标BS 450完成了重新授权操作时，MSS 400向最终目标BS 450发送注册请求(REG_REQ)消息(步骤421)。REG_REQ消息包含MSS 400的注册信息。响应于REG_REQ消息，最终目标BS 450向MSS 400发送注册响应(REG_RSP)消息(步骤423)。最终目标BS 450检测在收到的REG_REQ消息中包含的MSS 400的注册信息，由此识别出MSS 400为进行了切换的MSS。相应地，最终目标BS 450映射先前服务BS中的MSS 400的连接设置信息与最终目标BS 450中的MSS 400的连接设置信息。另外，最终目标BS 450在MSS_INFO_RSP消息中插入TLV值，该值用来重置实际能够收到的服务流，然后向MSS 400发送该MSS_INFO_RSP消息。表15显示用于服务BS与最终目标BS 450中连接设置的、包含映射信息的TLV的结构。

表15

名称	类型(1字节)	长度(1字节)	值(可变长度)
				New_CID	2.1	2	在切换到新BS之后的新CID

Old_CID	2.2	2	在从旧BS切换之前的旧CID
				Connection Info	2.3	可变	如果任何服务流参数改变，则添加那些已改变的服务流参数与CS参数编码TLV。Connection_Info为封装了对于服务已改变的服务流参数与CS参数的复合TLV值。当用于DSC-RSP消息时适用于参数的所有规则与设置适用于在该TLV中封装的内容。

在表15中，在REG_RSP消息中包含的TLV提供在MSS 400进行切换之前用于服务BS的CID，以及在MSS 400进行切换之后用于最终目标BS 450的CID信息。另外，当最终目标BS 450提供与从切换之前的服务BS提供的服务流不同的服务时，TLV包含任何已改变的服务参数的信息。

MSS 400完成与最终目标BS 450的网络重入程序，并且通过最终目标BS 450进行正常的通信服务(步骤425)。

发明内容

如上所述，在IEEE 802.16e通信系统中，当服务BS的导频信号的CINR被减少到与当前服务BS的通信不能继续的程度时，根据MSS的请求或者BS的请求，将MSS切换到不同于服务BS的邻居BS(即最终目标BS)。但是，在IEEE 802.16e通信系统中，在MSS与最终目标BS进行网络重入操作时，当从最终目标BS传送来的导频信号的CINR被减少、并且通过最终目标BS的通信服务不可能时，MSS可以改变连接到服务BS。

另外，在由于在切换到最终目标BS期间发生的乒乓效应、MSS改变连接到服务BS之后，MSS必须与服务BS执行初始连接设置程序，即网络重入操作，以通过服务BS重新打开通信服务。相应地，当在MSS的切换期间频繁发生乒乓效应时，MSS必须频繁地执行网络重入操作。因此，可能会延迟服务。另外，频繁地执行网络重入操作会增加信令负担，由此降低系统的整体性能。

相应地，做出本发明以至少解决现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种进行切换以在BWA通信系统中的切换期间、通过预先识别乒乓效应的发生、来防止乒乓效应的系统与方法。

本发明的另一目的在于提供一种进行切换、以当在BWA通信系统中发生乒乓效应时、最小化通信服务延迟的系统与方法。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种包含用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务基站(BS)以及邻近该服务BS的目标BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、由MSS执行切换的方法。该方法包含以下步骤：从服务BS接收切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已经在服务BS与MSS之间设置的连接信息；以及根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种包含用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务基站(BS)以及邻近该服务BS的目标BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、由MSS执行切换的方法。该方法包含以下步骤：请求切换到服务BS；从服务BS接收切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已经在服务BS与MSS之间设置的连接信息；以及根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种宽带无线接入(BWA)通信系统中、由用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务BS执行切换的方法，该BWA通信系统包含邻近该服务BS的目标BS。该方法包含以下步骤：向MSS发送切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已经在服务BS与MSS之间设置的连接信息；从MSS接收切换指示消息；以及根据资源保持类型字段的值，保持连接信息。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种宽带无线接入(BWA)通信系统中、由用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务BS执行切换的方法，该BWA通信系统包含邻近该服务BS的目标BS。该方法包含以下步骤：从MSS接收切换请求消息；向MSS发送切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已经与MS设置的连接信息；从MSS接收切换指示消息；以及根据资源保持类型字段的值，保持连接信息。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种包含移动用户站(MSS)、与MSS通信的服务基站(BS)以及多个邻居BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、最小化由于乒乓效应造成的服务延迟的切换方法。该方法包含以下步骤：a)当检测到必须执行从服务BS到为邻居BS之一的最终目标BS的切换时，向服务BS请求切换；b)根据切换请求，检测至少两个候选目标BS的信息，该至少两个候选目标BS中的一个被选择为最终目标BS，该信息从服务BS接收；c)测量从每个候选BS传送来的CINR(载波对干扰与噪声比)值；d)比较测定的CINR值与预定第一阀值，并且当存在小于第一阀值的CINR值时，从候选目标BS中排除发送具有小于第一阀值的CINR值的参考信号的第一候选目标BS；以及e)确定排除了第一候选目标BS的候选目标BS中的最终目标BS，并且通知服务BS切换到最终目标BS。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种包含移动用户站(MSS)、与MSS通信的服务基站(BS)以及多个邻居BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、最小化由于乒乓效应造成的服务延迟的切换方法。该方法包含以下步骤：a)从服务BS接收包含至少两个候选目标BS的信息的切换请求，该候选目标BS中的一个被服务BS选择为最终目标BS，该最终目标BS为邻居BS之一，并且检测所述信息；b)测量从每个候选目标BS传送来的CINR(载波对干扰与噪声比)值；c)比较测定的CINR值与预定第一阀值，并且当存在小于第一阀值的CINR值时，从候选目标BS中排除发送具有小于第一阀值的CINR值的参考信号的第一候选目标BS；以及d)确定排除了第一候选目标BS的候选目标BS中的最终目标BS，并且通知服务BS切换到最终目标BS。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种包含移动用户站(MSS)、与MSS通信的服务基站(BS)以及多个邻居BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、最小化由于乒乓效应造成的服务延迟的切换方法。该方法包含以下步骤：a)当服务BS收到表示MSS要切换到为邻居BS中一特定邻居BS的目标BS的通知时，删除MSS的连接程序或者保持该连接程序一预置时间；b)在与目标BS的网络重入程序期间，当MSS识别出发生了乒乓效应时，将连接改变到服务BS；c)从服务BS接收切换请求消息以及切换响应消息中的一个；d)根据对每个消息的接收，检测并且识别是否保持在每个消息中包含的MSS的连接信息；以及e)当服务BS保持MSS的连接信息时，只执行初始测距程序，并且重新打开与服务BS的通信。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种在包含MSS(移动用户站)、与MSS通信的服务基站(BS)以及多个邻居BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、最小化由于乒乓效应造成的服务延迟的切换系统。该系统包含：MSS，用来：当检测到必须执行从服务BS到为邻居BS之一的最终目标BS的切换时，请求切换到服务BS；根据切换请求，检测被选择为最终目标BS的至少两个候选目标BS的信息，该信息从服务BS接收；测量从每个候选目标BS传送来的CINR(载波对干扰与噪声比)值；比较测定的CINR值与预定第一阀值，并且当存在小于第一阀值的CINR值时，从候选目标BS中排除发送具有小于第一阀值的CINR值的参考信号的第一候选目标BS；以及确定排除了第一候选目标BS的候选目标BS中的最终目标BS，并且通知服务BS切换到最终目标BS；以及服务BS，用来：接收MSS的请求；发送被MSS选择为最终目标BS的至少两个候选目标BS的信息；以及从MSS接收表示MSS要被切换到最终目标BS的通知。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种在包含MSS(移动用户站)、与MSS通信的服务基站(BS)以及多个邻居BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、最小化由于乒乓效应造成的服务延迟的切换系统。该系统包含：MSS，用来：从服务BS接收包含至少两个候选目标BS的信息的切换请求，所述候选目标BS被服务BS选择为最终目标BS，该最终目标BS为所述邻居BS之一，并且检测所述信息；测量从每个候选BS传送来的CINR(载波对干扰与噪声比)值；比较测定的CINR值与预定第一阀值，并且当存在小于第一阀值的CINR值时，从候选目标BS中排除发送具有小于第一阀值的CINR值的参考信号的第一候选目标BS；以及确定排除了第一候选目标BS的候选目标BS中的最终目标BS，并且通知服务BS切换到最终目标BS；以及服务BS，用来：请求MSS的切换；以及从MSS接收最终目标BS的信息。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种在包含移动用户站(MSS)、提供服务给MSS的服务基站(BS)以及邻近服务BS的目标BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、进行切换的系统。该系统包含：MSS，用来：请求切换到服务BS；从服务BS接收切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段，表示是否保持预置的连接信息；以及根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息；以及服务BS，用来：从MSS接收切换请求消息；向MSS发送切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已与MSS设置的连接信息；从MSS接收切换指示消息；以及根据资源保持类型字段的值，保持连接信息。

为了达到上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种在包含移动用户站(MSS)、提供服务给MSS的服务基站(BS)以及邻近服务BS的目标BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中、进行切换的系统。该系统包含：MSS，用来：从服务BS接收切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已与服务BS设置的连接信息；以及根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息；以及服务BS，用来：向MSS发送切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段，表示是否保持已与MSS设置的连接信息；从MSS接收切换指示消息；以及根据资源保持类型字段的值，保持连接信息。

附图说明

从以下参照附图的详细描述中，可以更清楚地看出本发明的以上以及其他目的、特征、以及优点，其中：

图1为显示IEEE 802.16e通信系统的一般结构的方框图；

图2为说明IEEE 802.16e通信系统中MSS请求的一般切换过程的流程图；

图3为说明IEEE 802.16e通信系统中BS请求的一般切换过程的流程图；

图4为说明IEEE 802.16e通信系统中根据MSS切换的一般网络重入过程的流程图；

图5为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、当在切换期间发生乒乓效应时的、MSS操作过程的流程图；

图6为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、当发生切换情况时、根据MSS是否识别出发生了乒乓效应的MSS操作过程的流程图；

图7为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、允许MSS识别乒乓效应的、根据BS的CINR值之间关系的图示；

图8为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、在根据切换执行网络重入程序期间、当发生乒乓效应时的MSS操作过程的流程图；

图9为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、用来识别在根据切换执行网络重入程序期间发生乒乓效应的、根据BS的CINR值之间关系的图示；

图10为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、MSS识别服务BS是否保持连接信息的过程的流程图；

图11为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、识别服务BS是否保持MSS的连接信息的MSS的切换操作过程的流程图。

具体实施方式

以下参照附图描述根据本发明的优选实施例。在以下对本发明的详细描述中，当可能混淆本发明主题时，将省略对此处所包含的公知的功能与配置的描述。

本发明提出了一种方案，用来在为BWA通信系统的IEEE 802.16e通信系统中、当MSS与MSS要向其切换的目标BS进行切换操作时、识别发生了乒乓效应，并且最小化由于乒乓效应造成的服务延迟。本发明提出了一种方案，用来当在与目标BS进行切换操作期间MSS取消到目标BS的切换、然后改变连接到服务BS时、识别发生了乒乓效应，并且防止乒乓效应。本发明提出了一种方案，用来允许服务BS根据信道条件保持MSS的连接信息，从而MSS可以根据切换迅速进行连接设置。IEEE 802.16e通信系统为使用OFDM方案以及OFDMA方案的BWA通信系统。使用OFDM/OFDMA方案的IEEE 802.16e通信系统借助多个子载波传送物理信道信号，由此允许以高速传送数据。另外，IEEE 802.16e通信系统为通过支持多小区结构来支持MSS移动性的通信系统。

图5为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、当在切换期间发生乒乓效应时的、MSS操作过程的流程图。

参照图5，在步骤502，MSS进行关于一系列切换请求与响应的消息交换程序。即，MSS向为MSS提供服务的BS(即服务BS)发送MOB_MSSHO_REQ消息，然后接收作为对MOB_MSSHO_REQ消息的响应的MOB_BSHO_RSP消息。另外，MSS从服务BS接收MOB_BSHO_REQ消息，然后发送作为对MOB_BSHO_REQ消息的响应的MOB_MSSHO_RSP消息。然后执行步骤504。在步骤504，MSS检测并且识别在向/从服务BS发送/接收的切换请求或者响应消息中包含的可执行切换的最终目标BS候选列表信息。然后执行步骤506。在步骤506，MSS测量每个可执行切换的最终目标BS候选的CINR。然后执行步骤508。在步骤508，MSS根据MSS是否识别出发生了以后描述的乒乓效应来确定MOB_HO_IND_type。然后执行步骤510。在步骤510，MSS向服务BS发送包含关于所确定的类型的信息的MOB_HO_IND消息。

图6为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、当发生切换情况时、根据MSS是否识别出发生了乒乓效应的MSS操作过程的流程图。

参照图6，在步骤602，当MSS识别出发生了必须进行切换的情况时，MSS设置邻居BS的计数器初始值i为0，并且设置切换取消标志(HO_CANCEL_FLAGE)为0。然后执行步骤604。即，MSS执行初始化程序，以测量在可执行切换的最终目标BS候选列表中包含的每一个邻居BS的CINR值。HO_CANCEL_FLAGE是用于报告在没有被选为最终目标BS的、可执行切换的最终目标BS候选列表中包含的邻居BS中除了服务BS的剩余邻居BS的标志。即在步骤604，MSS确定是否对邻居BS(按具有更好地综合反映QoS、CINR等等的因子的序列排列)中满足预定条件的最终目标BS候选列表中的所有BS测量了CINR值。作为该确定的结果，当存在没有为其测量CINR值的BS时，即i＜N_Neighbors，执行步骤606。

在步骤606，MSS从所列最终目标BS候选中等级较高的BS检查CINR值(CINR_BS)是否小于预置乒乓阀值(PP_THRESHOLD)。此处，PP_THRESHOLD被设置为具有大于切换阀值(HO_THRESHOLD)(其为用来确定MSS必须从包含MSS的服务BS切换到不同于服务BS的另一BS的阀值)的值。换言之，设置PP_THRESHOLD以允许MSS被切换至可靠的目标BS。设置PP_THRESHOLD以防止由于乒乓效应造成的不必要的切换。作为该检查的结果，当CINR_BS小于PP_THRESHOLD时，执行步骤608。

在步骤608，因为CINR_BS小于PP_THRESHOLD，所以MSS从最终目标BS候选列表中检测邻居BS，并且执行步骤610。在步骤610，MSS将i值增加1，并且对列表上下一序列中的BS重复从步骤604开始的步骤。如果在步骤606邻居BS的CINR大于或等于PP_THRESHOLD，即，CINR_BS≥PP_THRESHOLD，则执行步骤612。在步骤612，MSS确定BS是邻居BS还是服务BS。作为该确定的结果，当BS是服务BS时，MSS在步骤614设置HO_CANCLE_FLAG为值1，并且执行步骤610。相反，当BS为邻居BS时，执行步骤616。在步骤616，MSS确定目前已被设置的HO_CANCLE_FLAG是否具有值1。作为该确定的结果，当HO_CANCLE_FLAG值不为1时，执行步骤618。相反，当HO_CANCLE_FLAG值为1时，执行步骤620。在步骤618，MSS确定BS为MSS将向其切换的最终目标BS，并且执行步骤622。在步骤622，MSS向当前的服务BS发送MOB_HO_IND_type消息(type＝00)，从而报告切换到所确定的最终目标BS。在步骤620，MSS再次将HO_CANCLE_FLAG设置为值0，并且确定BS为最终目标BS。然后执行步骤622。

作为步骤606中基于测量包含服务BS的最终目标候选列表中的所有BS的CINR的检查的结果，当MSS没有找到具有超过PP_THRESHOLD的CINR值的BS时，该过程从步骤604行进到步骤624。在步骤624，MSS确定HO_CANCLE_FLAG是否设置为1。作为该确定的结果，当HO_CANCLE_FLAG设置为1时，执行步骤626。在步骤626，MSS向服务BS发送HO_IND消息，其中HO_IND_type被设置为01，即包含切换取消(HO_CANCLE)信息的HO_IND消息。因此，MSS通知服务BS切换取消。在步骤624，当HO_CANCLE_FLAG没有被设置为1时，执行步骤628。即，在步骤628，MSS向服务BS发送HO_IND消息，其中HO_IND_type被设置为01，即包含切换拒绝(HO_REJECT)信息的HO_IND消息。因此，MSS通知服务BS切换拒绝。

如上所述，因为MSS从具有最优切换条件的BS开始排列在可执行切换的最终目标BS候选列表中包含的邻居BS，当MSS通过关于是否识别出发生乒乓效应的程序、选择除服务BS之外的剩余邻居BS中的一个作为最终目标BS时，所选择的目标BS对应于与没有对其进行关于是否识别出发生乒乓效应的程序的其他邻居BS相比、具有有利条件的BS。相应地，MSS向服务BS发送包含HO_RELEASE选项的MOB_HO_IND_type消息，从而MSS可以确定切换到被选择为最终目标BS的邻居BS。

图7为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、允许MSS识别乒乓效应的、根据BS的CINR值之间关系的图示。

参照图7，描述CINR值与允许MSS识别乒乓效应所需的阀值。PP_THRESHOLD 700表示切换之后适于接收正常通信服务的CINR值的阀值，HO_THRESHOLD 750表示MSS预置的、选择可执行切换的目标BS的CINR值的阀值。另外，附图标记710表示服务BS的CINR值，附图标记720表示第一邻居BS的CINR值，附图标记730表示第二邻居BS的CINR值。即，当为随机BS测量的CINR值小于PP_THRESHOLD且大于HO_THRESHOLD时，可能发生乒乓效应。

将描述根据图7所示的BS的CINR值之间的关系。在附图标记702中，因为MSS测量的服务BS的CINR值710小于HO_THRESHOLD 750，并且第一邻居BS的CINR值720与第二邻居BS的CINR值730大于服务BS的CINR值710，所以可以选择第一邻居BS与第二邻居BS作为可执行切换的目标BS。然而，因为第一邻居BS的CINR值720与第二邻居BS的CINR值730小于PP_THRESHOLD，所以不选择第一邻居BS与第二邻居BS作为最终目标BS。此处，在MSS忽略PP_THRESHOLD、并且被切换给第二邻居BS时，当再次测量第二邻居BS的CINR值730时，很可能新测量的CINR值730小于HO_THRESHOLD。这意味着发生了乒乓效应，其可能要求再次将MSS切换到另一BS。

在附图标记704中，MSS可以理解：服务BS的CINR值710与第一邻居BS的CINR值720大于HO_THRESHOLD，并且第二邻居BS的CINR值730小于PP_THRESHOLD。因为即使在附图标记704中也没有CINR值大于PP_THRESHOLD的BS，所以不存在最终目标BS。

在附图标记706中，MSS可以理解：第一邻居BS的CINR值720小于服务BS的CINR值710，服务BS的CINR值710小于第二邻居BS的CINR值730，并且这三个CINR值大于HO_THRESHOLD。即使在这种情况下，因为没有CINR值大于PP_THRESHOLD的BS，所以不存在最终目标BS，这与附图标记704类似。

在附图标记708中，MSS可以理解：第一邻居BS的CINR值720大于PP_THRESHOLD，服务BS的CINR值710与第二邻居BS的CINR值730小于PP_THRESHOLD且大于HO_THRESHOLD。相应地，MSS可以选择第一邻居BS作为向其切换MSS的最终目标BS。

图8为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、在根据切换执行网络重入程序期间、当发生乒乓效应时的MSS操作过程的流程图。

参照图8，在步骤802，MSS通过一系列关于图2与3的切换的程序，与最终目标BS执行网络重入程序。在执行网络重入程序的过程中，执行步骤804。在步骤804，MSS测量最终目标BS的CINR值，并且执行步骤806。在步骤806，MSS比较测定的最终目标BS的CINR值(即CINR_BS)与PP_THRESHOLD。作为该比较的结果，当CINR_BS大于PP_THRESHOLD时，执行步骤802，以允许继续与最终目标BS的网络重入程序。相反，在步骤806当CINR_BS小于PP_THRESHOLD时，执行步骤808。在步骤808，MSS识别可能发生了乒乓效应，这是因为CINR_BS小于PP_THRESHOLD，并且执行对应于这种情况的图6的过程。

图9为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、用来识别在根据切换执行网络重入程序期间发生乒乓效应的、根据BS的CINR值之间关系的图示。

参照图9，在附图标记902中，MSS测量的、最终目标BS的CINR值920大于PP_THRESHOLD，并且服务BS的CINR值910小于HO_THRESHOLD。相应地，MSS被切换到最终目标BS。在附图标记904与906中，MSS测量的、最终目标BS的CINR值920大于PP_THRESHOLD，并且服务BS的CINR值910也大于HO_THRESHOLD。相应地，MSS被切换到最终目标BS。在附图标记908中，作为MSS对最终目标BS以及服务BS的CINR值的测量结果，这两个值小于PP_THRESHOLD且大于HO_THRESHOLD。相应地，MSS识别出MSS不可能被切换到最终目标BS来进行通信，并且可能发生需要MSS切换到另一BS的乒乓效应。

图10为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、MSS识别服务BS是否保持连接信息的过程的流程图。

参照图10，在步骤1002，MSS从服务BS接收MOB_BSHO_REQ消息或者MOB_BSHO_RSP消息，并且执行步骤1004。此处，如技术背景中所述，在服务BS收到从MSS传送来的MOB_HO_IND消息(“HO_IND_Type＝00”)之后，服务BS可以删除与MSS的连接信息，或者保持该连接信息一预定时间，直至服务BS从最终目标BS收到表示完成切换程序的通知为止。如果是服务BS删除与MSS的连接信息的情况，则当由于MSS与最终目标BS进行网络重入程序时发生的乒乓效应、MSS再次改变连接到服务BS时，服务BS没有MSS的信息。相应地，服务BS与MSS执行一般的初始通信程序。另外，如果MSS可以确定服务BS删除与MSS的连接信息还是保持该连接信息一预定时间，则MSS执行对应于每种情况下程序，从而可以减少由于乒乓效应造成的开销。

另外，本发明提供了一种方案，通过这一方案，从MSS收到MOB_HO_IND消息(″HO_IND_type＝00″)的服务BS如上所述地通知MSS服务BS将删除MSS的连接信息，或者保持该连接信息一预定时间，由此最小化可能在与服务BS的重新连接设置时发生的服务延迟。此后，将参照表16与17描述该方案。

表16与17显示本发明提出的改进的切换消息的格式。当执行现有的切换程序时，通过向在MSS与服务BS之间交换的切换消息中包含的MOB_BSHO_RSP消息、以及MOB_BSHO_RSP消息添加关于保持或删除MSS的资源连接信息的信息(Resouce_Remain_Type)、以及关于资源保持时间(Resouce_Remain_Time)的信息，获得该改进的切换消息。

表16

语法	长度	注释
			MOB_BSHO_RSP_message_Format(){
Management Message Type＝？？	8位
			Estimated HO time	8位
For(J＝0；j＜N_Recommended；j++){		应该以下顺序呈现邻居基站：第一个呈现的为最值得推荐的，最后一个呈现的为最不值得推荐的可以从消息的已知长度导出N_Recommended
			Neighbor BS-ID	48位
Service level prediction	8位

}
			Resouce_Remain_Type	1位	0：MSS资源释放1：MSS资源保持
Resouce_Remain_Time	8位	Resouce_Remain_Type为1时的时间长度。单位为帧
			reserved	7位	保留；应该设置为零
}

如表16所示，本发明新提出的MOB_BSHO_RSP消息具有以下结构，该结构通过对现有的MOB_BSHO_RSP消息新添加Resouce_Remain_Type字段与Resouce_Remain_Time字段获得。Resouce_Remain_Type字段提供关于服务BS将删除还是将保持MSS的连接信息的信息。当表16所示的Resouce_Remain_Type字段值为0时，服务BS删除MSS的连接信息。相反，当Resouce_Remain_Type字段值为1时，服务BS在Resouce_Remain_Time字段的时间内保持MSS的连接信息。预定时间长度的信息按帧存储在Resouce_Remain_Time字段内。例如，当MSS收到其中Resouce_Remain_Type设置为1、并且Resouce_Remain_Time设置为10的MOB_BSHO_RSP消息时，在收到MOB_HO_IND消息(″HO_IND_type＝00″)之后，服务BS在10帧内保持MSS的连接信息。如果MSS收到其中Resouce_Remain_Type设置为1、并且Resouce_Remain_Time设置为0的MOB_BSHO_RSP消息，则MSS识别出服务BS保持MSS的连接信息一在执行与服务BS的注册程序期间预先协商的时间长度。此处，Resouce_Remain_Time字段以帧为单位，并且帧单位与时间单位意义相同。例如1帧单位可以转换为20ms的时间单位。

例如当由于服务BS缓冲器容量不足、而难于在预置时间内保持MSS(其被切换给目标BS)的连接信息时，或者当由于服务BS缓冲器情况变得比执行先前注册程序时好、而可以比预置时间长度长地保持MSS(其被切换给目标BS)的连接信息时，而需要改变MSS连接信息的保持时间(其在执行与MSS的注册程序期间预先协商)时，服务BS可以设置MOB_BSHO_RSP消息或者MOB_BSHO_RSP消息的Resouce_Remain_Time，以具有非零的随机值。

以下表17显示的本发明新提出的MOB_BSHO_REQ消息的结构。

表17

语法	长度	注释
			MOB_BSHO_REQ_message_Format(){
Management Message Type＝？？	8位
			For(j＝0；j＜N_Recommended；j++){		可以从消息的已知长度导出N_Recommended
Neighbor BS-ID	48位
			Service level prediction	8位
}
			Resouce_Remain_Type	1位	0：MSS资源释放1：MSS资源保持
Resouce_Remain_Time	8位	Resouce_Remain_Type为1时的时间长度。
			reserved	7位	保留；应该设置为零

语法	长度	注释
			}

如表17所示，与MOB_BSHO_RSP消息类似，MOB_BSHO_REQ消息具有以下结构，该结构通过对现有的MOB_BSHO_REQ消息添加Resouce_Remain_Type字段与Resouce_Remain_Time字段获得。Resouce_Remain_Type字段报告是删除连接信息还是保持连接信息一预定时间长度，Resouce_Remain_Time字段报告该预定时间长度，其中在该预定时间长度期间，保持连接信息。当与MOB_BSHO_RSP消息类似地、将在执行与MSS的注册程序期间预先协商的时间用于Resouce_Remain_Time字段时，服务BS将Resouce_Remain_Time字段值设置为零。另外，当服务BS可选地确定连接信息保持时间时，服务BS将Resouce_Remain_Time字段值设置为非零的随机值。

当服务BS保持被切换MSS的连接信息时，该连接信息不仅可以有用地用于由于乒乓效应而执行切换，而且可以有用地用于以下情况：在找到与服务BS的切换期间在发生掉线情况下要求掉线恢复(drop-revovery)的目标BS之后，MSS与要求掉线恢复的目标BS通信。即，如果MSS识别出服务BS保持MSS的连接信息，则向掉线恢复针对的目标BS报告以下事实：可以通过主干网络从服务BS接收MSS的连接信息，从而可以在短时间内进行掉线恢复程序。

再次参照图10，在步骤1004，根据在包含于从服务BS传送来的MOB_BSHO_RSP消息或MOB_BSHO_REQ消息的Resouce_Remain_Type字段中记录的值，MSS执行随后的步骤。如果在Resouce_Remain_Type字段中记录的值为0，则执行步骤1006。在步骤1006，MSS识别出服务BS将删除对应MSS的连接信息。在步骤1004，如果在Resouce_Remain_Type字段中记录的值为1，则执行步骤1008。在步骤1008，MSS检查在包含于MOB_BSHO_RSP消息或MOB_BSHO_REQ消息的Resouce_Remain_Time字段中记录的是否为0。作为该检查的结果，当Resouce_Remain_Time字段中记录为0时，执行步骤1010。在步骤1010，MSS识别出服务BS将保持MSS的连接信息一在执行与服务BS的注册程序期间预先协商的时间长度。同时，在步骤1008，当Resouce_Remain_Time字段中记录为非0的随机值时，执行步骤1012。在步骤1012，MSS识别出服务BS将保持MSS的连接信息在Resouce_Remain_Time字段中记录的时间长度。相应地，在服务BS保持MSS的连接信息时，在与另一目标BS通信期间，当MSS被再次切换到服务BS时，MSS可以通过只执行网络重入程序的测距程序，重新打开与服务BS的通信。

图11为说明根据本发明实施例的、在IEEE 802.16e通信系统中、识别服务BS是否保持MSS的连接信息的MSS的切换操作过程的流程图。

参照图11，在步骤1012中，MSS与最终目标BS执行网络重入程序。在执行网络重入程序的过程中，执行步骤1104。在步骤1104，当最终目标BS的CINR值小于PP_THRESHOLD时，MSS确定是否可能发生了乒乓效应。作为该确定的结果，当MSS确定没有发生乒乓效应时，再次执行步骤1102。MSS继续执行网络重入程序。当MSS识别出将发生乒乓效应时，执行步骤1106。在步骤1106，MSS确定切换到服务BS。然后，执行步骤1108。在步骤1108，MSS确定服务BS是否保持MSS的连接信息。此处，MSS可以借助通过从服务BS接收的MOB_BSHO_REQ消息或MOB_BSHO_RSP消息获得的信息(Resouce_Remain_Type)确定是否保持连接信息。作为该确定的结果，当服务BS保持MSS的连接信息时，执行步骤1110。

在步骤1110，MSS与服务BS同步。然后，执行步骤1112。在步骤1112，已与服务BS同步的MSS在用于初始测距的RNG_REQ消息中插入用于与服务BS通信的基本连接ID(CID)，并且将该RNG_REQ消息发送给服务BS。然后，执行步骤1114。在步骤1114，MSS从服务BS接收RNG_RSP消息作为对RNG_REQ消息的响应。然后，执行步骤1116。在步骤1116，MSS可以省略与基本能力协商、验证以及注册相关的程序，并且借助于服务BS保持的连接信息，重新打开与服务BS的通信。

同时，在步骤1108，当服务BS已经删除了MSS的连接信息时，执行步骤1118。在步骤1118，MSS与服务BS同步。然后，执行步骤1120。在步骤1120，MSS向服务BS发送RNG_REQ消息，并且执行初始测距程序。然后，执行步骤1122。此处，与一般初始测距程序的情况一样，从MSS发送来的RNG_REQ消息包含已被设置为0x0000的CID。在步骤1122，MSS从服务BS接收RNG_RSP消息。然后，执行步骤1124。在步骤1124，MSS与服务BS执行现有的网络重入程序，即关于基本能力协商、验证以及注册的程序。然后，执行步骤1126。在步骤1126，已经完成了网络重入程序的MSS重新打开与服务BS的通信。

在RNG_REQ消息中包含的基本CID的RNG_REQ消息具有表18所示的编码结构。

表18

名称	类型	长度	值(可变长度)
				基本CID	TBD(6)	2	从先前服务BS分配的基本CID

如表18所示，基本CID的RNG_REQ消息的编码结构包含：表示在RNG_REQ消息中设置的TLV类型的类型为基本CID；报告基本CID的长度(2字节)的长度；以及表示基本CID含义的值。该基本CID为当MSS与服务BS通信时使用的基本CID信息。此处，请注意：类型字段值为6(随机值)，并且以后可以改变。

根据如上所述的本发明，在IEEE 802.16e通信系统(其为使用OFDM/OFDMA方案的BWA通信系统)中，MSS可以预先识别出可能在服务BS与多个目标BS之间频繁发生切换的情况，即可能发生乒乓效应的情况。即，设置PP_THRESHOLD，从而可以防止切换到CINR值小于PP_THRESHOLD的BS。相应地，MSS可以最大程度地防止可能发生乒乓效应的情况。另外，本发明允许BS根据信道情况灵活地保持或删除MSS的连接信息，从而当MSS被切换到保持了连接信息的最终目标BS时，执行只包含初始测距的网络重入程序。因此，可以迅速地重新打开通信服务。

虽然参照本发明的特定优选实施例显示并且描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解：在不脱离所附的权利要求书限定的本发明的精神与范围的前提下，可以进行形式与细节的各种修改。

Claims (15)

1.一种包含用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务基站(BS)以及邻近该服务BS的目标BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中由MSS执行切换的方法，该方法包含以下步骤：

从服务BS接收切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，所述资源保持类型字段表示是否保持已经在服务BS与MSS之间设置的连接信息，所述资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；

根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息；

向服务BS发送切换指示消息，该切换指示消息包含报告执行切换的信息并且表示对连接信息的保持从服务BS接收到切换指示消息的时间点开始；

当发送所述切换指示消息时，释放与服务BS的连接；

在切换到目标BS期间，确定重新进入服务BS；以及

当服务BS保持连接信息时，利用连接信息，重新打开与服务BS的通信。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述时间长度值表示系统保持时间，该系统保持时间表示当在服务BS与MSS之间进行注册时预先协商的时间。

3.一种包含用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务基站(BS)以及邻近该服务BS的目标BS的宽带无线接入(BWA)通信系统中由MSS执行切换的方法，该方法包含以下步骤：

向服务BS发送切换请求消息；

从服务BS接收切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持已经在服务BS与MSS之间设置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；

根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息；

向服务BS发送切换指示消息，该切换指示消息包含报告执行切换的信息并且表示对连接信息的保持从服务BS接收到切换指示消息的时间点开始；

当发送所述切换指示消息时，释放与服务BS的连接；

在切换到目标BS期间，确定重新进入服务BS；以及

当服务BS保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与服务BS的通信。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述时间长度值表示系统保持时间，该系统保持时间表示当在服务BS与MSS之间进行注册时预先协商的时间。

5.一种宽带无线接入(BWA)通信系统中由用于向移动用户站(MSS)提供服务的服务基站(BS)执行切换的方法，该BWA通信系统包含邻近该服务BS的目标BS，该方法包含以下步骤：

向MSS发送切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持已经在服务BS与MSS之间设置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；

从MSS接收切换指示消息，该切换指示消息包含报告由MSS执行切换的信息；

当接收到切换指示消息时释放与MSS的连接；

根据资源保持类型字段的值，保持连接信息；以及

当服务BS在MSS的重新进入中保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与MSS的通信。

6.如权利要求5所述的方法，其中当资源保持类型字段值表示保持连接信息时，对连接信息的保持从收到来自MSS的切换指示消息的时间点开始。

7.如权利要求5所述的方法，其中切换指示消息包含表示释放与服务BS的连接的切换指示类型，即HO_IND_type＝00。

8.如权利要求5所述的方法，其中所述时间长度值表示系统保持时间，该系统保持时间表示当在服务BS与MSS之间进行注册时预先协商的时间。

9.如权利要求5所述的方法，其中当资源保持类型字段值不表示保持连接信息时，删除所述连接信息。

10.一种宽带无线接入BWA通信系统中由用于向移动用户站MSS提供服务的服务基站BS执行切换的方法，该BWA通信系统包含邻近该服务BS的目标BS，该方法包含以下步骤：

从MSS接收切换请求消息；

向MSS发送切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持已经与MS设置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；

从MSS接收切换指示消息，该切换指示消息包含报告由MSS执行切换的信息；

当接收到所述切换指示消息时，释放与MSS的连接；

根据资源保持类型字段的值，保持连接信息；以及

当服务BS在MSS的重新进入中保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与MSS的通信。

11.如权利要求10所述的方法，其中当资源保持类型字段的值表示保持连接信息时，对连接信息的保持从收到来自MSS的切换指示消息的时间点开始。

12.如权利要求10所述的方法，其中切换指示消息包含表示释放与服务BS的连接的切换指示类型，即HO_IND_type＝00。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述时间长度值表示系统保持时间，该系统保持时间表示当在服务BS与MSS之间进行注册时的预先协商的时间。

14.一种在包含移动用户站MSS提供服务给MSS的服务基站BS以及邻近服务BS的目标BS的宽带无线接入BWA通信系统中、进行切换的系统，该系统包含：

MSS，用来：发送切换请求消息到服务BS；从服务BS接收切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持预置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息；向服务BS发送切换指示消息，该切换指示消息包含报告执行切换的信息并且表示对连接信息的保持从服务BS接收到切换指示消息的时间点开始；当发送所述切换指示消息时，释放与服务BS的连接；在切换到目标BS期间，确定重新进入服务BS；以及当服务BS保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与服务BS的通信；以及

服务BS，用来：从MSS接收所述切换请求消息；向MSS发送切换响应消息，该切换响应消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持已与MSS设置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；从MSS接收切换指示消息，该切换指示消息包含报告由MSS执行切换的信息；当接收到切换指示消息时释放与MSS的连接；根据资源保持类型字段的值，保持连接信息；以及当服务BS在MSS的重新进入中保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与MSS的通信。

15.一种在包含移动用户站MSS提供服务给MSS的服务基站BS以及邻近服务BS的目标BS的宽带无线接入BWA通信系统中进行切换的系统，该系统包含：

MSS，用来：从服务BS接收切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持已与服务BS设置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；根据资源保持类型字段的值，识别服务BS是否保持连接信息；向服务BS发送切换指示消息，该切换指示消息包含报告执行切换的信息并且表示对连接信息的保持从服务BS接收到切换指示消息的时间点开始；当发送所述切换指示消息时，释放与服务BS的连接；在切换到目标BS期间，确定重新进入服务BS；以及当服务BS保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与服务BS的通信；以及

服务BS，用来：向MSS发送切换请求消息，该切换请求消息包含资源保持类型字段和资源保持时间字段，该资源保持类型字段表示是否保持已与MSS设置的连接信息，该资源保持时间字段表示当所述资源保持类型字段表示保持连接信息时服务BS在期间将保持该连接信息的时间长度值；从MSS接收切换指示消息，该切换指示消息包含报告由MSS执行切换的信息；当接收到切换指示消息时释放与MSS的连接；根据资源保持类型字段的值，保持连接信息；以及当服务BS在MSS的重新进入中保持连接信息时，利用该连接信息，重新打开与MSS的通信。

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