CN1930796A - 宽带无线接入通信系统中的睡眠模式中的周期性测距系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统的睡眠模式中执行周期性测距的方法和系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站(MSS)和基站(BS)之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在MSS和BS之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该MSS在收听间隔和睡眠间隔中分别能够和不能够接收数据。当BS检测到睡眠模式中的MSS必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，BS在睡眠间隔之前的收听间隔中向该MSS报告：该MSS必须在睡眠间隔中执行周期性测距。

Description

宽带无线接入通信系统中的睡眠模式中的周期性测距系统和方法
技术领域
本发明涉及宽带无线接入通信系统，并更具体地，涉及用于在睡眠模式中对订户站(SS)进行周期性测距的系统和方法。
背景技术
在第四代(4G)通信系统(其是下一代通信系统)中，正在积极进行研究，从而以高传输速度向用户提供具有各种服务质量(QoS)的服务。当前，在4G通信系统中，正着手研究，从而在确保例如无线局域网(LAN)和城域网(MAN)系统的宽带无线接入(BWA)通信系统的移动性和QoS的同时，支持高速服务。为了实现上述目标而配置的代表性通信系统包括电气和电子工程师协会(IEEE)802.16a通信系统和IEEE 802.16e通信系统。
IEEE 802.16a通信系统和IEEE 802.16e通信系统采用正交频分复用(OFDM)方案和正交频分多址(OFDMA)方案，从而支持用于无线MAN系统的物理信道的宽带传输网。IEEE 802.16a通信系统仅考虑单小区结构和固定订户站，这意味着该系统决不会以任何方式反映SS的移动性。相反，IEEE802.16e通信系统已被定义为除了IEEE 802.16a通信系统之外的反映SS的移动性的系统。这里，具有移动性的SS被称为移动订户站(MSS)。
图1是示意性图示了传统IEEE 802.16e通信系统的结构的方框图。
参考图1，IEEE 802.16e通信系统具有多小区结构(例如小区100和小区150)。而且，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和153。利用OFDM/OFDMA方案实现BS 110和140与MSS 111、113、130、151和153之间的信号发送/接收。这里，MSS 111、113、130、151和153中的MSS 130位于小区100和小区150之间的边界区域(即切换区域)。因此，当MSS 130在向/从BS 110发送/接收信号的同时、移动到BS 140控制的小区150中时，MSS 130的服务BS从BS 110改变到BS 140。
在反映MSS的移动性的IEEE 802.16e通信系统中，MSS的功耗在整个系统的性能中扮演重要的角色。所以，为了最小化MSS的功耗，已经为BS和MSS提出了睡眠模式操作和觉醒模式操作。此外，为了克服MSS和BS之间的信道状态改变，MSS周期性地执行测距，以调整BS和MSS之间的定时偏移、频率偏移、和发送功率。特别是，在反映MSS的移动性的IEEE 802.16e通信系统中，上述测距中的周期性测距成为重要的问题。
下面，将参考图2描述IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式操作。
图2示意性图示了传统IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式操作。
为了在不发送分组数据的空闲间隔期间使得MSS的功耗最小化，已提出了睡眠模式。也就是说，在空闲间隔中，BS和MSS被模式变换为睡眠模式，由此在不发送分组数据的空闲间隔期间，使得MSS的功耗最小化。
一般而言，分组数据在生成时以脉冲的形式发送。因此，在不发送分组数据的间隔和发送分组数据的间隔中都执行相同的操作是不合理的。为此原因，已提出了上述睡眠模式操作。相反，当在MSS处于睡眠模式的同时、生成要发送的分组数据时，BS和MSS必须被模式变换为觉醒模式并发送/接收该分组数据。
睡眠模式对于最小化信道信号之间的干扰以及功耗也是有用的。然而，因为分组数据高度依赖于业务(traffic)状态，所以考虑到分组数据的业务特性和传输方案特性，必须执行睡眠模式操作。
参考图2，附图标记211图示了分组数据的生成图案，其是多个ON(通)和OFF(断)间隔。ON间隔是生成分组数据(即业务)的脉冲间隔，而OFF间隔是不生成业务的空闲间隔。MSS和基站根据上述的业务生成图案而在睡眠模式和觉醒模式之间转变(shifted)，从而可使得MSS的功耗最小化，并可防止信道信号之间的干扰。
附图标记213图示了BS和MSS的模式改变图案，其包括多个觉醒模式和睡眠模式。在觉醒模式中，生成业务，并且MSS和BS实际发送/接收分组数据。相反，在睡眠模式中，不生成业务，并且不存在MSS和BS之间的分组数据的实际发送/接收。
附图标记215图示了MSS的功率电平。觉醒模式中的MSS的功率电平为K，而睡眠模式中的MSS的功率电平为M。这里，当对比觉醒模式中的MSS的功率电平K和睡眠模式中的MSS的功率电平M时，可以注意到M的值远小于K的值。也就是说，在睡眠模式中，因为不存在分组数据的发送/接收，所以MSS几乎不消耗功率。
其后，将描述为了支持睡眠模式中的操作而采用的用于IEEE 802.16e通信系统的现有方案。
首先，为了模式变换到睡眠模式，MSS必须从BS接收到对于模式变换的许可。BS许可MSS模式变换到睡眠模式，并发送分组数据到MSS。而且，BS必须向MSS通知要在MSS的收听间隔期间发送的分组数据的存在。这里，MSS从睡眠模式中觉醒，并检查是否存在要从BS发送到MSS的分组数据。下面将更详细地描述收听间隔。
作为检查结果，当存在要从BS发送到MSS的分组数据时，MSS从睡眠模式模式变换到觉醒模式，并从BS接收分组数据。相反，当不存在要从BS发送到MSS的分组数据时，MSS可停留在觉醒模式或返回到睡眠模式。
下面，将描述为了支持睡眠模式和觉醒模式中的操作而必须的参数。
1)睡眠标识符(SLPID)
IEEE 802.16e通信系统所提出的SLPID是当MSS模式变换到睡眠模式时通过睡眠响应(SLP_RSP)消息而分配给MSS的值。SLPID仅用于停留在睡眠模式中的MSS。也就是说，仅包括收听间隔的睡眠模式中的MSS可使用SLPID。而且，当已使用了SLPID的MSS向回变换到觉醒模式时，SLPID被返回到BS，并可由要变换到睡眠模式的另一MSS重新使用。SLPID具有10比特的尺寸，并由此可标识执行睡眠模式操作的1024个MSS。
2)睡眠间隔
睡眠间隔是由MSS请求并由BS根据MSS的请求而分配的间隔。睡眠间隔代表MSS保持睡眠模式的时间间隔，其从MSS模式变换到睡眠模式一直到收听间隔的开始。换言之，睡眠间隔被定义为MSS停留在睡眠模式中的间隔。
当不存在要从BS发送到MSS的数据时，即使在睡眠间隔结束之后，MSS也可继续停留在睡眠模式。在该情况下，MSS通过借助于预先设置的初始睡眠窗口值和最终睡眠窗口值增加睡眠间隔，来更新睡眠间隔。这里，初始睡眠窗口值对应于最小睡眠窗口值，而最终睡眠窗口值对应于最大睡眠窗口值。此外，初始睡眠窗口值和最终睡眠窗口值可通过帧数来表达。由于下面将详细描述最小窗口值和最大窗口，因此这里将省略进一步的描述。
收听间隔是由MSS请求并由BS根据MSS的请求而分配的间隔。收听间隔代表从MSS从睡眠模式中觉醒的时间点、到MSS与BS的下行链路信号同步并接收例如业务指示(TRF_IND)消息的下行链路消息的时间点的时间间隔。这里，TRF_IND消息是代表是否存在要发送到MSS的业务(即分组数据)的消息。由于下面将描述TRF_IND消息，因此这里省略进一步的详细描述。
在该收听间隔中，MSS一直等待TRF_IND消息。当TRF_IND消息中包括的代表睡眠指示符比特映射图(bitmap)中的MSS的比特具有代表肯定指示的值时，MSS继续停留在觉醒模式中，使得MSS模式变换到觉醒模式。相反，当TRF_IND消息中包括的代表睡眠指示符比特映射图中的MSS的比特具有代表否定指示的值时，MSS再次模式变换到睡眠模式。
3)睡眠间隔更新算法
当MSS模式变换为睡眠模式时，其在将预置最小窗口值视为最小睡眠模式间隔的同时确定睡眠间隔。在睡眠间隔过去之后，MSS在收听间隔中从睡眠模式中觉醒，并检查是否存在要从BS发送的分组数据。作为检查结果，如果不存在要发送的分组数据，则MSS将该睡眠间隔更新为前一睡眠间隔的两倍，并继续停留在睡眠模式中。例如，当最小窗口值为“2”时，MSS将睡眠间隔设置为2帧，并在2帧期间停留在睡眠模式中。在2帧过去之后，MSS从睡眠模式中觉醒，并确定是否已接收到TRF_IND消息。当还没有接收到TRF_IND消息时(即，当不存在要从BS发送到MSS的分组数据时)，MSS将睡眠间隔设置为4帧(2帧的两倍)，并在4帧期间停留在睡眠模式中。以这种方式，睡眠间隔在从初始睡眠窗口值到最终睡眠窗口值的范围内增加。上述用于更新睡眠间隔的算法是睡眠间隔更新算法。
其后，将描述为了支持睡眠模式和觉醒模式中的操作而在IEEE 802.16e通信系统中当前定义的消息。
1)睡眠请求(SLP_REQ)消息
SLP_REQ消息表示当MSS请求模式变换到睡眠模式时所使用的从MSS发送到BS的消息。SLP_REQ消息包括当MSS变换到睡眠模式时所需要的参数(即信息元素(IE))。表1图示了SLP_REQ消息的格式。
表1
  语法   尺寸   标注
  SLP_REQ_Message_Format(){
 Management message type＝46   8比特
 initial-sleep window   6比特
 final-sleep window   10比特
 listening interval   6比特
 reserved   2比特
 }
SLP_REQ消息是基于MSS的连接标识符(CID)发送的专用消息。下面将描述表1中图示的SLP_REQ消息的信息元素。
首先，管理消息类型(Management message type)代表当前发送的消息的类型。当管理消息类型具有值45(Management Message Type＝45)时，其代表SLP_REQ消息。初始睡眠窗口(Initial-sleep Window)值代表为睡眠间隔请求的起始值，而最终睡眠窗口(Final-sleep Window)值代表为睡眠间隔请求的终止值。也就是说，按照如上所述睡眠间隔更新算法，可以在从初始睡眠窗口值到最终睡眠窗口值的范围内更新该睡眠间隔。收听间隔(listeninginterval)也可以由帧值来表示。
2)睡眠响应(SLP_RSP)消息
SLP_RSP消息是响应于SLP_REQ消息的消息。SLP_RSP消息可用作代表批准或拒绝MSS所请求的到睡眠模式的模式变换的消息、或代表主动提供的(unsolicited)指令的消息。SLP_RSP消息包括当MSS在睡眠模式中工作时所需要的信息元素。表2图示了SLP_RSP消息的格式。
表2
 语法   尺寸  标注
 SLP_REQ_Message_Format(){
 Management message type＝47   8比特
 Sleep-approved   1比特  0：拒绝睡眠模式请求1：批准睡眠模式请求
 If(Sleep-approved＝＝0){
 After-REQ-action   1比特  0：MSS可在该消息中的BS给出的持续时间(REQduration)之后重发MOB_SLPREQ消息1：MSS不应重发MOB_SLPREQ消
 息，而是应等待来自BS的MOB_SLPRSP消息
  REQ-duration   4比特  当After-REQ-action值为0时的持续时间
  reserved   2比特
  }
  else{
  start frame
  initial-sleep window   6比特
  final-sleep windows   10比特
  listening interval   6比特
  SLPID   10比特
  }
  }
SLP_RSP消息也是基于MSS的CID发送的专用消息，并且SLP_RSP消息包括表2所示信息元素，这将在下面进行描述。
首先，管理消息类型代表当前发送的消息的类型。例如，当管理消息类型具有值46(Management Message Type＝46)时，它代表SLP_RSP消息。Sleep-approved值的长度是1比特。当Sleep-approved值等于0时，这暗指已拒绝了变换到睡眠模式的请求。相反，当Sleep-approved值等于1时，这暗指已批准了变换到睡眠模式的请求。当已拒绝了MSS变换到睡眠模式的请求时(例如当Sleep-approved值被设置为0时)，MSS发送SLP_REQ消息或等待代表主动提供的指令的SLP_RSP消息。当Sleep-approved值等于1时，SLP_RSP消息包括如上所述起始帧、初始睡眠窗口、最终睡眠窗口、收听间隔、和SLPID的值。当Sleep-approved值等于0时，SLP_RSP消息包括REQ-action和REQ-duration的值。
这里，起始帧(Start Frame)的值表示MSS将进入第一睡眠间隔之前的帧数(不包括其中已接收到消息的帧)。也就是说，在从紧靠承载所接收的SLP_RSP消息的帧之后的帧过去了与起始时间值对应的帧之后，MSS进入睡眠模式。为了标识睡眠模式中的MSS而使用SLPID，并且SLPID可标识睡眠模式中的1024个MSS。
初始睡眠窗口代表(以帧测量的)睡眠间隔的起始值。收听间隔代表(以帧测量的)收听间隔的值。最终睡眠窗口代表(以帧测量的)该睡眠间隔的终止值。REQ-action代表当已拒绝了MSS的变换到睡眠模式的请求时、MSS所必须进行的操作。
3)TRF_IND消息
TRF_IND消息是在收听间隔期间发送到MSS的消息，其代表要从BS发送到MSS的分组数据的存在与否。表3图示了TRF_IND消息的格式。
表3
 语法   尺寸   标注
 TRF_IND_Message_Format(){
 Management message type＝47   8比特
 SLPID bit-map   可变
 }
TRF_IND消息是根据与SLP_REQ消息或SLP_RSP消息不同的广播方法发送的广播消息。TRF_IND消息是代表是否存在要从BS发送到MSS的分组数据的消息。MSS在收听间隔期间对所广播的TRF_IND消息进行解码，并确定是模式变换到觉醒模式还是返回到睡眠模式。
当MSS模式变换到觉醒模式时，MSS确认帧同步。作为确认结果，当帧同步与MSS所期望的帧序号不符时，MSS可请求重发在觉醒模式中丢失的分组数据。其间，当MSS在收听间隔期间未能接收到TRF_IND消息或者MSS所接收的TRF_IND消息不包括肯定指示时，MSS返回到睡眠模式。
其后，将描述表3中图示的TRF_IND消息的信息元素。
首先，管理消息类型是代表当前发送的消息的类型。例如，当管理消息类型具有值48(Management Message Type＝48)时，它代表TRF_IND消息。SLPID比特映射图(SLPID bit-map)代表具有分配给SLPID的比特的一组指示索引(一个比特分配给一个SLPID)，SLPID被分配给MSS，以便标识睡眠模式中的MSS。也就是说，SLPID bit-map代表分配给SLPID的比特组(最大值为-1)，其中SLPID被分配给当前处于睡眠模式中的MSS(每个MSS被分配一比特)。SLPID bit-map可被分配有用于字节对准的伪比特。
分配给每一MSS的比特代表要从BS发送到MSS的数据的存在与否。因此，睡眠模式中的MSS从收听间隔期间接收的TRF_IND消息中读取在模式变换到睡眠模式期间所分配的睡眠标识符以及所映射的比特。根据读取结果，当睡眠标识符具有肯定指示值(值1)时，MSS保持觉醒模式，由此导致模式变换到觉醒模式。当睡眠标识符具有否定指示值(值0)时，MSS模式变换到睡眠模式。
上面已参考图2描述了传统IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式操作。其后，将参考图3描述传统IEEE 802.16e通信系统的测距操作。
图3是示意性图示了传统IEEE 802.16e通信系统的测距处理的信号流程图。
参考图3，首先，当MSS 300通电时，MSS 300监控预先设置在MSS 300中的所有频带，并检测具有最大强度(即最大载波对干扰和噪声比(Carrier toInterference and Noise Ratio：CINR))的导频信号。此外，MSS 300将发送具有最大CINR的导频信号的BS确定为服务BS 320，该BS表示MSS 300当前所属的BS。然后，MSS 300接收从服务BS 320发送的下行链路帧的前同步码(preamble)，并获取MSS 300和服务BS 320之间的系统同步。
当MSS 300已获取了MSS 300和服务BS 320之间的系统同步时，服务BS 320将downlink(DL)_MAP消息和uplink(UL)_MAP消息发送到MSS 300(步骤311和313)。这里，DL_MAP消息具有表4所示的消息格式。
表4
  语法   尺寸   标注
  DL_MAP_Message_Format(){
  Management Message Type＝2   8比特
  PHY Synchronization Field   可变   见适当的PHY规范
  DCD Count   8比特
  Base Station ID   48比特
  Number of DL_MAP Element n   16比特
  Begin PHY Specific section{   见可应用PHY部分
  for(i＝1；i＜＝n；i++)   对于每一DL_MAP元素1到n
  DL_MAP Information Element()   可变   见对应的PHY规范
  if！(byte boundary){Padding Nibble   4比特   填充以到达字节边界
  }
  }
  }
  }
如表4所示，DL_MAP消息包括多个IE，例如代表当前发送的消息类型的管理消息类型、用于获取同步的对应于应用到物理(PHY)信道的调制方案和解调方案而设置的PHY同步(PHY synchronization)、代表与包括下行链路脉冲轮廓(profile)的下行链路信道描述符(DCD)消息的配置中的改变对应的计数的DCD计数(DCD count)、代表BS标识符的基站ID(Base StationID)、和跟随在基站ID后面的代表元素数目的DL_MAP元素的数目n(Numberof DL_MAP Element n)。尽管图4中没有示出，但是DL_MAP消息包括与分派给OFDMA通信系统中的每一测距的测距码有关的信息。特别是，在MSS300检测与构成下行链路帧的下行链路脉冲有关的信息时，可使用DL_MAP消息。所以，MSS可通过标识下行链路帧中的下行链路脉冲，而接收脉冲中的数据(即数据帧)。
UL_MAP消息具有表5所示的消息格式。
表5
  语法   尺寸   标注
  UL_MAP_Message_Format(){
  Management Message Type＝3   8比特
  Uplink Channel ID   8比特
  UCD Count   8比特
  Number of UL_MAP Element n   16比特
  Allocation Start Time   32比特
  Begin PHY Specific section{   见可应用PHY部分
  for(i＝1；i＜＝n；i++)   对于每一UL_MAP元素1到n
  UL_MAP_Information_Element()   可变   见对应的PHY规范
  }
  }
  }
如表5中的n所示，UL_MAP消息包括多个IE，例如代表当前发送的消息类型的管理消息类型、代表上行链路信道标识符的上行链路信道ID(UplinkChannel ID)、代表与包括上行链路脉冲轮廓的上行链路信道描述符(UCD)消息的配置中的改变对应的计数的UCD计数(UCD count)、和跟随在UCD计数后面的代表元素数目的UL_MAP元素的数目n(Number of UL_MAPElement n)。这里，仅在媒体访问控制(MAC)-子层中分配上行链路信道ID。
其间，在获取了MSS 300和服务BS 320之间的同步之后，即在标识了用于实际数据发送/接收的位置和下行链路/上行链路控制信息之后，MSS 300发送测距请求(RNG_REQ)消息到服务BS 320(步骤315)。一旦接收到RNG_REQ消息，服务BS 320就向MSS 300发送测距响应(RNG_RSP)消息，其包括用于更新测距的频率、时间、和发送功率的信息(步骤317)。
其后，测距可被分类为初始测距和维持测距，即周期性测距和带宽请求测距。在通过上行链路发送数据之前，MSS可通过测距调整发送功率，并更新定时偏移和频率偏移。
首先，将描述初始测距。
初始测距是MSS为了获取BS和MSS之间的同步、匹配BS和MSS之间的时间偏移、并调整发送功率而执行的测距。也就是说，在MSS通电之后，MSS接收包括DL_MAP消息和UL_MAP消息的消息，并获取BS和MSS之间的同步。所以，MSS为了调整BS和MSS之间的时间偏移和发送功率，而执行初始测距。
其次，将描述周期性测距。
周期性测距是为了在通过初始测距调整了BS和MSS之间的时间偏移和发送功率之后调整BS和MSS之间的信道条件等、而由MSS周期性执行的测距。
第三，将描述带宽请求测距。
带宽请求测距是为了在通过初始测距调整了BS和MSS之间的时间偏移和发送功率之后请求分派实际通信必须的带宽、而由MSS执行的测距。
由于如上所述IEEE 802.16e通信系统反映MSS的移动性，所以MSS执行的周期性测距在确保BS和MSS之间的可靠通信中起到了重要的作用。周期性测距是为了使得MSS能够与BS可靠通信、而必须的测量和更新参数的操作。所以，BS必须分派上行链路资源，使得MSS可执行周期性测距，即使得MSS可发送测距请求消息到BS。换言之，BS必须分派上行链路资源到MSS用于MSS的周期性测距，并通过UL_MAP消息而向MSS报告该上行链路资源分派信息。然后，MSS通过所分派的上行链路资源而发送测距请求消息到BS，并开始执行BS和MSS之间的周期性测距。响应于来自MSS的测距请求消息，BS更新发送功率、定时偏移、和频率偏移，并然后向MSS发送作为对测距请求消息作出应答的消息的测距响应消息。然后，周期性测距完成。
然而，在当前IEEE 802.16e通信系统中，已提出了测距操作(特别是周期性测距操作)，其独立于睡眠模式操作，并与睡眠模式操作没有一点关系。换言之，为了与BS执行可靠的通信，即使睡眠模式中的MSS也必须执行周期性测距。然而，睡眠模式中的MSS根本不能接收到来自BS的任何消息，并由此MSS不可能接收到为周期性测距分派的资源。所以，睡眠模式中的MSS的周期性测距方案成为必要。
发明内容
因此，为了解决现有技术中存在的上述问题，已作出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种用于在宽带无线接入通信系统的睡眠模式中执行周期性测距的系统和方法。
为了实现该目的，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：当基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距；和移动订户站在收听间隔中接收来自基站的报告，从睡眠模式变换为觉醒模式，并在特定时间点执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：当基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距；和移动订户站在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，并执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：当基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距并然后接收控制信息时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距并接收控制信息；和移动订户站在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，执行周期性测距，并接收该控制信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：检测睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距；和在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在该睡眠间隔中执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：检测睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距；和在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后、执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：检测睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距，并然后接收来自基站的控制信息；和在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后，执行周期性测距，并然后接收该控制信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：在睡眠间隔之前的收听间隔中接收以下报告：必须和基站一起在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该方法包括步骤：在睡眠间隔之前的收听间隔中接收以下报告：必须和基站一起在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距并然后接收控制信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该系统包括：基站，用于当该基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距；和移动订户站，用于在收听间隔中接收来自基站的报告，从睡眠模式变换为觉醒模式，并在特定时间点和基站一起执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该系统包括：基站，用于当该基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距；和移动订户站，用于在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，并和基站一起执行周期性测距。
根据本发明的另一方面，提供了一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据。该系统包括：基站，用于当该基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距并然后接收控制信息时，在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距并然后接收该控制信息；和移动订户站，用于在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，和基站一起执行周期性测距，并然后接收该控制信息。
附图说明
通过结合附图给出的以下详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和优点将更明显，其中：
图1是示意性图示了传统IEEE 802.16e通信系统的结构的方框图；
图2示意性图示了传统IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式操作；
图3是示意性图示了传统IEEE 802.16e通信系统的测距处理的流程图；
图4是图示了根据本发明第一实施例的IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距方案的示意图；
图5是图示了根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距的示意图；
图6A和6B是图示了根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统中的MSS的操作处理的流程图；和
图7A和7B是图示了根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统中的BS的操作处理的流程图。
具体实施方式
下面，将参考附图描述本发明的优选实施例。在以下描述中，当可能使得本发明的主题不清楚的时候，将省略对这里并入的已知功能和配置的详细描述。
本发明提出了在作为宽带无线接入(BWA)通信系统的IEEE 802.16e通信系统中的睡眠模式中的MSS的周期性测距方案。也就是说，本发明提出了甚至向睡眠模式中的MSS分派用于周期性测距的上行链路资源的方案，由此使得MSS能够执行周期性测距并执行可靠的通信。IEEE 802.16e通信系统是采用正交频分多址(OFDMA)方案的BWA通信系统，其中通过多个副载波来发送物理信道信号从而实现高速数据传输，并且采用多小区结构来支持MSS的移动性。尽管本发明采用了IEEE 802.16e通信系统作为其实施例，但是不用说，本发明可应用到支持睡眠模式操作和周期性测距操作的任何通信系统。
第一实施例
本发明的第一实施例提出了一种睡眠模式中的MSS的周期性测距方案，其采用利用IEEE 802.16e通信系统的传统格式的业务指示(TRF_IND)消息。也就是说，在根据本发明第一实施例的MSS的周期性测距方案中，当控制睡眠模式中的MSS执行周期性测距时，BS将MSS的SLPID比特强制设置为肯定指示，SLPID比特代表在睡眠间隔开始之前的收听间隔期间由BS广播的业务指示消息的SLPID比特映射图中的MSS。
其后，将参考图4描述根据本发明第一实施例的IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距方案。
图4是图示了根据本发明第一实施例的IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距方案的示意图。
由于MSS处于睡眠模式，所以MSS(在反复经历收听间隔和睡眠间隔的同时)接收从BS广播的业务指示消息，并确定是否要从BS发送以MSS作为目标的数据。如上结合现有技术所述，在传统IEEE 802.16e通信系统中，当不存在要以MSS作为目标发送的数据时，代表业务指示消息中包括的睡眠标识符比特映射图中的MSS的睡眠标识符比特被设置为否定指示。然而，根据本发明的第一实施例，如果MSS必须在MSS处于睡眠模式的同时(特别是在睡眠间隔中)执行周期性测距，那么即使当不存在以MSS作为目标的要发送的数据时，代表业务指示消息中包括的睡眠标识符比特映射图中的MSS的睡眠标识符比特也被设置为肯定指示，并在周期性测距开始前的收听间隔期间被发送。
这里，代表MSS的睡眠标识符比特被设置为肯定指示，是为了以下目的：使得MSS能够在周期性测距时接收到来自BS的UL_MAP消息，并即使当不存在MSS必须接收的任何实际数据时，也能识别该上行链路资源分派信息。也就是说，通过发送作为肯定指示的代表MSS的睡眠标识符比特，BS迫使MSS停留在收听间隔中，而不是从收听间隔返回到睡眠间隔。然后，MSS接收该业务指示消息，并被迫从睡眠模式模式变换到觉醒模式，使得MSS可执行BS和MSS之间的周期性测距。
当MSS执行周期性测距的同时，即当MSS发送测距请求(RNG_REQ)消息到BS并然后接收对该RNG_REQ消息作出应答的测距响应(RNG_RSP)消息时，MSS不能变换为睡眠模式。所以，为了变换到睡眠模式，MSS必须接收对该RNG_REQ消息作出应答的RNG_RSP消息或来自BS的主动提供的指令类型的睡眠响应消息。
参考图4，因为MSS可在睡眠模式中工作，所以MSS在收听间隔401中接收从BS广播的TRF_IND消息403。这里，MSS在收听间隔401之后的睡眠间隔405中必须开始与BS的周期性测距407。在周期性测距407的开始，BS在代表TRF_IND消息403中包括的SLPID比特映射图中的MSS的SLPID比特上标记肯定指示，并在收听间隔401中广播所标记的SLPID比特。
一旦接收到TRF_IND消息403，MSS基于TRF_IND消息中的MSS的SLPID比特的肯定指示，而变换到觉醒模式409(并非返回到睡眠间隔405)。在觉醒模式409中，MSS执行BS和MSS之间的周期性测距。
第二实施例
本发明的第二实施例提出了一种睡眠模式中的MSS的周期性测距方案，其采用了利用与IEEE 802.16e通信系统的传统格式不同的格式的TRF_IND消息。
在根据本发明第一实施例的MSS的周期性测距方案中，当睡眠模式中的MSS必须执行周期性测距时，BS在睡眠间隔开始前的收听间隔中发送TRF_IND消息，使得MSS可变换到觉醒模式。然而，如上结合现有技术所述，根据睡眠间隔更新算法的睡眠间隔被设置为相对长的间隔，因为MSS在开始周期性测距前必须保持觉醒模式，所以可能会不必要地消耗功率。所以，本发明的第二实施例提出了表6所示的TRF_IND消息格式，以防止通过为周期性测距保持觉醒模式而引起的不必要的功耗。
表6
  语法   尺寸  标注
  TRF-IND_Message_Format(){
  Management message type＝47   8比特
  Byte of SLPID bit-map
  SLPID bit-map with Padding   可变  2比特被分别分派给MSS作为SLPID字节对准
  NUM_of_MSS_Periodic_Ranging   8比特
  For(i＝0；i＜NUM_of_Periodic_Ranging；i++){
  Frame Offset of Awake for PeriodicRanging   10比特   [帧]
  }
  Padding   可变
  }
如表6所示，本发明第二实施例提出的TRF_IND消息使用SLPID比特映射图代表睡眠模式中的MSS。然而，在本发明第二实施例提出的TRF_IND消息中，与传统IEEE 802.16e通信系统的TRF_IND消息相比，两个SLPID比特被分派给每一MSS，以便标识在收听间隔期间必须由MSS执行的操作。这里，这两个SLPID比特被称为“SLPID比特对”。
其后，将描述表6中所示的TRF_IND消息的信息元素(IE)。
首先，管理消息类型是代表当前发送的消息的类型。例如，当管理消息类型具有值47(Management Message Type＝47)时，它代表TRF_IND消息。Byte of SLPID bit-map代表SLPID比特映射图的字节数。SLPID比特映射图代表睡眠模式中的MSS的SLPID比特对。在每一SLPID比特对的两个比特中，前一比特代表MSS是否必须执行周期性测距(被设置为肯定指示的该比特代表MSS必须执行周期性测距，而被设置为否定指示的该比特代表MSS无需执行周期性测距)，并且下一比特代表以MSS作为目标的数据的存在(或不存在)。这里，和现有技术中一样，SLPID比特映射图可被填充有用于字节对准的伪比特。填充(Padding)暗指伪比特的添加，用于解决可能由具有10比特尺寸的觉醒帧偏移引起的字节对准问题，并且觉醒帧偏移将稍后进行详细描述。MSS的周期性测距数目(NUM_of_MSS_Periodic Ranging)代表在当前收听间隔中当前接收到TRF_IND消息的MSS中的、必须变换到下一睡眠间隔并执行周期性测距的MSS的数目。
觉醒帧偏移(Frame Offset of Awake for Periodic Ranging(用于周期性测距的觉醒帧偏移))代表为了执行周期性测距的其中MSS必须觉醒的睡眠间隔中的帧。这里，觉醒帧偏移具有10比特尺寸，因为其与MSS可停留的最大睡眠间隔(即最大窗口)具有相同的尺寸，并且觉醒帧偏移的值代表从睡眠间隔的起始帧到周期性测距的起始帧(即周期性测距开始的帧)的帧数目。例如，当觉醒帧偏移具有值10时，MSS必须在睡眠间隔的第2帧处变换到觉醒模式，以便开始周期性测距。这里，如果MSS在收听间隔期间接收到代表否定指示的TRF_IND消息，则即使在收听间隔结束之前，MSS也可向回变换到睡眠模式。这种情况下的向睡眠模式的变换没有被包括在该觉醒帧偏移的值中。
其后，将描述SLPID比特对。
首先，SLPID比特对包括代表上述不同信息的2比特。
(2比特)＝(是否执行周期性测距的必要性：是否存在业务)。这里，2比特中的第1比特代表是否执行周期性测距的必要性的信息，而2比特中的第2比特代表是否存在业务的信息。
在SLPID比特对中，前一比特代表MSS是否必须执行周期性测距。当前一比特已被设置为1时，其代表在下一睡眠间隔中必须执行周期性测距。然后，MSS必须读取觉醒帧偏移值并执行对应操作。
在SLPID比特对中，后一比特代表依据前一比特的值的各种含义。具体来说，当前一比特被标记为0时，即当前一比特代表不必在下一睡眠间隔中执行周期性测距时，后一比特与传统IEEE 802.16e通信系统的SLPID比特具有相同的含义。也就是说，当后一比特被标记为1时，这意味着存在以MSS为目标的业务(即存在数据)，则MSS必须变换到觉醒模式。相反，当后一比特被标记为0时，这意味着不存在以MSS为目标的业务，则MSS必须继续停留在睡眠模式中。
然而，当前一比特被标记为1时，即当前一比特代表必须在下一睡眠间隔中执行周期性测距时，标记为0的后一比特代表在完成下一睡眠模式中的周期性测距之后，MSS必须再次变换到睡眠模式；而标记为1的后一比特代表MSS必须保持觉醒模式并接收从BS发送的业务。
在BS和MSS之间的周期性测距之后，当BS具有要附加发送到MSS的媒体访问控制(MAC)管理消息时或者当MSS需要接收BS所广播的的MAC管理消息时，BS在所发送的SLPID比特对的前一比特和后一比特上都标记1。例如，当MSS必须在睡眠间隔期间执行周期性测距、并接收包括通过周期性测距改变的UCD信息的例如上行链路信道描述符(UCD)消息的MAC管理消息时，BS在SLPID比特对上标记11(二进制)并然后发送它。
已接收了包括标记为11的SLPID比特对的TRF_IND消息的MSS必须停留在觉醒模式中，并即使在完成周期性测距后还从BS接收控制信息(即MAC管理消息)。相反，当BS不具有要发送到MSS的控制信息时，BS在SLPID比特对上标记10并发送它。
其后，将描述根据SLPID比特对的值的MSS的操作。
1)在SLPID比特对被标记为00的情况下
因为SLPID比特对的前一比特是0，所以，该情况等同于传统IEEE802.16e通信系统的TRF_IND消息的SLPID比特被标记为否定指示的情况。所以，通过睡眠间隔更新算法，MSS在睡眠间隔期间停留在睡眠模式中。
2)在SLPID比特对被标记为01的情况下
因为SLPID比特对的前一比特是0，所以，该情况等同于传统IEEE802.16e通信系统的TRF_IND消息的SLPID比特被标记为肯定指示的情况。所以，MSS从睡眠模式变换到觉醒模式。
3)在SLPID比特对被标记为10的情况下
因为SLPID比特对的前一比特是1，所以，MSS在通过睡眠间隔更新算法增加的睡眠间隔期间返回到睡眠间隔。然而，MSS必须在睡眠间隔期间执行周期性测距，所以MSS必须在周期性测距所开始的帧处(即，发送由BS为MSS的周期性测距分派上行链路资源(即上行链路脉冲)的UL_MAP消息的帧处)，暂时变换到觉醒模式。所以，MSS必须读取TRF_IND消息的觉醒帧偏移值。
具体来说，MSS读取TRF_IND消息的SLPID比特映射图，并检测各自被分配了其前一比特被标记为1的SLPID比特对的MSS中的MSS自己的序数。也就是说，被分配了标记为10或11的SLPID比特对的每一MSS必须检测其自己在MSS中的序数。例如，如果一共存在M个MSS，其各自被分配前一比特被标记为1的SLPID比特对，则M个MSS中的第K个MSS必然是位于SLPID比特映射图后的一共M个觉醒帧偏移中的第K个觉醒帧偏移。
MSS在与所检测的觉醒帧偏移对应的间隔期间停留在睡眠模式中，并然后在周期性测距中暂时变换到觉醒模式。此外，因为分配给MSS的SLPID比特对的后一比特被标记为0，所以MSS在完成周期性测距之后再次变换到睡眠模式。如果在睡眠间隔结束的时间点之前一直执行周期性测距，则MSS必须在收听间隔期间根据所接收的下一TRF_IND消息工作。
4)在SLPID比特对被标记为11的情况下
在SLPID比特对被标记为11的情况下，MSS的工作几乎与SLPID比特对被标记为10的情况相同。仅有的差别在于：在本情况下，即使完成了周期性测距之后，MSS仍保持觉醒模式。
其后，将参考图5描述根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距。
图5是图示了根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距的示意图。
在描述图5之前，假设位于一个BS控制的区域内的四个MSS在睡眠模式中，并且这四个MSS分别接收包括标记为00、01、10和11(二进制)的SLPID比特对的TRF_IND消息。初始地，这四个MSS接收从BS发送的TRF_IND消息511。
首先，在收听间隔513期间接收到包括标记为01的SLPID比特对的TRF_IND消息的MSS变换到觉醒模式515，因为其工作方式与上述传统IEEE802.16e通信系统的TRF_IND消息的SLPID比特被标记为肯定指示的情况相同。
其次，在收听间隔517期间接收到包括标记为00的SLPID比特对的TRF_IND消息的MSS向回变换到睡眠模式519，因为其工作方式与上述传统IEEE 802.16e通信系统的TRF_IND消息的SLPID比特被标记为否定指示的情况相同。此外，MSS执行连续的睡眠模式操作，并在另一收听间隔521期间接收从BS广播的TRF_IND消息523。
第三，在收听间隔525期间接收到包括标记为10的SLPID比特对的TRF_IND消息511的MSS认识到在收听间隔525之后的睡眠间隔中执行周期性测距的必要性，并通过检测TRF_IND消息511的觉醒帧偏移而执行对应操作。具体来说，因为MSS是在BS的界限内的睡眠模式中的MSS中的、各自被分配了其前一比特被标记为1的SLPID比特对的MSS中的第一MSS，所以该MSS检测TRF_IND消息511中的第一觉醒帧偏移。然后，MSS基于所检测的觉醒帧偏移而计算下一睡眠间隔中MSS必须觉醒的帧，并然后为了开始对应帧中的周期性测距527而变换到觉醒模式529。然而，因为在下一睡眠间隔之后完成周期性测距，所以MSS必须接收从BS发送的TRF_IND消息531。尽管MSS必须根据MSS先前接收的TRF_IND消息511而变换到睡眠模式，但是MSS必须执行与TRF_IND消息511的SLPID比特映射图对应的下一操作，因为MSS已经在该收听间隔533中。
第四，在收听间隔535期间接收到包括标记为11的SLPID比特对的TRF_IND消息511的MSS认识到在收听间隔535之后的睡眠间隔中执行周期性测距的必要性，并通过检测TRF_IND消息511的觉醒帧偏移而执行对应操作。具体来说，因为MSS是在BS的界限内的睡眠模式中的MSS中的、各自被分配了其前一比特被标记为1的SLPID比特对的MSS中的第二MSS，所以该MSS检测TRF_IND消息511中的第二觉醒帧偏移。然后，MSS基于所检测的觉醒帧偏移而计算下一睡眠间隔中MSS必须觉醒的帧，并然后为了开始对应帧中的周期性测距537而变换到觉醒模式539。在完成了周期性测距之后，MSS继续停留在觉醒模式541中，因为SLPID比特对的下一比特被标记为1。
接下来，将参考图6A和6B来描述根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统中的MSS的操作处理。
图6A和6B是图示了根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统中的MSS的操作处理的流程图。
首先，在步骤611，MSS执行睡眠模式操作。在步骤613，MSS检查睡眠间隔是否结束。作为检查结果，当睡眠间隔没有结束时，MSS进行到步骤615。在步骤615，在停留在睡眠间隔中的同时，MSS检查是否已执行了周期性测距。作为检查结果，当推断出MSS还没有在睡眠间隔中执行周期性测距时，即当MSS正在执行传统睡眠模式操作而没有执行周期性测距时，MSS返回到步骤613，以便在睡眠间隔结束之前连续执行睡眠模式操作。相反，作为检查结果，当推断出MSS已经在睡眠间隔中完成了周期性测距时，即在步骤643当MSS已被命令为在完成周期性测距之后返回到睡眠模式的状态下、MSS在睡眠间隔完全过去之前已完成了周期性测距时，MSS前进到步骤645，并防止剩余睡眠间隔期间的功耗。也就是说，在645，MSS变换到睡眠模式并然后终止该处理。
其间，作为步骤613的检查结果，当睡眠间隔结束时，MSS前进到步骤617。在步骤617，MSS检查收听间隔是否结束。作为检查结果，当收听间隔结束时，MSS前进到步骤645。作为步骤617的检查结果，当收听间隔还没有结束时，MSS前进到步骤619。在步骤619，MSS检查是否已接收到来自BS的TRF_IND消息。作为检查结果，如果还没有接收到来自BS的TRF_IND消息，则MSS返回到步骤617。
作为步骤619的检查结果，当已接收到来自BS的TRF_IND消息时，MSS前进到步骤621。在步骤621，MSS检查所接收的TRF_IND消息是否包括指示该MSS的SLPID比特对。作为检查结果，当TRF_IND消息不包括指示该MSS的SLPID比特对时，MSS前进到步骤647。这里，TRF_IND消息不包括指示该MSS的SLPID比特对的事实暗指MSS和BS之间不符合信息同步。在步骤647，MSS变换到觉醒模式并然后终止该处理。
作为步骤621的检查结果，当TRF_IND消息包括指示该MSS的SLPID比特对时，MSS前进到步骤623。在步骤623，MSS检查SLPID比特对是否被标记为00。作为检查结果，当SLPID比特对被标记为00时，MSS前进到步骤645。当SLPID比特对没有被标记为00时，MSS前进到步骤625。在步骤625，MSS检查SLPID比特对是否被标记为01。当SLPID比特对被标记为01时，MSS前进到步骤647。
作为步骤625的检查结果，当SLPID比特对没有被标记为01时，MSS前进到步骤627。在步骤627，MSS检查SLPID比特对是否被标记为10。当SLPID比特对没有被标记为10时，即当SLPID比特对被标记为11时，MSS前进到步骤631。在步骤631，MSS认识到：因为SLPID比特对被标记为11，所以必须在下一睡眠间隔中执行周期性测距，并认识到：因为存在以MSS作为目标的业务，所以MSS在执行了周期性测距之后必须停留在觉醒模式中，然后MSS前进到步骤633。
作为步骤627的检查结果，当SLPID比特对被标记为10时，MSS前进到步骤629。在步骤629，MSS认识到：因为SLPID比特对被标记为10，所以必须在下一睡眠间隔中执行周期性测距，并认识到：因为不存在以MSS作为目标的业务，所以MSS在执行了周期性测距之后必须变换到睡眠模式，然后MSS前进到步骤633。
在步骤633，MSS检测TRF_IND消息中的与MSS对应的觉醒模式偏移。在步骤635，MSS变换到睡眠模式。在步骤637，MSS检查与该觉醒模式偏移对应的时间间隔是否已过去。作为检查结果，当与该觉醒模式偏移对应的时间间隔已过去时，MSS前进到步骤639。在步骤639，MSS执行BS和MSS之间的周期性测距。在步骤641，MSS检查是否已完成了周期性测距。作为检查结果，当已完成了周期性测距时，MSS进行到步骤643。
在步骤643，MSS检查MSS是否必须变换到觉醒模式。这里，可利用TRF_IND消息中包括的SLPID比特对来确定MSS是否必须在执行了周期性测距之后变换到觉醒模式。也就是说，在确定MSS是否必须变换到觉醒模式时，MSS依赖于步骤629或步骤631的检查结果。作为步骤643的检查结果，当MSS并非必须切换到觉醒模式时，MSS返回到步骤613。可替换地，如果MSS必须切换到觉醒模式，则MSS前进到步骤647。
以上参考图6A和6B的描述是针对根据本发明第二实施例的IEEE802.16e通信系统中的MSS的操作处理的。现在，将参考图7A和7B来描述根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统中的BS的操作处理。
图7A和7B是图示了根据本发明第二实施例的IEEE 802.16e通信系统中的BS的操作处理的流程图。
参考图7A和7B，在步骤711，BS设置两比特映射到要分派给对应MSS的SLPID，以便构成包括睡眠模式中的所有MSS必须执行的操作的指令的单一TRF_IND消息，即，以便构成要发送给睡眠模式中的所述所有MSS的单一TRF_IND消息(这里，BS可将来自SLPID的两比特设置1，并且当BS已执行了将来自SLPID的所有SLPID的两比特设置为1时，则完全构成了TRF_IND消息)。在步骤713，BS检查是否已将SLPID分派给对应MSS。当还没有将SLPID分派给对应MSS时，这暗指已使用了SLPID的对应MSS已变换到觉醒模式，并暗指该SLPID现在是将变换到睡眠模式的另一MSS可用的未用SLPID，并暗指这两比特具有无意义的值，从而BS前进到步骤735。在步骤735，BS在TRF_IND消息的SLPID比特映射图中的以对应MSS作为目标的SLPID比特对上标记00，并前进到步骤739。
作为步骤713的检查结果，当已将SLPID分派给对应MSS时，即当存在使用SLPID的MSS时，BS前进到步骤715。在步骤715，BS选择分派该SLPID的对应MSS并前进到步骤717。在步骤717，BS检查所选MSS的睡眠间隔是否结束。作为检查结果，当所选MSS的睡眠间隔还没有结束时，BS前进到步骤735。相反，当所选MSS的睡眠间隔已经结束时，BS前进到步骤719。在步骤719，BS检查是否存在要发送到所选MSS的业务。如果存在要发送到所选MSS的业务，则BS前进到步骤723。在步骤723，BS在TRF_IND消息的SLPID比特映射图中的以所选MSS作为目标的SLPID比特对上标记01，并前进到步骤739。
作为步骤719的检查结果，如果不存在要发送到所选MSS的业务，则BS前进到步骤721。在步骤721，BS检查MSS是否必须在下一睡眠间隔中执行周期性测距。作为检查结果，当MSS不需要在下一睡眠间隔中执行周期性测距时，BS前进到步骤725。在步骤725，BS在TRF_IND消息的SLPID比特映射图中的以所选MSS作为目标的SLPID比特对上标记00，并前进到步骤739。
作为步骤721的检查结果，当MSS必须在下一睡眠间隔中执行周期性测距时，BS前进到步骤727。在步骤727中，BS计算在下一睡眠间隔中的周期性测距的觉醒帧偏移，并在TRF_IND消息的SLPID比特映射图中插入所计算的觉醒帧偏移。在步骤729，BS检查BS是否必须在BS和MSS之间的周期性测距之后发送附加控制信息(即MAC消息)到MSS。当必须发送附加控制消息时，BS前进到步骤731。在步骤731，BS在TRF_IND消息的SLPID比特映射图中的以MSS作为目标的SLPID比特对上标记11，并前进到步骤739。相反，如果不必发送附加控制消息，则BS前进到步骤733。在步骤733，BS在TRF_IND消息的SLPID比特映射图中的以MSS作为目标的SLPID比特对上标记10，并前进到步骤739。
在步骤739，BS检查MSS的SLPID是否具有BS可分派的值中的最大值。当MSS的SLPID不具有最大值时，BS前进到步骤737。在步骤737，BS将SLPID增加1(SLPID＝SLPID+1)，并然后返回到步骤713，以便设置要映射到SLPID的两比特，用于下一MSS的操作。作为步骤739的检查结果，当MSS的SLPID具有最大值时，这暗指不再存在为了另一MSS的操作而设置的比特对，BS前进到步骤741。在步骤741，BS将TRF_IND消息发送到对应MSS并结束该处理。
如上所述本发明可同时支持采用OFDM/OFDMA方案的宽带无线接入通信系统(例如IEEE 802.16e通信系统)的周期性测距以及睡眠模式和觉醒模式操作。此外，本发明支持IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式中的MSS的周期性测距，由此提供具有最小功耗的可靠通信，同时保证向后兼容。结果，本发明可提供具有改进服务质量的通信。
尽管已参考其特定优选实施例而示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在这里进行形式和细节的各种改变。

Claims (24)

1.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
当基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距；和
移动订户站在收听间隔中接收来自基站的报告，从睡眠模式变换为觉醒模式，并在特定时间点执行周期性测距。
2.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
当基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距；和
移动订户站在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，并执行周期性测距。
3.根据权利要求2的方法，还包括移动订户站在执行了周期性测距之后变换到睡眠模式的步骤。
4.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
当基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距并然后接收控制信息时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距并接收控制信息；和
移动订户站在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，执行周期性测距，并接收该控制信息。
5.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
检测睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距；和
在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在该睡眠间隔中执行周期性测距。
6.根据权利要求5的方法，其中向该移动订户站报告的步骤是向该移动订户站传送业务指示消息。
7.根据权利要求6的方法，其中该业务指示消息包括通知肯定指示的移动订户站的睡眠标识符，该肯定指示代表该移动订户站应该保持在收听间隔中。
8.根据权利要求5的方法，还包括以下步骤：在向移动订户站报告该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距之后，和该移动订户站一起在该特定时间点执行周期性测距。
9.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
检测睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距；和
在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后、执行周期性测距。
10.根据权利要求9的方法，还包括以下步骤：在向移动订户站报告该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距之后，在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后，和该移动订户站一起在特定时间点执行周期性测距。
11.根据权利要求9的方法，其中在报告必须执行周期性测距的步骤中，利用移动订户站必须在执行周期性测距之后变换到睡眠模式的信息，来报告执行周期性测距的必要性。
12.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
检测睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距，并然后接收来自基站的控制信息；和
在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后，执行周期性测距，并然后接收该控制信息。
13.根据权利要求12的方法，还包括以下步骤：在向移动订户站报告该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距之后，在预定间隔期间停留在睡眠间隔中，执行周期性测距，并然后将控制信息传送到移动订户站。
14.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
在睡眠间隔之前的收听间隔中接收以下报告：必须和基站一起在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距。
15.根据权利要求14的方法，还包括以下步骤：响应于该报告而和基站一起在特定时间点执行周期性测距。
16.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
在睡眠间隔之前的收听间隔中接收以下报告：必须和基站一起在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距。
17.根据权利要求16的方法，还包括以下步骤：响应于该报告，而在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，并然后执行周期性测距。
18.根据权利要求17的方法，还包括以下步骤：在执行周期性测距之后，变换到睡眠模式。
19.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的方法，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该方法包括步骤：
在睡眠间隔之前的收听间隔中接收以下报告：必须和基站一起在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距并然后接收控制信息。
20.根据权利要求19的方法，还包括以下步骤：
响应于该报告，而在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，并然后执行周期性测距；和
从该基站接收控制信息。
21.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该系统包括：
基站，用于当该基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在睡眠间隔中执行周期性测距；和
移动订户站，用于在收听间隔中接收来自基站的报告，从睡眠模式变换为觉醒模式，并在特定时间点和基站一起执行周期性测距。
22.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该系统包括：
基站，用于当该基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距时，基站在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距；和
移动订户站，用于在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，并和基站一起执行周期性测距。
23.根据权利要求22的系统，其中该移动订户站在执行周期性测距之后变换到睡眠模式。
24.一种在具有觉醒模式和睡眠模式的宽带无线接入通信系统中执行周期性测距的系统，在该觉醒模式中，存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，而在该睡眠模式中，不存在要在移动订户站和基站之间传送的数据，该睡眠模式具有睡眠间隔和收听间隔，该移动订户站能够在收听间隔中接收数据并不能够在睡眠间隔中接收数据，该系统包括：
基站，用于当该基站检测到睡眠模式中的移动订户站必须在睡眠间隔中的特定时间点执行周期性测距并然后接收控制信息时，在睡眠间隔之前的收听间隔中向该移动订户站报告：该移动订户站必须在从该睡眠间隔的开始点起的预定间隔期间停留在睡眠间隔中之后执行周期性测距并然后接收该控制信息；和
移动订户站，用于在收听间隔中接收来自基站的报告，在该预定间隔期间停留在睡眠间隔中，从睡眠模式变换为觉醒模式，和基站一起执行周期性测距，并然后接收该控制信息。
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