CN101965694B

CN101965694B - 用于识别连接的方法、移动台及基站

Info

Publication number: CN101965694B
Application number: CN200880123832.5A
Authority: CN
Inventors: 王栋耀; 沈钢; 金珊
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2028-01-04
Also published as: WO2009086691A1; JP2011509578A; KR101428502B1; EP2230780A1; US20110038312A1; CN101965694A; US8837356B2; KR20100101167A; EP2230780A4

Abstract

一种用于识别移动台和基站之间的连接的方法。该方法包括步骤：在移动台进入基站的覆盖区域时，给移动台分配MS ID；以及在基站和移动台之间建立连接时，给连接分配Connection ID。

Description

用于识别连接的方法、移动台及基站

技术领域

本发明涉及一种无线通信，更具体地涉及一种用于识别面向连接的MAC中的连接、移动台及基站。

背景技术

随着对宽带无线通信的需求日益增长，由国际电信同盟的无线电通信部门(ITU-R)所主导的IMT-Advanced已经引起了全世界的研究人员和公司的越来越多的兴趣。标准IEEE 802.16m旨在被考虑成为IMT-Advanced演进过程中的候选。因此，IEEE 802.16m应满足IMT-Advanced的性能需求，诸如较高的峰值速率、较低的系统开销以及QoS和无线资源管理(RRM)。

由于IEEE 802.16m处于标准化的初始阶段，因此尚未定义所有的技术方案。如IEEE 802.16d/e中所证实的，面向连接的MAC是支持QoS等级，使能业务、应用和协议需求与无线电接入网(RAN)和无线特性的最优匹配的不错选择。然而，应当在不损耗整体性能并保证对系统特征的适当支持的情况下尽量切实可行地减小针对所有应用的开销。

在IEEE 802.16d/e的标准中，使用被称为CID的16位值来识别基站(BS)和订户站(SS)的媒体访问控制层(MAC)中的连接。CID地址空间在UL与DL之间共用(即，共享)，并在不同类型的连接之中划分。应该将所有传输的数据块封装成MAC PDU的形式。如图1所示，MAC报头包含适用于将那些数据映射到连接的16位CID字段。此外，基站也可以使用CID来给MS或连接分配无线资源。

然而，IEEE 802.16D/E中所建议的方案具有如下缺点。由CID所引入的MACPDU的开销并不是最小的，并且由于高频使用将浪费过多无线资源。

此外，BS应保证CID值在一个小区或扇区中是唯一的，这将使一些控制机制在某些情况下变得更为复杂。例如，在一个MS执行从源BS到目标BS的切换操作时，如果MS中存在有效连接，则目标BS应针对所有这些连接重新分配新的CID值。这将再次增大控制信令的开销。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于识别面向连接MAC中的连接、以及一种能够灵活并有效地识别面向连接MAC中的连接以减小系统开销的移动台和基站。

在本发明的一个方面，提供了一种用于识别基站和移动站之间的连接的方法，该方法包括步骤：在移动台进入基站的覆盖区域时，给移动台分配MS ID；以及在基站和移动台之间建立连接时，给连接分配Connection ID。

在本发明的另一方面，提供了一种用于识别基站和移动站之间的连接的基站，该基站包括：第一分配装置，用于在移动台进入基站的覆盖区域时给移动台分配MS ID；以及第二分配装置，用于在基站和移动台之间建立连接时给连接分配Connection ID。

在本发明的又一方面，提供了一种由分配自基站的MS ID所识别的移动台，该移动台包括接收装置，该接收装置用于接收包括Connection ID的消息并基于该Connection ID建立与基站的连接。

利用所建议的方案，由于使用短的Connection ID代替802.16e(尤其是针对VoIP业务)中的16位CID，因此可以减少数据开销。

此外，由于Connection ID的可调位长，元组<MS ID，Connection ID>保持由CID所引入的开销最小。具有较少连接的订户站可以使用较短长度的Connection ID，而具有大量连接的订户站可以使用较长长度的Connection ID。

所建议的方案可以简化RRM(无线资源管理)机制的设计。在切换过程中，可以保留旧的Connection ID，并将其用于新的服务BS。不再需要切换控制消息来更新CID，从而减小了控制信令的开销。

附图说明

现在将参考附图，仅作为示例地描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据IEEE 802.16d/e的通用MAC报头格式；

图2示出了本发明的实施例的CID的元组；

图3示出了根据本发明的实施例的基站的示例性方框图；

图4示出了根据本发明的实施例的移动台的示例性方框图；

图5示出了根据本发明的实施例的给移动台分配MS ID的过程；

图6示出了根据本发明的实施例的扩展Connection ID的过程；

图7是示出了根据本发明的实施例的如何基于MS ID来分配下行链路资源的示意图；

图8是示出了根据本发明的实施例的如何基于MS ID来分配上行链路资源的示意图；

图9是示出了根据本发明的实施例的基本连接和主要管理连接的预分配的Connection ID的示意性表格；

图10示出了根据本发明的实施例的切换过程；以及

图11示出了根据本发明的实施例对MS ID的示例性使用。

具体实施方式

在下文中，将就附图描述本发明的特定实施例。

根据本发明的实施例，在移动台进入无线网络时，给移动台分配m位的MSID，以及在建立连接时，给连接分配n位的Connection ID，其中m和n是整数。MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的，而Connection ID在移动台的区域内是唯一的。

图2示出了根据本发明的实施例的CID的元组。如图2所示，元组<MS ID，Connection ID>用于唯一地识别一个小区或扇区中的连接，其中定义m位的MS ID来识别移动站，而n位的Connection ID用于识别连接。因此，MS ID和ConnectionID的组合可以表示在小区或扇区的区域内唯一的一个连接。

图3示出了根据本发明的实施例的基站的示例性方框图。如图3所示，根据本发明的实施例的基站包括MS ID分配模块111、RNG-RSP消息产生模块112、MS ID列表113、Connection ID分配模块114、第一Connection ID列表115、第一连接建立模块116、第一ID长度更新模块117、ID长度更新消息产生模块118、关联模块119、资源分配模块120、第一资源分配寄存器模块121、映射图产生模块122、第一MAC PDU组装模块123、第一资源匹配模块124、第一Connection ID提取模块125、第一SDU提取模块126、连接队列匹配模块127、以及数据存储/解析模块128。

假设基站能够支持最大255个有效终端设备，例如移动台。因此，可以给MS ID分配8位。如图5所示，在上电和同步之后，在步骤110处，MS将向BS发送测距消息(例如RNG-REQ)。MS ID分配模块111产生当前不使用的8位MS ID，并将此MS ID记录在第一MS ID列表113中。然后，RNG-REQ消息产生模块112使用产生的MS ID产生诸如RNG-RSP之类的消息。在步骤111处，通过第一MACPDU组装模块123将RNG-RSP消息与诸如MAC报头和校验位之类的其它信息组装到一起，并发送到MS。

在建立与MS的连接时，基站中的Connection ID分配模块114基于ConnectionID的长度产生在MS的区域中唯一的Connection ID。第一连接建立模块116产生DSx信令，用以与MS相互作用。根据本发明的实施例，该信令包括由ConnectionID分配模块114所产生的Connection ID。然后，通过添加MAC报头和校验位将该信令组装成MAC PDU，并将其发送到MS。

另一方面，将由Connection ID分配模块114所产生的Connection ID记录到第一Connection ID列表115中。

如图6所示，可以将针对移动台的Connection ID的长度初始化为4位，其指示最大可以支持包括管理连接的16个连接。在建立连接时，BS的Connection ID分配模块114将为该连接分配4位的Connection ID。

根据本发明的实施例，可以任意改变Connection ID的长度。如上所述，该4位的Connection ID在MS的区域中是唯一的，并且只能支持16个有效连接。如图6所示，如果单个MS中存在多于16个有效连接，则基站能够扩大Connection ID的长度。例如，在步骤S210处，出现了关于建立连接的新请求，并且当前ConnectionID空间不足。在这种情况下，如图6所示，第一ID长度更新模块117可以通过向MS发送Connection ID长度更新消息来扩展Connection ID空间。换言之，ID长度更新消息产生模块118产生包括新的Connection ID长度的Connection ID更新消息，然后通过第一MAC PDU组装模块123对其进行组装，并将其发送到MS。在步骤212处，MS将向BS响应ACK消息。

如果Connection ID需要从4位变到8位，在步骤213处，第一ID长度更新模块117可以给MS ID列表113中的旧的Connection ID添加4位，并将这些位设置为“0”。因此，将Connection ID从16扩展到256。然后，在步骤214处，BS将分配8位的Connection ID来建立与MS的新连接。最后，当前有效的连接数目从16变成17。

此外，关联模块119用于保持MS IS、Connection ID和实际连接队列之间的关系。通常，一个MS ID对应于多个Connection ID，而组合<MS ID Connection ID>对应于一个连接。因此，可以使用MS ID和Connection ID来匹配连接队列。

通过使用MS ID列表113、第一Connection ID列表115以及关联模块119，基站可以保持其所有从属MS中的所有m位MS ID和n位Connection ID及其对应关系。

如图3所示，资源分配模块120包括用于为上行链路分配资源的上行链路资源分配模块以及用于为下行链路分配资源的下行链路资源分配模块。映射图产生模块122包括：上行链路映射图产生模块，用于基于资源分配结果产生针对上行链路的上行链路映射图；以及下行链路映射图产生模块，用于基于资源分配结果产生针对下行链路的下行链路映射图。如果给MS分配了一个资源块，则将使用各个MS ID来描述该资源块。资源分配寄存器模块121记录分配给MS的资源。

然后，通过MAC PDU组装模块123将该上行链路映射图和下行链路映射图组装到MAC PDU，然后以由资源分配寄存器模块121所确定的时间频率资源来发送MAC PDU。

对于下行链路，如图7所示，BS的资源分配模块120将首先基于MS ID来给MS分配带宽。映射图产生模块122可以产生相应的DL MAP。例如，DL MAP用于描述所分配的资源块，并且由MS ID所识别的每个DL_MAP_IE指向一个特定资源块，即一个突发。

对于上行链路，如图8所示，BS的资源分配模块120也首先基于MS ID来给MS分配带宽。映射图产生模块122可以产生相应的UL MAP。例如，UL MAP用于分配资源块，由MS ID所识别的每个UL_MAP_IE指向一个特定资源块，即一个突发。

在接收到MAC PAU时，BS可以检测MAC PAU的传输位置(时间频率块)，第一资源匹配模块124可以确定该资源块应属于哪个MS ID，从而可以确定针对MS的MS ID。

另一方面，第一Connection ID提取模块125可以从MAC PAU的报头中提取Connection ID，并且第一SDU提取模块126可以从MAC PAU中提取SDU，以输出所提取的SDU。

连接队列匹配模块127可以基于通过关联模块119所关联的来确定所输入的MACPDU属于哪个连接。然后，数据存储/解析模块128将SDU的数据保存到所匹配的连接队列中。如果该数据是信令消息，则数据存储/解析模块128对该信令进行解析，并对其作出响应。

图4示出了根据本发明的实施例的移动台的示例性方框图。如图4所示，根据本发明的实施例的移动台(MS)包括第二Connection ID提取模块214、第二SDU提取模块215、SDU解析模块216、第二资源匹配模块213、第二资源分配寄存器模块212、映射图解析模块211、第二连接建立模块217、第二ID长度更新模块218、第二Connection ID列表219、以及第二MAC PDU组装模块220。

如上所述，在输入MAC PDU时，第二Connection ID提取模块214从MACPDU的报头中提取出Connection ID，而第二SDU提取模块215从MAC PDU中提取出SDU。

然后，SDU解析模块216可以根据该Connection ID确定SDU的类型。换言之，该SDU可以是数据或信令。如果SDU的类型是DL/UL-MAP，则将所提取的SDU发送至映射图解析模块211，其中对DL/UL-MAP进行解析以获得关于上行链路/下行链路资源块的位置信息，并将其存储进第二资源分配寄存器模块212。类似地，第二资源分配寄存器模块212可以基于所分配的时间频率资源确定何时发送或接收数据。

此外，MS的第二资源匹配模块213只允许输入与资源块相匹配的MACPDU。换言之，第二资源匹配模块213可以确定MS何时能够接收MAC PDU。

另一方面，如果SDU的类型是连接建立消息，该SDU解析模块216将此消息发送到连接建立装置217。如果SDU的类型是连接长度更新消息，则SDU解析模块216将其发送到第二ID长度更新模块218。

因此，在接收并解析了DL_MAP之后，每个MS将知道其分配资源块在何处，并在未来接收该资源块所携带的数据分组。

此外，在接收并解析了UL_MAP之后，每个MS将知道其上行链路所分配的资源块在何处，并使用附在那些分配资源块中的Connection ID来发送MAC PDU。另一方面，在BS接收到这些MAC PDU时，BS可以知道哪个MS发送了这些MACPDU。其后，BS可以根据附在MAC PDU中的Connection ID将这些数据分组与连接相匹配。

第二连接建立模块217可以根据连接建立消息建立连接，并产生响应消息，以确认MS已经接收到了连接建立请求。

如果ID长度更新消息示出了需要从4位变成8位的连接ID，则第二ID长度更新模块218可以给第二Connection ID列表219中的旧的Connection ID添加4位，并将这些位设置为“0”，然后将所更新的Connection ID存储在第二Connection ID列表219中。

第二Connection ID列表219可以将响应消息或其它SDU数据与诸如报头和校验位之类的附加消息一起组装到MAC PDU中。

图9是示出了根据本发明的实施例的基本连接和主要管理连接的预分配的Connection ID的示意性表格。在网络接入过程中，BS不必向给MS分配基本CID和主要管理CID。可以预先给基本连接和主要管理连接分配一些特定ConnectionID。在MS完成了DL/UL同步和RNG-REQ/RSP过程之后，BS和MS将使用保留的0x01和0x02Connection ID来初始化双向的基本连接和主要管理连接。

图10示出了根据本发明的实施例的切换过程。如图9所示，如果确定了MS执行从源BS到目标BS的切换操作，则执行以下步骤。

在步骤310处，在切换之前，MS基于在源BS的区域内有效的旧的MS ID从/自BS接收/发送数据分组。

在步骤311处，在MS决定初始化且华操作之后，将通过空中接口向源BS发送MOB-MSHO_REQ消息，以请求切换到另一BS。

在步骤312处，在接收到MOB-MSHO_REQ消息时，BS将从候选中选择一个BS作为目标BS，并通过发送包括用于此MS的Connection ID的信息的HO请求消息来与目标BS进行协商。

在步骤313处，目标BS将保存用于切换MS的Connection ID的信息，并分配新的MSID。通过HO响应消息将新分配的MS ID发送到源BS。

在步骤314处，在获得新MS ID之后，源MS将使用MOB-MSHO_RSP消息来响应MS，并向MS通知新的MS ID。

在步骤315处，MS将MOB-MSHO-IND发送到源BS，以开始切换操作。

在步骤316处，在完成切换之后，MS将基于新分配的MS ID和旧的Connection ID来与目标BS进行通信。

应注意的是，实际上为了一些特定目的可以预先确定一些MS ID。图11示出了根据本发明的实施例对MS ID的示例性使用(以10位的MS ID和6位的Connection ID为例)。例如，可以使用具有0值的MS ID来分配一个在其中MS可以执行测距操作的初始测距区域。此外，可以使用具有最大值的MS ID(10位的MS ID中的0x3FF)来分配一个广播区域，该广播区域将携带要传递到多个MS的广播信息。对于不同的MS ID等级，可以允许不同的Connection ID集合。

换言之，MS ID为预定对象或应用所特有。例如，所述预定对象包括不同的多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。所述预定应用包括初始测距和广播之一。

此外，由于Connection ID的可调位长，元组<MS ID，Connection ID>可以在保持开销最小的同时灵活地支持不同数目的连接。。

此外，所建议的方案可以简化RRM(无线资源管理)机制的设计。在网络接入过程中，可以将所保留的Connection ID用于基本连接和主要管理连接。在切换过程中，可以保留旧的Connection ID，并将其用于新的服务BS。不再需要切换控制消息来更新CID，从而减小了控制信令的开销。

尽管已经参考本发明的示例性实施例具体说明并描述了本发明，本发明不局限于这些实施例，本领域的技术人员将理解，在不背离权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行在形式以及细节上进行各种改变。

Claims

1.一种用于在面向连接的MAC中使用元组<MS ID，Connection ID>唯一地在小区或扇区的区域内识别移动台和基站之间的连接的方法，包括步骤：

在移动台进入基站的覆盖区域时，给移动台分配MS ID，所述MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的；以及

在基站和移动台之间建立连接时，给连接分配Connection ID，所述Connection ID在移动台的区域内是唯一的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中MS ID表示为m位，Connection ID表示为n位，其中m和n是整数。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括给所述Connection ID添加至少一个位的步骤。

4.根据权利要求2所述的方法，其中针对特定移动台的Connection ID具有相同的长度。

5.根据权利要求2所述的方法，其中针对信令连接保留Connection ID集合。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述MS ID为预定对象或应用所特有。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定对象包括不同的多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定应用包括初始测距和广播之一。

9.根据权利要求2所述的方法，还包括基于所述MS ID为每个移动台分配无线资源的步骤。

10.根据权利要求2所述的方法，还包括在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域的情况下更新所述MS ID的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域时，保持所述移动台的Connection ID。

12.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述MS ID为每个移动台分配无线资源的步骤包括以下步骤：

基于所述MS ID为下行链路分配至少一个资源块；以及

基于所述MS ID为上行链路分配至少一个资源块。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在发送资源块时，所述资源块充满了MAC PDU，所述MAC PDU的报头包含具有n位使用Connection ID的字段。

14.一种用于在面向连接的MAC中使用元组<MS ID，Connection ID>唯一地在小区或扇区的区域内识别移动台和基站之间的连接的基站，包括：

第一分配装置，用于在所述移动台进入所述基站的覆盖区域时给所述移动台分配MSID，所述MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的；以及

第二分配装置，用于在所述基站和所述移动台之间建立连接时给所述连接分配Connection ID，所述Connection ID在移动台的区域内是唯一的。

15.根据权利要求14所述的基站，其中MS ID表示为m位，Connection ID表示为n位，其中m和n是整数。

16.根据权利要求15所述的基站，还包括给所述Connection ID添加至少一个位的装置。

17.根据权利要求15所述的基站，其中针对所述移动台的Connection ID具有相同的长度。

18.根据权利要求15所述的基站，其中针对信令连接保留Connection ID集合。

19.根据权利要求15所述的基站，其中所述MS ID为预定对象或应用所特有。

20.根据权利要求19所述的基站，其中所述预定对象包括不同多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。

21.根据权利要求19所述的基站，其中所述预定应用包括初始测距和广播之一。

22.根据权利要求15所述的基站，还包括用于基于所述MS ID为每个移动台分配无线资源的分配装置。

23.根据权利要求15所述的基站，还包括在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域的情况下更新所述MS ID的装置。

24.根据权利要求23所述的基站，其中在所述移动台从所述基站的覆盖区域移到另一基站的覆盖区域时，保持所述移动台的Connection ID。

25.根据权利要求22所述的基站，其中用于基于所述MS ID为每个移动台分配无线资源的装置包括：

基于所述MS ID为下行链路分配至少一个资源块的装置；以及

基于所述MS ID为上行链路分配至少一个资源块的装置。

26.根据权利要求25所述的基站，其中在发送资源块时，所述资源块充满了MAC PDU，所述MAC PUD的报头包含具有n位使用Connection ID的字段。

27.一种在面向连接的MAC中由分配自基站的元组<MS ID，Connection ID>中的MS ID所识别的移动台，所述MS ID在小区或扇区的区域内是唯一的，所述移动台包括：

接收装置，用于接收包括Connection ID的消息，所述Connection ID在所述移动台的区域内是唯一的；以及

基于所述Connection ID建立与所述基站的连接。

28.根据权利要求27所述的移动台，还包括用于更新Connection ID的长度的更新装置。

29.根据权利要求28所述的移动台，其中所述更新装置布置用于给所述Connection ID添加至少一个位。

30.根据权利要求28所述的移动台，其中针对所述移动台的Connection ID具有相同的长度。

31.根据权利要求28所述的移动台，其中针对信令连接保留Connection ID集合。

32.根据权利要求28所述的移动台，其中所述MS ID为所述移动台所特有。

33.根据权利要求27所述的移动台，其中所述MS ID为预定对象或应用所特有。

34.根据权利要求33所述的移动台，其中所述预定对象包括不同的多播组、正常的订户站组、空闲的订户站组、以及睡眠的订户站组。

35.根据权利要求33所述的移动台，其中所述预定应用包括初始测距和广播之一。