專利名稱：用于寬帶無線接入通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及一種分配安全信道和對分配安全信道執(zhí)行切換的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
人們正在積極地從事對下一代通信系統(tǒng)，即所謂的第四代(4G)通信系統(tǒng)的研究，從而為用戶提供數(shù)據(jù)速率大約為100Mbps的各種服務(wù)質(zhì)量(QoS)。通常，目前的第三代(3G)通信系統(tǒng)在相對較差信道條件的室外信道環(huán)境下支持的數(shù)據(jù)速率大約為384Kbps，而在相對較好信道條件的絕大多數(shù)室內(nèi)信道環(huán)境下支持的數(shù)據(jù)速率大約為2Mbps。
無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)和無線城域網(wǎng)(WAN)通常支持的數(shù)據(jù)速率為20至50Mbps。目前，4G通信系統(tǒng)正在被積極開發(fā)以能建立一種新的通信系統(tǒng)，從而能夠支持無線LAN和WAN系統(tǒng)中的移動性和QoS，這兩種系統(tǒng)能夠保證相對較高的數(shù)據(jù)速率。
特別是，電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.16通信系統(tǒng)是使用一種正交頻分多路復(fù)用(OFDM)方案和一種正交頻分多路存取(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)，從而支持無線MAN中對物理信道的寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)。
IEEE802.16通信系統(tǒng)是一種使用OFDMA方案的BWA通信系統(tǒng)。IEEE802.16通信系統(tǒng)，是一種使用OFDMA方案的無線MAN系統(tǒng)，它使用若干副載波傳輸物理信道信號，以此能夠高速傳輸數(shù)據(jù)。
圖1表示通用的BWA通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。參考圖1，BWA通信系統(tǒng)具有多小區(qū)幾何圖形，即，具有小區(qū)100和小區(qū)150，并包括管理小區(qū)100的基站(BS)110、管理小區(qū)150的BS140和多個移動站(MS)111，113，130，151和153。基站110和140與MS111，113，130，151和153之間的信號交換是使用OFDM/OFDMA方案實(shí)現(xiàn)的。在MS111，113，130，151和153中，MS130位于小區(qū)100和小區(qū)150的邊緣區(qū)，即，切換區(qū)。為了支持MS130的移動性，必須支持MS130的切換。
圖2表示通用的BWA通信系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)圖。參考圖2，水平軸245表示OFDMA碼元(symbol)數(shù)，垂直軸247表示副信道數(shù)。如圖2所示，一個OFDMA幀包括多個，例如，13個OFDMA碼元。此外，一個OFDMA碼元包括多個副信道，例如，(L+1)個副信道。BWA通信系統(tǒng)旨在通過分散在此使用的所有副載波，特別是全頻帶上的數(shù)據(jù)副載波，獲取頻率分集增益。BWA通信系統(tǒng)執(zhí)行測距操作以能調(diào)節(jié)傳輸/接收期間的時間偏移和頻率偏移，并調(diào)節(jié)傳輸功率。
在BWA通信系統(tǒng)中，對傳輸/接收過渡間隙(TTG)251要形成從下行鏈線路到上行鏈線路的過渡，對接收/傳輸過渡間隙(RTG)255要形成從上行鏈線路到下行鏈線路的過渡，在TTG251和RTG255之后，單獨(dú)的前同步碼字段211，231，233和235要進(jìn)行分配以獲取發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的同步。
在IEEE802.16d通信系統(tǒng)的前同步碼結(jié)構(gòu)中，下行鏈線路(DL)幀249包括前同步碼字段211、幀控制首標(biāo)(FCH)字段213、DL-MAP字段215、UL-MAP字段217和219，和DL色同步信號(burst)字段，即，DL色同步信號#1字段223、DL色同步信號#2字段225、DL色同步信號#3字段221、DL色同步信號#4字段227和DL色同步信號#5字段229。
前同步碼字段221傳輸同步信號，即，前同步信號序列，以獲取發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的同步。包括兩個副信道的FCH字段213傳輸有關(guān)副信道、測距和調(diào)制方案等的基本信息。DL-MAP字段215傳輸DL-MAP消息，而UL-MAP字段217和219傳輸U(kuò)L-MAP消息。
在多小區(qū)寬帶OFDMA通信系統(tǒng)中，位于相鄰小區(qū)中的MS使用相同的頻帶進(jìn)行通信。因此，如果MS位于小區(qū)邊界，則在不同小區(qū)中使用的相同副信道相互之間可能會產(chǎn)生相當(dāng)大的干擾。因此，位于小區(qū)邊界中的MS被分配一個在相鄰小區(qū)中不被使用的頻帶。分配安全信道以能通過使相鄰小區(qū)的干擾最小化而提高小區(qū)容量，保證位于小區(qū)邊界中的MS的QoS，并使來自相鄰小區(qū)的干擾最小化。
圖3表示在通用BWA通信系統(tǒng)中使用安全信道的幀結(jié)構(gòu)的視圖。在圖3的幀結(jié)構(gòu)中，全副載波頻帶被劃分為多個頻帶，每個頻帶包括多個收集區(qū)(bins)或分割區(qū)(tiles)。每個收集區(qū)或分割區(qū)包括多個副載波。收集區(qū)在一個OFDM碼元中包括連續(xù)的副載波，存在導(dǎo)頻音和數(shù)據(jù)音。分割區(qū)包括連續(xù)的副載波，存在導(dǎo)頻音和數(shù)據(jù)音。
在該幀中，前面三個OFDM碼元分別為測距信道、混合自動重復(fù)請求(H-ARQ)信道和信道質(zhì)量信息(CQI)信道所使用。分配其余的頻帶自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)信道、分集信道和安全信道。因此，包括MAP或控制信息的數(shù)據(jù)在每個幀的首部進(jìn)行分配，和包括副載波及OFDM碼元的數(shù)據(jù)在每個幀的尾部進(jìn)行分配。
在幀首部的頻帶AMC信道在由收集區(qū)組成的頻帶的單元中進(jìn)行分配，和在幀尾部的分集信道在由三個分割區(qū)組成的副信道的單元中進(jìn)行分配，三個分割區(qū)分散在全副載波頻帶上。因?yàn)榕c分集信道相比頻帶AMC信道被分配較寬的頻帶，它們能夠用于通過使用具有高接收質(zhì)量的高編碼效率的調(diào)制技術(shù)以高速傳輸/接收大量的數(shù)據(jù)。
安全信道被分配穿過所有OFDM碼元和一個收集區(qū)的部分。安全信道被分配一個收集區(qū)的所有碼元。在沒有在相鄰小區(qū)，即，其余未分配的頻帶中使用的安全信道中，MS被分配具有在BS中可分配頻帶的安全信道。使用頻帶AMC信道的MS在頻帶單元中分配資源，和使用收集信道的MS在副信道單元中分配資源。使用安全信道的MS分配一個收集區(qū)的所有碼元。所分配的安全信道從相鄰小區(qū)中MS未使用的安全信道中進(jìn)行選擇。
在BWA通信系統(tǒng)中，在與服務(wù)小區(qū)中的BS通信的MS可移動至相鄰小區(qū)區(qū)域中。如果來自相鄰小區(qū)中BS的干擾增大了，MS就分配與此處目前未使用的相鄰小區(qū)的安全信道相對應(yīng)的信道，以便它能夠繼續(xù)與服務(wù)BS進(jìn)行安全通信。在相鄰小區(qū)的安全信道分配給另一個MS時，位于相鄰小區(qū)附近中的MS仍然經(jīng)受來自相鄰小區(qū)中BS的相當(dāng)大的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在BWA通信系統(tǒng)中根據(jù)相鄰小區(qū)的信道分配來分配安全信道的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種在BWA通信系統(tǒng)中為了使已經(jīng)移動至相鄰小區(qū)邊界的移動站(MS)的干擾最小化而分配相鄰小區(qū)的安全信道區(qū)的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種在服務(wù)基站(BS)不能將對應(yīng)于相鄰小區(qū)的安全信道區(qū)的信道區(qū)分配給MS時服務(wù)BS將其自身的安全信道區(qū)分配給MS的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種服務(wù)BS允許MS對具有最高信號接收強(qiáng)度的相鄰BS執(zhí)行切換以將其自身的安全信道區(qū)分配給MS的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種在服務(wù)BS不能將對應(yīng)于相鄰小區(qū)的安全信道區(qū)的信道區(qū)分配給MS時服務(wù)BS將具有第二最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS的安全信道區(qū)分配給MS的系統(tǒng)和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一種方案，提供一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的方法，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和相鄰BSs提供服務(wù)的服務(wù)基站(BS)，該方法包括一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS；和在發(fā)送分配安全信道請求后，一旦接收到表示能夠分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行通過所分配的安全信道的通信。
根據(jù)本發(fā)明的又一種方案，提供一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的方法，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和相鄰BS提供服務(wù)的服務(wù)基站(BS)，該方法包括一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS；和在發(fā)送分配安全信道請求后，一旦接收到表示不能夠分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行從服務(wù)BS到目標(biāo)BS的切換。
根據(jù)本發(fā)明的還一種方案，提供一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和鄰近服務(wù)BS的相鄰BSs提供服務(wù)的服務(wù)基站(BS)，該系統(tǒng)包括服務(wù)BS，它用于一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS，和一旦接收到表示能夠從目標(biāo)BS分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行通過所分配的安全信道的通信；和MS，它用于一旦檢測到接收所分配的安全信道的需求，就將表示MS應(yīng)該被分配安全信道的信息發(fā)送給服務(wù)BS，并從服務(wù)BS接收根據(jù)控制信號所分配的安全信道。
根據(jù)本發(fā)明的另一種方案，提供一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括給移動用戶站(MSS)和相鄰BSs提供服務(wù)的服務(wù)基站(BS)，該系統(tǒng)包括服務(wù)BS，它用于一旦從MSS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS，和一旦接收到表示不能夠從目標(biāo)BS分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行切換到目標(biāo)BS；和MS，它用于一旦檢測到接收安全信道的需求，就將表示MS應(yīng)該被分配安全信道的信息發(fā)送給服務(wù)BS，并根據(jù)從服務(wù)BS接收的控制信號執(zhí)行從服務(wù)BS到目標(biāo)BS的切換以接收所分配的安全信道。


本發(fā)明的上述和其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，通過下面參考附圖的詳細(xì)描述將變得更加明顯，其中圖1表示通用的BWA通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的視圖；圖2表示通用的BWA通信系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)的視圖；圖3表示通用的BWA通信系統(tǒng)中應(yīng)用安全信道的幀結(jié)構(gòu)的視圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中分配安全信道的操作過程的信令圖；圖5表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中通過執(zhí)行切換分配安全信道的操作過程的信令圖；圖6表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的MS操作過程的流程圖；圖7表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的服務(wù)BS操作過程的流程圖；圖8表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的相鄰BS操作過程的流程圖；圖9表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中分配安全信道的操作過程的信令圖；圖10表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的MS操作過程的流程圖；圖11表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的服務(wù)BS操作過程的流程圖；
圖12表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的相鄰BS操作過程的流程圖；圖13表示根據(jù)本發(fā)明又一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中分配安全信道的操作過程的信令圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參考附圖將詳細(xì)地描述本發(fā)明的幾個較佳實(shí)施例。在下面的描述中，為了簡便起見，在此引用的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述已被省略。
本發(fā)明提出一種方案，即在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中移動站(MS)接近相鄰小區(qū)的區(qū)域時，防止當(dāng)前服務(wù)小區(qū)信號質(zhì)量的惡化而使來自相鄰小區(qū)中基站(BS)的干擾強(qiáng)度增加的方案。也就是說，本發(fā)明提出一種將未使用的相鄰小區(qū)信道，即安全信道，分配給MS以降低相鄰小區(qū)干擾的方案。
此外，本發(fā)明還提出一種方案，其中一旦不能分配相鄰小區(qū)的安全信道，服務(wù)BS就允許MS執(zhí)行切換到相鄰小區(qū)，并在相鄰小區(qū)中使用其自身的安全信道。而且，本發(fā)明提出一種方案，用于一旦不能分配具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰小區(qū)的安全信道，就分配與具有第二最高接收信號強(qiáng)度的相鄰小區(qū)安全信道區(qū)相對應(yīng)的信道。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中分配安全信道的操作過程的信令圖。參考圖4，在BWA通信系統(tǒng)中，MS測量從相鄰小區(qū)中接收到的信號強(qiáng)度的變化，并根據(jù)測量的結(jié)果將分配安全信道的請求發(fā)送給它的服務(wù)BS。然后，服務(wù)BS分配該安全信道作為MS和具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰小區(qū)之間的信道。
在步驟412中，在與服務(wù)小區(qū)中的服務(wù)BS450通信時，MS410對其包括服務(wù)BS450、相鄰BS#1460和相鄰BS#2470的相鄰BS執(zhí)行掃描。在步驟414中，如果作為掃描的結(jié)果，從服務(wù)BS和相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度發(fā)生任何變化，MS410就使用“MOB-SCAN-REPORT消息”將掃描結(jié)果傳輸給服務(wù)BS450。MOB-SCAN-REPORT消息的格式如表1所示。
表1


如表1所示，MOB-SCAN-REPORT消息包括多個信息元(IE)，即，表示傳輸消息類型的“管理消息類型”、表示傳輸MOB-SCAN-REPORT消息以將特定事件的發(fā)生報告給服務(wù)BS的“報告模式”，和表示通過MS410對BS的掃描結(jié)果的“N_NEIGHBORS”。N_NEIGHBORS包括表示相鄰BS的ID的相鄰BS-ID和表示從BS接收到的信號強(qiáng)度的BS CINR平均值。N_NEIGHBORS不僅包括相鄰BS而且包括服務(wù)BS。
在步驟416中，一旦接收到MOB-SCAN-REPORT消息，服務(wù)BS450就使用MOB-SCAN-REPORT消息選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS。服務(wù)BS450在將信息請求設(shè)定為‘0’之后發(fā)送“安全信道信息”以能將可分配的安全信道信息的請求發(fā)送給相鄰的BS。如果假定在步驟416中相鄰BS#1460具有最高接收信號強(qiáng)度，那么服務(wù)BS 450就將具有信息請求＝‘0’的安全信道信息的消息發(fā)送給相鄰的BS#1 460。安全信道信息的消息格式如表2所示。
表2

如表2所示，安全信道信息的消息包括多個IE，即，表示一個BS將可分配安全信道信息的請求發(fā)送給另一個BS，或者表示一個BS是否將其自身的安全信道通知給另一個BS的“信息請求”，和表示安全信道信息的“TLV_Safety_channel_info”。在信息請求值設(shè)定為“1”的情況下BS將自身的安全信道通知給另一個BS時使用“TLV_Safety_channel_info”。TLV_Safety_channel_info的格式如表3所示。
表3

如表3所示，TLV_Safety_channel_info包括表示可分配給MS 410的安全信道的OFDMA碼元偏移的“OFDMA碼元偏移”，表示安全信道區(qū)的副信道偏移的“副信道偏移”，表示OFDMA碼元的數(shù)(number)的“No.OFDMAsymbols”和表示副信道數(shù)(number)的“No.subchannels”。
在步驟416中，相鄰BS#1 460從服務(wù)BS450中接收安全信道信息請求。在步驟418中，相鄰BS#1 460將包括表示在其自身安全信道中可分配信道的TLV_Safety_channel_info和信息請求設(shè)定為‘1’的“SafetyCH-info”發(fā)送給服務(wù)BS 450。在步驟420中，一旦接收到具有信息請求＝‘1’的SafetyCH-info，服務(wù)BS 450就確定它是否能夠?qū)赟afetyCH-info中的其自身安全信道分配給MS 410。如果它確定服務(wù)BS 450能夠分配由相鄰的BS#1 460提供的安全信道，則在步驟422中，服務(wù)BS 450就將包括有關(guān)所選擇信道信息的DL-MAP消息發(fā)送給MS 410。DL-MAP消息的格式如表4所示。
表4


如表4所示，DL-MAP消息包括多個IE，即，表示傳輸消息類型的“管理消息類型”，根據(jù)用于同步獲取物理信道的調(diào)制方案和解調(diào)方案設(shè)定的物理(PHY)同步，表示與包括下行鏈線路色同步信號輪廓的下行鏈線路信道描述(DCD)消息的結(jié)構(gòu)變化相對應(yīng)的計數(shù)的“DCD計數(shù)”，表示基站標(biāo)識符的“基站ID”，和表示DL-MAP IE的色同步信號信息的“DL-MAP_IE”。DL-MAP_E的格式如表5所示。
表5


如表5所示，每個DL-MAP_IE包括表示指定記錄DL-MAP IE區(qū)域偏移的信息的下行鏈線路間隔使用代碼(“DIUC”)，根據(jù)分配的每個DL-MAP_IE的連接標(biāo)識符(“CID”)，表示分配給DL色同步信號的碼元資源偏移的“OFDMA碼元偏移”，表示分配給DL色同步信號的副信道資源偏移的“副信道偏移”，表示在功率傳輸過程中功率升高的功率值的“升高”，表示所分配的OFDMA碼元數(shù)(number)的“No.OFDMA Symbols”，表示所分配的副信道數(shù)(number)的“No.副信道”，和表示色同步信號使用的重復(fù)代碼信息的“重復(fù)編碼指示”。
因此，在步驟422中，服務(wù)BS 450將包括存儲所選擇信道信息的DL-MAPIE的“DL-MAP”消息和表示通過DL-MAP IE分配安全信道的DIUC＝‘13’傳輸給MS 410。在步驟424中，服務(wù)BS 450將具有分配標(biāo)記＝‘1’的“SafetyCH-Alloc-Info”消息傳送給相鄰的BS#1 460，表示由相鄰的BS#1460提供的安全信道已經(jīng)分配給MS 410。
在步驟424中，服務(wù)BS 450將表示它是否實(shí)際上已經(jīng)將由相鄰的BS#1 460提供的安全信道分配給MS 410的信息發(fā)送給相鄰的BS#1 460。這個用于確定服務(wù)BS 450是否實(shí)際上已經(jīng)將由相鄰的BS#1 460提供的安全信道已經(jīng)分配給MS 410，因?yàn)樵诜?wù)小區(qū)不能使用由相鄰的BS#1 460提供的信道時，服務(wù)BS 450可選擇其它的可分配信道。換句話說，在服務(wù)小區(qū)中實(shí)際未使用的相鄰BS的安全信道返回至相鄰的BS#1 460，以使相鄰的BS#1 460在確定另一個MS的可分配安全信道時能夠使用這些安全信道。
SafetyCH-Alloc-Info消息可能與DL-MAP消息同用，或者在其之后。SafeyCH-Alloc-Info消息的格式如表6所示。
表6

如表6所示，安全信道分配信息的消息包括多個IE，即，表示所分配安全信道的MS的ID信息的“MS唯一標(biāo)識符”，表示服務(wù)MS是否實(shí)際上已經(jīng)將由相鄰的BS提供的安全信道分配給MS的“分配標(biāo)記”，和表示將安全信道分配給MS的“TLV_Safety_channel_Info”。
MS唯一標(biāo)識符包括將MS執(zhí)行安全信道切換到相鄰MS，并使用服務(wù)BS的安全信道通知給相鄰BS，在MS不能被分配相鄰BS的安全信道時可對MS分配快速測距周期。分配標(biāo)記＝‘1’是指服務(wù)BS將由相鄰的BSs提供的安全信道分配給MS，分配標(biāo)識＝‘0’是指服務(wù)BS將其自身的安全信道分配給MS以使MS能夠在執(zhí)行切換到相鄰的BS后使用安全信道，因?yàn)樗荒軐⒂上噜彽腂Ss提供的安全信道分配給MS。如果分配標(biāo)記值設(shè)定為‘0’，則TLV_Safety_channel_Info包括將分配給MS的服務(wù)BS的安全信道通知給相鄰的BS。TLV_Safety_channel_Info的結(jié)構(gòu)如表3所示。
在步驟426中，一旦接收到通過服務(wù)BS 450傳輸?shù)腄L-MAP消息，MS410就使用DL-MAP IE色同步信號的信道與服務(wù)BS 450通信。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中通過執(zhí)行切換分配安全信道的操作過程的信令圖。參考圖5，在步驟512中，在與服務(wù)小區(qū)中的服務(wù)BS 450通信時，MS 510就掃描其相鄰的BS，它包括服務(wù)BS 550、相鄰的BS#1 560和相鄰的BS#2 570。在步驟514中，如果作為掃描的結(jié)果，來自服務(wù)BS和相鄰的BS的信號強(qiáng)度發(fā)生任何變化，MS 510就使用“MOB_SCAN_REPORT”消息將該掃描結(jié)果傳輸給服務(wù)BS 550。在步驟516中，一旦接收到“MOB_SCAN_REPORT”消息，服務(wù)BS 550就選擇具有最高接收信號強(qiáng)度，即，最好信道條件的相鄰BS，并在將信息_請求設(shè)定為‘0’以請求從相鄰的BS可分配安全信道信息后傳輸“SafetyCH-Info”消息。即，在步驟516中，服務(wù)BS 550將“SafetyCH-Info”消息傳輸給具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#1 560。
在步驟518中，相鄰的BS#1 560將包括表3的TLV_Safety_channel_Info的“SafetyCH-Info”消息傳輸給服務(wù)BS 550，TLV_Safety_channel_Info表示在將信息-請求設(shè)定為‘1’后其自身的安全信道信息。在步驟520中，一旦接收到信息-請求＝‘1’的SafetyCH-Info消息，則服務(wù)BS 550就確定它是否能夠通過包含在SafetyCH-Info消息中的相鄰BS#1 560的安全信道信息將相鄰BS#1 560的其自身安全信道分配給MS 510。如果在步驟512中它確定另一個MS正在使用由相鄰的BS#1 560提供的安全信道，則服務(wù)BS就確定它不能夠分配這些信道給MS 510。在步驟522中，服務(wù)BS 550將移動BS切換請求(“MOB-BSHO-REQ”)消息傳輸給MS 510，由此指令MS 510執(zhí)行切換到相鄰的BS#1 560。MOB-BSHO-REQ消息的格式如表7所示。
表7


如表7所示，MOB-BSHO-REQ消息包括多個IE，即，表示傳輸消息類型的“管理消息類型”，表示服務(wù)BS報答(requit)的切換的“切換模式”，表示由服務(wù)BS選擇的目標(biāo)BS信息的“相鄰BS-ID”，表示暫時連接標(biāo)識符的“暫時CID”，和表示基于哈西(hash-based)消息驗(yàn)證碼(HMAC)字節(jié)組的“HMAC字節(jié)組”。
切換模式表示是否能夠執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)輔助切換或執(zhí)行安全信道切換?！癗_Recommended”表示通過服務(wù)BS選擇作為建議的目標(biāo)BSs的相鄰BS的數(shù)量。而且，“N_Recommended”表示相鄰BS的ID和有關(guān)寬帶的信息及相鄰BS能夠提供給MS的服務(wù)水平。此外，MOB-BSHO-REQ消息包括在切換模式表示安全信道切換，即，切換模式＝‘10’時被激活的暫時CID和MOB-BSHO-REQ驗(yàn)證的HMAC字節(jié)組。
因此，在步驟522中傳輸?shù)腗OB-BSHO-REQ消息的切換模式設(shè)定為安全信道切換模式，即，‘10’。此外，N_Recommended值變?yōu)?，用N_Recommended值表示的相鄰的BS信息包括相鄰BS#1 560的ID。在步驟524中，接收到MOB-BSHO-REQ消息后，如果切換模式表示安全信道切換，則響應(yīng)于MOB-BSHO-REQ消息MS 510傳輸移動切換指示(“MOB-HO-IND”)消息，然后執(zhí)行切換到在MOB-BSHO-REQ消息中用N_Recommended字段表示的相鄰BS#1 560。MOB-HO-IND消息的格式如表8所示。
表8

如表8所示，MOB-HO-IND消息包括多個IE，即，表示傳輸消息類型的“管理消息類型”，表示NS是否已經(jīng)確定、取消或拒絕切換到所選擇最終的目標(biāo)BS的“HO_IND_type”，表示通過MS(已經(jīng)執(zhí)行切換的MS)所選擇的最終目標(biāo)BS的ID的“Target_BS_ID”和MOB-HO-REQ消息驗(yàn)證的“HMAC字節(jié)組”。
如果MS已經(jīng)確定執(zhí)行切換到最終的目標(biāo)BS，它就設(shè)定HO_IND_type為‘00’，如果MS已經(jīng)確定取消切換，它就設(shè)定HO_IND_type為‘01’，或者如果MS已經(jīng)確定拒絕切換，它就在傳輸MOB-HO-IND消息前設(shè)定HO_IND_type為‘10’。一旦接收到具有HO_IND_type＝‘10’的MOB-HO-IND消息，服務(wù)BS 550就更新所建議的目標(biāo)BS目錄。
在將MOB-HO-IND消息傳輸給作為目標(biāo)BS存儲相鄰BS#1 560的服務(wù)BS 550后，MS510就改變其與相鄰BS#1 560的連接。
在步驟523中，服務(wù)BS 550在設(shè)定分配標(biāo)記為‘0’以表示它不能將相鄰BS#1 560提供的安全信道提供給MS 510后，將“SafetyCH-Alloc-Info”消息傳輸給相鄰的BS#1 560，MS 510將執(zhí)行切換到相鄰的BS#1 560。SafetyCH-Alloc-Info消息的格式如表6所示，它包括服務(wù)BS自身的安全信道信息。步驟523能夠在步驟522和524前或后執(zhí)行，或者能夠在步驟522與524之間執(zhí)行。
在步驟528中，一旦接收到SafetyCH-Alloc-Info的消息，相鄰的BS#1560就通過從MS 510將執(zhí)行切換到相鄰BS#1 560的消息中識別傳輸包括用于分配以支持MS 510的快速UL測距的“Fast_UL_Ranging_IF”的上行鏈線路(UL)-MAP消息。UL_MAP消息包括與相鄰BS#1 560的上行鏈線路相關(guān)的參數(shù)。相鄰BS#1 560將“Fast_UL_Ranging_IE”傳輸給MS 510以能使MS 510執(zhí)行的切換的延遲最小化。MS 510能夠根據(jù)Fast_UL_Ranging_IE基于自由爭用執(zhí)行具有相鄰BS#1 560的初始測距。包含在UL_MAP消息中的Fast_UL_Ranging_IE的格式如表9所示。
表9


表9的Fast_UL_Ranging_IE包括具有測距機(jī)會的MS的MAC(媒體訪問控制)地址，提供有關(guān)記錄快速上行鏈線路測距的起始偏差值字段信息的“UIUC”(上行鏈線路間隔使用代碼)，分配給MS 510基于自由爭用測距機(jī)會周期的偏差，表示OFDM碼元數(shù)的“No.OFDM”碼元，和表示副信道數(shù)的“No.副信道”。
MS 510的MAC地址已經(jīng)通過步驟523中的“SafetyCH-Alloc-Info”消息傳輸給相鄰的BS#1 560。
在步驟530中，接收到UL-MAP消息后，MS 510根據(jù)“Fast_UL_Ranging_IE”將測距請求(“RNG-REQ”)消息傳輸給相鄰的BS#1560。在步驟532中，接收到RNG-REQ消息后，相鄰的BS#1 560將包括頻率校正、測距的時間和傳輸功率信息的測距響應(yīng)(“RNG-RSP”)消息傳輸給MS 510。
因此，與服務(wù)BS 550通信的MS 510將掃描結(jié)果傳輸給服務(wù)BS 550以能將接收信號強(qiáng)度的變化通知給BS 550。如果服務(wù)BS 550沒有被從相鄰的BS中分配安全信道，它就允許MS 510執(zhí)行到相鄰BS的切換。然后MS 510通過服務(wù)BS 550的安全信道與相鄰的BS進(jìn)行通信。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的MS操作過程的流程圖。參考圖6，在步驟602中，MS處于空閑狀態(tài)#1。在步驟604中，MS掃描服務(wù)BS和相鄰的BS。在步驟606中，作為掃描結(jié)果，MS確定是否有任何特殊事件。例如，從服務(wù)BS和相鄰的BS接收到的信號強(qiáng)度的變化或者從相鄰的BS接收到的信號強(qiáng)度大于或等于預(yù)定閾值SafetyCH_Threshold的情況。如果相鄰BS的信號強(qiáng)度大于或等于閾值SafetyCH_Threshold，MS就應(yīng)該被分配來自服務(wù)BS的相鄰小區(qū)的安全信道以使相鄰小區(qū)的干擾能夠最小化。
因此，在步驟606中，MS將從相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度與閾值SafetyCH_Threshold相比較。如果從相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度大于或等于閾值SafetyCH_Threshold，MS就進(jìn)入步驟608。但是，如果從相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度小于閾值SafetyCH_Threshold，MS就返回到步驟602，在此它與服務(wù)BS一起執(zhí)行通用的通信過程，停留在空閑狀態(tài)#1。
在步驟608中，MS將MOB-SCAN-REPORT消息傳輸給服務(wù)BS。在步驟610中，MS停留在空閑狀態(tài)#2，然后進(jìn)入步驟612?？臻e狀態(tài)#2基本上與空閑狀態(tài)#1相同，是為了簡單描述本發(fā)明而設(shè)置的。在步驟612中，MS確定是否已經(jīng)從服務(wù)的MS中接收到具有表示安全信道切換過程的切換模式＝‘10’的MOB-BSHO-REQ消息。一旦沒有接收到具有切換模式＝‘10’的MOB-BSHO-REQ消息時，MS就進(jìn)入步驟614。但是，當(dāng)接收到具有切換模式＝‘10’的MOB-BSHO-REQ消息時，MS就進(jìn)入步驟616。
在步驟614中，MS使用從DL-MAP分配并通過服務(wù)BS傳輸?shù)男诺琅c服務(wù)BS進(jìn)行通信。從DL-MAP分配的信道即可以是相鄰BS的安全信道也可以是在從相鄰BS接收安全信道分配信息前與服務(wù)BS進(jìn)行通信而使用的信道。
在步驟616中，MS響應(yīng)于MOB-BSHO-REQ消息將MOB-HO-IND消息傳輸給服務(wù)BS。在步驟618中，MS改變其與用MOB-HO-IND消息表示的目標(biāo)BS，即具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS的連接。
在步驟620中，MS從相鄰BS中接收包括Fast_UL_Ranging_IE的UL-MAP消息。在步驟622中，MS使用Fast_UL_Ranging_IE提供的信道將RNG-REQ消息發(fā)送給相鄰的BS。在步驟624中，MS接收相鄰BS響應(yīng)于RNG-REQ消息傳輸?shù)腞NG-REQ消息。在步驟626中，MS從相鄰的BS中接收包括對應(yīng)于服務(wù)BS的安全信道的信道信息的DL-MAP消息。此后，MS對安全信道執(zhí)行與相鄰BS的通信。
因此，移動至相鄰小區(qū)區(qū)的MS識別BS信號的強(qiáng)度發(fā)生變化。然后，MS從相鄰BS被分配安全信道。另外，如果服務(wù)BS不能分配安全信道，則MS執(zhí)行到相鄰BS的切換，然后使用服務(wù)BS的安全信道執(zhí)行與相鄰BS的通信。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的服務(wù)BS操作過程的流程圖。參考圖7，在步驟702中，服務(wù)BS從MS接收MOB-SCAN-REPORT消息。在步驟704中，服務(wù)BS根據(jù)MOB-SCAN-REPORT消息選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS。在步驟706中，服務(wù)BS在設(shè)定信息-請求為‘0’后傳輸SafetyCH-Info消息，以向所選擇的相鄰BS發(fā)送用于安全信道信息的請求。在步驟708中，服務(wù)BS停留在空閑狀態(tài)，然后進(jìn)入步驟710。空閑狀態(tài)是一種根據(jù)一般通信過程執(zhí)行MS、服務(wù)BS和相鄰BS之間的通信直到從所選擇的相鄰BS中接收到安全信道信息的狀態(tài)。
在步驟710中，服務(wù)BS從所選擇的相鄰BS中接收包括安全信道信息的SafetyCH-Info的消息和信息請求＝‘1’。在步驟712中，服務(wù)BS確定它是否可以實(shí)際上將由所選擇的相鄰BS提供的安全信道分配給MS。如果服務(wù)BS能夠?qū)⒂上噜廈S提供的其自身安全信道分配給MS，就進(jìn)入步驟714，如果服務(wù)BS不能分配信道給MS，就進(jìn)入步驟718。
在步驟714中，服務(wù)BS將DL-MAP消息傳輸給在其中存儲了相鄰BS的服務(wù)小區(qū)安全信道的MS。在步驟716中，服務(wù)BS在設(shè)定分配標(biāo)記為‘1’后傳輸表6的SafetyCH-Alloc-Info消息以顯示它實(shí)際上已經(jīng)將對應(yīng)于相鄰BS的安全信道的信道分配給MS。
在步驟718中，服務(wù)BS傳輸具有分配標(biāo)記＝‘0’的SafetyCH-Alloc-Info消息給相鄰的BS。SafetyCH-Alloc-Info消息包括服務(wù)BS的安全信道信息。通過設(shè)定分配標(biāo)記為‘0’，服務(wù)BS表示它沒有分配相鄰BS的安全信道，并將允許MS執(zhí)行到相鄰BS的切換。此外，服務(wù)BS表示它將允許MS和相鄰BS相互之間使用相鄰BS中其自身的安全信道執(zhí)行通信。SafeyCH-Alloc-Info消息包括將執(zhí)行切換到相鄰BS的MS的ID，和表示服務(wù)BS安全信道信息的TLV_Safety_channel_info。
在步驟720中，服務(wù)BS不能分配安全信道給MS。因此，服務(wù)BS傳輸具有切換模式＝‘10’的MOB-BSHO-REQ消息以能執(zhí)行安全信道切換到相鄰BS。在步驟722中，服務(wù)BS響應(yīng)于MOB-BSHO-REQ消息從MS接收MOB-HO-IND消息。在此情況下，服務(wù)BS認(rèn)識到MS將改變其與相鄰BS的連接。
因此，服務(wù)BS將對應(yīng)于相鄰小區(qū)的安全信道的信道分配給MS以使對于接近相鄰小區(qū)的MS來說，來自相鄰小區(qū)的干擾能夠最小化。此外，如果信道不能分配給MS，服務(wù)BS就允許MS執(zhí)行切換到相鄰BS。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的相鄰BS操作過程的流程圖。參考圖8，在步驟802中，服務(wù)BS，即具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS，從服務(wù)BS接收具有信息-請求＝‘0’(表示安全信道分配區(qū)信息的請求)的SafetyCH-Info消息。在步驟804中，相鄰BS傳輸具有信息-請求＝‘1’的SafetyCH-Info消息給服務(wù)BS以表示其自身的安全信道。在步驟806中，相鄰BS停留在空閑狀態(tài)，然后進(jìn)入步驟808?？臻e狀態(tài)是一種執(zhí)行相鄰BS中的一般通信過程直到從服務(wù)BS中實(shí)際接收到信道分配信息的狀態(tài)。
在步驟808中，相鄰BS從服務(wù)BS接收SafetyCH-Alloc-Info消息。在步驟810中，相鄰BS確定SafetyCH-Alloc-Info消息的分配標(biāo)記值是否設(shè)定為‘0’。SafetyCH-Alloc-Info消息的分配標(biāo)記值表示服務(wù)BS是否已經(jīng)將包含在步驟804傳輸?shù)腟afetyCH-Info消息中的通過相鄰BS提供給服務(wù)BS的安全信道分配給MS。如果在步驟810中確定分配標(biāo)記值設(shè)定為‘1’，則相鄰BS進(jìn)入步驟812，在該步驟中更新有關(guān)可分配安全信道的信息，同時辨別包含在804的SafetyCH-Info消息中的安全信道已經(jīng)分配給MS。
但是，如果在步驟810中確定分配標(biāo)記值設(shè)定為‘0’，則相鄰BS就進(jìn)入步驟814，同時辨別包含在804的SafetyCH-Info消息中的安全信道沒有分配給MS。在步驟814中，相鄰BS等待與MSS的安全信道切換。
在步驟816中，相鄰BS獲取具有與包含在步驟808接收到的SafetyCH-Alloc-Info消息中的MS ID相對應(yīng)的MS的同步，然后傳輸包括Fast_UL_Ranging_IE的UL-MAP消息，F(xiàn)ast_UL_Ranging_IE用于執(zhí)行切換的MS的快速測距。
在步驟818中，相鄰BS從MS中接收RNG-REQ消息。在步驟820中，相鄰BS響應(yīng)于RNG-REQ消息傳輸RNG-RSP消息。在步驟822中，相鄰BS執(zhí)行測距過程，并且隨后傳輸包括信道信息的DL-MAP消息以便與MS進(jìn)行通信。包含在DL-MAP消息中的信道相對應(yīng)于包含在通過服務(wù)BS在步驟808中傳輸?shù)腟afetyCH-Alloc-Info消息中的服務(wù)BS的安全信道。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中分配安全信道的操作過程的信令圖，其中服務(wù)BS沒有將具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS的安全信道分配給MS，即，是一種服務(wù)BS沒有在圖4的步驟420和圖5的步驟520中分配安全信道給MS的情況。
參考圖9，在步驟912中，MS910在與服務(wù)小區(qū)中的服務(wù)BS950通信的同時，掃描包括服務(wù)BS 950、相鄰BS#1 960和相鄰BS#2 970的相鄰BS。在步驟914中，如果作為掃描的結(jié)果從服務(wù)BS和相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度發(fā)生任何變化，MS 910就使用“MOB-SCAN-REPORT”消息將掃描結(jié)果傳輸給服務(wù)BS 950。在步驟916中，接收到“MOB_SCAN_REPORT”消息后，服務(wù)BS 950就選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS，并在將信息-請求設(shè)定為‘0’后傳輸“SafetyCH-Info”以將用于安全信道信息的請求發(fā)送給相鄰的BS。換句話說，服務(wù)BS 950將SafetyCH-Info消息傳輸給具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#1 960。在步驟918中，相鄰的BS#1 960響應(yīng)于服務(wù)BS的安全信道信息請求將包括TLV_Safety_channel_info的“SafetyCH-Info”傳輸給服務(wù)BS 950，TLV_Safety_channel_info表示在將信息-請求設(shè)定為‘1’后其自身的安全信道。在步驟920中，一旦接收到SafetyCH-Info消息，服務(wù)BS950就確定它是否能夠?qū)赟afetyCH-Info消息中與相鄰BS#1 960的安全信道相對應(yīng)的其自身安全信道分配給MS 910。如果另一個MS正使用這些信道，服務(wù)BS就進(jìn)入步驟922，并確定它不能將這些信道分配給MS 910。
在步驟922中，服務(wù)BS 950將具有分配標(biāo)記＝‘0’的“SafetyCH-Alloc-Info”傳輸給已經(jīng)提供信道的相鄰BS#1 960，從而表示它沒有分配相鄰BS#1 960的安全信道給MS 910。
在步驟924中，服務(wù)BS 950選擇具有第二最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#2 970，并傳輸具有分配標(biāo)記＝‘0’的“SafetyCH-Alloc-Info”消息以能請求相鄰BS#2 970的安全信道信息。
在步驟926中，接收到SafetyCH-Alloc-Info后，相鄰BS#2 970傳輸包括相鄰BS#2 970的安全信道信息的具有信息-請求＝‘1’的“SafetyCH-Info”消息給服務(wù)BS 950。
在步驟928中，服務(wù)BS 950將包括相鄰BS#2 970的安全信道的信道信息的“DL-MAP”消息傳輸給服務(wù)MS 910。在步驟930中，服務(wù)BS 950在設(shè)定分配標(biāo)識為‘1’后將表6的“SafetyCH-Alloc-Info”消息傳輸給相鄰BS#2970以表示它實(shí)際上已經(jīng)將相鄰BS#2 970的安全信道分配給MS 910。如果它不能夠?qū)⑴c由相鄰BS#2 970提供的安全信道相對應(yīng)的信道分配給MS910，則服務(wù)BS 950繼續(xù)使用當(dāng)前已分配信道執(zhí)行通信，中止正在分配安全信道的操作。另一種選擇是，服務(wù)BS 950能夠參考圖5的描述指令切換至具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的MS操作過程的流程圖。參考圖10，在步驟1002中，MS處于空閑狀態(tài)#1。在步驟1004中，MS掃描服務(wù)BS和相鄰BS。在步驟1006中，作為掃描結(jié)果，MS確定是否發(fā)生特殊事件。例如，如果存在從服務(wù)BS和相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度存在變化，即，從相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度大于或等于預(yù)定閾值“SafetyCH_Threshold”的情況。
如果從相鄰BS接收到的信號強(qiáng)度大于或等于預(yù)定閾值SafetyCH_Threshold，則服務(wù)BS將給MS分配相鄰小區(qū)的安全信道以使相鄰小區(qū)的干擾能夠最小化。
如果在步驟1006中確定發(fā)生了特殊事件，則MS就進(jìn)入步驟1008，在此步驟中，它傳輸MOB-SCAN-REPORT消息給服務(wù)BS。但是，如果在步驟1006中確定沒有發(fā)生特殊事件，則MS返回至步驟1002，在此步驟中，它執(zhí)行與服務(wù)BS的一般通信，處于空閑狀態(tài)。
在步驟1010中，MS處于空閑狀態(tài)#2，然后進(jìn)入步驟1012。在步驟1012中，MS從服務(wù)BS接收包括與相鄰BS安全信道相對應(yīng)的信道信息的DL-MAP消息，并使用已分配的信道執(zhí)行與服務(wù)BS的通信。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的服務(wù)BS操作過程的流程圖。參考圖11，在步驟1102中，服務(wù)BS從MS接收MOB-SCAN-REPORT消息。在步驟1104中，服務(wù)BS根據(jù)MOB-SCAN-REPORT消息選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#1。
在步驟1106中，服務(wù)BS在設(shè)定信息-請求設(shè)定為‘0’后傳輸“SafetyCH-Info”消息以發(fā)送安全信道信息的請求給所選擇的相鄰BS#1。
在步驟1108中，服務(wù)BS處于空閑狀態(tài)#1，然后進(jìn)入步驟1110。在步驟1110中，服務(wù)BS從相鄰BS#1接收包括安全信道信息具有信息-請求＝‘1’的SafetyCH-Info消息。在步驟1112中，服務(wù)BS確定它是否能夠?qū)嶋H上將由所選擇的相鄰BS#1提供的安全信道分配給MS。如果服務(wù)BS能夠分配安全信道，它就執(zhí)行上述參考圖4和5所述的操作。因此，如果服務(wù)BS正使用與另一個MS的相鄰BS#1的安全信道相對應(yīng)的信道，服務(wù)BS就進(jìn)入步驟1114，并確定它不能夠分配與由所選擇的相鄰BS#1提供的安全信道相對應(yīng)的其自身信道。在步驟1114中，服務(wù)BS傳輸具有分配標(biāo)記＝‘0’的SafetyCH-Alloc-Info消息給相鄰BS#1，表示它沒有分配相鄰BS#1的安全信道。在步驟1116中，服務(wù)BS選擇具有第二最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#2。
在步驟1118中，服務(wù)BS傳輸具有分配標(biāo)記＝‘0’的SafetyCH-Alloc-Info消息給所選擇的相鄰BS#2以請求安全信道信息。在步驟1120中，服務(wù)BS處于空閑狀態(tài)#2，然后進(jìn)入步驟1122?？臻e狀態(tài)#2必須等同于空閑狀態(tài)#1，是指一種根據(jù)一般通信過程執(zhí)行MS、服務(wù)BS和相鄰BS之間的相互通信直到從所選擇的相鄰BS#2接收到安全信道區(qū)信息為止的狀態(tài)。
在步驟1122中，服務(wù)BS從所選擇的相鄰BS#2接收包括安全信道信息的具有信息-請求＝‘1’的SafetyCH-Info消息。在步驟1224中，服務(wù)BS傳輸包括與相鄰BS#2的安全信道相對應(yīng)的信道信息的DL-MAP消息給MS。
在步驟1226中，服務(wù)BS傳輸具有分配標(biāo)記＝‘1’的表6的SafetyCH-Alloc-Info消息給相鄰BS#2，分配標(biāo)記＝‘1’表示它已經(jīng)將與由相鄰BS#2提供的安全信道相對應(yīng)的信道分配給MS。
圖12表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中為分配安全信道的相鄰BS操作過程的流程圖。參考圖12，在步驟1202中，具有第二最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#2從服務(wù)BS接收具有分配標(biāo)記＝‘0’的SafetyCH-Alloc-Info，分配標(biāo)記＝‘0’是請求安全信道分配區(qū)信息。在步驟1204中，相鄰BS#2傳輸具有信息-請求＝‘1’的SafetyCH-Info消息給服務(wù)BS以能提供其自身安全信道信息。在步驟1206中，相鄰BS#2處于空閑狀態(tài)，然后進(jìn)入步驟1208。空閑狀態(tài)是指一種在相鄰BS#2中執(zhí)行一般通信過程直到信道分配信息實(shí)際上從服務(wù)BS中接收到為止的狀態(tài)。
在步驟1208中，相鄰BS#2從服務(wù)BS接收具有分配標(biāo)記＝‘1’的SafetyCH-Alloc-Info消息，并辨識服務(wù)BS已經(jīng)將包括在SafetyCH-Info消息中的安全信道分配給MS。在步驟1210中，相鄰BS#2更新可分配的安全信道信息。
在圖9的信令圖中的相鄰BS#1的操作與圖8流程圖中相鄰BS的操作相同。
參考圖12，已經(jīng)對相鄰BS#2的操作過程作了描述，其中服務(wù)BS發(fā)送安全信道信息請求給具有第二最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#2，并分配與從相鄰BS#2接收到的安全信道相對應(yīng)的信道給MS。
但是，如果服務(wù)BS不能分配與相鄰BS的安全信道相對應(yīng)的信道，則允許MS執(zhí)行到相鄰BS的切換。服務(wù)BS能夠允許MS執(zhí)行切換不僅到具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS，而且切換到具有接收信號強(qiáng)度，例如載波-干擾和噪聲比(CINR)大于閾值SafetyCH_Threshold的相鄰BS。在此情況下，服務(wù)BS能夠?qū)S的切換信息和服務(wù)BS的安全信道信息提供給相鄰BS。
圖13表示根據(jù)本發(fā)明又一個實(shí)施例的BWA通信系統(tǒng)中分配安全信道的操作過程的信令圖。參考圖13，在步驟1312中，與服務(wù)小區(qū)中服務(wù)BS1350通信的MS 1310掃描其相鄰的BS，它包括服務(wù)BS 1350、相鄰的BS#1 1360和相鄰的BS#2 1370。在步驟1314中，如果作為掃描的結(jié)果存在從服務(wù)BS和相鄰的BS接收到的信號強(qiáng)度發(fā)生任何變化，則MS 1310就使用“MOB-SCAN-REPORT”消息將該掃描結(jié)果傳輸給服務(wù)BS 1350。
在步驟1316中，一旦接收到“MOB-SCAN-REPORT”消息，服務(wù)BS 1350就選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰的BS，并在將信息-請求設(shè)定為‘0’以能發(fā)送可分配安全信道信息請求后傳輸“SafetyCH-Info”。換句話說，服務(wù)BS1350將“SafetyCH-Info消息傳輸給具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS#11360。
在步驟1318中，相鄰的BS#1 1360響應(yīng)于相鄰BS1350的安全信道信息請求將包括TLV_Safety_channel_info的“SafetyCH-Info”消息傳輸給服務(wù)BS 1350，TLV_Safety_channel_info表示在將信息-請求設(shè)定為‘1’后其自身的安全信道。在步驟1320中，服務(wù)BS 1350確定它是否能夠?qū)赟afetyCH-Info消息中的相鄰BS#1 1360的其自身安全信道分配給MS 1310。如果它確定另一個MS正在使用該安全信道，則服務(wù)BS就確定它不能夠分配這些信道給MS 1310。
在步驟1322中，服務(wù)BS 1350將MOB-BSHO-REQ消息傳輸給MS 1310，從而指令MS 1310執(zhí)行切換，然后進(jìn)入步驟1324和1326。服務(wù)BS 1350選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的相鄰BS和CINR大于SafetyCH_Threshold的相鄰BS作為切換侯選相鄰的BS。因此，如果相鄰BS#1 1360和相鄰BS#21370的CINR大于SafetyCH_Threshold，則服務(wù)BS 1350能夠?qū)⑾噜廈S#11360和相鄰BS#2 1370包括在MOB-BSHO-REQ消息中作為切換候選相鄰的BS。
在步驟1324中，服務(wù)BS 1350將具有分配標(biāo)記＝‘0’的“SafetyCH-Alloc-Info”消息傳輸給相鄰的BS#1 1360以表示作為服務(wù)小區(qū)它不能分配安全信道給MS 1310，MS 1310將執(zhí)行切換到被選擇為切換侯選相鄰BS的相鄰BS#1 1360。而且，在步驟1326中，服務(wù)BS 1350將具有分配標(biāo)記＝‘0’的“SafetyCH-Alloc-Info”消息傳輸給相鄰的BS#2 1370以表示作為服務(wù)小區(qū)它不能分配安全信道給MS 1310，MS 1310將執(zhí)行切換到被選擇為切換侯選相鄰BS的相鄰BS#2 1370。
在步驟1328中，在接收到MOB-BSHO-REQ消息后，如果切換模式指示安全信道切換，則MS 1310響應(yīng)于MOB-BSHO-REQ消息傳輸“MOB-HO-IND”消息，然后進(jìn)入步驟1330和1332。MS 1310能夠使用相鄰BS的接收信號強(qiáng)度或者由相鄰BS提供的可能服務(wù)水平作為選擇目標(biāo)BS的標(biāo)準(zhǔn)。在步驟1328中傳輸?shù)腗OB-HO-IND消息不必包括有關(guān)最終選擇的相鄰BS的信息。
從服務(wù)BS 1350傳輸?shù)摹癝afetyCH-Alloc-Info”消息包括服務(wù)BS 1350自身的安全信道信息。步驟1324和1326能夠在步驟1322和1328前或后執(zhí)行，或者能夠在步驟1322和1328之間執(zhí)行。
在步驟1330和1332中，一旦接收到SafetyCH-Alloc-Info消息，相鄰BS#1 1360和相鄰BS#2 1370就認(rèn)識到包含在它們所接收消息中的MS1310將對此執(zhí)行切換。而且，相鄰BS#1 1360和相鄰BS#2 1370傳輸每個包括Fast_UL_Ranging_IE的UL-MAP消息給MS 1310以支持MS 1310的快速上行鏈線路的測距，然后進(jìn)入步驟1334。
在傳輸MOB-HO-IND消息給服務(wù)BS 1350后，MS 1310改變其連接，即，執(zhí)行切換到最終所選擇的相鄰BS#1。為了此切換，在步驟1334中，MS1310接收通過相鄰BS#1 1360傳輸?shù)腢L-MAP消息，并根據(jù)Fast_UL_Ranging_IE傳輸“RNG-REQ”消息給相鄰的BS#1 1360。
在步驟1336中，相鄰BS#1 1360響應(yīng)于RNG-REQ消息傳輸“RNG-RSP”消息給MS 1310。在測距過程后，在步驟1338中，相鄰BS#1 1360傳輸“DL-MAP”消息以將與服務(wù)BS 1350的安全信道區(qū)相對應(yīng)的信道區(qū)分配給MS 1310。
在步驟1340中，相鄰BS#1 1360傳輸具有分配標(biāo)記錄＝‘1’的“SafetyCH-Alloc-Info”消息以通知服務(wù)BS 1350它已經(jīng)將與安全信道區(qū)相對應(yīng)的信道分配給MS 1310。
在等待MS 1310的切換時，如果MS 1310不執(zhí)行預(yù)定時間的切換，或者從服務(wù)BS 1350接收到表示MS 1310執(zhí)行切換到另一個相鄰BS的信息，則正分配Fast_UL_Ranging_IE的相鄰BS#2 1370就取消Fast_UL_Ranging_IE的分配。
因?yàn)闆]有被選擇為最終目標(biāo)BS的相鄰BS取消了MS的Fast_UL_Ranging_IE的分配的過程沒有直接涉及本發(fā)明，因此其詳細(xì)的描述就省略了。在前面圖13的描述中，如果服務(wù)BS沒有分配相鄰BS的安全信道，服務(wù)BS就根據(jù)MS掃描結(jié)果選擇多個切換侯選相鄰BS，并允許MS執(zhí)行切換到其中一個相鄰的BS。因?yàn)閳D13的描述與圖5至8的描述相同，將省略服務(wù)BS 1350、相鄰BS#1 1360和相鄰BS#2 1370的單獨(dú)操作過程的詳細(xì)描述。
根據(jù)前面描述將會了解，本發(fā)明提出了一種在OFDMA通信系統(tǒng)中能夠使位于相鄰小區(qū)邊界中的MS的干擾最小化的安全信道分配方案和一種根據(jù)信道條件的安全信道切換操作，以此保證位于小區(qū)邊界中的MS的通信質(zhì)量。
雖然本發(fā)明參考其某個較佳實(shí)施例做了顯示和描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明在形式和細(xì)節(jié)上作出不同的修改。
權(quán)利要求
1.一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的方法，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和相鄰基站(BS)提供服務(wù)的服務(wù)BS，該方法包括下列步驟一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS；和在發(fā)送分配安全信道請求后，一旦接收到表示能夠分配安全信道的信息，就控制MS通過所分配的安全信道執(zhí)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中信道條件是使用從每個BS接收到的信號強(qiáng)度通過MS進(jìn)行測量的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中MS使用目標(biāo)BS的安全信道執(zhí)行通信。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過服務(wù)BS將表示服務(wù)BS是否已經(jīng)分配安全信道的信息傳輸給目標(biāo)BS的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如果具有最好信道條件的目標(biāo)BS不能分配安全信道，就選擇具有下一個最好信道條件的相鄰BS，并將安全信道的分配請求發(fā)送給所選擇的相鄰BS的步驟。
6.一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的方法，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和相鄰基站(BS)提供服務(wù)的服務(wù)BS，該方法包括下列步驟一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS；和在發(fā)送分配安全信道請求后，一旦接收到表示不能夠分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行從服務(wù)BS到目標(biāo)BS的切換。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中信道條件是使用從每個BS接收到的信號強(qiáng)度通過MS進(jìn)行測量的。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括在執(zhí)行切換后，通過MS接收從服務(wù)BS分配的安全信道，并執(zhí)行與目標(biāo)BS的通信的步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中MS在執(zhí)行切換時用目標(biāo)BS執(zhí)行快速測距。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中在執(zhí)行切換時，MS選擇多個切換侯選相鄰BS，并且MS選擇其中一個切換侯選相鄰BS作為目標(biāo)BS，并且執(zhí)行切換到目標(biāo)BS。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中通過MS選擇多個切換侯選相鄰BS的步驟包括選擇接收信號強(qiáng)度大于預(yù)定值的相鄰BS的步驟。
12.一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和鄰近服務(wù)基站(BS)的相鄰BS提供服務(wù)的服務(wù)BS，該系統(tǒng)包括服務(wù)BS，它用于一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS，和一旦接收到表示能夠從目標(biāo)BS分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行通過所分配的安全信道的通信；和MS，它用于一旦檢測到接收所分配的安全信道的需求，就將表示MS應(yīng)被分配安全信道的信息發(fā)送給服務(wù)BS，并從服務(wù)BS接收根據(jù)控制信號所分配的安全信道。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中信道條件是使用從每個BS接收到的信號強(qiáng)度通過MS進(jìn)行測量的。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中MS使用目標(biāo)BS的安全信道執(zhí)行通信。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中服務(wù)BS將表示服務(wù)BS是否已經(jīng)分配安全信道的信息傳輸給目標(biāo)BS，服務(wù)BS通過安全信道執(zhí)行與MS的通信。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中如果具有最好信道條件的目標(biāo)BS不能分配安全信道，服務(wù)BS就選擇具有下一個最好信道條件的相鄰BS，并將安全信道的分配請求發(fā)送給所選擇的相鄰BS。
17.一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括給移動用戶站(MSS)和相鄰基站(BS)提供服務(wù)的服務(wù)BS，該系統(tǒng)包括服務(wù)BS，它用于一旦從MS接收到分配安全信道的請求，就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BS中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS，和一旦接收到表示不能夠從目標(biāo)BS分配安全信道的信息，就控制MS執(zhí)行到目標(biāo)BS的切換；和MS，它用于一旦檢測到接收安全信道的需求，就將表示MS應(yīng)被分配安全信道的信息發(fā)送給服務(wù)BS，并根據(jù)來自服務(wù)BS的控制信號執(zhí)行從服務(wù)BS到目標(biāo)BS的切換以接收所分配的安全信道。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中信道條件使用從每個BS接收到的信號強(qiáng)度通過MS進(jìn)行測量。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中MS在執(zhí)行切換后，從服務(wù)BS被分配安全信道，并使用所分配的安全信道執(zhí)行與目標(biāo)BS的通信。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中MS用目標(biāo)BS執(zhí)行快速測距以執(zhí)行切換。
21.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中MS選擇多個切換侯選相鄰BS，并且MS選擇其中一個切換侯選相鄰BS作為目標(biāo)BS，執(zhí)行切換到所選擇的相鄰BS。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中MS在切換侯選相鄰BS中選擇目標(biāo)BS時選擇接收信號強(qiáng)度大于預(yù)定值的相鄰BS。
全文摘要
一種在寬帶無線接入(BWA)通信系統(tǒng)中分配安全信道的系統(tǒng)和方法，該通信系統(tǒng)包括給移動站(MS)和相鄰BSs提供服務(wù)的服務(wù)基站(BS)。一旦從MS接收到分配安全信道的請求，服務(wù)BS就將分配安全信道的請求發(fā)送給在相鄰BSs中具有最佳信道條件的目標(biāo)BS。一旦從目標(biāo)BS接收到表示可能分配安全信道的信息時，服務(wù)BS就控制BS執(zhí)行通過所分配安全信道的通信。一旦檢測到接收安全信道的需求時，MS就將表示應(yīng)該給MS分配安全信道的信息發(fā)送給服務(wù)BS，并從服務(wù)BS接收根據(jù)控制信號所分配的安全信道。
文檔編號H04L27/26GK1761224SQ20051010383
公開日2006年4月19日 申請日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月19日
發(fā)明者姜賢貞, 具昌會, 孫仲濟(jì), 林亨奎, 孫泳文, 金昭賢, 李成真 申請人:三星電子株式會社