CN1893715A - 一种移动无线宽带接入***中优化通信质量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于移动通信领域，提供了一种移动无线宽带接入***中优化通信质量的方法及装置，所述方法包括：A.监测通信连接的服务质量参数；B.将监测值与门限条件相比较，当监测值满足门限条件时，触发扫描、硬切换或者快速基站切换过程。本发明能为MSS触发扫描、切换或者快速基站切换过程提供更多的参考条件，使得***可以向用户提供高质量的QoS服务。

Description

一种移动无线宽带接入***中优化通信质量的方法及装置

技术领域

本发明属于移动通信领域，尤其涉及移动无线宽带接入***中优化触发扫描、切换与快速基站切换过程的方法以及移动台。

背景技术

802.16e是IEEE标准组织制定的一种移动无线宽带接入标准。IEEEStandard 802.16-2004提供了移动无线宽带接入***的框架结构，本发明在此全部引用。如图1所示，移动无线宽带接入***由BS(Base Station，基站)和MSS(Mobile Subscribe Station，移动台)两部分组成，BS和MSS之间通过无线收发信机发射和接收的电磁波进行通信。每个BS有一定的覆盖范围，如果超出了其覆盖范围，通信就会中断。一个BS在其覆盖范围内可以和多个MSS进行通信，BS发送给MSS的信号称为下行信号，MSS发送给BS的信号称为上行信号。每个BS的覆盖范围有限，但是多个BS以一定的规则连接在一起就可以构成一个覆盖较大范围的无线通信网络，在网络覆盖范围内的MSS可以和BS保持正常的通信。通常一个MSS只和一个BS保持通信，这个BS就称为这个MSS的服务BS。

由于MSS是可以移动的，而BS是固定不动的，每个BS的覆盖范围又是有限的，所以在某些时刻随着MSS的移动当它离当前的服务BS越来越远时，两者之间的通信质量就变得越来越差，以致不再能满足通信质量要求，在这种情况下MSS就需要脱离原来的BS，转换到一个新的满足通信质量要求的BS下继续工作，这一过程就称为切换。一般而言，从一个BS切换到另一个BS称为硬切换。但是在某些特殊情况下当一个MSS运动到多个BS覆盖范围的交叠区时，它可能和多个BS同时保持通信，这些BS就构成了这个MSS的激活集，MSS和激活集内的多个BS之间通信的内容是相同的，即处于激活集中的BS给MSS发送的数据相同，从MSS接收到的数据也相同，这一过程称为软切换。快速基站切换与软切换类似，均具有一个激活集。在MSS的软切换中，激活集中的所有BS均与MSS建立通信链路，而在快速基站切换中，同一时间内激活集中只有一个BS与MSS建立通信链路，该BS称为Anchor BS。MSS可在激活集中快速选择BS进行切换，即更新Anchor BS。

为了保证通信的连贯性，减少由于切换所带来的通信的中断，MSS在与BS保持正常的通信状态时也需要经常检测相邻BS的信号质量，以寻求潜在的可切换的目标BS，这一过程称为扫描。这样一旦有切换需求时可以迅速的切换到新的通信质量较好的BS。有关切换和扫描的内容参见IEEE Standard802.16e/D8-2005，本发明在此全部引用。

IEEE Standard 802.16e：C80216e-05_129r2：“Additional Scan MeasurementMetric，Triggers and Reporting Modes”提供了一种基于事件触发机制的扫描报告和切换方法。该方法定义多种事件，包括RSSI(Receiver Signal StrengthIndicator，接收信号强度指示)测量均值、CINR(Carrier-Interference-Noise-Rate，载波干扰噪声比)测量均值、RTD(Round Time Delay，往返时延)以及相对时延等。通过对这些事件进行测量并与所设定的绝对或相对门限值对比，在满足一定准则的情况下触发相应的扫描及其报告机制或者切换。

随着移动通信从电路交换网络到分组交换网络的演变，在无线网络中为用户提供QoS(Quality of Service，服务质量)支持已成为一种必然的趋势。在切换的时候，选择能提供最好服务质量的网络是一个重要的考虑方面，当MSS监测到服务小区提供的服务质量无法满足业务需求时，就需要激活相邻小区的扫描和切换过程；或者在快速基站BS切换过程中，若MSS监测到激活集中的Anchor BS(锚定基站)无法满足QoS需求时，则需要触发Anchor BS的更新等。在802.16e协议提供的切换方案中，对QoS的考虑并没有涉及。

发明内容

本发明的目的在于在802.16e***中，将BS提供的QoS质量也作为MSS触发扫描、切换以及快速基站切换过程的一个参数，为用户提供高质量的QoS保证。

为了实现发明目的，本发明提供了一种移动无线宽带接入***中优化通信质量的方法，所述方法包括：

A.监测通信连接的服务质量参数；

B.将监测值与门限条件相比较，当监测值满足门限条件时，触发扫描、硬切换或者快速基站切换过程。

所述步骤B进一步包括：

B1.将监测值与扫描门限条件相比较，当监测值满足所述扫描门限条件时，触发扫描过程，向服务基站发送扫描请求管理消息；

B2.将监测值与扫描报告门限条件相比较，当监测值满足所述扫描报告门限条件时，触发扫描报告过程。

所述步骤B进一步包括：

将监测值与硬切换门限条件相比较，当监测值满足所述硬切换门限条件时，触发硬切换过程，向服务基站发送切换请求管理消息。

所述步骤B进一步包括：

将监测值与快速基站切换门限条件相比较，当监测值满足所述快速基站切换门限条件时，触发快速基站切换过程，向锚定基站发送切换请求管理消息。

所述服务质量参数为误块率BLER、传输速率Rate或者分组时延Delay。

为了更好地实现发明目的，本发明进一步提供了一种移动无线宽带接入***中的移动台，所述移动台包括：

参数监测模块，用于监测通信连接的服务质量参数；

触发控制模块，用于将监测值和门限条件相比较，在监测值满足门限条件时，触发所述移动台的扫描、切换或者快速基站切换过程。

所述触发控制模块进一步包括扫描控制模块，用于将监测值和扫描门限条件相比较，在监测值满足所述扫描门限条件时，触发所述移动台的扫描过程，向服务基站发送扫描请求管理消息；以及

扫描报告控制模块，用于将监测值和扫描报告门限条件相比较，在监测值满足所述扫描报告门限条件时，触发所述移动台的扫描报告过程。

所述触发控制模块进一步包括硬切换控制模块，用于将监测值和硬切换门限条件相比较，在监测值满足所述硬切换门限条件时，触发所述移动台的硬切换过程，向服务基站发送切换管理请求消息。

所述触发控制模块进一步包括快速基站切换控制模块，用于将监测值和快速基站切换门限条件相比较，在监测值满足所述快速基站切换门限条件时，触发所述移动台的快速基站切换过程，向锚定基站发送切换管理请求消息。

所述服务质量参数为误块率BLER、传输速率Rate或者分组时延Delay。

本发明能为MSS触发扫描、切换或者快速基站切换过程提供更多的参考条件，使得***可以向用户提供高质量的QoS服务。

附图说明

图1是移动无线宽带接入***的网络构成图；

图2是本发明中MSS触发扫描过程的实现流程图；

图3是本发明中MSS触发硬切换的实现流程图；

图4是本发明中MSS触发快速基站切换的实现流程图；

图5是本发明提供的MSS的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明在现有802.16e***提供的扫描、切换和快速基站切换的触发方法的基础上设置QoS参数，作为MSS触发邻区扫描、切换和快速基站切换的条件，使***能为用户提供高质量的QoS保证。参见图1，在本发明中，MSS监测与BS之间的通信连接的QoS参数，如下所述，QoS参数可以是误块率BLER、传输速率Rate或者分组时延Delay等参数或者这些参数的组合。MSS根据监测值判决监测值是否满足设定的门限条件，在监测值满足设定的门限条件时，触发相关的邻区扫描、切换和快速基站切换等操作。

图2示出了本发明中MSS触发扫描的实现流程，详述如下：

步骤S201中，在指定时间段内监测通信连接的QoS参数，获取相应参数的监测值；

步骤S202中，判断监测值是否满足邻区扫描门限条件，是则执行步骤S203，否则继续执行步骤S201；

步骤S203中，触发邻区扫描过程，向服务BS发送MOB_SCAN-REQ扫描请求管理消息；

步骤S204中，在指定时间段内监测通信连接的QoS参数；

步骤S205中，判断监测值是否满足扫描报告门限条件，是则执行步骤S206，否则结束；

步骤S206中，触发扫描报告过程，向服务BS发送扫描报告消息，并继续执行步骤S204。

图3示出了MSS触发硬切换的实现流程，详述如下：

步骤S301中，在指定时间段内监测通信连接的QoS参数，获取相应参数的监测值；

步骤S302中，判断监测值是否满足硬切换门限条件，是则执行步骤S303，否则继续执行步骤S301；

步骤S303中，触发硬切换过程，MSS向服务BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息。

图4示出了MSS触发快速基站切换的实现流程，详述如下：

步骤S401中，在指定时间段内监测通信连接的QoS参数，获取相应参数的监测值；

步骤S402中，判断监测值是否满足快速基站切换的门限条件，是则执行步骤S403，否则继续执行步骤S401；

步骤S403中，触发快速基站切换过程，MSS向Anchor BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息，即更新Anchor BS。

作为本发明的一个实施例，采用误块率BLER(Block Error Rate)来描述BS所能提供的QoS。误块率的计算是一个平均值，是指在一定时间段内误块率的平均值， $\mathrm{BLER}=\frac{B}{\mathrm{sum}},$ 其中，B是时间T内MSS接收到的发生错误的数据块数目；sum是同一时间T内MSS接收到的总的数据块数目。

(1)对于扫描的触发，MSS监测服务BS的下行链路的BLER，若在ΔT₁内，MSS判决BLER的监测值总大于所设定的门限值E_min，则触发MSS的邻区扫描过程，MSS向服务BS发送MOB_SCAN-REQ扫描请求管理消息。其后，MSS监测服务BS的下行链路的BLER，若在ΔT₁内，MSS判决BLER的监测值总大于所设定的门限值E_min，则触发MSS的扫描报告过程。

(2)对于硬切换的触发，如果在ΔT₂内，MSS判决BLER的监测值总大于所设定的门限值E_max(E_max＞E_min)，则触发MSS的切换过程，MSS向服务BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息。

(3)对于快速基站切换的触发，MSS监测激活集中的Anchor BS的下行链路的BLER，对于该Anchor BS，若在ΔT₃内，BLER的监测值总大于所设定的门限值E，则触发MSS的快速基站切换过程，MSS向Anchor BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息，即重新选择新的Anchor BS。

在本发明的另外一个实施例中，采用传输速率Rate来描述BS所能提供的QoS。传输速率的计算按下式递推公式进行：

$R_i\left(k\right)=\mathrm{\α}\·R_i(k-1)+(1-\mathrm{\α})\·\frac{Q_i\left(k\right)}{T_f},$ 式中T_f为***的帧长，0＜α＜1，Q_i(k)为第k帧中某连接i传输的数据量。

对MSS的所有承载的业务连接均按上式进行传输速率的统计，并对所有连接(i＝0，1，2，.....N)进行如下判断：

(1)对于扫描的触发，MSS监测某连接i的传输速率Rate，若在ΔT₁内，MSS判断Rate的监测值R_i(k)与连接i设定的最小传输速率R_min之差总小于所设定的门限值E_max，即R_i(k)-R_min(i)＜E_max，则触发MSS的邻区扫描过程，MSS向服务BS发送MOB_SCAN-REQ扫描请求管理消息。其后，若在ΔT₁内，MSS判断Rate的监测值R_i(k)与连接i设定的最小传输速率R_min之差总小于所设定的门限值E_max，即R_i(k)-R_min(i)＜E_max，则触发MSS的扫描报告过程。

(2)对于硬切换的触发，若在ΔT₂内，MSS判断Rate的监测值R_i(k)与连接i设定的最小传输速率R_min之差总小于所设定的门限值E_min(E_min＜E_max)，即R_i(k)-R_min(i)＜E_min，则触发MSS的切换过程，MSS向服务BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息。

(3)对于快速基站切换的触发，MSS针对激活集中的Anchor BS监测某连接i的传输速率Rate。对于该Anchor BS，若在ΔT₃内，Rate的监测值R_i(k)与连接i设定的最小传输速率R_min之差总小于所设定的门限值E，即R_i(k)-R_min(i)＜E，则触发MSS的切换过程，MSS向Anchor BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息，即重新选择新的Anchor BS。

作为本发明的另外一个实施例，采用分组时延Delay来描述BS所能提供的QoS。分组时延Delay的计算按下式递推公式进行：

Delay_i(k)＝α·Delay_i(k-1)+(1-α)·delay，0＜α＜1。

delay为第k帧中某连接i的分组时延。

对MSS的所有承载的业务连接均按上式进行分组时延的统计，并对所有连接(i＝0，1，2，.....N)进行如下判断：

(1)对于扫描和扫描报告的触发，MSS监测某连接i的分组时延Delay，若在ΔT₁内，MSS判断Delay的监测值Delay_i(k)与连接i设定的最大时延要求L_max之差总大于所设定的门限值E_min，即Delay_i(k)-L_max(i)＞E_min，则触发MSS的扫描过程，MSS向服务BS发送MOB_SCAN-REQ扫描请求管理消息。其后，若在ΔT₁内，MSS判断Delay的监测值Delay_i(k)与连接i设定的最大时延要求L_max之差总大于所设定的门限值E_min，即Delay_i(k)-L_max(i)＞E_min，则触发MSS的扫描报告过程。

(2)对于硬切换的触发，若在ΔT₂内，MSS判断Delay的监测值Delay_i(k)与连接i设定的最大时延要求L_max之差总大于所设定的门限值E_max(E_min＜E_max)，即Delay_i(k)-L_max(i)＞E_max，则触发MSS的切换过程，MSS向服务BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息。

(3)对于快速基站BS切换的触发，MSS针对激活集中的Anchor BS监测某连接i的分组时延Delay。对于该Anchor BS，若在ΔT₃内，Delay的监测值Delay_i(k)与连接i设定的最大时延要求L_max之差总大于所设定的门限值E，即Delay_i(k)-L_max(i)＞E，则触发MSS的切换过程，MSS向Anchor BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息，即重新选择新的Anchor BS。

图5示出了本发明中MSS的结构示意图，为了便于描述，仅示出与本发明相关的部分。

MSS包括参数监测模块100，用于监测MSS和BS之间的通信连接的服务质量QoS参数，如上所述，可以是误块率BLER、传输速率Rate或者分组时延Delay等参数或者这些参数的组合，并将QoS参数的监测值发送给触发控制模块200。

触发控制模块200根据参数监测模块100发送的监测值，将监测值与设置的门限条件相比较，当监测值满足门限条件时，触发MSS的相关操作过程，具体监测值的计算以及门限条件的比较如上所述，不再赘述。

在监测值满足扫描门限条件时，扫描控制模块201触发MSS的扫描过程，并向服务BS发送MOB_SCAN-REQ发送扫描请求管理消息；

在监测值满足扫描报告门限条件时，扫描报告控制模块202触发MSS的扫描报告过程；

在监测值满足硬切换门限条件时，硬切换控制模块203触发MSS的硬切换过程，并向服务BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息；

在监测值满足快速基站切换门限条件时，快速基站切换控制模块204触发MSS的快速基站切换过程，并向Anchor BS发送MOB_MSHO-REQ切换请求管理消息，即重新选择新的Anchor BS。

上述参数监测模块100、触发控制模块200、扫描控制模块201、扫描报告控制模块202、硬切换控制模块203以及快速基站切换控制模块204可以通过软件实现，加载在MSS的内存中运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种移动无线宽带接入***中优化通信质量的方法，其特征在于，所述方法包括：

A.监测通信连接的服务质量参数；

B.将监测值与门限条件相比较，当监测值满足门限条件时，触发扫描、硬切换或者快速基站切换过程。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

B1.将监测值与扫描门限条件相比较，当监测值满足所述扫描门限条件时，触发扫描过程，向服务基站发送扫描请求管理消息；

B2.将监测值与扫描报告门限条件相比较，当监测值满足所述扫描报告门限条件时，触发扫描报告过程。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

将监测值与硬切换门限条件相比较，当监测值满足所述硬切换门限条件时，触发硬切换过程，向服务基站发送切换请求管理消息。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

将监测值与快速基站切换门限条件相比较，当监测值满足所述快速基站切换门限条件时，触发快速基站切换过程，向锚定基站发送切换请求管理消息。

5、如权利要求1至4任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述服务质量参数为误块率BLER、传输速率Rate或者分组时延Delay。

6、一种移动无线宽带接入***中的移动台，其特征在于，所述移动台包括：

参数监测模块，用于监测通信连接的服务质量参数；

触发控制模块，用于将监测值和门限条件相比较，在监测值满足门限条件时，触发所述移动台的扫描、切换或者快速基站切换过程。

7、如权利要求6所述的移动台，其特征在于，所述触发控制模块进一步包括扫描控制模块，用于将监测值和扫描门限条件相比较，在监测值满足所述扫描门限条件时，触发所述移动台的扫描过程，向服务基站发送扫描请求管理消息；以及

扫描报告控制模块，用于将监测值和扫描报告门限条件相比较，在监测值满足所述扫描报告门限条件时，触发所述移动台的扫描报告过程。

8、如权利要求6所述的移动台，其特征在于，所述触发控制模块进一步包括硬切换控制模块，用于将监测值和硬切换门限条件相比较，在监测值满足所述硬切换门限条件时，触发所述移动台的硬切换过程，向服务基站发送切换管理请求消息。

9、如权利要求6所述的移动台，其特征在于，所述触发控制模块进一步包括快速基站切换控制模块，用于将监测值和快速基站切换门限条件相比较，在监测值满足所述快速基站切换门限条件时，触发所述移动台的快速基站切换过程，向锚定基站发送切换管理请求消息。

10、如权利要求6至9任一权利要求所述的移动台，其特征在于，所述服务质量参数为误块率BLER、传输速率Rate或者分组时延Delay。

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