专利名称：用于在宽带无线接入通信系统中控制睡眠模式与唤醒模式之间的状态转换的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及一种宽带无线接入通信系统，特别涉及一种用于在采用正交频分多路复用(OFDM)的宽带无线接入通信系统中控制睡眠模式和唤醒模式的系统和方法。
背景技术：
在第4代(4G)通信系统中，正在积极地研究用于以约100Mbps的数据速率向用户提供保证各种业务质量(QoS)的业务的技术。目前第三代(3G)通信系统在具有相对较差信道环境的室外信道环境中通常支持约384Kbps的数据速率，并且在具有相对较好信道环境的室内信道环境中甚至支持最大2Mbps的数据速率。或者，无线局域网(LAN)系统和无线城域网(MAN)系统通常支持20Mbps到50Mbps的数据速率。
因此，在当前4G通信系统中，正在积极地研究一种新通信系统，其高效地保证为了支持4G通信系统打算提供的高速业务而支持相对较高数据速率的无线LAN系统和无线MAN系统的移动性和高QoS。
由于其宽的业务覆盖范围和高数据速率，无线MAN系统适于高速通信业务。然而，由于未对用户或订户台(subscriber station，SS)的移动性加以考虑，因此在该系统中也不考虑由于订户台的快速移动而导致的切换(handoff)或小区选择。
图1是示意性地示出传统的采用正交频分多路复用(OFDM)/正交频分多路接入(OFDMA)的宽带无线接入通信系统(以下称作“OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统”)的配置的图。更具体地说，图1是示意性地示出IEEE802.16a通信系统的配置的图。
然而，在给出图1的描述之前，应当注意，无线MAN系统是宽带无线接入(BWA)通信系统，并且与无线LAN系统相比具有更宽的业务覆盖范围并且支持更高的数据速率。IEEE 802.16a通信系统是采用OFDM和OFDMA的通信系统，以便支持无线MAN系统的宽带传输网络到物理信道。
也就是，IEEE 802.16a通信系统是OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统。将OFDM/OFDMA应用到无线MAN系统中的IEEE 802.16a通信系统使用多个副载波传输物理信道信号，从而使得有可能支持高速数据通信。
或者，IEEE 802.16e通信系统具有与IEEE 802.16a通信系统相同的特性，但是还考虑订户台的移动性。然而，对于IEEE 802.16e通信系统，尚未提出任何规范。
由于IEEE 802.16e通信系统对订户台的移动性加以考虑，因此这里假定订户台(SS)是指移动台(MS)或移动订户台(MSS)。也就是，MS或MSS是指被给予移动性的SS。
参照图1，IEEE 802.16a通信系统具有单小区配置，并且包括基站(BS)100和由基站100控制的多个订户台(SS)110、120和130。使用OFDM/OFDMA技术执行基站100与订户台110、120和130之间的信号交换。
如上所述，IEEE 802.16a通信系统目前仅考虑订户台是固定的状态，即从不考虑订户台的移动性，而仅考虑单小区配置。然而，如上所述，除了IEEE802.16a通信系统的特性之外，IEEE 802.16e通信系统还考虑订户台的移动性。因此，IEEE 802.16e通信系统必须考虑多小区环境中订户台的移动性。为了考虑多小区环境中订户台的移动性，则不可避免地必须修改订户台和基站的操作。然而，IEEE 802.16e通信系统尚未提出任何用于处理多小区环境和订户台移动性的方法。
在IEEE 802.16e通信系统中，当对订户台的移动性加以考虑时，订户台的功耗是管理整个系统资源的重要因素。因此，提出了用于最小化订户台功耗的订户台与基站之间的睡眠模式操作和对应的唤醒模式操作。
图2是示意性地示出在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的睡眠模式操作的图。在给出图2的描述之前，应当注意，睡眠模式是为了在不传送任何分组数据的空闲间隔内最小化订户台的功耗而提出的。也就是，在睡眠模式下，订户台和基站都转换到睡眠模式，以便在不传送任何分组数据的空闲间隔内最小化订户台的功耗。
因为分组数据通常是基于突发而生成的，所以不传送分组数据的间隔在操作上与传送分组数据的间隔相同是不太可能的。因此，提出了睡眠模式。
然而，如果处于睡眠模式下的订户台具有要与基站交换的分组数据，则订户台必须转换到唤醒模式以与基站交换分组数据。
这样的睡眠模式操作已作为用于最小化功耗和信道信号间干扰的计划被提出。然而，由于分组数据的特性主要受到通信量(traffic)的影响，因此必须考虑通信量特性和分组数据的传送方案来适应性地执行睡眠模式操作。
参照图2，标号211表示所生成的分组数据的模式，其包括多个开(ON)间隔和关(OFF)间隔。开间隔是生成分组数据或通信量的突发间隔，而关间隔是不生成通信量的空闲间隔。
订户台根据通信量生成模式转换到睡眠模式或唤醒模式，从而最小化订户台的功耗并且降低信道信号之间的干扰。
标号213表示基站的状态转换(或模式转换)模式，其包括多个唤醒模式和睡眠模式。唤醒模式是指生成通信量的状态，并且在这些状态下，执行基站与订户台之间的实际分组数据传送/接收。相反，睡眠模式是指不生成通信量的状态，并且在这些状态下，不执行基站与订户台之间的分组数据传送/接收。
标号215表示订户台的功率电平(SS功率电平)的模式，并且如图所示，如果唤醒模式下订户台的功率电平被定义为“K”，则睡眠模式下订户台的功率电平为‘M’。将唤醒模式下订户台的功率电平K与睡眠模式下订户台的功率电平M相比，M值比K值小得多。也就是，在睡眠模式下，由于不执行分组数据的传送/接收而消耗非常少的功率。
下面将描述目前为了支持睡眠模式操作而在IEEE 802.16e通信系统中提出的方案。然而，在描述目前在IEEE 802.16e通信系统中提出的方案之前，将描述下面前提。
为了转换到睡眠模式，订户台必须从基站接收状态转换许可，并且基站允许基站转换到睡眠模式然后传送分组数据。
另外，基站必须在订户台的监听间隔内向订户台通知存在要传送到订户台的分组数据。此时，订户台必须从睡眠模式唤醒，并且确定是否存在要从基站传送到订户台自身的分组数据。“监听间隔”的详细描述将在下面给出。
如果确定存在要从基站传送到订户台自身的分组数据，则订户台转换到唤醒模式以从基站接收分组数据。然而，如果确定不存在要从基站传送到订户台自身的分组数据，则订户台可以返回到睡眠模式或者保持唤醒模式。
A.操作参数现在将描述支持睡眠模式和唤醒模式操作所需的参数。
(1)睡眠间隔睡眠间隔由订户台请求，并且由基站响应订户台的请求而分配。睡眠间隔表示从订户台转换到睡眠模式的时间到订户台转换回到唤醒模式的时间的时间间隔。结果，睡眠间隔被定义为订户台保持在睡眠模式下的时间。
即使在睡眠间隔之后，订户台也可以继续保持在睡眠模式下。在这种情况下，订户台通过使用预定最小窗口(MIN-WINDOW)或最大窗口(MAX-WINDOW)执行呈指数增长算法来更新睡眠间隔。最小窗口值是睡眠间隔的最小值，而最大窗口值是睡眠间隔的最大值。另外，最小窗口值和最大窗口值以帧数表示，并且基站分配两者。下面将更详细地描述这些值。
(2)监听间隔监听间隔由订户台请求，并且由基站响应订户台的请求而分配。监听间隔表示订户台在其从睡眠模式唤醒一小段时间之后与来自基站的下行链路信号同步接收下行链路消息如通信量指示(TRF_IND)消息的时间间隔。通信量指示消息是要传送到订户台的通信量消息(即，表示存在分组数据的消息)，并且稍后将对其进行详细的描述。订户台根据通信量指示消息的值，确定它是将保持在唤醒模式下，还是转换回到睡眠模式。
(3)睡眠间隔更新算法如果订户台转换到睡眠模式，则它通过将预定最小窗口值视作最小睡眠模式循环来确定睡眠间隔。在睡眠间隔期满之后，订户台在监听间隔内从睡眠模式唤醒以确定是否存在要从基站传送的分组数据。如果确定不存在要从基站传送的分组数据，则订户台将睡眠间隔设成比先前睡眠间隔长两倍的值，并且继续保持在睡眠模式下。
例如，当最小窗口值为‘2’时，订户台将睡眠间隔设成2帧，然后，在2帧内保持在睡眠模式下。在2帧期满之后，订户台从睡眠模式唤醒，并且确定是否接收到通信量指示消息。如果确定未接收到通信量指示消息，即如果确定不存在从基站传送到订户台的分组数据，则订户台将睡眠间隔设成4帧，即原始2帧的两倍，然后在4帧内保持在睡眠模式下。
因此，睡眠间隔从最小窗口值增加到最大窗口值，并且用于更新睡眠间隔的算法为睡眠间隔更新算法。
B.操作消息现在将描述目前为了支持睡眠模式和唤醒模式操作而在IEEE 802.16e通信系统中定义的消息。
(1)睡眠请求(SLP_REQ)消息睡眠请求消息从订户台传送到基站，并且由订户台用于发出向睡眠模式的状态转换请求。睡眠请求消息包括订户台在睡眠模式下操作所需的参数或信息元素(IE)，并且睡眠请求消息具有如下面表1所示的格式。
表1
睡眠请求消息是基于订户台的连接标识符(CID)而传送的专用消息。
更具体地说，MANAGEMENT MESSAGE TYPE(管理消息类型)是表示当前传送消息的类型的信息，而MANAGEMENT MESSAGE TYPE＝45表示睡眠请求消息。MIN-WINDOW(最小窗口)的值表示为睡眠间隔请求的起始值(以帧测量)，而MAX-WINDOW(最大窗口)的值表示为睡眠间隔请求的终止值(以帧测量)。也就是，如结合睡眠间隔更新算法所述，可以在最小窗口(MIN-WINDOW)值与最大窗口(MAX-WINDOW)值之间的值内更新睡眠间隔。另外，LISTENING INTERVAL(监听间隔)表示所请求的监听间隔(以帧测量)。LISTENING INTERVAL也采用帧值表示。
(2)睡眠响应(SLP_RSP)消息睡眠响应消息是对睡眠请求消息的响应消息，并且表示是同意还是拒绝由订户台请求的向睡眠模式的状态转换，或者表示未经请求(unsolicited)的指令。也就是，睡眠响应消息不仅用作对睡眠请求消息的响应消息，而且用作甚至在没有接收到睡眠请求消息的情况下也可传送的未经请求的指令消息。
下面将更详细地描述用作表示未经请求的指令的消息的睡眠响应消息。睡眠响应消息包括订户台在睡眠模式下操作所需的信息元素。睡眠响应消息具有如下面表2所示的格式。
表2
睡眠响应消息也是基于订户台的连接ID而传送的专用消息。
MANAGEMENT MESSAGE TYPE(管理消息类型)是表示当前传送消息的类型的信息，而MANAGEMENT MESSAGE TYPE＝46表示睡眠响应消息。SLEEP-APPROVED(睡眠是否被同意)的值以1比特表达，并且SLEEP-APPROVED＝0表示拒绝向睡眠模式的转换请求(拒绝睡眠模式请求)，而SLEEP-APPROVED＝1表示同意向睡眠模式的转换请求(同意睡眠模式请求)。另外，对于SLEEP-APPROVED＝0，存在7比特RESERVED(保留)字段，而对于SLEEP-APPROVED＝1，存在7比特START-TIME(开始时间)字段、6比特MIN-WINDOW(最小窗口)字段、10比特MAX-WINDOW(最大窗口)字段以及8比特LISTENING INTERVAL(监听间隔)字段。
这里，STAT-TIME的值表示直到订户台进入第一睡眠间隔为止所需的帧数，其中排除接收到睡眠响应消息的帧。也就是，订户台在以接收到睡眠响应消息的帧的下一帧开始对应于START-TIME值的帧期满之后进行向睡眠模式的状态转换。
另外，MIN-WINDOW的值表示睡眠间隔的起始值(以帧测量)，而MAX-WINDOW的值表示睡眠间隔的终止值(以帧测量)。LISTENINGINTERVAL表示监听间隔值(以帧测量)。
(3)通信量指示(TRF_IND)消息通信量指示消息在监听间隔内由基站传送到订户台，并且用来指示存在要由基站传送到订户台的分组数据。通信量指示消息具有如下面表3所示的格式。
表3
不同于睡眠请求消息和睡眠响应消息，通信量指示消息是基于广播而传送的广播消息。通信量指示消息是指示存在或不存在要从基站传送到特定订户台的分组数据的消息，并且订户台在监听间隔内对所广播的通信量指示消息进行解码，并且确定是转换到唤醒模式还是保持睡眠模式。
如果订户台确定转换到唤醒模式，则订户台分析帧同步。如果所分析的帧顺序号与期望帧顺序号不相同，则订户台可以在唤醒模式下发出对丢失分组数据的重新传送请求。然而，如果订户台在监听间隔内没有接收到通信量指示消息，或者如果虽然接收到通信量指示消息但是其不包括正指示(POSITIVE INDICATION)，则订户台返回到睡眠模式。
MANAGEMENT MESSAGE TYPE(管理消息类型)是表示当前传送消息的类型的信息，而MANAGEMENT MESSAGE TYPE＝47表示通信量指示消息。POSITIVE_INDICATION_LIST(肯定指示列表)包括肯定订户的数目NUM-POSITIVE以及每个肯定订户的连接ID(CID)。也就是，POSITIVE_INDICATION_LIST表示要向其传送分组数据的订户的数目及其连接ID。
图3是在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的用于响应订户台的请求而将订户台转换到睡眠模式的过程的信号流程图。参照图3，当订户台300希望转换到睡眠模式时，它在步骤311将睡眠请求消息传送到基站350。睡眠请求消息包括结合表1所述的信息元素。当从订户台300接收到睡眠请求消息时，基站350在步骤313考虑订户台300和基站350的状态来确定是否允许订户台300转换到睡眠模式，并且根据确定结果将睡眠响应消息传送到订户台300。
这里，基站350考虑存在/不存在要传送到订户台300的分组数据来确定是否允许订户台300转换到睡眠模式。如结合表2所述，如果基站350确定同意向睡眠模式的状态转换，则它将SLEEP-APPROVED设为‘1’，而如果基站350确定拒绝向睡眠模式的状态转换，则它将SLEEP-APPROVED设为‘0’。包括在睡眠响应消息中的信息元素如表2所示。
当从基站350接收到睡眠响应消息时，订户台300分析包括在所接收的睡眠响应消息中的SLEEP-APPROVED的值，并且如果分析出允许订户台300进行向睡眠模式的状态转换，则订户台300在步骤315进行向睡眠模式的状态转换。然而，如果包括在睡眠响应消息中的SLEEP-APPROVED的值表示拒绝向睡眠模式的状态转换，则订户台300保持当前模式即唤醒模式。
另外，当订户台300进行向睡眠模式的状态转换时，它从睡眠响应消息读取相应的信息元素，并且执行相应的睡眠模式操作。
图4是在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的用于在基站的控制下订户台转换到睡眠模式的过程的信号流程图。然而，在给出图4的描述之前，应当注意，IEEE 802.16e通信系统提出了作为表示未经请求的指令的消息使用睡眠响应消息的方法。这里，“未经请求的指令”意味着即使没有单独的来自订户台的请求，订户台也在基站的指令或控制下操作，并且在图4的例子中，订户台根据未经请求的指令进行向睡眠模式的状态转换。
参照图4，基站450在步骤411向订户台400传送睡眠响应消息或未经请求的指令消息。睡眠响应消息包括结合表2所述的信息元素。当从基站450接收到睡眠响应消息时，订户台400在步骤413分析包括在所接收的睡眠响应消息中的SLEEP-APPROVED的值，并且如果SLEEP-APPROVED的值表示同意向睡眠模式的状态转换，则订户台400进行向睡眠模式的状态转换。
在图4中，由于作为未经请求的指令消息使用睡眠响应消息，因此仅以“1”表达SLEEP-APPROVED的值。另外，当订户台400转换到睡眠模式时，它从睡眠响应消息中读取相应的信息元素，并且执行相应的睡眠模式操作。
图5是在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的用于在基站的控制下订户台转换到唤醒模式的过程的信号流程图。参照图5，如果生成了要传送到订户台500的通信量或分组数据，则基站550在步骤511向订户台500传送通信量指示消息。
这里，通信量指示消息包括结合表3所述的信息元素。当从基站550接收到通信量指示消息时，订户台500确定在通信量指示消息中是否存在POSITIVE INDICATION(肯定指示)。如果存在POSITIVE INDICATION，则订户台500读取包括在通信量指示消息中的连接ID，并且确定所读取的连接ID是否与其自己的连接ID相同。如果确定包括在通信量指示消息中的连接ID与其自己的连接ID相同，则订户台500在步骤513从当前模式即睡眠模式转换到唤醒模式。
C.操作缺点上面描述了在当前IEEE 802.16e通信系统中提出的睡眠模式操作。接下来，将描述上述睡眠模式操作的缺点如下。
(1)当订户台发出向睡眠模式的状态转换请求时，基站必须向订户台通知是否同意状态转换请求。在这种情况下，如果存在要传送到订户台的数据，则基站会阻止(或拒绝)订户台进行向睡眠模式的状态转换。因而，被拒绝转换的订户台继续保持唤醒模式，从而导致不必要的订户台功耗。因此，当拒绝订户台的向睡眠模式的转换请求时，用于使订户台能够转换到睡眠模式的附加操作及其算法是必要的。
(2)每当订户台在睡眠模式下操作时检测到传送数据时，订户台向基站传送向唤醒模式的状态转换请求。作为响应，基站应当能够由于以下原因而拒绝订户台的向唤醒模式的状态转换请求。
-基站容量的高效利用基站可以预先防止超出基站容量。
-订户台通信量的负载均衡基站抑制具有向基站的高分组传送速率的订户台的向唤醒模式的转换，从而增加其它订户台的分组传送机会。
-唤醒模式下订户台的可靠通信量传送(QoS被保证)基站抑制具有相对较低优先级的订户台转换到唤醒模式，从而向具有较高优先级的订户台提供更多的分组数据传送机会。
然而，现有系统没有具体定义用于拒绝状态转换请求的方法以及在拒绝之后必须执行的操作。因此，在向唤醒模式的状态转换被拒绝之后，订户台不期望地继续保持在睡眠模式下。
另外，只要存在要传送到基站的分组，则订户台必须向基站传送回到唤醒模式的状态转换请求，为此，需要基站根据基站的状态向订户台通知如何适当地重新请求向唤醒模式的状态转换。
订户台可以请求向唤醒模式的转换，以便传送基站和订户台之间的带宽分配所需的控制分组。在这种情况下，基站必须同意订户台的向唤醒模式的转换，以便保证用户数据分组的可靠传送。
为达到此目的，为了让现有订户台请求向唤醒模式的转换，必须将用于区分传送分组类型(例如，控制分组)的字段插入到向基站传送的消息中，其中该字段可以是向唤醒模式的转换的原因。
(3)由于订户台在其向睡眠模式的转换被同意之后无条件地转换到睡眠模式，因此控制分组可能被丢失，或者可能不能在适当的时候被传送，从而影响用户数据分组的实际传送。
因此，如果订户台必须在基站请求订户台转换到睡眠模式的状态下向基站传送控制分组或紧急用户数据分组，则订户台应当能够拒绝基站的请求。为达到此目的，有必要定义新消息和拒绝之后的操作。
(4)当基站请求保持在睡眠模式下的订户台转换到唤醒模式时，订户台应当能够根据其剩余电池能量拒绝基站的请求。如果订户台的当前电池能量几乎耗尽使得分组传送/接收不再可用，则订户台应该能够拒绝基站的向唤醒模式的转换请求。
尽管存在这些问题，但是尚未有适当的用于拒绝模式转换请求的操作过程的具体定义。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于在宽带无线接入通信系统的睡眠模式控制系统中当接收方拒绝由传送方发出的状态转换请求时由传送方执行适当操作的方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于在宽带无线接入通信系统中拒绝订户台的向睡眠模式的状态转换请求的控制方法和系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于在宽带无线接入通信系统中拒绝订户台的向唤醒模式的状态转换请求的控制方法和系统。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中由处于唤醒模式下的订户台控制睡眠模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤如果接收到基站对从订户台到基站的睡眠请求的拒绝响应，则在等待时间段(duration)期满之后向基站重新传送睡眠请求；或者如果接收到基站对从订户台到基站的睡眠请求的拒绝响应，则停止向基站重新传送睡眠请求，直到从基站接收到未经请求的对睡眠请求的响应为止。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中由基站控制睡眠模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤如果接收到订户台对从基站到订户台的睡眠请求的拒绝响应，则在等待时间段期满之后向订户台重新传送睡眠请求；或者如果接收到订户台对从基站到订户台的睡眠请求的拒绝响应，则停止向订户台重新传送睡眠请求，直到从订户台接收到未经请求的对睡眠请求的响应为止。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中在订户台处于睡眠模式下的时候当传送用于指示存在要从订户台传送到基站的通信量数据的通信量指示时由订户台控制唤醒模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤如果接收到基站对从订户台到基站的通信量指示的拒绝响应，则在等待时间段期满之后向基站重新传送通信量指示；或者如果接收到基站对从订户台到基站的通信量指示的拒绝响应，则停止重新传送通信量指示，直到从基站接收到未经请求的对通信量指示的响应为止。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中在订户台处于睡眠模式下的时候当接收到用于指示存在要从基站传送到订户台的通信量数据的通信量指示时由订户台控制唤醒模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤接收由基站随同订户台的连接标识符(ID)一起传送的通信量指示；考虑订户台的资源状态，确定是否同意向唤醒模式的转换；以及向基站传送确定结果。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从唤醒模式到睡眠模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及订户台，其中，如果基站从订户台接收到向睡眠模式的转换请求，则基站通过传送等待时间段信息以允许订户台在等待时间段期满之后重新传送向睡眠模式的转换请求来传送拒绝响应；并且其中如果订户台从基站接收到订户台的向睡眠模式的转换请求，则订户台通过传送等待时间段信息以允许基站在等待时间段期满之后重新传送向睡眠模式的转换请求来传送拒绝响应。
根据本发明的第六方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从睡眠模式到唤醒模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及移动台，其中，如果基站从订户台接收到用于指示存在传送分组的通信量指示，则基站通过传送等待时间段信息以允许订户台在等待时间段期满之后重新传送通信量指示来传送拒绝响应；并且其中如果订户台从基站接收到包括订户台的连接标识符(ID)的通信量指示，则订户台考虑其资源状态来确定是否同意向唤醒模式的转换，并且向基站传送确定结果。
根据本发明的第七方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从唤醒模式到睡眠模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及订户台，其中，当接收到订户台的向睡眠模式的转换请求时，基站通过允许订户台不传送睡眠请求直到重新接收到对向睡眠模式的转换请求的响应为止来传送拒绝响应；并且其中当从基站接收到订户台的向睡眠模式的转换请求时，订户台通过允许基站不传送睡眠请求直到重新接收到对向睡眠模式的转换请求的响应为止来传送拒绝响应。
根据本发明的第八方面，提供了一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从睡眠模式到唤醒模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及移动台，其中，如果基站从订户台接收到指示存在传送分组的通信量指示，则基站通过允许订户台不传送通信量指示直到重新接收到对通信量指示的响应为止来传送拒绝响应；并且其中如果订户台从基站接收到包括订户台的连接标识符(ID)的通信量指示，则订户台考虑其资源状态来确定是否同意向唤醒模式的转换，并且向基站传送确定结果。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特性和优点将会变得更加清楚，其中图1是示意性地示出传统的OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统的配置的图；图2是示意性地示出在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的睡眠模式操作的图；图3是示出在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的响应订户台的请求订户台转换到睡眠模式的过程的信号流程图；图4是示出在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的在基站的控制下订户台转换到睡眠模式的过程的信号流程图；图5是示出在传统的IEEE 802.16e通信系统中提出的在基站的控制下订户台转换到唤醒模式的过程的信号流程图；图6是示意性地示出根据本发明实施例的OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统的配置的图；图7是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应订户台的请求向睡眠模式的状态转换过程的信号流程图；图8是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向睡眠模式的状态转换过程的信号流程图；
图9是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应订户台的请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图；图10是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图；图11是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应订户台的请求向睡眠模式的状态转换过程的信号流程图；图12是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向睡眠模式的状态转换过程的信号流程图；图13是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应要传送数据分组的订户台请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图；图14是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应要传送控制分组的订户台请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图；图15是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图；图16是示出根据本发明实施例的响应订户台的请求向睡眠模式的状态转换过程的流程图；图17是示出根据本发明实施例的响应基站的请求向睡眠模式的状态转换过程的流程图；以及图18是示出根据本发明实施例的响应订户台的请求向唤醒模式的状态转换过程的流程图。
具体实施例方式
下面将参照附图来详细描述本发明的若干优选实施例。在下面描述中，为简洁起见，省略了包括在本文内的公知功能和配置的详细描述。
图6是示意性地示出根据本发明实施例的OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统的配置的图。然而，在给出图6的描述之前，应当注意，如背景技术部分所述，除了具有与IEEE 802.16a通信系统相同的特性之外，IEEE802.16e通信系统还考虑订户台(SS)的移动性，但是对于该通信系统尚未提出任何规范。
为了除了IEEE 802.16a通信系统的特性之外还考虑订户台的移动性，IEEE 802.16e通信系统可以考虑多小区配置和订户台在多个小区之间的切换。因此，本发明提出了如图6所示的IEEE 802.16e通信系统的配置。此外，IEEE 802.16e通信系统是采用正交频分多路复用(OFDM)和正交频分多路接入(OFDMA)的宽带无线接入(BWA)通信系统(以下称作“OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统”)，并且为了便于说明起见，在图6中将假设OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统是IEEE 802.16e通信系统的例子。
参照图6，IEEE 802.16e通信系统具有多小区配置(即小区600和650)，并且包括用于控制小区600的基站(BS)610、用于控制小区650的基站640、以及多个订户台611、613、630、651和653。
使用OFDM/OFDMA技术执行基站610和640与其关联订户台611、613、630、651和653之间的信号交换。在订户台611、613、630、651和653中，订户台630位于小区600和650之间的边界区域或切换区域内。因此，IEEE802.16e通信系统应当支持订户台630的切换以便支持订户台630的移动性。
这里，由于用于在不支持切换的IEEE 802.16a通信系统中支持切换的操作与本发明不直接相关，因此将省略其详细描述。
如结合图6所述，由于除了IEEE 802.16a通信系统的特性之外，IEEE802.16e通信系统还必须考虑订户台的移动性，因此订户台的功耗是整个系统的重要因素。因此，为了最小化订户台的功耗，已提出了订户台和基站之间的睡眠模式操作和对应的唤醒模式操作。然而，在当前IEEE 802.16e通信系统中提出的睡眠模式操作和唤醒模式操作具有在背景技术部分中描述的三个问题。因此，本发明提出用于解决这三个问题的睡眠模式操作控制系统和方法。
I.所提出的操作消息现在将描述为了支持上述睡眠模式操作和唤醒模式操作而由本发明提出的消息。
(1)睡眠请求(SLP_REQ)消息为了让订户台发出向睡眠模式的状态转换请求，将睡眠请求消息从订户台传送到基站。此外，为了让基站允许订户台发出向睡眠模式的状态转换请求，将睡眠请求消息从基站传送到订户台。睡眠请求消息包括订户台在睡眠模式下操作所需的参数或信息元素(IE)，并且睡眠请求消息具有如下面表4所示的格式。
表4
参照表4，除了增加了START-TIME(开始时间)字段之外，根据本发明实施例的睡眠请求消息与结合表1所述的睡眠请求消息相同。
向睡眠请求消息增加的7比特START-TIME值仅包括在从基站传送到订户台的消息(即由基站请求的睡眠请求消息)中，并且其是从订户台传送到基站的可选信息元素(不包括在由订户台请求的睡眠请求消息中)。
START-TIME值也可以被定义为包括在由基站请求的睡眠请求消息和由订户台请求的睡眠请求消息中的指示性信息元素。
在本发明实施例中提出的对睡眠请求消息的睡眠响应消息与后面描述的详细状态转换拒绝操作相关，并且将参照表10进行描述。
表4中的其它共同参数已结合表1作过描述，因此这里不再进行描述。
(2)通信量指示(TRF_IND)消息通信量指示消息根据传送通信量指示消息的主体而具有不同的消息特征。例如，如果发送通信量指示的主体是基站，则通信量指示消息为基于广播而传送到多个订户台的广播消息。然而，如果传送通信量指示消息的主体是订户台，则通信量指示消息为逐一地或者基于单播而从订户台传送到基站的专用消息。
也就是，通信量指示消息根据其传送主体而采用不同的消息名称和格式定义。这里，从基站传送到订户台的通信量指示消息被定义为基站通信量指示(BSTRF_IND)消息，并且从订户台传送到基站的通信量指示消息被定义为订户台通信量指示(SSTRF_IND)消息。现在将分别参照表5和表6描述基站通信量指示消息和订户台通信量指示消息。
基站通信量指示消息具有如下面表5所示的格式。
表5
如上所述，基站通信量指示消息是广播消息。参照表5，除了增加了PDUSEQUENCE NUMBER(PDU顺序号)参数和START-TIME(开始时间)参数之外，基站通信量指示消息与结合表3所述的通信量指示消息相同。
PDU SEQUENCE NUMBER参数表示在进行向睡眠模式的状态转换之前基站最后传送的PDU(分组数据单元)顺序号。START-TIME参数的值表示直到订户台进入唤醒模式为止所需的帧数，其中排除接收到基站通信量指示消息的帧。
当订户台从睡眠模式转换到唤醒模式时，如果通过使用包括在基站通信量指示消息中的PDU顺序号检测没有经过单独顺序重新排序过程的丢失分组数据，订户台具有丢失分组数据，则订户台向基站发送对丢失分组数据的重新传送请求。
表5的其它共同参数已结合表3作过描述，因此这里不再进行描述。
接下来，订户台通信量指示消息具有如下面表6所示的格式。
表6
参照表6，不同于基站通信量指示消息，订户台通信量指示消息不是广播消息而是基于订户台的连接ID而传送的单播消息。
也就是，订户台通信量指示消息是指示存在基站将从订户台接收的分组数据的消息。当接收到订户台通信量指示消息时，基站对所接收的订户台通信量指示消息进行解码，并且确定它将允许订户台转换到唤醒模式还是继续保持在睡眠模式下。
除了增加了连接ID(CID)参数和PDU SEQUENCE NUMBER(PDU顺序号)参数之外，订户台通信量指示消息与结合表3所述的通信量指示消息相同。
CID参数表示传送订户台通信量指示消息的订户台的连接ID，并且PDUSEQUENCE NUMBER参数表示在转换到睡眠模式之前订户台最后传送的PDU顺序号。
表6的其它共同参数已结合表3作过描述，因此这里不再进行描述。
(3)通信量确认(TRF_CFN)消息通信量确认消息根据其传送主体而采用不同的消息名称和格式定义。这里，从基站传送到订户台的通信量确认消息被定义为基站通信量确认(BSTRF_CFN)消息，而从订户台传送到基站的通信量确认消息被定义为订户台通信量确认(SSTRF_CFN)消息。
订户台通信量确认消息具有如下面表7所示的格式。
表7
在表7中，MANAGEMENT MESSAGE TYPE(管理消息类型)是表示当前传送消息的类型的信息，而MANAGEMENT MESSAGE TYPE＝49表示订户台通信量确认消息。CID表示传送订户台通信量确认消息的订户台的连接ID。另外，PDU SEQUENCE NUMBER(PDU顺序号)表示在转换到睡眠模式之前订户台最后接收到的PDU顺序号。
当包括在基站通信量指示消息中的PDU顺序号不同于包括在订户台通信量确认消息中的PDU顺序号时，基站将两个PDU顺序号中的在前PDU顺序号定义为有效PDU顺序号，并且从对应于该有效PDU顺序号的分组数据恢复传送。
基站通信量确认消息具有如下面表8所示的格式。
表8
在表8中，MANAGEMENT MESSAGE TYPE(管理消息类型)是表示当前传送消息的类型的信息，而MANAGEMENT MESSAGE TYPE＝49表示基站通信量确认消息。CID表示传送基站通信量确认消息的订户台的连接ID。另外，PDU SEQUENCE NUMBER(PDU顺序号)表示在转换到睡眠模式之前基站最后接收到的PDU顺序号。
当包括在订户台通信量指示消息中的PDU顺序号不同于包括在基站通信量确认消息中的PDU顺序号时，订户台将这两个PDU顺序号中的在前PDU顺序号定义为有效PDU顺序号，并且从对应于该有效PDU顺序号的分组数据恢复传送。
另外，START-TIME参数的值表示直到订户台进入唤醒模式为止所需的帧数，其中排除接收到基站通信量确认消息的帧。也就是，订户台从接收到基站通信量确认消息的帧的下一帧开始对应于START-TIME值的帧期满之后转换到唤醒模式。
START-TIME值仅包括在从基站传送到订户台的基站通信量确认消息中，并且是不包括在从订户台传送到基站的订户台通信量确认消息中的可选信息元素。START-TIME值也可以被定义为包括在基站通信量确认消息和订户台通信量确认消息中的指示性信息元素。
结合表8所述的基站通信量确认消息的格式可以被修改成如表9所示的格式。
表9
如表9所示，修改后的基站通信量确认消息具有与结合表8所述的基站通信量确认消息相同的信息元素。然而，当传送通信量确认消息的主体是基站时，包括作为可选信息的START-TIME值，而当传送通信量确认消息是订户台时，不包括START-TIME值。
下面将再次描述PDU SEQUENCE NUMBER。随着订户台从睡眠模式转换到唤醒模式，它恢复暂停的分组数据传送。在这种情况下，订户台与在转换到睡眠模式之前接收到的分组数据单元的顺序号重新同步。
在重新同步过程中，当发生了分组数据单元丢失时，分组数据传送性能由于重新传送而被恶化。该问题通过传送分组数据单元的顺序号来解决。也就是，当由传送器传送的分组数据单元的顺序号不同于在接收器处接收的分组数据单元的顺序号时，传送器基于先前传送的分组数据单元的顺序号传送分组数据，并且如果接收到重复的分组数据单元，则接收器从缓冲器中删除所接收的分组数据单元。
II.用于由于拒绝模式转换的详细过程的消息的定义在当前IEEE 802.16e通信系统中提出的睡眠模式操作和唤醒模式操作具有在背景技术部分中描述的问题。也就是，没有在拒绝状态转换请求之后应当执行的操作的具体定义。因此，本发明提出了一种用于控制睡眠模式操作以解决上述问题的系统和方法。
参照表10到表12，现在将描述在当前IEEE 802.16e通信系统中提出的与睡眠模式和唤醒模式操作相关的消息以及在本发明中提出的与睡眠模式和唤醒模式操作相关的消息。应当注意，这里提出的消息通过修改或增加结合表4到表9所述的消息的参数来形成。
(1)对订户台请求的睡眠响应(SLP_RSP)消息(从基站传送到订户台)在当前IEEE 802.16e通信系统中，虽然基站提出了对由订户台请求的睡眠请求消息的响应消息，但是保留了可用来拒绝该请求的参数。因此，本发明提出了新的睡眠响应消息，其使保留参数能够用于区分当基站拒绝订户台的睡眠请求时订户台必须执行的操作。
(2)对基站请求的睡眠响应(SLP_RSP)消息(从订户台传送到基站)在当前IEEE 802.16e通信系统中，虽然订户台提出了对来自基站的睡眠请求消息的响应消息，但是保留了可用来拒绝该请求的参数。因此，本发明提出了新的睡眠响应消息，其使保留参数能够用于区分当订户台拒绝基站的睡眠请求时基站必须执行的操作。
(3)由订户台请求的通信量确认(BSTRF_CFN)消息(从基站传送到订户台)在当前IEEE 802.16e通信系统中，虽然提出了由订户台请求的对应于通信量指示消息的通信量确认消息，但是未考虑由基站拒绝订户台的请求的操作。因此，本发明提出了具有用于区分同意或拒绝订户台的请求的参数和用于表示当请求被拒绝时订户台应当执行的操作的参数的通信量确认消息。
(4)由基站请求的通信量确认(SSTRF_CFN)消息(从订户台传送到基站)在当前IEEE 802.16e通信系统中，虽然提出了由基站请求的对应于基站通信量指示消息的通信量确认消息，但是未考虑由订户台拒绝基站的请求的操作。因此，本发明提出了具有用于区分同意或拒绝基站的请求的参数的通信量确认消息。
(5)由订户台请求的通信量指示(SSTRF_IND)消息(从订户台传送到基站)IEEE 802.16e通信系统提出了当存在要发送到基站的分组时由订户台传送到基站的通信量指示消息。然而，即使当订户台传送控制分组时，也可以响应订户台的向唤醒模式的状态转换请求而通过来自基站的通信量确认消息拒绝状态转换。结果，有必要向基站通知要由订户台传送的分组的类型。因此，为了防止拒绝由订户台请求的通信量确认消息，本发明提出了新的订户台通信量指示消息，其还包括用于区分要由订户台传送的分组是用户分组还是控制分组的参数。
III.优选实施例参照表10到表12，现在将描述根据本发明实施例的针对睡眠模式操作和唤醒模式操作而新提出或修改的消息的格式。
(1)睡眠响应消息如上所述，睡眠响应消息用作对由基站传送到订户台或者由订户台传送到基站的睡眠请求消息的响应消息。在本发明中提出的睡眠响应消息的格式如下面表10所示。
表10
如表10所示，睡眠请求消息也是基于订户台的连接ID而传送的专用消息。
在本发明中，当SLEEP-APPROVED值为‘0’时，即当订户台不能转换到睡眠模式(拒绝睡眠模式请求)时，将结合表2所述的未用7比特RESERVED(保留)字段用作新加的AFTER-REQ_ACTION(请求后操作)信息元素和REQ_DURATION(请求时间段)信息元素。其它信息元素已结合表2作过描述，因此下面将仅仅详细描述新加的信息元素。
睡眠响应消息是由订户台或基站用作对来自其对方的睡眠请求消息的响应的双向消息。因此，将根据传送睡眠响应消息的主体来单独描述新定义的信息元素。
A.由基站传送的睡眠响应消息如上所述，基站可以拒绝订户台的向睡眠模式的转换请求。响应基站的拒绝，订户台基于包括在睡眠响应消息中的AFTER-REQ_ACTION值来确定为进行向睡眠模式的转换而应当新执行的操作。AFTER-REQ_ACTION过程将参照图11进行描述。
AFTER-REQ_ACTION值可以以3比特或1比特表达。当AFTER-REQ_ACTION值以1比特表达时，下面AFTER-REQ_ACTION值‘000’未用，下面AFTER-REQ_ACTION值‘001’以‘0’代替，并且下面AFTER-REQ_ACTION值‘010’值以‘1’代替。这里，将假定AFTER-REQ_ACTION以3比特表达来描述订户台应当执行的操作。
i)‘000’订户台在任意确定的时间期满之后向基站重新传送睡眠请求消息。可以使用订户台在其与基站的初始化过程中获取的预定最小值和最大值之间任意确定的值，或者在订户台中预先设置的最小值和最大值之间任意确定的值作为该任意确定的时间。
ii)‘001’订户台在固定时间期满之后向基站重新传送睡眠请求消息。固定时间可以根据包括在睡眠响应消息中的REQ_DURATION来确定。
iii)‘010’订户台等待直到基站向订户台传送对睡眠请求的响应，而不再向基站传送睡眠请求消息。
REQ_DURATION值以4比特表达，并且以帧为单位给出。订户台必须从基站接收到睡眠响应消息的帧开始数目为REQ_DURATION的帧期满之后重新传送睡眠请求消息。
B.由订户台传送的睡眠响应消息如上所述，订户台可以拒绝基站的向睡眠模式的转换请求。响应订户台的拒绝，基站基于包括在睡眠响应消息中的AFTER-REQ_ACTION值来确定为允许订户台进行向睡眠模式的转换而应当新执行的操作。下面将参照图12更详细地描述AFTER-REQ_ACTION过程。
AFTER-REQ_ACTION值可以以3比特或1比特表达。当AFTER-REQ_ACTION值以1比特表达时，下面AFTER-REQ_ACTION值‘000’未用，下面AFTER-REQ_ACTION值‘001’以‘0’代替，并且下面AFTER-REQ_ACTION值‘010’值以‘1’代替。这里，将假定AFTER-REQ_ACTION以3比特表达来描述基站应当执行的操作。
i)‘000’基站在任意确定的时间期满之后向订户台重新传送睡眠请求消息。该任意确定的时间是由基站预先设置的时间，并且使用在预定最小值和最大值之间任意选择的值作为该任意确定的时间。
ii)‘001’基站在固定时间期满之后向订户台重新传送睡眠请求消息。该固定时间可以根据包括在由订户台传送的睡眠响应消息中的REQ_DURATION来确定。
iii)‘010’基站等待直到订户台向基站传送对基站的睡眠请求的响应，而不再向订户台传送睡眠请求消息。
REQ_DURATION值以4比特表达，并且以帧为单位给出。基站自当前从订户台接收到睡眠响应消息的帧开始数目为REQ_DURATION的帧期满之后重新传送睡眠请求消息。
(2)通信量确认(TRF_CFN)消息如上所述，在当前IEEE 802.16e通信系统中，通信量确认消息被定义为与基站传送到订户台或者订户台传送到基站的通信量指示消息相对应的消息。然而，未考虑拒绝通信量指示的操作。也就是，没有当拒绝通信量指示时作为指示主体的基站或订户台应当执行的操作的规范及其对应消息的具体定义。
因此，本发明提出了通过向现有通信量确认消息中添加表示同意或拒绝所接收的通信量指示消息的参数和表示在拒绝的情况下订户台或基站应当执行的操作的参数而形成的新通信量确认消息。
在本发明中提出的通信量确认消息具有如下面表11所示的格式。
表11
通信量确认消息也是基于订户台的连接ID而传送的专用消息。
在本发明中，如表11所示，除了结合表9所述的通信量确认消息的信息元素之外，通信量确认消息还包括表示通信量指示消息的同意/拒绝的AWAKE-APPROVED(唤醒被同意)信息元素、表示在拒绝的情况下订户台应当执行的操作的AFTER-IND_ACTION(指示后操作)信息元素，以及IND_DURATION(指示时间段)信息元素。包括在表11中的现有信息元素已结合表9作过描述，因此下面将仅仅详细描述新加的信息元素。
AWAKE-APPROVED值以1比特表达。AWAKE-APPROVED＝0表示向唤醒模式的转换是不可能的(拒绝唤醒模式请求)，而AWAKE-APPROVED＝1表示向唤醒模式的转换是可能的(同意唤醒模式请求)。对于AWAKE-APPROVED＝0，存在AFTER-IND_ACTION信息元素和IND_DURATION信息元素，而对于AWAKE-APPROVED＝1，使用结合表9所述的通信量确认消息。
通信量确认消息是由订户台或订户台用作对来自其对方的通信量指示消息的响应的双向消息。因此，将根据传送通信量确认消息的主体来单独描述新定义的信息元素。
A.由基站传送的通信量确认(BSTRF_IND)消息如上所述，基站可以拒绝由订户台请求的向唤醒模式的转换。响应基站的拒绝，订户台基于包括在通信量确认消息中的AFTER-IND_ACTION值来确定为进行向唤醒模式的转换而应当新执行的操作。AFTER-IND_ACTION将参照图13进行描述。
AFTER-IND_ACTION值可以以3比特或1比特表达。当AFTER-IND_ACTION值以1比特表达时，下面AFTER-IND_ACTION值‘000’未用，下面AFTER-IND_ACTION值‘001’以‘0’代替，并且下面AFTER-IND_ACTION值‘010’值以‘1’代替。这里，将假定AFTER-IND_ACTION以3比特表达来描述订户台应当执行的操作。
i)‘000’订户台在任意确定的时间期满之后向基站重新传送通信量指示消息。可以使用订户台在其与基站的初始化过程中获取的预定最小值和最大值之间任意确定的值，或者在订户台中预先设置的最小值和最大值之间任意确定的值作为该任意确定的时间。
ii)‘001’订户台在固定时间期满之后向基站重新传送通信量指示消息。该固定时间可以根据包括在通信量确认消息中的IND_DURATION来确定。
iii)‘010’订户台在订户台自身的监听间隔内对由基站传送的通信量指示消息进行解码，而不再向基站传送睡眠请求消息，从而根据订户台的连接ID的存在/不存在来确定它是将保持在唤醒模式下还是进行回到睡眠模式的状态转换。
IND_DURATION值以4比特表达，并且以帧为单位给出。订户台必须自其从基站接收到通信量确认消息的帧开始数目为IND_DURATION的帧期满之后重新传送通信量指示消息。
B.由订户台传送的通信量确认(SSTRF_CFN)消息如上所述，订户台可以拒绝由基站请求的向唤醒模式的转换。响应订户台的拒绝，基站应当执行在下一次传送的通信量指示消息中包括订户台的连接ID的操作。因此，不考虑AFTER-IND_ACTION信息元素和IND_DURATION信息元素。
订户台也不被要求将AFTER-IND_ACTION信息元素和IND_DURATION信息元素设成特定值。换句话说，当订户台拒绝向唤醒模式的转换时，只有设为‘49’的MANAGEMENT MESSAGE TYPE信息字段和设为‘0’的AWAKE-APPROVED信息字段有意义。与该消息相关的操作将在下面参照图15进行更详细的描述。
(3)订户台通信量指示(SSTRF_IND)消息当生成要传送到基站的分组时，处于睡眠模式下的订户台传送订户台通信量指示消息，以便在传送分组之前转换到唤醒模式。当接收到订户台通信量指示消息时，基站可以拒绝订户台的向唤醒模式的转换。
然而，如果要由订户台传送的分组是控制分组时，基站应当无条件地同意订户台的向唤醒模式的转换。因此，在本发明中提出的订户台通信量指示消息具有如下面表12所示的格式。
表12
订户台通信量指示消息也是基于订户台的连接ID而传送的专用信息。在本发明中，如表12所示，订户台通信量指示消息具有结合表6所述的信息元素，并且还包括CONTROL_PACKET_IND信息元素。
当CONTROL_PACKET_IND值为‘0’时，它意味着要由订户台传送的分组是用户数据分组。因此，接收到订户台通信量指示消息的基站可以根据其状态同意或拒绝订户台的向唤醒模式的转换请求。
当CONTROL_PACKET_IND值为‘1’时，它意味着要由订户台传送的分组是控制分组。因此，接收到订户台通信量指示消息的基站必须无条件地同意订户台的向唤醒模式的转换请求。
IV.基于所定义的消息的过程的描述参照附图，现在将详细地描述根据本发明实施例的由基站或订户台执行的过程。在下面描述中，将参照在说明书中给出的表来描述根据本发明实施例的新加或修改的消息。
首先，参照图7到10，将描述通过订户台与基站之间的消息交换的基本模式转换过程。接下来，参照图11到19，将详细地描述当定义了订户台或基站的模式转换请求时基站或订户台应当执行的操作过程。
这里给出的每个过程的描述将分成从睡眠模式到唤醒模式的模式转换过程和从唤醒模式到睡眠模式的模式转换过程。另外，将根据模式转换请求是由订户台还是基站发出以及模式转换请求的拒绝是由订户台还是由基站发出来单独进行描述。
图7是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应订户台的请求向睡眠模式的转换的信号流程图。参照图7，如果订户台700在步骤711希望从唤醒模式转换到睡眠模式，则订户台700在步骤713将睡眠请求消息传送到基站750。睡眠请求消息包括结合表1所述的信息元素。当从订户台700接收到睡眠请求消息时，基站750在步骤715考虑订户台700和基站750的状态来确定是否同意订户台700的向睡眠模式的转换，并且根据确定结果将睡眠响应消息传送到订户台700。
这里，基站750考虑是否存在要传送到订户台700的分组数据来确定是否同意订户台700的向睡眠模式的状态转换。如参照表10所述，当基站750同意向睡眠模式的状态转换时，它将SLEEP-APPROVED值设为‘1’。然而，当基站750拒绝向睡眠模式的状态转换时，它将SLEEP-APPROVED值设为‘0’。包括在睡眠响应消息中的信息元素已参照表10作过描述。
具体地说，基站750在传送之前将START-TIME值包括在睡眠响应消息中，以便订户台700根据START-TIME值转换到睡眠模式。以这种方式，响应订户台700的向睡眠模式的状态转换请求，基站750将包含START-TIME值的睡眠响应消息传送到订户台700，以便订户台700在步骤717根据START-TIME值从唤醒模式转换到睡眠模式。
图8是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求转换到睡眠模式的过程的信号流程图。参照图8，如果在订户台800处于唤醒模式下时基站850在步骤811希望订户台800转换到睡眠模式，则基站850在步骤813将睡眠请求消息传送到订户台800。
睡眠请求消息包括结合表4所述的信息元素，其中包括了START-TIME值，并且该睡眠请求消息不同于结合图7所述的睡眠请求消息。
当从基站850接收到睡眠请求消息时，订户台800在步骤815考虑其自己的状态来确定是否同意向睡眠模式的状态转换，并且根据确定结果将睡眠响应消息传送到基站850。
这里，订户台800考虑是否存在要传送到基站850的分组数据来确定是否允许订户台800自身转换到睡眠模式。如参照表10所述，当订户台800同意向睡眠模式的转换时，它将SLEEP-APPROVED值设为‘1’。然而，当订户台800拒绝向睡眠模式的转换时，它将SLEEP-APPROVED值设为‘0’。包括在睡眠响应消息中的信息元素已参照表10作过描述。
具体地说，订户台800在传送睡眠响应消息之前将包括在从基站850传送的睡眠请求消息中的参数即MIN-WINDOW、MAX-WINDOW和LISTENING INTERVAL包括在睡眠响应消息中。以这种方式，订户台800在步骤817根据START-TIME值从唤醒模式转换到睡眠模式。
图9是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应订户台的请求向唤醒模式转换的过程的信号流程图。参照图9，如果订户台900在步骤911希望从睡眠模式转换到唤醒模式，则订户台900在步骤913将订户台通信量指示消息传送到基站950。
订户台通信量指示消息包括结合表12所述的信息元素。具体地说，订户台通信量指示消息包括在转换到睡眠模式之前订户台900最后传送的PDU顺序号。当从订户台900接收到订户台通信量指示消息时，基站950在步骤915使用包括在订户台通信量指示消息中的连接ID区分订户台900，然后将通信量确认消息传送到订户台900。
这里，包括在通信量确认消息中的信息元素已参照表11作过描述，并且特别是通信量确认消息包括START-TIME值。当然，基站950可以传送基站通信量确认消息而非通信量确认消息。在这种情况下，包括在基站通信量确认消息中的信息元素已参照表8或表9作过描述。以这种方式，订户台900在步骤917根据START-TIME值从睡眠模式转换到唤醒模式。
图10是示意性地示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向唤醒模式转换的过程的信号流程图。参照图10，如果在订户台1000处于睡眠模式下时基站1050在步骤1011希望订户台1000进行向唤醒模式的状态转换，则基站1050在步骤1013广播包括订户台1000的连接ID的基站通信量指示消息。
基站通信量指示消息包括结合表5所述的信息元素，并且特别是基站通信量指示消息包括在转换到睡眠模式之前基站1050最后传送的PDU顺序号。当接收到从基站1050广播的基站通信量指示消息时，订户台1000在步骤1015读取包括在所接收的基站通信量指示消息中的连接ID，确定所读取的连接ID是否与其自己的连接ID相同，即所接收的基站通信量指示消息是否是订户台1000自身的基站通信量指示消息，然后如果所读取的连接ID与其自己的连接ID相同，则将通信量确认消息传送到基站1050。
包括在通信量确认消息中的信息元素已参照表11作过描述，并且特别是该通信量确认消息包括START-TIME值。订户台1000可以传送订户台通信量确认消息而非通信量确认消息。在这种情况下，包括在订户台通信量确认消息中的信息元素已参照表7作过描述。以这种方式，订户台1000在步骤1017根据START-TIME值从睡眠模式转换到唤醒模式。
图11是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应订户台的请求向睡眠模式的状态转换过程的信号流程图。参照图11，如果订户台1100在步骤1111希望从唤醒模式转换到睡眠模式，则订户台1100在步骤1113将睡眠请求消息传送到基站1150。
睡眠请求消息包括结合表1所述的信息元素。当从订户台1100接收到睡眠请求消息时，基站1150在步骤1115考虑订户台1100和基站1150的状态来确定是否同意订户台1100的向睡眠模式的状态转换，并且根据确定结果将睡眠响应消息传送到订户台1100。这里，基站1150通过考虑是否存在要传送到订户台1100的分组数据来确定是否同意订户台1100的向睡眠模式的转换。
如果存在要传送到订户台1100的分组数据，则基站1150拒绝订户台1100的向睡眠模式的转换请求。然而，如果不存在要传送到订户台1100的分组数据，则基站1150同意订户台1100的向睡眠模式的状态转换请求。
如参照表10所述，当基站1150拒绝订户台1100的向睡眠模式的状态转换时，它将SLEEP-APPROVED值设为‘0’，将表示订户台1100稍后应当执行的操作的AFTER-REQ_ACTION值设为‘000’，以便订户台1100在任意确定的时间期满之后重新传送睡眠请求消息。
当从基站1150接收到睡眠响应消息时，订户台1100在步骤1117从睡眠响应消息确定向睡眠模式的状态转换请求被拒绝，从所接收的睡眠响应消息中提取AFTER-REQ_ACTION值，并且根据‘000’的AFTER-REQ_ACTION值在任意确定的时间期满之后重新传送睡眠请求消息。
当接收到从订户台1100重新传送的睡眠请求消息时，在存在要传送到订户台1100的数据的情况下，基站1150考虑订户台1100和基站1150的状态而确定拒绝订户台1100的向睡眠模式的状态转换，然后将SLEEP-APPROVED值设为‘0’。
在本发明的一个实施例中，基站1150在步骤1119将AFTER-REQ_ACTION值设为‘001’，将REQ_DURATION设为特定值，以便订户台1100在等待时间段期满之后重新传送睡眠请求消息，并且向订户台1100传送表示订户台1100应当在固定时间期满之后传送睡眠请求消息的睡眠响应消息。
当从基站1150接收到睡眠响应消息时，订户台1100在步骤1121分析所接收的睡眠响应消息，然后在固定REQ_DURATION值的时间期满之后将睡眠请求消息重新传送到基站1150。
当接收到从订户台1100重新传送的睡眠请求消息时，在存在要传送到订户台1100的数据的情况下，基站1150在步骤1123考虑订户台1100和基站1150的状态将具有与在步骤1119传送的睡眠响应消息相同的含义的睡眠响应消息重新传送到订户台1100。
当从基站1150接收到睡眠响应消息时，订户台1100在步骤1125以与在步骤1121所述相同的方式将睡眠请求消息重新传送到基站1150。
在本发明的可替换实施例中，当接收到从订户台1100重新传送的睡眠请求消息时，在存在要传送到订户台1100的数据的情况下，基站1150考虑订户台1100和基站1150的状态而再次确定拒绝订户台1100的向睡眠模式的状态转换，并且将SLEEP-APPROVED值设为‘0’。
此时，基站1150在步骤1127将AFTER-REQ_ACTION值设为‘010’，并且向订户台1100传送表示订户台1100应当等待由基站1150以后传送睡眠响应消息而不重新传送睡眠请求消息的睡眠响应消息。
当从基站1150接收到睡眠响应消息时，订户台1100在步骤1129分析睡眠响应消息，然后等待从基站1150接收睡眠响应消息，而不再传送睡眠请求消息。
此时，基站1150在传送之前将睡眠响应消息中的SLEEP-APPROVED值设为‘1’，因此订户台1100在步骤1133在包括在睡眠响应消息中的START-TIME值所表示的时间期满之后转换到睡眠模式。
图12是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向睡眠模式的状态转换过程的信号流程图。参照图12，如果在订户台1200处于唤醒模式下时基站1250在步骤1211没有要传送到订户台1200的数据，则基站1250希望订户台1200进行向睡眠模式的状态转换，因此基站1250在步骤1213将睡眠请求消息传送到订户台1200。
睡眠请求消息包括结合表4所述的信息元素。当从基站1250接收到睡眠请求消息时，订户台1200在步骤1215考虑订户台1200和基站1250的状态而确定拒绝基站1250的向睡眠模式的状态转换，并且根据确定结果将睡眠响应消息传送到基站1250。
这里，订户台1200考虑是否存在要传送到基站1250的分组数据来确定是否同意由基站1250请求的订户台1200的向睡眠模式的状态转换。当存在要传送到基站1250的数据时，如果要传送的数据是控制分组或紧急用户数据分组，则订户台1200可以拒绝基站1250的请求。
在本发明的实施例中，如结合表10所述，当订户台1200拒绝基站1250的向睡眠模式的状态转换请求时，它将SLEEP-APPROVED值设为‘0’，将表示基站1250稍后将要执行的操作的AFTER-REQ_ACTION值设为‘000’，以便基站1250在任意确定的时间期满之后重新传送睡眠请求消息。
当从订户台1200接收到睡眠响应消息时，基站1250在步骤1217从睡眠响应消息确定向睡眠模式的状态转换请求被拒绝，从所接收的睡眠响应消息中提取AFTER-REQ_ACTION值，并且根据‘000’的AFTER-REQ_ACTION值在任意确定的时间期满之后重新传送睡眠请求消息。
当接收到从基站1250重新传送的睡眠请求消息时，在存在要传送到基站1250的数据的情况下，订户台1200考虑基站1250和订户台1200的状态而确定拒绝订户台1200的向睡眠模式的状态转换。
在本发明的可替换实施例中，订户台1200根据确定结果将SLEEP-APPROVED值设为‘0’，将AFTER-REQ_ACTION值设为‘001’，并且将REQ_DURATION设为特定值。此后，订户台1200在步骤1219向基站1250传送表示基站1250在固定时间期满之后应当重新传送睡眠请求消息的睡眠响应消息。
当从订户台1200接收到睡眠响应消息时，基站1250在步骤1121分析所接收的睡眠响应消息，然后在固定REQ_DURATION值的时间期满之后将睡眠请求消息重新传送到订户台1200。
当接收到从基站1250重新传送的睡眠请求消息时，订户台1200在步骤1223考虑基站1250和订户台1200的状态将具有与在步骤1219传送的睡眠响应消息的相同含义的睡眠响应消息再次传送到基站1250。
当从订户台1200接收到睡眠响应消息时，基站1250在步骤1225以与在步骤1221所述相同的方式将睡眠请求消息重新传送到订户台1200。
当接收到从基站1250重新传送的睡眠请求消息时，在存在要传送到基站1250的数据的情况下，订户台1200考虑订户台1200和基站1250的状态而确定拒绝订户台1200的向睡眠模式的状态转换。
在本发明的另一个实施例中，订户台1200在步骤1227将SLEEP-APPROVED值设为‘0’，将AFTER-REQ_ACTION值设为‘010’，并且向基站1250传送表示基站1250应当等待由订户台1200以后传送睡眠请求消息而不重新传送睡眠请求消息的睡眠响应消息。
当从订户台1200接收到睡眠响应消息时，基站1250在步骤1229分析睡眠响应消息，然后等待从订户台1200接收睡眠响应消息，而不再传送睡眠请求消息。
此时，订户台1200在传送之前将睡眠响应消息中的SLEEP-APPROVED值设为‘1’，因此基站1250在步骤1233在包括在睡眠响应消息中的START-TIME值所表示的时间期满之后转换到睡眠模式。
图13是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应要传送数据分组的订户台请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图。参照图13，如果订户台1300在步骤1311检测到生成要传送到基站1350的用户数据分组，并且希望进行从睡眠模式到唤醒模式的状态转换，则订户台1300在步骤1313将订户台通信量指示消息传送到基站1350。
订户台通信量指示消息包括结合表12所述的信息元素，并且包括在其中的CONTROL_PACKET_IND值由于订户台1300试图转换到唤醒模式而设为‘0’。
当从订户台1300接收到订户台通信量指示消息时，由于订户台通信量指示消息中的CONTROL_PACKET_IND值设为‘0’，因此基站1350可以确定是否同意订户台1300的向唤醒模式的状态转换请求。
如上所述，基站1350由于以下原因而可以拒绝由订户台1300请求的向唤醒模式的转换。
1)基站容量的高效利用当位于当前小区内的订户台的数目由于订户台1300的移动而达到基站1350的容量限制或临界容量级别时，基站1350可以通过拒绝订户台1300的向唤醒模式的转换来预先防止超出其容量。
2)订户台通信量的负载均衡基站1350可以通过抑制具有向基站1350的高分组传送速率的订户台1300的向唤醒模式的状态转换来增加其它订户台的分组传送机会。或者，基站1350可以通过优先考虑具有高分组传送速率的订户台1300的向唤醒模式的状态转换来提高总体分组传送速率的效率。
3)唤醒模式下订户台的可靠通信量传送(QoS被保证)基站1350可以通过抑制具有相对较低优先级的订户台1300的向唤醒模式的转换来向具有较高优先级的订户提供更多的分组传送机会。
因此，基站1350在步骤1315根据上述标准考虑订户台1300和基站1350的状态来确定拒绝订户台1300的向唤醒模式的状态转换，并且根据确定结果将结合表11所述的通信量确认消息传送到订户台1300。
这里，如参照表11所述，基站1350将AWAKE-APPROVED值设为‘0’，以拒绝订户台1300的向唤醒模式的状态转换。
在本发明的实施例中，基站1350可以将表示订户台1300稍后将要执行的操作的AFTER-REQ_ACTION值设为‘000’，以便订户台1300在任意确定的时间期满之后重新传送订户台通信量指示消息。
当从基站1350接收到通信量确认消息时，订户台1300在步骤1317从所接收的通信量确认消息确定向唤醒模式的状态转换请求被拒绝，从所接收的通信量确认消息中提取AFTER-REQ_ACTION值，并且根据‘000’的AFTER-REQ_ACTION值在任意确定的时间期满之后重新传送订户台通信量指示消息。
当接收到从订户台1300重新传送的订户台通信量指示消息时，基站1350考虑订户台1300和基站1350的状态而确定拒绝订户台1300的向唤醒模式的状态转换。
在本发明的可替换实施例中，基站1350将AWAKE-APPROVED值设为‘0’，并且将AFTER-IND_ACTION值设为‘001’。另外，基站1350在步骤1319将IND_DURATION设为特定值，并且向订户台1300传送表示订户台1300在固定时间期满之后应当重新传送订户台通信量指示消息的通信量确认消息。
当从基站1350接收到通信量确认消息时，订户台1300在步骤1321分析通信量确认消息，然后在固定IND_DURATION值的时间期满之后将订户台通信量指示消息重新传送到基站1350。
当接收到从订户台1300重新传送的订户台通信量指示消息时，基站1350在步骤1323考虑订户台1300和基站1350的状态将具有与在步骤1319传送的通信量确认消息的相同含义的通信量确认消息传送到订户台1300。
当从基站1350接收到通信量确认消息时，订户台1300在步骤1325以与在步骤1321所述相同的方式将订户台通信量指示消息重新传送到基站1350。
当接收到从订户台1300重新传送的订户台通信量指示消息时，基站1350考虑订户台1200和基站1250的状态来确定拒绝订户台1300的向唤醒模式的状态转换。
在本发明的另一个实施例中，基站1350将AWAKE-APPROVED值设为‘0’，并且将AFTER-IND_ACTION值设为‘010’。基站1350在步骤1327向订户台1300传送表示订户台1300应当等待由基站1350以后传送订户台通信量指示消息而不重新传送订户台通信量指示消息的通信量确认消息。
当从基站1350接收到通信量确认消息时，订户台1300在步骤1329、1331和1339分析通信量确认消息，然后在每个监听间隔内从基站1350接收基站通信量指示消息，同时执行睡眠间隔更新算法而不再传送订户台通信量指示消息，并且确定订户台1300的连接ID是否包括在所接收的基站通信量指示消息中。
如果订户台1300的连接ID包括在所接收的基站通信量指示消息中(即，如果基站1350具有要传送到订户台1300的数据)，则订户台1300在步骤1341确定转换到唤醒模式，并且将对应于基站通信量指示消息的通信量确认消息传送到基站1350。订户台1300在步骤1343在包括在所接收的基站通信量指示消息中的START-TIME值所表示的时间期满之后转换到唤醒模式。在这种情况下，通信量确认消息中的AWAKE-APPROVED值设为‘1’。
图14是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应要传送控制分组的订户台请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图。参照图14，如果订户台1400在步骤1411在其处于睡眠模式下时检测到生成要传送到基站1450的控制分组，则订户台1400在步骤1413将订户台通信量指示消息传送到基站1450以进行向唤醒模式的状态转换。
订户台通信量指示消息包括结合表12所述的信息元素，并且包括在其中的CONTROL_PACKET_IND值由于订户台1400试图转换到唤醒模式以传送控制分组而设为‘1’。
当从订户台1400接收到订户台通信量指示消息时，由于订户台通信量指示消息中的CONTROL_PACKET_IND设为‘1’，因此基站1450必须同意订户台1400的向唤醒模式的转换请求而不管订户台1400和基站1450的状态。
因此，基站1450在步骤1415向订户台1400传送AWAKE-APPROVED值设为‘1’从而表示同意订户台1400的向唤醒模式的状态转换的通信量确认消息。
当接收到通信量确认消息时，订户台1400在步骤1443从所接收的通信量确认消息确定AWAKE-APPROVED值设为‘1’，分析START-TIME值，然后在数量为START-TIME值的时间期满之后转换到唤醒模式。
图15是示出根据本发明实施例的IEEE 802.16e通信系统中响应基站的请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图。参照图15，订户台1500在步骤1511当前保持在睡眠模式下。如果存在要传送到特定订户台的分组，则基站1550在步骤1513、1515和1521重复广播包括订户台的连接ID的基站通信量指示消息。基站通信量指示消息包括结合表5所述的信息元素。
当接收到从基站1550广播的基站通信量指示消息时，订户台1500读取包括在基站通信量指示消息中的连接ID，并且确定所读取的连接ID是否与其自己的连接ID相同，即所接收的基站通信量指示消息是否是订户台1500自身的基站通信量指示消息。如果确定所接收的基站通信量指示消息是订户台1500自身的基站通信量指示消息，则订户台1500考虑其状态例如其剩余电池能量确定是否同意基站1550的向唤醒模式的转换请求。
如果订户台1500的当前电池能量几乎耗尽，使得分组传送/接收不再可用，则基站1150应当能够拒绝基站1550的向唤醒模式的转换请求。例如，订户台1500在步骤1523向基站1550传送表示订户台1500拒绝向唤醒模式的转换的通信量确认消息。
当接收到通信量确认消息时，基站1550在步骤1525从通信量确认消息确定订户台1500拒绝了向唤醒模式的转换，在基站通信量指示消息中再次包括订户台1500的连接ID，并且广播基站通信量指示消息。
当接收到基站通信量指示消息时，订户台1500再次确定其自己的连接ID是否包括在所接收的基站通信量指示消息中。如果确定其自己的连接ID包括在所接收的基站通信量指示消息中，则订户台1500在步骤1527考虑其自己的状态确定转换到唤醒模式，并且将AWAKE-APPROVED值设为‘1’的通信量确认消息传送到基站1550。然后，订户台1500在步骤1543在从基站通信量指示消息中提取的START-TIME值所表示的时间期满之后转换到唤醒模式。
当接收到通信量确认消息时，基站1550检测到相应订户台的向唤醒模式的转换，并且不将订户台1500的连接ID包括在基站通信量指示消息中，直到存在要传送到订户台1500的分组为止。
图16是示出根据本发明实施例的响应订户台的请求向睡眠模式的状态转换过程的流程图。参照图16，在步骤1611，订户台在唤醒模式下传送分组数据。在步骤1613，订户台确定在分组数据的传送期间是否检测到不存在传送分组数据的空闲间隔。如果确定没有检测到空闲间隔，则订户台进入步骤1615，其中订户台保持当前唤醒模式，然后返回到步骤1611。
然而，如果在步骤1613确定检测到空闲间隔，则订户台进入步骤1617。在步骤1617，订户台由于检测到空闲间隔而确定其应当转换到睡眠模式，从而形成要传送到基站的睡眠请求消息。
在步骤1619，订户台向订户台所连接的基站传送所形成的睡眠请求消息。同时，订户台开始驱动用于等待对睡眠请求消息的睡眠响应消息的定时器。这里，定时器在传送睡眠请求消息的时刻被启动，并且仅在预定时间内被驱动。
在步骤1621，订户台确定是否从基站接收到睡眠响应消息。如果确定没有从基站接收到睡眠响应消息，则订户台进入步骤1623。在步骤1623，订户台确定定时器是否期满。
如果确定定时器尚未期满，则订户台返回到步骤1621。然而，如果确定定时器期满，则订户台返回到步骤1619，其中它确定所传送的睡眠请求消息未被正常传送到基站，从而重新传送睡眠请求消息。
如果在步骤1621确定从基站接收到睡眠响应消息，则订户台进入步骤1625。在步骤1625，订户台确定睡眠响应消息中的SLEEP-APPROVED值是否为‘1’，即确定基站是否同意了订户台的向睡眠模式的转换。如果确定SLEEP-APPROVED为‘1’，则订户台进入步骤1645。
然而，如果确定SLEEP-APPROVED值不为‘1’，则订户台进入步骤1627以由于基站拒绝了由订户台请求的向睡眠模式的转换而执行AFTER-REQ_ACTION操作。在步骤1627，订户台确定睡眠响应消息中的AFTER-REQ_ACTION值是否为‘000’。如果确定AFTER-REQ_ACTION值为‘000’，则订户台进入步骤1631。在步骤1631，订户台在确定AFTER-REQ_ACTION值为‘000’的情况下等待任意确定的时间，因为它由于AFTER-REQ_ACTION值为‘000’而应当在任意确定的时间期满之后重新传送睡眠请求消息，然后返回到步骤1619，其中它重新传送睡眠请求消息到基站。
如果在步骤1627确定AFTER-REQ_ACTION值不为‘000’，则订户台进入步骤1629。在步骤1629，订户台确定AFTER-REQ_ACTION值是否为‘001’。如果确定AFTER-REQ_ACTION值为‘001’，则订户台进入步骤1633。在步骤1633，订户台在确定AFTER-REQ_ACTION值为‘001’的情况下等待REQ_DURATION，因为它由于AFTER-REQ_ACTION为‘001’而应当在固定时间即通过睡眠响应消息由基站通知的REQ_DURATION期满之后重新传送睡眠请求消息，然后返回到步骤1619，其中它重新传送睡眠请求消息。
如果在步骤1629确定AFTER-REQ_ACTION值不为‘001’，则订户台进入步骤1635。在步骤1635，订户台确定AFTER-REQ_ACTION值是否为‘010’。如果确定AFTER-REQ_ACTION值不为‘010’，则订户台由于睡眠响应消息是有缺陷的而忽略睡眠响应消息，然后返回到步骤1623，其中它等待下一个睡眠响应消息。否则，如果确定AFTER-REQ_ACTION值为‘010’，则订户台进入步骤1637，其中订户台确定是否是监听间隔。如果不是监听间隔，则订户台进入步骤1639，其中它保持唤醒模式然后重复步骤1637。然而，如果在步骤1637确定是监听间隔，则订户台进入步骤1641。
在步骤1641，由于它检测到AFTER-REQ_ACTION值为‘010’，因此订户台等待监听间隔而不再重新传送睡眠请求消息，直到接收到由基站传送的睡眠响应消息为止。因此，在步骤1641，订户台确定是否接收到由基站传送的睡眠响应消息。如果确定未接收到睡眠响应消息，则订户台返回到步骤1639。在步骤1639，订户台继续保持在唤醒模式下，并且进入步骤1637，其中它在监听间隔内等待睡眠响应消息。
如果在步骤1641确定接收到由基站传送的睡眠响应消息，则订户台进入步骤1645。在步骤1645，订户台转换到睡眠模式。在步骤1647，订户台暂停分组数据的传送，然后结束该过程。
图17是示出根据本发明实施例的响应基站的请求向睡眠模式的状态转换过程的流程图。除了组成睡眠请求消息的信息元素之外，响应基站的请求向睡眠模式的状态转换过程与图16的过程相同。因此，下面仅描述两图之间的区别。
如上所述，用于由基站允许订户台进行向睡眠模式的转换的过程与图16的对应过程相同。然而，仅有的区别是不同于图16的步骤1617，在图17的步骤1717，在由基站传送到订户台的睡眠请求消息中包括表示订户台应当进行向睡眠模式的状态转换的时间的START-TIME值。
图18是示出根据本发明实施例的响应订户台的请求向唤醒模式的状态转换过程的信号流程图。参照图18，如果处于睡眠模式下的订户台在步骤1811检测到在分组数据会话中生成要传送到基站的分组数据，则订户台进入步骤1813。在步骤1813，订户台确定是否检测到存在传送分组数据的活动间隔。如果确定未检测到活动间隔，即如果检测到空闲间隔，则订户台进入步骤1815。
在步骤1815，订户台保持当前睡眠模式，然后返回到步骤1811。然而，如果在步骤1813确定检测到活动间隔，则订户台进入步骤1817。在步骤1817，订户台在由于检测到活动间隔而确定它应当转换到唤醒模式的情况下确定要传送到基站的第一分组是否是控制分组。如果确定第一分组是控制分组，则订户台进入步骤1819，否则订户台进入步骤1821。
在步骤1819，由于发现要传送到基站的第一分组是控制分组，因此订户台将订户台通信量指示消息中的CONTROL_PACKET_IND值设为‘1’，以便向唤醒模式的状态转换不应当被拒绝，然后进入步骤1823。然而，在步骤1821，由于发现要传送到基站的第一分组是用户数据分组，因此订户台将CONTROL_PACKET_IND值设为‘0’，以便允许基站确定是否同意订户台的向唤醒模式的转换，然后进入步骤1823。在步骤1823，订户台形成包含CONTROL_PACKET_IND值的订户台通信量指示消息，然后进入步骤1825。
在步骤1825，订户台将所形成的订户台通信量指示消息传送到订户台所连接的基站。另外，同时，订户台开始驱动用于等待对应于订户台通信量指示消息的通信量确认消息的定时器。这里，定时器在传送订户台通信量指示消息的时刻被启动，并且仅在预定时间内被驱动。
在步骤1827，订户台确定是否从基站接收到通信量确认消息。如果在步骤1827确定未从基站接收到通信量确认消息，则订户台进入步骤1829，其中订户台确定定时器是否期满。如果确定定时器尚未期满，则订户台返回到步骤1827。
然而，如果确定定时器期满，则订户台返回到步骤1825，其中它确定所传送的订户台通信量指示消息未被正常传送到基站，从而重新传送订户台通信量指示消息。然而，如果在步骤1827确定从基站接收到通信量确认消息，则订户台进入步骤1831。
在步骤1831，订户台确定通信量确认消息中的AWAKE-APPROVED值是否为‘1’，即确定基站是否同意了订户台的向唤醒模式的转换。如果确定AWAKE-APPROVED值为‘1’，则订户台进入步骤1851。
然而，如果确定AWAKE-APPROVED值不为‘1’，则订户台进入步骤1833，以由于基站拒绝了由订户台请求的向唤醒模式的转换而执行AFTER-IND_ACTION操作。在步骤1833，订户台确定通信量确认消息中的AFTER-IND_ACTION值是否为‘000’。如果确定AFTER-IND_ACTION值为‘000’，则订户台进入步骤1837。
在步骤1837，由于发现AFTER-IND_ACTION值为‘000’，因此订户台等待任意确定的时间，因为它应当在任意确定的时间期满之后重新传送睡眠请求消息，然后返回到步骤1825，其中它重新传送订户台通信量指示消息到基站。
如果在步骤1833确定AFTER-IND_ACTION值不为‘000’，则订户台进入步骤1835。
在步骤1835，订户台确定AFTER-IND_ACTION值是否为‘001’。如果确定AFTER-IND_ACTION值为‘001’，则订户台进入步骤1839，其中订户台等待IND_DURATION，因为它应当在固定时间即通过通信量确认消息由基站通知的IND_DURATION期满之后重新传送订户台通信量指示消息，然后返回到步骤1825，其中它重新传送订户台通信量指示消息。
然而，如果在步骤1835确定AFTER-IND_ACTION值不为‘001’，则订户台进入步骤1841。在步骤1841，订户台确定AFTER-IND_ACTION值是否为‘010’。如果确定AFTER-IND_ACTION值不为‘010’，则订户台由于通信量确认消息是有缺陷的而忽略通信量确认消息，然后返回到步骤1829，其中它等待下一个通信量确认消息。然而，如果在步骤1841确定AFTER-IND_ACTION值为‘010’，则订户台进入步骤1843。
在步骤1843，订户台确定是否是监听间隔。如果不是监听间隔，则订户台进入步骤1845，其中它保持睡眠模式然后重复步骤1843。然而，如果在步骤1843确定是监听间隔，则订户台进入步骤1847。
在步骤1847，当确定AFTER-IND_ACTION值为‘010’时，订户台从监听间隔唤醒，并且等待直到接收到由基站传送的基站通信量指示消息为止，而不再重新传送订户台通信量指示消息。
因此，在步骤1847，订户台确定是否接收到基站通信量指示消息。如果确定未接收到基站通信量指示消息，则订户台返回到步骤1845。然而，如果在步骤1847确定接收到由基站传送的基站通信量指示消息，则订户台进入步骤1849。
在步骤1849，订户台将对应于基站通信量指示消息的通信量确认消息传送到基站，然后进入步骤1851。在步骤1851，订户台从睡眠模式转换到唤醒模式，然后进入步骤1853。在步骤1853，由于订户台转换到唤醒模式，因此它恢复在睡眠模式下暂停的分组数据传送。
从前面描述应当理解，本发明支持OFDM/OFDMA宽带无线接入通信系统或IEEE 802.16e通信系统的睡眠模式和唤醒模式操作。下面将详细描述根据本发明的睡眠模式和唤醒模式操作的优点。
(1)当订户台请求向睡眠模式的状态转换时，基站应当向订户台通知它是否将同意该转换请求。如果存在要传送到订户台的数据，则基站可以拒绝由订户台请求的向睡眠模式的转换。因此，订户台继续保持唤醒模式，从而导致不必要的功耗。然而，本发明采用当订户台的向睡眠模式的转换请求被拒绝时允许订户台再次发出向睡眠模式的转换请求的算法，从而使得能够进行订户台的向睡眠模式的状态转换。
(2)每当在睡眠模式下操作的订户台检测到存在传送数据时，订户台向基站发送向唤醒模式的转换请求。在这种情况下，基站由于下面原因而可以拒绝订户台的向唤醒模式的转换请求。
-基站容量的高效利用基站可以预先防止超出其容量。
-订户台通信量的负载均衡基站抑制具有向基站的高分组传送速率的订户台的向唤醒模式的转换，从而增加其它订户台的分组传送机会。或者，基站可以通过优先考虑具有高分组传送速率的订户台的向唤醒模式的转换来提高总体分组数据传送效率。
-唤醒模式下订户台的可靠通信量传送(QoS被保证)基站抑制具有相对较低优先级的订户台的向唤醒模式的转换，从而向具有较高优先级的订户提供更多的分组传送机会。
在传统的技术中，没有用于拒绝转换请求的方法和拒绝之后的操作的具体定义。因此，来自其的向唤醒模式的转换请求被拒绝的订户台继续保持在睡眠模式下。为了解决该问题，本发明定义了当定义了向唤醒模式的转换时订户台应当执行的操作及其参数，从而订户台可以转换到被拒绝的唤醒模式。
(3)基站由于在(2)中所述的原因而可以将向睡眠模式的转换请求发送到订户台。在传统技术中，当接收到向睡眠模式的转换请求时，订户台向基站传送对转换请求的响应消息，然后无条件地转换到睡眠模式。结果，控制分组可能被丢失，或者可能不能在适当的时间被传送，从而影响用户数据分组的实际传送。因此，如果订户台必须传送重要信息的分组，则订户台应当能够拒绝基站的请求。本发明使得甚至是订户台也能够拒绝基站的向睡眠模式的转换请求，从而有助于快速且安全地传送可靠的用户数据传送所需的控制信息。
(4)当基站请求保持在睡眠模式下的订户台进行向唤醒模式的转换时，订户台应当能够根据其剩余电池能量拒绝基站的请求。如果订户台的当前电池能量几乎耗尽，使得分组传送/接收不再可用，则订户台可以拒绝基站的向唤醒模式的转换请求，因此防止由于低电池能量而造成的可能的误操作。
尽管本发明是参照其特定优选实施例来示出和描述的，但本领域的技术人员应该理解，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，可以对其进行形式和细节的各种修改。
权利要求
1.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中由处于唤醒模式下的订户台控制睡眠模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤如果接收到基站对从订户台到基站的睡眠请求的拒绝响应，则在等待时间段期满之后向基站重新传送睡眠请求；或者如果接收到基站对从订户台到基站的睡眠请求的拒绝响应，则停止向基站重新传送睡眠请求，直到从基站接收到未经请求的对睡眠请求的响应为止。
2.如权利要求1所述的方法，其中等待时间段是订户台应当等待以重新传送睡眠请求的固定时间。
3.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中由基站控制睡眠模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤如果接收到订户台对从基站到订户台的睡眠请求的拒绝响应，则在等待时间段期满之后向订户台重新传送睡眠请求；或者如果接收到订户台对从基站到订户台的睡眠请求的拒绝响应，则停止向订户台重新传送睡眠请求，直到从订户台接收到未经请求的对睡眠请求的响应为止。
4.如权利要求3所述的方法，其中等待时间段是基站应当等待以重新传送睡眠请求的固定时间。
5.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中在订户台处于睡眠模式下的时候当传送用于指示存在要从订户台传送到基站的通信量数据的通信量指示时由订户台控制唤醒模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤如果接收到基站对从订户台到基站的通信量指示的拒绝响应，则在等待时间段期满之后向基站重新传送通信量指示；或者如果接收到基站对从订户台到基站的通信量指示的拒绝响应，则停止重新传送通信量指示，直到从基站接收到未经请求的对通信量指示的响应为止。
6.如权利要求5所述的方法，其中如果接收到来自基站的未经请求的对通信量指示的响应，则未经请求的响应包括关于订户台要转换到唤醒模式的开始帧的信息。
7.如权利要求5所述的方法，其中未经请求的响应包括订户台最后接收的分组数据单元(PDU)序号字段信息。
8.如权利要求5所述的方法，其中等待时间段是订户台应当等待以重新传送通信量指示的固定时间。
9.如权利要求5所述的方法，其中通信量指示包括订户台最后传送的分组数据单元(PDU)序号字段信息。
10.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤由订户台确定其自己的连接标识符(ID)是否存在于包括在通信量响应中的基本连接ID信息中；以及如果其自己的连接ID存在于基本连接ID信息中，则确定转换到唤醒模式。
11.如权利要求5所述的方法，其中由订户台传送的通信量指示包括表示传送分组类型的信息。
12.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤如果通信量指示所表示的传送分组类型是控制分组，则在基站的控制下立即转换到唤醒模式。
13.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中在订户台处于睡眠模式下的时候当接收到用于指示存在要从基站传送到订户台的通信量数据的通信量指示时由订户台控制唤醒模式的方法，其中睡眠模式用于在不存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下最小化订户台的功耗，而唤醒模式用于在存在要在订户台与基站之间交换的数据的情况下使得能够进行订户台与基站之间的通信，该方法包括以下步骤接收由基站随同订户台的连接标识符(ID)一起传送的通信量指示；考虑订户台的资源状态，确定是否同意向唤醒模式的转换；以及向基站传送确定结果。
14.如权利要求13所述的方法，其中从基站传送的通信量指示包括订户台最后接收的分组数据单元(PDU)序号字段信息。
15.如权利要求13所述的方法，其中从基站传送的通信量指示包括关于订户台要转换到唤醒模式的开始帧的信息。
16.如权利要求13所述的方法，其中当订户台同意向唤醒模式的转换时，订户台向基站传送包括基本连接ID和关于订户台打算接收的PDU顺序号信息的信息的响应。
17.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从唤醒模式到睡眠模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及订户台，其中，如果基站从订户台接收到向睡眠模式的转换请求，则基站通过传送等待时间段信息以允许订户台在等待时间段期满之后重新传送向睡眠模式的转换请求来传送拒绝响应；并且其中，如果订户台从基站接收到订户台的向睡眠模式的转换请求，则订户台通过传送等待时间段信息以允许基站在等待时间段期满之后重新传送向睡眠模式的转换请求来传送拒绝响应。
18.如权利要求17所述的系统，其中等待时间段是订户台应当等待以重新传送睡眠请求的固定时间。
19.如权利要求17所述的系统，其中等待时间段是基站应当等待以重新传送睡眠请求的固定时间。
20.如权利要求17所述的系统，其中睡眠请求响应包括关于订户台要转换到睡眠模式的开始帧的信息。
21.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从睡眠模式到唤醒模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及移动台，其中，如果基站从订户台接收到用于指示存在传送分组的通信量指示，则基站通过传送等待时间段信息以允许订户台在等待时间段期满之后重新传送通信量指示来传送拒绝响应；并且其中，如果订户台从基站接收到包括订户台的连接标识符(ID)的通信量指示，则订户台考虑其资源状态来确定是否同意向唤醒模式的转换，并且向基站传送确定结果。
22.如权利要求21所述的系统，其中等待时间段是订户台应当等待以重新传送通信量指示的固定时间。
23.如权利要求21所述的系统，其中由订户台传送的通信量指示包括订户台最后传送的PDU序号字段信息。
24.如权利要求21所述的系统，其中订户台确定其自己的连接ID是否存在于包括在通信量响应中的基本连接ID信息中，并且如果其自己的连接ID存在于基本连接ID信息中，则确定转换到唤醒模式。
25.如权利要求21所述的系统，其中由订户台传送的通信量指示包括表示传送分组类型的信息。
26.如权利要求25所述的系统，其中如果由订户台传送的通信量指示所表示的传送分组类型是控制分组，则订户台在基站的控制下立即转换到唤醒模式。
27.如权利要求21所述的系统，其中由基站传送的通信量指示包括订户台最后接收的分组数据单元(PDU)序号字段信息。
28.如权利要求21所述的系统，其中由基站传送的通信量指示包括关于订户台要转换到唤醒模式的开始帧的信息。
29.如权利要求21所述的系统，其中当订户台确定了转换到唤醒模式时，订户台向基站传送包括基本连接ID和关于订户台打算接收的PDU顺序号的信息的响应。
30.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从唤醒模式到睡眠模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及订户台，其中，当接收到订户台的向睡眠模式的转换请求时，基站通过允许订户台不传送睡眠请求直到重新接收到对向睡眠模式的转换请求的响应为止来传送拒绝响应；并且其中，当从基站接收到订户台的向睡眠模式的转换请求时，订户台通过允许基站不传送睡眠请求直到重新接收到对向睡眠模式的转换请求的响应为止来传送拒绝响应。
31.一种用于在利用睡眠模式和唤醒模式的宽带无线接入通信系统中控制从睡眠模式到唤醒模式的转换的系统，其中睡眠模式用于在不存在要交换的数据的情况下最小化功耗，而唤醒模式用于在存在要交换的数据的情况下使得能够进行通信，该系统包括基站；以及移动台，其中，如果基站从订户台接收到指示存在传送分组的通信量指示，则基站通过允许订户台不传送通信量指示直到重新接收到对通信量指示的响应为止来传送拒绝响应；并且其中，如果订户台从基站接收到包括订户台的连接标识符(ID)的通信量指示，则订户台考虑其资源状态来确定是否同意向唤醒模式的转换，并且向基站传送确定结果。
32.如权利要求31所述的系统，其中对从基站重新传送到订户台的通信量指示的响应包括关于订户台要转换到唤醒模式的开始帧的信息。
33.如权利要求31所述的系统，其中对通信量指示的响应包括关于订户台最后接收的分组数据单元(PDU)序号字段信息的信息。
全文摘要
一种具有睡眠和唤醒模式的宽带无线接入通信系统。订户台在接收到基站对从订户台到基站的睡眠请求的拒绝响应时控制睡眠模式。如果接收到来自基站的拒绝响应，则订户台在等待时间段期满之后向基站重新传送睡眠请求。如果接收到来自基站的拒绝响应，则订户台停止向基站重新传送睡眠请求，直到从基站接收到未经请求的对睡眠请求的响应为止。
文档编号H04L12/28GK1698293SQ200480000599
公开日2005年11月16日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者孙泳文, 具昌会, 金昭贤, 孙仲济 申请人:三星电子株式会社