专利名称：宽带无线系统中实现快速基站切换的服务基站更新方法
技术领域：
本发明涉及一种快速基站切换的实现方法，尤其涉及一种在宽带无线系 统中实现快速基站切换的服务基站更新方法。
背景技术：
在移动通信系统中，切换作为支持终端移动的 一项重要功能备受重视。 判定切换性能中有两个重要指标，这就是切换所需时长和切换后数据的完整 性，也就是数据丢失率。
在目前的宽带无线接入系统的空口协议IEEE802.16e中提出了一种 FBSS (fast BS switching,快速基站切换)切换机制以提高系统在切换时的 性能减少切换时长，减少数据丟失率。FBSS切换包含有效集增加、有效 集去除、和服务基站(ServingBS)更新三个阶段，而三个阶段中减少 ServingBS更新所需的时间和保证切换时数据的完整性传输是FBSS中最重 要的。
为了支持移动性管理，WiMAX Forum NWG规范引入了切换功能实体 以及数据通道的概念。
(1 )切换功能实体可以根据自己担任的角色，细分为服务切换功能、 目标切换功能和中继切换功能。其中
服务切换功能(ServingHO):这个切换功能用于控制所有切换判决操 作和与切换相关的信令流程。它通过O个或更多的中继切换功能与目标切换 功能交互，准备切换并将结果发送给MS。
目标切换功能(TargetHO ):这个切换功能是选定为切换目标的切换功 能，或潜在的切换目标功能。
中继切换功能(RdayHO):这个切换功能在服务和目标切换功能之间
中继切换相关的控制消息。
(2 )NWG规范中管理数据通道是通过数据通道功能体DPF来实现的。 DPF功能体可以位于接入网关(AGW)，也可以位于基站(BS)。该功能 体有四种类型
AnchorDP (锚数据通道功能实体)位于AGW，接收网络来的IP包， 发给ServingDP,并发起数据通道的建立，释放等功能，
ServingDP (服务数据通道功能实体)位于BS，负责与AnchorDP — 起建立数据通道，交互网络与MS (移动台)之间的数据包，
TargetDP (目标数据通道功能实体)位于BS，切换完成后新的 ServingDP,
RelayDP (中继数据通道功能实体)位于AGW，协助传递AnchorDP 和ServingDP之间的数据包或者数据通道管理的信令)。
IEEE802.16e规定了空中接口 ( Rl 口 )针对FBSS的相关流程，而如何 在网络侧实现FBSS切换相关流程目前还是一 片空白，WiMAXNWG规范目 前也没有对FBSS的支持。为了能够提高系统切换性能，支持FBSS,本文 对此进行了定义和描述。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种宽带无线系统中实现快速基 站切换的服务基站更新方法，实现系统对快速基站切换功能的支持，减少移 动终端MS进行快速基站切换的时间，并保证切换时的数据完整性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种宽带无线系统中实现快速基站切 换的服务基站更新方法，包括如下步骤
(11 )服务切换功能实体接收到移动台发起的服务基站更新请求，如果 判断到需要进行服务基站更新，则将所述更新请求直接或中继发送至目标切 换功能实体，其中携带希望做更新的目标基站信息；
(12 )所述目标切换功能实体对接收到的更新请求进行判断后，如果认 为可以接受此请求，则返回同意更新的响应消息给所述服务切换功能实体，
并由所述服务切换功能实体通过空中接口向移动台返回所述响应消息；
(13 )所述移动台在新的服务基站，即原目标基站接入后，向该新的服 务基站上报自己接收到的最后一个前向数据包的编号n，并由该新的服务基 站通知锚数据通道功能实体将对端从原来的服务数据通道功能实体切换到 目标数据通道功能实体，即新的服务数据通道功能实体，并从编号n+l开 始发送前向数据包。
本发明可以有效地实现对FBSS的支持，并减少在FBSS的服务BS更 新过程中的消息处理，减少切换时长。
本发明的显著优势在于，实现了系统级的对FBSS的支持而不仅仅是空 中接口的交互，进一步地还提出在FBSS的有效集加的过程中，就将可以加 入有效集的TargetDP与AnchorDP建立好数据通道，这样在FBSS的 ServingBS更新过程中就不用进行数据通道的建立过程，减少了切换时长。 与此同时，AnchorDP由于同时维护了 ServingDP和TargetDP信息，在做FBSS 的ServingBS更新切换过程中能够立即切换到新的数据通道，这样不仅加快 FBSS的服务BS更新流程，同时也保证了在Anchor更新时的数据完整性。
图1为本发明所述方法涉及的AGW和ServingBS和有效集候选BS功 能体的分布图。
图2为本发明所述方法涉及的FBSS有效集增加，有效集候选数据通道 增加的流程图。
图3为本发明所述方法涉及的FBSS ServingBS更新的流程图。
图4为本发明所述方法涉及的FBSS有效集去除以及有效集候选数据通 道释放的流程图。
具体实施例方式
本发明是为了提供网络侧FBSS的控制流程。其中主要包括ServingHO 对FBSS的有效集进行维护，包括ServingBS更新，有效集增加，有效集去 除。本发明的核心在于新加入有效集时，候选BS和AnchorDP提前建立两 者间的数据通道，以及AnchorDP对有效集候选数据通道的维护，包括增加， 去除，修改等。
下面，分阶段对有效集增加、服务基站更新、有效集去除这三个过程进 行说明。
1、 FBSS有效集候选BS增加，以及有效集候选数据通道建立过程如下
步骤la、正在与该MS通信的ServingHO接收到MS发起的切换请求， ServingHO可以在BS也可以在AGW。 ServingHO可以根据之前跟MS协商 支持的切换类型和此切换请求消息中新BS的下行信道质量的进行判断，发 现可以在FBSS切换的有效集中增加候选BS，就将此切换请求消息通过 RelayHO，发送给TargetHO (可以有一个或者多个)请求增加这些新BS到 该MS对应的有效集中。
步骤lb、 TargetHO收到了切换请求消息后，决定接受这个请求，就通 知TargetDP发送数据通道的预建立消息和AnchorDP建立数据通道。在这里 可以利用该消息在 一对TargetDP和AnchorDP之间同时建立 一条或者多条数
据通道。
步骤lc、 TargetDP和AnchorDP建立完数据通道后，TargetHO就返回 切换响应消息给ServingHO, ServingHO成功地在有效集中加入了新的候选 BS,并在空口给MS返回相应的切换响应消息。
至此，FBSS有效集候选BS增加，有效集候选数据通道建立完成。
需要注意的是，如果ServingHO和TargetHO之间有直连通道的话，则 可以直接传递切换请求/响应消息，而不需要RelayHO的中继。
2、 FBSS的ServingBS更新过程如下
步骤2a、 ServingHO接收到MS发起的ServingBS更新请求，可以才艮据
该消息以及有效集候选BS的下行信道质量进行判断，发现需要进行 ServingBS更新，就将切换请求转发给该TargetHO。
步骤2b、 TargetHO经过判断，认为可以接受此请求，就返回同意更新 的切换响应消息给ServingHO, ServingHO通过空口给MS返回ServingBS
更新的切换响应消息。
步骤2c、 MS在新的ServingBS接入后，上报自己接收到的最后一个前 向数据包的编号n,新的ServingBS收到该编号n后通知AnchorDP将数据 通道的对端从原来的ServingDP切换到TargetDP (新的ServingDP),并且 开始按照接收到的编号n+1发送前向数据包。与此同时可以将原来的 ServingDP标识为有效集候选数据通道。至此，FBSS的ServingBS更新完成。
另外还可以用这样的ServingBS更新过程
步骤2A、 ServingHO接收到MS发起的ServingBS更新请求，可以根据 该消息以及有效集候选BS的下行信道质量进行判断，发现需要进行 ServingBS更新，就将切换请求转发给该TargetHO。在切换请求中可以携带 当前发送的最后一个凄t据包编号m。
步骤2B、 TargetHO经过判断，认为可以接受此请求，就返回同意更新 的切换响应消息给ServingHO， ServingHO通过空口给MS返回ServingBS 更新的切换响应消息。
步骤2C、与此同时，TargetDP通过数据通道建立请求消息，请AnchorDP 开始发送数据给自己，AnchorDP开始在ServingDP和TargetDP的两条通道 上都在发送数据包。TargetDP收到后，緩存下来。这个通知消息中至少包含 一个是否开始发送数据的请求指示，也可以包含数据包编号m做参考。
步骤2D、 MS在新的ServingBS接入后，向新的ServingDP上报自己接 收到的最后一个前向数据包的编号n,新的ServingBS收到该编号n后通知 AnchorDP将数据通道的对端从原来的ServingDP切换到TargetDP (新的 ServingDP),并且开始按照接收到的编号n+1发送前向数据包。与此同时 可以将原来的ServingDP标识为有效集候选数据通道。至此，FBSS的
ServingBS更新完成。
在这里需要说明的是，在ServingBS更新完毕后，可以将原来的 ServingBS纳入有效集候选，也可以直接去除；对应的，可以将原来的 ServingDP标识为有效集候选，也可以直接去除。
3、 FBSS有效集候选BS去除，以及有效集候选数据通道去除过程具体 如下
步骤3a: MS发送空口的切换请求消息，消息中包含有效集候选BS， 其中可以包括但不限于MS检测到的这些BS的下行信道质量。ServingHO 判断为FBSS的有效集去除后，通过空口向MS返回切换响应消息，通知 MS可以去掉这些候选BS信息了 。
步骤3b:当ServingHO收到MS反馈的切换指示，就通知希望去除的 有效集候选BS的HO (TargetHO )释放相应的资源。
步骤3c: TargetHO通知TargetDP启动数据通道的释放向对应的 AnchorDP发送数据通道释放请求，AnchorDP释放掉相应目标的有效集候选 凄t据通道后向TargetDP返回数据通道释力文响应。TargetHO向ServingHO回 应有效集去除确认。在这里可以利用数据通道释放消息在TargetDP和 AnchorDP之间同时释放一条或者多条数据通道。
至此有效集候选数据通道释放过程结束。FBSS有效集去除后续过程按 照NWG规范进行。
另外还要说明的是，当AnchorDP和ServingDP的服务数据通道承栽的 业务流有所改变，例如以前是数据通道al，因为新的业务流需要创建该 AnchorDP和ServingDP间的新的服务数据通道a2时，AnchorDP还要同时 与所有有效集候选BS在原来的基础上建立对应的新的服务数据通道b2， c2 等。同样的，如果是删除业务流，或者修改业务流，都需要在同时改变对应 的所有有效集候选BS的数据通道。
下面结合附图，对本发明实施例进行详细说明
图1给出了 AGW和BS间为了支持FBSS切换，其中，实线箭头表示 ServingBS和AGW的数据通道，数据在其上传输；虛线箭头表示有效集BS 和AGW的数据通道，在有效集未成为Anchor基站前，数据不在上面传输。
AnchorDP需要维护ServingDP和有效集候选TargetDP的数据通道信息， AnchorDP和有效集候选TargetDP之间的数据通道的建立是在FBSS的有效 集加流程中建立起来的(如图1的左侧部分)，发往MS的数据包只是通过 AnchorDP和ServingDP之间的数据通道上发送，由于其他有效集候选数据 通道的建立只是为了其后可能发生的ServingBS更新而提前预建数据通道， 其在实际工作中并不真正发送数据，所以图中用虚线表示。在FBSS的 ServingBS更新完成之后，Anchor数据功能DP需要完成数据通道的切换(如 图1的右侧部分)，原ServingBS变为有效集候选BS后其与AnchorDP间 的数据通道就变为有效集候选数据通道，AnchorDP不再在该数据通道上传 送数据，而原有效集候选BS在FBSS的ServingBS更新流程后转变为新的 ServingBS, Anchor数据功能将需要发送到MS的数据通过新的数据通道来 进行发送。
图2给出FBSS有效集加以及有效集候选数据通道建立详细流程，具体 包含如下步骤
步骤201: MS发送空口的切换请求消息，消息中包含候选的邻区BS 信息，所述邻区基站信息可以包括但不限于MS检测到的这些基站的下行信 道质量。
步骤202: ServingHO进行切换判决为FBSS的有效集加后(此处的 ServingHO位于BS,也可以位于AGW),如果ServingHO和TargetHO之 间存在RelayHO而不存在直接的通路的话，则ServingHO将切换请求消息 发送到RelayHO。 步骤203: RelayHO通过R6接口将切换请求转送到TargetHO。
步骤204: TargetHO接收到切换请求消息，认为可以接受，则通知 TargetDP和AnchorDP建立数据通道。
步骤205: AnchorDP返回响应消息给TargetDP。在这里可以利用这一 对消息在TargetDP和AnchorDP之间同时建立一条或者多条数据通道。
步骤206: TargetDP向AnchorDP回应数据通道建立证实消息。
步骤207: TargetDP和AnchorDP预建立完数据通道后，如果TargetHO 和ServingHO之间存在RelayHO而不存在直接的通路的话，则TargetHO向 RelayHO发送切换响应消息。
步骤208: RelayHO转发切换响应消息到ServingHO上。
步骤209: ServingHO (这里位于ServingBS,也可以位于AGW)通过 空口将切换响应消息编码并发送给MS。
步骤210: MS通过切换指示来确认这次切换，消息发送到ServingHO, 可以是取消、拒绝和同意这次切换。
步骤211:如果ServingHO和TargetHO之间存在RelayHO而不存在直 接的通路的话，ServingHO发送切换证实消息到RelayHO。
步骤212: RelayHO将切换证实消息转发到TargetHO。
步骤213: TargetHO返回切换完成消息，如果TargetHO和ServingHO 之间存在RelayHO而不存在直接的通路的话，则切换完成消息发送到 RelayHO 。
步骤214: RelayHO将切换完成消息转发给ServingHO,至此有效集加 流禾呈充成。
需要注意的是，如果ServingHO和TargetHO之间有直连通道的话，则 可以直接传递切换请求/响应消息，而不需要RelayHO的中继。
图3给出FBSS的ServingBS更新详细流程，具体包含如下步骤 步骤301: MS发送ServingBS更新请求，此处利用的是切换请求消息，
还可以使用CQI (信道质量指示)信道携带ServingBS更新请求字段来申请 进行服务BS的更新。
步骤302: ServingHO收到后，进行切换判决为FBSS的ServingBS更新， 通过R6接口将消息转送到RelayHO,消息中包含希望做更新的目标BS以 及当前发送的最后一个数据包的编号。
值得说明的是如果ServingHO位于AGW,则服务BS上的RelayHO需 要通过R6接口，将切换请求传递给AGW上的ServingHO,由它来判断是 否要做ServingBS更新。
另外还要说明的是，如果ServingHO和TargetHO之间有直连通道的话， 则可以直接传递切换请求/响应消息，而不需要RelayHO的中继。
步骤303: RelayHO将其转送到TargetHO。
步骤304: TargetHO分配了相关资源后，向ServingHO返回切换响应消
话，则切换响应消息发送给RelayHO。
步骤305:同时TargetDP向AnchorDP发送数据通道登记请求消息消息 携带类型为请求AnchorDP开始从编号m+l给自己也发送数据。
步骤306: RelayHO将切换响应消息转发给ServingHO。
步骤307: ServingHO接收到后，通过空口向MS返回切换响应消息。
步骤308: AnchorDP同时向ServingDP以及TargetDP发送前向数据。 TargetDP收到后，将这些数据緩存下来，并不发送给MS。此步骤可选。
步骤309: ServingHO通过SN扩展子头将SDU SN编号带给MS。
步骤310: MS通过切换指示来确认这次切换，消息发送到ServingHO, 可以是取消、拒绝和同意这次切换。
步骤311:如果ServingHO和TargetHO之间存在RelayHO而不存在直 接的通路的话，ServingHO发送切换证实消息到RelayHO。
步骤312: RelayHO将切换证实消息转发到TargetHO。
步骤313: MS完成切换过程，接入到新ServingBS (原目标BS)。
步骤314: MS向新ServingBS (原目标BS )告知它最后收到的数据包编号。
步骤315:如果在ServingBS更新之前，新的ServingBS上就緩存有数 据，那么可以立即根据此编号，直接开始发送数据。
步骤316-317:新ServingBS (原目标BS )使用数据通道建立消息通知 Anchor数据功能进行数据通道的切换，数据通道建立消息包含MS上报的 最后接收到的数据包编号，AnchorDP根据MS上报的最后收到的数据包编 号发送数据到新的ServingDP上，并将原ServingDP标识为有效集数据通道， 停止给原来的ServingDP发送数据。
图4给出FBSS的有效集去除以及有效集候选数据通道释放的详细流 程，具体包含如下步骤
步骤401: MS发送空口的切换请求消息，消息中包含有效集BS信息。
步骤402: ServingHO (在这里位于ServingBS,也可以位于AGW)进 行切换判决为FBSS的有效集去除后，通过空口向MS返回切换响应消息。
步骤403: MS发送空口切换指示消息到ServingHO指示MS对这次切 换的确认，可以是取消、拒绝和同意。
步骤404: ServingHO收到MS对此次切换的切换证实为去除则通知 TargetHO去除有效集基站，消息中包含希望做有效集去除的目标BS。如果 ServingHO和TargetHO之间有直连通道的话，则可以直接传递消息，而不 需要RelayHO的中继，否则消息发送到RelayHO。
如果MS没有发送切换指示消息，则ServingHO在一定时间后，自行通 知TargetHO发起数据通道释放过程。
步骤405: RelayHO转发该切换请求消息到TargetHO。
步骤406: TargetHO返回切换响应消息，如果TargetHO和ServingHO 不存在直连通路的话，则消息发送给RelayHO。
步骤407: RelayHO将切换响应消息转发给ServingHO。
步骤408:同时TargetHO通过数据通道去登记消息请求通知AnchorDP 进行数据通道的释放。
步骤409: AnchorDP释放掉相应目标BS的有效集数据通道后向 TargetDP返回数据通道的去登记消息响应。
步骤410: TargetDP向AnchorDP返回数据通道去登记证实消息。
步骤411:在TargetDP和AnchorDP之间的数据通道释放完成后， TargetHO向ServingHO返回切换完成消息，如果存在RelayHO的话消息发 给RelayHO 。
步骤412: RelayHO将切换完成消息转发给ServingHO,有效集去切换充成。
在这里可以利用数据通道去登记消息在TargetDP和AnchorDP之间同时 释放一条或者多条数据通道。
权利要求
1、一种宽带无线系统中实现快速基站切换的服务基站更新方法，包括如下步骤(11)服务切换功能实体接收到移动台发起的服务基站更新请求，如果判断到需要进行服务基站更新，则将所述更新请求直接或中继发送至目标切换功能实体，其中携带希望做更新的目标基站信息；(12)所述目标切换功能实体对接收到的更新请求进行判断后，如果认为可以接受此请求，则返回同意更新的响应消息给所述服务切换功能实体，并由所述服务切换功能实体通过空中接口向移动台返回所述响应消息；(13)所述移动台在新的服务基站，即原目标基站接入后，向该新的服务基站上报自己接收到的最后一个前向数据包的编号n，并由该新的服务基站通知锚数据通道功能实体将对端从原来的服务数据通道功能实体切换到目标数据通道功能实体，即新的服务数据通道功能实体，并从编号n+1开始发送前向数据包。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(11)中，所述 发送至目标切换功能实体的更新请求中，可以携带当前发送的最后一个数据 包编号m;所述步骤(12)后，进一步包括步骤(12A):目标数据通道功能实体通知锚数据通道功能实体开始向目标数据通道 功能实体发送前向数据包，这时，所述锚数据通道功能实体同时向服务数据 通道功能实体和目标数据通道功能实体发送前向数据包，而所述目标数据通 道功能实体接收到数据包后，对数据包进行緩存；所述步骤(13)中，如果所述新的服务基站在接入更新时已经緩存有数 据，则在接入更新后根据移动台上报的编号n以及已经緩存的数据包，立即 从编号！1+ 1开始发送前向数据包。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(12A)中，目 标数据通道功能实体通过数据通道建立请求消息通知锚数据通道功能实体向目标数据通道功能实体发送数据，该消息中至少包含一个是否开始发送数 据的请求指示。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(11)中，所述 移动台发起的服务基站更新请求，是利用切换请求消息，或使用信道质量指 示信道携带服务基站更新请求字段来申请进行服务基站的更新。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(11)中，所述 服务切换功能实体可以参考有效集候选基站的下行信道质量进行判断。
6、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(11)中，如果 所述服务切换功能实体与所述目标切换功能实体之间具有直连通道，则直接 传递所述更新请求；否则，通过中继切换功能实体传递所述更新请求。
7、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述步骤(ll)中，如果 服务切换功能实体位于接入网关中，则服务基站上的中继切换功能实体通过 R6接口将所述请求传递给接入网关上的服务切换功能实体，并由其是否做 服务基站更新。
8、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(13)中，进一 步包括将原来的服务数据通道和原来的服务基站直接去除，或将原来的服 务数据通道和原来的服务基站标识为有效集候选数据通道和有效集基站。
9、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括当数据通道 承载的业务流发生改变时，4艮据所述业务流的改变的要求，锚数据通道功能 实体同时改变所有有效集候选基站的对应的数据通道。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述业务流发生改变的情 况包括要求创建新的服务数据通道、删除业务流或修改业务流。
全文摘要
本发明公开了一种宽带无线系统中实现快速基站切换的服务基站更新方法，包括服务切换功能实体接收判断到需要进行服务基站更新，则将所述更新请求直接或中继发送至目标切换功能实体；目标切换功能实体对接收到的更新请求进行判断后，返回同意更新的响应消息给所述服务切换功能实体；所述移动台在新的服务基站接入后，向该新的服务基站上报自己接收到的最后一个前向数据包的编号n，并由该新的服务基站通知锚数据通道功能实体将对端从原来的服务数据通道功能实体切换到目标数据通道功能实体并从编号n+1开始发送前向数据包。本发明可以有效地实现对FBSS的支持，并减少在FBSS的服务BS更新过程中的消息处理，减少切换时长。
文档编号H04W36/00GK101179826SQ200610138258
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者鑫 刘, 曾清海, 玲 许 申请人:中兴通讯股份有限公司