TWI396404B - 無線通信方法及裝置 - Google Patents

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Description

無線通信方法及裝置
本發明是有關於一種無線通信方法及裝置。
現今存在許多類型的通信網路，例如包括廣域網路(wide area network，WAN)、都會網路(metropolitan area network，MAN)、區域網路(local area network，LAN)及個人網路(personal area network，PAN)等電腦網路(computer network)，以及蜂巢式網路(cellular network)。使用者終端機(User terminal)可以經由射頻(radio frequency，RF)連接或紅外線(infrared，IF)連接等無線方式與網路通信。網路與此類無線使用者終端機之間的介面一般稱為空中介面(air interface)，而介面裝置(Interface device)則是位於此空中介面的兩端。使用者終端機中之介面裝置可為無線配接器(wireless adapter)、蜂巢式電話(cellular phone)等。網路中之介面裝置可為基地台(base station)、超微型細胞基地台(femtocell base station)、本籍基地台(home base station)、中繼台(relay station)、存取點(access point)、存取網路(access network)等。網路一般包括多個網路介面裝置，且每一個網路介面裝置均覆蓋一個被稱為細胞(cell)的區域並與所述區域內的使用者終端機進行通信。
網路介面裝置與使用者終端機是以訊框(frame)的形式交換資料，其係在特定時間以特定的時間間隔進行傳輸。訊框或無線電訊框都是網路運作的資料單位，且由許多位元的資訊(包含使用者資料及/或附加資訊)組成。由訊框組態(亦即，無線電訊框之結構及時序)的通常知識可知，網路介面裝置及使用者終端機可智慧地彼此通信。
一般來說，網路中的網路介面裝置是以相同的訊框結構及相同的訊框時序操作。圖1繪示習知具有四個網路介面裝置NID1、NID2、NID3、NID4之網路的訊框組態，這些網路介面裝置NID1、NID2、NID3、NID4的訊框不僅具有相同的大小，而且在時間上彼此實質對準。
如圖1所示，每一個訊框組態均包含多個無線電訊框，而每一個無線電訊框則可包含控制部分及資料部分。附加資訊即藉由控制部分傳輸，而使用者資料則是藉由訊框的資料部分傳輸。附加資訊可包含諸如前置項、中間項、後置項、參考信號等同步信號，其允許使用者終端機與網路介面裝置同步並維持彼此同步。附加資訊可包含諸如網路介面裝置之身份、網路介面裝置所支援之服務選項、系統參數等系統資訊。附加資訊亦可包含資源分配資訊(resource allocation information)，諸如下行鏈路地圖(downlink map，DL-MAP)、上行鏈路地圖(uplink map，UP-MAP)、多點播送及廣播服務地圖(multicast and broadcast service map，MBS-MAP)等，其提供上行鏈路及下行鏈路槽在無線電訊框內的分配。網路介面裝置可廣播附加資訊，使得其細胞內的所有使用者終端機均可接收到此資訊。
由IEEE 802.16e標準界定的無線通信系統具有類似於圖1所示的訊框組態。在IEEE 802.16e系統中，每一個無線電訊框均劃分為兩個子訊框。所述子訊框中之一者係用於上行鏈路傳輸，而另一者則是用於下行鏈路傳輸。上行鏈路傳輸係指由使用者終端機至網路介面裝置之傳輸，而下行鏈路傳輸則是指由網路介面裝置至使用者終端機之傳輸。
在使用者終端機可與網路進行通信之前，使用者終端機可先藉由在來自網路介面裝置的控制部分中搜尋附加資訊，而偵測所述網路介面裝置。使用者終端機可使用控制部分中的同步信號來與網路介面裝置進行同步，並獲得系統參數、所支援之服務等其他系統資訊。其後，使用者終端機可經由網路介面裝置建立一個與網路的通信會話(communication session)。
當通信會話建立之後，使用者終端機便可使用無線電訊框之控制部分中的附加資訊來維持與網路介面裝置同步，並更新關於通信會話之系統資訊。行動使用者終端機亦可藉由量測許多來自網路介面裝置之無線電訊框之控制部分中的廣播信號來評估此等網路介面裝置之信號強度。若此評估指示有不同於目前正與使用者終端機通信之網路介面裝置的網路介面裝置能夠提供較佳的連接品質，則使用者終端機或網路可決定經由此網路介面裝置來繼續所述的通信會話。上述將通信會話自一個網路介面裝置切換至另一網路介面裝置之過程通常被稱為換手(handover)。
當行動使用者終端機自目前與使用者終端機通信之網路介面裝置的細胞移出，並進入相鄰網路介面裝置之細胞時，通常需要進行換手。其中，目前正與使用者終端機進行通信的網路介面裝置稱為服務網路介面裝置，而所述相鄰網路介面裝置則可稱為目標網路介面裝置。當服務網路介面裝置之信號強度隨著使用者終端機遠離服務網路介面裝置而衰落時，一般希望使用者終端機仍能夠經由目標網路介面裝置來與網路繼續進行通信會話。
在發生換手之前，使用者終端機可藉由判定服務網路介面裝置附近之網路介面裝置的信號強度，以識別出適宜的目標網路介面裝置。一般而言，服務網路介面裝置可排定某些時間間隔，而在此時間間隔期間，網路與使用者終端機之間的通信將暫時中止，而讓使用者終端機能夠量測到相鄰網路介面裝置之信號。所述量測在下文中被稱為換手量測。基於量測結果，使用者終端機、服務網路介面裝置或網路即可判定是否應發生換手。
圖2繪示IEEE 802.16e標準中所界定之換手量測，現在參照圖2來說明習知的換手程序。
在IEEE 802.16e中，網路介面裝置為基地台，使用者終端機則為行動台(mobile station，MS)。當行動台需要為換手作準備而量測來自相鄰基地台之信號時，經由服務基地台而與網路進行的通信可暫時中止。量測結果可回報至服務基地台。而基於量測結果，網路、服務基地台或使用者終端機即可判定是否應發生換手。
行動台可藉由向服務基地台發送請求而起始換手量測。或者，服務基地台可向行動台發出起始量測之命令。由換手量測起算直到所有量測及其必要報告完成的週期係稱為換手量測週期。
在圖2所示之實例中，換手量測是由基地台所起始。服務基地台為基地台BS1，而相鄰基地台則包含基地台BS2及BS3。BS1向MS發出命令“MOB SCN-RSP”以指示MS量測相鄰基地台BS2、BS3的信號(201)。此MOB SCN-RSP命令包含許多參數：“開始訊框”、“掃描間隔”、“交錯間隔”及“迭代”。其中，“開始訊框”規定行動台應從何時開始量測，“掃描間隔”規定量測應花費多少時間，“迭代”規定分配多少掃描間隔用於量測，而“交錯間隔”則規定兩個鄰近掃描間隔之間的時間間隔。MS與BS1之間的正常通信可在掃描間隔期間暫時中止，並在交錯間隔期間恢復。若需要報告量測結果，則可在交錯間隔期間提交報告。“開始訊框”、“掃描間隔”及“交錯間隔”均在許多無線電訊框中規定。在IEEE 802.16e網路中，訊框之大小可為5毫秒。在圖2所示之實例中，MS應該在接收到MOB_SCN-RSP命令之後，從第M個訊框處開始量測，並在N個訊框之掃描間隔內量測BS2及BS3的信號，回復與BS1之P個訊框的通信，而能夠在額外掃描間隔期間量測額外的相鄰基地台。
在掃描間隔期間，MS偵測來自BS2之同步信號，與BS2同步，並量測來自BS2之信號(202)。接著，MS等待來自BS3之同步信號，並對BS3重複相同過程(203)。由於基地台之訊框實質上已對準，所以BS2與BS3之測量之間的等待時間近似為一個完整無線電訊框，例如5毫秒。
若來自相鄰基地台之信號較弱，則MS無需向BS1報告量測結果；若來自相鄰基地台之信號較強，則可能進行換手且MS可能需要向BS1提交報告。網路可設定臨界信號強度，用於判定何時需要提交報告。圖2假定來自BS2及BS3至少其中之一之信號的強度超過臨界值，且MS需要向BS1回覆報告。
在交錯間隔開始時，MS經由BS1與網路的正常通信將會回復，且MS向BS1發送請求以獲得用於提交報告的額外頻寬(204)。在接收到用於提交報告的資源分配(205)時，MS即使用所分配資源向BS1發送量測結果(206)，而此報告則會由網路或BS1使用，以判定是否應經由BS2或BS3繼續通信。或者，MS可基於量測結果而判定是否需要換手，並將換手之請求包含於報告中。再次，由於基地台之訊框已經對準，也因為行動台需要獲得用於報告的資源分配，所以量測完成與報告完成之間的等待時間將多於一個訊框，或5毫秒。
若已分配多個掃描間隔，則MS在交錯間隔結束時即會進入另一個掃描間隔以量測來自其他相鄰基地台之信號。
上述之附加資訊(諸如同步信號及系統資訊)會消耗掉原本正常資料傳輸所需的資源，因此有需要將附加資訊最小化，亦即，使無線電訊框的控制部分最小化。舉例而言，IEEE 802.16m標準中制定了所謂的超級訊框，以縮減訊框中相對於資料部分的控制部分。圖3繪示IEEE 802.16m標準所界定之超級訊框的組態。
圖3之上半部繪示自基地台觀察所得之符合IEEE 802.16m標準的訊框組態。此基地台亦與IEEE 802.16e標準反向相容。基地台使用兩個交錯訊框，其中一個訊框與IEEE 802.16e標準所界定之訊框具有相同的大小，且被標記為“802.16e訊框”。IEEE 802.16m標準界定了另一種訊框(被稱為亦被標記為“超級訊框”)，此超級訊框包含四個5毫秒的“802.16m訊框”。每一個超級訊框均是由一個超級訊框標頭(superframe header，SFH)開始，其中包含802.16m前置項及/或其他系統參數。如圖3所示，802.16m訊框及802.16e訊框一起組成整個相關時間週期，雖然每一個訊框均僅單獨包括不連續的時間週期。又，超級訊框之開始位置相對於802.16e訊框具有一偏移。
802.16m訊框及802.16e訊框均包括控制部分及資料部分，其分別標記為“802.16m控制”或“802.16e控制”以及“802.16m資料”或“802.16e資料”。802.16e訊框之控制部分包括給基地台在IEEE 802.16e標準下操作的附加資訊。802.16e訊框的資料部分則是用於在IEEE 802.16e標準下操作之基地台與行動台之間的資料通信。802.16m訊框之控制部分包括給基地台在IEEE 802.16m標準下操作的附加資訊。802.16m訊框的資料部分則是用於在IEEE 802.16m標準下操作之基地台與行動台之間的資料通信。
圖3之中間部分(標記為“802.16e MS”)繪示由操作在IEEE 802.16e標準下之行動台所看到的訊框組態。圖3之底部部分(標記為“802.16m MS”)繪示由操作在IEEE 802.16m標準下之行動台之角度所看到的訊框組態。此等訊框組態應為熟習此項技術者所瞭解，因此本文中不再詳細闡釋。
與IEEE 802.16e訊框(其中前置項每隔5毫秒出現一次)相比，超級訊框中之前置項僅每隔20毫秒出現一次。因此，IEEE 802.16m標準中所界定的超級訊框組態與IEEE 802.16e標準中所界定的訊框組態相比只需更少的附加資訊，因此可改良系統效率。
然而，當行動台需要在換手準備的過程中執行換手量測時，問題將會浮現。符合IEEE 802.16e標準之行動台預期在兩個相鄰基地台之量測之間等待不超過5毫秒。然而，符合IEEE 802.16m標準之行動台可能需要在相鄰基地台之量測之間等待高達20毫秒。因此，在IEEE 802.16m網路中的換手量測會比在IEEE 802.16e網路中的換手量測明顯花費更長的時間。若行動台無法及時建立與目標基地台的連接，則較長的等待可能迫使呼叫切斷。類似地，來自量測及其報告完成的延遲在IEEE 802.16m網路中將會比在IEEE 802.16e網路中顯得更長，而此較長的延遲將會導致不準確的報告以及錯誤的換手決策。
在一實施例中，本發明提供一種通信網路，其包含多個網路介面裝置，而每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中的一個相應細胞。各個網路介面裝置係使用此相應細胞的無線電訊框來與相應細胞中的通信實體進行通信。所述細胞中之第一細胞的無線電訊框與所述細胞中之第二細胞的無線電訊框之間具有時間偏移。
在一實施例中，本發明提供一種通信網路，其包含多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中的一個相應細胞。各網路介面裝置係使用相應細胞之無線電訊框來與相應細胞中的通信實體進行通信。所述細胞中的第一細胞及第二細胞中的無線電訊框均包含第一類型之無線電訊框及第二類型之無線電訊框。所述細胞中之第一細胞之第一類型的無線電訊框與所述細胞中之第二細胞之第一類型的無線電訊框在時間上實質相對準。所述細胞中之第一細胞之第二類型之無線電訊框與所述細胞中之第二細胞之第二類型的無線電訊框則是在時間上相偏移。
在一實施例中，本發明亦提供一種通信網路之方法。此方法係提供多個細胞，每一個細胞均是由多個網路介面裝置中之一相應網路介面裝置所覆蓋。接著，針對所述細胞中的第一細胞提供第一無線電訊框，以及針對所述細胞中的第二細胞提供第二無線電訊框，而使得所述第一及第二無線電訊框在時間上彼此偏移。
在一實施例中，本發明亦提供一種無線通信網路中之移動台的方法。所述無線通信網路包含多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋一相應細胞，且每一個網路介面裝置在相應的無線電訊框中傳送資料。其中，每一個無線電訊框包含作為廣播信號之控制部分及作為使用者資料之資料部分，其中所述網路介面裝置中之第一網路介面裝置及第二網路介面裝置的無線電訊框在時間上彼此偏移。所述方法係先經由多個網路介面裝置中的第一網路介面裝置與無線通信網路通信，然後再量測所述網路介面裝置中之第二網路介面裝置之無線電訊框之控制部分中的信號或讀取所述控制部分中的資訊。
在一實施例中，本發明亦提供一種通信網路，其包含多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中之一相應細胞。所述網路介面裝置中的至少其中之一係使用一或多個頻率載波來與相應細胞中之通信實體進行通信，每一個頻率載波與相應的無線電訊框相關聯。所述網路介面裝置中之至少一者之所述一或多個頻率載波中之第一頻率載波的無線電訊框與多個細胞中之至少一者之所述一或多個頻率載波中之第二頻率載波的無線電訊框在時間上相偏移。
本發明之額外特徵及優點會有一部分在以下描述內容中陳述，且在所述描述內容中顯而易見，或可藉由實踐本發明來學習。本發明之特徵及優點可藉由附加之申請專利範圍中明確指出的元件及組合來實現及獲得。
為讓本發明之上述特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
現將具體參考本發明之當前實施例，其實例在隨附圖式中說明。可能的話，圖式中會使用相同參考編號來指代相同或相似部分。
與例示的實施例一致，本發明提供用於在無線通信系統中使用交錯無線電訊框來進行通信的方法及裝置。
無線網路或系統通常包含多個網路介面裝置，諸如基地台、中繼台、超微型細胞基地台、本籍基地台等。每一個網路介面裝置均覆蓋一個被稱為細胞的特定區域，且與位於細胞內之使用者終端機進行通信。與例示的實施例一致，無線網路可採用跨越多個細胞之交錯訊框組態。特別是，在同一個細胞內操作的多個裝置可具有相同訊框組態，但在不同之細胞中操作的裝置則具有彼此偏移的訊框。圖4(a)繪示與例示實施例一致之無線網路的交錯訊框組態，其中繪示四個網路介面裝置。然而，網路中網路介面裝置之數目可變化。
在例示的無線網路中，四個網路介面裝置NID1、NID2、NID3、NID4分別覆蓋四個細胞。此四個細胞可能或可能不彼此相鄰，且一個細胞可與另一個細胞重疊或覆蓋另一個細胞。舉例而言，一般基地台可覆蓋一個細胞，而此細胞包括由一或多個基地台所覆蓋的一或多個超微型細胞。每一個細胞使用一共同的訊框組態。換言之，四個網路介面裝置中的每一個及相應細胞內之使用者終端機所使用的無線電訊框具有相同大小、結構及時序。然而，在細胞之間，訊框具有不同時序，但所述訊框可具有相同大小及相同結構。特別的是，一個細胞的訊框可與另一個細胞中的訊框相偏移。更特別的是，如圖4(a)所示，網路介面裝置NID2之細胞中所使用之訊框相對於網路介面裝置NID1之細胞中所使用之訊框而延遲。網路介面裝置NID3之細胞中所使用之訊框相對於網路介面裝置NID2之細胞中所使用之訊框更加延遲。網路介面裝置NID4之細胞中所使用之訊框相對於網路介面裝置NID3之細胞中所使用之訊框更加延遲。由此可知，上述的網路是操作在一系列交錯的無線電訊框。
圖4(a)亦繪示每一個無線電訊框可包含控制部分及資料部分。控制部分係用於傳輸諸如同步信號、系統資訊及資源分配資訊等附加資訊；資料部分則用於傳輸使用者資料。網路介面裝置可在控制部分中廣播附加資訊。
在一態樣中，多個細胞的訊框之中鄰近細胞的訊框之間是以相同的偏移而均勻地交錯。舉例而言，與NID1及NID2相關聯之訊框之間的偏移與NID2與NID3之間的偏移相同，依此類推。在另一個態樣中，網路介面裝置的訊框不會均勻地交錯，因此細胞之訊框之間的偏移會在網路上發生變化。
在一實施例中，細胞之訊框之間的偏移允許使用者終端機有足夠的時間來完成一個網路介面裝置之換手量測，並開始另一個網路介面裝置之換手量測。影響偏移判定的因素包含網路介面裝置之間的距離、網路介面裝置是否操作在相同頻帶、使用者終端機將其操作自一個網路介面裝置之頻率切換至另一個網路介面裝置之頻率所需的時間、使用者終端機在偵測到來自一個網路介面裝置之信號之後完成所述網路介面裝置之量測所需的時間，以及使用者終端機自所述網路介面裝置接收基本系統參數所需的時間等。
本發明之一實施例亦提供一種交錯式的訊框組態。其中，附加資訊的一部分是每訊框傳輸一次，但附加資訊之另一部分則是每訊框傳輸一次以上。
舉例來說，圖4(b)繪示與實施例一致的交錯訊框組態。如圖4(b)所示，每一個訊框之控制部分含有兩個部分的附加資訊，分別標記為“附加部分1”及“附加部分2”。附加部分1的資訊是每訊框僅傳輸一次，且在控制部分中傳輸，而附加部分2的資訊則是每訊框傳輸兩次。視特定應用而定，某些附加資訊可在無線電訊框期間重複以作為附加部分2的資訊，而其他附加資訊僅需要在控制部分中傳輸一次以作為附加部分1的資訊。舉例而言，同步信號可在無線電訊框期間重複以作為附加部分2的資訊；其他系統訊框可作為附加部分1的資訊，而在控制部分中的訊框僅傳輸一次。
圖4(c)進一步繪示與實施例一致的交錯訊框組態。其中，附加部分2的資訊是每訊框傳輸四次。如圖4(c)所示，在網路介面裝置之間，附加部分2的傳輸是彼此實質對準的，而附加部分1的傳輸則在時間上彼此偏移。
圖5(a)繪示訊框大小增加的交錯訊框構造(諸如IEEE 802.16m標準中所介紹的超級訊框)。圖5(a)中繪示覆蓋四個相應細胞的四個網路介面裝置NID1、NID2、NID3、NID4。每一個細胞均使用大小為傳統無線電訊框(IEEE 802.16e訊框)數倍的超級訊框。在細胞NID1中使用的超級訊框是從時間t0 處開始，在細胞NID2中使用的超級訊框是從時間t1 處開始，在細胞NID3中使用的超級訊框是從在時間t2 處開始，而在細胞NID4中使用的超級訊框是從時間t3 處開始。其中，時間t0 、t1 、t2 及t3 是間隔開的。舉例而言，兩個網路介面裝置之細胞中的超級訊框之間的時間差允許使用者終端機有足夠的時間來完成所述細胞中之一個細胞的換手量測，並開始另一個細胞之換手量測。在一態樣中，時間t0 、t1 、t2 及t3 均等地間隔開。假定傳統無線電訊框的長度為5毫秒，則t0 與t1 之間的差、t1 與t2 之間的差及t2 與t3 之間的差均為5毫秒。在另一個態樣中，時間t0 、t1 、t2 及t3 則是不均等地間隔開。藉由圖5(a)之交錯訊框組態，當使用者終端機在掃描間隔期間執行換手量測時，兩個網路介面裝置之量測之間的平均等待時間可短於超級訊框之大小(例如對於IEEE 802.16m標準所界定之超級訊框而言為20毫秒)。
如圖5(a)所示，每一個超級訊框包含控制部分及資料部分。在一態樣中，網路介面裝置可在每一個超級訊框的控制部分中傳輸同步信號。在另一個態樣中，網路介面裝置可在每一個超級訊框的控制部分中傳輸系統資訊。網路介面裝置亦可在控制部分中傳輸資源資訊。控制部分可在超級訊框的單一部分中傳輸，如圖5(a)所示。或者，控制部分可分佈於超級訊框的許多部分之中，如圖5(b)及圖5(c)所示。
在另一個實例中，圖5(b)繪示訊框大小增加的交錯訊框構造。其中，附加資訊的一部分(亦即，附加部分2)在每一個超級訊框期間傳輸兩次。圖5(c)進一步繪示訊框大小增加的交錯訊框構造。其中，附加資訊的一部分(亦即，附加部分2)在每一個超級訊框期間傳輸四次。
圖5(a)至圖5(c)進一步繪示無線電訊框在網路介面裝置之間是彼此對準的，而網路介面裝置之超級訊框則是在時間上彼此偏移的。
與實施例一致，圖5(a)至圖5(c)之交錯訊框組態可用於多個系統共存的網路中。舉例而言，圖6繪示圖5(a)之交錯訊框組態實施在包含IEEE 802.16m系統及IEEE 802.16e系統之網路中的範例，其包括繪示覆蓋四個相應細胞的四個基地台BS1、BS2、BS3及BS4。每一個細胞使用彼此交錯的兩個不同訊框。標準訊框(標記為“802.16e訊框”)係界定於IEEE 802.16e標準中；超級訊框(標記為“802.16m超級訊框”)則界定於IEEE 802.16m標準中。802.16e與802.16m之超級訊框的交錯係參考圖3而論述如上。
圖6繪示四個基地台之細胞中的802.16e訊框在時間上彼此對準。然而，所述四個細胞的超級訊框則彼此交錯、特別的是，BS2的超級訊框係相對於BS1的超級訊框而延遲，且BS3之超級訊框則是相對於BS2的超級訊框而更加延遲。因此，所述四個基地台之超級訊框的控制部分是在不同的時間傳輸。
儘管圖6所繪示的802.16e訊框在基地台之間彼此對準，但熟習此項技術者現應理解，此類802.16e訊框亦可為交錯的。
另外，圖6繪示可支援802.16e與802.16m兩者之運作的系統。然而，可理解的是，交錯訊框組態可應用於支援多種通信協定的系統。舉例而言，系統可支援802.16m與無線MAN-OFDMA兩者之運作，而本實施例的交錯訊框組態則可應用於所述系統之802.16m與無線MAN-OFDMA態樣中之任一者或兩者。
雖然圖4(a)至圖4(c)、圖5(a)至圖5(c)及圖6僅繪示四個網路介面裝置或細胞的訊框組態，但網路一般包含更多的細胞。在一態樣中，具有更多細胞的網路可採用更精細的交錯訊框組態。換言之，不同細胞之訊框之間的時間偏移可更小，以提供更多版本的交錯無線電訊框，其限制條件為所述時間偏移足以讓使用者終端機完成一個網路介面裝置之換手量測並開始另一個網路介面裝置之換手量測，而無需等待另一個訊框。
在另一個態樣中，網路中之細胞可劃分為許多群組，其中每一個群組中的細胞均使用相同的訊框時序。舉例而言，網路可將其細胞劃分於四個群組中，且採用圖4(a)至圖4(c)、圖5(a)至圖5(c)及圖6之訊框組態中的任一者，其中第一群組之細胞使用NID1或BS1之訊框，而第二群組之細胞則使用NID2或BS2之訊框。若訊框更精細地交錯，則可提供更多版本的交錯訊框，而網路中的細胞可劃分為四個以上的群組，每一個群組使用所述交錯訊框其中之一。
由於換手一般僅在鄰近或重疊細胞及/或超微型細胞之間發生，所以使用者終端機在準備換手時僅需要量測來自服務網路介面裝置之相鄰網路介面裝置的信號且/或讀取來自服務網路介面裝置之相鄰網路介面裝置的系統資訊。因此，並非每個細胞均需要不同於其他細胞的訊框時序。事實上，相同訊框組態可用於彼此充分分離的細胞之中。圖7繪示實施例之實施案，其中具有四個以上細胞之網路中僅使用四個版本的交錯訊框。
參看圖7，每一個六邊形均表示一個由基地台等網路介面裝置所覆蓋的細胞。所述網路介面裝置被劃分為四個群組，每一個群組由所述六邊形中之不同圖案表示，在一態樣中，所述四個群組中的每一者均使用四個交錯訊框(諸如圖4(a)至圖4(c)、圖5(a)至圖5(c)及圖6所示彼此交錯的訊框)中之一者。舉例而言，由加點之六邊形表示的細胞可使用圖4(a)中之NID1的訊框組態，而由具有斜線之六邊形表示之細胞則可使用圖4(a)中之NID2的訊框組態。
藉由圖7所示之組態，每一個細胞使用四個交錯訊框其中之一，而所述細胞之六個相鄰細胞則分別使用其他三個交錯訊框。因此，細胞內的使用者終端機大約可在一個無線電訊框中執行六個相鄰細胞之其中三者的換手量測，並在第二無線電訊框中完成其他三者的量測。相比之下，藉由習知訊框組態(所有網路介面裝置之無線電訊框均彼此對準)來量測所有六個相鄰細胞之信號可能要花費到六個無線電訊框。
熟習此項技術者現應瞭解，服務網路介面裝置可在使用交錯訊框組態的網路中排定更有效率的換手量測。舉例而言，與習知系統相比，本發明的掃描間隔可以縮短，且/或迭代可以減少。另外，根據使用者終端機量測來自網路介面裝置之信號及/或讀取來自網路介面裝置之系統資訊所需的時間，服務網路介面裝置可指示使用者終端機以服務網路介面裝置認定為更有效率的任何特定次序來量測多個網路介面裝置的信號及/或讀取多個網路介面裝置的系統資訊。
儘管圖7是用六邊形來繪示細胞，但可理解的是，實際網路中的細胞一般具有不規則的形狀，而不是完美的六邊形。實際形狀取決於網路介面裝置所處之特定環境。亦可理解的是，實際網路中的細胞不一定具有相同的大小。舉例而言，農村地區中的細胞可大於城市地區中的細胞，兩個細胞可彼此重疊，且/或一個細胞可覆蓋另一個細胞。不管細胞之形狀及大小如何，本文所描述之實施例均可應用於此類系統以改良許多態樣，如上文所論述。
再次參看圖7，在每一個六邊形內，三個箭頭表示三個扇區。一個細胞中所有的三個扇區可使用相同的頻率。或者，每個扇區可分配不同的頻率。圖8(a)及圖8(b)繪示不同頻率的再使用結構。在圖8(a)及圖8(b)中，“RF1”、“RF2”及“RF3”表示三個不同的頻率。因此，在圖8(a)中，細胞802、804及806其中之一內部的三個扇區(其中每一個扇區由一個平行四邊形表示)具有不同頻率，但鄰近細胞之對應扇區具有相同的頻率分配。在圖8(b)中，不僅所有細胞808、810及812具有相同頻率，而且每一個細胞內部的三個扇區具有相同的頻率。
與實施例一致，圖7所示之交錯訊框組態可應用於具有圖8(a)所示之頻率再使用結構的網路，其中圖8(a)中的每一個細胞可視為是圖7中的細胞。又，圖7所示之交錯訊框組態可應用於具有圖8(b)所示之頻率再使用結構的網路，其中圖8(b)之細胞的每一個扇區可視為是圖7中的細胞。換言之，細胞的每一個扇區係使用不同於其相鄰扇區之交錯訊框的版本。所述訊框組態對於具有圖8(a)或圖8(b)之頻率再使用結構之網路的應用現應為熟習此項技術者所理解，故在此不再詳細闡釋。
然而，可理解的是，細胞並不一定包含三個扇區，熟習此項技術者應瞭解，本實施例之實施方案可用於細胞包含較多或較少扇區的任何系統。
另外，每一個細胞或每一個扇區可使用一個以上的射頻(radio frequency，RF)載波。此RF載波可具有相同或不同的頻寬(例如5MHz、10MHz、20MHz或40MHz等)，或在頻率上為相鄰接或不相鄰接的，或是屬於不同的頻帶。RF載波亦可以使用在任何雙工模式(例如，分頻雙工(frequency division duplex，FDD)或分時雙工(time division duplex，TDD))，或是使用作為雙向載波與廣播載波之混合物。
與本文之實施例一致之交錯訊框組態可應用於每單元或扇區具有多個頻率載波的網路，使得具有不同頻率載波之無線電訊框彼此交錯。舉例而言，網路介面裝置之頻率載波可使用不同於同一網路介面裝置之另一個頻率載波之交錯訊框的版本。熟習此項技術者現應理解此類組態，故在此不再提供詳細論述。
儘管以上描述的實施例是以IEEE 802.16e及802.16m為標準來做例子，但可理解的是，本發明並不限於此。舉例而言，IEEE 802.16e標準界定分時雙工(TDD)的結構，其中無線電訊框包含對應於上行鏈路及下行鏈路的不同子訊框。然而，採用分頻雙工(FDD)架構之系統(其中上行鏈路及下行鏈路的傳輸係使用不同的頻率)亦可採用與實施例一致的交錯訊框組態。舉例而言，諸如全球行動電信系統(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)、高速上行鏈路封包存取(High-Speed Uplink Packet Access，HSUPA)、演進高速封包存取(HSPA演進)、長期演進(Long Term Evolution，LTE)、高級LTE等由第3代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project，3GPPTM )所發布的系統亦可採用與本文所描述之實施例一致的交錯訊框組態。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神及範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
802、804、806、808、810、812‧‧‧細胞
BS1、BS2、BS3、BS4‧‧‧基地台
NID1、NID2、NID3、NID4‧‧‧網路介面裝置
圖1繪示習知無線網路的訊框組態。
圖2繪示IEEE 802.16e標準中所界定之換手量測程序。
圖3繪示IEEE 802.16m標準中所界定之超級訊框組態。
圖4(a)至圖4(c)繪示與實施例一致之交錯訊框組態。
圖5(a)至圖5(c)繪示與實施例一致之交錯訊框組態的實施案。
圖6繪示與實施例一致之交錯訊框組態的實施案。
圖7繪示與實施例一致之交錯訊框組態的另一個實施案。
圖8(a)及圖8(b)繪示不同頻率的再使用結構。
BS1、BS2、BS3、BS4．．．基地台

Claims (23)

  1. 一種通信網路，包括：多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中的一相應細胞，其中各該些網路介面裝置使用該相應細胞的多個無線電訊框來與該相應細胞中的一通信實體進行通信；每一個無線電訊框包括作為廣播信號的一控制部分及作為使用者資料的一資料部分；所述廣播信號的一第一部分在每一個無線電訊框傳輸一次，而所述廣播信號的一第二部分在每一個無線電訊框傳輸一次以上，所述廣播信號之該第二部分在所述細胞中之該第一細胞的無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該第二部分在所述細胞中之該第二細胞的無線電訊框中的傳輸實質上對準，且所述細胞中之一第一細胞的無線電訊框與所述細胞中之一第二細胞的無線電訊框之間具有一時間偏移。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通信網路，其中所述細胞中之該第一細胞的無線電訊框與所述細胞中之該第二細胞的無線電訊框具有相同的大小。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通信網路，其中所述廣播信號之該第一部分在所述細胞中之該第一細胞的無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該第一部分在所述細胞中之該第二細胞的無線電訊框中的傳輸之間具有時間偏 移。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通信網路，其中所述細胞中的該第一細胞與該第二細胞彼此重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之通信網路，其中所述細胞中的該第一細胞覆蓋所述細胞中的該第二細胞。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之通信網路，其中所述細胞中之該第一細胞及該第二細胞的無線電訊框之間的時間偏移不同於所述細胞中之該第二細胞及所述細胞中之一第三細胞的無線電訊框之間的時間偏移。
  7. 一種通信網路，包括：多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中之一相應細胞，其中各該些網路介面裝置使用該相應細胞的多個無線電訊框來與該相應細胞中的一通信實體進行通信，所述細胞中之一第一細胞及一第二細胞中的每一個的無線電訊框包含一第一類型之無線電訊框及一第二類型之無線電訊框，所述細胞中之該第一細胞的該第一類型之無線電訊框與所述細胞中之該第二細胞的該第一類型之無線電訊框在時間上實質相對準，且所述細胞中之該第一細胞的該第二類型之無線電訊框與所述細胞中之該第二細胞的該第二類型之無線電訊框之間具有一時間偏移。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之通信網路，其中每一 個無線電訊框包括作為廣播信號的一控制部分及作為使用者資料的一資料部分。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之通信網路，其中所述廣播信號之一第一部分在所述細胞中之該第一細胞之無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該第一部分在所述細胞中之該第二細胞之無線電訊框中的傳輸之間具有時間偏移。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之通信網路，其中所述廣播信號之一第二部分在所述細胞中之該第一細胞之無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該第二部分在所述細胞中之該第二細胞之無線電訊框中的傳輸實質上相對準。
  11. 一種通信網路之方法，包括：提供多個細胞，每一個細胞由多個網路介面裝置中之一相應網路界面裝置所覆蓋；針對所述細胞中的一第一細胞提供多個第一無線電訊框；針對所述細胞中的一第二細胞提供多個第二無線電訊框；以及使所述第一及第二無線電訊框在時間上彼此偏移，其中每一個無線電訊框包括作為廣播信號的一控制部分及作為使用者資料的一資料部分；所述廣播信號之一部分在所述細胞中之該第一細胞之無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該部分在所述細 胞中之該第二細胞之無線電訊框中的傳輸實質上相對準。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之通信網路之方法，其中所述多個細胞中之該第一細胞包含三個扇區，所述方法更包括：針對所述細胞中的該第一細胞提供一第三無線電訊框及一第四無線電訊框；在所述第一無線電訊框、第三無線電訊框及第四無線電訊框中之相應無線電訊框中，藉由所述網路介面裝置中的一對應網路介面裝置，與所述細胞中之該第一細胞之所述三個扇區中的一通信實體傳送資料；以及使所述第一、第三及第四無線電訊框在時間上彼此偏移。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之通信網路之方法，更包括：區分該些細胞為多個群組；針對每一個群組內之該些細胞，提供在時間上彼此實質上對準之無線電訊框；以及針對不同群組之該些細胞，提供在時間上彼此相偏移之無線電訊框。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之通信網路之方法，更包括：針對所述細胞中的該第一細胞提供一第三無線電訊框；針對所述細胞中的該第二細胞提供一第四無線電訊 框；以及使所述第三及第四無線電訊框與所述第一及第二無線電訊框具有不同的訊框大小。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之通信網路之方法，更包括：使所述第三及第四無線電訊框在時間上彼此實質上對準。
  16. 一種無線通信網路中之行動台的方法，其中所述無線通信網路包含多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋一相應細胞，且在相應的無線電訊框中傳送資料，其中每一個無線電訊框包含作為廣播信號之一控制部分及作為使用者資料之一資料部分，其中所述網路介面裝置中之一第一網路介面裝置及一第二網路介面裝置的無線電訊框在時間上彼此相偏移，所述廣播信號之一部分在所述網路介面裝置中之該第一網路介面裝置之無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該部分在所述網路介面裝置中之該第二網路介面裝置之無線電訊框中的傳輸實質上相對準，該方法包括：藉由所述網路介面裝置中的該第一網路介面裝置與該無線通信網路進行通信；以及量測所述網路介面裝置中之該第二網路介面裝置之無線電訊框的該控制部分中的信號，或讀取該控制部分中的資訊。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之無線通信網路中 之行動台的方法，更包括：在量測或讀取所述網路介面裝置中之該第二網路介面裝置之無線電訊框之該控制部分中的該資訊期間，暫時中止經由所述網路介面裝置中之該第一網路介面裝置所進行的通信；以及在量測所述網路介面裝置中之該第二網路介面裝置之無線電訊框之該控制部分中的信號或讀取該控制部分中的資訊之後，回復經由所述網路介面裝置之該第一網路介面裝置所進行的通信。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之無線通信網路中之行動台的方法，更包括：量測所述網路介面裝置中其他網路介面裝置之無線電訊框之該控制部分中的信號或讀取該控制部分中的資訊。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之無線通信網路中之行動台的方法，更包括：報告量測所述網路介面裝置中之該第二網路介面裝置之無線電訊框之該控制部分中的信號或讀取該控制部分中的資訊的結果。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之無線通信網路中之行動台的方法，更包括：繼續經由所述網路介面裝置中之該第二網路介面裝置所進行的通信。
  21. 一種通信網路，包括： 多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中的一相應細胞，其中所述網路介面裝置的至少其中之一係使用一或多個頻率載波來與該相應細胞中之一通信實體進行通信，每一個頻率載波係與相應的無線電訊框相關聯，其中每一個無線電訊框包括作為廣播信號的一控制部分及作為使用者資料的一資料部分；所述廣播信號之一部分在所述網路介面裝置中之一第一網路介面裝置之無線電訊框中的傳輸與所述廣播信號之該部分在所述網路介面裝置中之一第二網路介面裝置之無線電訊框中的傳輸實質上相對準，且所述網路介面裝置的至少其中之一所使用的該一或多個頻率載波中之一第一頻率載波的無線電訊框與所述網路介面裝置的至少其中之一的該一或多個頻率載波中之一第二頻率載波的無線電訊框之間具有一時間偏移。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之通信網路，其中所述網路介面裝置中之至少一第二網路介面裝置係使用一或多個頻率載波來與該相應細胞中之該通信實體進行通信，每一個頻率載波與相應的無線電訊框相關聯，且所述網路介面裝置的至少其中之一所使用的該一或多個頻率載波中之該第一頻率載波的無線電訊框與所述網路介面裝置中之該至少第二網路介面裝置之該一或多個頻率載波中之該第一頻率載波的無線電訊框之間具有時間偏移。
  23. 一種通信網路，包括： 多個網路介面裝置，每一個網路介面裝置覆蓋多個細胞中的一相應細胞，其中各該些網路介面裝置使用該相應細胞的多個超級訊框來與該相應細胞中的一通信實體進行通信；每一個超級訊框包括多個無線電訊框與作為廣播信號的一控制部分及作為使用者資料的一資料部分；所述廣播信號的一第一部分在每一個超級訊框傳輸一次，而所述廣播信號的一第二部分在每一個超級訊框傳輸一次以上，所述廣播信號之該第二部分在所述細胞中之該第一細胞的超級訊框中的傳輸與所述廣播信號之該第二部分在所述細胞中之該第二細胞的超級訊框中的傳輸實質上對準，且所述細胞中之一第一細胞的超級訊框與所述細胞中之一第二細胞的超級訊框之間具有一時間偏移。
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