CN101690318A - 多载波无线通信系统中的扫描和切换操作 - Google Patents

多载波无线通信系统中的扫描和切换操作 Download PDF

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Abstract

提供OFDM无线系统中多载波扫描和切换操作的全面解决方案。多载波扫描是涉及多个射频载波的扫描操作。在实施例中，移动台经由主载波与服务基站通信，且经由一个或多个载波执行扫描。多载波切换是涉及多个射频载波的切换操作。第一实施例中，提供快速同步BBE切换程序。第二实施例中，提供通过切换间隔的EBB切换程序。第三实施例中，提供多载波的不同FA之间和相同FA之间的EBB切换程序。第四实施例中，提供基站内切换程序。多载波切换程序可应用至2对2或N对N载波切换中。所提供的方法可缩短总扫描时间和切换中断时间。

Description

多载波无线通信系统中的扫描和切换操作
相关申请的交叉引用
依据美国专利法第119条本申请主张享有于2008年6月11日提交的美国临时专利申请第61/060,563号(名称为“多载波OFDMA系统的扫描和硬切换设计”)的在先申请权，以及主张享有于2008年7月7日提交的美国临时专利申请第61/078,559号(名称为“多频带OFDMA系统的软切换设计”)的在先申请权，此两份专利申请在此全部引用作为参考。
技术领域
本发明有关于无线网络通信，更具体地，有关于多载波无线系统中的扫描和切换(handover)。
背景技术
当前无线通信系统中，通常使用5MHz～20MHz的无线电频宽以达到100Mbps的峰值传输速率。而在下一代无线系统中需求更高的峰值传输速率。例如ITU-R需要1Gbps的峰值传输速率用于先进IMT系统，例如第四代移动通信系统(即4G)。然而，当前的传输技术难以有效实现100bps/Hz的传输频谱效率。在未来可预见的几年内，仅可预期到至多15bps/Hz的传输频谱效率。因此对下一代无线通信系统则需要更宽的无线电频宽(即至少40MHz)以达到1Gbps的峰值传输速率。
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是于频率选择性信道中实现高传输速率的有效多任务协议，且不含载波间干扰引起的扰乱。有两种典型的架构可实现OFDM系统中更宽的无线电频宽。在传统的OFDM系统中，采用单一射频(radio frequency，RF)载波运载一个宽带无线信号，在OFDM多载波系统中，采用多个射频载波运载多个较窄频带无线信号。多载波操作也称为载波聚合(aggregation)。与传统的OFDM系统相比，OFDM多载波系统具有多种优势，例如较低的峰值平均功率比(Peak toAverage Power Ratio)、更易于后向兼容(backward compatibility)以及更大的灵活性(flexibility)。因此OFDM多载波系统已成为IEEE 802.16m和先进LTE标准草案中满足系统需求的基本系统架构。
扫描和切换是无线通信系统中的关键操作。图1为现有技术的单一载波无线系统中正常扫描程序的消息序列示意图。在开始扫描程序之前，移动台(mobile station，MS)可从服务基站(serving base station，S-BS)BS#1接收相邻基站BS#2和BS#3的参数。移动台接着发送扫描请求至基站BS#1，并从基站BS#1接收扫描响应。移动台然后在预定的扫描周期内扫描相邻的基站。移动台也可选择性地与相邻的基站进行初始测距。在扫描操作期间，数据通信会因为交错的扫描间隔而被中断。在自发性扫描程序中，移动台则可在不妨碍与服务基站间正常通讯的前提之下利用任何与服务基站无通讯的时间内进行扫描操作。
图2为现有技术的单一载波无线系统中正常切换程序的消息序列示意图。在基站发起的切换操作或移动台发起的切换操作中，在移动台传输送出切换指示消息后，切断与服务基站的现存数据路径连接，并且在移动台进行与目标基站(target base station，T-BS)的再入网(network reentry)程序期间，停止任何数据传输，直到与目标基站建立新的数据路径。在无缝切换(SeamlessHandover)程序中，如果目标基站与服务基站在时域和频域均完全达到容忍误差范围内的同步，则移动台可立即进行数据传输，也就是说，在完成下行链路同步和初始测距之前即进行与目标基站之间的数据传输。
因此，有待于提出一种OFDM多载波无线系统中全面的解决方案，以提升多载波扫描和切换操作的执行效率并缩短因扫描和切换所引起的数据传输中断。
发明内容
提供OFDM无线通信系统中多载波扫描和交递运作的全面解决方案。作为总的设计思想，建立一个射频载波作为主载波用于移动台和服务基站之间的控制消息交换和数据传输，同时建立另一个射频载波作为移动台和服务基站之间的次载波，用于数据传输。次载波也可用于移动台和服务基站之间的扫描、初始测距和再入网。
多载波扫描是涉及多个射频载波的任何扫描运作。在一个实施例中，移动台经由主载波与服务基站通信，并且经由一个或多个确定的射频载波执行扫描。确定的载波可包括主载波、次载波、或者包含所述主载波以及一个或多个次载波的多个载波。当同时采用多个载波执行扫描运作时，可减少总扫描时间。
多载波交递是涉及多个射频载波的任何交递运作。在第一个实施例中，提供用于移动台的快速同步的BBE交递程序。移动台经由主载波从其服务基站接收交递指令命令，接着移动台采用次载波执行与目标基站的下行链路同步以及选择性的执行上行链路同步。同步完成后，移动台断开与服务基站的所有载波，并接着经由主载波或次载波执行与目标基站的再入网，以建立与目标基站的新数据路径。由于在同步期间采用次载波获取的全部或部分下行链路/上行链路参数可用于再入网，因此可减少交递中断。多载波BBE交递程序可应用至2-2或者N-N载波交递情形中。
在第二个实施例中，提供通过交递间隔的EBB交递程序。在交递运作期间，移动台请求交递间隔，并接着执行与目标基站的再入网。由于在请求的交递间隔内执行再入网，移动台和服务基站之间的任何现存连接仍可保持，直到移动台和服务基站之间建立新的主载波。
在第三个实施例中，提供采用多个载波的不同FA之间和相同FA之间EBB交递程序。移动台经由主载波从其服务基站接收交递命令，接着移动台采用次载波或者次载波执行与目标基站的再入网。再入网完成后，移动台建立与目标基站的新主载波。最终，移动台断开与服务基站的初始主载波。多载波EBB交递程序可应用至2-2或者N-N载波交递情形中。
在第四个实施例中，提供基站内交递程序。通过基站内交递请求(可选性的)和命令消息交换，移动台请求或者服务基站请求移动台将其主载波重新配置为相同服务基站的另一个载波。基站内交递后，主载波在相同的服务基站内从一个载波频率切换至另一个载波频率。
其它实施例和优点在下面进行了详细描述。本发明内容并非用于限制本发明，本发明的权利范围应以申请专利范围为准。
附图说明
下列图示用于说明本发明实施例，其中相同的标号代表相同的组件。
图1为现有技术的单一载波无线系统中正常扫描程序的消息序列示意图。
图2为现有技术的单一载波无线系统中正常切换程序的消息序列示意图。
图3为新颖的多载波无线通信系统中扫描和切换操作设计的概念性示意图。
图4为新颖的多载波扫描操作的方法流程图。
图5为多载波无线通信系统中采用主载波的扫描程序示意图。
图6为多载波无线通信系统中相应于采用主载波的扫描程序的更详细的消息序列图表。
图7为在多载波无线通信系统中采用次载波的扫描程序示意图。
图8为多载波无线通信系统中相应于采用次载波的扫描程序的更详细的消息序列图表。
图9为在多载波无线通信系统中采用包括主载波和次载波的多个载波扫描程序示意图。
图10为多载波无线通信系统中相应于采用主载波和次载波的扫描程序的更详细的消息序列图表。
图11为新颖的快速同步多载波BBE切换操作的方法流程图。
图12为多载波无线通信系统中采用次载波的快速同步BBE切换程序示意图。
图13A为多载波无线通信系统中BBE切换程序一种实施例的详细消息序列图表。
图13B为多载波无线通信系统中BBE切换程序另一种实施例的详细消息序列图表。
图14为2对2载波BBE切换程序的消息序列图表。
图15为N对N载波BBE切换程序的消息序列图表。
图16为多载波无线通信系统中利用切换间隔的EBB切换程序示意图。
图17A为多载波无线通信系统中利用切换间隔的EBB切换程序的一种实施例的详细消息序列图表。
图17B为利用切换间隔的EBB切换程序的另一种实施例的消息序列图表。
图18为新颖的多载波EBB切换操作的方法流程图。
图19为多载波无线通信系统190中采用多个射频载波的EBB切换程序示意图。
图20A为多载波无线通信系统中不同FA之间EBB切换程序的详细消息序列图表示意图。
图20B为多载波无线通信系统中相同FA之间EBB切换程序的详细消息序列图表示意图。
图21为相同FA之间2对2载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。
图22为不同FA之间2对2载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。
图23为相同FA之间N对N载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。
图24为不同FA之间N对N载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。
图25至图27为在多载波无线通信系统中同一个基站内切换(有时也称为主载波切换)不同实施例的消息序列图表示意图。
具体实施方式
以下为根据多个图式对本发明的较佳实施例进行详细描述。
图3为新颖的多载波无线通信系统30中扫描和切换操作设计的概念性示意图。多载波无线通信系统30包括服务基站S-BS 31、目标基站T-BS 32、和移动台MS 33。移动台MS 33支持两个射频载波(也称为载波组件)：RF#1和RF#2。在图3所示的例子所表达的设计理念是，RF#1作为主载波(primary carrier或anchor carrier)，负责与服务基站S-BS 31的消息交换和数据传输，而RF#2作为次载波(secondary carrier或non-anchor carrier)，用于与服务基站S-BS 31的数据传输，也可用于与目标基站T-BS 32的扫描、初始测距和再入网。
图4为新颖的多载波扫描操作的方法流程图。多载波扫描操作即任何涉及多个射频载波的扫描操作。在多载波无线系统中，多载波移动台支持多个射频载波，且使用其中之一作为主载波与其服务基站进行传输数据(步骤41)。移动台向服务基站发送扫描请求以启动正常扫描程序(步骤42)，接着移动台从服务基站接收扫描响应(步骤43)。在自发性扫描程序中，则无需步骤42和步骤43。步骤44中，移动台确定哪个射频载波用于扫描。确定的用于扫描的射频载波可以是主载波、次载波或者主载波和次载波。最后，步骤45中，移动台经由确定的一个或多个射频载波进行扫描。
图5为多载波无线通信系统50中采用主载波的扫描程序示意图。多载波无线通信系统50包括服务基站S-BS 51、相邻的基站BS 52和BS 53、移动台MS 54。移动台MS 54使用RF#1作为其与服务基站S-BS51之间的主载波以及RF#2作为其与服务基站S-BS51之间的次载波。如图5中所示，在移动台54于主载波RF#1上保持与服务基站S-BS 51的正常操作中，移动台MS 54扫描相邻的基站。因为于交错扫描间隔期间实施扫描，因此正常数据传输被扫描操作周期性中断。
图6为多载波无线通信系统50中相应于采用主载波的扫描程序的更详细的消息序列图表。在图6所示的例子中，移动台MS 54通过向服务基站S-BS51发送请求预定扫描间隔的扫描请求以开启正常的扫描操作。服务基站S-BS51通过发送扫描响应至移动台MS 54进行回复，扫描响应具有用于扫描的预定开始帧(M个帧)和持续帧(N个帧)。在扫描间隔期间，移动台MS 54开始测量相邻基站BS 52的载波#1(即RF#1)，接着采用移动台MS 54的主载波RF#1选择性实施与基站BS 52的RF#1的下行链路同步程序。其中测量目标包含无线信号强度(radio signal strength，RSS)、载波-干扰噪声比(carrier-to-interference noise ratio，CINR)和往返时延(round trip delay，RTD)。此外，在可能并且需要的情况下，移动台MS 54可在扫描间隔期间选择性进行与基站BS 52RF#1的初始测距程序。接着另一个相邻基站BS 53的载波#2(即RF#2)重复如此的扫描操作。在于正常运作中交错的附加扫描间隔期间，可实施附加扫描。
与单载波扫描类似，上述多载波扫描操作仅于主载波RF#1上执行，于RF#1上的数据传输也因此被迫中断。然而多载波移动台MS 54可通过其次载波RF#2保持与服务基站S-BS 51的数据传输。多载波扫描与单载波扫描的另一个不同之处在于多载波扫描能够在一个相邻基站中扫描多个载波。在一个例子(即IEEE 802.16m系统)中，如果相邻基站支持多个射频载波，则移动台MS 54在网络单元基站重新选择期间扫描相邻基站的完整配置(fullyconfigured)的载波。因为不完整配置的载波可能不用来执行再入网，则移动台MS 54无需扫描不完整配置的载波。
图7为在多载波无线通信系统70中采用次载波的扫描程序示意图。多载波无线通信系统70包括服务基站S-BS 71、相邻的基站BS 72和BS 73、移动台MS 74。移动台MS 74支持RF#1作为其与服务基站S-BS71之间的主载波以及RF#2作为其与服务基站S-BS71之间的次载波。如图7中所示，在移动台MS 74于主载波RF#1上保持与服务基站S-BS 71的正常操作中，移动台MS 74采用次载波RF#2扫描相邻的基站。由于采用与主载波不同的载波执行扫描，因此扫描操作不会中断移动台MS 74与服务基站S-BS71之间的正常的数据传输。
图8为多载波无线通信系统70中相应于采用次载波的扫描程序的更详细的消息序列图表。移动台MS 74经由主载波RF#1与服务基站S-BS 71通信，移动台MS 74也可经由次载波RF#2与服务基站S-BS 71通信。如图8所示，移动台MS 74首先与基站S-BS 71交换扫描请求和响应消息以协调并安排扫描间隔。扫描请求和响应消息可于主载波或者次载波上交换。在扫描间隔期间，移动台MS 74使用次载波RF#2测量相邻基站BS 72的载波#1(即RF#1)的功率电平，并选择性进行与基站BS 72的RF#1的下行链路同步程序。此外，在可能并且需要的情况下，移动台MS 74可在扫描间隔期间选择性进行与基站BS 72的RF#1的初始测距程序。接着另一个相邻基站BS 73的载波#2(即RF#2)重复如此的扫描操作。由于采用次载波执行扫描操作，因此其与主载波上的正常操作并行进行，而无需中断与服务基站的正常数据传输。
图9为在多载波无线通信系统90中同时使用多个载波的多载波扫描程序示意图。多载波无线通信系统90包括相邻的基站BS 91、BS 92、BS 93和BS 94以及移动台MS 95。移动台MS 95支持RF#1作为其主载波以及RF#2作为其次载波。如图9中所示，移动台MS 95采用主载波RF#1扫描相邻的基站BS 91和BS 93，而采用次载波RF#2扫描相邻的基站BS 92和BS 94。
图10为多载波无线通信系统90中相应于同时使用多个载波的扫描程序的更详细的消息序列图表。如图10所示，在预定扫描间隔期间，移动台MS95采用主载波RF#1开始执行测量和与基站BS 91下行链路同步。此外，移动台MS 95也采用次另一个载波RF#2开始执行测量和与基站BS 92下行链路同步。在完成扫描和与基站91和92的同步后，移动台MS 95开始用主载波RF#1和次载波RF#2分别扫描基站BS 93和BS 94。由于此种扫描操作由多个载波同时执行，因此可减小总扫描时间以及可更快的重新选择基站。
在多载波扫描的一种实施例中，在移动台执行扫描操作时，可不与其服务基站连接。在此种情形下，移动台同时采用多个载波以减少扫描时间。
与多载波扫描操作类似，多载波切换操作可以是涉及多个射频载波的任意切换操作。多载波切换操作有多种类型：快速同步的“入网之前断开”(break-before-entry，BBE)切换、利用切换间隔的“断开之前入网”(entry-before-break，EBB)切换、利用多载波的EBB切换和基站内(intra-BS)主载波切换。下面详细描述每种切换操作。
图11为新颖的快速同步多载波BBE切换操作的方法流程图。步骤111中，多载波移动台经由主载波从服务基站接收切换命令。步骤112中，移动台采用次载波执行与目标基站的下行链路同步和选择性的上行链路同步。完成同步后，移动台向服务基站发送选择性的切换指示并且断开所有载波与服务基站的连接(步骤113)。最后，移动台经由主载波或者次载波执行与目标基站的再入网，以与目标基站建立新的数据路径(步骤114)。
图12为多载波无线通信系统120中采用次载波的快速同步BBE切换程序示意图。多载波无线通信系统120包括服务基站S-BS 121、目标基站T-BS122、移动台MS 123。移动台MS 123使用载波#1作为其与S-BS121之间的主载波以及载波#2作为其与S-BS121之间的次载波。如图12中所示，在切换操作期间，移动台MS 123使用次载波执行下行链路同步、获取目标基站T-BS 122的下行链路/上行链路参数并且在执行再入网之前断开所有载波与服务基站S-BS 121的连接。由于目标基站T-BS 122的全部或部分下行链路/上行链路参数可通过移动台MS 123的次载波通过与目标基站T-BS 122的同步过程获取，因此之后移动台MS 123可使用这些获取的信息用于其与目标基站T-BS 122的再入网。因此可减小切换中断时间。
图13A为多载波无线通信系统120中BBE切换程序一种实施例的详细消息序列图表。多载波切换操作可由移动台MS 123通过与其服务基站S-BS121的切换请求消息启动，或者由服务基站S-BS 121通过对移动台MS 123的切换命令启动。接收切换命令后，移动台MS 123开始使用其次载波执行与目标基站T-BS 122的同步程序。同步程序可包括执行下行链路物理层同步、获取再入网相关的系统参数以及执行测距以用于上行链路功率/定时/频率调整。完成同步程序后，移动台123向服务基站S-BS 121发送切换指示。接着移动台123断开与服务基站S-BS 121的所有载波连接，并开始使用次载波执行与目标基站T-BS 122的再入网程序。再入网之后，次载波(载波#2)成为新的主载波，移动台MS 123和目标基站T-BS 122间的新数据路径也得以建立。
图13B为多载波无线通信系统120中BBE切换程序另一种实施例的详细消息序列图表。图13B所示的切换程序与图13A所示的切换程序类似。使用主载波执行再入网，并且从次载波获取的下行链路/上行链路物理层参数可交给主载波于执行再入网时使用。因此，初始的主载波依然是新数据路径的新主载波。
图14为2对2载波BBE切换程序的消息序列图表。在2对2载波切换情形中，移动台经由主载波(载波#1)和次载波(载波#2)与其服务基站通信，并且在完成2对2载波切换操作后，两个服务载波均将被切换至目标基站的两个目标载波。对于移动台发起的切换，移动台和服务基站经由主载波交换切换请求和命令消息。对于基站发起的切换，移动台从服务基站接收切换命令。由于涉及多载波切换，经由后端网络(backend或者backbonenetwork)，服务基站通知目标基站多载波切换，并且从目标基站接收切换响应。服务基站接着将目标载波的指定和配置信息转送至移动台。断开与服务基站的所有连接后，移动台于目标主载波上执行切换测距(即上行链路同步)。于目标次载波上的切换测距可执行，也可略过，取决于同步状态。移动台接着于目标主载波上执行再入网。藉此，于目标主载波上和目标次载波上同时建立新的连接。
图15为N对N载波BBE切换程序的消息序列图表。在N对N载波切换情形中，移动台经由N个载波(载波#1～载波#N)与其服务基站通信，并且在完成N对N载波切换操作后，所有的N个服务载波将被切换至目标基站的N个目标载波。上述N对N载波BBE切换程序与图14所示的2对2载波BBE切换类似，但与目标主载波或次载波的测距必须在断开与服务基站的所有现存连接后方可执行。于目标次载波上的切换测距可执行，也可略过，取决于同步状态。在目标主载波的再入网后，可立即建立目标主载波和其它目标次载波上的所有新连接。
图16为多载波无线通信系统160中利用切换间隔的EBB切换程序示意图。多载波无线通信系统160包括服务基站S-BS 161、目标基站T-BS 162、移动台MS 163。移动台MS 163使用载波#1作为其主载波以及载波#2作为其次载波。如图16中所示，在切换操作期间，移动台MS 163向服务基站S-BS161请求切换间隔，并且执行再入网。由于在所请求的切换间隔期间执行再入网，移动台MS 163与服务基站S-BS 161之间的现存连接保持不变，直到移动台MS 163与目标基站T-BS 162建立新的主载波。
图17A为多载波无线通信系统160中使用切换间隔的EBB切换程序的一种实施例的详细消息序列图表。在切换准备阶段，在移动台MS 163和服务基站S-BS 161之间协商每个切换间隔的长度。在图17A所示的例子中，在预定间隔期间(N个帧)，移动台MS 163于次载波上执行与目标基站T-BS162的再入网程序，而保持主载波上与服务基站S-BS 161的正常通信。经由次载波建立与目标基站T-BS 162的新主载波后，移动台MS 163立即断开其主载波与服务基站S-BS 161的连接。同时在断开时间超时或者从目标基站T-BS 162接收切换完成消息后(这两者任何一个均可)，服务基站S-BS 161停止所有的下行链路/上行链路数据传输和资源配置。在另一个例子中(图17A中未示)，在预定间隔期间，可于主载波上执行再入网程序，在完成再入网后，主载波依然是新主载波。
图17B为使用切换间隔的EBB切换程序的另一种实施例的消息序列图表。在图17B所示的例子中，移动台MS 173是单载波移动台，只支持一个射频载波。因此，在移动台173保持与服务基站S-BS 171的正常通信时，其在预定间隔内使用相同的载波实施与目标基站T-BS 172的再入网。
图18为新颖的多载波EBB切换操作的方法流程图。在采用多个射频载波的EBB切换程序中，多载波移动台首先经由主载波从服务基站接收切换命令(步骤181)。接着移动台采用主载波或者次载波执行与目标基站的再入网(步骤182)。完成再入网后，移动台建立与目标基站的新主载波(步骤183)。最终，移动台断开与服务基站的初始主载波(步骤184)。
图19为多载波无线通信系统190中采用多个射频载波的EBB切换程序示意图。多载波无线通信系统190包括服务基站S-BS 191、目标基站T-BS192、移动台MS 193。移动台MS 193支持载波#1作为其主载波以及载波#2作为其次载波。如图19中所示，在切换操作期间，移动台MS 193首先使用载波#1或载波#2执行再入网，并接着建立与目标基站T-BS 192的新主载波。在完成再入网后，移动台MS 193断开与服务基站S-BS 191的主载波连接。有两种不同类型的多载波EBB切换：在不同频率分配(FrequencyAssignment，FA)之间(即inter-FA)的EBB切换和在相同FA之间(intra-FA)的EBB切换，下面详述每种切换操作。
图20A为多载波无线通信系统190中在不同FA之间执行EBB切换程序的详细消息序列图表示意图。在不同FA之间的EBB切换中，完成再入网后改变主载波频率。如图20A所示，移动台MS 193经由主载波(载波#1)从服务基站S-BS 191接收切换命令。接着，移动台MS 193开始采用次载波(载波#2)执行与目标基站T-BS 192的再入网，而同时于初始主载波(载波#1)上保持与服务基站S-BS 191的连接。完成再入网后，建立与目标基站T-BS192的新主载波数据路径，次载波(载波#2)成为新主载波。在断开时间超时或者从目标基站T-BS 192接收切换完成消息后(择两者中较早发生者)，服务基站S-BS 191停止所有的下行链路/上行链路数据传输和资源配置。
图20B为多载波无线通信系统190中在相同的FA之间执行EBB切换程序的详细消息序列图表示意图。在相同FA之间的EBB切换中，再入网完成后，主载波频率保持不变。如图20B所示，移动台MS 193经由主载波(载波#1)从服务基站S-BS 191接收切换命令。执行再入网之前，移动台MS 193将其主载波切换至次载波#2。接着移动台MS 193开始采用载波#1(原先的主载波)执行与目标基站T-BS 192的再入网，同时于其初始次载波(载波#2)上保持与服务基站S-BS 191的连接。再入网后，建立与目标基站T-BS 192的新主载波数据路径，初始主载波(载波#1)成为新主载波。与图20A所示的FA间切换类似，在断开时间超时或者从目标基站T-BS 192接收切换完成消息后(择两者中先发生者)，服务基站S-BS 191停止所有的下行链路/上行链路数据传输和资源配置。
图21为2对2载波在相同的FA之间进行2对2载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。在2对2载波切换情形中，移动台经由主载波(载波#1)和次载波(载波#2)与其服务基站通信，并且在完成2对2载波切换操作后，两个服务载波将被切换至目标基站的两个目标载波。对于移动台发起的切换，移动台和服务基站经由主载波交换切换请求和命令消息。对于基站发起的切换，移动台从服务基站接收切换命令。由于涉及多载波切换，服务基站由后端网络(backend或者backbone network)通知目标基站进行多载波切换，并且从目标基站接收切换响应。服务基站接着将目标载波的指定和配置信息转送至移动台。移动台于一个载波上执行与目标基站的切换测距(即上行链路同步)，同时于另一个载波上保持与服务基站的数据连接。如果主载波用于切换测距，则在测距之前，选择性的实施主载波切换。测距完成后移动台接着执行与目标基站之间未完成的(remaining)再入网程序(即密匙交换、能力协商等)，并建立与目标主载波的新连接和与目标次载波的新连接。与目标次载波的切换测距可视同步状态选择执行或略过。切换程序完成后，初始主载波成为新主载波。
图22为不同FA之间的2对2载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。不同FA之间的EBB切换程序与图21所述的相同FA之间的EBB切换程序非常类似。区别在于移动台可以在次载波上执行与目标基站的切换测距时同时保持与服务基站在主载波上的连接，并因此无需执行主载波切换。切换程序完成后，次载波成为新主载波。
图23为相同FA之间N对N载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。在N对N载波切换程序中，移动台经由N个载波(载波#1～载波#N)与其服务基站通信，并且在完成N对N载波切换操作后，所有的N个服务载波将被切换至N个目标载波。相同FA之间N对N载波EBB切换程序与图21所示的相同FA之间2对2载波EBB切换类似。在建立目标主载波后立即断开所有载波与服务基站的连接。
图24为不同FA之间N对N载波EBB切换程序的消息序列图表示意图。不同FA之间N对N载波EBB切换程序与图22所示的不同FA之间2对2载波EBB切换类似，并且在建立目标主载波后立即断开所有载波与服务基站的连接。
图25至图27为在多载波无线通信系统中同一个基站内切换(有时也称为主载波切换)的不同实施例的消息序列图表示意图。开始基站内切换操作时，通过基站内切换请求和命令消息交换，移动台请求(或者服务基站要求移动台)将主载波重新配置为相同服务基站的另一个载波。基站内切换后，主载波在相同的服务基站内从一个载波频率切换至另一个载波频率。
在图25所示的例子中，移动台MS 251为单载波移动台。基站内切换请求(可以是移动台发起的切换)以及与服务基站S-BS 252的命令消息交换后，移动台MS 251首先断开旧有的主载波，执行下行链路/上行链路同步，并建立新主载波。在图26所示的例子中，基站内切换前，于移动台MS 261和服务基站S-BS 262之间建立主载波(载波#1)和次载波(载波#2)。基站内切换请求(可以是移动台发起的切换)以及与服务基站S-BS 262的命令消息交换后，只需将主载波和次载波交换(即载波#2为新主载波，载波#1为新次载波)，而无需执行任何下行链路/上行链路同步。在图27所示的例子中，移动台MS 271支持两个射频载波(载波#1和载波#2)，但是与服务基站S-BS272间只建立主载波(载波#1)。基站内切换请求(可以是移动台发起的切换)以及命令消息交换后，移动台MS 271采用次载波执行下行链路/上行链路同步，而无需断开初始主载波。建立新主载波(载波#2)后，初始主载波(载波#1)可成为新的次载波或者立即断开连接。
本发明虽以较佳实施例描述，然而并不限于此。各种变形、修改和所述实施例的各种特征的组合均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以申请专利权利要求为准。

Claims (29)

1.一种多载波无线通信系统中移动台扫描相邻基站的方法，所述方法包括：
(a)确定一个或多个射频载波以用于扫描；以及
(b)经由确定的一个或多个射频载波执行扫描。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动台经由主射频载波与服务基站通信。
3.根据权利要求1所述的方法，其中没有任何基站正在服务所述移动台。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述确定的一个或多个射频载波包括所述主射频载波，并且所述移动台于次射频载波上保持与所述服务基站的数据传输。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述确定的一个或多个射频载波包括次射频载波，并且所述移动台于所述主射频载波上保持与所述服务基站的数据传输。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述确定的一个或多个射频载波包括所述主射频载波以及一个或多个次射频载波。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述扫描包括测量相邻基站或所述服务基站的另一个射频载波。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述测量包括测量无线信号强度、载波-干扰噪声比和往返时间延迟中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述扫描包括测量相邻基站或所述服务基站的多个完整配置的射频载波。
10.一种多载波无线通信系统中将移动台从服务基站切换至目标基站的方法，所述方法包括：
(a)经由初始主载波从所述服务基站接收切换命令；
(b)采用次载波执行与所述目标基站的同步程序；
(c)所述同步程序后，断开所有载波上与所述服务基站的所有连接；以及
(d)执行再入网并且因此经由新主载波建立与所述目标基站的数据路径。
11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(d)中的所述再入网采用所述次载波执行，且所述次载波成为所述新主载波。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述同步程序包括：
执行下行链路物理层同步；
获取再入网相关的参数；以及
执行用于下行链路或者上行链路的功率/定时/频率调整的测距。
13.根据权利要求12所述的方法，其中步骤(d)中采用所述初始主载波执行所述再入网，且所述初始主载波采用所述次载波的下行链路或者上行链路调整用于所述再入网，以及所述初始主载波成为所述新主载波。
14.一种多载波无线通信系统中将移动台从服务基站切换至目标基站的方法，所述方法包括：
(a)经由主载波以及一个或多个次载波，与所述服务基站通信；
(b)经由所述主载波从所述服务基站接收切换命令，其中所述切换命令包括所述目标基站的载波指定和配置信息；
(c)断开与所述服务基站的所有连接后，于目标主载波上执行与所述目标基站的测距；以及
(d)于所述目标主载波上执行再入网，并且因此于所述目标主载波上以及一个或多个目标次载波上同时建立连接。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
于所述一个或多个目标次载波上执行与所述目标基站的测距。
16.一种多载波无线通信系统中将移动台从服务基站切换至目标基站的方法，所述方法包括：
(a)经由主载波从所述服务基站接收切换命令；
(b)采用次载波执行与所述目标基站的测距和再入网，同时于所述主载波上保持与所述服务基站的通信；
(c)与所述目标基站建立新主载波数据路径，其中所述次载波成为所述新主载波；以及
(d)完成所述再入网后，断开与所述服务基站的所有载波上的所有连接。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述切换命令包括所述目标基站的载波指定和配置信息，以及于目标主载波上执行步骤(b)中的所述测距和所述再入网，并且建立与所述目标主载波的所述新主载波数据路径，同时建立与目标次载波的第二数据路径。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
于所述目标次载波上执行与所述目标基站的测距。
19.一种多载波无线通信系统中将移动台从服务基站切换至目标基站的方法，所述方法包括：
(a)经由主载波从所述服务基站接收切换命令；
(b)切换所述主载波至另一载波；
(c)采用所述主载波执行与所述目标基站的测距和再入网，同时于所述次载波上保持与所述服务基站的通信；
(d)与所述目标基站建立新主载波数据路径，其中所述主载波依然是所述新主载波；以及
(e)完成所述再入网后，断开与所述服务基站的所有载波上的所有连接。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述切换命令包括所述目标基站的载波指定和配置信息，以及于目标主载波上执行步骤(b)中的所述测距和所述再入网，并且建立与所述目标主载波的所述新主载波数据路径，同时建立与目标次载波的第二数据路径。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：
于所述目标次载波上执行与所述目标基站的测距。
22.一种多载波无线通信系统中将移动台从服务基站切换至目标基站的方法，所述方法包括：
(a)向所述服务基站发送用于请求切换间隔的切换请求；
(b)在请求的所述切换间隔内执行与所述目标基站的再入网；
(c)与所述目标基站建立新主载波数据路径；以及
(d)保持与所述服务基站的通信直到建立所述新连接。
23.根据权利要求22所述的方法，其中在切换准备阶段，所述切换间隔的长度经与所述服务基站协商决定。
24.根据权利要求22所述的方法，其中采用次载波执行所述再入网，以及所述次载波成为所述新主载波。
25.根据权利要求22所述的方法，其中采用所述主载波执行所述再入网，以及所述主载波依然为所述新主载波。
26.一种多载波无线通信系统中在服务基站内将移动台从一个载波切换至另一个载波的方法，所述方法包括：
(a)经由初始主载波与所述服务基站通信；
(b)从所述服务基站接收基站内切换命令；以及
(c)经由次载波建立新主载波数据路径。
27.根据权利要求26所述的方法，其中采用所述次载波执行测距后，建立所述新主载波。
28.根据权利要求26所述的方法，其中在所述切换程序前即存在所述次载波，并且采用所述次载波建立所述新主载波无需执行测距。
29.根据权利要求26所述的方法，其中建立所述新主载波后，断开所述初始主载波，或者将所述初始主载波重新配置为新次载波。
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