CN101884235B - 无线网路中的切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线网络中的切换方法，用于移动站在IEEE 802.16e以及802.16m系统之间切换。移动站由唯IEEE 802.16e基站服务或由IEEE 802.16e/16m共存基站的IEEE 802.16e区域服务。在区域切换式切换程序中，移动站首先执行IEEE 802.16e既有切换程序，以便移动站从服务基站切换到目标基站的IEEE 802.16e区域。移动站随后执行区域切换程序，以便移动站从IEEE 802.16e区域切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。在直接切换程序中，移动站执行IEEE 802.16m切换程序，以便移动站从服务基站直接切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。通过本发明提供的无线网络中的切换方法，移动站能够发现具有IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存能力的邻近小区，并从服务基站切换到目标基站，从而保障了服务的持续性。

Description

无线网路中的切换方法
交叉引用
本申请要求如下优先权：编号为61/107,407，申请日为2008/10/22，名称为“Intra-RAT Handover from 16e BS to 16e/16m BS”的美国临时申请，其主题于此一并作为参考。
技术领域
本发明是关于一种无线网络通信，特别是关于一种IEEE 802.16e以及IEEE802.16m系统之间的切换程序。
背景技术
IEEE 802.16是通过IEEE制定的一系列宽带无线访问标准。IEEE 802.16标准被正式的称作无线城域网(Wireless Metropolitan Area Networks，以下简称为WirelessMAN)，为宽带无线城域网(也被称作WiMAX)的全球部署而发展。IEEE 802.16e是IEEE 802.16标准中最为普遍实施的一个。IEEE 802.16e标准提出了“移动宽带无线访问系统”(“Mobile Broadband Wireless AccessSystem”)，也被称作最初由IEEE 802.16e-2005修正所定义的移动WirelessMAN。IEEE 802.16e标准实质上标准化了空中接(air interface)的两个方面，物理(physical，以下简称为PHY)层以及介质访问控制(MediaAccess Control，以下简称为MAC)层。在PHY层，IEEE 802.16e对载波数据使用可扩展的(scalable)正交频分多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access，以下简称为OFDMA)，支持1.25兆赫到20兆赫之间的通道带宽。在MAC层，IEEE 802.16e描述多种联机管理功能、移动管理功能以及定义如何在空中接口上将数据压缩(encapsulate)以及分类(classify)的会聚子层(convergence sublayers)。
IEEE 802.16m标准提出了“固定以及移动宽带无线访问系统的空中接口”(“Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless AccessSystem”)。IEEE 802.16m标准改善了既有IEEE 802.16e的WirelessMAN-OFDMA规格，来提供用于特许频带(licensed bands)中操作的先进空中接口。它满足次代移动网络(IMT-Advanced)的系统需求，而且为既有IEEE 802.16e的WirelessMAN-OFDMA设备提供持续支持。IEEE 802.16m标准的目的是为了提供必要的性能改进，来支持未来先进服务以及应用，例如，支持国际电信同盟(International Telecommunications Union，以下简称为ITU-R)所要求的1千兆比特每秒(GigaBits Per Second，以下简称为Gbps)的峰值传输率(peaktransmission rate)。
一般说来，网络发展采用了演变(evolution)，而不是改革(revolution)的道路。因此，可以预见，WiMAX系统将从既有IEEE 802.16e系统逐渐演变到IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存(IEEE 802.16e and IEEE802.16mcoexisting)的系统，而且当IEEE 802.16m标准成熟时，将最终演变到唯IEEE802.16m(IEEE 802.16m-only)的系统。在网络演变的早期阶段，唯IEEE 802.16e基站比新的IEEE 802.16e/16m以及唯IEEE 802.16m基站有更多的服务覆盖范围。IEEE 802.16m标准支持既有唯IEEE 802.16e(IEEE 802.16e-only)的设备(也就是，向后兼容)，而IEEE 802.16e标准不支持未来IEEE 802.16m设备的能力。因此，在支持IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存的无线网络(包含例如，扫描以及切换的特性)之间的持续服务中，出现了新的挑战以及问题。
当移动站从其服务基站(serving base station)切换到目标基站(targetbase station)时，移动站正常接收从服务基站广播的邻近基站宣告(neighboradvertisement，以下简称为NBR-ADV)信息，扫描邻近基站，而且通过移动站或者服务基站从已扫描的邻近小区中选择目标基站。遗憾的是，既有唯IEEE802.16e基站不能广播任何IEEE 802.16m信息，来通知移动站存在于一个唯IEEE802.16m的邻近小区。因此，如果邻近小区只支持IEEE 802.16m，则移动站可以被强制使用盲扫描(blind scanning)，来扫描以及选择其所预期的IEEE802.16m目标基站，其中，盲扫描是一种费时且低效的方式。然而，如果邻近小区具有IEEE 802.16e/16m共存能力，则服务基站有可能向移动站通知邻近小区的802.16e/16m共存能力。
一种可能的方案是将IEEE 802.16m区域信息包含在IEEE 802.16e邻近基站宣告信息之中，这需要修改IEEE 802.16e规格(例如，MOB_NBR-ADV)。另一种可能的方案(详见C802.16m-08/864r4以及C802.16m-08/646r1)是为IEEE802.16e/16m共存指示定义新的下行链路通道描述(Downlink ChannelDescription，以下简称为DCD)的类型长度值(Type Length Value，以下简称为TLV)信息，这也需要修改IEEE 802.16e规格。除此之外，因为并不是每个帧都广播DCD TLV信息，所以移动站需要更长的延迟来发现这个共存现象。其它的建议包含：使用特定的IEEE 802.16e信息携带IEEE 802.16m区域(zone)信息，为IEEE 802.16e/16m混合模式基站定义新的MAC版本号，等等。每个建议方法存在其自身的限制，因此并不理想。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明特提供以下技术方案：
本发明提供了一种无线网络中的切换方法，用于移动站在IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m系统之间切换。在同时支持IEEE 802.16e区域以及IEEE 802.16m区域的无线网络中，移动站由唯IEEE 802.16e基站或由IEEE 802.16e/16m共存基站的IEEE 802.16e区域服务。因为IEEE 802.16m区域提供高级的服务质量以及先进的特性，所以移动站合理预期能够发现具有IEEE 802.16e以及IEEE802.16m共存能力的邻近小区，以及移动站能够从服务基站切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。
为了发现具有IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存能力的邻近小区，移动站获得服务基站广播的邻近小区信息，以及基于已获得的邻近小区信息扫描邻近小区。在一个实施方式中，邻近小区使用帧控制头(frame control header，以下简称为FCH)中的保留位，来指示其IEEE 802.16e/16m共存能力，以及透过IEEE 802.16e/16m共存帧结构，来广播FCH。在扫描期间，移动站检查通过邻近小区广播的FCH信息，而且发现具有IEEE 802.16e/16m共存能力的邻近小区。在一个实施方式中，移动站选择邻近小区之一作为目标基站，而且获得目标基站的IEEE 802.16m超帧头(superframe header，以下简称为SFH)信息，用于16e至16m切换(16e-16m handover)。在另一个实施方式中，移动站将扫描结果报告回至服务基站，而且已报告的邻近小区之一被选择作为目标基站，用于16e至16m切换。有两种不同的程序可被应用在执行从服务基站切换到目标基站的IEEE 802.16m区域中：区域切换式16e至16m切换程序(zoneswitch-based 16e/16m handover)，以及16e至16m直接切换程序(directhandover)。
在区域切换式切换程序中，移动站首先执行IEEE 802.16e既有切换程序(legacy handover procedure)，以便移动站从服务基站切换到目标基站的IEEE802.16e区域。移动站随后执行区域切换程序，以便移动站从IEEE 802.16e区域切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。既有切换可以通过移动站或服务基站被启动。类似的，区域切换程序可以通过移动站或目标基站被启动，而且区域切换程序可以在既有切换程序期间或者在既有切换程序完成之后被触发。为了优化区域切换程序，目标基站的IEEE 802.16m模块从目标基站的IEEE 802.16e模块撷取移动站的相关信息，来缩短切换中断(handover interruption)时间。
在直接切换程序中，移动站执行IEEE 802.16m切换程序，以便移动站从服务基站直接切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。在一个实施方式中，为了将直接切换区别于切换程序的其他类型，移动站用IEEE 802.16e识别信息(identity information)来标识自身，例如，切换标识符或MAC地址，用于内容交换(context switch)。在一个实施方式中，移动站是具有主射频(radiofrequency，以下简称为RF)载波以及次RF载波的多载波移动站。移动站使用次RF载波来执行与目标基站的直接切换程序，同时使用主RF载波维持与服务基站的数据通信。
本发明的其它实施方式以及优势将在下文进行详细的描述。这个部分并不用于限定本发明。本发明的保护范围由申请专利范围所限定。
本发明提供的无线网络中的切换方法，用于移动站在IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m系统之间切换，移动站能够发现具有IEEE 802.16e以及IEEE802.16m共存能力的邻近小区，并从服务基站切换到目标基站，从而保障了服务的持续性。
附图说明
以下附图中，相似的符号代表相似的组件，来说明本发明的实施方式。
图1是根据本发明第一实施方式的蜂窝式OFDM/OFDMA系统10的示意图。
图2是根据本发明另一实施方式的两个基站与一个移动站的简化方块图。
图3显示了IEEE 802.16e/16m共存帧结构的示意图。
图4是定义在IEEE 802.16e标准中的OFDMA下行链路帧前缀格式的示意图。
图5是根据本发明另一实施方式的区域切换式切换程序的方法的流程图。
图6是区域切换式切换程序的实施方式的消息序列图。
图7是根据移动站启动的区域切换式切换的第一实施方式的消息序列图。
图8是根据移动站启动的区域切换式切换的第二实施方式的消息序列图。
图9是根据基站启动的区域切换式切换的第三实施方式的消息序列图。
图10是根据基站启动的区域切换式切换的第四实施方式的消息序列图。
图11是根据触发于既有IEEE 802.16e切换期间的区域切换式切换的第五实施方式的消息序列图。
图12是根据触发于既有IEEE 802.16e切换之后的区域切换式切换的第六实施方式的消息序列图。
图13是根据本发明另一实施方式的直接切换程序的方法的流程图。
图14是根据直接切换程序的实施方式的消息序列图。
图15是透过IEEE 802.16m直接切换的第一实施方式的详细序列图。
图16是用于多载波移动站的透过IEEE 802.16m直接切换的第二实施方式的详细序列图。
具体实施方式
现将对本发明的一些实施方式做出详细说明，并结合附图举例说明。
图1是根据本发明第一实施方式的蜂窝式正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，以下简称为OFDM)及/或蜂窝式OFDMA系统10。蜂窝式OFDM/OFDMA系统10是同时支持IEEE 802.16一系列标准下所定义的IEEE 802.16e区域以及IEEE 802.16m区域的无线网络(以下简称为无线网络10)，无线网络10包含移动站14(以下简称为MS 14)以及多个不同类型的基站。如图1所示，基站的第一类型(也就是基站11，以下简称为BS 11)是只支持IEEE 802.16e区域的唯IEEE 802.16e基站。基站的第二类型(也就是基站12，以下简称为BS 12)是同时支持IEEE 802.16e区域以及IEEE 802.16m区域的IEEE 802.16e/16m共存基站。基站的第三类型(也就是基站13，以下简称为BS 13)是只支持IEEE 802.16m区域的唯IEEE 802.16m基站。MS 14是IEEE802.16m移动站，能够与唯IEEE 802.16e基站、唯IEEE 802.16m基站以及IEEE802.16e/16m共存基站工作。在图1所示的实例中，唯IEEE 802.16e BS 11是为MS 14服务的服务基站，而且IEEE 802.16e/16m共存BS 12或者唯IEEE 802.16mBS 13随后可被选择作为用于与MS 14切换的目标基站。
图2是无线网络10中的IEEE 802.16m移动站MS 14、唯IEEE 802.16e服务基站S-BS 11以及IEEE 802.16e/16m共存目标基站T-BS 12的简化方块图，其中，图1中所示的BS 11可看作服务基站S-BS 11，以及图1中所示的BS 12可看作目标基站T-BS 12。MS 14包含基带模块21、处理器22、存储装置23以及包含天线的单个或多个RF模块。基带模块21进一步包含：IEEE 802.16m模块24以及IEEE 802.16e模块25。服务基站S-BS 11包含：基带模块31、处理器32、存储装置33以及包含天线的单个或多个RF模块。基带模块31进一步包含：IEEE 802.16e模块34。目标基站T-BS 12包含基带模块41、处理器42、存储装置43以及包含天线的单个或多个RF模块。基带模块41进一步包含：IEEE802.16m模块44以及IEEE 802.16e模块45。每个RF模块透过单个RF载波接收及/或传输数据流，同时每个处理器从相应的存储装置取得按照IEEE 802.16e及/或IEEE 802.16m标准规范的协议命令(protocol command)，而且指示相应的基带模块，来控制数据流的信号处理。
在图2所示的实例中，在IEEE 802.16e区域中，移动站MS 14透过IEEE802.16e上下行链路的帧结构与其服务基站S-BS 11通信。同时，服务基站S-BS11透过MOB_NBR-ADV消息广播邻近基站宣告信息。根据接收已广播的邻近基站宣告信息，移动站MS 14开始扫描包含基站BS 12的已宣告的邻近小区。在一个实施方式中，BS 12使用FCH中的保留位来表示其IEEE 802.16e/16m共存能力，而且透过IEEE 802.16e/16m共存的帧结构来广播FCH。在扫描期间，MS 14通过检查BS 12所广播的FCH中的保留位，来发现BS 12的IEEE 802.16e/16m共存能力。通过由扫描所发现的IEEE 802.16e/16m共存能力，移动站MS 14能够选择BS 12作为用于切换的优先目标基站。
图3显示了IEEE 802.16e/16m共存帧结构的示意图。如图3所示，IEEE802.16e/16m共存帧包含IEEE 802.16e帧以及IEEE 802.16m帧的交替出现，通过帧偏移(frame offset)来偏置这两个帧的起始位置。每个IEEE 802.16e帧以及IEEE 802.16m帧有5毫秒(milliseconds，以下简称为ms)的帧长度，而且包含IEEE 802.16e下行链路(downlink，以下简称为DL)数据集(burst)及上行链路(uplink，以下简称为UL)数据集，以及IEEE 802.16m DL次帧及UL次帧。每个IEEE 802.16e帧以前文信号(preamble)开始，IEEE 802.16e的FCH跟随于前文信号之后。每个IEEE 802.16m帧以包含A-前文信号(A-PREAMBLE)以及SFH的IEEE 802.16m DL次帧#0(subframe #0)开始，其中，A-前文信号以及SFH用于IEEE 802.16m区域。
图4是定义在IEEE 802.16e标准中的OFDMA下行链路帧前缀格式(prefix)的示意图。如图4所示，每个IEEE 802.16e帧的已定义的DL_FRAME_PREFIX_FORMAT(也可表示为FCH)内有两个保留字段(reservedfield)。如IEEE 802.16e标准所要求，保留字段均需设置为零。在一个实施方式中，两个保留字段中的一个的保留位是用来指示IEEE 802.16e/16m共存能力。举例说明，BS 11是唯IEEE 802.16e基站，而且其FCH中的所有保留位设置为零。另一方面，BS 12是IEEE 802.16e/16m共存基站，而且其FCH的保留位之一设置为一或者非零值，来指示这个共存能力。所以，因为每个FCH周期性的出现在每个IEEE 802.16e帧之中(也就是，每5ms出现一次)，MS 14能够在快速且可靠的扫描期间发现BS 12的共存能力，而不用依靠任何新的消息交换机制(messaging scheme)。
一旦在IEEE 802.16e区域服务的移动站发现了目标基站的IEEE802.16e/16m共存能力，移动站可以从其服务基站的IEEE 802.16e区域切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。有两种不同的方法来执行这样的从IEEE 802.16e区域到IEEE 802.16m区域的16e至16m切换。在第一种方法中，执行区域切换式切换程序，其中，移动站首先透过IEEE 802.16e切换程序，从服务基站的IEEE802.16e区域切换到目标基站的IEEE 802.16e区域，而且随后透过IEEE 802.16m网络再入(network reentry)程序，切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。在第二种方法中，执行16e至16m直接切换程序，其中，移动站透过IEEE 802.16m切换程序，从服务基站的IEEE 802.16e区域直接切换到目标基站的IEEE 802.16m区域。
图5是根据本发明另一实施方式的区域切换式切换程序的方法的流程图。移动站首先从其唯IEEE 802.16e或者IEEE 803.16e/16m共存服务基站获得邻近小区信息(步骤101)。举例说明，服务基站透过MOB_NBR-ADV消息广播邻近基站宣告信息。移动站随后基于已获得的邻近小区信息，来扫描邻近小区(步骤102)。在扫描期间，移动站检查由邻近小区所广播的IEEE 802.16e的FCH信息，以及发现邻近小区(即，目标基站的候选者)是否具有IEEE 802.16e/16m共存能力(步骤103)。如果目标基站的候选者具有共存能力，则移动站撷取目标基站候选者的IEEE 802.16m的SFH信息(步骤104)。举例说明，移动站可以应用帧偏移，从IEEE 802.16e/16m共存帧撷取SFH信息。在扫描完成之后，移动站执行既有IEEE 802.16e切换程序，来从服务基站切换到目标基站的IEEE802.16e区域，这个切换程序是通过服务基站或者移动站中之一所决定或者触发(步骤105)。最终，移动站执行区域切换程序，来从IEEE 802.16e区域切换到目标基站的IEEE 802.16m区域(步骤106)。在一些实施方式中，一旦发现了所述共存能力，步骤104中的操作可能不由移动站所执行。而是，步骤104中的操作可以被整合到如步骤106所述的区域切换程序中。
图6是区域切换式切换程序的实施方式的消息序列图。在图6所示的实例中，移动站执行区域切换式切换程序，来从唯IEEE 802.16e的服务基站切换到IEEE 802.16e/16m共存目标基站。如图6所示，移动站首先启动服务基站的既有IEEE 802.16e切换程序。移动站发送切换(如图6所示的HO)请求消息到服务基站，而且接收从服务基站返回的切换响应。在接收切换响应之后，移动站发送切换指示消息，而且断开来自服务基站的服务。移动站随后对目标基站的IEEE 802.16e模块执行可选择的上下行链路同步。最后，移动站对目标基站的IEEE 802.16e模块执行网络再入，来与目标基站建立新的数据路径(data path)。通过在两个IEEE 802.16e基站之间使用既有切换程序，可以保障服务持续性。除此之外，通过使用IEEE 802.16e的优化及/或无缝切换程序，可以缩短切换中断时间。
在既有IEEE 802.16e切换程序完成之后，移动站通过发送区域切换命令(也就是，独立MAC消息或者嵌入在MAC管理消息中的区域切换指示，例如：RNG-REQ)到目标基站，来引导区域切换程序。移动站随后对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入。移动站发送测距请求(ranging request)到目标基站的IEEE802.16m模块，及/或接收来自目标基站的IEEE 802.16m模块的测距响应(ranging response)，来完成区域切换程序。为了优化区域切换程序，移动站可以使用IEEE 802.16e的CID向目标基站标识自身。通过CID信息，目标基站的IEEE 802.16m模块可以从目标基站的IEEE 802.16e模块撷取移动站的相关信息，来避免移动站与目标基站之间过多的消息交换。
在图6所示的实例中，移动站启动既有IEEE 802.16e切换程序。此外，服务基站也可以启动这个既有切换程序。举例说明，移动站可以向服务基站报告扫描结果，以便服务基站可以选择已报告的邻近小区中的一个作为目标基站，以及通过发送切换命令到移动站，来启动切换程序。因为与IEEE 802.16e区域相比，IEEE 802.16m区域提供更高级的服务，所以希望服务基站能够选择具有共存能力的邻近小区作为目标基站。然而，服务基站无法将唯IEEE 802.16e邻近小区区别于IEEE 802.16e/16m共存邻近小区。在一个实施方式中，如果扫描结果只包含支持共存能力的邻近小区，则移动站能够帮助服务基站，来选择具有共存能力的邻近小区中的一个作为目标基站。
与既有IEEE 802.16e切换程序相似，区域切换程序可以由移动站或者目标基站中的任何一个来启动。除此之外，区域切换程序可以在既有切换程序之后或者在既有切换程序期间被触发。区域切换式切换程序的不同变化将在下文进行详细的描述。
图7是通过移动站启动的区域切换式切换程序的第一实施方式的消息序列图。在图7所示的实例中，移动站首先将启动切换测距码发送到目标基站的IEEE802.16e模块，以及从目标基站的IEEE 802.16e模块接收返回的测距响应。移动站随后通过发送区域切换请求消息到目标基站，来引导区域切换程序。在接收区域切换请求消息之后，目标基站的IEEE 802.16m模块从目标基站的IEEE802.16e模块撷取移动站的相关信息，以及将区域切换响应消息发送回至移动站。最后，移动站对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入，来完成区域切换式切换程序。在一些实施方式中，区域切换命令可被编码为RNG-REQ的MAC管理消息的参数，而不是发送用于区域切换的单独MAC管理消息。
图8是通过移动站启动的区域切换式切换程序的第二实施方式的消息序列图。在图8所示的实例中，移动站通过将IEEE 802.16e/16m的系统间消息(inter-RAT message，其中，RAT为Radio Access Technology)(也就是，修改MOB_MSHO-REQ中的当前保留位)发送到目标基站的IEEE 802.16e模块，来引导区域切换程序。在接收MOB_MSHO-REQ消息之后，目标基站的IEEE 802.16m模块随后从目标基站的IEEE 802.16e模块撷取移动站的相关信息，以及将MOB_MSHO-RSP信息发送回到移动站。最后，移动站对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入，来完成区域切换式切换程序。
图9是通过基站启动的区域切换式切换程序的第三实施方式的消息序列图。在图9所示的实例中，在既有IEEE 802.16e切换程序期间，移动站将启动切换测距码发送到目标基站的IEEE 802.16e模块，以及从目标基站的IEEE 802.16e模块接收返回的测距响应。移动站随后发送另一个测距请求，包含指示移动站的IEEE 802.16m能力的MAC版本号(MAC version)。在得知移动站的IEEE 802.16m能力之后，目标基站通过发送包含区域切换命令的测距响应(也就是，TLV信息)，来引导区域切换程序。目标基站的IEEE 802.16m模块同样从目标基站的IEEE802.16e模块撷取移动站的相关信息。最后，移动站对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入，来完成区域切换式切换程序。
图10是根据基站启动的区域切换式切换程序的第四实施方式的消息序列图。在图10所示的实例中，目标基站首先将IEEE 802.16e/16m的系统间消息(也就是，修改MOB_MSHO-RSP中的现有保留位)发送到移动站，来引导区域切换程序。目标基站的IEEE 802.16m模块随后从目标基站的IEEE 802.16e模块撷取移动站的相关信息。移动站随后对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入，来完成区域切换程序。
图11是根据触发于既有802.16e切换期间的区域切换式切换的第五实施方式的消息序列图。在图11所示的实例中，从服务基站接收切换响应之后，移动站发送切换指示，以及断开来自IEEE 802.16e服务基站的服务。移动站随后将测距请求发送到目标基站的IEEE 802.16e区域，来执行既有IEEE 802.16e切换程序。在既有切换程序期间，目标基站的IEEE 802.16e区域将测距响应发送回至移动站。测距响应包含区域切换TLV参数。在接收区域切换TLV参数之后，移动站对目标基站的IEEE 802.16m模块执行同步以及网络再入，来完成区域切换程序。在区域切换程序完成之后，新的数据路径被建立。
图12是根据触发于既有IEEE 802.16e切换之后的区域切换式切换的第六实施方式的消息序列图。在图12所示的实例中，从服务基站接收切换响应之后，移动站发送切换指示，以及断开来自IEEE 802.16e服务基站的服务。移动站随后将测距请求发送到目标基站的IEEE 802.16e模块，来执行既有IEEE 802.16e切换程序。目标基站的IEEE 802.16e模块将测距响应发送回至移动站，来持续切换程序。在既有切换完成，且IEEE 802.16e区域中新的数据路径建立之后，目标基站通过发送具有区域切换TLV消息的另一个测距响应，来触发区域切换程序。在接收区域切换TLV参数之后，移动站对目标基站的IEEE 802.16m模块执行同步以及网络再入，来完成区域切换程序。在区域切换程序完成之后，IEEE802.16m区域中新的数据路径被建立。与图11相比，因为使用既有IEEE 802.16e切换程序使得IEEE 802.16e区域中新的数据路径被快速建立，所以图12中的切换中断时间比图11中的切换中断时间短。
图13是根据本发明另一实施方式的直接切换程序的方法的流程图。移动站首先从其唯IEEE 802.16e服务基站获得邻近小区信息(步骤201)。举例说明，服务基站透过MOB_NBR-ADV消息来广播邻近基站宣告信息。移动站随后基于已获得的邻近小区信息来扫描邻近小区(步骤202)。在扫描期间，移动站检查通过邻近小区所广播的IEEE 802.16e的FCH信息，以及发现邻近小区(即，目标基站的候选者)是否具有IEEE 802.16e/16m共存能力(步骤203)。如果目标基站的候选者具有共存能力，则移动站撷取目标基站候选者的IEEE 802.16m的SFH信息(步骤204)。举例说明，移动站可以通过应用帧偏移，从IEEE 802.16e/16m共存帧来撷取SFH信息。在扫描完成之后，移动站执行IEEE 802.16m切换程序，来从服务基站直接切换到目标基站的IEEE 802.16m区域，这个切换程序是通过移动站或者服务基站中的任何一个所决定(步骤205)。
图14是根据直接切换程序的实施方式的消息序列图。在图14所示的实例中，移动站执行IEEE 802.16m切换程序，来从唯IEEE 802.16e服务基站切换到IEEE 802.16e/16m共存目标基站。如图14所示，移动站将切换请求消息发送到服务基站，以及从服务基站接收返回的切换响应。在接收切换响应之后，移动站发送切换指示消息，以及断开来自服务基站的服务。移动站随后对目标基站的IEEE 802.16m模块执行可选择的上下行链路同步。最后，移动站对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入，来与目标基站建立新的数据路径。与区域切换式切换相比，直接切换更为简单而且具有更少的消息交换(messaging)。然而，因为服务基站可能未辨认出目标基站的IEEE 802.16m模块，所以可能会破坏服务持续性。此外，因为IEEE 802.16e的优化及/或无缝切换程序是不适用的，所以切换中断时间可能更长。
图15是透过IEEE 802.16m直接切换的第一实施方式的详细序列图。在图15所示的实例中，服务基站将从移动站接收的切换请求转送到目标基站的IEEE802.16e模块，而且随后通过后端信令(backend signaling)将从目标基站接收的切换响应转送到移动站。在接收切换响应之后，移动站发送切换指示，以及断开来自服务基站的服务。移动站随后对目标基站的IEEE 802.16m模块执行网络再入。在一个实施方式中，为了将这个直接切换区别于切换程序的其他类型，移动站用IEEE 802.16e识别信息(例如，切换标识符(identifier，以下简称为ID)或MAC地址)来标识自身，来满足用于内容交换的直接切换条件。根据接收识别信息以及侦测直接切换条件，目标基站的IEEE 802.16m模块同样可以撷取移动站的其他相关信息，来优化切换程序。需要注意，在移动站对目标基站执行网络再入程序之前，ASN网关(gateway)将移动站的信息从服务基站转送到目标基站。还需要注意，IEEE 802.16m标准从IEEE 802.16e标准演进而来。这两个标准的设备能力以及配置中存在一些通用性。因此，IEEE 802.16e模块以及IEEE 802.16m模块值间的信息撷取可以减少传输在空中接口之上的消息容量。
图16是用于多载波移动站的透过IEEE 802.16m直接切换的第二实施方式的详细序列图。在图16所示的实例中，移动站支持两个RF载波，主载波(primarycarrier)RF#1以及次载波(secondary carrier)RF#2。移动站使用次载波RF#2，来执行直接切换程序，同时使用主载波RF#1来维持与服务基站的数据通信。在网络再入完成，而且与目标基站的IEEE 802.16m模块的新数据路径建立之后，移动站即可以发送切换指示，以及断开来自服务基站的服务。通过利用两个RF载波，移动站能够在直接切换程序中始终维持数据通信。
本发明已经用特定的实施方式，做出了以说明为目的的描述，但是本发明并不仅限于此。例如，图1中的BS 11以及图2中的服务基站S-BS 11可能不是唯IEEE 802.16e基站。作为替代的，BS 11以及服务基站S-BS 11可能是IEEE802.16e/16m共存基站。类似的，图1以及图2中的MS 14可能不是IEEE 802.16m移动站。作为替代的，MS 14还可能是IEEE 802.16e/16m共存移动站。相应的，对本发明的实施方式所实行的多个变化、适应以及多个特征的组合，都应当涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (25)

1.一种无线网络中的切换方法，该无线网络支持IEEE802.16e区域以及IEEE802.16m区域，该无线网络中的切换方法包含：
通过移动站扫描多个邻近小区，其中，该移动站由唯IEEE802.16e服务基站服务或由IEEE802.16e/16m共存服务基站的IEEE802.16e区域服务，该扫描包含读取通过目标基站所广播的帧控制头，且其中，该帧控制头中的保留位用于指示该目标基站的IEEE802.16e以及IEEE802.16m共存能力；
执行IEEE802.16e切换程序，以便该移动站从该服务基站切换到目标基站的IEEE802.16e区域；以及
执行区域切换程序，以便该移动站从该IEEE802.16e区域切换到该目标基站的IEEE802.16m区域。
2.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该扫描基于从该服务基站所获得的邻近小区信息。
3.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，在该扫描期间，当该帧控制头指示该共存能力时，该移动站进一步获得该目标基站的该IEEE802.16m区域的IEEE802.16m超帧头信息。
4.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，进一步包含：
将包含具有该共存能力的多个邻近小区的扫描结果报告到该服务基站，以便该移动站与已报告的具有该共存能力的多个邻近小区中的一个进行切换。
5.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，当该帧控制头指示该共存能力时，该移动站启动该区域切换程序。
6.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该IEEE802.16e切换程序包含发送测距请求消息到该目标基站的该IEEE802.16e区域。
7.根据权利要求6所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，当该测距请求消息包含指示该移动站的IEEE802.16m能力的介质访问控制版本号时，该目标基站启动该区域切换程序。
8.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该区域切换程序触发于该IEEE802.16e切换程序期间。
9.根据权利要求1所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该区域切换程序触发于该IEEE802.16e切换程序之后。
10.一种无线网络中的切换方法，该无线网络支持IEEE802.16e区域以及IEEE802.16m区域，该无线网络中的切换方法包含：
通过目标基站向移动站指示IEEE802.16e以及IEEE802.16m的共存能力，其中，该移动站由唯IEEE802.16e服务基站服务或由IEEE802.16e/16m共存服务基站的IEEE802.16e区域服务，且其中，该目标基站包含IEEE802.16e模块以及IEEE802.16m模块，该共存能力通过帧控制头中的保留位指示，其中，该帧控制头通过该目标基站广播；
执行IEEE802.16e切换程序，以便该移动站从该服务基站切换到该目标基站的IEEE802.16e区域；以及
执行区域切换程序，以便该移动站从该IEEE802.16e区域切换到该目标基站的IEEE802.16m区域。
11.根据权利要求10所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该目标基站的该IEEE802.16m模块从该目标基站的该IEEE802.16e模块撷取该移动站的IEEE802.16e以及IEEE802.16m共享信息，来优化该区域切换程序。
12.根据权利要求10所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该移动站通过发送具有区域切换指示的消息到该目标基站，来启动该区域切换程序。
13.根据权利要求10所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该目标基站通过发送具有区域切换的消息到该移动站，来启动该区域切换程序。
14.根据权利要求10所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该区域切换程序触发于该IEEE802.16e切换程序期间。
15.根据权利要求10所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该区域切换程序触发于该IEEE802.16e切换程序之后。
16.一种无线网络中的切换方法，该方法包含：
通过移动站扫描多个邻近小区，其中，该移动站由唯IEEE802.16e服务基站服务或由IEEE802.16e/16m共存服务基站的IEEE802.16e区域服务；
获得目标基站的IEEE802.16m超帧头信息，其中，该目标基站指示IEEE802.16e以及IEEE802.16m共存能力，该扫描包含读取通过该目标基站广播的帧控制头，且其中，该帧控制头中的保留位用于指示该共存能力；以及
执行IEEE802.16m切换程序，以便该移动站从该服务基站直接切换到该目标基站的IEEE802.16m区域。
17.根据权利要求16所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该移动站用IEEE802.16e识别信息向该目标基站的该IEEE802.16m区域标识自身。
18.根据权利要求17所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该IEEE802.16e识别信息包含该移动站的切换标识符及/或介质访问控制地址中至少一个。
19.根据权利要求16所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该移动站透过次射频载波对该目标基站的该IEEE802.16m区域执行网络再入，且其中，在该网络再入完成前，该移动站透过主射频载波维持与该服务基站的数据通信。
20.一种无线网络中的切换方法，该方法包含：
通过目标基站向移动站指示IEEE802.16e以及IEEE802.16m共存能力，其中，该移动站由唯IEEE802.16e服务基站服务或由IEEE802.16e/16m共存服务基站的IEEE802.16e区域服务，且其中，该目标基站包含IEEE802.16e模块以及IEEE802.16m模块，该共存能力通过帧控制头中的保留位指示，其中，该帧控制头通过该目标基站广播；以及
根据侦测直接切换条件，执行IEEE802.16m切换程序，以便该移动站从该服务基站直接切换到该目标基站的IEEE802.16m区域。
21.根据权利要求20所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该目标基站的该IEEE802.16m模块从该目标基站的该IEEE802.16e模块撷取该移动站的信息，以减小IEEE802.16m切换中断时间。
22.根据权利要求20所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，当该目标基站接收该移动站的IEEE802.16e识别信息时，该直接切换条件被侦测出。
23.根据权利要求22所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该IEEE802.16e识别信息包含该移动站的切换标识符及/或介质访问控制地址中至少一个。
24.一种无线网络中的切换方法，该无线网络支持IEEE802.16e区域以及IEEE802.16m区域，该无线网络中的切换方法包含：
通过移动站扫描多个邻近小区，其中，该移动站由唯IEEE802.16e服务基站服务或由IEEE802.16e/16m共存服务基站的IEEE802.16e区域服务，该扫描包含读取通过目标基站所广播的帧控制头，且其中，该帧控制头中的保留位用于指示目标基站的IEEE802.16e以及IEEE802.16m共存能力；以及
将该扫描结果报告到该服务基站，以便该移动站切换到具有IEEE802.16e以及IEEE802.16m共存能力的目标基站。
25.根据权利要求24所述的无线网络中的切换方法，其特征在于，该扫描结果只包含具有IEEE802.16e以及IEEE802.16m共存能力的多个邻近小区。
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