CN102215539B - 在宽带无线通信系统中支持协同切换的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种在宽带无线通信系统中支持协同切换的设备和方法。一种用于在无线通信系统中操作移动站(MS)进行协同切换的方法，所述方法包括：决定切换到目标基站BS；在到目标BS的切换处理期间省略MS的连接标识符CID更新处理，其中，MS的CID被预先在服务BS和目标BS之间共享。

Description

在宽带无线通信系统中支持协同切换的设备和方法
技术领域
本发明总体涉及一种宽带无线通信系统，更具体地讲，涉及一种在宽带无线通信系统中支持协同切换的设备和方法。
背景技术
当前，正在提出很多无线通信方案作为高速率移动通信的候选。在它们之中，OFDM(正交频分复用)方案被认为是最突出的下一代无线通信方案。OFDM方案预计将被用于大多数未来的无线通信方案中。OFDM方案也被采用作为称为第3.5代(3.5G)技术的IEEE802.16WMAN(无线城域网)中的标准。
OFDM方案使用多载波来传输数据。即，OFDM方案是一种多载波调制(MCM)方案，该MCM方案对串行输入符号进行并行化，并在传输之前使用多个正交子载波(即，子信道)调制并行的符号。
在蜂窝无线通信系统的情况下，移动站(MS)和基站(BS)之间的通信质量由于小区中的地理状况、MS和BS之间的距离、或者MS的移动导致的较差的信道状况而下降。例如，即使在BS的覆盖区域中，封闭的建筑(例如，办公室和房屋)也会导致传播阴影区域。如果MS位于传播阴影区域中，则BS由于与MS之间较差的信道状况而不能执行平滑的通信。
因此，无线通信系统提供用于在克服传播阴影区域中的服务问题的同时提供高速率数据服务的毫微微小区服务。毫微微小区是通过位于建筑物(例如，办公室或房屋)中的紧凑型BS(compact BS)创建的小区，并且通过宽带网络连接到移动通信核心网络。紧凑型BS是由用户安装的低功率BS。紧凑型BS可被称为微BS、可自配置BS、室内BS、家庭BS或毫微微BS(femtoBS)。以下，将紧凑型BS称为毫微微BS。
切换中断时间是最重要的性能指标之一。在切换处理中，MS释放与服务BS的连接，并建立与目标BS的连接。这里，从释放与服务BS的时间点到通过与目标BS的连接从目标BS接收数据包的时间点的时间段可被定义为切换中断时间。因为切换中断时间确定着服务连续性(即，无缝服务)的可能性，因此切换中断时间可被认为是重要的性能指标。切换中断时间受用于执行MS和目标BS之间的切换处理所花费的时间的影响。
在MS到目标BS的切换中，802.16e移动WiMAX系统在MS和目标BS之间交换测距请求消息和测距响应消息，以更新由MS将要在目标BS中使用的连接标识符(CID)，并执行BS和MS之间的相互认证。因此，下行链路(DL)和上行链路(UL)服务通信量将不会在MS到目标BS的切换期间被发送给MS。从用户的立场看来，这可被认为是服务中断。
发明内容
为了解决现有技术的上述不足，本发明的主要方面在于实质解决至少上面的问题和/或缺点，并提供至少下面的优点。因此，本发明的目的在于提供一种用于在宽带无线通信系统中支持协同切换的设备和方法。
本发明的另一方面在于提供一种用于主基站(BS)的设备方法，以向初始已进入主BS或者副BS的移动站(MS)分配连接标识符(CID)，并且在包括支持协同切换的主BS和副BS的宽带无线通信系统中与副BS共享MS的CID。
本发明的另一方面在于提供一种用于在宽带无线通信系统中的主BS和副BS之间的MS切换中，通过如下方式减少MS的切换等待时间的设备方法：通过检测主BS和副BS相互协作并共享MS的CID这样的事实，来选择性地省略通过交换测距请求/响应消息而进行的的CID更新或者认证和密钥更新。
根据本发明的一方面，一种用于在无线通信系统中操作MS进行协同切换的方法包括：决定到目标BS的切换；在到目标BS的切换处理期间省略MS的CID更新处理，其中，MS的CID被预先在服务BS和目标BS之间共享。
根据本发明的另一方面，一种用于在无线通信系统中操作目标BS进行协同切换的方法包括：预先与MS的服务BS共享MS的CID；在与MS的切换处理期间省略MS的CID更新处理。
根据本发明的另一方面，一种用于在无线通信系统中MS进行协同切换的设备包括：切换管理器，被配置为决定到目标BS的切换，并在到目标BS的切换处理期间省略MS的CID更新处理；发送器/接收器，被配置为发送/接收用于与目标BS的切换处理的切换相关信息，其中，MS的CID被预先在服务BS和目标BS之间共享。
根据本发明的另一方面，一种用于在无线通信系统中目标BS进行协同切换的设备，包括：网络进入管理器，被配置为预先与MS的服务BS共享MS的CID；切换管理器，被配置为在与MS的切换处理期间省略MS的CID更新处理。
在进行下面的“具体实施方式”之前，阐述贯穿该专利文档使用的特定词语和短语会较有益处：术语“包括”和“包含”以及它们的派生词是指没有限制的包含；术语“或”是包括在内的，意为和/或；短语“与...相关的”和“与之相关的”以及它们的派生词可表示包括、被包括在...内、与...互连、包含、被包含在...内、连接到或与...连接、结合到或与...结合、可与...联通的、与...协作、交织、并列、接近、被绑定到或与...绑定、具有、具有...的属性等；术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何装置、系统及其部分，可以以硬件、固件或软件、或者硬件、固件或软件中的至少两种的一些组合来实现这样的装置。应该注意，不管是本地还是远程，与任何特定控制器关联的功能可被集中或分散。贯穿该专利文档，提供用于特定词语和短语的定义，本领域的普通技术人员应该理解，即使不在大多数情况下，也是在很多情况下，这种定义将应用于这样限定的词语和短语在以前和将来的使用。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在参考下面结合附图进行的描述，在附图中相同的标号表示相同的部件，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的宽带无线通信系统的示图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中移动站(MS)的初始网络进入(entry)处理的信号流程图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中MS的切换处理的信号流程图；
图4是示出根据本发明的另一示例性实施例的在宽带无线通系统中MS的切换处理的信号流程图；
图5A和图5B是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于基站(BS)支持MS的初始网络进入的方法的流程图；
图6A和图6B是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于MS接收邻居通告消息并基于邻居通告消息执行切换的方法的流程图；
图7是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于服务BS将邻居通告消息发送给MS以支持MS的切换的方法的流程图；
图8是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于目标BS支持MS的切换的方法的流程图；
图9是根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中的MS的框图；
图10是根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通系统中的BS的框图。
具体实施方式
在该专利文档中，用于描述本公开的原理的下面讨论的图1至图10以及各个实施例仅是作为示例，而不应以任何方式被解释为限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，本公开的原理可以在任何适当布置的无线通信系统中被实现。
本发明提供一种在宽带无线通信系统中支持协同切换的方案。宽带无线通信系统的示例包括802.16e/16m WiMAX系统和3GPP LTE系统，本发明不限于此。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的宽带无线通信系统的示图。
参照图1，根据本发明的示例性实施例的宽带无线通信系统包括：移动站(MS)100、副基站(BS)110和主BS 120。宽带无线通信系统可包括多个MS 100、多个副BS 110和多个主BS 120。这里，主BS 120和副BS 110中的每一个可包括第一宏BS和第二宏BS，或者可包括宏BS和在等级上低于宏BS的毫微微BS，或者可包括第一毫微微BS和第二毫微微BS。
主BS 120和副BS 110相互协作以支持根据本发明的示例性实施例的协同切换。为了支持协同切换，主BS 120不仅将连接标识符(CID)分配给它自己的覆盖范围内的MS 100，而且还将CID分配给副BS 110的覆盖范围内的MS 100。即，主BS 120按传统方式将CID分配给初始已进入主BS 120的MS 100，并且通过主BS 120与副BS 110协作，副BS 110将CID分配给已经初始进入副BS 110的MS 100，这将在下面参照图2进行详细描述。因此，主BS 120和副BS 110共享MS 100的CID。
按这样的方式，主BS 120和副BS 110相互协作，并共享MS 100的CID。因此，在主BS 120和副BS 110之间的MS切换中可选择性地省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新或者授权和密钥更新。为此，MS 100必须知道关于与服务BS协作的邻居BS的信息。因此，本发明提供一种通过如下方式将关于与支持协同切换的服务BS协作的邻居BS的信息通知给MS的方案：在邻居通告(MOB_NBR-ADV)消息中包括邻居BS的协同切换支持/不支持信息，其中，邻居通告消息被周期性地从服务BS广播到MS，以将邻居BS列表通知给MS。
这里，邻居通告消息包括1字节TLV(类型长度值)“协同切换(HO)支持”字段，该字段以位映射格式指示：邻居BS是否支持与服务BS结合的协同切换。“协同HO支持”字段的位#0指示是否省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新，位#1指示是否省略通过交换测距请求/响应消息而进行的认证和密钥更新，其他位#2至#7是保留位。这里，值“1”指示支持协同切换，值“0”指示不支持协同切换。
例如，如果邻居通告消息中的“协同HO支持”字段的位#0具有值“1”，并且位#1具有值“1”，则由于服务BS和邻居BS共享MS的CID和认证信息，因此MS可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新以及认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换。将在下面参照图3对此进行详细描述。
作为另一示例，如果邻居通告消息中的“协同HO支持”字段的位#0和位#1分别具有值“1”和值“0”，则由于服务BS和邻居BS共享MS的CID，因此MS可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新而进行的测距请求/响应消息的交换。然而，由于服务BS和邻居BS不共享MS的认证信息，因此MS可在到邻居BS的切换中发送用于认证的测距请求消息。将在下面参照图4对此进行详细描述。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中移动站(MS)的初始网络进入(entry)处理的信号流程图。
参照图2，当MS 200初始被开启时，MS 200从作为相应小区的BS的副BS 210接收下行链路(DL)信号，并使用DL信号的前同步码获取与副BS 210的同步。随后，MS 200与副BS 210交换初始测距码和测距响应(RNG-RSP)消息，以控制MS 200的上行链路(UL)传输参数。
随后，在步骤201，MS 200通过使用经由上行链路映射(例如，UL-MAP：CDMA Allocation IE(CDMA分配信息元素))从副BS 210分配的上行链路资源将包括MS 200的MAC地址的测距请求(RNG-REQ)消息发送给副BS210。
在步骤203，副BS 210将包括MS 200的MAC地址的MS CID请求消息发送给与副BS 220协作的主BS 220，以请求将要分配给MS 200的传送CID和管理CID(例如，基本CID和主CID)。
在步骤205，主BS 220将管理CID和传送CID分配给MS 200，并将包括MS 200的一对CID(即，管理CID和传送CID)的MS CID响应消息发送给副BS 210。
在步骤207，副BS 210存储MS 200的CID(即，管理CID和传送CID)。在步骤209，副BS 210将包括管理CID的测距响应消息发送给MS 200。
在步骤211，MS 200和副BS 210执行其他网络进入处理(例如，基本能力协商处理、认证/授权和密钥交换处理、以及注册处理)。即，MS 200和副BS 210交换SS基本能力请求(SBC-REQ)消息和SS基本能力响应(SBC-RSP)消息以执行基本能力协商处理，交换私钥管理请求(PKM-REQ)消息和私钥管理响应(PKM-RSP)消息以执行认证/授权和密钥交换处理，并交换注册请求(REG-REQ)消息和注册响应(REG-REQ)消息以执行注册处理。
在步骤213，为了设置网络中供应的服务流，MS 200将动态服务添加请求(DSA-REQ)消息发送给副BS 210，以请求服务质量参数。
在步骤215，副BS 210查询已经在步骤207存储的MS 200的CID(即，管理CID和传送CID)。在步骤217，副BS 210将作为服务质量参数的包括传送CID的动态服务添加响应(DSA-RSP)消息发送给MS 200。在步骤219，MS 200可将动态服务添加确认(DSA-ACK)消息发送给副BS 210，以通知动态服务添加响应消息的成功接收。
按这样的方式，当MS初始进入副BS的网络时，副BS向主BS请求MS被分配的CID(即，管理CID和传送CID)，从主BS接收MS被分配的CID，并将接收的CID发送给MS。即，MS的CID不是由MS访问的副BS分配，而是由与副BS协作的主BS分配，从而主BS和副BS共享MS的CID。
同时，当MS初始已进入主BS的网络时，MS和主BS按传统方法执行网络进入处理。即，主BS响应于从MS接收的测距请求消息直接将CID(即，管理CID和传送CID)分配给MS，将包括管理CID的测距响应消息发送给MS，并将包括传送CID的动态服务添加响应消息发送给MS。在此情况下，主BS将包括MS的CID(即，管理CID和传送CID)的单独的消息发送给副BS，从而主BS和副BS可共享MS的CID。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中MS的切换处理的信号流程图。这里，服务BS和目标BS可以分别是主BS和副BS，或者可以分别是副BS和主BS，或者可以分别是第一副BS和第二副BS。
参照图3，在步骤301，MS 300从服务BS 310接收被周期性广播的邻居通告(MOB_NBR-ADV)消息。这里，邻居通告消息被周期性地从服务BS 310广播，以将关于邻居BS的信息通知给MS 300。邻居通告消息包括邻居BS的协同切换支持/不支持信息，其中，可通过邻居通告消息中的“协同HO支持”字段检测所述邻居BS的协同切换支持/不支持信息。如图3所示，如果邻居通告消息中的“协同HO支持”字段的位#0和位#1具有值“1”，则由于服务BS和邻居BS共享MS的CID和认证信息，因此MS 300可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新以及认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换。
在步骤303，MS 300扫描包括在邻居通告消息中的邻居BS，如果从扫描结果确定有必要进行服务BS改变，则MS 300与服务BS 310交换切换请求(MOB_HO-REQ)消息和切换响应(MOB_HO-RSP)消息，以决定到邻居BS的切换。在步骤305，MS 300将包括邻居BS的ID信息(即，目标BS的ID信息)的切换指示(MOB_HO-IND)消息发送给服务BS 310。
在步骤307，服务BS 310将包括MS 300的认证信息、CID(管理CID和传送CID)和上下文的MS切换指示消息发送给目标BS 320。
在步骤309，MS 300将切换测距CDMA码发送给目标BS 320。
在步骤311，如果成功接收到切换测距CDMA码，则目标BS 320将测距响应消息发送给MS 300，以通知切换测距CDMA码的成功接收。
在步骤313，目标BS 320将用于传输测距请求消息的上行链路(UL)资源分配给MS 300，并将包括UL资源的分配信息的上行链路映射(例如，UL-MAP：CDMA Allocation IE)发送给MS 300。
这里，MS 300从接收的邻居通告消息获知：在到目标BS 320的切换中，可省略为了CID更新或者认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换。因此，MS 300省略测距请求消息的发送。在步骤315，MS 300通过经由上行链路映射从目标BS 320分配的UL资源，使用在服务BS 310中使用的先前管理CID，来将宽带请求(BR)头发送给目标BS 320。在步骤317，目标BS 320可将包括MS 300的基本信息(例如，MS 300的CID)的MS切换(HO)确认消息发送给服务BS 310，以通知切换的完成。
服务BS 310和目标BS 320共享MS 300的CID。因此，在完成到目标BS 320的切换之后，MS 300可通过使用在服务BS 310中使用的CID继续与目标BS 320进行通信。
图4是示出根据本发明的另一示例性实施例的在宽带无线通系统中MS的切换处理的信号流程图。这里，服务BS和目标BS可以分别是主BS和副BS，或者可以分别是副BS和主BS，或者可以分别是第一副BS和第二副BS。
参照图4，在步骤401，MS 400从服务BS 410接收被周期性广播的邻居通告(MOB_NBR-ADV)消息。这里，邻居通告消息被周期性地从服务BS 410广播，以将关于邻居BS的信息通知给MS 400。邻居通告消息包括邻居BS的协同切换支持/不支持信息，其中，可通过邻居通告消息中的“协同HO支持”字段检测所述邻居BS的协同切换支持/不支持信息。如图4所示，如果邻居通告消息中的“协同HO支持”字段的位#0和位#1分别具有值“1”和值“0”，则由于服务BS 410和邻居BS共享MS 400的CID，因此MS 400可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新而进行的测距请求/响应消息的交换。然而，由于服务BS 410和邻居BS不共享MS的认证信息，因此MS 400可在到邻居BS的切换中发送用于认证的测距请求消息。
在步骤403，MS 400扫描包括在邻居通告消息中的邻居BS，如果从扫描结果确定有必要进行服务BS改变，则MS 400与服务BS 410交换切换请求(MOB_HO-REQ)消息和切换响应(MOB_HO-RSP)消息，以决定到邻居BS的切换。在步骤405，MS 400将包括邻居BS的ID信息(即，目标BS的ID信息)的切换指示(MOB_HO-IND)消息发送给服务BS 410。
在步骤407，服务BS 410将包括MS 400的认证信息、CID(管理CID和传送CID)和上下文的MS切换指示消息发送给目标BS 420。
在步骤409，MS 400将切换测距CDMA码发送给目标BS 420。
在步骤411，如果成功接收到切换测距CDMA码，则目标BS 420将测距响应消息发送给MS 400，以通知切换测距CDMA码的成功接收。
在步骤413，目标BS 420将用于传输测距请求消息的上行链路(UL)资源分配给MS 400，并将包括UL资源的分配信息的上行链路映射(例如，UL-MAP：CDMA Allocation IE)发送给MS 400。
这里，MS 400从接收的邻居通告消息获知：在到目标BS 420的切换中，仅可省略CID更新。因此，在步骤415，MS 400通过经由上行链路映射从目标BS 420分配的UL资源，使用在服务BS 410中使用的先前管理CID(例如，基本CID)，来将包括认证信息的测距请求消息发送给目标BS 420。在一个示例性实施例中，MS 400可将作为认证信息的随机数(MS随机数)发送给目标BS 420，其中，使用发送给目标BS 420的MS切换指示消息中的认证信息随机地产生所述随机数。
目标BS 420将使用MS切换指示消息中的认证信息随机地产生的值与从MS 400接收的MS随机数进行比较，如果两个值相同，则认证MS 400。在步骤417，目标BS 420可将包括MS 400的基本信息(例如，MS 400的CID)的MS切换(HO)确认消息发送给服务BS 410，以通知切换的完成。
服务BS 410和目标BS 420共享MS 400的CID。因此，在完成到目标BS 420的切换之后，MS 400可通过使用在服务BS 410中使用的CID继续与目标BS 420进行通信。
图5A和图5B是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于基站(BS)支持MS的初始网络进入的方法的流程图。这里，BS可以是主BS或副BS。
参照图5A和图5B，在步骤501，当MS初始进入BS的网络时，BS执行与MS的同步。
在步骤503，BS确定该BS是否是副BS。
如果该BS是副BS(在步骤503)，则BS进行到步骤505。在步骤505，BS确定是否从MS接收到包括MS的MAC地址的测距请求消息。
如果从MS接收到包括MS的MAC地址的测距请求消息(在步骤505)，则BS进行到步骤507。在步骤507，BS产生包括MS的MAC地址的MS CID请求消息，并将产生的MS CID请求消息发送给与BS协作的主BS，以请求将要被分配给MS的传送CID和管理CID(即，基本CID和主CID)。
在步骤509，BS确定是否从主BS接收到包括MS的CID的MS CID响应消息。
如果从主BS接收到包括MS的CID的MS CID响应消息(在步骤509)，则在步骤511，BS存储包括在MS CID响应消息中的MS的CID，并进行到步骤513。即，BS存储分配给MS的传送CID和管理CID(即，基本CID和主CID)。
另一方面，如果所述BS是主BS(在步骤503)，则BS进行到步骤521。在步骤521，BS确定是否从MS接收到包括MS的MAC地址的测距请求消息。
如果从MS接收到包括MS的MAC地址的测距请求消息(在步骤521)，则BS进行到步骤523。在步骤523，BS将CID(即，管理CID和传送CID)分配给MS，存储分配的CID，并进行到步骤513。
在步骤513，BS产生包括MS的管理CID的测距响应消息，并将产生的测距响应消息发送给MS。
在步骤515，BS与MS执行基本能力协商处理、认证/授权和密钥交换处理、以及注册处理。
在步骤517，BS确定是否从MS接收到用于请求服务质量参数的动态服务添加请求(DSA-REQ)消息，其中，服务质量参数用于设置网络中供应的服务流。
如果从MS接收到动态服务添加请求(DSA-REQ)消息(在步骤517)，则BS进行到步骤519。在步骤519，BS查询存储的MS的CID，产生包括传送CID的动态服务添加响应(DSA-RSP)消息，并将产生的动态服务添加响应(DSA-RSP)消息发送给MS。
随后，BS确定MS的初始网络进入处理完成，并结束根据本发明的方法。
图6A和图6B是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于MS接收邻居通告消息并基于邻居通告消息执行切换的方法的流程图。
参照图6A和图6B，在步骤601，MS从服务BS接收被周期性广播的邻居通告(MOB_NBR-ADV)消息。这里，邻居通告消息被周期性地从服务BS广播，以将关于邻居BS的信息通知给MS。邻居通告消息包括邻居BS的协同切换支持/不支持信息，其中，可通过邻居通告消息中的“协同HO支持”字段检测所述邻居BS的协同切换支持/不支持信息。
在步骤603，MS扫描包括在邻居通告消息中的邻居BS，并且根据扫描结果决定到邻居BS的切换。这里，MS扫描包括在邻居通告消息中的邻居BS，如果从扫描结果确定有必要进行服务BS改变，则与服务BS交换切换请求(MOB_HO-REQ)消息和切换响应(MOB_HO-RSP)消息，以决定到邻居BS的切换。
在步骤605，MS从邻居通告消息提取邻居BS的协同切换支持/不支持信息。
在步骤607，MS确定邻居BS的协同切换支持/不支持信息是否指示：由于邻居BS支持协同切换，因此可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新而进行的测距请求/响应消息的交换。这里，邻居通告消息中的“协同HO支持”字段的位#0指示是否省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新。MS可检测“协同HO支持”字段的位#0，以确定是否由于邻居BS支持协同切换从而可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新而进行的测距请求/响应消息的交换。
如果邻居BS的协同切换支持/不支持信息指示：由于邻居BS不支持协同切换，因此在到邻居BS的切换中不能省略为了CID更新而进行的测距请求/响应消息的交换(在步骤607)，则MS执行一般的切换处理。
另一方面，如果邻居BS的协同切换支持/不支持信息指示：由于邻居BS支持协同切换，因此可在到邻居BS的切换中省略为了CID更新而进行的测距请求/响应消息的交换(在步骤607)，则MS进行到步骤609。在步骤609，MS确定邻居BS的协同切换支持/不支持信息是否指示：由于邻居BS支持协同切换，因此可在到邻居BS的切换中省略为了认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换。这里，“协同HO支持”字段的位#1指示是否省略通过交换测距请求/响应消息的认证和密钥更新。MS可检测“协同HO支持”字段的位#1，以确定是否由于邻居BS支持协同切换从而可在到邻居BS的切换中省略为了认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换。
如果邻居BS的协同切换支持/不支持信息指示：在到邻居BS的切换中可省略CID更新并且可省略为了认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换(在步骤609)，则MS进行到步骤611。在步骤611，MS产生包括邻居BS的ID信息(即，目标BS的ID信息)的切换指示(MOB_HO-IND)消息，并将产生的切换指示消息发送给服务BS。
在步骤613，MS将切换测距CDMA码发送给目标BS。如果成功接收到切换测距CDMA码，则目标BS将测距响应消息发送给MS，以通知切换测距CDMA码的成功接收。此外，目标BS将用于传输测距请求消息的上行链路(UL)资源分配给MS，并将包括UL资源的分配信息的上行链路映射(例如，UL-MAP：CDMA Allocation IE)发送给MS。
在步骤615，MS确定是否从目标BS接收到测距响应消息和上行链路映射。
如果从目标BS接收到测距响应消息和上行链路映射(在步骤615)，则MS进行到步骤617，这是因为MS从接收的邻居通告消息获知在到目标BS的切换中可省略为了CID更新以及认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换。在步骤617，MS省略测距请求消息的发送，并通过经由上行链路映射从目标BS分配的UL资源，使用在服务BS中使用的先前管理CID，来将宽带请求(BR)头发送给目标BS。
在步骤619，MS完成切换处理。随后，MS结束根据本发明的方法。
另一方面，如果邻居BS的协同切换支持/不支持信息指示：在到邻居BS的切换中可省略CID更新并且不能省略为了认证和密钥更新而进行的测距请求/响应消息的交换(在步骤609)，则MS进行到步骤621。在步骤621，MS产生包括邻居BS的ID信息(即，目标BS的ID信息)的切换指示(MOB_HO-IND)消息，并将产生的切换指示消息发送给服务BS。
在步骤623，MS将切换测距CDMA码发送给目标BS。如果成功接收到切换测距CDMA码，则目标BS将测距响应消息发送给MS，以通知切换测距CDMA码的成功接收。此外，目标BS将用于传输测距请求消息的上行链路(UL)资源分配给MS，并将包括UL资源的分配信息的上行链路映射(例如，UL-MAP：CDMA Allocation IE)发送给MS。
在步骤625，MS确定是否从目标BS接收到测距响应消息和上行链路映射。
如果从目标BS接收到测距响应消息和上行链路映射(在步骤625)，则MS进行到步骤627，这是因为MS从接收的邻居通告消息获知在到目标BS的切换中仅可省略CID更新。在步骤627，MS通过经由上行链路映射从目标BS分配的UL资源，使用在服务BS中使用的先前管理CID(例如，基本CID)，来产生包括认证信息(即，MS随机数)的测距请求消息，并将产生的测距请求消息发送给目标BS。随后，MS进行到步骤619。
图7是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于服务BS将邻居通告消息发送到MS以支持MS的切换的方法的流程图。
参照图7，在步骤701，服务BS确定是否到了发送被周期性广播的邻居通告消息的时间。
如果到了发送邻居通告消息的时间(在步骤701)，则服务BS进行到步骤703。在步骤703，服务BS根据每个邻居BS的协同切换支持/不支持信息来确定是否省略CID更新。
在步骤705，服务BS根据每个邻居BS的协同切换支持/不支持信息来确定是否省略认证和密钥更新。
在步骤707，服务BS基于确定结果产生包括每个邻居BS的协同切换支持/不支持信息的邻居通告消息，并广播产生的邻居通告消息。根据本发明，邻居BS的协同切换支持/不支持信息可被包括在邻居通告消息的“协同HO支持”字段中。这里，“协同HO支持”字段的位#0指示是否省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新，位#1指示是否省略通过交换测距请求/响应消息而进行的认证和密钥更新。这里，值“1”指示支持协同切换，值“0”指示不支持协同切换。
随后，服务BS结束根据本发明的方法。
图8是示出根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中用于目标BS支持MS的切换的方法的流程图。
参照图8，在步骤801，目标BS从服务BS接收包括MS的认证信息、CID(管理CID和传送CID)、以及上下文的MS切换指示消息。
在步骤803，目标BS确定是否从MS成功接收到切换测距CDMA码。
如果从MS成功接收到切换测距CDMA码(在步骤803)，则目标BS进行到步骤805。在步骤805，目标BS产生用于通知切换测距CDMA码的成功接收的测距响应消息，并将产生的测距响应消息发送给MS。
在步骤807，目标BS将用于传输测距请求消息的上行链路(UL)资源分配给MS，并将包括UL资源的分配信息的上行链路映射(例如，UL-MAP：CDMA Allocation IE)发送给MS。
在步骤809，目标BS确定是否通过经由上行链路映射分配给MS的上行链路资源从MS接收到包括在服务BS中使用的MS的先前管理CID的宽带请求(BR)头(不是一般的测距请求消息)。
如果通过经由上行链路映射分配给MS的上行链路资源从MS接收到包括在服务BS中使用的MS的先前管理CID的宽带请求(BR)头(不是一般的测距请求消息)(在步骤809)，则目标BS进行到步骤811。在步骤811，目标BS产生包括MS的基本信息(例如，MS的CID)的MS切换(HO)确认消息，并将产生的MS切换确认消息发送给服务BS，以通知切换的完成。
在步骤813，目标BS完成MS的切换处理。随后，目标BS结束根据本发明的方法。
另一方面，如果没有通过经由上行链路映射分配给MS的上行链路资源从MS接收到包括在服务BS中使用的MS的先前管理CID的宽带请求(BR)头(在步骤809)，则目标BS进行到步骤815。在步骤815，目标BS确定是否通过经由上行链路映射分配给MS的UL资源从MS接收到测距请求消息(不是一般的测距请求消息)，其中，该测距请求消息包括在服务BS中使用的MS的认证信息(即，MS随机数)和先前管理CID(即，基本CID)。
如果没有通过经由上行链路映射分配给MS的UL资源从MS接收到包括在服务BS中使用的MS的认证信息(即，MS随机数)和先前管理CID(即，基本CID)的测距请求消息(不是一般的测距请求消息)(在步骤815)，则目标BS确定通过经由上行链路映射分配给MS的UL资源接收到一般的测距请求消息，并执行一般的切换处理。
另一方面，如果通过经由上行链路映射分配给MS的UL资源从MS接收到包括在服务BS中使用的MS的认证信息(即，MS随机数)和先前管理CID(即，基本CID)的测距请求消息(不是一般的测距请求消息)(在步骤815)，则目标BS进行到步骤817。在步骤817，目标BS将使用MS切换指示消息中的认证信息随机地产生的值与从MS接收的MS随机数进行比较，如果两个值相同，则认证MS。随后，目标BS进行到步骤811。
图9是根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通信系统中的MS的框图。
参照图9，MS包括：切换管理器900、控制器902、消息产生器904、发送器906、接收器908、以及消息处理器910。
切换处理器900决定到邻居BS的切换，通过控制器902将用于切换处理的切换相关信息提供给消息产生器904，并对通过控制器902从消息处理器910接收的切换相关信息进行处理。根据本发明，切换管理器900从服务BS接收被周期性广播的邻居通告(MOB_NBR-ADV)消息，检测邻居BS的协同切换支持/不支持信息，并基于邻居BS的协同切换支持/不支持信息，在到邻居通告消息中的邻居BS的切换中省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新或认证和密钥更新。
控制器902控制MS的整个操作。
消息产生器904基于从控制器902接收的所述信息来产生消息，并将产生的消息提供给发送器906。
发送器906对从消息产生器904接收的消息进行编码和调制，并通过天线将作为结果的信号发送给BS。
接收器908对通过天线从BS接收的信号进行解调和解码，并将作为结果的消息提供给消息处理器910。
消息处理器910从自接收器908接收的消息提取信息，并将提取的信息提供给控制器902。
以下，将描述根据本发明的服务BS和邻居BS的配置。由于服务BS和邻居BS具有相同的接口模块(通信模块)，因此它们具有相同的块配置。因此，将参照相同的框图来描述服务BS和邻居BS的操作。
图10是根据本发明的示例性实施例的在宽带无线通系统中的BS的框图。由于服务BS、目标BS、主BS、以及副BS具有相同的配置，因此，将基于相同的配置来描述所述BS的配置。
参照图10，BS包括：网络管理器1000、切换管理器1002、网络进入管理器1004、控制器1006、消息产生器1008、发送器1010、接收器1012、以及消息处理器1014。
网络管理器1000通过X2接口与另一BS进行通信。即，网络管理器1000处理从另一BS接收的消息，将切换相关信息提供给切换管理器1002，并将网络进入相关信息提供给网络进入管理器1004。此外，网络管理器1000基于从切换管理器1002接收的切换相关信息或者从网络进入管理器1004接收的网络进入相关信息，产生消息，并将产生的消息发送给另一BS。
切换管理器1002处理并管理MS的切换。切换管理器1002通过控制器1006将用于与MS进行切换处理的切换相关信息提供给消息产生器1008，并处理通过控制器1006从消息处理器1014接收的切换相关信息。此外，当为了切换处理需要与另一BS进行通信时，切换管理器1002将切换相关信息提供给网络管理器1000，并处理从网络管理器1000接收的切换相关信息。服务BS的切换管理器1002周期性地广播包括邻居BS的协同切换支持/不支持信息的邻居通告(MOB_NBR-ADV)消息。当与目标BS协作的服务BS的MS执行切换时，目标BS的切换管理器1002省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新或认证和密钥更新。
网络进入管理器1004对MS的初始网络进入进行处理和管理。网络进入管理器1004通过控制器1006将用于MS的初始网络进入处理的网络进入相关信息提供给消息产生器1008，并对通过控制器1006从消息处理器1014接收的网络进入相关信息进行处理。此外，当为了初始网络进入处理需要与另一BS的通信时，网络进入管理器1004将网络进入相关信息提供给网络管理器1000，并对从网络管理器1000接收的网络进入相关信息进行处理。副BS通过与副BS协作的主BS向初始已访问副BS的MS分配CID。为此，通过经由网络管理器1000与主BS进行通信，副BS的网络进入管理器1004获取初始已访问副BS的MS的CID，并将获取的CID提供给MS。主BS不仅向它的覆盖范围内的MS分配CID，而且也向副BS的覆盖范围内的MS分配CID。为此，根据通过网络管理器1000来自副BS的请求，主BS的网络进入管理器1004向初始已访问副BS的MS分配CID，并通过网络管理器1000将分配的CID提供给副BS。
控制器1006控制BS的整个操作。
消息产生器1008基于从控制器1006接收的所述信息产生消息，并将产生的消息提供给发送器1010。
发送器1010对从消息产生器1008接收的消息进行编码和调制，并通过天线将作为结果的信号发送给MS。
接收器1012对通过天线从MS接收的信号进行解调和解码，并将作为结果的消息提供给消息处理器1014。
消息处理器1014从自接收器1012接收的消息提取信息，并将提取的信息提供给控制器1006。
尽管没有示出，但是在根据本发明的一个示例性实施例的无线通信系统中，MS可通过决定到目标BS的切换并在到目标BS的切换处理期间省略MS的CID更新处理，来支持协同切换。
此外，在根据本发明的一个示例性实施例的无线通信系统中，目标BS可通过预先与MS的服务BS共享MS的CID并在MS的切换处理期间省略MS的CID更新处理，来支持协同切换。
此外，根据本发明的一个示例性实施例的无线通信系统中的MS的设备包括：切换管理器，被配置为决定到目标BS的切换处理并在到目标BS的切换处理期间省略MS的CID更新处理；发送器/接收器，被配置为发送/接收用于与目标BS进行切换处理的切换相关信息，其中，MS的CID被预先在服务BS和目标BS之间共享。
此外，根据本发明的一个示例性实施例的无线通信系统中的目标BS的设备包括：网络进入管理器，被配置为预先与MS的服务BS共享MS的CID；切换管理器，被配置为在MS的切换处理期间省略MS的CID更新处理。
如上所述，根据本发明，在包括支持协同切换的主BS和副BS的宽带无线通信系统中，主BS向初始已进入主BS或副BS的MS分配CID，并与副BS共享MS的CID。此外，本发明在主BS和副BS之间的MS切换中，选择性地省略通过交换测距请求/响应消息而进行的CID更新或认证和密钥更新。因此，本发明可减少MS的切换等待时间，并可提供无线资源的有效使用。本发明可在宏BS与在等级上低于宏BS的毫微微BS之间的MS切换中或者在毫微微BS之间的MS切换中更有效。
尽管已经结合示例性实施例描述了本公开，但是对于本领域的技术人员来说，可以提出各种改变和修改。本公开意在包含落入权利要求的范围内的这种改变和修改。

Claims (10)

1.一种用于在无线通信系统中操作移动站(100)进行协同切换的方法，所述方法包括：
从服务基站(120)接收邻居通告消息，其中，邻居通告消息包括邻居基站的协同切换指示信息，其中，所述邻居基站包括目标基站(110)；
基于协同切换指示信息确定目标基站(110)是否与服务基站(120)协作；
如果确定目标基站(110)与服务基站(120)协作，则省略移动站(100)的信息更新处理，
其中，信息更新处理包括连接标识符更新处理和认证更新处理中的至少一个，
其中，移动站(100)的用于信息更新处理的信息被预先在服务基站(120)和目标基站(110)之间共享。
2.如权利要求1所述的方法，其中，邻居通告消息包括字段，
其中，所述字段指示是否在到邻居基站(110)的切换中省略通过交换测距请求/响应消息而进行的连接标识符更新处理，并指示是否在到邻居基站(110)的切换中省略通过交换测距请求/响应消息而进行的认证更新处理。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
从目标基站(110)接收上行链路控制信号，其中，上行链路控制信号包括上行链路资源的分配信息；
如果省略移动站(100)的认证更新处理以及连接标识符更新处理两者，则通过使用在服务基站(120)中使用的连接标识符，经由分配的上行链路资源，将宽带请求头发送给目标基站(110)。
4.如权利要求2所述的方法，还包括：
从目标基站(110)接收上行链路控制信号，其中，上行链路控制信号包括上行链路资源的分配信息；
如果省略移动站(100)的连接标识符更新处理，则通过使用在服务基站(120)中使用的连接标识符，经由分配的上行链路资源，将包括认证信息的测距请求消息发送给目标基站(110)。
5.一种用于无线通信系统中的协同切换的移动站(100)，包括：
接收器(908)，配置为从服务基站(120)接收邻居通告消息，其中，邻居通告消息包括邻居基站的协同切换指示信息；
切换管理器(900)，配置为基于协同切换指示信息确定目标基站(110)是否与服务基站(120)协作，如果确定目标基站(110)与服务基站(120)协作，则省略移动站(100)的信息更新处理，
其中，信息更新处理包括连接标识符更新处理和认证更新处理中的至少一个，
其中，移动站(100)的用于信息更新处理的信息被预先在服务基站(120)和目标基站(110)之间共享。
6.如权利要求5所述的移动站，其中，接收器(908)被配置为从目标基站(110)接收上行链路控制信号，其中，上行链路控制信号包括上行链路资源的分配信息；
还包括：发送器(906)，被配置为如果省略移动站(100)的认证更新处理以及连接标识符更新处理两者，则通过使用在服务基站(120)中使用的连接标识符，经由分配的上行链路资源，将宽带请求头发送给目标基站(110)，并且如果仅省略移动站(100)的连接标识符更新处理，则通过使用在服务基站(120)中使用的连接标识符，经由分配的上行链路资源，将包括认证信息的测距请求消息发送给目标基站(110)。
7.一种用于在无线通信系统中操作服务基站(120)进行协同切换的方法，所述方法包括：
产生包括邻居基站的协同切换指示信息的邻居通告消息，其中，所述邻居基站包括目标基站(110)；
将邻居通告消息发送到移动站(100)，
其中，如果基于协同切换指示信息确定目标基站(110)与服务基站(120)协作，则移动站(100)省略移动站(100)的信息更新处理，
其中，信息更新处理连接标识符更新处理和认证更新处理中的至少一个。
8.如权利要求7所述的方法，其中，协同切换指示信息包括协同切换支持字段，
其中，协同切换支持字段的第一位指示是否省略连接标识符更新处理，第二位指示是否省略认证更新处理。
9.一种用于无线通信系统中的协同切换的服务基站(120)，包括：
消息产生器(1008)，被配置为产生包括邻居基站的协同切换指示信息的邻居通告消息，其中，所述邻居基站包括目标基站(110)；
发送器(1010)，被配置为将邻居通告消息发送到移动站(100)，
其中，如果基于协同切换指示信息确定目标基站(110)与服务基站(120)协作，则移动站(100)省略移动站(100)的信息更新处理，
其中，信息更新处理包括连接标识符更新处理和认证更新处理中的至少一个。
10.如权利要求9所述的服务基站，其中，协同切换指示信息包括协同切换支持字段，
其中，协同切换支持字段的第一位指示是否省略连接标识符更新处理，第二位指示是否省略认证更新处理。
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