JP5154697B2 - ＩＥＥＥ８０２．１６ｅとＩＥＥＥ８０２．１６ｍシステム間のハンドオーバ方法と装置 - Google Patents

ＩＥＥＥ８０２．１６ｅとＩＥＥＥ８０２．１６ｍシステム間のハンドオーバ方法と装置 Download PDF

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Description

本発明は、ワイヤレスネットワークコミュニケーションに関するものであって、特に、IEEE 802.16e とIEEE 802.16m システム間のハンドオーバ工程に関するものである。
IEEE 802.16 は、IEEEにより制定される一連の広帯域無線アクセス標準規格である。IEEE 802.16標準規格は、正式には、無線MAN（WirelessMAN）と称され、WiMAXとも称されるブロードバンド無線MAN（Wireless Metropolitan Area Networks）の国際的な発展のために開発された。 IEEE 802.16e は、IEEE 802.16 標準規格のもっとも一般的な実施方法の一つである。“モバイル広帯域無線アクセス方式”をアドレスするIEEE 802.16e 標準規格は、最初はIEEE 802.16e-2005 修正により定義されるモバイル無線MANとも称される。IEEE 802.16e 標準規格は、実質上、無線インターフェース無線インターフェースの二方面、物理 (PHY) 層と媒体アクセス制御 (MAC) 層を標準化する。PHY 層で、IEEE 802.16e は、拡張性のある OFDMAを用いて、データを運搬し、1.25 MHz 〜 20MHzのチャネル帯域幅をサポートする。MAC 層で、IEEE 802.16e は、多種の接続管理機能、移動度管理機能、及び、無線インターフェース上でどのようにデータがカプセル化、分類するかを定義する収束サブレイヤーを描写する。
IEEE 802.16m 標準規格は、“固定と携帯電話の広帯域無線アクセス方式の無線インターフェース”を提出する。IEEE 802.16m 標準規格は、既存のIEEE 802.16e WirelessMAN-OFDMA 仕様を改善して、認可されたバンドで操作する先進の無線インターフェースを提供する。それは、IMT-Advanced 次世代携帯電話ネットワークのシステム要求を満たし、且つ、既存のIEEE 802.16e WirelessMAN-OFDMA 設備に継続したサポートを提供する。IEEE 802.16m 標準規格の目的は、未来の先進サービスとアプリケーションをサポートするのに必要なパフォーマンス向上、例えば、国際電気通信連合（International Telecommunications Union 、ITU-R)により要求される 1Gbps ピーク伝送速度のサポート等を提供することである。
一般に、ネットワーク配備は、改革経路ではなく、発展経路を採用する。これにより、WiMAX システム は、徐々に、既存のIEEE 802.16e システムからIEEE 802.16e と IEEE 802.16m 共存システム に進化し、且つ、IEEE 802.16m 標準規格が現れ始めた時、最終的に、16m唯一のシステムになることが予測できる。ネットワークの展開の初期段階で、16e唯一の基地局(BS) は、新しい 16e/16m と 16m唯一の BSより更に多いサービス範囲を有する。IEEE 802.16m 標準規格は、既存のIEEE 802.16e唯一の設備(即ち、下位互換性)をサポートし、IEEE 802.16e 標準規格は、未来の IEEE 802.16m 設備の能力をサポートしない。これにより、IEEE 802.16e と IEEE 802.16m 共存のワイヤレスネットワーク（スキャニングとハンドオーバ等の特徴を含む）間のサービス継続性をサポートする中で、新しい挑戦と問題が出現する。
移動局 (MS)が、そのサービング基地局 (SBS)からターゲット基地局 (TBS)にハンドオーバする時、移動局は、通常、サービング基地局から放送される近隣者広告情報 (NBR-ADV) を受信し、隣接基地局をスキャンし、且つ、MS、又は、SBSによりスキャンされた隣接セルから、ターゲット基地局を選択する。残念ながら、既存のIEEE 802.16e唯一の基地局は、IEEE 802.16m メッセージを放送して、移動局にIEEE 802.16m唯一の 隣接セルの存在を通知することができない。これにより、隣接セルがIEEE 802.16m唯一の場合、移動局は、時間がかかり、効率が悪い方法であるブラインドスキャニングの使用を強制され、所望のIEEE 802.16m ターゲット基地局をスキャン、及び、選択する。しかし、隣接セルがIEEE 802.16e/16m-共存能力を有する場合、サービング基地局は、移動局に、隣接セルの802.16e/16m-共存能力を通知するかもしれない。
一つの可能なスキームは、IEEE 802.16e 近隣者広告情報が IEEE 802.16m ゾーン情報中に含まれ、これは、IEEE 802.16e 仕様 (例えば、 MOB_NBR-ADV)の修正が必要である。別の可能なスキーム(詳細は、C802.16m-08/864r4 と C802.16m-08/646r1 を参照)は、IEEE 802.16e/16m-共存指示の新しいダウンリンクチャネル叙述子 (DCD) 型-長さ-値（Type Length Value、TLV) メッセージ を定義し、これも、IEEE 802.16e 仕様の修正が必要とされる。この他、DCD TLV メッセージはフレームごとに放送されるのではないので、移動局が共存現象を発見するのに、長い遅延を要する。 その他の提案は、特定の IEEE 802.16e メッセージを使用して、IEEE 802.16m ゾーン情報を運び、IEEE 802.16e/16m 混合モードの基地局に、新しいMAC バージョンを定義すること等である。 各提案方法は自身の制限があり、よって、理想的でない。
本発明は、IEEE 802.16e とIEEE 802.16m システム間のハンドオーバ方法と装置を提供し、上述の問題を改善することを目的とする。
移動局の IEEE 802.16e とIEEE 802.16m システム間のハンドオーバ方法が提供される。IEEE 802.16e ゾーン と IEEE 802.16m ゾーン両方をサポートするワイヤレスネットワーク中、移動局は、IEEE 802.16e唯一の基地局、又は、16e/16m-共存(conexistence) 基地局のIEEE 802.16e ゾーンにより服務される。IEEE 802.16m ゾーンは優れたサービス品質と拡張機能を提供するので、移動局は、IEEE 802.16e と IEEE 802.16m 共存能力を有する隣接セルを発見し、サービング基地局からターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンにハンドオーバーするのに望ましい。
IEEE 802.16e と IEEE 802.16m 共存能力を有する隣接セルを発見するため、移動局は、サービング基地局から放送される隣接セル情報を得て、得られたセル情報に基づいて、隣接セルをスキャンする。一新規態様中、隣接セルは、フレーム制御ヘッダー (FCH) 中の保留ビットを用いて、その IEEE 802.16e/16m-共存能力を示し、IEEE 802.16e/16m-共存フレーム構造により、FCHを放送する。スキャニング後、移動局は、隣接セルにより放送されるFCH情報をチェックし、且つ、IEEE 802.16e/16m-共存能力を有する隣接セルを発見する。一具体例中、移動局は一隣接セルを選択して、ターゲット基地局とし、16e-16m ハンドオーバのターゲット基地局のIEEE 802.16m スーパーフレームヘッダー (SFH) 情報を得る。別の具体例中、移動局は、スキャニング結果をサービング基地局に報告し、報告される隣接セルの一つは、16e-16m ハンドオーバのターゲット基地局として選択される。二つの異なる工程があり、サービング基地局からターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンのハンドオーバ:ゾーンスイッチベースの 16e-16m ハンドオーバ工程とダイレクト16e-16m ハンドオーバ工程を実行する。
ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程中、移動局は、まず、IEEE 802.16e 既存のハンドオーバー工程を実行して、移動局が、サービング基地局からターゲット基地局のIEEE 802.16e ゾーンにハンドオーバする。移動局は、ゾーンスイッチ工程を実行して、移動局が、IEEE 802.16e ゾーンからターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンに切り替える。既存のハンドオーバーは、移動局、又は、サービング基地局により初期化される。同様に、ゾーンスイッチ工程は、移動局、又は、ターゲット基地局により初期化され、既存のハンドオーバー工程期間中、又は、既存のハンドオーバー工程完成後、ゾーンスイッチ工程がトリガーされる。ゾーンスイッチ工程を最適化するため、ターゲット基地局の802.16m モジュールは、ターゲット基地局の802.16e モジュールから、移動局の関連情報を回収して、ハンドオーバ中断時間を短縮する。
ダイレクトハンドオーバ工程中、移動局は、IEEE 802.16m ハンドオーバ工程を実行して、移動局が、サービング基地局から、直接、ターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンにハンドオーバする。一新規態様中、ダイレクトハンドオーバと別のタイプのハンドオーバ工程を見分けるために、移動局は、IEEE 802.16e 識別情報、例えば、ハンドオーバ ID、又は、 MACアドレスにより自身を識別し、文脈切り替えする。一具体例中、移動局は、プライマリー RFキャリアとセカンダリー RFキャリアを有するマルチキャリア移動局である。移動局は、セカンダリーキャリアを用いて、ターゲット基地局とダイレクトハンドオーバ工程を実行し、プライマリーキャリアを用いて、サービング基地局とデータ通信を維持する。
本発明によれば、ハンドオーバ中断時間を短縮することができる。
一新規態様によるセルラ OFDM/OFDMA システム10を示す図である。 一新規態様による二基地局と一移動局の簡潔な図である。 IEEE 802.16e/16m 共存フレーム構造を示す図である。 IEEE 802.16e 標準規格中で定義されるOFDMA ダウンリンクフレームプレフィックスフォーマットを示す図である。 一新規態様によるゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程の方法のフローチャートである。 一具体例によるゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。 第一具体例による移動局が初期化するゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。 第二具体例による移動局が初期化するゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。 第三具体例による基地局が初期化するゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。 第四具体例による基地局が初期化したゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。 第五具体例による既存の 802.16e ハンドオーバ期間中にトリガーされるゾーンスイッチベースのハンドオーバのメッセージ順序表である。 第六具体例による既存の 802.16e ハンドオーバ後にトリガーされるゾーンスイッチベースのハンドオーバのメッセージ順序表である。 一新規態様によるダイレクトハンドオーバ工程の方法のフローチャートである。 一具体例によるダイレクトハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。 第一具体例のIEEE 802.16m によるダイレクトハンドオーバの更に詳細な順序表である。 第二具体例のマルチキャリア移動局のIEEE 802.16m によるダイレクトハンドオーバの更に詳細な順序表である。
図1 は、一新規態様によるセルラ直交波周波数分割多重 (OFDM) 、及び/又は、直交周波数分割多重接続 (OFDMA) システム10を示す図である。セルラ OFDM/OFDMA システム10 は、IEEE 802.16 シリーズ 標準規格下で定義されるIEEE 802.16e ゾーンと IEEE 802.16m ゾーン両方をサポートするワイヤレスネットワークである。ワイヤレスネットワーク 10 は、移動局 14 (MS14) と異なるタイプの複数の基地局を含む。図 1で示されるように、第一型の基地局 (即ち、BS11) は、IEEE 802.16e ゾーンだけをサポートする IEEE 802.16e唯一の基地局である。第二型の基地局 (即ち、 BS12) は、IEEE 802.16e ゾーン と IEEE 802.16m ゾーン両方をサポートする IEEE 802.16e/16m- 共存基地局である。第三型の基地局 (即ち、 BS13) は、IEEE 802.16m ゾーンだけをサポートする IEEE 802.16m唯一の基地局である。MS14はIEEE 802.16m 移動局で、16e唯一の BS、 16m唯一の BS、及び、16e/16m-共存 BSと操作することができる。図 1の例中、 16e唯一の BS11 はMS14を服務するサービング基地局で、且つ、16e/16m-共存 BS12、又は、16m唯一の BS13 は、後続で、MS14とハンドオーバーするターゲット基地局として選択される。
図 2 は、ワイヤレスネットワーク 10中の16m 移動局 MS14、16e唯一のサービング基地局 S-BS11、及び、16e/16m-共存ターゲット基地局 T-BS12 の簡潔な図である。MS14 は、ベースバンドモジュール 21、プロセッサ 22、ストレージデバイス 23、及び、アンテナを含む単一、又は、複数のラジオ周波数 (RF) モジュールを有する。ベースバンドモジュール 21 は、更に、IEEE 802.16m モジュール 24 と IEEE 802.16e モジュール 25を有する。サービング基地局 S-BS11は、ベースバンドモジュール 31、プロセッサ 32、ストレージデバイス 33、及び、アンテナを含む単一、又は、複数の RF モジュールを有する。ベースバンドモジュール 31 は、更に、IEEE 802.16e モジュール 34を有する。ターゲット基地局 T-BS12 は、ベースバンドモジュール 41、プロセッサ 42、ストレージデバイス 43、及び、アンテナを含む単一、又は、複数の RF モジュールを有する。ベースバンドモジュール 41 は、更に、IEEE 802.16m モジュール 44 と IEEE 802.16e モジュール 45を含む。各 RF モジュール は、単一の RFキャリアにより、データストリームを受信、及び/又は、伝送し、各プロセッサは、対応するストレージデバイスで、IEEE 802.16e 、及び/又は、IEEE 802.16m 仕様準拠の プロトコル命令をフェッチして、且つ、対応するベースバンドモジュールに指示して、データストリームの信号処理を制御する。
図 2の例中、IEEE 802.16e ゾーンで、移動局 MS14は、IEEE 802.16e アップリンクとダウンリンクフレーム構造により、そのサービング基地局 BS11と通信する。一方で、サービング基地局 BS11 は、MOB_NBR-ADVメッセージにより、近隣者広告情報を放送する。放送された近隣者広告情報を受信して、移動局 MS14 は、基地局 BS12を含む宣伝された隣接セルのスキャンを開始する。一新規態様中、BS12 は、フレーム制御ヘッダー (FCH)中の保留ビットを用いて、その IEEE 802.16e/16m-共存能力を示し、IEEE 802.16e/16m-共存フレーム構造により、FCH を放送する。スキャニング後、MS14は、BS12により方法されるFCH中の保留ビットをチェックすることにより、BS12の 802.16e/16m-共存能力を発見する。スキャニングにより、16e/16m-共存能力を発見することにより、移動局 MS14 は、BS12を選択して、ハンドオーバーに用いる好ましいターゲット基地局とすることができる。
図 3 は、IEEE 802.16e/16m-共存フレーム構造を示す図である。図 3で示されるように、IEEE 802.16e/16m-共存フレームは、フレームオフセットによりオフセットされる交互のIEEE 802.16e フレーム と IEEE 802.16m フレームを含む。各 IEEE 802.16e フレームとIEEE 802.16m フレーム は、 5msのフレーム長さで、802.16e ダウンリンク (DL) バーストとアップリンク (UL) バースト、及び、 802.16m DL サブフレーム と UL サブフレームを含む。各 802.16e フレームは前文信号で開始され、IEEE 802.16e フレーム制御ヘッダー (FCH)が続く。 各 802.16m フレームは、IEEE 802.16m DL サブフレーム #0で開始され、IEEE 802.16m ゾーンのA-PREAMBLE と スーパーフレームヘッダー (SFH) を含む。
図 4は、IEEE 802.16e 標準規格で定義されるOFDMA ダウンリンクフレームプレフィックスフォーマットを示す図である。図 4で示されるように、各 IEEE 802.16e フレームの定義された DL_FRAME_PREFIX_FORMAT (FCHとも表示される)内に、二個の保留領域がある。IEEE 802.16e 標準規格で要求されるように、 二保留領域はゼロに設定される。一新規態様中、二保留領域の任意の一つ中の保留ビットは、 IEEE 802.16e/16m- 共存能力を示すのに用いられる。例えば、BS11 は IEEE 802.16e唯一の基地局で、且つ、FCH中の全保留ビットはゼロに設定される。一方で、BS12 はIEEE 802.16e/16m-共存基地局で、そのFCH中の保留ビットの一つは、１か、又は、ゼロでない値に設定され、このような共存能力を示す。その結果、各 FCHは、周期的に、各IEEE 802.16e フレーム (即ち、5ms毎)に出現するので、MS14 は、快速に、且つ、信頼性のあるスキャン期間中、BS12の共存能力を発見することができ、新しいメッセージングスキームに依存しない。
一旦、IEEE 802.16e ゾーンで服務される移動局がターゲット基地局のIEEE 802.16e/16m-共存能力を発見すると、移動局は、そのサービング基地局のIEEE 802.16e ゾーンからターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンにハンドオーバする。二つの異なる工程により、このようなIEEE 802.16e ゾーンからIEEE 802.16m ゾーンの16e-16m ハンドオーバを実行する。 第一の方法で、ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程が実行され、移動局は、まず、IEEE 802.16eにより、サービング基地局のIEEE 802.16e ゾーンからターゲット基地局のIEEE 802.16e ゾーンにハンドオーバする。その後、IEEE 802.16m ネットワークリエントリー工程により、ターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンに切り替える。第二の方法で、ダイレクト 16e-16m ハンドオーバ工程が実行され、移動局は、IEEE 802.16m ハンドオーバ工程により、直接、サービング基地局のIEEE 802.16e ゾーンからターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンにハンドオーバする。
図 5 は、一新規態様によるゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程の方法のフローチャートである。移動局は、まず、そのIEEE 802.16e唯一の、又は、IEEE 803.16e/16m-共存 サービング基地局から、隣接セル情報を得る (ステップ 101)。 例えば、サービング基地局は、MOB_NBR-ADVメッセージにより、近隣者広告情報を放送する。その後、移動局は、得られた隣接セル情報に基づいて、隣接セルをスキャンする (ステップ 102)。スキャニング後、移動局は、隣接セルにより放送されるIEEE 802.16e FCH情報をチェックし、隣接セル (ターゲット基地局候補) が IEEE 802.16e/16m 共存能力を有するか発見する(ステップ 103)。ターゲット基地局候補が共存能力を有する場合、移動局は、ターゲット基地局候補のIEEE 802.16m SFH 情報を回収する(ステップ104)。例えば、移動局は、フレームオフセットを応用することにより、IEEE 802.16e/16m-共存フレームからSFH 情報を回収する。スキャニング完成後、移動局は、既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程を実行して、サービング基地局からターゲット基地局のIEEE 802.16e ゾーンにハンドオーバし、この工程は、サービング基地局、又は、移動局により決定、又は、トリガーされる (ステップ 105)。最後に、移動局は、ゾーンスイッチ工程を実行して、IEEE 802.16e ゾーンからターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンに切り替える(ステップ 106)。ある具体例中、一旦、共存能力を発見すると、ステップ 104の操作は、移動局により実行されない。代わりに、ステップ 104の操作は、ステップ106で示されるゾーンスイッチ工程に整合される。
図 6 は、具体例によるゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。図 6の例中、移動局は、ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程を実行して、IEEE 802.16e唯一のサービングBS から IEEE 802.16e/16m-共存 ターゲットBSにハンドオーバする。図 6で示されるように、移動局は、まず、サービングBS と既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程を初期化する。移動局はハンドオーバ (HO) 要求メッセージをサービングBS に伝送し、サービングBSから、ハンドオーバ (HO) 応答 を受信する。ハンドオーバ応答受信後、移動局は、ハンドオーバ指示メッセージを伝送し、サービングBSからのサービスを切断する。その後、移動局は、ターゲットBS のIEEE 802.16e モジュールに任意の DL と UL 同期化を実行する。最後に、移動局は、ターゲットBS のIEEE 802.16e モジュールにネットワークリエントリーを実行し、ターゲットBS と新しいデータ経路を構築する。二IEEE 802.16e 基地局間の既存のハンドオーバ工程を用いることにより、サービス継続性が保証される。この他、最適化されたIEEE 802.16e 、及び/又は、シームレスハンドオーバ工程を用いることにより、ハンドオーバ中断時間が短縮される。
既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程完成後、移動局は、ゾーン-スイッチ命令 (即ち、RNG-REQ 等のMAC 管理メッセージに組み込まれる独立型 MAC メッセージ、又は、ゾーン-スイッチ指示)をターゲットBSに伝送することにより、ゾーンスイッチ工程を初期化する。その後、移動局は、ターゲットBS のIEEE 802.16m モジュールにネットワークリエントリーを実行する。移動局は、ターゲットBS のIEEE 802.16m モジュールに測距要求を伝送し、ターゲットBS のIEEE 802.16m モジュールから測距応答を受信して、ゾーンスイッチ工程を完成する。ゾーンスイッチ工程を最適化するため、移動局は、IEEE 802.16e CIDを用いて、ターゲットBSに自身を識別する。CID 情報により、ターゲットBS の802.16m モジュールは、ターゲットBS の802.16e モジュールから移動局の関連情報を回収して、移動局とターゲットBS間の過多のメッセージ交換を回避する。
図 6中、移動局は、既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程を初期化する。この他、サービングBSは、既存のハンドオーバ工程も初期化する。例えば、移動局は、 スキャニング結果をサービングBSに報告し、サービングBS は、 報告された隣接セルの一つを選択して、ターゲット基地局とし、ハンドオーバ命令を移動局に伝送することにより、ハンドオーバ工程を初期化する。IEEE 802.16m ゾーンはIEEE 802.16e ゾーンより優れたサービスを提供するので、サービングBS は、共存能力を有する隣接セルを選択して、ターゲット基地局とすることが望ましい。しかし、サービングBSは、IEEE 802.16e唯一の隣接セルと IEEE 802.16e/16m-共存隣接セルを区別することができない。一新規態様中、スキャニング結果が共存能力をサポートする隣接セルだけを含む場合、移動局は、サービングBSを促進して、共存能力を有する隣接セルの一つを選択して、ターゲット基地局とする。
既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程と同様に、ゾーンスイッチ工程は、移動局、又は、ターゲット基地局により初期化される。この他、既存のハンドオーバ工程後、又は、既存のハンドオーバ工程期間中、ゾーンスイッチ工程がトリガーされる。ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程の変化例は以下で詳述する。
図 7 は、第一具体例による移動局が初期化するゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。図 7中、移動局は、まず、初期ハンドオーバの測距コードをターゲットBS の802.16e モジュールに伝送し、ターゲットBS の802.16e モジュールから、測距応答を受信する。その後、移動局は、ゾーン-スイッチ要求メッセージをターゲットBSに伝送することにより、ゾーンスイッチ工程を初期化する。ゾーン-スイッチ要求メッセージ受信後、ターゲットBS の802.16m モジュールは、ターゲットBS の802.16e モジュールから、移動局の関連情報を回収し、ゾーン-スイッチ応答メッセージを移動局に戻す。最後に、移動局は、ターゲットBSの802.16m モジュールにネットワークリエントリーを実行して、ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程を完成する。ある具体例中、ゾーン-スイッチ命令は、RNG-REQ MAC 管理メッセージのパラメータとして符号化され、ゾーン-スイッチに用いられる独立型 MAC 管理メッセージを伝送するのではない。
図 8は、第二具体例による移動局が初期化するゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。図 8の例中、移動局は、IEEE 802.16e/16m異システム間メッセージ (即ち、MOB_MSHO-REQ 中の現有の保留ビットを修正) をターゲットBS の802.16e モジュールに伝送することにより、ゾーンスイッチ工程を初期化する。MOB_MSHO-REQ メッセージの受信後、ターゲットBS の802.16m モジュールは、ターゲットBS の802.16e モジュールから、移動局の関連情報を回収し、MOB_MSHO-RSP メッセージを移動局に戻す。最後に、移動局は、ターゲットBS の802.16m モジュールにネットワークリエントリーを実行し、ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程を完成する。
図 9は、第三具体例による基地局が初期化するゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。図 9の例中、既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程期間、移動局は、初期ハンドオーバの測距コードをターゲットBS の802.16e モジュールに伝送し、ターゲットBS の802.16e モジュールから、測距応答を受信する。移動局は、その後、別の測距要求を伝送し、移動局のIEEE 802.16m の能力を示すMAC バージョンを含む。移動局の802.16m 能力を知った後、ターゲットBS は、ゾーン-スイッチ命令 (即ち、TLV)を含む測距応答を伝送することにより、ゾーンスイッチ工程を初期化する。ターゲットBS の16m モジュールは、ターゲットBS の802.16e モジュールから、移動局の関連情報も回収する。最後に、移動局は、ターゲットBS の16m モジュールにネットワークリエントリーを実行し、ゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程を完成する。
図 10 は、第四具体例による基地局が初期化したゾーンスイッチベースのハンドオーバ工程のメッセージ順序表である。図 10の例中、ターゲットBS は、まず、IEEE 802.16e/16m 異システム間メッセージ (即ち、MOB_MSHO-RSP 中の基地の保留ビットを修正)を移動局に伝送して、ゾーンスイッチ工程を初期化する。ターゲットBS の802.16m モジュールは、その後、ターゲットBS の802.16e モジュールから、移動局の関連情報を回収する。移動局は、ターゲット基地局の16m モジュールにネットワークリエントリーを実行して、ゾーンスイッチ工程を完成する。
図 11 は、第五具体例による既存の 802.16e ハンドオーバ期間中にトリガーされるゾーンスイッチベースのハンドオーバのメッセージ順序表である。図 11の例中、移動局は、サービングBSからハンドオーバ応答受信後、ハンドオーバ指示を伝送し、IEEE 802.16e サービングBS からのサービスを切断する。移動局は、その後、測距要求をターゲットBS のIEEE 802.16e ゾーンに伝送し、既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程を実行する。既存のハンドオーバー工程期間中、ターゲットBS の802.16e ゾーンは、測距応答を移動局に戻す。測距応答はゾーン-スイッチ TLV パラメータを有する。ゾーン-スイッチ TLV パラメータを受信後、移動局は、ターゲットBS の802.16m モジュールに同期化、及び、ネットワークリエントリーを実行して、ゾーンスイッチ工程を完成する。ゾーンスイッチ工程完成後、新しいデータ経路が構築される。
図 12 は、第六具体例による既存の 802.16e ハンドオーバ後にトリガーされるゾーンスイッチベースのハンドオーバのメッセージ順序表である。図 12の例中、移動局は、ハンドオーバ指示を伝送し、サービングBSからハンドオーバ応答受信後、IEEE 802.16e サービングBS からサービスを切断する。移動局は、その後、測距要求をターゲットBS のIEEE 802.16e ゾーンに伝送して、既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程を実行する。ターゲットBSの 802.16e モジュールは、測距応答を移動局に戻し、ハンドオーバ工程を継続する。既存のハンドオーバーが完成し、IEEE 802.16e ゾーン中の新しいデータ経路が構築された後、ターゲットBS は、ゾーン-スイッチ TLV メッセージと別の測距応答を伝送することにより、ゾーンスイッチ工程をトリガーする。ゾーン-スイッチ TLV パラメータの受信後、移動局は、ターゲットBS の802.16m モジュールに同期化、及び、ネットワークリエントリーを実行し、ゾーンスイッチ工程を完成する。IEEE 802.16m ゾーン中、ゾーンスイッチ工程の完了後、新しいデータ経路が構築される。図 11と比較すると、IEEE 802.16e ゾーン中の新しいデータ経路は、既存のIEEE 802.16e ハンドオーバ工程を用いて快速に構築されるので、図12のハンドオーバ中断時間は、図11のハンドオーバ中断時間より短い。
図 13 は、一新規態様によるダイレクトハンドオーバ工程の方法のフローチャートである。移動局は、まず、そのIEEE 802.e唯一のサービング基地局から隣接セル情報を得る (ステップ201)。例えば、サービング基地局は、MOB_NBR-ADVメッセージにより、 近隣者広告情報を放送する。移動局は、得られた隣接セル情報に基づいて、隣接セルをスキャンする (ステップ202)。スキャニング後、移動局は、隣接セルにより放送されたIEEE 802.16e FCH情報 をチェックし、隣接セル (ターゲット基地局候補)がIEEE 802.16e/16m 共存能力を有するか発見する (ステップ203)。 ターゲット基地局候補が共存能力を有する場合、移動局は、ターゲット基地局候補のIEEE 802.16m SFH 情報を回収する(ステップ204)。例えば、移動局は、フレームオフセットを応用することにより、IEEE 802.16e/16m-共存フレームからSFH情報を回収する。スキャニング完成後、移動局は、IEEE 802.16m ハンドオーバ工程を実行して、サービング基地局から、直接、ターゲット基地局のIEEE 802.16m ゾーンにハンドオーバし、この工程は、移動局、又は、サービング基地局により決定される(ステップ205)。
図 14 は、一具体例によるダイレクトハンドオーバ工程のメッセージ順序表 である。図 14の例中、移動局は、IEEE 802.16m ハンドオーバ工程を実行して、 IEEE 802.16e唯一のサービングBS から IEEE 802.16e/16m-共存 ターゲットBSにハンドオーバする。図 14で示されるように、移動局は、ハンドオーバ要求メッセージをサービングBS に伝送し、サービングBSから、ハンドオーバ応答を受信する。ハンドオーバ応答受信後、移動局は、ハンドオーバ指示メッセージを伝送し、サービングBSからのサービスを切断する。その後、移動局は、ターゲットBS のIEEE 802.16m モジュールに任意のDL と UL 同期化を実行する。最後に、移動局は、ターゲットBSの IEEE 802.16m モジュールにより、ネットワークリエントリーを実行し、ターゲットBSと新しいデータ経路を構築する。ゾーンスイッチベースのハンドオーバと比較すると、ダイレクトハンドオーバは簡潔で、メッセージングが少ない。しかし、サービングBS はターゲットBS の802.16m モジュールを認識しないので、サービス継続性が破壊される。更に、IEEE 802.16e の最適化、及び/又は、シームレスハンドオーバ工程は不適用なので、ハンドオーバ中断時間が長くなる。
図 15 は、第一具体例のIEEE 802.16m によるダイレクトハンドオーバの更に詳細な順序表である。図 15の例中、サービングBS は、移動局から受信されるハンドオーバ要求をターゲットBS の802.16e モジュールに転送し、バックエンドシグナリングにより、ターゲットBSから受信されるハンドオーバ応答を移動局に戻す。ハンドオーバ応答の受信後、移動局は、ハンドオーバ指示を伝送し、サービングBSからのサービスを切断する。移動局は、その後、ターゲット基地局の802.16m モジュールにネットワークリエントリーを実行する。一新規態様中、このようなダイレクトハンドオーバと他のタイプのハンドオーバ工程を区別するため、移動局は、 IEEE 802.16e 識別情報、例えば、ハンドオーバ ID、又は、 MACアドレスにより自身を識別し、直接切り換え条件を満たして、文脈切り替えする。識別情報を受信し、直接切り換え条件を検出する時、ターゲットBS の802.16m モジュールは、他の移動局の関連情報も回収して、ハンドオーバ工程を最適化する。注意すべきことは、MSが、ターゲット基地局にネットワークリエントリー工程を実行する前、ASN ゲートウェイは、サービング基地局からターゲット基地局に、移動局の情報を転送することである。更に注意すべきことは、802.16m 標準規格は 802.16e 標準規格から進化したものであることである。この二者の設備能力と配置中に、共通性が存在する。これにより、16e と 16m モジュール間で回収される情報は、無線インターフェース上で伝送されるメッセージ容量を減少させる。
図 16 は、第二具体例のマルチキャリア 移動局のIEEE 802.16m によるダイレクトハンドオーバの更に詳細な順序表である。図 16の例中、移動局は、二RFキャリア、プライマリーキャリア RF#1、セカンダリーキャリア RF#2をサポートする。移動局は、セカンダリーキャリア RF#2 を用いて、ダイレクトハンドオーバ工程を実行し、プライマリーキャリア RF#1を用いて、サービングBSとデータ通信を維持する。ネットワークリエントリーが実行され、新しいデータ経路が、ターゲットBS の802.16m モジュールと構築された後、移動局は、ハンドオーバ指示を伝送し、同時に、サービングBS からのサービスを切断する。両 RFキャリアを用いることにより、移動局は、ダイレクトハンドオーバ工程により、データ通信を維持することができる。
本発明は、特定の実施例により説明を目的として描写されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図 1 と図 2中のサービング基地局 BS11 は IEEE 802.16e唯一の基地局ではない。代わりに、BS11 は IEEE 802.16e/16m-共存 基地局である。同様に、図 1 と 図 2中、移動局 MS14 はIEEE 802.16m 移動局ではない。代わりに、MS14 もIEEE 802.16e/16m-共存 移動局である。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
10：セルラOFDM/OFDMAシステム；
21，31，41：ベースバンドモジュール；
22，32，42：プロセッサ；
23，33，43：ストレージデバイス；
24，44：IEEE 802.16mモジュール；
25，34，45：IEEE 802.16eモジュール；
101〜106，201〜205：ステップ；
11，12，13：基地局；
14：移動局；
S-BS 11：サービング基地局；
T-BS 12：ターゲット基地局。

Claims (10)

  1. IEEE 802.16eゾーンとIEEE 802.16mゾーンをサポートするワイヤレスネットワークのハンドオーバ方法であって、前記方法は、
    移動局が、IEEE 802.16e唯一のサービング基地局、又は、IEEE 802.16e/16m-共存サービング基地局のIEEE 802.16eゾーンにより服務されるように、前記移動局により隣接セルをスキャニングするステップと、
    前記移動局が、前記サービング基地局からターゲット基地局のIEEE 802.16eゾーンにハンドオーバするように、IEEE 802.16eハンドオーバ工程を実行するステップと、
    前記移動局が、前記IEEE 802.16eゾーンから前記ターゲット基地局のIEEE 802.16mゾーンに切り替えるように、ゾーンスイッチ工程を実行するステップと、
    を備え、
    前記スキャニングするステップは、前記ターゲット基地局により放送されるフレーム制御ヘッダー(FCH)を読み取るステップを含み、前記フレーム制御ヘッダ中の保留ビットは、前記ターゲット基地局のIEEE 802.16eとIEEE 802.16m共存能力を示すのに用いられることを特徴とする方法。
  2. 前記スキャニングは、前記サービング基地局から得られる隣接セル情報に基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記スキャニングの期間中、前記フレーム制御ヘッダが共存能力を示す時、前記移動局は、更に、前記ターゲット基地局の前記IEEE 802.16mゾーンのIEEE 802.16mスーパーフレームヘッダー(SFH)情報を得ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 更に、前記共存能力を有する多数の隣接セルを含むスキャニング結果を前記サービング基地局に報告して、前記移動局が、前記の報告された共存能力を有する隣接セルの一つをハンドオーバするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 前記フレーム制御ヘッダが 前記共存能力を示す時、前記移動局は、前記ゾーンスイッチ工程を初期化することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記IEEE 802.16eハンドオーバ工程は、測距要求メッセージを前記ターゲット基地局の前記IEEE 802.16eゾーンに伝送するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 前記測距要求メッセージが、前記移動局のIEEE 802.16m能力を示す媒体アクセス制御バージョンを含む時、前記ターゲット基地局は、前記ゾーンスイッチ工程を初期化することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記IEEE 802.16eハンドオーバ工程の期間中、前記ゾーンスイッチ工程がトリガーされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 前記IEEE 802.16eハンドオーバ工程の後、前記ゾーンスイッチ工程がトリガーされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. IEEE 802.16eゾーンとIEEE 802.16mゾーン両方をサポートするワイヤレスネットワークのハンドオーバ方法であって、
    前記方法は、
    移動局が、IEEE 802.16e唯一のサービング基地局、又は、IEEE 802.16e/16m共存サービング基地局のIEEE 802.16eゾーンにより服務されるように、前記移動局により、隣接セルをスキャニングするステップと、
    前記移動局が、IEEE 802.16eとIEEE 802.16m共存能力を有するターゲット基地局をハンドオーバするように、前記スキャニングの結果を前記サービング基地局に報告するステップと、
    を備え、
    前記スキャニングの結果は、IEEE 802.16eとIEEE 802.16m共存能力を有する隣接セルだけを含むことを特徴とする方法。
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