TWI403199B - 無線網路中之換手方法 - Google Patents

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TWI403199B
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Description

無線網路中之換手方法 相關申請之交叉引用
本申請依據35 U.S.C.§119要求如下優先權：編號為61/107，407，申請日為2008/10/22，名稱為“Intra-RAT Handover from 16e BS to 16e/16m BS”之美國臨時申請，其主題於此一併作為參考。
本發明係有關於無線網路通訊，且特別係有關於IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m系統之間的換手程序。
IEEE 802.16係藉由IEEE制定之一系列寬頻無線存取標準。IEEE 802.16標準被正式稱為無線都會區域網路(Wireless Metropolitan Area Networks，以下簡稱為WirelessMAN)，為寬頻無線都會區域網路(亦被稱為WiMAX)之全球部署而發展。IEEE 802.16e係為IEEE 802.16標準中最普遍實施之一者。IEEE 802.16e標準提出了“行動寬頻無線存取系統”(“Mobile Broadband Wireless Access System”)，亦被稱作最初由IEEE 802.16e-2005修正所定義之行動WirelessMAN。IEEE 802.16e標準實質上標準化了空中介面(air interface)之兩方面，物理(physical，以下簡稱PHY)層以及媒體存取控制(Media Access Control，以下簡稱MAC)層。於PHY層，IEEE 802.16e對載波資料使用可擴展(scalable)之正 交頻分多重存取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，以下簡稱為OFDMA)，支援1.25兆赫至20兆赫間之通道頻寬。於MAC層，IEEE 802.16e描述多種連線管理功能、行動管理功能以及定義如何於空中介面上將資料壓縮(encapsulate)以及分類(classify)之集中子層(convergence sublayers)。
IEEE 802.16m標準提出了“固定以及行動寬頻無線存取系統之空中介面”(“Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access System”)。IEEE 802.16m標準改善了既有IEEE 802.16e之WirelessMAN-OFDMA規格，以提供用於特許頻帶(licensed bands)中之作業的先進空中介面。它滿足次代行動網路(IMT-Advanced)的系統需求，且為既有IEEE 802.16e之WirelessMAN-OFDMA設備提供持續支援。IEEE 802.16m標準之目的係提供必要性能改進，以支援未來先進服務以及應用，例如，支援國際電訊同盟(International Telecommunications Union，以下簡稱為ITU-R)所需求之1千兆比特每秒(GigaBits Per Second，以下簡稱為Gbps)的尖峰傳輸率(peak transmission rate)。
一般來說，網路發展採用了演進(evolution)，而非改革(revolution)之路程。因此，可以預知，WiMAX系統將逐漸自既有IEEE 802.16e系統進展(evolve)至IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存(IEEE 802.16e and IEEE802.16m coexisting)之系統，且當IEEE 802.16m標準成熟時，將最終進展至唯IEEE 802.16m(IEEE 802.16m-only)之系統。於網路演進之早期階段，唯IEEE 802.16e(IEEE 802.16e-only)基地台較新的IEEE 802.16e/16m以及唯IEEE 802.16m基地台有更多的服務覆蓋範圍。IEEE 802.16m標準支援既有唯IEEE 802.16e之設備(亦即，向後相容)，而IEEE 802.16e標準不支援未來IEEE 802.16m設備之能力。因此，於支援IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存之無線網路(包含例如，掃描以及換手之特性)間之持續服務中，出現了新的挑戰以及問題。
當行動台(mobile station)自其服務基地台(serving base station)換手至目標基地台(target base station)時，行動台正常接收自服務基地台廣播之鄰近基地台宣告(neighbor advertisement，以下簡稱為NBR-ADV)資訊，掃描鄰近基地台，且藉由行動台或者服務基地台由已掃描之鄰近細胞中選擇目標基地台。遺憾的是，既有唯IEEE 802.16e基地台不能廣播任一IEEE 802.16m訊息，以通知行動台存在於一唯IEEE 802.16m之鄰近細胞。因此，若鄰近細胞係僅支援IEEE 802.16m，則行動台可被強制使用盲掃描(blind scanning)，以掃描以及選擇其所預期的IEEE 802.16m目標基地台，其中，盲掃描係為一種費時且低效之方式。然而，若鄰近細胞具有IEEE 802.16e/16m共存能力，則服務基地台有可能向行動台通知鄰近細胞之802.16e/16m共存能力。
一種可能方案係將IEEE 802.16m區段資訊包含於IEEE 802.16e鄰近基地台宣告資訊中，這需要修改IEEE 802.16e規格(例如，MOB_NBR-ADV)。另一種可能方案 (詳細請參見C802.16m-08/864r4以及C802.16m-08/646r1)係為IEEE 802.16e/16m共存指示定義新的下行鏈路通道描述(Downlink Channel Description，以下簡稱為DCD)類型長度值(Type Length Value，以下簡稱為TLV)訊息，這也需要修改IEEE 802.16e規格。此外，因為並非每一訊框都廣播DCD TLV訊息，所以行動台需要更長之延遲來發現此共存現象。其他建議包含：使用特定IEEE 802.16e訊息攜帶IEEE 802.16m區段(zone)資訊，為IEEE 802.16e/16m混合模式基地台定義新的MAC形式，等等。每一建議方法存在其自身之限制，因此並不理想。
本發明提供了一種無線網路中之換手方法，用於行動台在IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m系統間換手。於同時支援IEEE 802.16e區段以及IEEE 802.16m區段之無線網路中，行動台係由唯IEEE 802.16e基地台或由IEEE 802.16e/16m共存基地台的IEEE 802.16e區段服務。因為IEEE 802.16m區段提供高級服務質量以及先進特性，所以行動台合理預期能夠發現具有IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存能力之鄰近細胞，以及行動台能夠自服務基地台換手至目標基地台之IEEE 802.16m區段。
為發現具有IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共存能力之鄰近細胞，行動台獲得自服務基地台廣播之鄰近細胞資訊，以及基於已獲得之鄰近細胞資訊掃描鄰近細胞。於 一實施例中，鄰近細胞使用訊框控制標頭(frame control header，以下簡稱為FCH)中之保留位元指示其IEEE 802.16e/16m共存能力，以及經由IEEE 802.16e/16m共存訊框結構廣播FCH。於掃描期間，行動台檢查藉由鄰近細胞廣播之FCH資訊，且發現具有IEEE 802.16e/16m共存能力之鄰近細胞。於一實施例中，行動台選擇鄰近細胞中之一作為目標基地台，且獲得目標基地台之IEEE 802.16m超訊框標頭(superframe header，以下簡稱為SFH)資訊，用於16e至16m換手(16e-16m handover)。於另一實施例中，行動台將掃描結果報告回至服務基地台，且已報告之鄰近細胞中之一者被選擇作為目標基地台，用於16e至16m換手。有兩種不同程序可應用於執行自服務基地台換手至目標基地台之IEEE 802.16m區段：區段切換式16e至16m換手程序(zone switch-based 16e/16m handover)，以及16e至16m直接換手程序(direct handover)。
於區段切換式換手程序中，行動台首先執行IEEE 802.16e既有換手程序(legacy handover procedure)，以使行動台自服務基地台換手至目標基地台之IEEE 802.16e區段。行動台隨後執行區段切換程序，以使行動台自IEEE 802.16e區段切換至目標基地台之IEEE 802.16m區段。既有換手可藉由行動台或服務基地台啟動。類似地，區段切換程序可藉由行動台或目標基地台啟動，且區段切換程序可於既有換手程序期間或既有換手程序完成之後被觸發。為了優化區段切換程序，目標基地台之IEEE 802.16m模組自目標基地台之IEEE 802.16e模組擷取行動台之相關資 訊，以縮短換手中斷(handover interruption)時間。
於直接換手程序中，行動台執行IEEE 802.16m換手程序，以使行動台自服務基地台直接換手至目標基地台之IEEE 802.16m區段。於一實施例中，為了將直接換手區別於換手程序之其他類型，行動台以IEEE 802.16e識別資訊(identity information)標識自身，例如，換手識別碼或MAC地址，用於內容交換(context switch)。於一實施例中，行動台係為具有主射頻(radio frequency，以下簡稱為RF)載波以及次RF載波之多載波行動台。行動台使用次RF載波以執行與目標基地台之直接換手程序，同時使用主RF載波與服務基地台維持資料通訊。
本發明之其他實施例以及優勢係將詳細描述於下文中。此部分並非意味著界定本發明。本發明之保護範圍係由後附之申請專利範圍所限定。
現將對本發明之一些實施例作詳細說明，並結合所附圖式舉例說明。
第1圖係依本發明一實施例之蜂窩式正交頻分多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下簡稱為OFDM)及/或蜂窩式OFDMA系統10。蜂窩式OFDM/OFDMA系統10係為同時支援於IEEE 802.16一系列標準下定義的IEEE 802.16e區段以及IEEE 802.16m區段之無線網路(以下稱為無線網路10)，無線網路10包含行動台14(以下簡稱為MS 14)以及不同類型之多個基地 台。如第1圖所示，基地台之第一類型(亦即基地台11，以下簡稱為BS 11)係僅支援IEEE 802.16e區段之唯IEEE 802.16e基地台。基地台之第二類型(亦即基地台12，以下簡稱為BS 12)係同時支援IEEE 802.16e區段以及IEEE 802.16m區段之IEEE 802.16e/16m共存基地台。基地台之第三類型(亦即基地台13，以下簡稱為BS 13)係僅支援IEEE 802.16m區段的唯IEEE 802.16m基地台。MS 14係為IEEE 802.16m行動台，能夠與唯IEEE 802.16e基地台、唯IEEE 802.16m基地台以及IEEE 802.16e/16m共存基地台運作。於第1圖所示之實例中，唯IEEE 802.16e BS 11係為服務MS 14之服務基地台，且IEEE 802.16e/16m共存BS 12或唯IEEE 802.16m BS 13後續可被選擇作為用於與MS 14換手之目標基地台。
第2圖係為無線網路10中之IEEE 802.16m之行動台MS 14、唯IEEE 802.16e服務基地台S-BS 11以及IEEE 802.16e/16m共存目標基地台T-BS 12的簡化方塊圖，其中，服務基地台S-BS 11實質上等同與第1圖所示之BS 11，以及目標基地台T-BS 12實質上等同與第1圖所示之BS 12。MS 14包含基頻模組21、處理器22、儲存裝置23以及包含天線之單一或多個RF模組。基頻模組21更包含：IEEE 802.16m模組24以及IEEE 802.16e模組25。服務基地台S-BS 11包含：基頻模組31、處理器32、儲存裝置33以及包含天線之單一或多個RF模組。基頻模組31更包含：IEEE 802.16e模組34。目標基地台T-BS 12包含基頻模組41、處理器42、儲存裝置43以及包含天線之單 一或多個RF模組。基頻模組41更包含：IEEE 802.16m模組44以及IEEE 802.16e模組45。每一RF模組經由單一RF載波接收及/或傳輸資料串流，同時每一處理器於相應之儲存裝置取得依照IEEE 802.16e及/或IEEE 802.16m標準規範之協議命令(protocol command)，且指示相應之基頻模組，以控制資料串流之訊號處理。
於第2圖所示之實例中，於IEEE 802.16e區段，行動台MS 14經由IEEE 802.16e上下行鏈路之訊框結構與其服務基地台S-BS 11通訊。同時，服務基地台S-BS 11經由MOB_NBR-ADV訊息廣播鄰近基地台宣告資訊。根據接收已廣播之鄰近基地台宣告資訊，行動台MS 14開始掃描包含基地台BS 12的已宣告之鄰近細胞。於一實施例中，BS 12使用FCH中之保留位元表示其IEEE 802.16e/16m共存能力，且經由IEEE 802.16e/16m共存之訊框結構廣播FCH。於掃描期間，MS 14藉由檢查BS 12廣播之FCH中的保留位元，發現BS 12之IEEE 802.16e/16m共存能力。藉由通過掃描所發現之IEEE 802.16e/16m共存能力，行動台MS 14能夠選擇BS 12作為用於換手之優先目標基地台。
第3圖顯示了IEEE 802.16e/16m共存訊框結構的示意圖。如第3圖所示，IEEE 802.16e/16m共存訊框包含IEEE 802.16e訊框以及IEEE 802.16m訊框的交替呈現，藉由訊框偏移(frame offset)而偏置此二訊框的起始位置。每一IEEE 802.16e訊框以及IEEE 802.16m訊框具有5毫秒(milliseconds，以下簡稱為ms)之訊框長度，且包含IEEE 802.16e下行鏈路(downlink，以下簡稱為DL)資料集(burst) 及上行鏈路(uplink，以下簡稱為UL)資料集，以及IEEE 802.16m DL次訊框及UL次訊框。每一IEEE 802.16e訊框以前文訊號(preamble)開始，IEEE 802.16e之FCH係跟隨於前文訊號之後。每一IEEE 802.16m訊框以包含A-前文訊號(A-PREAMBLE)以及SFH的IEEE 802.16m DL次訊框#0(subframe #0)開始，其中，A-前文訊號以及SFH係用於IEEE 802.16m區段。
第4圖係定義於IEEE 802.16e標準中之OFDMA下行鏈路訊框前綴格式(prefix)的示意圖。如第4圖所示，每一IEEE 802.16e訊框之已定義的DL_FRAME_PREFIX_FORMAT(也可表示為FCH)內有兩個保留欄位(reserved field)。如IEEE 802.16e標準所要求，保留欄位均需設置為零。於一實施例中，兩個保留欄位中之任一者中的保留位元係用於指示IEEE 802.16e/16m共存能力。舉例說明，BS 11係唯IEEE 802.16e基地台，且其FCH中之所有保留位元係設置為零。另一方面，BS 12係IEEE 802.16e/16m共存基地台，且其FCH之保留位元中之一者係設置為一或非零值，以指示此共存能力。所以，因為每一FCH週期性的出現於每一IEEE 802.16e訊框(亦即，每5ms出現一次)，MS 14能夠於快速且可靠之掃描期間發現BS 12之共存能力，而無須依靠任一新的訊息交換機制(messaging scheme)。
一旦服務於IEEE 802.16e區段之行動台發現目標基地台之IEEE 802.16e/16m共存能力，行動台可自其服務基地台之IEEE 802.16e區段換手至目標基地台之IEEE 802.16m 區段。執行這樣的自IEEE 802.16e區段至IEEE 802.16m區段之16e至16m換手有兩種不同方法。於第一種方法中，執行區段切換式換手程序，其中，行動台首先經由IEEE 802.16e換手程序，自服務基地台之IEEE 802.16e區段換手至目標基地台之IEEE 802.16e區段，且隨後經由IEEE 802.16m網路重入(network reentry)程序，切換至目標基地台之IEEE 802.16m區段。於第二種方法中，執行16e至16m直接換手程序，其中，行動台經由IEEE 802.16m換手程序，自服務基地台之IEEE 802.16e區段直接換手至目標基地台之IEEE 802.16m區段。
第5圖係依本發明一實施例之區段切換式換手程序之方法的流程圖。行動台首先自其唯IEEE 802.16e或IEEE 803.16e/16m共存服務基地台獲得鄰近細胞資訊(步驟101)。舉例說明，服務基地台經由MOB_NBR-ADV訊息廣播鄰近基地台宣告資訊。行動台隨後基於已獲得之鄰近細胞資訊掃描鄰近細胞(步驟102)。於掃描期間，行動台檢查藉由鄰近細胞廣播之IEEE 802.16e的FCH資訊，以及發現鄰近細胞(即，目標基地台之候選者)是否具有IEEE 802.16e/16m共存能力(步驟103)。若目標基地台之候選者具有共存能力，則行動台擷取目標基地台之候選者的IEEE 802.16m之SFH資訊(步驟104)。舉例說明，行動台可藉由應用訊框偏移，自IEEE 802.16e/16m共存訊框擷取SFH資訊。於掃描完成之後，行動台執行既有IEEE 802.16e換手程序，以自服務基地台換手至目標基地台之IEEE 802.16e區段，此換手程序係藉由服務基地台或行動 台中之任一者決定或觸發(步驟105)。最終，行動台執行區段切換程序，以自IEEE 802.16e區段切換至目標基地台之IEEE 802.16m區段(步驟106)。於一些實施例中，一旦發現所述共存能力，步驟104之操作可不被行動台執行。而是，步驟104之操作可被整合至如步驟106所述之區段切換程序。
第6圖係區段切換式換手程序之一實施例的訊息順序圖。如第6圖所示之實例中，行動台執行區段切換式換手程序，以自唯IEEE 802.16e之服務基地台換手至IEEE 802.16e/16m共存目標基地台。如第6圖所示，行動台首先啟動服務基地台之既有IEEE 802.16e換手程序。行動台發送換手(如第6圖所示之HO)請求訊息至服務基地台，且接收自服務基地台返回之換手響應。於接收換手響應之後，行動台發送換手指示訊息，且斷開自服務基地台之服務。行動台隨後對目標基地台之IEEE 802.16e模組可選擇地執行上下行鏈路同步。最終，行動台對目標基地台之IEEE 802.16e模組執行網路重入，以與目標基地台建立新的資料路徑(data path)。藉由於兩個IEEE 802.16e基地台之間使用既有換手程序，服務持續性可得到保障。此外，藉由使用IEEE 802.16e之優化及/或無縫換手程序，可縮短換手中斷時間。
於既有IEEE 802.16e換手程序完成之後，行動台藉由發送區段切換命令(亦即，獨立MAC訊息或嵌入於MAC管理訊息之區段切換指示，例如：RNG-REQ)至目標基地台，來啟動區段切換程序。行動台隨後對目標基地台之 IEEE 802.16m模組執行網路重入。行動台發送測距請求(ranging request)至目標基地台之IEEE 802.16m模組，及/或接收自目標基地台之IEEE 802.16m模組的測距響應(ranging response)，以完成區段切換程序。為優化區段切換程序，行動台可使用IEEE 802.16e之CID向目標基地台標識自身。藉由CID資訊，目標基地台之IEEE 802.16m模組可自目標基地台之IEEE 802.16e模組擷取行動台之相關資訊，避免行動台與目標基地台間之過多的訊息交換。
於第6圖所示之實例中，行動台啟動既有IEEE 802.16e換手程序。此外，服務基地台也可啟動此既有換手程序。舉例說明，行動台可向服務基地台報告掃描結果，以使服務基地台可選擇已報告之鄰近細胞中之一者作為目標基地台，以及藉由發送換手命令至行動台來啟動換手程序。因為IEEE 802.16m區段相較於IEEE 802.16e區段提供更高級的服務，所以希望服務基地台能夠選擇具有共存能力之鄰近細胞作為目標基地台。然而，服務基地台未能將唯IEEE 802.16e之鄰近細胞區別於IEEE 802.16e/16m共存之鄰近細胞。於一實施例中，若掃描結果僅包含支援共存能力之鄰近細胞，則行動台能夠幫助服務基地台，以選擇具有共存能力之鄰近細胞中之一者作為目標基地台。
相似於既有IEEE 802.16e換手程序，區段切換程序可由行動台或目標基地台中之任一者啟動。此外，區段切換程序可於既有換手程序之後或於既有換手程序期間被觸發。區段切換式換手程序的不同變化將詳細描述如下。
第7圖係藉由行動台啟動的區段切換式換手程序之第 一實施例的訊息順序圖。如第7圖所示之實例中，行動台首先發送啟動換手測距碼至目標基地台之IEEE 802.16e模組，以及接收自目標基地台之IEEE 802.16e模組返回之測距響應。行動台隨後藉由發送區段切換請求訊息至目標基地台，啟動區段切換程序。於接收區段切換請求訊息之後，目標基地台之IEEE 802.16m模組自目標基地台之IEEE 802.16e模組擷取行動台之相關資訊，以及將區段切換響應訊息發送回至行動台。最終，行動台對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行網路重入，以完成區段切換式換手程序。於一些實施例中，區段切換命令可被編碼為RNG-REQ之MAC管理訊息的參數，而非發送用於區段切換之單獨MAC管理訊息。
第8圖係藉由行動台啟動的區段切換式換手程序之第二實施例的訊息順序圖。如第8圖所示之實例中，行動台藉由發送IEEE 802.16e/16m之異質系統訊息(inter-RAT message，其中，RAT係為Radio Access Technology)(亦即，修改MOB_MSHO-REQ中之現有保留位元)至目標基地台之IEEE 802.16e模組，啟動區段切換程序。於接收MOB_MSHO-REQ訊息之後，目標基地台之IEEE 802.16m模組隨後自目標基地台之IEEE 802.16e模組擷取行動台之相關資訊，以及將MOB_MSHO-RSP資訊發送回至行動台。最終，行動台對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行網路重入，以完成區段切換式換手程序。
第9圖係藉由基地台啟動的區段切換式換手程序之第三實施例的訊息順序圖。如第9圖所示之實例中，於既有 IEEE 802.16e換手程序期間，行動台發送啟動換手測距碼至目標基地台之IEEE 802.16e模組，以及接收自目標基地台之IEEE 802.16e模組返回之測距響應。行動台隨後發送另一測距請求，包含指示行動台之IEEE 802.16m能力的MAC版號(MAC version)。於得知行動台之IEEE 802.16m能力之後，目標基地台藉由發送包含區段切換命令之測距響應(亦即，TLV訊息)，啟動區段切換程序。目標基地台之IEEE 802.16m模組同樣自目標基地台之IEEE 802.16e模組擷取行動台之相關資訊。最終，行動台對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行網路重入，以完成區段切換式換手程序。
第10圖係依基地台啟動的區段切換式換手程序之第四實施例的訊息順序圖。如第10圖所示之實例中，目標基地台首先發送IEEE 802.16e/16m之異質系統訊息(亦即，修改MOB_MSHO-RSP中之現有保留位元)至行動台，以啟動區段切換程序。目標基地台之IEEE 802.16m模組隨後自目標基地台之IEEE 802.16e模組擷取行動台之相關資訊。行動台隨後對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行網路重入，以完成區段切換程序。
第11圖係依觸發於既有802.16e換手期間之區段切換式換手之第五實施例的訊息順序圖。如第11圖所示之實例中，於自服務基地台接收換手響應之後，行動台發送換手指示，以及斷開自IEEE 802.16e之服務基地台的服務。行動台隨後發送測距請求至目標基地台之IEEE 802.16e區段，以執行既有IEEE 802.16e換手程序。於既有換手程序 期間，目標基地台之IEEE 802.16e區段將測距響應發送回至行動台。測距響應包含區段切換TLV參數。於接收區段切換TLV參數之後，行動台對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行同步以及網路重入，以完成區段切換程序。於區段切換程序完成之後，新的資料路徑被建立。
第12圖係依觸發於既有IEEE 802.16e換手之後的區段切換式換手之第六實施例的訊息順序圖。如第12圖所示之實例中，於自服務基地台接收換手響應之後，行動台發送換手指示，以及斷開自IEEE 802.16e之服務基地台的服務。行動台隨後發送測距請求至目標基地台之IEEE 802.16e模組，以執行既有IEEE 802.16e換手程序。目標基地台之IEEE 802.16e模組將測距響應發送回至行動台，以持續換手程序。於既有換手完成，且IEEE 802.16e區段中之新的資料路徑建立之後，目標基地台藉由發送具有區段切換TLV訊息之另一測距響應，觸發區段切換程序。於接收區段切換TLV參數之後，行動台對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行同步以及網路重入，以完成區段切換程序。於區段切換程序完成之後，IEEE 802.16m區段中之新的資料路徑被建立。於第11圖相比較，因為使用既有IEEE 802.16e換手程序使IEEE 802.16e區段中之新的資料路徑被快速建立，所以第12圖中之換手中斷時間係短於第11圖中之換手中斷時間。
第13圖係依本發明一實施例之直接換手程序之方法的流程圖。行動台首先自其唯IEEE 802.16e服務基地台獲得鄰近細胞資訊(步驟201)。舉例說明，服務基地台經 由MOB_NBR-ADV訊息廣播鄰近基地台宣告資訊。行動台隨後基於已獲得之鄰近細胞資訊掃描鄰近細胞(步驟202)。於掃描期間，行動台檢查藉由鄰近細胞廣播之IEEE 802.16e的FCH資訊，以及發現鄰近細胞(即，目標基地台之候選者)是否具有IEEE 802.16e/16m共存能力(步驟203)。若目標基地台之候選者具有共存能力，則行動台擷取目標基地台之候選者的IEEE 802.16m之SFH資訊(步驟204)。舉例說明，行動台可藉由應用訊框偏移，自IEEE 802.16e/16m共存訊框擷取SFH資訊。於掃描完成之後，行動台執行IEEE 802.16m換手程序，以自服務基地台直接換手至目標基地台之IEEE 802.16m區段，此換手程序係藉由行動台或服務基地台中之任一者決定(步驟205)。
第14圖係依直接換手程序之一實施例的訊息順序圖。如第14圖所示之實例中，行動台執行IEEE 802.16m換手程序，以自唯IEEE 802.16e之服務基地台換手至IEEE 802.16e/16m共存目標基地台。如第14圖所示，行動台發送換手請求訊息至服務基地台，以及接收自服務基地台返回之換手響應。於接收換手響應之後，行動台發送換手指示訊息，以及斷開自服務基地台之服務。行動台隨後對目標基地台之IEEE 802.16m模組可選擇地執行上下行鏈路同步。最終，行動台對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行網路重入，以與目標基地台建立新的資料路徑。於區段切換式換手相比較，直接換手係更簡單且具有更少之通訊報。然而，因為服務基地台可能未辨認出目標基地台之IEEE 802.16m模組，所以服務持續性可能會被破壞。此外， 因為IEEE 802.16e之優化及/或無縫換手程序係不適用，所以換手中斷時間可能更長。
第15圖係經由IEEE 802.16m之直接換手之第一實施例的詳細順序圖。如第15圖所示之實例中，服務基地台將接收自行動台之換手請求轉送至目標基地台之IEEE 802.16e模組，且隨後通過後端信令(backend signaling)將接收自目標基地台之換手響應轉送至行動台。於接收換手響應之後，行動台發送換手指示，以及斷開自服務基地台之服務。行動台隨後對目標基地台之IEEE 802.16m模組執行網路重入。於一實施例中，為了將此直接換手區別於換手程序之其他類型，行動台以IEEE 802.16e識別資訊(例如，換手識別碼(identifier，以下簡稱為ID)或MAC地址)來標識自身，以滿足用於內容交換之直接切換條件。根據接收識別資訊以及偵測直接切換條件，目標基地台之IEEE 802.16m模組同樣可擷取行動台之其他相關資訊，以優化換手程序。需注意，於行動台對目標基地台執行網路重入程序之前，ASN閘道器(gateway)將行動台之資訊自服務基地台轉送至目標基地台。還需注意，IEEE 802.16m標準係自IEEE 802.16e標準演進而來。此二者之設備能力以及配置中存在一些通用性。因此，IEEE 802.16e模組以及IEEE 802.16m模組間之資訊擷取可減少傳輸於空中介面上之訊息容量。
第16圖係用於多載波行動台之經由IEEE 802.16m之直接換手之第二實施例的詳細順序圖。如第16圖所示之實例中，行動台支援兩個RF載波，主載波(primary carrier) RF#1以及次載波(secondary carrier)RF#2。行動台使用次載波RF#2，以執行直接換手程序，同時使用主載波RF#1維持與服務基地台之資料通訊。於網路重入完成，且與目標基地台之IEEE 802.16m模組之新的資料路徑建立之後，行動台即可發送換手指示，以及斷開自服務基地台之服務。藉由利用兩個RF載波，行動台能夠於直接換手程序中始終維持資料通訊。
本發明已以特定實施例作出以說明為目的之描述，但本發明並不限定於此。例如，第1圖中之BS 11以及第2圖中之服務基地台S-BS 11可能不是唯IEEE 802.16e基地台。作為替代，BS 11以及服務基地台S-BS 11可能是IEEE 802.16e/16m共存基地台。類似地，第1圖以及第2圖中之MS 14可能不是IEEE 802.16m行動台。作為替代，MS 14還可能是IEEE 802.16e/16m共存行動台。相應地，對本發明之實施例所實行的多種變化、適應以及多種特徵之組合，皆應涵蓋於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧蜂窩式OFDM/OFDMA系統
21，31，41‧‧‧基頻模組
22，32，42‧‧‧處理器
23，33，43‧‧‧儲存裝置
24，44‧‧‧IEEE 802.16m模組
25，34，45‧‧‧IEEE 802.16e模組
101~106，201~205‧‧‧步驟
11，12，13‧‧‧基地台
14‧‧‧行動台
S-BS 11‧‧‧服務基地台
T-BS 12‧‧‧目標基地台
第1圖係依本發明一實施例之蜂窩式OFDM/OFDMA系統10的示意圖。
第2圖係依本發明一實施例之兩個基地台與一行動台之簡化方塊圖。
第3圖顯示了IEEE 802.16e/16m共存訊框結構的示意圖。
第4圖係定義於IEEE 802.16e標準中之OFDMA下行 鏈路訊框前綴格式的示意圖。
第5圖係依本發明一實施例之區段切換式換手程序之方法的流程圖。
第6圖係區段切換式換手程序之一實施例的訊息順序圖。
第7圖係依行動台啟動的區段切換式換手程序之第一實施例的訊息順序圖。
第8圖係依行動台啟動的區段切換式換手程序之第二實施例的訊息順序圖。
第9圖係依基地台啟動的區段切換式換手程序之第三實施例的訊息順序圖。
第10圖係依基地台啟動的區段切換式換手程序之第四實施例的訊息順序圖。
第11圖係依觸發於既有IEEE 802.16e換手期間之區段切換式換手之第五實施例的訊息順序圖。
第12圖係依觸發於既有IEEE 802.16e換手之後的區段切換式換手之第六實施例的訊息順序圖。
第13圖係依本發明一實施例之直接換手程序之方法的流程圖。
第14圖係依直接換手程序之一實施例的訊息順序圖。
第15圖係經由IEEE 802.16m之直接換手之第一實施例的詳細順序圖。
第16圖係用於多載波行動台之經由IEEE 802.16m之直接換手之第二實施例的詳細順序圖。
101~106‧‧‧步驟

Claims (29)

  1. 一種無線網路中之換手方法，該無線網路支援IEEE 802.16e區段以及IEEE 802.16m區段，該無線網路中之換手方法包含：藉由一行動台掃描多個鄰近細胞，其中，該行動台係由一唯IEEE 802.16e之服務基地台服務或由一IEEE 802.16e/16m共存服務基地台的IEEE 802.16e區段服務；執行一IEEE 802.16e換手程序，以使該行動台自服務該行動台之服務基地台換手至一目標基地台之一IEEE 802.16e區段；以及執行一區段切換程序，以使該行動台自該IEEE 802.16e區段切換至該目標基地台之一IEEE 802.16m區段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線網路中之換手方法，其中，該掃描係基於自服務該行動台之服務基地台獲得之鄰近細胞資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線網路中之換手方法，其中，該掃描包含讀取藉由該目標基地台廣播之一訊框控制標頭，且其中，該訊框控制標頭中之一保留位元係用於指示該目標基地台之IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m之一共存能力。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之無線網路中之換手方法，其中，於該掃描期間，當該訊框控制標頭指示該共存能力時，該行動台更獲得該目標基地台之該IEEE 802.16m區段的一IEEE 802.16m超訊框標頭資訊。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之無線網路中之換手方 法，更包含：將包含具有該共存能力之多個鄰近細胞的一掃描結果報告至服務該行動台之服務基地台，以使該行動台與已報告的具有該共存能力之多個鄰近細胞中之一者換手。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之無線網路中之換手方法，其中，當該訊框控制標頭指示該共存能力時，該行動台啟動該區段切換程序。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之無線網路中之換手方法，其中，該IEEE 802.16e換手程序包含發送一測距請求訊息至該目標基地台之該IEEE 802.16e區段。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無線網路中之換手方法，其中，當該測距請求訊息包含指示該行動台之IEEE 802.16m能力的一媒體存取控制版號時，該目標基地台啟動該區段切換程序。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之無線網路中之換手方法，其中，該區段切換程序觸發於該IEEE 802.16e換手程序期間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之無線網路中之換手方法，其中，該區段切換程序觸發於該IEEE 802.16e換手程序之後。
  11. 一種無線網路中之換手方法，該無線網路支援IEEE 802.16e區段以及IEEE 802.16m區段，該無線網路中之換手方法包含：藉由一目標基地台，向一行動台指示IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m之一共存能力，其中，該行動台係由一唯 IEEE 802.16e之服務基地台服務或由一IEEE 802.16e/16m共存服務基地台的IEEE 802.16e區段服務，且其中，該目標基地台包含一IEEE 802.16e模組以及一IEEE 802.16m模組；執行一IEEE 802.16e換手程序，以使該行動台自服務該行動台之服務基地台換手至該目標基地台之一IEEE 802.16e區段；以及執行一區段切換程序，以使該行動台自該IEEE 802.16e區段切換至該目標基地台之一IEEE 802.16m區段。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之無線網路中之換手方法，其中，該共存能力藉由一訊框控制標頭中之一保留位元指示，其中，該訊框控制標頭藉由該目標基地台廣播。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之無線網路中之換手方法，其中，該目標基地台之該IEEE 802.16m模組自該目標基地台之該IEEE 802.16e模組擷取該行動台之IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m共用資訊，以優化該區段切換程序。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之無線網路中之換手方法，其中，該行動台藉由發送具有區段切換指示之一訊息至該目標基地台，啟動該區段切換程序。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之無線網路中之換手方法，其中，該目標基地台藉由發送具有區段切換之一訊息至該行動台，啟動該區段切換程序。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之無線網路中之換手方法，其中，該區段切換程序觸發於該IEEE 802.16e換手 程序期間。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之無線網路中之換手方法，其中，該區段切換程序觸發於該IEEE 802.16e換手程序之後。
  18. 一種無線網路中之換手方法，包含：藉由一行動台掃描多個鄰近細胞，其中，該行動台係由一唯IEEE 802.16e之服務基地台服務或由一IEEE 802.16e/16m共存服務基地台之IEEE 802.16e區段服務；獲得一目標基地台之一IEEE 802.16m超訊框標頭資訊，其中，該目標基地台指示IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m之一共存能力；以及執行一IEEE 802.16m換手程序，以使該行動台自服務該行動台之服務基地台直接換手至該目標基地台之一IEEE 802.16m區段。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之無線網路中之換手方法，其中，該掃描包含讀取藉由該目標基地台廣播之一訊框控制標頭，且其中，該訊框控制標頭中之一保留位元係用於指示該共存能力。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之無線網路中之換手方法，其中，該行動台以IEEE 802.16e識別資訊向該目標基地台之該IEEE 802.16m區段標識自身。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之無線網路中之換手方法，其中，該IEEE 802.16e識別資訊包含該行動台之一換手識別碼及一媒體存取控制地址中之至少一者。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之無線網路中之換手 方法，其中，該行動台經由一次射頻載波對該目標基地台之該IEEE 802.16m區段執行網路重入，且其中，於該網路重入完成前，該行動台經由一主射頻載波維持與服務該行動台之服務基地台之資料通訊。
  23. 一種無線網路中之換手方法，包含：藉由一目標基地台，向一行動台指示IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m之一共存能力，其中，該行動台係由一唯IEEE 802.16e之服務基地台服務或由一IEEE 802.16e/16m共存服務基地台之IEEE 802.16e區段服務，且其中，該目標基地台包含一IEEE 802.16e模組以及一IEEE 802.16m模組；以及根據偵測一直接切換條件，執行一IEEE 802.16m換手程序，以使該行動台自服務該行動台之服務基地台直接換手至該目標基地台之一IEEE 802.16m區段。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路中之換手方法，其中，該共存能力藉由一訊框控制標頭中之一保留位元指示，其中，該訊框控制標頭藉由該目標基地台廣播。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路中之換手方法，其中，該目標基地台之該IEEE 802.16m模組自該目標基地台之該IEEE 802.16e模組擷取該行動台之資訊，以減小IEEE 802.16m換手中斷時間。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之無線網路中之換手方法，其中，當該目標基地台接收該行動台之IEEE 802.16e識別資訊時，該直接切換條件被偵測出。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之無線網路中之換手 方法，其中，該IEEE 802.16e識別資訊包含該行動台之一換手識別碼及一媒體存取控制地址中之至少一者。
  28. 一種無線網路中之換手方法，該無線網路支援IEEE 802.16e區段以及IEEE 802.16m區段，該無線網路中之換手方法包含：藉由一行動台掃描多個鄰近細胞，其中，該行動台係由一唯IEEE 802.16e之服務基地台服務或由一IEEE 802.16e/16m共存服務基地台之IEEE 802.16e區段服務；以及將一掃描結果報告至服務該行動台之服務基地台，以使該行動台換手至具有IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m之一共存能力的一目標基地台。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之無線網路中之換手方法，其中，該掃描結果僅包含具有IEEE 802.16e以及IEEE 802.16m之該共存能力之多個鄰近細胞。
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