專利名稱：多載波無線通信系統(tǒng)中的掃描和切換操作的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)通信，更具體地，有關(guān)于多載波無線系統(tǒng)中的掃 描和切換(handover)。
背景技術(shù)：
當前無線通信系統(tǒng)中，通常使用5MHz 20MHz的無線電頻寬以達到 100Mbps的峰值傳輸速率。而在下一代無線系統(tǒng)中需求更高的峰值傳輸速率。 例如ITU-R需要1Gbps的峰值傳輸速率用于先進IMT系統(tǒng)，例如第四代移 動通信系統(tǒng)(即4G)。然而，當前的傳輸技術(shù)難以有效實現(xiàn)100bps/Hz的傳 輸頻譜效率。在未來可預(yù)見的幾年內(nèi)，僅可預(yù)期到至多15bps/Hz的傳輸頻譜 效率。因此對下一代無線通信系統(tǒng)則需要更寬的無線電頻寬(即至少40MHz) 以達到1Gbps的峰值傳輸速率。
正交步頁分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)是于 頻率選擇性信道中實現(xiàn)高傳輸速率的有效多任務(wù)協(xié)議，且不含載波間干擾引 起的擾亂。有兩種典型的架構(gòu)可實現(xiàn)OFDM系統(tǒng)中更寬的無線電頻寬。在傳 統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中，采用單一射頻(radio frequency, RF)載波運載一個寬帶無 線信號，在OFDM多載波系統(tǒng)中，采用多個射頻載波運載多個較窄頻帶無線信號。多載波操作也稱為載波聚合(aggregatkm)。與傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)相比， OFDM多載波系統(tǒng)具有多種優(yōu)勢，例如較低的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio)、更易于后向兼容(backward compatibility)以及更大的靈 活性(flexibility)。因此OFDM多載波系統(tǒng)已成為IEEE 802,16m和先進LTE
標準草案中滿足系統(tǒng)需求的基本系統(tǒng)架構(gòu)。
掃描和切換是無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵操作。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單一載波 無線系統(tǒng)中正常掃描程序的消息序列示意圖。在開始掃描程序之前，移動臺 (mobile station, MS)可從服務(wù)基站(serving base station, S-BS) BS#1接收相鄰 基站BS#2和BS#3的參數(shù)。移動臺接著發(fā)送掃描請求至基站BS#1 ，并從基 站BSW接收掃描響應(yīng)。移動臺然后在預(yù)定的掃描周期內(nèi)掃描相鄰的基站。 移動臺也可選擇性地與相鄰的基站進行初始測距。在掃描操作期間，數(shù)據(jù)通 信會因為交錯的掃描間隔而被中斷。在自發(fā)性掃描程序中，移動臺則可在不 妨礙與服務(wù)基站間正常通訊的前提之下利用任何與服務(wù)基站無通訊的時間內(nèi) 進行掃描操作。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的單一載波無線系統(tǒng)中正常切換程序的消息序列示意 圖。在基站發(fā)起的切換操作或移動臺發(fā)起的切換操作中，在移動臺傳輸送出 切換指示消息后，切斷與服務(wù)基站的現(xiàn)存數(shù)據(jù)路徑連接，并且在移動臺進行 與目標基站(target base station, T-BS)的再入網(wǎng)(network reentry)程序期間，停 止任何數(shù)據(jù)傳輸，直到與目標基站建立新的數(shù)據(jù)路徑。在無縫切換(Seamless Handover)程序中，如果目標基站與服務(wù)基站在時域和頻域均完全達到容忍誤 差范圍內(nèi)的同步，則移動臺可立即進行數(shù)據(jù)傳輸，也就是說，在完成下行鏈 路同歩和初始測距之前即進行與目標基站之間的數(shù)據(jù)傳輸。
因此，有待于提出一種OFDM多載波無線系統(tǒng)中全面的解決方案，以提
升多載波掃描和切換操作的執(zhí)行效率并縮短因掃描和切換所引起的數(shù)據(jù)傳輸 發(fā)明內(nèi)容提供OFDM無線通信系統(tǒng)中多載波掃描和交遞運作的全面解決方案。作
為總的設(shè)計思想，建立一個射頻載波作為主載波用于移動臺和服務(wù)基站之間 的控制消息交換和數(shù)據(jù)傳輸，同時建立另一個射頻載波作為移動臺和服務(wù)基 站之間的次載波，用于數(shù)據(jù)傳輸。次載波也可用于移動臺和服務(wù)基站之間的 掃描、初始測距和再入網(wǎng)。
多載波掃描是涉及多個射頻載波的任何掃描運作。在一個實施例中，移 動臺經(jīng)由主載波與服務(wù)基站通信，并且經(jīng)由一個或多個確定的射頻載波執(zhí)行 掃描。確定的載波可包括主載波、次載波、或者包含所述主載波以及一個或 多個次載波的多個載波。當同時采用多個載波執(zhí)行掃描運作時，可減少總掃 描時間。
多載波交遞是涉及多個射頻載波的任何交遞運作。在第一個實施例中，
提供用于移動臺的快速同步的BBE交遞程序。移動臺經(jīng)由主載波從其服務(wù)基 站接收交遞指令命令，接著移動臺采用次載波執(zhí)行與目標基站的下行鏈路同 歩以及選擇性的執(zhí)行上行鏈路同歩。同步完成后，移動臺斷開與服務(wù)基站的 所有載波，并接著經(jīng)由主載波或次載波執(zhí)行與目標基站的再入網(wǎng)，以建立與 目標基站的新數(shù)據(jù)路徑。由于在同步期間采用次載波獲取的全部或部分下行 鏈路/上行鏈路參數(shù)可用于再入網(wǎng)，因此可減少交遞中斷。多載波BBE交遞 程序可應(yīng)用至2-2或者N-N載波交遞情形中。
在第二個實施例中，提供通過交遞間隔的EBB交遞程序。在交遞運作期 間，移動臺請求交遞間隔，并接著執(zhí)行與目標基站的再入網(wǎng)。由于在請求的 交遞間隔內(nèi)執(zhí)行再入網(wǎng)，移動臺和服務(wù)基站之間的任何現(xiàn)存連接仍可保持， 直到移動臺和服務(wù)基站之間建立新的主載波。
在第三個實施例中，提供采用多個載波的不同F(xiàn)A之間和相同F(xiàn)A之間 EBB交遞程序。移動臺經(jīng)由主載波從其服務(wù)基站接收交遞命令，接著移動臺 采用次載波或者次載波執(zhí)行與目標基站的再入網(wǎng)。再入網(wǎng)完成后，移動臺建 立與目標基站的新主載波。最終，移動臺斷開與服務(wù)基站的初始主載波。多或者N-N載波交遞情形中。
在第四個實施例中，提供基站內(nèi)交遞程序。通過基站內(nèi)交遞請求(可選
性的)和命令消息交換，移動臺請求或者服務(wù)基站請求移動臺將其主載波重
新配置為相同服務(wù)基站的另一個載波?；緝?nèi)交遞后，主載波在相同的服務(wù)
基站內(nèi)從一個載波頻率切換至另一個載波頻率。
其它實施例和優(yōu)點在下面進行了詳細描述。本發(fā)明內(nèi)容并非用于限制本
發(fā)明，本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)以申請專利范圍為準。


下列圖示用于說明本發(fā)明實施例，其中相同的標號代表相同的組件。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單一載波無線系統(tǒng)中正常掃描程序的消息序列示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的單一載波無線系統(tǒng)中正常切換程序的消息序列示意圖。
圖3為新穎的多載波無線通信系統(tǒng)中掃描和切換操作設(shè)計的概念性不意圖。
圖4為新穎的多載波掃描操作的方法流程圖。 圖5為多載波無線通信系統(tǒng)中采用主載波的掃描程序示意圖。 圖6為多載波無線通信系統(tǒng)中相應(yīng)于采用主載波的掃描程序的更詳細的 消息序列圖表。
圖7為在多載波無線通信系統(tǒng)中采用次載波的掃描程序示意圖。 圖8為多載波無線通信系統(tǒng)中相應(yīng)于采用次載波的掃描程序的更詳細的 消息序列圖表。
圖9為在多載波無線通信系統(tǒng)中采用包括主載波和次載波的多個載波掃 描程序示意圖。
圖10為多載波無線通信系統(tǒng)中相應(yīng)于采用主載波和次載波的掃描程序 的更詳細的消息序列圖表。圖11為新穎的快速同步多載波BBE切換操作的方法流程圖。
圖12為多載波無線通信系統(tǒng)中采用次載波的快速同步BBE切換程序示 意圖。
圖13A為多載波無線通信系統(tǒng)中BBE切換程序一種實施例的詳細消息 序列圖表。
圖13B為多載波無線通信系統(tǒng)中BBE切換程序另一種實施例的詳細消 息序列圖表。
圖14為2對2載波BBE切換程序的消息序列圖表。 圖15為N對N載波BBE切換程序的消息序列圖表。 圖16為多載波無線通信系統(tǒng)中利用切換間隔的EBB切換程序示意圖。 圖17A為多載波無線通信系統(tǒng)中利用切換間隔的EBB切換程序的一種 實施例的詳細消息序列圖表。
圖17B為利用切換間隔的EBB切換程序的另一種實施例的消息序列圖表。
圖18為新穎的多載波EBB切換操作的方法流程圖。 圖19為多載波無線通信系統(tǒng)190中采用多個射頻載波的EBB切換程序 示意圖。
圖20A為多載波無線通信系統(tǒng)中不同F(xiàn)A之間EBB切換程序的詳細消息 序列圖表示意圖。
圖20B為多載波無線通信系統(tǒng)中相同F(xiàn)A之間EBB切換程序的詳細消息 序列圖表示意圖。
圖21為相同F(xiàn)A之間2對2載波EBB切換程序的消息序列圖表示意圖。 圖22為不同F(xiàn)A之間2對2載波EBB切換程序的消息序列圖表示意圖。 圖23為相同F(xiàn)A之間N對N載波EBB切換程序的消息序列圖表示意圖。 圖24為不同F(xiàn)A之間N對N載波EBB切換程序的消息序列圖表示意圖。 圖25至圖27為在多載波無線通信系統(tǒng)中同一個基站內(nèi)切換(有時也稱為主載波切換)不同實施例的消息序列圖表示意圖。
具體實施例方式
以下為根據(jù)多個圖式對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細描述。
圖3為新穎的多載波無線通信系統(tǒng)30中掃描和切換操作設(shè)計的概念性示
意圖。多載波無線通信系統(tǒng)30包括服務(wù)基站S-BS 31、目標基站T-BS 32、 和移動臺MS 33。移動臺MS 33支持兩個射頻載波(也稱為載波組件) RF#1和RF#2。在圖3所示的例子所表達的設(shè)計理念是，RF#1作為主載波 (primary carrier或anchor carrier)，負責(zé)與服務(wù)基站S-BS 31的消息交換和 數(shù)據(jù)傳輸，而RF弁2作為次載波(secondary carrier或non-anchor carrier)， 用于與服務(wù)基站S-BS31的數(shù)據(jù)傳輸，也可用于與目標基站T-BS32的掃描、 初始測距和再入網(wǎng)。
圖4為新穎的多載波掃描操作的方法流程圖。多載波掃描操作即任何涉 及多個射頻載波的掃描操作。在多載波無線系統(tǒng)中，多載波移動臺支持多個 射頻載波，且使用其中之一作為主載波與其服務(wù)基站進行傳輸數(shù)據(jù)(歩驟 41)。移動臺向服務(wù)基站發(fā)送掃描請求以啟動正常掃描程序(歩驟42)，接 著移動臺從服務(wù)基站接收掃描響應(yīng)(步驟43)。在自發(fā)性掃描程序中，則無 需歩驟42和步驟43。步驟44中，移動臺確定哪個射頻載波用于掃描。確定 的用于掃描的射頻載波可以是主載波、次載波或者主載波和次載波。最后， 歩驟45中，移動臺經(jīng)由確定的一個或多個射頻載波進行掃描。
圖5為多載波無線通信系統(tǒng)50中采用主載波的掃描程序示意圖。多載波 無線通信系統(tǒng)50包括服務(wù)基站S-BS51、相鄰的基站BS 52和BS 53、移動 臺MS 54。移動臺MS 54使用RF#1作為其與服務(wù)基站S-BS51之間的主載波 以及RF#2作為其與服務(wù)基站S-BS51之間的次載波。如圖5中所示，在移動 臺54于主載波RFW上保持與服務(wù)基站S-BS 51的正常操作中，移動臺MS 54 掃描相鄰的基站。因為于交錯掃描間隔期間實施掃描，因此正常數(shù)據(jù)傳輸被 掃描操作周期性中斷。圖6為多載波無線通信系統(tǒng)50中相應(yīng)于采用主載波的掃描程序的更詳細
的消息序列圖表。在圖6所示的例子中，移動臺MS 54通過向服務(wù)基站S-BS 51發(fā)送請求預(yù)定掃描間隔的掃描請求以開啟正常的掃描操作。服務(wù)基站S-BS 51通過發(fā)送掃描響應(yīng)至移動臺MS 54進行回復(fù)，掃描響應(yīng)具有用于掃描的預(yù) 定開始幀(M個幀)和持續(xù)幀(N個幀)。在掃描間隔期間，移動臺MS54 開始測量相鄰基站BS 52的載波#1 (即RFW)，接著采用移動臺MS 54的 主載波RF弁1選擇性實施與基站BS 52的RF弁1的下行鏈路同步程序。其中測 量目標包含無線信號強度(mdio signal strength, RSS)、載波-干擾噪聲比 (carrier-to-interference noise ratio, CINR)禾口往返時延(round trip delay, RTD)。此 外，在可能并且需要的情況下，移動臺MS54可在掃描間隔期間選擇性進行 與基站BS 52 RF#1的初始測距程序。接著另一個相鄰基站BS 53的載波#2 (即RF/Z2)重復(fù)如此的掃描操作。在于正常運作中交錯的附加掃描間隔期間， 可實施附加掃描。
與單載波掃描類似，上述多載波掃描操作僅于主載波RF#1上執(zhí)行，于 RF#1上的數(shù)據(jù)傳輸也因此被迫中斷。然而多載波移動臺MS 54可通過其次 載波RF#2保持與服務(wù)基站S-BS 51的數(shù)據(jù)傳輸。多載波掃描與單載波掃描 的另一個不同之處在于多載波掃描能夠在一個相鄰基站中掃描多個載波。在 --個例子(即IEEE 802.16m系統(tǒng))中，如果相鄰基站支持多個射頻載波，則 移動臺MS 54在網(wǎng)絡(luò)單元基站重新選擇期間掃描相鄰基站的完整配置(fully configured)的載波。因為不完整配置的載波可能不用來執(zhí)行再入網(wǎng)，則移動 臺MS 54無需掃描不完整配置的載波。
圖7為在多載波無線通信系統(tǒng)70中采用次載波的掃描程序示意圖。多載 波無線通信系統(tǒng)70包括服務(wù)基站S-BS71、相鄰的基站BS72和BS73、移 動臺MS 74。移動臺MS 74支持RF#1作為其與服務(wù)基站S-BS71之間的主載 波以及RF#2作為其與服務(wù)基站S-BS71之間的次載波。如圖7中所示，在移 動臺MS 74于主載波RF#1上保持與服務(wù)基站S-BS 71的正常操作中，移動臺MS 74采用次載波RF弁2掃描相鄰的基站。由于采用與主載波不同的載波 執(zhí)行掃描，因此掃描操作不會中斷移動臺MS 74與服務(wù)基站S-BS71之間的 正常的數(shù)據(jù)傳輸。
圖8為多載波無線通信系統(tǒng)70中相應(yīng)于采用次載波的掃描程序的更詳細 的消息序列圖表。移動臺MS 74經(jīng)由主載波RF#1與服務(wù)基站S-BS 71通信， 移動臺MS 74也可經(jīng)由次載波RF#2與服務(wù)基站S-BS 71通信。如圖8所示， 移動臺MS 74首先與基站S-BS 71交換掃描請求和響應(yīng)消息以協(xié)調(diào)并安排掃 描間隔。掃描請求和響應(yīng)消息可于主載波或者次載波上交換。在掃描間隔期 間，移動臺MS 74使用次載波RF#2測量相鄰基站BS 72的載波#1 (即RF#1) 的功率電平，并選擇性進行與基站BS 72的RFW的下行鏈路同步程序。此 外，在可能并且需要的情況下，移動臺MS74可在掃描間隔期間選擇性進行 與基站BS 72的RFW的初始測距程序。接著另一個相鄰基站BS 73的載波 #2 (即RFD)重復(fù)如此的掃描操作。由于采用次載波執(zhí)行掃描操作，因此其 與主載波上的正常操作并行進行，而無需中斷與服務(wù)基站的正常數(shù)據(jù)傳輸。
圖9為在多載波無線通信系統(tǒng)90中同時使用多個載波的多載波掃描程序 示意圖。多載波無線通信系統(tǒng)90包括相鄰的基站BS 91、 BS 92、 BS 93和 BS94以及移動臺MS95。移動臺MS 95支持RF#1作為其主載波以及RF弁2 作為其次載波。如圖9中所示，移動臺MS 95采用主載波RF們掃描相鄰的 基站BS 91和BS 93，而采用次載波RF#2掃描相鄰的基站BS 92和BS 94。
圖10為多載波無線通信系統(tǒng)90中相應(yīng)于同時使用多個載波的掃描程序 的更詳細的消息序列圖表。如圖10所示，在預(yù)定掃描間隔期間，移動臺MS 95采用主載波RFW開始執(zhí)行測量和與基站BS91下行鏈路同步。此外，移 動臺MS 95也采用次另一個載波RF#2開始執(zhí)行測量和與基站BS 92下行鏈 路同歩。在完成掃描和與基站91和92的同步后，移動臺MS 95開始用主載 波RF#1和次載波RF#2分別掃描基站BS 93和BS 94。由于此種掃描操作由 多個載波同時執(zhí)行，因此可減小總掃描時間以及可更快的重新選擇基站。在多載波掃描的一種實施例中，在移動臺執(zhí)行掃描操作時，可不與其服 務(wù)基站連接。在此種情形下，移動臺同時采用多個載波以減少掃描時間。
與多載波掃描操作類似，多載波切換操作可以是涉及多個射頻載波的任 意切換操作。多載波切換操作有多種類型快速同步的"入網(wǎng)之前斷開"
(break-before-entry， BBE)切換、利用切換間隔的"斷開之前入網(wǎng)" (entry-before-break， EBB)切換、利用多載波的EBB切換和基站內(nèi)(intm-BS)主
載波切換。下面詳細描述每種切換操作。
圖11為新穎的快速同步多載波BBE切換操作的方法流程圖。步驟111 中，多載波移動臺經(jīng)由主載波從服務(wù)基站接收切換命令。步驟112中，移動 臺采用次載波執(zhí)行與目標基站的下行鏈路同步和選擇性的上行鏈路同步。完 成同步后，移動臺向服務(wù)基站發(fā)送選擇性的切換指示并且斷開所有載波與服 務(wù)基站的連接(步驟113)。最后，移動臺經(jīng)由主載波或者次載波執(zhí)行與目 標基站的再入網(wǎng)，以與目標基站建立新的數(shù)據(jù)路徑(步驟114)。
圖12為多載波無線通信系統(tǒng)120中采用次載波的快速同步BBE切換程 序示意圖。多載波無線通信系統(tǒng)120包括服務(wù)基站S-BS 121、目標基站T-BS 122、移動臺MS123。移動臺MS123使用載波W作為其與S-BS121之間的 主載波以及載波#2作為其與S-BS121之間的次載波。如圖12中所示，在切 換操作期間，移動臺MS 123使用次載波執(zhí)行下行鏈路同步、獲取目標基站 T-BS 122的下行鏈路/上行鏈路參數(shù)并且在執(zhí)行再入網(wǎng)之前斷開所有載波與 服務(wù)基站S-BS 121的連接。由于目標基站T-BS 122的全部或部分下行鏈路/ 上行鏈路參數(shù)可通過移動臺MS 123的次載波通過與目標基站T-BS 122的同 步過程獲取，因此之后移動臺MS 123可使用這些獲取的信息用于其與目標 基站T-BS 122的再入網(wǎng)。因此可減小切換中斷時間。
圖13A為多載波無線通信系統(tǒng)120中BBE切換程序一種實施例的詳細 消息序列圖表。多載波切換操作可由移動臺MS 123通過與其服務(wù)基站S-BS 121的切換請求消息啟動，或者由服務(wù)基站S-BS 121通過對移動臺MS 123的切換命令啟動。接收切換命令后，移動臺MS 123開始使用其次載波執(zhí)行 與目標基站T-BS 122的同步程序。同步程序可包括執(zhí)行下行鏈路物理層同 步、獲取再入網(wǎng)相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)以及執(zhí)行測距以用于上行鏈路功率/定時/頻 率調(diào)整。完成同步程序后，移動臺123向服務(wù)基站S-BS121發(fā)送切換指示。 接著移動臺123斷開與服務(wù)基站S-BS 121的所有載波連接，并開始使用次載 波執(zhí)行與目標基站T-BS122的再入網(wǎng)程序。再入網(wǎng)之后，次載波(載波#2) 成為新的主載波，移動臺MS 123和目標基站T-BS 122間的新數(shù)據(jù)路徑也得 以建立。
圖13B為多載波無線通信系統(tǒng)120中BBE切換程序另一種實施例的詳 細消息序列圖表。圖13B所示的切換程序與圖13A所示的切換程序類似。使 用主載波執(zhí)行再入網(wǎng)，并且從次載波獲取的下行鏈路/上行鏈路物理層參數(shù)可 交給主載波于執(zhí)行再入網(wǎng)時使用。因此，初始的主載波依然是新數(shù)據(jù)路徑的
新主載波。
圖14為2對2載波BBE切換程序的消息序列圖表。在2對2載波切換 情形中，移動臺經(jīng)由主載波(載波#1)和次載波(載波#2)與其服務(wù)基站通 信，并且在完成2對2載波切換操作后，兩個服務(wù)載波均將被切換至目標基 站的兩個目標載波。對于移動臺發(fā)起的切換，移動臺和服務(wù)基站經(jīng)由主載波 交換切換請求和命令消息。對于基站發(fā)起的切換，移動臺從服務(wù)基站接收切 換命令。由于涉及多載波切換，經(jīng)由后端網(wǎng)絡(luò)(backend或者backbone network),服務(wù)基站通知目標基站多載波切換，并且從目標基站接收切換響 應(yīng)。服務(wù)基站接著將目標載波的指定和配置信息轉(zhuǎn)送至移動臺。斷開與服務(wù) 基站的所有連接后，移動臺于目標主載波上執(zhí)行切換測距(即上行鏈路同歩)。 于目標次載波上的切換測距可執(zhí)行，也可略過，取決于同步狀態(tài)。移動臺接 著于目標主載波上執(zhí)行再入網(wǎng)。藉此，于目標主載波上和目標次載波上同時 建立新的連接。
圖15為N對N載波BBE切換程序的消息序列圖表。在N對N載波切換情形中，移動臺經(jīng)由N個載波(載波W 載波弁N)與其服務(wù)基站通信，并
且在完成N對N載波切換操作后，所有的N個服務(wù)載波將被切換至目標基 站的N個目標載波。上述N對N載波BBE切換程序與圖14所示的2對2 載波BBE切換類似，但與目標主載波或次載波的測距必須在斷開與服務(wù)基站 的所有現(xiàn)存連接后方可執(zhí)行。于目標次載波上的切換測距可執(zhí)行，也可略過， 取決于同步狀態(tài)。在目標主載波的再入網(wǎng)后，可立即建立目標主載波和其它 目標次載波上的所有新連接。
圖16為多載波無線通信系統(tǒng)160中利用切換間隔的EBB切換程序示意 圖。多載波無線通信系統(tǒng)160包括服務(wù)基站S-BS 161、目標基站T-BS 162、 移動臺MS 163。移動臺MS 163使用載波#1作為其主載波以及載波#2作為 其次載波。如圖16中所示，在切換操作期間，移動臺MS163向服務(wù)基站S-BS 161請求切換間隔，并且執(zhí)行再入網(wǎng)。由于在所請求的切換間隔期間執(zhí)行再 入網(wǎng)，移動臺MS163與服務(wù)基站S-BS161之間的現(xiàn)存連接保持不變，直到 移動臺MS 163與目標基站T-BS 162建立新的主載波。
圖17A為多載波無線通信系統(tǒng)160中使用切換間隔的EBB切換程序的 一種實施例的詳細消息序列圖表。在切換準備階段，在移動臺MS 163和服 務(wù)基站S-BS 161之間協(xié)商每個切換間隔的長度。在圖17A所示的例子中， 在預(yù)定間隔期間(N個幀)，移動臺MS 163于次載波上執(zhí)行與目標基站T-BS 162的再入網(wǎng)程序，而保持主載波上與服務(wù)基站S-BS 161的正常通信。經(jīng)由 次載波建立與目標基站T-BS 162的新主載波后，移動臺MS 163立即斷開其 主載波與服務(wù)基站S-BS 161的連接。同時在斷 開時間超時或者從目標基站 T-BS 162接收切換完成消息后(這兩者任何一個均可)，服務(wù)基站S-BS 161 停止所有的下行鏈路/上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸和資源配置。在另一個例子中(圖 17A中未示)，在預(yù)定間隔期間，可于主載波上執(zhí)行再入網(wǎng)程序，在完成再 入網(wǎng)后，主載波依然是新主載波。
圖17B為使用切換間隔的EBB切換程序的另一種實施例的消息序列圖表。在圖17B所示的例子中，移動臺MS 173是單載波移動臺，只支持一個 射頻載波。因此，在移動臺173保持與服務(wù)基站S-BS 171的正常通信時，其 在預(yù)定間隔內(nèi)使用相同的載波實施與目標基站T-BS 172的再入網(wǎng)。
圖18為新穎的多載波EBB切換操作的方法流程圖。在采用多個射頻載 波的EBB切換程序中，多載波移動臺首先經(jīng)由主載波從服務(wù)基站接收切換命 令(步驟181)。接著移動臺采用主載波或者次載波執(zhí)行與目標基站的再入 網(wǎng)(步驟182)。完成再入網(wǎng)后，移動臺建立與目標基站的新主載波(步驟 183)。最終，移動臺斷開與服務(wù)基站的初始主載波(步驟184)。
圖19為多載波無線通信系統(tǒng)190中采用多個射頻載波的EBB切換程序 示意圖。多載波無線通信系統(tǒng)190包括服務(wù)基站S-BS 191、目標基站T-BS 192、移動臺MS 193。移動臺MS 193支持載波#1作為其主載波以及載波#2 作為其次載波。如圖19中所示，在切換操作期間，移動臺MS193首先使用 載波#1或載波#2執(zhí)行再入網(wǎng)，并接著建立與目標基站T-BS 192的新主載波。 在完成再入網(wǎng)后，移動臺MS 193斷開與服務(wù)基站S-BS 191的主載波連接。 有兩種不同類型的多載波EBB切換在不同頻率分配(Frequency Assignment,FA)之間(艮卩inter-FA)的EBB切換和在相同F(xiàn)A之間(intra-FA)的 EBB切換，下面詳述每種切換操作。
圖20A為多載波無線通信系統(tǒng)190中在不同F(xiàn)A之間執(zhí)行EBB切換程序 的詳細消息序列圖表示意圖。在不同F(xiàn)A之間的EBB切換中，完成再入網(wǎng)后 改變主載波頻率。如圖20A所示，移動臺MS 193經(jīng)由主載波(載波#1)從 服務(wù)基站S-BS 191接收切換命令。接著，移動臺MS 193開始采用次載波(載 波#2)執(zhí)行與目標基站T-BS 192的再入網(wǎng)，而同時于初始主載波(載波#1) 上保持與服務(wù)基站S-BS 191的連接。完成再入網(wǎng)后，建立與目標基站T-BS 192的新主載波數(shù)據(jù)路徑，次載波(載波#2)成為新主載波。在斷開時間超 時或者從目標基站T-BS 192接收切換完成消息后(擇兩者中較早發(fā)生者)， 服務(wù)基站S-BS 191停止所有的下行鏈路/上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸和資源配置。圖20B為多載波無線通信系統(tǒng)190中在相同的FA之間執(zhí)行EBB切換程 序的詳細消息序列圖表示意圖。在相同F(xiàn)A之間的EBB切換中，再入網(wǎng)完成 后，主載波頻率保持不變。如圖20B所示，移動臺MS 193經(jīng)由主載波(載 波#1)從服務(wù)基站S-BS 191接收切換命令。執(zhí)行再入網(wǎng)之前，移動臺MS 193 將其主載波切換至次載波#2。接著移動臺MS 193開始采用載波#1 (原先的 主載波)執(zhí)行與目標基站T-BS 192的再入網(wǎng)，同時于其初始次載波(載波#2) 上保持與服務(wù)基站S-BS 191的連接。再入網(wǎng)后，建立與目標基站T-BS 192 的新主載波數(shù)據(jù)路徑，初始主載波(載波#1)成為新主載波。與圖20A所示 的FA間切換類似，在斷開時間超時或者從目標基站T-BS 192接收切換完成 消息后(擇兩者中先發(fā)生者)，服務(wù)基站S-BS 191停止所有的下行鏈路/上 行鏈路數(shù)據(jù)傳輸和資源配置。
圖21為2對2載波在相同的FA之間進行2對2載波EBB切換程序的 消息序列圖表示意圖。在2對2載波切換情形中，移動臺經(jīng)由主載波(載波 #1)和次載波(載波#2)與其服務(wù)基站通信，并且在完成2對2載波切換操 作后，兩個服務(wù)載波將被切換至目標基站的兩個目標載波。對于移動臺發(fā)起 的切換，移動臺和服務(wù)基站經(jīng)由主載波交換切換請求和命令消息。對于基站 發(fā)起的切換，移動臺從服務(wù)基站接收切換命令。由于涉及多載波切換，服務(wù) 基站由后端網(wǎng)絡(luò)(backend或者backbone network)通知目標基站進行多載波切 換，并且從目標基站接收切換響應(yīng)。服務(wù)基站接著將目標載波的指定和配置 信息轉(zhuǎn)送至移動臺。移動臺于一個載波上執(zhí)行與目標基站的切換測距(即上 行鏈路同步)，同時于另一個載波上保持與服務(wù)基站的數(shù)據(jù)連接。如果主載 波用于切換測距，則在測距之前，選擇性的實施主載波切換。測距完成后移 動臺接著執(zhí)行與目標基站之間未完成的(remaining)再入網(wǎng)程序(即密匙交換、 能力協(xié)商等)，并建立與目標主載波的新連接和與目標次載波的新連接。與 目標次載波的切換測距可視同歩狀態(tài)選擇執(zhí)行或略過。切換程序完成后，初 始主載波成為新主載波。圖22為不同F(xiàn)A之間的2對2載波EBB切換程序的消息序列圖表示意 圖。不同F(xiàn)A之間的EBB切換程序與圖21所述的相同F(xiàn)A之間的EBB切換 程序非常類似。區(qū)別在于移動臺可以在次載波上執(zhí)行與目標基站的切換測距 時同時保持與服務(wù)基站在主載波上的連接，并因此無需執(zhí)行主載波切換。切 換程序完成后，次載波成為新主載波。
圖23為相同F(xiàn)A之間N對N載波EBB切換程序的消息序列圖表示意圖。 在N對N載波切換程序中，移動臺經(jīng)由N個載波(載波W 載波弁N)與其服 務(wù)基站通信，并且在完成N對N載波切換操作后，所有的N個服務(wù)載波將 被切換至N個目標載波。相同F(xiàn)A之間N對N載波EBB切換程序與圖21 所示的相同F(xiàn)A之間2對2載波EBB切換類似。在建立目標主載波后立即斷 開所有載波與服務(wù)基站的連接。
圖24為不同F(xiàn)A之間N對N載波EBB切換程序的消息序列圖表示意圖。 不同F(xiàn)A之間N對N載波EBB切換程序與圖22所示的不同F(xiàn)A之間2對2 載波EBB切換類似，并且在建立目標主載波后立即斷開所有載波與服務(wù)基站 的連接。
圖25至圖27為在多載波無線通信系統(tǒng)中同一個基站內(nèi)切換(有時也稱 為主載波切換)的不同實施例的消息序列圖表示意圖。開始基站內(nèi)切換操作 時，通過基站內(nèi)切換請求和命令消息交換，移動臺請求(或者服務(wù)基站要求 移動臺)將主載波重新配置為相同服務(wù)基站的另一個載波?；緝?nèi)切換后， 主載波在相同的服務(wù)基站內(nèi)從一個載波頻率切換至另一個載波頻率。
在圖25所示的例子中，移動臺MS251為單載波移動臺。基站內(nèi)切換請 求(可以是移動臺發(fā)起的切換)以及與服務(wù)基站S-BS 252的命令消息交換后， 移動臺MS251首先斷開舊有的主載波，執(zhí)行下行鏈路/上行鏈路同步，并建 立新主載波。在圖26所示的例子中，基站內(nèi)切換前，于移動臺MS261和服 務(wù)基站S-BS262之間建立主載波(載波#1)和次載波(載波#2)?；緝?nèi)切 換請求(可以是移動臺發(fā)起的切換)以及與服務(wù)基站S-BS262的命令消息交換后，只需將主載波和次載波交換(即載波#2為新主載波，載波#1為新次載 波)，而無需執(zhí)行任何下行鏈路/上行鏈路同步。在圖27所示的例子中，移
動臺MS 271支持兩個射頻載波(載波#1和載波#2)，但是與服務(wù)基站S-BS 272間只建立主載波(載波#1)。基站內(nèi)切換請求(可以是移動臺發(fā)起的切 換)以及命令消息交換后，移動臺MS271采用次載波執(zhí)行下行鏈路/上行鏈 路同步，而無需斷開初始主載波。建立新主載波(載波#2)后，初始主載波 (載波#1)可成為新的次載波或者立即斷開連接。
本發(fā)明雖以較佳實施例描述，然而并不限于此。各種變形、修改和所述 實施例的各種特征的組合均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng) 以申請專利權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種多載波無線通信系統(tǒng)中移動臺掃描相鄰基站的方法，所述方法包括(a)確定一個或多個射頻載波以用于掃描；以及(b)經(jīng)由確定的一個或多個射頻載波執(zhí)行掃描。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動臺經(jīng)由主射頻載波與服務(wù) 基站通信。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中沒有任何基站正在服務(wù)所述移動臺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定的一個或多個射頻載波包 括所述主射頻載波，并且所述移動臺于次射頻載波上保持與所述服務(wù)基站的 數(shù)據(jù)傳輸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定的一個或多個射頻載波包 括次射頻載波，并且所述移動臺于所述主射頻載波上保持與所述服務(wù)基站的 數(shù)據(jù)傳輸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定的一個或多個射頻載波包 括所述主射頻載波以及一個或多個次射頻載波。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述掃描包括測量相鄰基站或所述 服務(wù)基站的另一個射頻載波。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述測量包括測量無線信號強度、 載波-干擾噪聲比和往返時間延遲中的至少一個。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述掃描包括測量相鄰基站或所述 服務(wù)基站的多個完整配置的射頻載波。
10. —種多載波無線通信系統(tǒng)中將移動臺從服務(wù)基站切換至目標基站的 方法，所述方法包括(a)經(jīng)由初始主載波從所述服務(wù)基站接收切換命令；(b)采用次載波執(zhí)行與所述目標基站的同步程序；(C)所述同步程序后，斷開所有載波上與所述服務(wù)基站的所有連接；以及(d)執(zhí)行再入網(wǎng)并且因此經(jīng)由新主載波建立與所述目標基站的數(shù)據(jù)路徑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟(d)中的所述再入網(wǎng)采用所述 次載波執(zhí)行，且所述次載波成為所述新主載波。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述同步程序包括執(zhí)行下行鏈路物理層同步； 獲取再入網(wǎng)相關(guān)的參數(shù)；以及執(zhí)行用于下行鏈路或者上行鏈路的功率/定時/頻率調(diào)整的測距。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟(d)中采用所述初始主載波執(zhí) 行所述再入網(wǎng)，且所述初始主載波采用所述次載波的下行鏈路或者上行鏈路 調(diào)整用于所述再入網(wǎng)，以及所述初始主載波成為所述新主載波。
14. 一種多載波無線通信系統(tǒng)中將移動臺從服務(wù)基站切換至目標基站的 方法，所述方法包括(a) 經(jīng)由主載波以及一個或多個次載波，與所述服務(wù)基站通信；(b) 經(jīng)由所述主載波從所述服務(wù)基站接收切換命令，其中所述切換命令 包括所述目標基站的載波指定和配置信息；(c) 斷開與所述服務(wù)基站的所有連接后，于目標主載波上執(zhí)行與所述目 標基站的測距；以及(d) 于所述目標主載波上執(zhí)行再入網(wǎng)，并且因此于所述目標主載波上以 及--個或多個目標次載波上同時建立連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括 于所述一個或多個目標次載波上執(zhí)行與所述目標基站的測距。
16. —種多載波無線通信系統(tǒng)中將移動臺從服務(wù)基站切換至目標基站的方法，所述方法包括(a) 經(jīng)由主載波從所述服務(wù)基站接收切換命令；(b) 采用次載波執(zhí)行與所述目標基站的測距和再入網(wǎng)，同時于所述主載波 上保持與所述服務(wù)基站的通信；(c) 與所述目標基站建立新主載波數(shù)據(jù)路徑，其中所述次載波成為所述新 主載波；以及(d) 完成所述再入網(wǎng)后，斷開與所述服務(wù)基站的所有載波上的所有連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述切換命令包括所述目標基站 的載波指定和配置信息，以及于目標主載波上執(zhí)行步驟(b)中的所述測距和所 述再入網(wǎng)，并且建立與所述目標主載波的所述新主載波數(shù)據(jù)路徑，同時建立 與目標次載波的第二數(shù)據(jù)路徑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括 于所述目標次載波上執(zhí)行與所述目標基站的測距。
19. 一種多載波無線通信系統(tǒng)中將移動臺從服務(wù)基站切換至目標基站的方法，所述方法包括(a) 經(jīng)由主載波從所述服務(wù)基站接收切換命令；(b) 切換所述主載波至另一載波；(C)采用所述主載波執(zhí)行與所述目標基站的測距和再入網(wǎng)，同時于所述次 載波上保持與所述服務(wù)基站的通信；(d) 與所述目標基站建立新主載波數(shù)據(jù)路徑，其中所述主載波依然是所述 新主載波；以及(e) 完成所述再入網(wǎng)后，斷開與所述服務(wù)基站的所有載波上的所有連接。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述切換命令包括所述目標基站 的載波指定和配置信息，以及于目標主載波上執(zhí)行步驟(b)中的所述測距和所 述再入網(wǎng)，并且建立與所述目標主載波的所述新主載波數(shù)據(jù)路徑，同時建立 與目標次載波的第二數(shù)據(jù)路徑。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進一步包括 于所述目標次載波上執(zhí)行與所述目標基站的測距。
22. —種多載波無線通信系統(tǒng)中將移動臺從服務(wù)基站切換至目標基站的方法，所述方法包括(a) 向所述服務(wù)基站發(fā)送用于請求切換間隔的切換請求；(b) 在請求的所述切換間隔內(nèi)執(zhí)行與所述目標基站的再入網(wǎng)；(c) 與所述目標基站建立新主載波數(shù)據(jù)路徑；以及(d) 保持與所述服務(wù)基站的通信直到建立所述新連接。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在切換準備階段，所述切換間隔 的長度經(jīng)與所述服務(wù)基站協(xié)商決定。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中采用次載波執(zhí)行所述再入網(wǎng)，以 及所述次載波成為所述新主載波。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中采用所述主載波執(zhí)行所述再入網(wǎng)， 以及所述主載波依然為所述新主載波。
26. —種多載波無線通信系統(tǒng)中在服務(wù)基站內(nèi)將移動臺從---個載波切換 至另一個載波的方法，所述方法包括(a) 經(jīng)由初始主載波與所述服務(wù)基站通信；(b) 從所述服務(wù)基站接收基站內(nèi)切換命令；以及(c) 經(jīng)由次載波建立新主載波數(shù)據(jù)路徑。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中采用所述次載波執(zhí)行測距后，建 立所述新主載波。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其屮在所述切換程序前即存在所述次 載波，并且采用所述次載波建立所述新主載波無需執(zhí)行測距。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中建立所述新主載波后，斷幵所述 初始主載波，或者將所述初始主載波重新配置為新次載波。
全文摘要
提供OFDM無線系統(tǒng)中多載波掃描和切換操作的全面解決方案。多載波掃描是涉及多個射頻載波的掃描操作。在實施例中，移動臺經(jīng)由主載波與服務(wù)基站通信，且經(jīng)由一個或多個載波執(zhí)行掃描。多載波切換是涉及多個射頻載波的切換操作。第一實施例中，提供快速同步BBE切換程序。第二實施例中，提供通過切換間隔的EBB切換程序。第三實施例中，提供多載波的不同F(xiàn)A之間和相同F(xiàn)A之間的EBB切換程序。第四實施例中，提供基站內(nèi)切換程序。多載波切換程序可應(yīng)用至2對2或N對N載波切換中。所提供的方法可縮短總掃描時間和切換中斷時間。
文檔編號H04W36/00GK101690318SQ200980000532
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者傅宜康, 周照欽, 陳義升 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司