TWI411324B

TWI411324B - 基地台、行動台以及基地台、行動台及通訊網路運作方法

Info

Publication number: TWI411324B
Application number: TW098130180A
Authority: TW
Inventors: Yung Han Chen; Fang Ching Ren; Chi Fang Li
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2013-10-01
Also published as: EP2164288A3; TW201026115A; BRPI0905033A2; RU2486702C2; CN101674626A; EP2164288A2; US20100069073A1; RU2009133915A

Description

基地台、行動台以及基地台、行動台及通訊網路運作方法

本發明係關於無線通訊系統，更係關於無線通訊系統切換技術。

行動通訊無線網路，例如同胞狀網路，會依地理位置區分成數個分散、但通常仍有相互重疊區域之細胞(cell)。各基地台(Base station，BS)負責細胞中各行動台(Mobil station，MS)間之通訊。當行動台從一個細胞移動到另一個細胞時，此行動台會與基地台進行換手程序(handover process)，而將控制權由一個基地台轉移至另一個基地台，此即行動台與基地台間發生換手程序之所在。由於每個基地台係可能支援某一種或多種通訊架構與通訊協定的運作，在執行換手程序時就必須所支援的通訊架構與通訊協定納入考慮。

目前已經發展了許多種的換手程序技術，例如：美國專利6,115,608 Duran等人發表於2000年9月5日(‘608專利案)，描述了系統間換手的方法與裝置。該‘608專利中，行動台能對不同通訊系統基地台之識別碼(ID)予以辨識，並以此因應換手程序之請求。在一主動呼叫模式(active call mode)下，為維持主動呼叫並更進一步於通道中傳輸換手請求時，行動台會監測鄰近細胞基地台所發出關於維持接收訊號表、該細胞ID及其訊號品質之訊號格式。另一個例中，由Jones等人發表於2006年3月27日之美國專利7,010,300號(‘300專利案)，亦描述了無線通訊之換手系統與方法。在該‘300專利中，行動台使用一協定與一個存取系統聯繫，並使用一第二個協定與第二個存取系統聯繫。在行動台註冊於第二個存取系統之後，行動台與第一個存取系統進行的通訊對話會藉由第二個通訊協定交接給第二個存取系統。

然而，這些傳統的技術並不適用於舊式基地台與新開發的新式基地台並存的環境。新式基地台和行動台必需具有向下支援舊式基地台之相容性。再者，若新式基地台與行動台在新式運作模式之外還支援傳統運作模式時，則在傳統運作模式與新式運作模式間之切換還需要一個系統切換程序，以將進行中的通訊對話或進接連結在切換運作模式後依然能傳遞於行動台與基地台兩者間。

本發明提供一種基地台運作方法，用於進行無線通訊，包括提供一第一訊區及一第二訊區，用以進行無線通訊；在第一訊區中使用一第一運作模式；在第二訊區中使用一第二運作模式操作；使用該第一運作模式與位處該第一訊區之一行動台進行通訊；判斷該行動台是否有能力同時使用該第一運作模式及該第二運作模式而運作；以及若判斷該行動台有能力同時使用該第一及第二運作模式而運作，則執行一訊區切換程序，用以將該行動台自使用該第一運作模式之該第一訊區切換至使用該第二運作模式之該第二訊區。本發明另提供一種行動台運作方法，而該行動台能夠以一第一運作模式及一第二運作模式通訊，包括於該第一運作模式下與一基地台之一第一訊區通訊；使用該第一運作模式建立與該基地台之一通訊連結；判斷該基地台是否能夠同時以該第一及該第二運作模式運作；執行一訊區切換程序，用以將該行動台自使用該第一運作模式之該第一訊區切換至和使用該第二運作模式之該第二訊區；以及以該第二運作模式運作，用以與該基地台之該第二訊區通訊。

本發明另提供一種通訊網路操作方法，用以進行無線通訊，包括：提供能夠以第一運作模式運作之一第一基地台；提供具備一個或一個以上訊區並且能夠以至少一第二運作模式運作之一第二基地台；提供至少能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作之一基地台；透過行動台與該第一基地台及該第二基地台兩者之一者進行通訊；以及執行一換手程序以使該行動台切換於該第一基地台與第二基地台之間。

本發明另提供一種基地台，用以進行無線通訊，包括：一個或一個以上的天線；一收發器，耦接至該等天線，用以對數個基地台接收並發送通訊資料；以及一處理器，用以：提供一第一訊區及一第二訊區，以進行無線通訊；使用一第一運作模式操作該第一訊區；使用一第二運作模式操作該第二訊區；使用該第一運作模式與該第一訊區中之一行動台進行通訊；判斷該行動台是否能夠同時以該第一運作模式及該第二運作模式運作；以及若該行動台被判斷為能夠同時以該第一運作模式及該第二運作模式運作時，則執行一訊區切換程序以將該行動台從使用該第一運作模式之該第一訊區切換至使用該第二運作模式之該第二訊區。

本發明另提供一種基地台，能夠以一第一運作模式及一第二運作模式進行通訊，包括：一個或一個以上的天線；一收發器，耦接至該等天線，用以對數個基地台接收並發送通訊資料；以及一處理器，用以：執行該第一運作模式而與一基地台之一第一區進行無線通訊；建立與使用該第一運作模式之該基地台間之一通訊連結；判斷該基地台是否能夠同時以該第一運作模式及該第二運作模式運作；若該基地台被判斷為能夠同時以該第一運作模式及該第二運作模式運作時，則執行一訊區切換程序以將該行動台從使用該第一運作模式之該第一訊區切換至使用該第二運作模式之該第二訊區；以及執行該第二運作模式以與該基地台之該第二訊區進行通訊。

本發明另提供一種行動台，用以進行無線通訊，包括：一個或一個以上的天線；一收發器，耦接至該等天線，用以對數個基地台接收並發送通訊資料；以及一處理器，用以：提供一第一運作模式，用以與能夠操作於該第一運作模式的一第一基地台進行通訊；提供一第二運作模式，用以與能夠在一第一訊區運作於該第一運作模式且能夠在一第二訊區運作於該第二運作模式的一第二基地台進行通訊；與該第一基地台及該第二基地台其中之一進行通訊；以及執行由該第一基地台切換至該第二基地台之一換手程序。

下文為介紹本發明之最佳實施例。各實施例用以說明本發明之原理，但非用以限制本發明。本發明之範圍當以後附之權利要求項為準。

第1圖為依照本發明一實施例之一示範通訊環境100。如第1圖所示，通訊環境100包括兩個基地台110與120及一個行動台130，其中該無線通訊網路可使用多種系統，例如：分碼多重存取(CDMA)系統、寬頻分碼多重存取(WCDMA)系統、無線區域網路(WLAN)、全球互通微波存取(WiMAX)系統、正交分頻多重存取(OFDMA)系統，此處基地台與行動台的數量僅為說明此實施例，並非用以限制本發明，其間可採用其他任意數量的基地台與行動台，或者增加其他的裝置。基地台110可控制細胞112；基地台120可控制細胞122；而行動台130則在不同基地台所控制的兩區域間移動，在第1圖中，行動台130從基地台110控制的區域移動到基地台110與基地台120重疊控制的區域。

另外，基地台110係一新式基地台，而基地台120則係一舊式基地台，然而其他形式不在此限。本文所述之舊式基地台，指的是依照舊式規格而操作於舊式運作模式之基地台。舊式規格乃相對於新式規格而言。舊式規格，係指採用如IEEE 802.16、IEEE 802.16e等等標準之規格，其雖然仍被使用，但卻落後於其他能提供更高速、更高頻寬與更高效能的規格。本文所述之新式基地台，係指依照一個或一個以上的新式規格而操作於新式運作模式之基地台。新式基地台亦支援舊式運作模式以向下相容於舊式基地台。

舉例而言，一個依照IEEE 802.16e標準而實現或架設的基地台，雖然已納入IEEE 802.16-2009之標準，但其仍視為一舊式基地台，而一依照IEEE 802.16m標準而架設之基地台則可視為一新式基地台，其可提供向下相容於IEEE 802.16e標準。其他標準可依此類推適用。

新式基地台110包括兩個或兩個以上之訊區(zone)，例如：舊式訊區與新式訊區。本文所指訊區，包括為了支援一細胞上一特定運作模式而由該基地台所配置的系統、硬體與軟體及其各類資源。因此，一個舊式訊區可以是用於舊式通訊操作的時域與頻帶，而新式訊區則可以是用於新式通訊操作的時域與頻帶。此外，一個訊區同樣也包括了細胞內特定覆蓋區。

操作時，基地台110會保留部分資源讓舊式訊區的舊式運作模式得以進接(access)，亦保留部分資源讓新式訊區的新式運作模式得以進接。舊式訊區與新式訊區可能分別覆蓋細胞112裡相異的區塊，也可能重疊於某些區塊之上。無線通訊資源包括諸如記憶體、處理器、後端伺服器、網路運作裝置、資料庫、傳輸機會等軟體或硬體資源。

行動台130可操作於新式運作模式或舊式運作模式中，因此行動台130可能會選擇其中一特定模式以進接該基地台110。舉例而言，行動台130可使用舊式運作模式去進接基地台110的舊式訊區，而可使用新式運作模式去進接基地台110的新式訊區。此外，行動台130亦可利用訊區切換程序或是系統切換程序來切換進接於舊式訊區與新式訊區。

一個正在提供行動台130服務或有效進接連結的訊區，稱之為服務訊區(serving zone)，而行動台所切換至之訊區則稱之為目標訊區(target zone)。因此，舊式訊區與新式訊區皆有可能是服務訊區或目標訊區，而訊區切換可以是從舊式訊區切換至新式訊區，抑或是從新式訊區切換至舊式訊區。此外，訊區切換程序可由行動台130或是基地台110來啟動。

在訊區切換的過程中，行動台會執行登入程序而建立與目標訊區的進接連結。若行動台130在執行與目標訊區的登入程序前先中斷與服務訊區的進接連結，稱作先斷後連訊區切換，其乃由於行動台130在建立與目標訊區的連結前已先中斷了原本的進接連結之故。先斷後連訊區切換亦可稱為先斷後進訊區切換。

另一方面，若行動台130先執行目標訊區的登入程序後才中斷與服務訊區的進接連結，稱之為先連後斷訊區切換，其乃由於行動台130先與目標訊區建立進入連結始中斷原本的連結之故。先連後斷訊區切換亦可稱為先進後斷訊區切換。

回到第1圖，基地台110與120包括各種無線通訊與無線基地台的型態，例如：依IEEE 802.16e、IEEE 802.16m或其他標準而建立的陸基通訊基地台(land-based communication base station)或衛星式通訊基地台。第2圖為範例基地台210之通訊示意圖，表示基地台110或120與行動台130間之通訊狀態。

如第2圖所示，基地台210包括各種適當形式的聲音、資料或整合聲音與資料之通訊器材，用以提供高速資料或聲音傳輸。舉例而言，基地台210可能包括了收發器220、一個或一個以上之天線240。收發器220包括了各種類型的傳送器與接收器，以便於從基地台210傳送資料給其他無線裝置，或從其他無線裝置接收資料。收發器220亦包括了任何需要的功能元件、處理器、電路，以提供編碼、解碼、調變、解調、導頻符號插入移除，以及其他無線頻道相關功能。再者，收發器220可使用一個或一個以上之天線240，並以不同之組態來傳送接收資料，例如：單輸入單輸出(single-input and single-output，SISO)、單輸入多輸出(single-input and multiple-output，SIMO)、多輸入單輸出(multiple-input and single-output，MISO)、多輸入多輸出(multiple-input and multiple-output，MIMO)。

行動台130包括各種適當之通訊端，而此通訊端能以各種通訊標準為基礎與基地台210通訊，例如IEEE 802.16(IEEE 802.16e、IEEE 802.16m)或是CDMA、WCDMA、GSM等。行動台可能包括一些終端裝置像是行動電話、手持裝置或者其他無線裝置。行動台130亦可能藉由基地台210與其他通訊端(未標示於圖上)如有線通訊裝置或無線通訊裝置，直接或間接的信號傳遞。此外，行動台130亦包括收發器230，作為行動台130與基地台210或與其他通訊端間的信號傳輸之用。

收發器230包括任何型式的行動裝置收發器，例如：一個有共同頻率控制的接受器與發送器的結合體。收發器230包括多種電路，當從收發器230接收與傳送運算時可進行信號的處理。

此外，行動台130包括了一個或多個天線250，作為收發器230從基地台210接收與傳送信號之裝置。行動台130亦可設置成單輸入單輸出(SISO)、單輸入多輸出(SIMO)、多輸入單輸出(MISO)、多輸入多輸出(MIMO)等操作組態。行動台130從基地台210上，透過兩者間建立的下行鏈路接收信號或資料，並透過兩者間建立的上行鏈路對基地台210傳送資料。

行動台130與基地台210可藉由一個控制器(未示於第2圖)來控制。第3圖為一個應用於行動台130或基地台210之控制器示意圖。如第3圖所示，控制器300包括了一個處理器302、隨機存取記憶體(RAM)304、唯讀記憶體(ROM)306、儲存裝置308、輸出/輸入介面310與通訊界面312。在圖中，控制器300裡的所有裝置僅為例示而並非用以限制本發明，所列裝置之數量是可以變更的，部份裝置是可以移除，而其他裝置亦可以加入。

處理器302可包括了各種形式的通用式微處理器、數位信號處理器、特定應用積體電路(ASIC)與微控制器。處理器302藉由執行一連串的電腦程式指令來處理各種處理程序函數，並控制函數產生的資訊。處理器302可以連接或進接於諸如收發器、其他處理機、射頻裝置與天線等裝置。

隨機存取記憶體304、唯讀記憶體306包括各種型式的隨機存取記憶體與唯讀記憶體，儲存裝置308包括各種型式的大量儲存裝置，用以提供儲存各種處理器302所需要的處理程序/程式。舉例而言，儲存裝置308可為一個或多個硬碟機、光碟機、軟式磁碟機或其他可以提供儲存空間的磁碟機。

輸出/輸入介面310可藉由處理器302來傳送控制信號或資料信號至其他裝置，亦可藉由處理器302來接收其他裝置傳來的控制信號與資料信號。通訊介面312提供了通訊連結，使得控制器300可與其他系統如電腦網路、網際網路等交換資訊。

如前所述，行動台130與基地台110間之訊區切換作業而必須由行動台130或基地台110啟動。第4圖為一個行動台啟動區域切換程序之流程圖。本文中除另有定義，此程序之所有的步驟皆由基地台110、基地台120、及行動台130來執行，更精確地說，其皆由基地台110、基地台120、行動台130上之處理器302來執行。

如第4圖所示，行動台130啟動訊區切換作業，並以先連後斷之方式與一新式基地台110進行訊區切換程序。首先，行動台130須先確認基地台110的訊區切換執行能力(步驟402)。若基地台110可有效的利用舊式訊區及新式訊區而與行動台130通訊，則此基地台則視為有訊區切換執行能力。基地台110可使用一種方法來告知行動台130其有能力執行訊區切換，例如傳送另有訊區指示訊息(Alternative Zone Indicator，ALT_ZON-IND)給行動台130，或者，基地台110亦可透過傳輸至行動台130之其他訊式型式之替代訊區指示訊息來告知行動台130其能力。

替代訊區指示係為訊息中之一旗標、一位元、或多個位元。舉例而言，IEEE 802.16系統之框架控制標頭檔(frame control header，FCH)之一保留位元，即可用以表示該另有訊區指示，請見表1。

如表1所示，另有訊區指示乃是利用原型FCH中的一個未使用的保留位元。此處在變型FCH中重新定義該保留位元的值為”1”時表示有能力執行訊區切換(例：依據IEEE 802.16m的新式傳輸模式)；當此保留位元的值為”0”時表示不支援訊區切換。也有使用其他檢測是否有能力執行訊區切換的方法。

在確認了基地台110是否有能力執行訊區切換(步驟402)後，行動台130發送請求訊區切換的訊息，例如發送行動台訊區切換請求(MS zone switch request)MSZS-REQ至基地台110(步驟404)。行動台130透過服務訊區發送行動台訊區切換請求MSZS-REQ至基地台110以請求執行訊區切換。訊區切換請求包括行動台130的識別資訊，用以通知基地台110何者正在請求訊區切換。

從行動台130收到了訊區切換的請求之後，基地台110會決定是否接受或拒絕訊區切換的請求。若基地台110決定接受訊區切換請求，則基地台110執行訊區切換準備(步驟406)。基地台110也同時配置好目標訊區的資源，以提供與服務訊區相同的服務品質(QOS)。此外，基地台110會傳送或對映使用者基本資料、所有參數、訊息、鏈接控制所需資源(例如認證授權、金鑰管理、註冊資訊、計時器、緩衝區、轉接序列、以及從服務訊區切換至目標訊區所須之要件)。

基地台110也會以行動台訊區切換回應訊息(MS zone switch response)MSZS-RSP答覆行動台130。該行動台訊區切換回應訊息MSZS-RSP包括關於訊區切換之資訊，又包括目標訊區資訊，例如：同步化參數(如：同步化通道索引(synchronization channel index)、目標訊區之時差補償)、新行動台之識別資訊、訊區切換計時、選擇性之新加密組態及參數。

另外，若基地台110拒絕了訊區切換的請求，則基地台110可忽略該請求，或傳送帶有拒絕指示之訊息給行動台130。一段時間過後，若行動台130仍無收到訊區切換回應或是接收到拒絕指示，行動台130將會停止訊區切換程序。

假設基地台110接受了訊區切換請求，或給予接受該MSZS-RSP訊息之指示，則行動台130開啟對目標區之運作模式(步驟410)。行動台130亦執行目標訊區之登入程序以建立與目標訊區的進接連結(步驟412)。在切換計時終止前，若目標訊區的所有登入程序已經成功地執行完畢，則行動台130將會透過服務訊區傳送轉移指示，例如：行動台訊區切換指示(MS zone switch indication)MSZS-IND訊息，來通知基地台110目標區登入程序已成功執行(步驟414)。

在接收了行動台訊區切換指示訊息MSZS-IND後，該基地台110釋放出原本提供給行動台130服務訊區之資源，並為行動台130清除該服務訊區狀態機參數(步驟416)。基地台110亦對成功進入目標訊區、及服務區的資源之釋放進行確認。於是，行動台130將服務訊區的運作模式予以關閉(步驟418)。

第5圖表示另一種行動台啟動訊區切換之實施例。如第5圖所示，對該基地台110之該訊區切換作業是由行動台130透過一先斷後連訊區切換程序而啟動。操作步驟502、504、506與508分別和第4圖之步驟402、404、406與408相同。

在步驟510中，行動台130在執行任一目標訊區登入程序前，會傳送一個訊區切換指示訊息(例如行動台訊區切換指示MSZS-IND訊息)至基地台110。在接收了訊區切換指示訊息後，基地台會釋放給予行動台130之服務訊區資源(步驟512)，此步驟與第4圖之步驟416相似。基地台110透過該服務訊區而接收該行動台訊區切換指示訊息。

此外，行動台130開啟對目標訊區的運作模式，並關閉對服務訊區的運作模式(步驟514)，此步驟與第4圖之步驟410和418相似。再者，行動台130執行一目標訊區之登入程序以建立與該目標訊區之進接連結，此步驟與第4圖之步驟412相似。

對第4圖及第5圖中所述之訊區切換程序而言，若行動台130欲取消該訊區切換程序，則行動台130可利用訊區切換指示訊息並透過服務訊區來傳送一取消請求至基地台110。在接收取消請求之後，基地台110停止該訊區切換程序，但卻不在服務訊區中將資源釋放給行動台130。此外，行動台130亦須決定在哪些狀況下該使用先連後斷方式或先斷後連方式，這些狀況包括：服務訊區與目標訊區的狀態、訊區切換成功率之評估、與基地台110間現存進接連結之狀態與品質等等。

第6圖表示一基地台啟動訊區切換程序之實施例。如第6圖所示，對該行動台130之該訊區切換作業是由基地台110透過一先連後斷訊區切換程序而啟動。首先，基地台110先對行動台130執行訊區切換的能力予以確認(步驟602)。若行動台130可支援與基地台110間以舊式運作模式或新式運作模式進行通訊，則認定其有能力執行訊區切換程序。此外，基地台110還有許多的方法可以確認行動台130執行訊區切換之能力。

舉例而言，基地台110可檢驗新式行動台的指示訊息，或夾帶於從行動台130而來之其他訊息中之新式行動台指標。行動台130可傳送一新式行動台指示訊息，亦可自動或依基地台110之請求，傳送夾帶於其他訊息中之一新式行動台指標。新式行動台指示訊息或一新式行動台指標可用以指出行動台130為新式行動台還是舊式行動台。

新式行動台指標可以是訊息中之一旗標、一位元、或多個位元。舉例而言，新式行動台指標可夾帶於上行鏈路控制訊息，例如可利用於IEEE 802.16系統中測量請求(RNG-REQ)裡的一保留位元代表此類訊息，如下表2所示。

如表2所示，新式行動台指示(Advanced MS Indicator)乃是利用原型RNG-REQ中的一個保留位元。此處在變型RNG-REQ中重新定義當此單一保留位元之值為”1”時，其表示有能力執行訊區切換(例如：依IEEE 802.16m標準之新式模式)，當此單一保留位元之值為”0”時，其表示不支援訊區切換。

在確認行動台130有能力執行訊區切換(步驟602)之後，基地台110會執行訊區切換準備(步驟604)。舉例而言，基地台110會確認目標訊區是否已啟用，如果目標訊區尚未啟用，基地台會在訊區切換的準備過程中啟動目標訊區。基地台110也會將目標訊區的資源予以分配，以提供與服務訊區相同的品質與服務(QOS)。此外，基地台110會傳送或對映使用者基本資料、所有參數、訊息、鏈接控制所需資源(例如認證授權、金鑰管理、註冊資訊、計時器、緩衝區、轉接序列、以及從服務訊區切換至目標訊區所須之要件)。

此外，基地台110會傳送訊區切換訊息(例如：基地台訊區切換請求BSZS-REG)給行動台130以啟動訊區切換程序。訊區切換請求訊息包括目標訊區資訊，如同步化參數(如：同步化通道索引、目標訊區之時間補償)、新行動台之識別資訊、訊區切換計時、選擇性之新加密組態及參數。

剩下的操作步驟608、610、612、614、616分別與第4圖中的操作步驟410、412、414、416、418相似，用以透過先連後斷程序來完成行動台130與基地台110間的訊區切換程序。

第7圖表示另一個基地台啟動訊區切換程序之實施例。如第7圖所示，對該行動台130之該訊區切換作業是由基地台110透過一先斷後連訊區切換程序而啟動。操作步驟702、704、706與第6圖之操作步驟602、604、606相似。操作步驟708、710、712、714與第5圖之操作510、512、514、516相似或相同，用以透過先斷後連程序來完成行動台130與基地台110間之訊區切換程序。

與行動台啟動訊區切換程序類似，在第6圖與第7圖所示基地台啟動訊區切換程序中，若行動台130欲取消訊區切換程序，則行動台130須使用訊區切換指示訊息並將一取消請求透過服務訊區傳送至基地台110。在基地台110接收到該取消請求後，基地台110將停止該訊區切換程序，並且將行動台130在舊式訊區的資源予以保留。

回到第1圖，行動台130可從細胞112移動至細胞122，或從細胞122移動至細胞112，其間會執行換手程序，以使行動台130在基地台間或細胞間切換時，仍能保持有效的通訊對話或連結。行動台130切換至一細胞，而控制該細胞之基地台稱為目標基地台，而控制行動台130切換前之細胞的基地台則稱為服務基地台。服務基地台或目標基地台可以是新式基地台或舊式基地台。因此換手程序需包括從服務中的舊式基地台切換到目標的新式基地台，以及從服務中的新式基地台切換到目標的舊式基地台。從服務中的舊式基地台切換到目標的舊式基地台，或從服務中的新式基地台切換到目標的新式基地台，都係在同一個系統標準下換手，或換手程序介於同一系統中，本文對此不再贅述。

此外，換手程序包括一階段換手程序與二階段換手程序。此處所使用的一階段換手程序，指的是從服務基地台至目標基地台間的一單一切換。而二階段換手程序，指的則是從服務基地台至目標基地台間的一個以上之切換。舉例而言，二階段換手包括了服務區到目標區的切換，以及服務訊區到目標訊區的訊區切換。第8圖則說明了一個從服務中的舊式基地台(例如基地台120)到目標的新式基地台(例如基地台110)的一階段換手程序實施例。

如第8圖所示，基地台130取得鄰近細胞資訊(步驟802)。行動台130自服務中的舊式基地台(基地台120)取得到鄰近細胞的資訊。舉例而言，行動台130接收並分析自服務基地台或目標基地台而來之特定訊息以取得該鄰近細胞資訊。行動台130依據舊式同步資訊與新式同步資訊間之關聯性來分析該鄰近細胞的資訊。也就是說，服務中的基地台(基地台120)提供了一連串的資訊來明示或暗示該基地台130某些鄰近的基地台可能是新式基地台。

舉例而言，使用IEEE 802.16e標準的舊式基地台120將一舊式前導訊號索引(preamble index)加入鄰近細胞廣播訊息(例如MOB_NBR-ADV)之中，以告知附近有使用IEEE 802.16m的新式基地台的存在。行動台130會依據鄰近細胞的廣播訊息裡的舊式同步資訊來掃描並搜尋鄰近的舊式基地台，並且依據鄰近細胞的廣播訊息裡的舊式同步資訊所對映之資訊來搜尋鄰近的新式基地台。

舊式廣播訊息中可能暗藏或明示附近的新式基地台之相關訊息，例如：同步資訊、能力資訊等。舊式前導訊號(如：IEEE 802.16e preamble)與新式前導訊號(如：IEEE 802.16m preamble)或其索引的對映關係可預先定義。因此舊式基地台(例如：IEEE 802.16e BS)須增加一新式(如：IEEE 802.16m BS)前導訊號索引至該鄰近細胞廣播訊息(例如：MOB_NBR-ADV)之中，以指出附近存在的新式基地台可能的前導訊號索引。行動台130與服務的舊式基地台120會依據廣播訊息建議的舊式(如：IEEE 802.16e)前導訊號索引來搜尋附近的舊式基地台，亦會依據相關的新式(如：IEEE 802.16m)前導訊號索引來搜尋附近的新式基地台。

舉例而言，舊式鄰近細胞廣播訊息(例如MOB_NBR-ADV)會加至鄰近基地台之資訊。由於加入的新式基地台資訊格式必須與舊式的格式相同，因此資訊必須被重新定義。此外，可將指標加入，以辨別從鄰近廣播資訊是來自舊式基地台或新式基地台。舉例而言，在IEEE 802.16e之MOB_NBR-ADV訊息中的”前導訊號索引”為一8位元之欄位，其中最高次位元(MSB)係一再利用係數(reuse factor)，而剩下的7個位元則表示114個前導訊號索引。因為依據IEEE 802.16m標準，最少要有512個次要同步通道(S-SCH)或次要先進前導訊號(SA-Preamble)，因此依照舊式鄰近細胞廣播訊息(IEEE 802.16e MOB_NBR-ADV)的定義格式可能無法充分表示所有新式系統的次要同步通道或次要先進前導訊號索引(IEEE 802.16m SCH或SA-Preamble)。

然而，因為該MOB_NBR-ADV訊息中”前導訊號索引”可以表示128個值(7位元)，而其中只有114個被使用，還有14個未被使用。此外，最高次位元之再利用係數對此14個未用值並不代表任何意義，因此可將其合併計算，則一共有28個數值是未使用的。因此，這28個未使用之值可用來作為IEEE 802.16e的前置/同步通道序號與IEEE 802.16m資訊之分界。其中，我們假設數值0~113用來表示IEEE 802.16e前導訊號索引組中的前導訊號索引。換句話說，若該”前導訊號索引”欄之值小於或等於113(屬於IEEE 802.16e的前文索引組)，則所有的IEEE 802.16e與IEEE 802.16m系統可將此前文索引視為一個有效的IEEE 802.16e前文索引。然而，若該”前導訊號索引”欄之值大於113，此該IEEE 802.16e系統將因無法解讀此值而將其所關連之鄰近細胞資訊予以忽略，而該IEEE 802.16m系統則將此值視為有效的鄰近細胞資訊。再者，該IEEE 802.16m可將預先定義好之參數與訊內容依照舊式TLV(型式type、長度length、值value)原則編碼。

在取得該鄰近細胞資訊後(步驟802)，行動台130可依據相鄰細胞資訊找出候選的鄰近新式基地台(步驟804)。或者，行動台130亦可藉由自動掃描鄰近基地台來發現新的目標基地台。此外，行動台130可基於預設標準(例如信號品質、通訊品質…等)來決定目標新式基地台(如基地台110)。而行動台130或服務基地台120可啟動與服務中舊式基地台的舊式換手程序(步驟806)。在舊式換手程序結束後，行動台130或基地台120會中斷與服務中舊式基地台的進接連結(步驟806)。

再者，行動台130會開啟新式運作模式，並透過目標新式基地台的新式訊區而執行對目標新式基地台之新式網路登入程序(步驟810)。在完成該新式網路登入程序(步驟810)後，行動台130及目標新式基地台(如基地台110)可在進入新式運作模式中的一般操作。

第9圖表示從服務中新式基地台(基地台110)至目標舊式基地台之一階段換手程序。如第9圖所示，行動台130會自服務中的新式基地台(基地台110)上取得鄰近細胞資訊。行動台130可從服務中的新式基地台(基地台110)得到鄰近細胞資訊。舉例而言，行動台130可接收並分析某些自服務中的基地台或目標基地台傳來之訊息，並藉此取得鄰近細胞資訊。

服務中的新式基地台(基地台110)可提供鄰近基地台同步資訊給舊式及新式基地台。舉例而言，基地台110廣播之的鄰近細胞廣播訊息包括鄰近舊式(例如IEEE 802.16e)基地台與新式(例如IEEE 802.16m)基地台的同步資訊。藉由此資訊，行動台130可具備搜尋鄰近舊式基地台與新式基地台之能力。

在取得該鄰近細胞資訊(步驟902)之後，行動台130將依據鄰近細胞資訊來搜尋候選的鄰近舊式基地台。此外，行動台130亦可藉由使用自動基地台偵測來發現新的目標基地台。再者，行動台130可依據預設標準(例如信號品質、通訊品質…等)來找出候選的鄰近基地台並辨別出一舊式基地台(例如基地台120)。而行動台130或服務基地台110亦可啟動與新式換手程序(步驟906)。在新式換手程序結束後，行動台130或服務中的基地台110會終止介於行動台130與服務中的基地台110間之進接連結。

此外，行動台130開啟舊式運作模式(步驟908)，並對目標舊式基地台進行舊式網路登入程序(步驟910)。在完成舊式網路登入程序(步驟910)之後，行動台130與目標舊式基地台(例如基地台120)進入舊式運作模式中的一般操作。

第10A圖表示自服務中的舊式基地台切換到新式基地台的一新式二階段換手程序。如第10A圖所示，行動台130於第一階段中執行一舊式換手及網路登入程序(步驟1002)。也就是說，行動台130、服務中的舊式基地台120，以及目標基地台110完成了舊式換手程序，包括諸如鄰近基地台搜尋、換手程序、網路登入程序等作業，而行動台130則自服務中的舊式基地台120換手至目標新式基地台110的舊式訊區。

此外，在第二階段中，行動台130與新式基地台會進行訊區切換程序，以將行動台130與基地台110的進結連結由舊式訊區切換至新式訊區(步驟1004)。該訊區之切換程序可由行動台130或目標新式基地台110透過如前文所述之先連後斷或先斷後連等方式啟動。在完成訊區切換程序後，行動台130與新式基地台110執行新式運作模式的一般操作。

第10B圖表示一個從服務中的新式基地台(例如基地台110)到目標舊式基地台(例如基地台120)的新式二階段換手程序實施例。在第10B圖所示的第一階段中，行動台130與服務新式基地台110執行訊區切換程序，以將行動台130與基地台110的進接連結從新式訊區切換至舊式訊區(步驟1052)。行動台130或新式基地台110可藉由前述的先連後斷或先斷後連等方式啟動該訊區切換程序。

行動台130與目標舊式基地台120會在第二階段中完成該換手程序(步驟1054)，例如鄰近基地台搜尋、換手程序、網路登入程序…等，以將行動台130從服務新式基地台110交給目標舊式基地台120。在完成換手程序後，行動台130與基地台120執行舊式運作模式的一般操作(步驟1056)。

雖然本文將第一階段與第二階段分別以第10A圖與第10B圖描述，但其僅為方便說明。第一階段與第二階段並不必然為完全獨立之程序，兩者可為諸如提升效率、速度、通訊能力、實用性等目的而緊密整合。第11圖表示一個從服務中舊式基地台切換到目標新式基地台的二段換手程序例子。

如第11圖所示，行動台130透過一換手請求訊息MOB_MSHO-REQ將一換手請求發送至基地台120(步驟1102)。在接收該換手請求之後，服務中的舊式基地台120執行換手準備作業(步驟1104)，並透過一換手回應訊息MOB_MSH-RSP傳送一換手回應(步驟1106)。此外，行動台130透過一換手指示訊息MOB_HO-IND將一個換手指示傳送至服務舊式基地台120(步驟1108)。行動台130接收換手指示訊息後，服務中的舊式基地台120透過後端骨幹網路信令(backbone signaling)通知目標新式基地台110關於換手作業及關於行動台130之資訊。該後端骨幹網路信令係指用以通告一基地台之後端網路設備元件的一系列動作，例如：本地用戶位置記錄(home location register，HLR)、漫遊用戶位置記錄(visiting location register，VLR)、驗證授權計費(authentication,authorization and accounting，AAA)。此外，服務中的舊式基地台120將終止行動台130與服務中之舊式基地台120的進接連結，並釋放出原本配置給行動台130的資源。

行動台130執行與目標新式基地台下行鏈路同步化作業(步驟1114)，並從目標新式基地台110得到上行鏈路參數(步驟1116)。行動台130對基地台110舊式訊區執行舊式運作模式之動作，以進行對目標新式基地台110舊式訊區的舊式網路登入程序。然而，當舊式網路登入程序在執行一測量請求RNG-REQ時，行動台130會在測量請求訊息中插入一新式行動台指標，以告知目標新式基地台110行動台130為一新式(例如IEEE 802.16m)行動台。

從行動台130處接收到新式行動台指標後，目標新式基地台110會開始執行由基地台啟動之訊區切換程序，透過步驟1120、1122、1124、1126、1128、1130和1132(分別與第6圖之步驟604、606、608、610、612、614和616相似)而從舊式訊區切換至新式訊區基地台，進而完成訊區切換。在完成換手程序和訊區切換程序後，行動台130和目標新式基地台110會進入新式運作模式(步驟1134)的一般操作。在某些實施例中，從行動台130處接收新式行動台指標後，目標新式基地台會直接將行動台130從服務舊式基地台120的舊式訊區交至目標新式基地台110的新式訊區，而後，服務中舊式基地台120的舊式訊區與目標新式基地台110的新式訊區始完成換手程序。

第12圖表示從服務中的舊式基地台(例如基地台120)到目標新式基地台(例如基地台110)的二階段換手程序。行動台130傳送一舊式鄰近基地台掃描請求訊息MOB_SCN-REQ至服務中的舊式基地台120(步驟1202)。服務中的舊式基地台將一舊式鄰近基地台掃描回應訊息MOB_SCN-RSP回傳給行動台130(步驟1204)。回應訊息包括關於鄰近舊式基地台之資訊，亦包括目標新式基地台110的舊式訊區。

依據該回應訊息中之資訊，行動台130可將鄰近舊式基地台及目標新式基地台110之舊式訊區予以測量及同步化，並定出對目標基地台110之舊式訊區的換手方式(步驟1206)。此外，行動台130將一換手請求透過一換手請求訊息MOB_MSHO-REQ傳送給服務中之舊式基地台120(步驟1208)。在接收該換手請求後，服務中之舊式基地台120將執行換手準備作業，並將一換手回應透過一換手回應訊息MOB_BSHO-RSP傳送至基地台130(步驟1210)。此外，行動台130將一換手指示透過一換手指示訊息MOB_HO-IND傳送至服務中之舊式基地台120(步驟1212)。服務中之舊式基地台120亦將終止介於行動台130與服務中舊式基地台120間之進接連結，並釋放出原本配置給行動台130的資源。

行動台130也可自目標新式基地台110之舊式訊區取得廣播訊息(步驟1214)。該廣播訊息包括關於目標基地台110能力之資訊，例如訊框控制標頭(frame control header，FCH)及下行鏈路通道描述(downlink channel description，DCD)(步驟1214)。行動台130可依據自該目標基地台110之舊式訊區取得之資訊，而執行目標網路登入程序(步驟1216)。第13圖為行動台130執行目標網路進入作業之程序實施例。

如第13圖所示，行動台130掃描並讀取FCH之新式基地台能力指標(步驟1302)。舉例而言，行動台可讀取一”IEEE 802.16m“指標，例如表一中之另有訊區指標，並判斷該指標之值之否為1(步驟1304)。當行動台130判斷該指標之值為1時(步驟1304之”是”)，則行動台130讀取舊式訊區訊息中外加DCD之TLV，以取得詳細的新式(例如IEEE 802.16m)訊區資訊(步驟1306)。於是行動台130以新式運作模式執行網路登入程序(步驟1308)。另一方面，若行動台130判斷該指標之值非為1時(步驟1304之”否”)，則行動台130以舊式運作模式執行網路登入程序(步驟1310)。

再回到第12圖，在執行完網路登入程序(步驟1216)後，行動台130會對基地台110採取一般操作方式(步驟1218)。若行動台130在舊式運作模式下執行網路登入程序，則行動台130則以舊式運作模式對基地台110採取一般操作方式。否則，行動台130將在新式模式下對基地台110採取一般操作方式。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．通訊環境

110．．．基地台

112．．．細胞

120．．．基地台

122．．．細胞

130．．．行動台

210．．．基地台

220．．．收發器

230．．．收發器

240．．．天線

250．．．天線

300．．．控制器

302．．．處理器

304．．．隨機存取記憶體

306．．．唯讀記憶體

308．．．儲存裝置

310．．．輸出/輸入介面

312．．．通訊介面

第1圖為依照本發明一實施例之一示範通訊環境；

第2圖為範例基地台之通訊示意圖；

第3圖為一個應用於行動台或基地台之控制器示意圖；

第4圖為一個行動台啟動訊區切換程序之流程圖；

第5圖為另一種行動台啟動訊區切換之實施例；

第6圖為一基地台啟動訊區切換程序之實施例；

第7圖為另一個基地台啟動訊區切換程序之實施例；

第8圖為一個從服務中的舊式基地台切換至目標的新式基地台的一階段換手程序實施例；

第9圖為從服務中新式基地台切換至目標舊式基地台之一階段換手程序；

第10A圖為自服務中的舊式基地台到新式基地台的一新式二階段換手程序；

第10B圖為一個從服務中的新式基地台切換至目標舊式基地台的新式二階段換手程序實施例；

第11圖為一個從服務中舊式基地台切換至目標新式基地台的二段換手程序例子；

第12圖為從服務中的舊式基地台切換至目標新式基地台的二階段換手程序；

第13圖為行動台執行目標網路進入作業之程序實施例。

402~418．．．步驟。

Claims

一種基地台運作方法，用以進行無線通訊，包括：提供一第一訊區及一第二訊區，用以進行無線通訊；使用一第一運作模式操作該第一訊區；使用一第二運作模式操作該第二訊區；使用該第一運作模式與位處該第一訊區之一行動台進行通訊；根據來自該行動台之一測量請求訊息中的一指標，判斷該行動台是否有能力使用該第一運作模式及該第二運作模式而運作；以及若判斷該行動台有能力使用該第一及第二運作模式而運作，則執行一訊區切換程序，用以將該行動台自使用該第一運作模式之該第一訊區切換至使用該第二運作模式之該第二訊區。
如申請專利範圍第1項所述之基地台運作方法，其中：該第一運作模式為一舊式運作模式與一新式運作模式兩者中之一者；而該第二運作模式為該舊式運作模式與該新式運作模式兩者中之另一者。
如申請專利範圍第1項所述之基地台運作方法，其中執行該訊區切換程序之方法包括：使用一先連後斷法執行該訊區切換程序。
如申請專利範圍第1項所述之基地台運作方法，其中執行該訊區切換程序之方法包括：使用一先斷後連法執行該訊區切換程序。
一種行動台運作方法，而該行動台能夠以一第一運作模式及一第二運作模式通訊，包括：於該第一運作模式下與一基地台之一第一訊區通訊；使用該第一運作模式建立與該基地台之一通訊連結；根據來自該基地台一廣播訊息之一保留位元，判斷該基地台是否能夠以該第一及該第二運作模式運作；執行一訊區切換程序，用以將該行動台自使用該第一運作模式之該第一訊區切換至和使用該第二運作模式之該第二訊區；以及以該第二運作模式運作，用以與該基地台之該第二訊區通訊。
如申請專利範圍第5項所述之行動台運作方法，其中：該第一運作模式為一舊式運作模式及一新式運作模式兩者中之一者；而該第二運作模式為該舊式運作模式及該新式運作模式兩者中之另一者。
如申請專利範圍第6項所述之行動台運作方法，其中該行動台依據從該基地台而來之一訊區指標判斷該基地台是否能夠運作於該第一運作模式及該第二運作模式。
如申請專利範圍第5項所述之行動台運作方法，其中執行該訊區切換程序之方法包括：使用一先連後斷法執行該訊區切換程序。
如申請專利範圍第5項所述之行動台運作方法，其中執行該訊區切換程序之方法包括：使用一先斷後連法執行該訊區切換程序。
一種通訊網路操作方法，用以進行無線通訊，包括：提供能夠以第一運作模式運作之一第一基地台；提供能夠提供一個或一個以上訊區並且能夠以至少一第二運作模式運作之一第二基地台；根據來自一行動台之一測量請求訊息中的一指標，提供至少能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作之該行動台；透過行動台與該第一基地台及該第二基地台兩者之一者進行通訊；以及執行一換手程序以使該行動台切換於該第一基地台與第二基地台之間。
如申請專利範圍第10項所述之通訊網路操作方法，其中：該第一運作模式為一舊式運作模式；以及該第二運作模式為一新式運作模式。
如申請專利範圍第11項所述之通訊網路操作方法，其中該一個或一個以上之訊區包括以該第一運作模式運作之一第一訊區以及以該第二運作模式運作之一第二訊區，而執行該換手程序之方法包括：透過該行動台而從該第一基地台取得關於該第二基地台之該第一訊區的資訊；執行由該第一基地台切換至該第二基地台之該第一訊區的該換手程序；透過該行動台而從該第二基地台之該第一訊區取得關於該第二基地台之該第二訊區的資訊；以及執行由該第二基地台之該第一訊區切換至該第二基地台之該第二訊區的該換手程序。
如申請專利範圍第11項所述之通訊網路操作方法，其中執行該換手程序之方法包括：透過行動台而從該第一基地台取得關於該第二基地台數個訊區中選出之訊區的資訊，其中該選出之訊區係運作於該第二運作模式；以及執行由該第一基地台切換至該第二基地台的該換手程序。
如申請專利範圍第11項所述之通訊網路操作方法，其中數個訊區包括操作於該第一模式之一第一訊區及操作於該第二模式之一第二訊區，而該換手程序之運作方法包括：透過該行動台而從該第一基地台取得關於該第二基地台之該第一訊區的資訊；開啟由該第一基地台切換至該第二基地台之該第一訊區的該換手程序；在該換手程序執行完成前，透過該行動台而從該第二基地台之該第一訊區接收關於該第二基地台之該第二訊區的資訊；以及完成該換手程序以將該行動台由該第一基地台切換至該第二基地台之該第二訊區。
如申請專利範圍第11項所述之通訊網路操作方法，執行該換手程序之方法包括：透過該行動台而自該第二基地台取得關於該第一基地台之資訊；執行由該第二基地台之數個訊區中選出之訊區切換至該第一基地台之該換手程序，其中該選出之訊區操作於該第二運作模式。
如申請專利範圍第14項所述之通訊網路操作方法，其中數個訊區包括以該第一模式運作之一第一訊區及以該第二模式運作之一第二訊區，而該換手程序之運作方法包括：透過該行動台而從該第二基地台取得關於該第一基地台的資訊；執行由該第二基地台之該第二訊區切換至該第一基地台的該換手程序；在該換手程序執行完成前，執行由該第二基地台之該第二訊區切換至該第二基地台之該第一訊區的一訊區切換作業。
一種基地台，用以進行無線通訊，包括：一個或一個以上的天線；一收發器，耦接至該等天線，用以對數個行動台接收並發送通訊資料；以及一處理器，用以：提供一第一訊區及一第二訊區，以進行無線通訊；使用一第一運作模式操作該第一訊區；使用一第二運作模式操作該第二訊區；使用該第一運作模式與該第一訊區中之該行動台進行通訊；根據來自該行動台之一測量請求訊息中的一指標，判斷該行動台是否能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作；以及若該行動台被判斷為能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作時，則執行一訊區切換程序以將該行動台從使用該第一運作模式之該第一訊區切換至使用該第二運作模式之該第二訊區。
如申請專利範圍第17項所述之基地台，其中：該第一運作模式係為一舊式運作模式與一新式運作模式兩者中之一者；以及該第二運作模式係為該舊式運作模式與該新式運作模式兩者中之另一者。
如申請專利範圍第17項所述之基地台，其中該處理器使用一先連後斷法執行該訊區切換程序。
如申請專利範圍第17項所述之基地台，其中該處理器使用一先斷後連法執行該訊區切換程序。
一種行動台，能夠以一第一運作模式及一第二運作模式進行通訊，包括：一個或一個以上的天線；一收發器，耦接至該等天線，用以對數個基地台接收並發送通訊資料；以及一處理器，用以：執行該第一運作模式而與一基地台之一第一訊區進行無線通訊；建立與使用該第一運作模式之該基地台間之一通訊連結；根據來自該基地台一廣播訊息之一保留位元，判斷該基地台是否能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作；若該基地台被判斷為能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作時，則執行一訊區切換程序以將該行動台從使用該第一運作模式之該第一訊區切換至使用該第二運作模式之該第二訊區；以及執行該第二運作模式以與該基地台之該第二訊區進行通訊。
如申請專利範圍第21項所述之行動台，其中：該第一運作模式係為一舊式運作模式與一新式運作模式兩者中之一者；以及該第二運作模式係為該舊式運作模式與該新式運作模式兩者中之另一者。
如申請專利範圍第22項所述之行動台，其中該處理器用以依據自該基地台來之一訊區指標判斷該基地台是否能夠以該第一運作模式及該第二運作模式運作。
如申請專利範圍第21項所述之行動台，其中該處理器使用一先連後斷法執行該訊區切換程序。
如申請專利範圍第21項所述之行動台，其中該處理器使用一先斷後連法執行該訊區切換程序。