无线接入通信系统中用于切换的设备和方法

专利名称：无线接入通信系统中用于切换的设备和方法
技术领域：
本发明通常涉及多跳中继蜂窝系统，尤其涉及在多跳中继宽带无线接入通信系统中用于处理切换的设备和方法。
背景技术：
最近，已经进行了广泛的研究用于在高级第四代(4G)通信系统中提供数据速率大约100Mbps的各种服务质量(QoS)特征。4G通信系统正在进展为在诸如局域网(LAN)系统和城域网(MAN)系统的宽带无线接入(BWA)系统中提供移动性、高数据速率传输和高QoS。上述系统的典型例子被标识在电器和电子工程师协会(IEEE)802.16d系统和IEEE 802.16e系统标准中。
IEEE802.16d系统和BWA系统使用正交频分复用(OFDM)/正交频分多址接入(OFDMA)方案。IEEE 802.16d系统仅考虑固定订户站(SS)和单个小区结构(也就是，不考虑SS的移动性)。IEEE 802.16e系统考虑了SS的移动性。当考虑SS的移动性时，SS被称为移动站(MS)。
图1为一般的IEEE 802.16e系统的框图。
参考图1，IEEE 802.16e系统具有多小区结构。IEEE802.16e系统包括小区100、小区150、管理小区100的基站(BS)11 0、管理小区150的BS140以及多个MS 111、113、130、151和153。在BS 110和140以及MS 111、113、130、151和153之间信号交换使用OFDM/OFDMA方案来执行。MS 130设置在小区100和150之间的边界区域(也就是，切换区域)。当与BS 110通信的MS 130从BS 110的小区100进入BS 140的小区150时，MS 130的服务BS从BS 110改变为BS 140。
由于固定BS和MS之间的信号通信是通过图1所示的直接链路执行的，因此IEEE 802.16e系统可以容易的提供BS和MS之间的高可靠性无线链路。然而，由于BS为固定的，所以IEEE 802.16e系统在构建无线网络时具有较低的灵活性。因此，在业务分布或呼叫(call)需求频繁改变的无线环境中，使用IEEE802.16e系统很难提供高效的通信服务。
为了克服该问题，可以使用固定中继站(RS)、移动RS或一般的MS对例如IEEE802.16e系统的一般的蜂窝通信系统提供多跳中继数据传输方案。多跳中继无线通信系统的使用可以快速响应通信环境的改变来重新配置网络并且可以更高效地操作整个无线网络。例如，多跳中继无线通信系统可以扩展小区的覆盖面积并增加系统容量。当BS和MS之间的信道条件较差时，在BS和MS之间安装RS以便在它们之间建立多跳中继链路，由此可以向MS提供具有更好信道条件的无线信道。此外，在具有较差信道条件的小区边缘地区使用多跳中继方案，从而有可能提供高速率数据信道并扩展小区的覆盖面积。
图2为图示使用多跳中继方案来扩展BS覆盖面积的BWA系统的框图。
参考图2，多跳中继BWA系统具有多小区结构。多跳中继BWA系统包括小区200、小区240、管理小区200的BS 210、管理小区240的BS 250、位于小区200内的多个MS 211和213、位于BS 210的小区200外部的区域230中并与BS 210通信的多个MS 221和223、在BS 210和位于区域230内的MS 221和223之间提供多跳中继路径的RS 220、位于小区240的多个MS251、253和255、位于BS 250的小区240外部的区域270内并与BS 250通信的多个MS 261和263、以及在BS 250和位于区域270内的MS 261和263之间提供多跳中继路径的RS 260。OFDM/OFDMA方案用于BS 210和250、RS 220和260以及MS 211、213、221、223、251、253，255，261和263之间的通信。
尽管位于小区200的MS 211和213以及RS 220可以直接与BS 210通信，但位于区域230内的MS 221和223不能直接与BS 210通信。因此，RS220覆盖区域230BS以便在BS 210和MS 221以及223之间中继信号。也就是，MS 221和223可以通过RS 220与BS 210通信。而且，RS 260和位于小区240内的MS 251，253和255可直接与BS 250通信，位于区域270内的MS 261和263不能直接与BS 250通信。因此，RS 260覆盖区域270以便在BS 250与MS 261和263之间中继信号。也就是，MS 261和263可以通过RS 260与BS 250通信。
图3为图示使用多跳中继方案来增加系统容量的BWA系统的框图。
参考图3，多跳中继BWA系统包括BS 310、多个MS 311、313、321、323、331和333、以及在BS 310与MS 311、313、321、323、331和333之间提供多跳路径的RS 320和330。BS 310、MS 311、313、321、323、33 1和333以及RS 320和330通过OFDM/OFDMA方案互相通信。BS 310管理小区300。RS 320和330以及小区300内的MS 311、313、321、323、33 1和333可以直接与BS 310通信。
当某些MS 321、323、331和333位于小区300的边界区域时，BS 310与MS 321、323、331和333之间的直接链路的信噪比(SNR)会降低。在这种情况下，RS 320在BS 310与MS 321和323之间中继单播业务。MS 321和323通过RS 320与BS进行单播通信。此外，RS 330在BS 310与MS 331和333之间中继单播业务。MS 331和333通过RS 330与BS进行单播通信。RS320和330向MS 321、323、331和333提供高速率数据路径，从而提高MS 321、323、331和333的有效传输速率以及多跳中继BWA系统的容量。
在图2和图3的多跳中继BWA系统中，RS 220、260、320和330可以为由服务提供商安装并由BS 210、250和310管理的基础设施RS，或可以为根据情况作为SS、MS或RS操作的客户端RS。此外，RS 220、260、320和330可以为固定RS、例如笔记本电脑的移动RS或像MS一样具有移动性的移动RS。
在这样的多跳中继无线通信系统中，服务BS可以请求位于其小区的MS的切换以降低其小区的负载。此外，当小区的RS的配置和布置改变时，服务RS可以请求连接到其的MS的切换。因此，当在多跳中继无线通信系统中服务BS或RS请求MS的切换时，需要特定的程序来处理关于MS的切换的请求。

发明内容
本发明的一个目的是基本上解决了至少上述问题和/或不足并提供至少下面的优点。因此，本发明的一个目的是提供一种设备和方法，用于在多跳中继BWA系统中在服务站的请求下处理切换。
本发明的另一目的是提供一种设备和方法，用于在多跳中继BWA系统中对切换到目标节点的MS提供持续通信。
本发明的另一目的是提供一种设备和方法，用于当在多跳中继BWA系统中小区负载或RA安排改变时，处理服务站关于MS的切换的请求。
依照本发明的一个方面，提供一种在多跳中继蜂窝通信系统中处理切换的方法，该方法包括当MS必须被切换时，为了MS的切换，通过从邻近节点收集切换相关的信息来在服务BS处准备候选节点列表；从服务BS向与MS通信的RS发送包含该候选节点列表的切换请求消息；从RS向MS发送切换请求消息；并从MS向RS发送指示是否执行切换的切换指示消息。
依照本发明的一个方面，提供一种在多跳中继蜂窝通信系统中处理切换的方法，该方法包括当MS必须被切换时，为了MS的切换，通过从邻近节点收集切换相关的信息来在服务BS处准备候选节点列表；从RS向MS发送包含候选节点列表的切换请求消息；并从MS向RS发送指示是否执行切换的切换指示消息。
依照本发明的一个方面，提供一种多跳中继蜂窝通信系统中的RS的通信方法，该通信方法包括从BS向MS转发(forwarding)切换请求消息；从MS向BS转发指示是否执行切换的切换指示消息；并当从BS接收到通知MS切换的消息时，释放MS的上下文信息。
依照本发明的一个方面，提供一种用于多跳中继蜂窝通信系统中RS的设备，该设备包括消息生成器，生成包括候选节点列表的切换请求消息；发射机，用于将来自消息生成器的切换请求消息转换为无线电规范格式(radiospecification format)以便把经转换的切换请求消息发送到MS；以及消息处理器，用于响应于切换请求消息而处理从MS接收的的切换指示消息，切换指示消息包括关于是否执行切换的信息。


通过结合下面的附图的下述详细说明，本发明的上述和其他目的，特性和优点将会更加清楚，其中图1为传统IEEE 802.16e系统的框图；图2为图示使用多跳中继方案来扩展BS覆盖面积的传统BWA系统的框图；图3为图示使用多跳中继方案来提高系统容量的传统BWA系统的框图；
图4为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中处理来自服务站的切换请求的MS的操作的流程图；图5A和B为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于请求MS执行切换的服务BS的操作的流程图；图6为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中处理来自服务BS的切换请求的服务RS的操作的流程图；图7为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于请求MS执行切换的服务RS的操作的流程图；图8为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于准备候选节点列表以支持MS切换的RS的操作的流程图；图9为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于处理来自服务RS的切换请求的服务BS的操作的流程图；图10为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中邻近小区的BS的操作的流程图；图11为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于接收切换的可能性的RS的操作的流程图；图12为图示依照本发明的在多跳中继BWA系统中切换信号在MS、BS和简单地转发切换控制信息的RS中流动的图解；图13为图示依照本发明的在多跳中继BWA系统中信号在MS和目标节点之间流动以进行网络重新登录的图解；图14为图示依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于命令RS发送切换请求消息至MS的BS的操作的流程图；图15为图示依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于在从BS接收到切换请求命令时向MS发送切换请求消息的RS的操作的流程图；以及图16为图示依照本发明的MS(RS或BS)的框图。
具体实施例方式
在此将参考附图对本发明的优选实施例进行详细说明。在下面说明中，由于公知的功能或结构可能会在不必要的细节上使本发明难以理解，因此不再对其进行详细描述。同样，依照本发明的功能来定义这里使用的术语。根据使用者或操作者的内涵(intension)和使用的不同，该术语也会不同。这里使用的短语必须根据这里的说明进行理解。
下面对多跳中继BWA系统中用于处理由服务站(服务BS或服务RS)请求的MS切换的信号传输过程进行详细说明。
多跳中继BWA系统使用例如OFDM方案或OFDMA方案。因此，多跳中继BWA系统可以使用多个副载波发送物理信道信号，从而进行高速率数据传输。此外，多跳中继BWA系统支持多小区结构，从而支持MS的移动性。
在下面的说明中，多跳中继BWA系统用于解释本发明。然而，本发明可以应用于使用多跳中继方案的任何蜂窝通信系统。
图4为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于处理来自服务站的切换请求的MS的操作的流程图。这里，服务站可以为服务BS或服务RS。
参考图4，在步骤411，MS与服务站通信。在步骤413，MS从服务站接收切换请求消息。切换请求消息被称为MOB_BSHO-REQ(BS切换请求)消息。
下表1显示了MOB_BSHO-REQ消息格式。
表1

参考表1，MOB_BSHO-REQ消息包括多个信息单元(IE)，例如用于标识MOB_BSHO-REQ消息的管理消息类型、用于指示由服务站推荐的作为目标节点的候选节点的数量的N_Candidate_Node以及关于候选节点的信息。候选节点信息提供关于每个候选节点的信息，例如节点ID、前同步码索引(Preamble index)以及当MS切换到候选节点时可以提供给MS的可用服务等级。候选节点可以包括邻近小区的BS(邻近小区BS)、邻近小区的RS(邻近小区RS)、服务BS和服务小区的邻近RS。当MS想被切换时，MOB_BSHO-REQ消息可以包括关于强制切换的信息。
在接收到MOB_BSHO-REQ消息后，如果需要，在步骤415中MS可以执行扫描以测量MOB_BSHO-REQ消息中所列出的候选节点的信号强度。通过扫描候选节点，MS可以选择其能够切换到的最佳目标节点。在步骤417，MS确定是否执行到候选节点之一的切换。例如，可以基于候选节点的信号强度来进行确定。
如果MS确定执行切换，则在步骤S419，MS向服务站发送切换指示(以下称为MOB_HO-IND)消息。
下表2显示了MOB_HO-IND消息格式。
表2


参考图2，MOB_HO-IND消息包括多个IE，例如用于标识MOB_HO-IND消息的管理消息类型、HO_IND_Type(切换指示类型)、MS要被切换到的目标节点ID和目标节点的前同步码索引。HO_IND_Type被设定为下述指示符之一指示MS将执行切换的切换确认指示符、指示MS将继续与服务站通信而不执行切换的切换取消指示符、或当MS不能找到其要切换到的适当的目标节点时指示MS请求服务站重新发送候选节点信息的切换拒绝指示符。其他HO_IND_Type指示符是预料得到的。当HO_IND_Type并没有设定为切换确认指示符时，可以忽略HO_IND_Type字段之下的其他字段。
在向服务站发送其中HO_IND_Type被设定为切换确认指示符的MOB_HO-IND消息后，MS进入步骤421从而执行网络重新登录(re-entry)过程从而与所选的目标节点进行通信。
如果在步骤417中MS确定不执行切换，则MS进入步骤423，在该步骤确定切换被取消还是被拒绝。如果切换被取消，则MS执行步骤425，其中MS向服务站发送其中HO_IND_Type被设定为切换取消指示符的MOB_HO-IND消息。然后，在步骤427，MS继续与服务站通信。
在步骤423，如果确定切换被拒绝，则MS进入步骤429，在该步骤MS向服务站发送其中HO_IND_Type被设定为切换拒绝指示符的MOB_HO-IND。然后，MS进入步骤431。在步骤431，MS从服务站接收包括新候选节点列表的切换响应消息。切换响应消息将被称为MOB_BSHO-RSP消息。如果必要，则MS返回步骤415以扫描列表中的新的候选节点。
下表3显示了MOB_BSHO-RSP格式。
表3


参考表3，MOB_BSHO-RSP消息包括多个IE，例如用于标识MOB_BSHO-RSP消息的管理消息类型、用于指示由服务站推荐的候选节点数目的N_Canidate_Node以及关于候选节点的信息。为每个候选节点提供候选节点信息。候选节点信息提供关于每个候选节点的信息，例如节点ID、前同步码索引、和当MS切换到候选节点时可以提供给MS的可用服务等级。候选节点可以包括邻近小区BS、邻近小区RS、服务BS和服务小区的邻近RS。当MS试图进行切换时，MOB_BSHO-RSP消息可以包括指示强制切换的字段。
当在步骤413接收的MOB_BSHO-REQ消息或在步骤431接收的MOB_BSHO-RSP消息包括关于强制切换请求的信息时，MS总是执行切换到从包括在所接收的消息中的候选节点中选择的邻近节点或另一适当的邻近节点。
图5A和B为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中请求MS执行切换的服务BS的操作的流程图。
参考图5A和B，在步骤511，服务BS识别出与BS直接通信或由BS管理的MS需要被切换。例如，当服务BS的负载过大时，服务BS可以确定MS的切换。服务BS把MS切换到邻近小区的节点(邻近小区节点)从而分散服务小区上的负载(负载平衡)。此外，当RS的配置/布置被改变时，服务BS可以确定MS的切换。此外，服务BS可以基于MS的扫描结果来确定MS的切换。
当需要切换MS时，服务BS进入步骤513。在步骤513，服务BS确定邻近小区节点是否包含在发送到MS的候选节点列表中。服务BS可以基于MS的邻近节点扫描结果来准备候选节点列表，并确定候选节点列表包括邻近小区节点。邻近小区节点包括邻近小区BS和邻近小区RS。
如果候选节点列表包括邻近小区节点，则服务BS进入步骤545。在步骤545，服务BS通过骨干网向管理邻近小区节点的邻近小区BS发送切换请求(HO-request)消息从而通知邻近小区BS该MS可以切换到该邻近小区BS。
下表4显示了HO-request的消息格式。
表4

参考表4，HO-request消息包括多个IE，例如指示HO-request消息为骨干消息(backbone message)的全局报头(Global header)、要被切换的MS的MS_ID、要被切换到邻近小区节点的MS所需的带宽、要被切换到邻近小区节点的MS所需的服务等级、指示MS可以切换到的邻近小区节点数目的N_Canidate_Node、以及每个邻近小区节点的Node ID。邻近小区节点可以包括从服务BS接收HO-request消息的邻近小区BS和由邻近小区BS管理的邻近RS。
下表5显示了包含在骨干消息(例如表4中显示的通过骨干网发送的HO-request消息)的全局报头的格式。
表5

参考表5，骨干消息的全局报头包括多个IE，例如标识全局报头的消息类型、发送全局报头的BS的发送端BS ID(Sender BS ID)、接收全局报头的目标BS ID(TargetBS ID)、全局报头的时间戳(Time stamp)以及指示包括在全局报头中的MS信息记录数目的Num records。
在向邻近小区BS发送HO-request消息后，在步骤547服务BS从邻近小区BS接收切换响应(HO-response)消息。
下表6显示了HO-response格式。
表6


参考表6，HO-response消息包括多个IE，例如指示该HO-response消息为骨干消息的全局报头、被请求切换到邻近小区节点的MS的MS_ID、指示MS可以切换到的邻近小区节点的数目的N_Candidate_Node、以及关于每个邻近小区节点的信息。邻近小区节点信息可以包括邻近小区节点的Node ID、由邻近小区节点分配给MS的所估计的带宽、以及邻近小区节点可以提供给MS的所估计的服务等级。邻近小区节点可以包括邻近小区BS和由邻近小区BS管理的邻近小区RS。
在步骤515，服务BS向候选节点列表中的服务小区节点发送移动站切换通知(MSHO-INFORM)消息。
下表7显示了MSHO-INFORM消息的格式。
表7

参考表7，MSHO-INFORM消息包括多个IE，例如，用于标识MSHO-INFORM消息的管理消息类型、要被切换的MS的MS ID、要被切换的MS所需要的带宽、以及要被切换的MS所需要的服务等级。
在向服务小区节点发送MSHO-INFORM消息后，服务BS进入步骤517。在步骤517，服务BS从每个相应的服务小区节点接收移动站切换信息确认(MSHO-INFORM-ACK)消息。
下表8显示了MSHO-INFORM-ACK消息格式。
表8

参考表8，MSHO-INFORM-ACK消息包括多个IE，例如用于标识MSHO-INFORM-ACK消息的管理消息类型、要被切换的MS的MS ID、被分配到MS的所估计的带宽以及提供给MS的所估计的服务等级。
这样，服务BS获得关于服务小区节点以及用于执行切换的邻近小区节点的信息。在步骤519，服务BS参考从服务小区节点接收的切换相关的信息以及从邻近小区BS接收的关于邻近小区节点的信息来布置候选节点列表。在步骤521，服务小区BS向MS发送包括所布置的候选节点列表的MOB_BSHO-REQ消息(在表1中定义)。在MS与服务BS直接通信的情况下，MOB_BSHO-REQ消息被直接从服务BS发送到MS。当MS并不直接与服务BS通信时，MOB_BSHO-REQ消息通过RS从服务BS发送到MS。在后一情况下，MOB_BSHO-REQ消息包括MS的ID编码信息。
下表9显示了MS ID编码信息格式。
表9

参考表9，MS ID编码信息提供关于编码名称(MS ID)、编码类型(要被确定的TBD)、编码长度(2或6字节)以及编码值的信息。编码值为MOB_BSHO-REQ消息发送到的MS的ID信息。例如，编码值包括MS的标识信息，例如基本连接标识符(CID)或媒质接入控制地址。
在发送MOB_BSHO-REQ消息后，服务BS进入步骤523。在步骤523，服务BS从MS接收MOB_HO-IND消息(参见表2)。MOB_HO-IND消息提供关于MS是否已经确认该切换的信息。如果MS通过RS与服务BS通信，则来自MS的MOB_HO-IND消息包括表9所示的MS ID编码信息。
在接收到MOB_HO-IND消息后，服务BS进入步骤525。在步骤525，服务BS确定MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type是否被设定为切换确认指示符。如果是，则服务BS进入确定MOB_HO-IND消息的目标节点ID是否被设定为服务BS的步骤527。如果是，则服务BS进入步骤529，在该步骤服务BS与MS一起执行网络重新登录过程。
如果目标节点ID没有被设定为服务BS，则服务BS进入步骤531，在该步骤服务BS确定目标节点是否被设定为邻近小区节点。如果不是(例如，如果目标节点ID为服务小区RS)，则服务BS进入步骤533，在该步骤，服务BS向服务小区RS发送切换通知消息(HO-notify)从而通知MS将被切换到服务小区RS。
下表10显示了HO-notify消息格式。
表10

参考图10，HO-notify消息包括多个IE，例如用于标识HO-notify消息的管理消息类型和将被切换到接收HO-notify消息的目标节点的MS的Node_ID。HO-notify消息可以进一步包括关于当MS切换到目标节点时由目标节点提供给MS的服务等级和带宽的信息。
如果在步骤531服务BS确定目标节点ID被设定为邻近小区节点，则服务BS进入步骤535。在步骤535，服务BS通过骨干网向管理邻近小区节点的邻近BS发送切换确认(HO-confirm)消息。
下表11显示了HO-confirm消息的格式。
表11

参考表11，HO-confirm消息包括多个IE，例如指示HO-confirrm消息为骨干消息的全局报头、要被切换MS的MS_ID、MS将被切换到的邻近小区目标节点的目标节点ID以及当MS被切换到目标节点时由目标节点提供给MS的所估计的带宽和所估计的服务等级。目标节点可以为邻近小区BS或由邻近小区BS管理的邻近小区RS。此外，所估计的带宽和业务等级设定为与HO-response消息(表6中限定的)中的所估计的带宽和服务等级相同。
在步骤535之后，服务BS进入步骤537，在该步骤服务BS释放分配给MS的所有资源从而断开与MS的连接。
如果MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type设定为切换取消指示符，则服务BS进入步骤541，这该步骤中服务BS继续与MS通信。这里，服务BS直接与MS通信或通过RS与MS非直接通信。
如果MOB-HO-IND消息的HO_IND_Type设定为切换拒绝指示符，则服务BS进入步骤543。在步骤543，服务BS为MS的切换重构候选节点列表并向MS发送包括重构的候选节点列表的MOB_BSHO-RSP(表3中定义)。服务BS可以重复执行步骤545，547和519或步骤515，517和519从而重构候选节点列表。
尽管没有在图5A和B中显示，但是当MS确定想要无失败地切换到由服务BS推荐的邻近节点或其他邻近节点时，服务BS可以向去往MS的消息中添加指示强制切换的信息。当需要MS被强制切换时，服务BS向MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)或MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)添加指示强制切换的信息并向MS发送该消息。
同时，当MS通过RS与服务BS通信时，在步骤521从服务BS向MS发送的请求切换的MOB_SHO-REQ消息(表1中定义)包括MS ID编码信息(表9中定义)。可替换地，MOB_BSHO-REQ消息可以具有包括MS的ID以及MS切换相关的信息的不同格式。此外，当MS通过RS与服务BS通信时，在步骤543从服务BS发送到MS的MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)包括MS ID编码信息(参考表9)。可替换地，MOB_BSHO-RSP消息可以具有包括MS的ID和MS切换相关的信息的不同格式。此外，当在步骤523，服务BS通过RS接收到MOB_HO-IND消息(表2中定义)时，MOB_HO-IND消息包括MS ID编码信息(表9中定义)。可替换地，MOB_HO-IND消息可以具有包括MS的ID和MS切换相关的信息的不同格式。
图6为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中处理来自服务BS的切换请求的服务RS的操作的流程图。
参考图6，在步骤611，服务RS在服务BS和MS之间传送信息。在步骤613，从服务BS接收请求MS切换的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)。
在步骤615，服务RS删除封装在MOB_BSHO-REQ消息中的MS ID编码信息(表9中定义)并向MS发送MOB_BSHO-REQ消息。在步骤617，服务BS从MS接收响应(如表3中所示的MOB_HO-IND)消息。
之后，在步骤619，服务BS确定MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type类型是否设定为切换确认指示符。如果是，则在步骤621服务BS把MS ID编码信息封装进从MS接收的MOB_HO-IND消息并向服务BS发送该MOB_HO-IND消息。在步骤623，服务RS断开MS。
在步骤625，确定MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type类型是否设定为切换取消指示符。如果MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type类型设定为切换取消指示符，则在步骤627服务BS把MS ID编码信息封装进从MS接收的MOB_HO-IND消息并向服务BS发送该MOB_HO-IND消息。在步骤629服务RS继续在服务BS和MS之间中继信息。
如果MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type类型设定为切换拒绝指示符，则在步骤631服务BS把MS ID编码信息封装进从MS接收的MOB_HO-IND消息并向服务BS发送MOB_HO-IND消息。由于切换拒绝指示符意味着MS不能为切换找到合适的邻近节点，在步骤633服务RS从服务BS接收包括重构候选节点列表和MS ID编码信息的MOB_BSHO-RSP消息。在步骤635，服务RS从MOB_BSHO-RSP消息中删除MS ID编码信息并向MS发送MOB_BSHO-RSP消息。
在步骤613从服务BS发送到服务RS的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)包括表9中所示的MS ID编码信息。可替换地，MOB_BSHO-REQ消息可以具有包括MS的ID和MS切换相关的信息的不同格式。在步骤633从服务BS发送到RS的MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)包括表9中所示的MS ID编码信息。可替换地，MOB_BSHO-RSP消息可以具有包括MS的ID和MS切换相关的信息的不同格式。在步骤621，627和631从服务RS向服务BS发送的MOB_HO-IND消息(表2中定义)包括表9所示的MS ID编码信息。可替换地，MOB_HO-IND消息可以具有包括MS的ID和MS切换相关的信息的不同格式。
在图5A，5B和6的实施例中，服务BS准备MOB_BSHO-REQ消息。然而，服务RS可以准备MOB_BSHO-REQ消息。依照本发明，将参考图7-9对此情况进行说明。
图7为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于请求MS执行切换的服务RS的操作的流程图。
参考图7，在步骤711，服务RS在MS和服务BS之间中继信息。在步骤713，服务RS识别出MS必须被切换。服务RS可以确定MS需要切换或可以被服务BS通知MS切换的需求。例如，为了小区间负载平衡，服务BS可以命令服务RS把MS切换到邻近小区节点。当RS的配置/布置被改变后，服务BS可以命令服务RS切换该MS。服务BS也可以基于由MS报告的扫描结果来命令服务RS切换该MS。
在服务RS识别出MS需要被切换后，服务RS进入步骤715，在该步骤服务RS为MS准备候选节点列表。在步骤717，服务RS产生包括候选节点列表的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)并向MS发送该消息。服务RS准备候选节点列表的过程将在后面参照图8进行说明。
在发送MOB_BSHO-REQ消息后，在步骤719服务BS从MS接收作为对MOB_BSHO-REQ消息的响应的MOB_HO-IND消息(表2中定义)。在步骤721，服务RS检查MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type类型。
在步骤721，确定MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type是否被设置为切换确认指示符。如果MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type被设置为切换确认指示符，则服务RS进入步骤723，在该步骤服务RS通知包括在MOB_HO-IND消息中的目标节点该MS将被切换到该目标节点。为了通知该MS切换的目标节点，服务RS可以直接向该目标节点发送HO-notify消息(表10中定义)。可替换地，服务RS可以把MS的ID信息封装进所接收的MOB_HO-IND消息并向服务BS发送MOB_HO-IND消息从而通知该目标节点该MS切换。替代向服务BS发送MOB_HO-IND消息，服务RS可向服务BS发送包括关于MS的ID和切换的信息的消息。在步骤725服务RS释放分配给MS的所有资源从而断开MS。
在步骤727，服务RS确定MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type是否被设定为切换取消指示符。如果是，则在步骤729，服务RS继续在服务BS和MS之间的中继信息。为了通知服务BS该切换取消，服务RS可以把MS的ID信息封装进从MS接收的MOB_HO-IND消息并然后向服务BS发送该消息。可替换地，替代发送MOB_HO-IND消息，服务RS可以向服务BS发送包括关于MS的ID和切换的信息的另一消息。
如果MOB_HO-IND消息的HO_IND_Type被设定为切换拒绝指示符，则服务RS进入步骤731。在步骤731，服务RS为MS重构候选节点列表。在步骤733，服务RS向MS发送包括重构的候选节点列表的MOB_BSHO-RSP(表3中定义)。服务RS重构候选节点列表的过程将在后面通过参照图8进行说明。
尽管没有在图7中显示，但是当MS想被切换到由服务RS推荐的邻近小区节点或其他邻近节点时，服务RS可以把强制切换指示符添加到去往MS的消息中。当需要强制切换时，服务RS可以把强制切换指示符添加到诸如MOB_BSHO-REQ消息(参考表1)或MOB_BSHO-RSP消息(参考表3)的消息中。然后服务RS可以向MS发送该消息。
图8为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中RS准备候选节点列表从而支持MS切换的操作流程图。在图8中，图示了图7中步骤715和731的详细过程。
参考图8，在步骤811，服务RS确定是否可以检测到上行链路(UL)RS和下行链路(DL)RS。UL RS为位于服务RS和服务BS之间用于数据中继的上层(upper layer)RS，DL RS为直接从服务RS接收数据的下层(lower)RS。
如果UL和DL RS可以被检测到，则服务RS进入步骤813。在步骤813，服务RS确定MS可以切换到的候选节点是否包括在UL和DL RS中。服务RS可以参考由MS报告的扫描结果来执行步骤813。如果候选节点包括在UL和DL RS中，则服务RS进入步骤815。在步骤815，服务RS向候选节点发送MSHO-INFORM消息(参考表7)从而通知候选节点MS切换的可能性(possiblity)。在步骤817，服务RS从候选节点接收MSHO-INFORM-ACK消息(参考表8)。然后，服务RS进入步骤827。
如果服务RS可以检测到UL和DL RS，则服务RS可以直接向候选节点发送切换相关的控制消息而不通过服务BS发送该消息。可以消除在服务BS处的延时。服务RS和服务BS可以使用预定的方法识别UL和DL RS。由于不直接涉及本发明，这里忽略对此识别方法的描述。
如果MS可以切换到的候选节点并不包括在UL和DL RS中，则服务RS进入步骤819。在步骤819，服务RS向服务BS发送关于MS切换的可能性的信息从而向服务BS请求切换相关的控制信息。从服务RS发送到服务BS的信息可以包括关于除了对应于UL/DL RS的节点外由服务RS推荐的候选节点的信息。服务RS进入步骤821，在该步骤服务RS从服务BS接收关于候选节点的切换相关的信息。服务RS执行步骤827。
如果在步骤811服务RS确定UL和DL RS不能被检测到，则服务RS执行步骤823。在步骤823，服务RS向服务BS发送包括关于服务RS推荐的候选节点信息的消息。在步骤825，服务RS从服务BS接收关于候选节点的切换相关的控制信息。然后，服务RS执行步骤827。
下表12显示了移动站切换信息请求(MSHO-INFO-REQ)消息，该消息可以在步骤819和823中从服务RS发送到服务BS，从而使服务RS获得关于候选节点的切换相关的控制信息。
表12

参考表12，MSHO-INFO-REQ消息包括多个IE，例如用于识别MSHO-INFO-REQ消息的管理消息类型、要被切换MS的MS ID、用于MS切换的所需带宽、用于MS切换的所需服务等级、指示由服务RS推荐的候选节点数目的N_Candidate_Node、以及每个候选节点的Node ID。
下表13显示了在步骤821和825中能够从服务BS发送到服务RS的移动站切换信息响应(MSHO-INFO-RSP)消息。
表13


参考表13，MSHO-INFO-RSP消息包括多个IE，例如用于识别MSHO-INFO-RSP消息的管理消息类型、要被切换MS的MS ID、指示候选节点数目的N_Canidate_Node、以及关于候选节点的信息。候选节点信息可以包括每个候选节点的节点ID，以及可以提供给要被切换的MS的所估计的带宽和所估计的服务等级。
在这样获得关于候选节点的信息后，在步骤827服务RS为MS构建候选节点列表。
在图8中，当候选节点不包括在UL/DL RS时，服务RS向服务BS发送关于MS切换的可能性的信息。然而，如果服务RS可以直接与RS而不是与UL/DL RS通信，则服务RS可以直接向RS发送关于MS切换的可能性的信息而不是通过服务BS发送该信息。
当服务RS识别出任意MS需要被切换或当服务RS接收到报告MS不能选择MS要被切换到的合适的目标节点的MOB_HO-IND消息时，执行图8中的过程。
图9为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于处理来自服务RS的切换请求的服务BS的操作流程图。
参考图9，在步骤911，通过从服务RS接收的MSHO-INFO-REQ(表12中定义)消息向服务BS通知MS切换的可能性。MSHO-INFO-REQ消息包括关于由服务RS推荐的候选节点的信息。
在步骤913，服务BS确定邻近小区节点是否包括在MSHO-INFO-REQ消息中列出的候选节点中。“邻近小区节点”是包括邻近小区BS和邻近小区RS的术语。
如果邻近小区节点没有包括在候选节点中，则服务BS执行步骤915。在步骤915，服务BS向候选节点发送MSHO-INFORM消息(表7中定义)以便通知MS切换的可能性。在步骤917，服务BS从各个候选节点接收包括MS切换所需的控制信息的MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)。然后，服务BS执行步骤923。
如果邻近小区节点包括在候选节点中，则服务BS进入步骤919。在步骤919，服务BS通过骨干网向管理邻近小区节点的邻近小区BS发送HO-request消息(表4中定义)从而通知MS切换的可能性。在步骤921，服务BS从邻近小区BS接收HO-response消息(表6中定义)。服务BS进入步骤923。
这样，服务BS收集关于候选节点的切换相关的信息。在步骤923，服务BS产生包括所收集的切换相关的信息的MSHO-INFO-RSP消息(表13中定义)并把该消息发送到服务RS。在步骤925，服务BS从服务RS接收MOB_HO-IND消息(表2中定义)。MOB_HO-IND消息提供关于是否将执行MS切换的信息。MOB_HO-IND消息可以包括要被切换的MS的MS ID。在当前实施例中，由于服务RS管理MS的切换，仅当MS的切换被确认时，MOB_HO-IND才被发送到服务BS。假设发送到服务BS的MOB_HO-IND消息具有设定为切换确认指示符的HO_IND_Type。
当接收到MOB_HO-IND消息后，服务BS执行步骤927。在步骤927，服务BS确定包括在MOB_HO-IND消息中的切换目标节点是否为邻近小区节点。如果不是，则服务BS确定切换目标节点是否为服务BS自身。如果是，则服务BS进入步骤931，在该步骤服务BS与MS执行的网络重新登录过程。
如果切换目标节点并不是服务BS自身，则服务BS进入步骤933。在步骤933，服务BS确定目标节点是否包括在服务BS的UL/DL RS列表中。如果不是，则服务BS进入步骤935，在该步骤服务BS向目标节点发送HO-notify消息(参考表10)，从而通知MS的切换。
在步骤933如果目标节点包括在UL/DL RS列表中，则服务BS进入步骤937。在步骤937，服务BS记录MS被切换到目标节点。服务BS已经知道服务RS的UL/DL RS列表，并且当目标节点包括在UL/DL RS列表中时，服务BS确定服务RS已经向目标节点发送HO-notify消息。从而，服务BS除了监视MS是否被切换外不执行其他操作。然而，假设服务RS不能直接发送HO-notify消息到UL/DL RS列表中的目标节点，但是服务BS应当发送HO-notify消息到该目标节点。
如果在步骤927确定目标节点为邻近小区节点，则服务BS进入步骤939。在步骤939，服务BS通过骨干网向管理邻近小区节点的邻近小区BS发送HO-confirm消息(在表11中定义)，从而通知MS的切换。邻近小区节点可以为邻近小区BS或邻近小区RS。在MS切换到目标节点后，在步骤941，服务BS释放分配给MS的所有资源从而断开MS。
当服务BS从服务RS接收到提供关于MS切换的可能性的信息的消息时或当服务RS请求服务BS发送关于MS被切换到的目标节点的信息以便使服务RS重构候选节点列表时可以以相同的方式执行图9的过程。
在图8和图9中，当服务RS为MS的切换准备候选节点列表时，服务RS请求服务BS构建候选节点列表或通过发送/接收图7，8，或10中所示的消息直接与包括在服务RS的UP/DL RS中的RS通信。当服务RS准备候选节点列表时，服务RS可以直接向/从由服务BS管理的所有RS、邻近BS和由邻近BS管理的所有RS发送/接收控制消息。
图10为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中邻近小区的BS操作流程图。邻近小区BS可以直接与服务RS或服务BS交换关于MS切换的信息。在图10中，例如，邻近小区BS与服务BS通信。
参考图10，在步骤1011，邻近小区BS从MS的服务BS(或服务小区BS)接收提供关于MS切换的可能性的信息的HO-request消息(表4中定义)。HO-request消息包括关于MS能够切换到的邻近小区节点的信息。
在步骤1013，邻近BS确定是否能够支持MS到包括在HO-request消息中的候选节点的切换。可以基于MS通过HO-request消息或其他方针(guideline)请求的带宽和服务等级来执行该确定。
在步骤1015，邻近小区BS向服务小区BS发送HO-response消息(表6中定义)，该消息包括MS切换所需的控制信息。HO-response消息包括关于当MS被切换到由邻近小区BS管理的邻近小区节点时可以提供给MS的带宽和服务等级的信息。该信息可以用在确定MS将被切换到的目标节点时。
在步骤1017，邻近小区BS从服务小区BS接收到确认MS切换的HO-confirm消息(表11中定义)。同时，邻近小区BS识别出MS被确定为切换到由邻近小区BS管理的节点。在步骤1019，邻近小区BS确定包括在HO-confirm消息中的目标节点是否为邻近小区BS自身。
如果是，则在步骤1021邻近小区BS与MS执行网络重新登录过程。如果确定目标节点是由邻近小区BS管理的RS，则邻近小区BS进入步骤1023。在步骤1023，邻近小区BS向RS(目标节点)发送HO-notify消息(表10中定义)从而通知MS的切换。
图11为用于解释依照本发明的在多跳中继BWA系统中用于接收切换可能性的RS的操作流程图。RS可以位于要被切换MS所在的服务小区或者邻近小区。
参考图11，在步骤1111，RS处于一般通信状态。在步骤1113，RS从其服务站接收提供关于MS切换的可能性信息的MSHO-INFORM消息(表7中定义)。服务站可以是BS或另一RS。服务站(节点)可以是处理MS切换的MS的服务BS或RS。当RS为邻近小区节点时，服务站可以是管理MS的邻近小区的邻近小区BS。
在步骤1115，RS基于包括在MSHO-INFORM消息中的信息确定MS的切换是否可被接受，然后RS向服务站发送包括关于MS切换的控制信息的MSHO-INFORM-ACK(表8中定义)消息。MS的服务BS或RS使用关于MS切换的该控制信息为MS的切换准备候选节点列表。
在步骤1117，RS确定是否接收到通知MS切换的HO-notify(参考表10)消息。如果是，则在步骤1119，RS与MS执行网络重新登录过程。RS作为MS的服务站而操作。
在图11中，尽管RS从其BS接收关于MS切换的信息，但是RS可以直接从MS的服务RS接收该信息。
图12为图示依照本发明的在多跳中继BWA系统中切换信号在MS、BS和简单地转发切换控制信息的RS中流动的图解。
参考图12，在步骤1211，MS与RS通信。在步骤1213，RS与BS通信。RS在MS和作为MS的服务站的BS之间中继控制消息和数据。RS在MS和RS之间简单地(simply)转发这样的消息。
在步骤1215，BS识别出MS必须被切换并向MS发送请求切换的MOB_BSHO-REQ消息。在步骤1217，RS向MS转发从BS接收的MOB_BSHO-REQ消息。在步骤1219，MS发送作为对MOB_BSHO-REQ消息的响应的MOB_HO-IND消息。在步骤1221，RS向BS转发该MOB-HO-IND消息。
当来自MS的MOB_HO-IND消息通知MS确认切换请求时，在步骤1223，BS向RS发送MSHO-notify消息以通知MS的切换。在步骤1225，RS通过接收到MSHO-notify消息识别出MS的切换并释放MS的上下文(context)信息从而终止与MS的通信。
图13为图示依照本发明的在多跳中继BWA系统中信号在MS和目标节点之间流动以进行网络重新登录的图解。
参考图13，在步骤1311，通过从目标节点1350接收前同步码，MS1310与目标节点1350同步。在步骤1313，MS1310通过从目标节点1350接收下行信道描述符(DCD)，上行信道描述符(UCD)，DL-MAP和UL-MAP消息来获得测距所需的信息并基于所获得的信息执行测距过程。
例如，测距过程可以从分配给要被切换MS1310的UCD消息的切换测距码组中选择任意码并在测距时机(ranging opportunity)周期内向目标节点1350发送所选的码开始。当目标节点1350通过接收到MOB_HO-IND消息(表2中定义)、HO-notify消息(表10中定义)或HO-confirm消息(表11中定义)识别出MS1310的切换时，目标节点1350可以向MS1310分配单独的UL测距时机周期，并当MS1310在所分配的UL测距时机周期内发送测距请求消息或测距码时开始与MS1310的测距过程。由于为目标节点1350构建切换测距码组不直接涉及本发明，这里不对其进行说明。
在步骤1315，MS1310和目标1350执行基本容量(capability)协商过程。在步骤1317，MS1310和目标节点1350执行授权过程。当目标节点1350是RS时，管理目标节点1350的BS可以参与(be involved in)授权过程。
如果必须，则在步骤1319，MS1310和目标节点1350执行注册过程。例如，当目标节点1350不是服务小区节点时，MS1310向目标节点1350注册。
在MS1310在服务小区内切换(例如，MS1310在服务小区RS之间或在服务小区RS与服务BS之间切换)的情况下，由于MS1310已经向服务BS注册，所以不需要初始连接过程的所有注册过程。取而代之，可能只需要例如CID更新的一些注册过程来维持通信。
当MS1310从服务小区切换到邻近小区时(也就是从服务小区节点到邻近小区BS或RS)，MS1310和目标节点1350在初始连接过程中执行注册过程。如果目标节点1350不是邻近小区BS，则邻近小区BS参与注册过程。
在MS1310切换到目标节点1350后，MS1310和目标节点1350执行持续通信所需的网络重新登录过程并互相通信。
可以根据目标节点1350(例如服务小区节点、邻近小区节点、BS或RS)的类型，部分地执行图13所述的网络重新登录过程。此外，为了切换最佳化或其他原因可以省略网络重新登录过程的大部分过程。
如以上实施例所述，BS确定通过RS的中继服务通信的MS的切换的需要，并经由RS将切换请求消息MOB_BSHO-REQ(定义在表1中)发送到MS。
当需要MS的切换时，BS可以从RS或从作为MS的目标节点的邻近BS收集MS切换所需的信息，提供所收集的切换信息给与MS直接通信的RS，并命令RS构建并发送切换请求消息MOB_BSHO-REQ(定义在表1中)到MS。这个RS辅助的(RS-assisted)切换过程将参考图14和15进行详细描述。
图14是示出根据本发明的在多跳中继BWA系统中用于命令RS发送切换请求消息到MS的BS的操作的流程图。
参考图14，在步骤1411，BS检测MS切换的需要，并收集MS切换所需的信息。MS切换所需的信息对应于将被包括在表1中所定义的MOB_BSHO-REQ消息中的邻近BS和邻近RS的切换支持信息，并且其可以通过交换表4中所定义的HO_request消息、表6中所定义的HO_response消息、表7中所定义的MSHO-INFORM消息以及表8中所定义的MSHO-INFORM-ACK消息来获得。
在步骤1413，BS确定将要赋予RS的MS的切换方向。在步骤1415，BS确定所确定的切换方向是否指示强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息的发送。切换方向可以指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息以及发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-REQ消息之一。
如果确定的切换方向指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息，则BS在步骤1417将用于命令发送强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息的MS切换命令消息MOB_HO-CMD发送到RS。之后，在步骤1423，BS等待接收指示由MS执行切换的MOB_HO-IND消息(定义在表2中)。
下表14示出了MOB_HO-CMD消息的格式。
表14


如表14所示，MOB_HO-CMD消息包括指示多个IE的类型的管理消息类型，即TX消息、指示MS的切换方向的命令指示符、指示将根据切换方向接收切换请求消息的MS的CID、以及关于MS切换的信息。命令指示符包括用于命令RS构建并发送所推荐的模式的MOB_BSHO-REQ消息到MS的所推荐的模式MOB_BSHO-REQ消息、用于命令RS构建并发送强制模式的MOB_BSHO-REQ消息到MS的强制模式MOB_BSHO-REQ消息、用于命令RS构建并发送所推荐的模式的MOB_BSHO-RSP消息到MS的所推荐的模式的MOB_BSHO-RSP消息、以及用于命令RS构建和发送强制模式的MOB_BSHO-RSP消息到MS的强制模式MOB_BSHO-RSP消息。关于MS切换的信息包括将被包含在根据每个切换方向构建的MOB_BSHO-REQ消息或MOB_BSHO-RSP消息中的邻近RS或邻近BS的邻近节点ID、在切换到邻近节点期间可以从邻近节点提供的服务等级预测、所分配的用在对被选择作为目标节点的邻近节点的初始测距中使用的HO ID、以及由邻近节点支持的最优化切换信息的HO过程最优化。
另一方面，如果所确定的切换方向没有指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息，则BS在步骤1419确定所确定的切换方向是否指示发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-REQ消息。如果所确定的切换方向指示发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-REQ消息，则BS前进到步骤1421，以便在步骤1421发送用于命令发送所推荐的模式MOB_BSHO-REQ消息的MOB_HO-CMD消息到RS。如果不是这样，则BS直接前进到步骤1423。在步骤1423，BS等待从MS接收消息。
在步骤1425，BS确定是否接收到包含MS切换拒绝信息的MOB_HO-IND消息(定义在表2中)。如果接收到包含切换拒绝的MOB_HO-IND消息，则BS在步骤1427重新构建适于执行MS切换的候选节点列表。在步骤1329，BS确定MS的切换方向，以便命令RS发送包含重新构建的候选节点列表的MOB_BSHO-RSP消息(定义在表3中)到MS。切换方向指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-RSP消息以及发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-RSP消息之一。
在步骤1431，BS确定切换方向是否指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-RSP消息。如果是，则BS前进到步骤1433，然后返回步骤1423；如果不是，则BS前进到步骤1435。在步骤1433，BS发送用于命令发送强制切换模式的MOB_BSHO-RSP消息的MOB_HO-CMD消息到RS。在步骤1435，BS确定切换方向是否指示发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-RSP消息。如果是，则BS前进到步骤1437，然后返回步骤1423；如果不是，则BS直接返回到步骤1423。在步骤1437，BS发送用于命令发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-RSP消息的MOB_HO-CMD消息到RS。
另一方面，如果在步骤1425没有接收到包含MS的切换拒绝信息的MOB_HO-IND消息(定义在表2中)，则BS结束操作。
图15是示出根据本发明的在多跳中继BWA系统中当从BS接收到切换请求命令时、用于发送切换请求消息到MS的RS操作的流程图。
参考图15，在步骤1511，RS与BS以及不能与该BS通信的MS进行通信，由此在BS和MS之间中继信号。在步骤1513，RS从BS接收MOB_HO-CMD消息(定义在表14中)。在步骤1515，RS确定MOB_HO-CMD消息中的切换方向是否指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息。如果是，则RS前进到步骤1517；而如果不是，则RS前进到步骤1519。在步骤1517，RS使用MOB_HO-CMD消息中的MS切换信息构建强制切换模式的MOB_BSHO-REQ消息，并发送所构建的MOB_BSHO-REQ消息到MS。
在步骤1519，RS确定切换方向是否指示发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-REQ消息。如果是，则RS前进到步骤1521；而如果不是，则RS前进到步骤1523。在步骤1521，RS使用MOB_HO-CMD消息中的MS切换信息构建所推荐的切换模式的MOB_BSHO-REQ消息，并发送所构建的MOB_BSHO-REQ消息到MS。
在步骤1523，RS确定切换方向是否指示发送强制切换模式的MOB_BSHO-RSP消息。如果是，则RS前进到步骤1525，并且如果切换方向指示发送所推荐的切换模式的MOB_BSHO-RSP消息，则RS前进到步骤1527。在步骤1525，RS使用MOB_HO-CMD消息中的MS切换信息构建强制切换模式的MOB_BSHO-RSP消息，并发送所构建的MOB_BSHO-RSP消息到MS。在步骤1527，RS使用MOB_HO-CMD消息中的MS切换信息构建所推荐的切换模式的MOB_BSHO-RSP消息，并发送所构建的MOB_BSHO-RSP消息到MS。之后，RS结束操作。
在步骤1423，当从MS接收到通知MS确认该切换请求的MOB_HO-IND消息时，如在步骤1223中那样，BS可以向RS发送通知MS的切换的MSHO-notify消息。
即将说明MS、RS和BS的配置。由于MS、RS和BS具有相同的接口模块(通信模块)，所以MS、RS和BS具有相同的块配置。因此，将参考一个框图对MS、RS和BS的配置进行说明。
图16为图示依照本发明的MS(RS或BS)的框图。在当前实施例中，假设MS(RS或BS)使用时分双工(TDD)-OFDMA方案。
参考图16，MS(RS或BS)包括接收(RX)射频(RF)处理器1601、模拟-数字转换器(ADC)1603、OFDM解调器1605、解码器1607、消息处理器1609、控制器1611、切换处理器1613、消息生成器1615、编码器1617、OFDM调制器1619、数字-模拟转换器(DAC)1621、发射(TX)RF处理器1623、开关1625和时间控制器1627。
时间控制器1627基于帧同步控制开关1625的开关操作。例如，当位于帧的RX部分时，时间控制器1627控制开关1625使得天线连接到RX RF处理器1601。当位于帧的TX部分时，时间控制器1627控制开关1625使得天线连接到TX RF处理器1623。
在帧的RX部分，RX RF处理器1601把通过天线接收的RF信号转换为基带模拟信号。ADC 1603对从RX RF处理器1601接收的模拟信号进行采样，从而把该模拟信号转换为经采样的数据(数据信号)。OFDM解调器1605对该经采样的数据执行快速傅立叶变换(FFT)以便输出频域数据。
解码器1607从频域数据选择所期望的副载波的数据。解码器1607根据预定的调制和编码方案(MCS)等级来解调和解码所选的数据。
消息处理器1609处理来自解码器1607的控制消息并把处理结果发送到控制器1611。消息处理器1609从所接收的关于切换的控制信息中提取出各种控制信息并把所提取的控制信息提供给控制器1611。
控制器1611依照从消息处理器1609接收的信息执行处理并把处理结果提供给消息生成器1615。切换处理器1613产生和管理切换相关的信息。
消息生成器1615使用从控制器1611接收的各种信息产生消息并把该消息提供给编码器1617。消息生成器1615产生切换相关的控制消息并把该消息发送到编码器1617。
编码器1617依照MCS等级编码和调制从消息生成器1615接收的消息。OFDM调制器1619通过逆快速傅立叶变换(IFFT)处理从编码器1617接收的数据，获得经采样的数据(OFDM码元)。DAC 1621把该经采样的数据转换为模拟信号。TX RF处理器1623把从DAC 1621接收的模拟信号转换为RF信号并通过天线发射该RF信号。
在上述配置中，控制器1611控制消息处理器1609、消息生成器1615以及作为协议控制器的切换处理器1613的使用。控制器1611可以执行消息处理器1609、消息生成器1615和切换处理器1613的功能。尽管为控制器1611的各个功能提供单独的单元，但是控制器1611可以代替这样的独立单元来执行所有或部分功能。
现在将参考图16中所示的配置，集中于MAC层的控制消息处理，来对MS、RS和BS的操作进行说明。
首先说明MS的操作。消息处理器1609处理来自RS或BS的控制消息并把处理结果发送到控制器1611。例如，当接收到MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)或MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)时，消息处理器1609从该消息中提取各种控制信息并把所提取的控制信息发送到控制器1611。控制器1611依照从消息处理器1609接收的控制信息来控制切换处理器1613。
在控制器1611的控制下，切换处理器1613产生MS切换所需的信息并把该信息发送到控制器1611。例如，当服务站请求切换时，切换处理器1613执行例如如下操作确定所请求的切换是否可能、在由服务站推荐的列表中扫描候选目标节点、最后确定是否执行请求切换、为切换选择合适的目标节点。切换处理器1613向控制器1611发送操作结果。
消息生成器1615产生去往RS或BS的消息并在控制器1611的控制下向物理层发送该消息。例如，消息生成器1615产生MOB_HO-IND消息(表2中定义)并向物理层的编码器1617发送该消息。消息生成器1615生成的消息被处理为适合物理层并通过天线将其发射到相应的目的地。
现在将描述RS的操作。消息处理器1609处理从MS，BS或其他RS接收的控制消息并向控制器1611发送处理结果。例如，消息可以是来自MS的MOB_HO-IND消息(表2中定义)；来自BS的MOB_BSHO-REQ(表1中定义)、MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)、MSHO-INFORM消息(表7中定义)，MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)、HO-notify消息(表10中定义)，MSHO-INFO-RSP消息(表13)或MOB_HO-CMD(表14中定义)；或者来自其他RS的MSHO-INFORM消息(表7中定义)、MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)、HO-notify消息(表10中定义)。当接收到这样的消息时，消息处理器1609从该消息中提取各种控制信息并把所提取的控制信息发送到控制器1611。控制器1611执行对应于从消息处理器1609接收的控制信息的操作。
在控制器1611的控制下，切换处理器1613生成MS切换所需的信息并把信息发送到控制器1611。例如，切换处理器1613执行例如如下操作确定MS是否必须被切换、获得关于被推荐给MS的候选目标节点的信息、收集适合MS切换的邻近节点的信息、向MS发射切换请求并确定MS是否被切换。然后，切换处理器1613把操作结果发送到控制器1611。
在控制器1611的控制下，消息生成器1615可以产生下列消息去往到MS的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)和MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)；去往BS的MSHO-INFORM消息(表7中定义)、MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)、MSHO-INFO-REQ消息(表12中定义)以及MOB_HO-IND(表2中定义)消息；以及去往其他RS的MSHO-INFORM(表7中定义)消息，MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)和HO-notify消息(表10中定义)。由消息生成器1615产生的消息处理为适合物理层并通过天线发射到期望的目的地。
现在将说明BS的操作。消息处理器1609处理从MS、RS或其他BS接收的控制消息并把处理结果发送到控制器1611。例如，消息处理器1609可以接收来自MS的MOB_HO-IND消息(表2中定义)；来自RS的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)、MOB_HO-IND消息(表2中定义)、MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)，或MSHO-INFO-REQ消息(表12中定义)；或来自其他BS的HO-request消息(表4中定义)、HO-response消息(表6中定义)或HO-confirm消息(表11中定义)。在接收到该消息时，消息处理器1609从该消息中提取各种控制信息并把所提取的控制信息发送到控制器1611。控制器1611执行对应于从消息处理器1609接收的控制信息的操作。
在控制器1611的控制下，切换处理器1613产生MS切换所需的信息并把该信息发送到控制器1611。例如，切换处理器1613执行例如如下操作确定MS是否必须被切换、获得关于被推荐给MS的候选目标节点的信息、通知邻近小区BS该MS切换的可能性、通过收集关于邻近小区BS和服务小区节点的信息为MS准备候选目标节点列表、并获得关于MS要被切换到的目标节点的信息。然后，切换处理器1613把操作结果发送到控制器1611。
在控制器1611的控制下，消息生成器1615生成去往MS、RS或其他BS的消息并把该消息发送到物理层。例如，消息生成器1615可以生成下列消息去往MS的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)和MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)；去往RS的MOB_BSHO-REQ消息(表1中定义)和MOB_BSHO-RSP消息(表3中定义)、MSHO-INFORM-ACK消息(表8中定义)、HO-notify消息(表10中定义)、MSHO-INFO-RSP消息(表13中定义)和MOB_HO-CMD消息(表14中定义)；以及去往其他BS的HO-request消息(表4中定义)、HO-response消息(表6中定义)、和HO-confirm消息(表11中定义)。由消息生成器1615产生的消息被处理为适合物理层并通过天线将其发射到期望的目的地。
如上所述，依照本发明，当多跳中继BWA系统中BS和MS之间的直接链路较差时，RS用于在MS和BS之间形成多跳中继路径并向MS提供与BS相同的服务和功能。特别地，依照本发明，提供一种在多跳中继BWA系统中处理MS切换的方法。该方法保证了具有移动性的MS通信的持续性并使得管理小区的负载以及配置RS的布置很容易。此外，依照本发明，切换控制消息可以直接在RS间发送而不需要经过服务BS，从而可以防止由服务BS造成的时间延迟。
尽管已经参考了本发明的特定优选实施例示出和描述了本发明，但是应当理解为本领域技术人员可以在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种形式和细节的改变。
权利要求
1.一种无线接入通信系统中的中继站(RS)的通信方法，该通信方法包括步骤从基站(BS)接收包括候选节点列表的切换请求消息；向移动站(MS)发送切换请求消息；以及从MS接收指示是否执行切换的切换指示消息。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其中RS把MS的标识符封装进通过RS在MS和BS之间发送的消息或从通过RS在MS和BS之间发射的消息中解封装出MS的标识符。
3.根据权利要求1所述的通信方法，其中候选节点列表包括服务BS、服务小区RS、邻近小区BS和邻近小区RS中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的通信方法，其中切换请求消息包括关于候选节点列表中每个候选节点的信息，该信息包括候选节点的标识符、候选节点的前同步码索引和在候选节点处的可用服务等级中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的通信方法，其中切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点的标识符和目标节点的前同步码索引中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的通信方法，进一步包括向BS发送切换指示消息；以及当切换指示消息指示切换的执行时断开MS。
7.根据权利要求1所述的通信方法，进一步包括向BS发送切换指示消息；以及当切换指示消息指示切换的取消时继续在MS和BS之间中继通信。
8.根据权利要求1所述的通信方法，进一步包括向BS发送切换指示消息；以及当切换指示消息指示切换的拒绝时从BS接收包括重新构建的候选节点列表的切换响应消息；以及向MS发送切换响应消息。
9.一种无线接入通信系统中的BS的通信方法，该通信方法包括步骤当与RS通信的MS必须被切换时准备候选节点列表；通过RS向MS发送包括该候选节点列表的切换请求消息；以及通过RS从MS接收指示是否执行切换的切换指示消息。
10.根据权利要求9所述的通信方法，其中候选节点列表包括BS、服务小区RS、邻近小区BS和邻近小区RS中的至少一个。
11.根据权利要求9所述的通信方法，其中切换请求消息包括关于候选节点列表中每个候选节点的信息，该信息包括候选节点的标识符、候选节点的前同步码索引和在候选节点处的可用服务等级中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的通信方法，其中切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点的标识符和目标节点的前同步码索引中的至少一个。
13.根据权利要求9所述的通信方法，其中基于小区间负载平衡条件、RS重新布置状态和由MS报告的扫描结果中的至少一个来确定MS的切换。
14.根据权利要求9所述的通信方法，其中RS把MS的标识符封装进通过RS在MS和BS之间发送的消息或从通过RS在MS和BS之间发送的消息中解封装出MS的标识符。
15.根据权利要求9所述的通信方法，其中准备候选节点列表的步骤包括为MS的切换请求邻近节点的切换相关的信息；从邻近节点接收切换相关的信息；以及使用所接收的切换相关的信息准备候选节点列表。
16.根据权利要求9所述的通信方法，其中如果切换指示消息指示切换的执行，则该通信方法进一步包括在切换指示消息中寻找目标节点；当目标节点为BS时，与MS执行网络重新登录过程；当目标节点为服务小区节点时，向目标节点发送切换通知消息；以及当目标节点为邻近小区的节点时，在向邻近小区的BS发送切换通知消息后断开MS。
17.根据权利要求9所述的通信方法，进一步包括如果切换指示消息指示切换的取消，则继续与MS通信。
18.根据权利要求9所述的通信方法，进一步包括如果切换指示消息指示切换的拒绝，则重新构建候选节点列表以便向MS发送该重新构建的候选节点列表。
19.一种无线接入通信系统中的RS的通信方法，该通信方法包括步骤当与RS通信的MS必须被切换时准备候选节点列表；向MS发送包括该候选节点列表的切换请求消息；以及从MS接收指示是否执行切换的切换指示消息。
20.根据权利要求19所述的通信方法，其中候选节点列表包括服务BS、服务小区RS、邻近小区BS和邻近小区RS中的至少一个。
21.根据权利要求19所述的通信方法，其中切换请求消息包括关于候选节点列表中每个候选节点的信息，该信息包括候选节点的标识符、候选节点的前同步码索引和在候选节点处的可用服务等级中的至少一个。
22.根据权利要求19所述的通信方法，其中切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点的标识符和目标节点的前同步码索引中的至少一个。
23.根据权利要求19所述的通信方法，其中准备候选节点列表的步骤包括为MS的切换请求邻近节点的切换相关的信息；从邻近节点接收该切换相关的信息；以及使用所接收的切换相关的信息准备该候选节点列表。
24.根据权利要求23所述的通信方法，其中切换相关的信息包括要被提供给MS的带宽和服务等级。
25.根据权利要求23所述的通信方法，其中RS直接与邻近节点通信。
26.根据权利要求19所述的通信方法，进一步包括当切换指示消息指示切换的执行时向服务BS发送切换指示消息。
27.根据权利要求19所述的通信方法，其中，如果切换指示消息指示切换的执行，则该通信方法进一步包括向切换指示消息中设定的目标节点发送切换通知消息；以及在发送切换通知消息后断开MS。
28.根据权利要求27所述的通信方法，其中发送切换通知消息的步骤包括当RS可以直接与目标节点通信时，直接向目标节点发送切换通知消息；以及当RS不能直接与目标节点通信时，在把MS的标识符添加到切换通知消息后，向服务BS发送切换通知消息。
29.根据权利要求19所述的通信方法，进一步包括如果切换指示消息指示切换的取消，则继续在MS与服务BS之间中继通信。
30.根据权利要求19所述的通信方法，进一步包括如果切换指示消息指示切换的拒绝，则重新构建候选节点列表以便将重新构建的候选节点列表发送到MS。
31.一种无线接入通信系统中的BS的通信方法，该通信方法包括步骤从RS接收通知MS切换的可能性的消息；从该消息中所列出的候选节点中收集切换相关的信息；以及向RS发送包括切换相关的信息的消息。
32.根据权利要求31所述的通信方法，进一步包括当BS从RS接收到切换指示消息时，确定所接收的切换指示消息中设定的目标节点是否为BS；以及如果所接收的切换指示消息中设定的目标节点是BS，则与MS执行网络重新登录过程。
33.根据权利要求31所述的通信方法，进一步包括当BS从RS接收到切换指示消息时，确定所接收的切换指示消息中设定的目标节点是否为邻近小区的节点；以及如果所接收的切换指示消息中设定的目标节点是邻近小区的节点，则向邻近小区的BS发送消息以便通知MS的切换。
34.一种在通信系统中处理切换的方法，该方法包括步骤当MS必须被切换时，通过从邻近节点收集切换相关的信息在服务BS处为MS的切换准备候选节点列表；从服务BS向与MS通信的RS发送包括候选节点列表的切换请求消息；从RS向MS发送切换请求消息；以及从MS向RS发送指示是否执行切换的切换指示消息。
35.根据权利要求34所述的方法，其中候选节点列表包括服务BS、服务小区RS、邻近小区BS以及邻近小区RS中的至少一个。
36.根据权利要求34所述的方法，其中RS把MS的标识符封装进通过RS在MS和服务BS之间发送的消息或从通过RS在MS和服务BS之间发送的消息中解封装出MS的标识符。
37.根据权利要求34所述的方法，进一步包括从RS向服务BS发送切换指示消息；以及当切换指示消息指示切换的执行时从RS断开MS。
38.根据权利要求34所述的方法，进一步包括从RS向服务BS发送切换指示消息；以及当切换指示消息指示切换的拒绝时，在服务BS处重新构建候选节点列表并从服务BS向RS发送包括重新构建的候选节点列表的切换响应消息；以及从RS向MS发送该切换响应消息。
39.一种在通信系统中处理切换的方法，该方法包括步骤当MS必须被切换时，通过从邻近节点收集切换相关的信息在服务BS处为MS的切换准备候选节点列表；从RS向MS发送包括候选节点列表的切换请求消息；以及从MS向RS发送指示是否执行切换的切换指示消息。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，候选节点列表包括服务BS、服务小区RS、邻近小区BS以及邻近小区RS中的至少一个。
41.根据权利要求39所述的方法，进一步包括当切换指示消息指示切换的执行时，从RS向切换指示消息中设定的目标节点发送切换通知消息；以及当切换指示消息指示切换的拒绝时，在RS处重新构建候选节点列表并从RS向MS发送该列表。
42.一种通信系统中的RS的通信方法，该通信方法包括步骤从BS向MS转发切换请求消息；从MS向BS转发指示是否执行切换的切换指示消息；以及当从BS接收到通知MS的切换的消息时，释放MS的上下文信息。
43.一种用于通信系统中的RS的设备，该设备包括消息生成器，用于产生包括候选节点列表的切换请求消息；发射器，把来自消息生成器的切换请求消息转换为无线电规范格式从而向MS发送经转换的切换请求消息；以及消息处理器，用于响应于切换请求消息而处理从MS接收的的切换指示消息，该切换指示消息包括关于是否执行切换的信息。
44.根据权利要求43所述的设备，其中候选节点列表包括服务BS、服务小区RS、邻近小区BS以及邻近小区RS中的至少一个。
45.根据权利要求43所述的设备，其中，切换请求消息包括关于候选节点列表中每个候选节点的信息，该信息包括候选节点的标识符、候选节点的前同步码索引以及在候选节点处的可用服务等级中的至少一个。
46.根据权利要求43所述的设备，其中，切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点标识符以及目标节点的前同步码索引中的至少一个。
47.一种无线接入通信系统中的基站(BS)的通信方法，该通信方法包括步骤如果与中继站(RS)通信的移动站(MS)的切换是必须的，则构建候选节点列表并确定切换方向；向RS发送包括候选节点列表和切换方向信息的切换命令消息；以及经由RS从MS接收指示是否执行切换的切换指示消息。
48.根据权利要求47所述的通信方法，其中，所述切换方向指示发送所推荐的切换模式的切换请求消息和发送强制切换模式的切换请求消息之一。
49.如权利要求47所述的通信方法，其中，所述切换命令消息包括切换方向信息、MS ID、候选节点ID、在候选节点处可用的服务等级、以及关于切换过程最优化的信息中的至少一个。
50.根据权利要求47所述的通信方法，其中，所述切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点的标识符、以及目标节点的前同步码索引中的至少一个。
51.根据权利要求47所述的通信方法，还包括步骤如果切换指示消息指示切换的拒绝，则重新构建候选节点列表并确定切换方向；以及向RS发送包括重新构建的候选节点列表和切换方向信息的切换命令消息。
52.根据权利要求51所述的通信方法，其中所述切换方向指示发送所推荐的切换模式的切换响应消息以及发送强制切换模式的切换响应消息之一。
53.一种无线接入通信系统中的中继站(RS)的通信方法，该通信方法包括步骤从基站(BS)接收指示切换方向的切换命令消息；根据该切换方向信息构建切换请求消息或切换响应消息；以及将所构建的消息发送到移动站(MS)。
54.根据权利要求53所述的通信方法，其中所述所构建的消息是所推荐的切换模式的切换请求消息、强制切换模式的切换请求消息、所推荐的切换模式的切换响应消息、和强制切换模式的切换响应消息之一。
55.根据权利要求53所述的通信方法，其中所述切换命令消息包括切换方向信息、MS ID、候选节点ID、在候选节点处可用的服务等级、以及关于切换过程最优化的信息中的至少一个。
56.根据权利要求53所述的通信方法，其中所述切换请求消息包括候选节点ID、前同步码索引、在候选节点处可用的服务等级、以及切换模式信息中的至少一个。
57.根据权利要求53所述的通信方法，其中所述切换响应消息包括候选节点ID、前同步码索引、在候选节点处可用的服务等级、以及切换模式信息中的至少一个。
58.根据权利要求53所述的通信方法，还包括步骤在发送切换请求消息到MS之后从MS接收指示是否执行切换的切换指示消息；以及将切换指示消息中继到BS。
59.根据权利要求58所述的通信方法，其中所述切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点的标识符、以及目标节点的前同步码索引中的至少一个。
60.一种在通信系统中处理切换的方法，该方法包括步骤在MS必须被切换时，在服务BS处准备候选节点列表并确定切换方向；向RS发送包括候选节点列表和切换方向信息的切换命令消息；使用切换命令消息的信息在RS处准备切换请求消息；将切换请求消息从RS发送到MS；以及经由RS将指示是否执行切换的切换指示消息发送到BS。
61.根据权利要求60所述的方法，其中所述切换命令消息包括切换方向信息、MS ID、候选节点ID、在候选节点处可用的服务等级、以及关于切换过程最优化的信息中的至少一个。
62.根据权利要求60所述的方法，其中所述切换命令消息中设定的切换方向指示发送所推荐的切换模式的切换请求消息、发送强制切换模式的切换请求消息、发送所推荐的切换模式的切换响应消息、发送强制切换模式的切换响应消息之一。
63.根据权利要求60所述的方法，其中所述切换指示消息包括指示是否执行切换的切换指示类型、目标节点的标识符、以及目标节点的前同步码索引中的至少一个。
64.根据权利要求60所述的方法，其中所述切换请求消息包括候选节点ID、前同步码索引、在候选节点处可用的服务等级、以及切换模式信息中的至少一个。
65.根据权利要求60所述的方法，还包括步骤如果切换指示消息指示拒绝切换，则在BS处重新构建候选节点列表并确定切换方向；以及将包括重新构建的候选节点列表和切换方向信息的切换命令消息从BS发送到RS；以及在RS处使用切换命令消息的信息准备切换响应消息，并将该切换响应消息从RS发送到MS。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述切换响应消息包括候选节点ID、前同步码索引、在候选节点处可用的服务等级、以及切换模式信息中的至少一个。
全文摘要
提供一种在多跳中继宽带无线接入(BWA)系统中处理切换的设备和方法。在多跳中继BWA系统的中继站(RS)的通信方法中，从基站(BS)接收包括候选节点列表的切换请求消息，切换请求消息被发送到移动站(MS)，并从MS接收切换指示消息，切换指示消息指示是否执行切换。可以对具有移动特性的MS提供通信的持续性，并且可以容易地完成小区的负载管理和RS配置/布置。
文档编号H04B7/26GK101014183SQ20061006427
公开日2007年8月8日 申请日期2006年10月17日 优先权日2005年10月17日
发明者姜贤贞, 周判谕, 孙仲济, 赵在源, 林亨奎, 孙泳文, 李成真, 李美贤, 洪松男, 金永镐 申请人:三星电子株式会社