在传统的无线通信网络中，当通信端之间的距离拉长或有遮蔽效应发 生时，通信站接收的信号强度可能会减弱，其可能会损及该通信网络的传 输效果，尤其是当该通信站的位置靠近该无线通信网络通信范围的边缘时。 为了扩张无线通信网络涵盖的范围并改善传输率，可以使用一个或多个中 继站(relay station，RS)以在基站(BS或MR-BS)及移动台(MS)之 间转送信号。在某些应用中，中继站可以设在车辆中，以提供其所附的移 动台(例如该车辆中的旅客所使用的手机)更高通量或维持和基站的连结。 这种中继站适用于不论车辆是否在移动，在移动台和中继站的距离大致上 是固定的情况。但是，当使用移动台的旅客下了车，就需要快速地从该中 继站切换到外部的基站。在此情况下，传统的切换程序可能无法即时执行 以避免断线。
已有几种已知的技术用来解决这个问题。在Samir S.Soliman的美国专 利第7031711号(题为Mobile Communication System Position Detection To Facilitate Hard Handoff)就揭示了其中一种已知的技术(以下称之为’711专 利)。在’711专利中，需要一个定位装置(例如Global Position System， GPS)，其嵌入于一移动台中，用以加速一个硬切换(hard handover or handoff)程序。另外，也需要一个定位数据库，其由该移动台及一基站所 维持，以提供追踪对应移动轨迹的信息。因此，’711专利需要额外的定位 装置，以取得位置数据来进行硬切换。
在Min-ho Lee的美国公开第2005/0128969号(题为Handover method and Handover Apparatus)就揭示了其中一种已知的技术(以下称之为’969 专利)。’969专利提供一方法及一装置来执行测量计算以估计移动台的移 动速度，以在移动台以相对快速的速度移动时，减少切换延迟或分组遗失 率。该装置设计用于切换程序的一介质访问控制(MAC)或物理层，无法 使用通信网络中的更高阶层以减少延迟或增加传输效果。
IEEE802.16j-06_026r3-P802.16j Baseline Document中揭示了另一实施 例，其界定了关于Mobile-RS的切换程序的方法。这些方法可以区分为在 处理干扰状况时，有及没有前文修改(preamble change)的中继站 (Mobile-RS)切换。两种状况(有及没有前文修改)可以再区分为Mobile-RS 切换程序及依附移动台(MSs)切换程序。这些方法的基本概念在于，在 Mobile-RS作为接口来加速其依附移动台的切换程序时，再使用802.16e切 换程序。但是，当移动台所依附的Mobile-RS切换时，移动台也需要切换。 而且，无法明显减少切换延迟。
图1显示一通信网络100。通信网络100可以包含一第一次网络102 及第二次网络104。第一次网络102可以包含一基站106、中继站108c、108d、 108e、108f、及移动台110a、110b、110c、110d。基站106具有一通信范 围112，而中继站108c～108f分别具有通信范围114c～114f。第二次网络 104包含分别具有通信范围114a及114b的中继站108a及108b。而且，中 继站108c、108d、108e、108f可以用于通信网络100的通量增加，而中继 站108a、108b可以用于通信网络100的通信范围扩张。
通常，无线通信网络中的中继站(RS)可以依据其移动性分为三种， 亦即：固定RS、漫游RS及移动RS。固定RS可指装设在一固定位置的 RS。而漫游RS可指一个RS，其可以携带，但是必须要就定位才能提供服 务。这些种类的中继站中，只有移动RS要处理在运作中的移动管理。固定 RS或漫游RS可以和一稳定接入站(stable access station)(例如MR-BS) 连接，当MS将要移出原来的固定RS或漫游RS的通信范围时，其可以为 该固定RS或漫游RS的依附移动台的目标接入站。
不同于漫游RS，移动RS可以在移动时提供服务。因此，移动RS及 其依附移动台需要有移动管理。图2A及2B显示移动RS的切换。参见图 2A，无线通信网络包含基站(BS)200、移动RS202及移动台(MS)206。 基站(BS)200具有一通信范围208，而移动RS202具有一通信范围210。 移动RS202可以在一车辆204中，因此当车辆204移动时，移动RS202可 以相对于基站(BS)200移动。而且，基站(BS)200和移动RS202最初 可以用一第一无线连线212通信，而移动RS202和移动台(MS)206最初 使用一第二无线连线214通信。移动RS202可以持续传送无线信号(例如 前文(preamble)、MAP或数据)给其依附的移动台(MS)206，以维持 和移动台(MS)206之间的连线。而且，因为依附于移动RS202的移动台 (MS)206和移动RS202一起移动，所以即使车辆204移动时，移动RS202 和移动台(MS)206之间的第二无线连线214也可以是稳定的。只要移动 台(MS)206在车辆204中，即使车辆204以相对高速移动时，移动台(MS) 206也可以不需要任何的切换程序。依附的移动台(MS)206在车辆204 中时，救一职在移动RS202的通信范围210中，所以不需要任何切换来和 其他战台通信，此为移动RS202的优点。
但是，当移动RS202从基站(BS)200移动到其他的时，由移动RS 发出的功率会被其他的BS或RS干扰，而使得系统整体的性能降低。为了 解决此一功率干扰的问题，在一实施例中，BS200可以设定移动RS202依 据移动RS202目前的位置传送一适当频率(segment)。但是，此一频率改 变会促使依附于移动RS202的移动台(MS)206执行一切换程序，以重新 使其和使用不同传输频率的同一接入点同步，这会使依附的移动台(MS) 206产生不必要的成本，并使得移动RS202没有效率(相较于移动台(MS) 206不通过移动RS202的中继直接和基站(BS)200连线的状况)。
在另一实施例中，限制移动RS202的传输功率来解决此一功率干扰的 问题。因为移动RS202具有相对于车辆204的有限的无线电通信范围，只 有当移动台(MS)206在车辆204中时，移动台(MS)206才能够和移动 RS202进行通信。但是，当携带移动台(MS)206的旅客离开了车辆204， 移动RS202的信号功率就会急剧衰减。参见图2A，离开通信范围210的移 动台(MS)206和移动RS202的连线214就衰减得很快。其结果为，由于 没有足够的反应时间来执行切换以从移动RS202转换到其他通信站，移动 台(MS)206会断线。
因此，需要有一个用于无线多跳中继段中继通信系统的切换方法，以 改善该系统的传输效率及容量。

本发明的一个实施例提供一种执行一切换程序的方法，其适用于一无 线多跳中继段(multi-hop)通信网络，该方法包括：请求给予邻近通信信 息，其关于一移动台的邻近接入站之间的频道状况，取得通信信息，其关 于该无线多跳中继段通信网络中一第一通信站及一第二通信站之间的一连 线，将该通信信息从该第一通信站传送至该无线多跳中继段通信网络中的 一移动台，以及依据该通信信息设定该移动台，以将该移动台转移至该第 二通信站。
本发明其他的实施例提供一种执行一切换程序的方法，其适用于一无 线多跳中继段(multi-hop)通信网络，该方法包括：执行一上行链路同步 化(uplink synchronization)，取得通信信息，其关于该无线多跳中继段通信 网络中一第一通信站及一第二通信站之间的一连线，将该通信信息广播至 该无线多跳中继段通信网络中的一移动台，及依据该通信信息设定该移动 台。
本发明其他的实施例提供一种执行一切换程序的系统，其适用于一无 线多跳中继段(multi-hop)通信网络，该系统包括：设定用以取得通信信 息的一第一通信站，该第一通信站具有该无线多跳中继段通信网络中的一 第一无线电通信范围；一第二通信站，其被设定用来通过该第一通信站及 该第二通信站之间的第二通信站来提供该通信信息，该通信信息是关于该 第一通信站及该第二通信站之间的一连线的信息，该第二通信站具有该无 线多跳中继段通信网络中的一第二无线电通信范围，该第二无线电通信范 围大于该第一无线电通信范围；及在该第一无线电通信范围中的一移动台， 该移动台接收该通信信息并依据该通信信息而被设定。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特 举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1显示通信网络的示意图。
图2A及2B显示在依移动中继站的切换的示意图。
图3显示依据本发明实施例的移动台执行切换的方法的流程图。
图4显示依据本发明另一实施例的移动台执行切换的方法的流程图。
图5显示依据本发明另一实施例的移动台执行切换的方法的流程图。
图6显示依据本发明实施例的第一通信站执行一移动台的切换的方法 的流程图。
图7显示依据本发明另一实施例的第一通信站执行一移动台的切换的 方法的流程图。
图8显示依据本发明另一实施例的第一通信站执行一移动台的切换的 方法的流程图。
图9显示依据本发明另一实施例的第二通信站执行一移动台的切换的 方法的流程图。
图10显示依据本发明实施例的第二通信站执行一移动台的切换的方法 的流程图。
图11显示依据本发明一实施例的执行一移动台的切换的方法中的信号 流的流程图。
图12显示依据本发明另一实施例的执行一移动台的切换的方法中的信 号流的流程图。
图13显示依据本发明实施例的通信系统的示意图。
【主要元件符号说明】
通信网络  100
第一次网络  102
第二次网络  104
基站  106
中继站  108a、108b、108c、108d、108e、108f
移动台  110a、110b、110c、110d
通信范围  112
通信范围  114a、114b、114c～114f
基站(BS)  200
移动  RS202
车辆  204
移动台(MS)  206
通信范围  208
通信范围  210
第一无线连线  212
第二无线连线  214
基站  1300
移动中继站  1302
车辆  1304
移动台(MS)  1306
通信范围  1308
通信范围  1310
第一无线连线  1312
第二无线连线  1314

图3显示依据本发明实施例的移动台(MS)执行切换的方法的流程图。 移动台可以执行切换以将其连线从和第一通信站连线转换为和第二通信站 连线。亦即，移动台在切换以与第二通信站连线之前可以和第一通信站连 线。而且，该第一通信站在提供移动台服务时，可以和该第二通信站进行 通信。参见图3，在步骤302中，移动台可以从例如第一通信站(其可以为 移动台可以连线的一接入站)接收关于该第一通信站及该第二通信站之间 的一连线的通信信息。在步骤304，依据该通信信息设定该移动台以使其与 该第二通信站连线。接着，在步骤306，执行一切换程序以使得该移动台可 以和该第二通信站连线。
在一实施例中，相对于该移动台(MS)，该第一通信站为一中继站(RS)， 该第二通信站为一基站(BS)。在另一实施例中，第一通信站为BS，而该 第二通信站为RS。在一实施例中，BS为到RS的一接入站，该RS又为到 一MS的接入站，当该MS离开了该RS的通信范围时，MS的一个新的目 标通信站可以为该接入站BS到RS。在此例中，RS和BS之间的一些物理 参数可以和MS及新的目标通信站(BS)之间的相同。因此，MS可以利 用第一通信站(RS)所使用的通信信息(例如连线参数)来和该第二通信 站(BS)连线，并依据该通信信息来设定其传送器或接送器，以和该目标 通信台(BS)连线。其结果为，MS可能不需要执行扫描程序来收集连线 参数。而且，将MS从第一通信站转换到第二通信站的切换程序中的延迟 可以缩短或免除。
在一实施例中，通信信息可以包含(但不限于)第一通信站及第二通 信站之间同步的信息，或者第一通信站和第二通信站进行通信所需的传输 功率。例如，通信信息可以包含时间调整、功率调整及第一通信站和第二 通信站之间的PHY参数。而且，该第一通信站周期性地或持续地将该通信 信息广播至第二通信站，而无须移动台提出要求。
图4显示依据本发明另一实施例的移动台执行切换的方法的流程图。 当移动台离开第一通信站的通信范围时，或者当移动台进入第二通信站的 通信范围时，移动台可以执行切换，以将其与第一通信站的连线转到第二 通信站。参见图4，该方法和图3所示的方法相近，不同的是，在步骤302 接收通信信息之前，在步骤402中，移动台要求从第一通信站传送通信信 息。特别是，移动台可以要求给予邻近通信信息，其关于该移动台的邻近 接入站之间的频道状况。该邻近通信信息至少可以包含关于第一通信站和 第二通信站之间的一连线的通信信息。在一实施例中，移动台开始一扫描 程序以收宜该通信信息，该第一通信站可以传送一控制讯息以停止该扫描 程序。再者，该第一通信站可以为中继站(RS)，而该第二通信站可以为 基站(BS)。在另一实施例中，第一通信站为基站，而第二通信站为中继 站。
图5显示依据本发明另一实施例的移动台执行切换的方法的流程图。 参见图5，该方法和图3所示的方法相近，不同的是，在步骤304依据该通 信信息设定移动台之后，在步骤502中可以从第二通信站接收频道信息。 该频道信息是关于第二通信站分配用于和该移动台连线以进行切换的一频 道的信息。在一实施例中，该频道信息可以包含(但不限于)关于该移动 台何时可以和该第二通信站开始连线的第一信息。例如，该第一信息指定 在一预定延迟‘x’数据帧之后，该频道可以进行连线以让该移动台开始和第 二通信站的通信。在另一实施例中，该频道信息可以包含一第二信息，其 为移动台可以和第二通信站进行通信的频率范围。例如，该第二信息可以 指定在该频道中分配给该移动台的频宽。而且，因为该频道是在移动台执 行切换之前就分配的，所以该频道可以由该移动台专用。其结果为，该移 动台无须和其他通信台竞争频道频宽，而造就了一个无竞争的切换程序。
图6显示依据本发明实施例的第一通信站执行一移动台的切换的方法 的流程图。该第一通信站可以执行切换以将移动台从和第一通信站连线转 换为和第二通信站连线。参见图6，在步骤602中，第一通信站可以在第一 通信站和第二通信站的上行链路同步化(uplink synchronization)时接收通信 信息。该上行链路同步化可以通过例如测距程序而执行。依据802.16标准， 上行链路同步化可以执行用以调整PHY参数，例如在数据传输时的丛发设 定档(burst profile)、调制方法及频宽。在步骤604中，将通信信息传送 至移动台。接着，在步骤606中，执行切换程序，以将移动台从和第一通 信站连线转换为和第二通信站连线。当移动台离开第一通信站的通信范围 但仍在第二通信站的通信范围中时，移动台可以在和新的目标通信站(第 二通信站)连线之前从第一通信站要求或接收该通信信息。因此，移动台 在切换时，无需要执行可能会造成切换延迟的扫描程序来收集通信信息。 在一实施例中，在步骤602之后，可以从移动台接收扫描要求。在接到扫 描要求之后，第一通信站传送一讯息以阻止移动台执行任何扫描程序，并 将通信信息传送给移动台以加速其切换。
图7显示依据本发明另一实施例的第一通信站执行一移动台的切换的 方法的流程图。参见图7，该方法和图6所示的方法相近，不同的是，以步 骤702取代图6的步骤604。特别是，在步骤702中，从第一通信站传送通 信信息到依附的移动台，并因此可以由上述移动台接入以加速切换。
图8显示依据本发明另一实施例的第一通信站执行一移动台的切换的 方法的流程图。参见图8，该方法和图6所示的方法相近，不同的是，在图 6的步骤604之后执行步骤802。特别是，在步骤604将通信信息传送到移 动台之后，在步骤802中可以将关于第一通信站和第二通信站之间的一连 线的频道信息从第一通信站传送到移动台，以助于一无竞争的切换程序。
图9显示依据本发明另一实施例的第二通信站执行一移动台的切换的 方法的流程图。参见图9，在步骤902中，通信信息可以在第一通信站和第 二通信站的上行链路同步化时，由第二通信站提供。在步骤904中，该通 信信息传送到第一通信站。接着，在步骤906中，第二通信站接收由移动 台通过第一通信站传送的切换要求。接着，在步骤908中，执行切换程序， 以使得移动台和第二通信站连线。
图10显示依据本发明实施例的第二通信站执行一移动台的切换的方法 的流程图。参见图10，该方法和图9所示的方法相近，不同的是，在图9 的步骤906之后执行步骤1002。特别是，在步骤906中从移动台接收切换 要求之后，在步骤1002中可以将关于第一通信站和第二通信站之间的一连 线的频道信息从第二通信站传送到移动台，以助于一无竞争的切换程序。
图11显示依据本发明一实施例的执行一移动台的切换的方法中的传讯 流的流程图。参见图11，该传讯可以关于移动台(MS)、移动中继站 (mobile-RS)、及一基站(MR-BS)。在步骤1200中，当移动台检测到 不良的连线品质时，该移动台可以传送扫描要求“MOB_SCN-REQ”到移动 中继站，而移动中继站和基站周期性地执行一测距程序。接着，在步骤1202 中，该移动中继站传送一切换要求“MOB_MRSHO-REQ”给基站，其表示 移动台要离开其接入站(亦即，基站)。在步骤1204中，该移动中继站传 送“MOB_ASC-REP”给移动台。在该回应中，参数「扫描期间」可以设为0， 其表示不需要执行扫描程序。因为移动中继站将扫描程序的扫描期间设定 为0，所以移动台跳过或省略扫描程序。
接着，在步骤1206中，移动中继站传送一结合报告“MOB_ASC-REP” 给移动台。在一实施例中，结合报告“MOB_ASC-REP”可以包含移动台的偏 移调整的通信信息，以设定其传送器或接收器来和基站连线。而且，偏移 调整信息可以包含传输功率或计时信息。
接着，在步骤1208中，基站传送一切换回应“MOB_BSHO-REQ”给移 动中继站，其在步骤1210中将该切换回应“MOB_BSHO-REQ”传送给移动 台，以指定移动台的目标通信站(在本例中为MR-BS)已经可以和移动台 连线。该切换要求“MOB_BSHO-REQ”可以包含关于该第二通信站分配用以 和该移动台连线进行切换之一频道的频道信息。在本例中，频道信息可以 包含(但不限于)关于该移动台何时可以和该第二通信站连线或一或多笔 第一信息，或移动台可以和该第二通信站连线的频率范围的第二信息。
在步骤1212中，该移动台可以对应于“MOB_BSHO-REQ”的讯息，回 复切换指定“HO-IND”给移动中继站。在步骤1214中，该基站传送包含一 快速测距信息元件的讯息“Fast_Ranging-IE”给移动台，其在步骤1216传送 一测距要求“RNG-REQ”给基站。在步骤1218中，该基站传送测距回应 “RNG-RSP”给移动台，以结束切换程序。在步骤1210中接收到 “MOB_BSHO-REQ”讯息之后，在步骤1212中，移动台传送“HO-IND”讯息 以通知基站在切换之后的通信可以准时开始，而基站可以开始执行一上行 链路同步化。“Fast_Ranging-IE”讯息可以还包含关于频道的信息，例如：在 切换之后，移动台可以在连线中使用的频率或频宽。接着，在步骤1216中， 通过从移动台传送“RNG-REQ”讯息给基站以要求测距，基站和移动台执行 一测距程序，且在步骤1218中从基站回传“RNG-RSP”以作为通知。在一实 施例中，在需要时，基站可以指定一个新的连线识别码(CID)给移动台。
图12显示依据本发明另一实施例的执行一移动台的切换的方法中的信 号流的流程图。参见图12，基站(MR-BS)周期性地执行和移动中继站 (mobile-RS)之间的测距。在步骤1300中，该移动中继站广播一广告， 其包含其接入站的识别码及相关的PHY参数。移动中继站的依附移动台存 储该广告。移动台并不如上述班传送扫描要求“MOB_SCN-REQ”(图11， 步骤1200)，而是，当移动台监测到不良的连线品质时，在步骤1302中传 送切换要求“MOB_MRSHO-REQ””给移动中继站。在步骤1304中，移动中 继站将该切换要求“MOB_MRSHO-REQ”转送给基站，以将依附的移动台要 求要切换的讯息告知基站。对应于该切换要求，在步骤1306中，基站传送 切换回应“MOB_MRSHO-RSP”给移动中继站，在步骤1308中移动中继站 再将该切换回应“MOB_MRSHO-RSP”转送给移动台。基站和移动台可以执 行一测距程序，其在步骤1310中，在送出切换回应“MOB_MRSHO-RSP” 之后“x”数据帧，从基站传送讯息“Fast_Ranging-IE”，在步骤1312中从移动 台传送测距要求“RNG-REQ”给基站，并在步骤1314中，从基站传送测距 回应“RNG-RSP”给移动台。
本发明实施例提供一方法，其当一个或多个依附移动台离开该中继站 的无线电通信范围，并进入该中继站原本连线中的一基站的通信范围时， 用于使中继站(RS)加速依附的移动台的切换程序。在上述实施例中，中 继站可以作为依附的移动台的代理，要求或再使用网络拓朴的通信信息、 物理参数(例如，讯息/干扰比例，signal-to-interference ratio)及频道品质， 其可以是原本在中继站和基站之间连线所使用的。其结果为，本发明加速 了依附的移动台的切换程序，以将其连线由中继站转到基站(原本就和该 中继站连线的一目标通信站)。而且，本发明可以克服或减轻如前述的已 知技术的缺点，例如，无法即时执行切换，以及邻近通信台之间的干扰。
图13显示依据本发明实施例的通信系统的示意图。参见图13，通信系 统包含一基站1300、移动中继站1302、移动台(MS)1306。基站1300具 有通信范围1310，而移动中继站1302具有通信范围1308。移动台(MS) 1306可以位于一车辆1304中，其并位于通信范围1308内，通信范围1308 位于通信范围1310内。当车辆1304移动时，移动中继站1302也相对于基 站1300移动。而且，基站1300和移动中继站1302可使用一第一无线连线 1312来进行通信，而移动中继站1302和移动台(MS)1306则使用一第二 无线连线1314来进行通信。
参见图11，依据本发明实施例，移动中继站1302和基站1300周期性 地执行测距程序。当移动台(MS)1306检测到不良的连线品质时，移动中 继站1302通过第二无线连线1314从移动台(MS)1306接收扫描要求 “MOB_SCN-REQ”。移动中继站1302通过第一无线连线1312传送切换要 求“MOB_MRSHO-REQ”给基站1300，以表示移动台(MS)1306将要离开 其接入站(亦即移动中继站1302)。移动中继站1302通过第一无线连线 1312传送回应“MOB_ASC-REP”(其中参数「扫描期间」被设定为0)给移 动台(MS)1306，使得移动台(MS)1306跳过或省略扫描程序。接着， 移动中继站1302通过第一无线连线1312传送“MOB_ASC-REP”给移动台 (MS)1306，其中“MOB_ASC-REP”包含移动台(MS)1306的偏移调整 信息，其用以设定其传送器或接收器以使其和基站1300通信。
在通过第一无线连线1312从基站1300接收切换回应 “MOB_MRSHO-REQ”之后，移动中继站1302通过第二无线连线1314将该 切换回应“MOB_MRSHO-REQ”(包含切换频道信息)传给移动台(MS) 1306，以表示移动台(MS)1306的一目标通信站(在本例中为基站1300) 已经可以和移动台(MS)1306进行通信。接着，移动中继站1302通过第 二无线连线1314接收移动台(MS)1306对应于“MOB_MRSHO-REQ”讯息 的切换指定“HO-IND”。基站1300及移动台(MS)1306可以开始测距程序 以结束该切换程序。
参见图12，依据本发明另一实施例，移动中继站1302和基站1300周 期性地执行测距程序，其广播一广告，其包含其接入站的识别码及相关的 PHY参数。而且，移动台(MS)1306可以存储该广告。当移动台(MS) 1306监测到不良的连线品质时，移动中继站1302通过第二无线连线1314 从移动台(MS)1306接收切换要求“MOB_MRSHO-REQ”。移动中继站 1302通过第一无线连线1312，将切换要求“MOB_MRSHO-REQ”转寄给基 站1300，以将移动台(MS)1306要求要切换的讯息告知基站1300。移动 中继站1302通过第一无线连线1312从基站1300接收切换回应 “MOB_MRSHO-RSP”，移动中继站1302并通过第二无线连线1314将切 换回应“MOB_MRSHO-RSP”传送给移动台(MS)1306。接着，基站1300 及移动台(MS)1306开始执行测距程序以完成该切换程序。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰， 因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。