CN101142843B - 移动宽带无线网络的网络管理和服务供应的方法及系统 - Google Patents

移动宽带无线网络的网络管理和服务供应的方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种用于移动宽带无线网络的网络管理和服务供应的方法及系统。该方法及系统采用网络管理系统(NMS)来管理与基站(BS)和移动订户台(MSS)对应的节点。服务流数据库用来存储关于具有与移动宽带无线网络的服务提供商的服务协定的订户的预先供应的动态服务流的数据。管理信息库(MIB)由网络中的各个BS托管。MIB包含用来定义和供应动态服务流的列表数据。MIB构造成实现经由简单网络管理协议(SNMP)消息传递以及在BS的SNMP被管理节点上进行操作的SNMP代理的MIB的管理。还支持在服务BS与目标BS之间转发服务流信息以便在目标BS上预先供应服务流的切换方法。

Description

移动宽带无线网络的网络管理和服务供应的方法及系统
技术领域
一般来说，本发明的领域涉及无线通信网络，更具体来说，非排他地涉及宽带无线网络中的移动订户台的快速切换的方法及系统。
背景技术
IEEE(电气和电子工程师协会)802.16是用于组合固定、便携和移动宽带无线接入(MBWA)的新兴的空中接口标准系列。最初构思为实现到没有由诸如电缆或DSL之类的有线宽带提供服务的区域的节省成本的最后一里宽带连通性，这些规范不断发展，为移动高速宽带应用提供更广泛的市场机会。IEEE802.16体系结构不仅针对传统的“最后一里”问题，而且还支持不断活动的游牧及移动客户。MBWA体系结构由全球微波接入互通(WiMAX)论坛工作组(NWG)进行标准化。为了方便起见，术语802.16和WiMAX可在本说明中交替用来表示IEEE802.16系列的空中接口标准。
图1说明用于以通常低于11GHz的许可以及免许可频带进行操作的点对多点(PMP)的类似蜂窝的体系结构的简化宽带无线网络。其它类型的体系结构(未示出)、如网格宽带无线网络是可允许的。主干IP(因特网协议)网络100采用无线电接入节点(RAN)102A和102B连接到宽带无线网络。各RAN经由有线链路、如光纤(表示为光纤链路103A、103B和103C)或者点对点无线链路(未示出)连接到一个或多个无线电小区(表示为在RAN102A或102B或者无线电小区104A、104B和104C之间)。在无线电小区的集线器处是各个基站(BS)106A、106B和106C。基站系统包括高级天线系统(AAS)，它通常设置在无线电天线塔之上，并且用于向多个订户台(SS)108和移动订户台(MSS)109传送高速数据，以及经由单向无线链路110从订户台接收数据(各SS上行链路传送与其它的无关)。更具体来说，各SS108可采用IEEE P802.16空中接口标准所定义的PHY+MAC(物理+媒体访问控制)层特性来访问网络100(经由适当的BS)。SS可对应于固定订户位置(例如在家庭或办公室中)，或者可对应于可能经由诸如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机等的移动装置(MSS)访问宽带无线网络的移动订户。固定SS通常采用定向天线，而MSS则通常采用全向天线。
数据突发从网络100到SS108的传送通过下列方式进行。数据突发、如IP分组或因特网帧从适当的RAN转发到给定小区中的适当BS。BS把数据封装为IEEE802.16-2004数据帧格式，然后采用称作“下行链路”的单向无线链路110把非视线(NLOS)数据传送给各SS108。数据从SS108到网络100的传送以反方向进行。在这种情况中，采用称作“上行链路”的单向无线链路把封装数据从SS传送到适当的BS。数据分组则被转发给适当的RAN，转换为IP分组或以太网帧，然后传送到网络100中的目标节点。可采用频分双工(FDD)、半双工FDD或者时分双工(TDD)方案的任一个来传送数据突发。在TDD方案中，上行链路以及下行链路共享同一个RF信道，但不是同时进行传送，以及在FDD方案中，上行链路和下行链路对不同的RF信道操作，但信道同时被传送。
多个BS配置成组成类似蜂窝的无线网络。采用共享媒体的网络需要有效共享它的机制。在各小区中，无线网络体系结构是作为共享媒体的优良实例的双向PMP；在这里，媒体是无线电波通过其传播的空间(空气)。从基站(BS)到SS的下行链路根据PMP进行操作。IEEE802.16-2004标准和IEEE802.16e/D5a草案规范(2004年12月)中的规定包括具有各小区内的AAS的中央BS。这样一种AAS包括能够同时处理多个独立扇区的扇区化天线。根据这种类型的配置，可实现下面所述的基站的操作用于独立扇区的每个扇区，使得具有共享公共控制器的多个扇区天线的多个共存基站可用于网络中。在给定频率信道和天线扇区中，所有站接收相同的传输或其一部分。
在另一个方面，订户台根据需求共享至BS的上行链路。根据所使用服务的类别，可赋予SS连续的传送权，或者可由BS在接收到来自SS的请求之后赋予传送权。除了单独寻址的消息之外，消息还可通过多播连接发送(控制消息和视频分发是多播应用的实例)以及对所有站进行广播。在各扇区中，用户遵守控制用户之间的争用并使服务能够适合各用户应用的延迟和带宽要求的传送协议。
附图说明
通过结合附图参照以下详细说明，将更易于理解本发明的上述方面以及许多优点，附图中，相似的参考标号在各个视图中表示相似部件，除非另有说明：
图1是具有基于IEEE802.16系列标准的点对多点拓扑结构的示范宽带无线网络的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例、具有移动订户台(MSS)的宽带无线网络体系结构的管理参考模型的示意图；
图3a-e是图2的管理参考模型中用来帮助供应(provision)和管理操作的管理信息(数据)库(MIB)结构的示意表示；
图4a说明根据本发明的一个实施例、与图3的wmanIfBsProvisionedSfTable对象对应的无线MAN(城域网)基站(BS)供应的服务流表的示范配置；
图4b说明根据本发明的一个实施例、与图3的wmanIfBsServiceClassTable对象对应的无线MAN BS服务类表的示范配置；
图4c说明根据本发明的一个实施例、与图3的wmanIfBsClassifierRuleTalbe对象对应的无线MAN BS分类器规则表的示范配置；
图4d说明根据本发明的一个实施例、与图3的wmanIfBsRegisteredSsTalbe对象对应的无线MAN BS登记的订户台表的示范配置；
图4e说明根据本发明的一个实施例、与图3的wmanIfCmnCpsServiceFlowTable对象对应的无线MAN公共服务流表的示范配置；
图5是示意图，说明根据本发明的一个实施例、经其可供应服务类的一个方案；
图6是流程图，说明根据本发明的一个实施例、在对移动订户台供应服务流期间执行的操作；
图7是流程图，说明图6中的框604的服务流供应操作的细节；
图8是示意图，说明图6的服务流供应操作期间对图4a-e的表安排的表条目的示范集合；
图9是流程图，说明图6中的框606的动态服务流参数下载操作的细节；
图10是流程图，说明在用于把MSS的空中接口从服务BS转移到目标BS的切换过程的一个实施例中执行的操作和逻辑；
图11是流程图，说明图10中的框1008的切换程序操作的细节；
图12是流程图，说明图10中的框1012的动态服务流参数下载操作的细节；以及
图13是可由移动订户台或基站用来执行本文所述的实施例的若干方面的宽带无线通信设备的示意图。
具体实施方式
本文描述移动宽带无线网络的网络管理和服务供应的方法及系统的实施例。在以下描述中，提出了大量具体的详细资料，以便提供对本发明的实施例的透彻了解。但是，本领域的技术人员会知道，可在没有这些具体详细资料的一种或多种的情况下或者采用其它方法、组件、材料等来实施本发明。在其它情况下，没有详细说明或描述众所周知的结构、材料或操作，以免影响对本发明的若干方面的理解。
本说明中提到“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例所描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，词组“在一个实施例中”或“在实施例中”在本说明的各个位置中的出现不一定都表示同一个实施例。此外，具体特征、结构或特性可通过任何适当方式结合在一个或多个实施例中。
设计到基于802.16的宽带无线网络中的更重要的方面之一是支持移动订户的能力。值得注意的是，这是与当前基于蜂窝的网络的弱链路之一。虽然现代“2
Figure 2006800088406_0
G”和“3G”蜂窝服务使订户能够从移动平台接收和发送数据，但传输速率比较差。这种情况的一个重要原因在于，基础传送机制(蜂窝网络)最初打算用于需要较低传输速率的语音通信。
由WiMAX论坛网络工作组(NWG)进行标准化的MBWA体系结构针对为移动订户的高传输速率提供支持。同时，MBWA体系结构还设计成支持丰富业务功能，例如高速数据、流播视频和基于IP的语音(VoIP)服务，它们最初针对固定订户台，以便满足“最后一里”服务要求。
WiMAX网络的另一个重要方面是服务供应。为了实现对WiMAX网络的终端用户访问，必须供应用户的SS和服务流(即通过与特定服务质量(QoS)的连接的MAC服务数据单元的单向流)。与用于在当今环境中提供无线网络接入的更为简单的Wi-Fi(即IEEE802.11)网络所提供的有限QoS支持不同，IEEE802.16体系结构支持QoS特征的丰富集合。此外，WiMAX采用比Wi-Fi更复杂的无线空中接口，因而需要更复杂的服务供应考虑。
更具体来说，WiMAX基于集中控制体系结构，在其中，BS中的调度器具有对其小区中的所有SS之间的无线媒体访问的完全控制。WiMAX可同时支持采用QoS参数的完整集合表征的多个无线连接。此外，WiMAX提供分组分类器，以便映射与范围为以太网、TDM(时分复用)、ATM(异步传输模式)、IP(因特网协议)、VLAN(虚拟局域网)等的各种用户应用和接口的这些连接。但是，WiMAX中的丰富特征集合和灵活性也增加固定和移动宽带无线接入网的服务部署和供应的复杂度。
图2说明根据本发明的一个实施例的宽带无线接入(BWA)网络的管理参考模型200。该模型包括网络管理系统(NMS)202、被管理基站节点(表示为示范基站206和208的被管理节点2041和2042)以及由数据库服务器212托管的服务流数据库210。NMS202和服务流数据库在通信中经由通常可能是广域网(WAN)或公共网络(例如因特网)的网络214链接到WiMAX网络的BS(例如基站206和208)。BS被管理节点收集并且以802.16管理信息库(MIB)格式存储被管理对象，由MIB示例218和220表示。在一个实施例中，可采用IETFRFC(请求注释)1157(即http://www.fags.org/rfcs/rfc1157.html)规定的简单网络管理协议(SNMP)使被管理对象可用于NMS(例如NMS202)。
基站206和208的每一个提供相应覆盖区域。各覆盖区域的“占用面积”(即形状)一般将取决于基站所提供的天线的类型(例如单扇区、多扇区或全向)以及地理和/或基础设施考虑因素以及无线电信号的功率。例如，虽然称作非视线(NLOS)，但是，诸如高山和树木之类的地理地形以及诸如大建筑物之类的公共基础设施可能影响无线信号传播，从而引起减小的覆盖区域。WiMAX传输的无线电信号强度还受到许可和/或免许可操作的可用RF频谱的限制。为了简洁起见，基站206和208的相应覆盖区域222和224表示为椭圆形。
给定基站能够支持与MSS以及它的覆盖区域内的固定SS的通信。为了支持完全移动性，最近的“相邻”基站的覆盖区域必须具有某种程度的重叠，在图2中由重叠覆盖区域226表示。当MSS移动通过覆盖区域时(例如通过在覆盖区域222与224之间移动的MSS228表示)，它的信号强度数据被定期收集，以便评估哪一个BS应当用来最好地保持当前服务等级。由于这种信号强度数据以及下面详细描述的其它考虑因素，当MSS在各个BS覆盖区域内移动时，经由切换(HO)过程切换用于向给定MSS提供服务的BS。下面描述切换过程操作的详细情况。
本文所使用的MSS一般表示以射频(RF)与宽带无线网络中的基站进行双向通信的电子系统。MSS例如可能是插入诸如笔记本电脑(例如图2所示的笔记本电脑230)、手持装置(PDA、袖珍PC、移动电话等)之类的移动客户机平台的express卡或者网络接口卡内部的IEEE802.16e芯片组。
服务流数据库210包含服务流及关联QoS信息，它在供应服务、SS进入WiMAX网络或者移动SS漫游到BS覆盖区域时指示BS和SS/MSS创建传输连接。一般来说，可直接由NMS来管理SS/MSS，或者通过用作SNMP代理的BS间接地来管理SS/MSS。在一个实施例中，SS/MSS与BS之间的管理信息通过SS/MSS的第二管理CID(连接标识符)携带。如果第二管理CID不存在，则SNMP消息可经过用户宅院设备所提供的另一个接口。
存在由IEEE802.16-2004标准所定义的三种类型的服务流，包括供应的服务流、许可的服务流和活动服务流。供应的服务流是已供应但没有立即激活的服务流。外部触发器用于把供应的服务流转换为许可的服务流。这个服务流在SS通过网络入口程序进入网络时被发起，其中供应命令由NMS管理。
依据许可的服务流，通过许可控制来保留网络资源。外部触发器用于把许可的服务流转换为活动服务流。与电话模型中的“摘机”相似的事件用来激活主动提供的允许服务(UGS)服务流。应用触发器还可用于实现至活动服务流的转换。
活动服务流是活动的服务流。也就是说，它是被准许了供数据传输使用的上行链路和下行链路带宽的服务流。它采用作为许可QoS参数集的子集的活动QoS参数集。
SNMP基于由管理器、代理、管理信息的数据库、被管理对象和网络协议组成的管理器/代理模型。管理器运行监测和控制被管理网络的管理应用程序。代理是驻留在被管理装置中以便执行来自管理器的命令的管理软件模块。
管理器和代理采用管理信息库(MIB)以及较小的命令集来交换信息。MIB以树结构来组织，其中的各个变量、如点状态或描述表示为分支上的叶。
图3a-e说明根据一个实施例的wmanIfMib(无线MAN接口)MIB数据结构300的各级细节。MIB数据结构包括在对象分级结构的各级(组)上嵌套的多个MIB对象。在分级结构的顶部是图3a所示的wmanIfMib对象。下一个分级结构级包括wmanIfBsObjects、wmanIfSsobjects以及wmanIfCommonObjects。wmanIfBsObjects包括将由基站实现的一组被管理对象；wmanIfBsObjects的一个实施例的细节如图3b和图3c所示。类似地，wmanIfSsobjects包括将由订户台实现的一组被管理对象；wmanIfSsobjects的一个实施例的细节如图3e所示。wmanIfCommonObjects包括将在基站和订户台中实现的一组公共被管理对象；wmanIfCommonObjects的一个实施例的细节如图3d所示。结合其它SNMP管理操作，wmanIfMib MIB数据结构300可作为根据RFC(请求注释)2863(即http://www.faqs.org/rfcs/rfc2863.html)中所定义的接口组MIB的子树来实现。
图4a说明根据MIB数据结构300的一个实施例的BS供应的服务流表(wmanIfBsProvisionedSfTable400)的示范配置。这个表包含当用户进入网络时将用于创建连接的预先供应的动态服务流信息。它包括sfIndex字段402、SS(/MSS)MAC地址字段404、QoS索引字段406和方向字段408以及其它字段(未示出)。(为了简洁起见，在图4a-e中仅示出“SS”相关的字段；大家会理解，这些SS相关字段还涉及类似的MSS操作。)sfIndex字段402用作将表行链接到数据库中的其它表的索引。对应的动态服务流状态值(供应的、许可的或者激活的)存储在各索引条目的链接表(未示出)中。SS MAC地址字段404包含把动态服务流与SS关联的唯一SS标识符。QoS索引字段406存储指向图4b中由422标识的对应服务流的QoS参数集的指针(索引)。方向字段408定义服务流的方向(例如上行链路(UL)或下行链路(DL))。
图4b说明根据MIB数据结构300的一个实施例的BS服务类表(wmanIfBsServiceClassTable420)的示范配置。这个表包含与服务流关联的QoS参数。所示字段包括QoS索引字段422、服务类字段424、业务优先级字段426、最大保持数据速率字段428、最大业务突发字段430、最小保留速率字段532、容许抖动字段434和最大等待时间字段436。QoS索引字段422与QoS索引字段406相似，并且存储指向对应动态服务流的QoS参数集的指针(索引)。服务类字段424存储服务类名称。在一个实施例中，各级别服务类名称链接到相应的QoS参数集合，使得常用的QoS参数的特定集合只是通过输入对应的服务类名称来标识。
业务优先级字段426包含指定分配给活动服务流的优先级的值(例如0、...、7)。当两个服务流除了优先级之外具有相同的QoS参数时，应用给予较高优先级的服务流更低延迟以及更高的缓冲优先。最大保持数据速率字段428以每秒传送位数为单位来指定动态服务流的峰值数据速率。最大业务突发字段430指定可传输的最大突发大小。最小保留速率字段432用于以每秒传送位数为单位来指定速率，该速率指定当按时间进行平均时在服务流上传输的数据的最小数量。容许抖动字段434用来指定服务流的最大频率延迟变化(抖动)。最大等待时间字段436指定由BS或SS在其网络接口上接收分组与把分组转发到它的射频(RF)接口之间的最大等待时间。
图4c说明根据MIB数据结构300的一个实施例的BS分类器规则表(wmanIfBsClassifierRuleTable440)的示范配置。这个表包含令分组分类器把下行链路和上行链路分组映射到动态服务流的规则。表的字段包括sfIndex字段442(与sfIndex字段402相似)、在其中存储源端点的IP地址的源IP地址字段444、在其中存储目标端点的IP地址的目标IP地址字段446以及在其中存储TOS或DSCP参数的服务类型(TOS)/差分服务码点(DSCP)字段448。在下行链路方向，在从网络接收分组时，BS中的分类器可利用MAC地址或IP地址来确定应该将该分组转发给哪一个SS，并且可利用TOS或DSCP参数来选择具有适当QoS的动态服务流。在上行链路方向，在从用户宅院接收分组时，SS中的分类器可利用源/目标MAC地址或IP地址以及端口号、TOS/DSCP、虚拟局域网(VLAN)ID把分组转发给具有适当QoS支持的服务流。
图4d说明根据MIB数据结构300的一个实施例的BS登记SS表(wmanIfBsRegisteredSSTable460)的示范配置。这个表包括与已登记的SS对应的信息。所示字段包括ssIndex字段462(包含对订户台标识符的索引)以及ifIndex字段464(包含到MIB示例的接口索引)。SS MAC地址字段466用来存储订户台的MAC地址。
图4e说明根据MIB数据结构300的一个实施例的公共动态服务流表(wmanIfCmnCpsServiceFlowTable480)的示范配置。这个表包括服务流索引(sfIndex)字段482、服务流连接标识符(sfCid)字段484、方向字段485、QoS索引字段486和服务流状态字段487。所示的其余字段与smanIfBsServiceClassTable420中相似命名的字段相似，并且包括服务类名称字段488、业务优先级字段489、最大保持数据速率字段490、最大业务突发字段491、最小保留速率字段492、容许抖动字段493和最大等待时间字段494。这些字段填充有wmanIfBsServiceClassTable420中存储的与其关联服务类名称对应的相同QoS参数。除了所示字段之外，smanIfCmnCpsServiceFlowTable还可包含未示出的其它字段。
为了帮助对各BS所支持的数百或者数千订户台供应动态服务流属性的NMS任务，已经设计了提供服务类的概念。图5说明供应的服务类方案的一个实施例，其中，QoS配置文件(例如服务类)被创建，以便定义可由多个服务流共享的关联服务流属性。例如，SSA1、B1和X1的基本CID UL使用服务配置文件1。服务流属性配置文件可动态添加或删除，以便满足来自订户的不同QoS需求。
图6表示流程图，说明根据本发明的一个实施例、被执行以便为移动订户供应动态服务流的操作。过程在框600开始，其中，订户通过在服务等级协定中指定动态服务流属性来从服务提供商购买宽带无线服务。当客户预订服务时，他或她向服务提供商传递与期望的服务等级对应的动态服务流信息，其中包括所请求的UL/DL连接的数量以及那些连接的数据速率和QoS参数以及他或她想要运行什么种类的应用(例如因特网、语音、视频等)。响应订户输入，服务提供商将通过在服务流数据库216中输入对应的动态服务流属性来预先供应服务，如框602所示。
响应MSS进入BS覆盖区域，在框604，BS从服务流数据库下载为MSS供应的动态服务流参数。这些操作的一个实施例的细节如图7所示。
该过程在框700开始，其中，MSS执行扫描操作，并且与BS同步。一般来说，执行扫描，以便识别MSS的范围内的基站，并且选择最佳BS来为MSS提供服务。在扫描期间，MSS扫描相邻BS，以便测量无线电信号接收强度。在其它细节中，使用预定过程和消息交换序列将载波干扰加噪声比(CINR)和/或相对信号强度指示符(RSSI)测量到.5分贝(dB)的分辨率。在执行扫描之前，MSS及其服务BS交换MOB_SCN_REQ(移动扫描请求)和MOB_SCN_RSP(移动扫描响应)消息，以便建立用于执行扫描的时间帧。一旦选择BS为MSS提供服务，MSS和BS执行同步操作，以便建立上行链路和下行链路通信信道。
在框702，MSS从对应的上行链路信道描述符(UDC)和下行链路信道描述符(DCD)消息中获得上行链路和下行链路参数。MSS则使用RNG消息来执行初始测距。依照这种操作，MSS向BS发送RNG_REQ测距请求消息，BS返回包含当前测距信息的RNG_RSP测距响应消息。在成功测距之后，BS获得MSS的MAC(媒体访问信道)地址。
在框706，BS利用MSS的MAC地址作为查找参数，从服务流数据库210(经由服务器212、网络214和RAN102)下载对应于MSS的服务流信息(以上在框602中输入)，以便在BS上为MSS预先提供服务。结合框706的操作，wmanIfBsProvisionedSfTable填充有对应的服务流信息，而对应的QoS参数则被输入到wmanIfBsServiceClassTable中，以及对应的分类器规则被输入到wmanBsClassifierRuleTable中。
图8说明对应于供应过程、在上述wmanIfBsProvisionedSftable400、wmanIfBsServiceClassTable420、wmanBsClassifierRuleTable440、wmanIfBsRegisteredSsTable460和wmanIfCmnCpsServiceFlowTable480中的示范条目。如wmanIfBsProvisionedSfTable400所示，已经预先供应由相应MAC地址0x123ab54和0x45fead1所标识的两个MSS。各MSS具有由sfIndex字段中的值标识的两个动态服务流，其中的关联QoS参数分别由QoS索引1和2标识。如上所述，QoS索引指向包含QoS参数的wmanIfBsServiceClassTable中的QoS条目。图4和图8所示的wmanIfBsServiceClassTable420包括三个QoS等级：金、银和铜。sfIndex值指向具有相同sfIndex值的wmanBsClassifierRuleTable440中对应的条目。wmanBsClassifierRuleTable440中的条目表明哪些规则将用于对给定动态服务流上的分组进行分类。wmanBsClassifierRuleTable440包含由sfIndex100001编索引的条目，表示下行链路服务流，并且包含目标IP地址1.0.1.48。这意味着，BS中的分类器将把从RAN102所接收的、具有目标IP地址1.0.1.48的分组转发到具有sfIndex100001的服务流。wmanBsClassifierRuleTable440还包含由sfIndex100002编索引的条目，表示上行链路服务流，并且包含源IP地址6.12.6.5和TOS7。这意味着，MSS中的分类器将把具有源IP地址6.12.6.5和TOS7的分组传送到具有sfIndex100002的服务流。
在采用预先供应的服务流数据更新适当的BS MIB表之后，MSS和BS交换订户基本能力(SBC)消息，以便协商BS以及MSS同意运行的基本能力，如框708所示。随后，在框710，根据IEEE802.16e/D5a草案规范(2004年12月)，MSS和BS将公钥管理(PKM)消息用于MSS鉴权和授权。如框712所示，MSS则发送REG消息以便把MSS登记到BS，并且接收第二管理CID。BS则使用MSS的MAC地址将MSS输入其wmanIfBsRegisteredSsTable460来标识MSS。在当前实例中，输入MAC地址0x123ab54，如图8中的wmanIfBsRegisteredSsTable460的第一行所示。根据MAC地址，BS将能够在wmanIfBsProvisionedSfTable400、wmanIfBsServiceClassTable420和wmanBsClassifierRuleTable440中查找已经为MSS预先供应的服务流信息。
然后，在返回框714中对第二管理CID建立管理IP连接。在一个实施例中，管理IP连接扩展到MSS的运行IP应用的主机装置(例如笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、手持个人计算机等)。
回到图6的框606，在执行图7的流程图的操作之后，BS把wmanIfMib中所定义的操作参数和动态服务流参数下载到MSS。框606的操作的一个实施例的细节如图9所示。
该过程在框900开始，其中，BS把MSS的操作参数和动态服务流参数打包到配置文件中，并对文件加密。在框902，BS使用简单文件传输协议(TFTP)将配置文件下载到运行在管理IP连接的主机装置上的TFTP客户机。TFTP客户机则经由适当的API(应用程序接口)、如网络驱动器接口规范(NDIS)把配置文件传递到MSS的WiMAXNIC。然后，在返回框906，MSS WiMAX NIC对配置文件解密，并更新其操作参数。
在图6的框608继续进行，在完成操作参数和动态服务流参数的下载时，BS使用至MSS的动态服务添加(DSA)消息利用在框604中得到的预先供应的服务流信息来创建动态服务流，以及创建wmanIfCmnCpsServiceFlowTable480中对应的条目(例如，对于图8所示的当前实例为sfIndex条目100001和100002)。DSA消息语法的细节可见于IEEE802.16-2004标准中的DSA-REQ消息的小节6.3.2.3.10、DSA-RSP消息的小节6.3.2.3.11以及DSA-ACK消息的小节6.3.2.3.12。
如上所述，wmanIfCmnCpsServiceFlowTable480包含服务流信息和QoS参数。根据网络条件，wmanIfCmnCpsServiceFlowTable480中的QoS参数可能对应于比已经在wmanIfBsProvisionedSfTable400中为给定MSS预先供应的服务等级更低的服务等级。在一个实施例中，分类器规则将在BS的分类器规则表(未示出)中创建。然后，动态服务流将可用于订户发送数据业务，如结束框610所示。响应调用对应的触发器的适当条件，预先供应的服务流将发展为许可的服务流、然后发展为活动服务流。
当MSS在网络覆盖区域中移动时，它的信号强度将会改变，使得切换过程得到保证。更具体来说，HO过程是MSS从(当前)服务BS所提供的空中接口转移到目标(将来的服务)BS所提供的空中接口的过程。在HO完成时，目标BS成为新的服务BS。在传统的HO过程下，MSS需要与目标BS下行链路信道同步，获得上行链路参数，以及执行它的网络重新进入过程，其中包括重新授权、重新登记和重新建立它的IP连通性，其方式与用于根据IEEE802.16e/D5a草案规范(2004年12月)、新的MSS进入网络所采用的方式相似。这种传统的HO过程需要大量消息业务，从而引起BS上的大量时间延迟以及大量工作负荷等级。
对应于切换过程的一个实施例的操作和逻辑如图10所示。切换以MSS将其空中接口、服务流和网络附件从服务BS切换到目标BS的判定开始。相应地，HO过程在框1000开始，其中，对于把现有服务从服务BS转移到新的(目标)BS的需要或有益效果进行确定。判定可在MSS、服务BS或网络管理器的任一个处开始。HO判定通常根据服务标准(例如哪一个BS将对MSS提供最佳空中接口)和BS带宽可用性考虑因素来进行。结合这种确定的是小区选择的正进行过程。
小区选择表示MSS对一个或多个BS进行扫描和/或测距、以便确定网络连接或切换的适合性以及其它性能考虑因素的过程。MSS可结合从MOB_NBR-ADV(移动邻域公告)消息得到的信息，以便提供对小区选择考虑的可用相邻BS的了解。如果当前连接到服务BS，则为了评估MSS对切换到可能的目标BS的兴趣，MSS将安排进行小区选择的定期扫描间隔或休眠间隔。这个程序不涉及现有连接到服务BS的终止及其在目标BS中的重新开启。如果为了切换而对目标BS测距，则新分配的基本和主要CID(连接标识符)专用于目标BS，并且不替换或取代MSS用于它与服务BS进行通信的基本和主要CID。
由于这些小区选择操作，MSS定期扫描相邻BS，以便测量无线电信号接收强度。如上所述，CINR和/或RSSI值使用预定过程和消息交换序列来测量，这通过上述MOB_SCN_REQ和MOB_SCN_RSP消息交换来进行，以便建立用于执行扫描的时间帧。作为另一种选择，服务BS可通过向MSS发送NBR_ADV(邻域公告)消息来发起扫描活动。该消息通知MSS关于它可能从其中获得更好服务的本地邻域的数量。响应该消息，MSS和服务BS交换MOB_SCN_REQ和MOB_SCN_RSP，然后，MSS扫描在MOB-NBR-ADV消息中标识的相邻BS。在一个实施例中，框1000的确定由MSS按照上述扫描操作进行。
在一个实施例中，MSS采用具有以下结构的MSS信道测量表来存储信道测量数据：
WmanIfCmnMssChMeasurementEntry::＝SEQUENCE{
   wmanIfCmnSsIdIndex                    Unsigned32，
   wmanIfCmnChanneINumber           INTEGER，
   wmanIfCmnStartFrame                   INTEGER，
   wmanIfCmnDuration                     INTEGER，
   wmanIfCmnBasicReport                       BITS，
   wmanIfCmnMeanCinrReport         INTEGER，
   wmanIfCmnStdDeviationCinrReport      INTEGER，
   wmanIfCmnMeanRssiReport         INTEGER，
   wmanIfCmnStdDeviationRssiReport           INTEGER
   }
在一个实施例中，BS采用具有以下结构的BS信道测量表来存储信道测量数据：
WmanIfBsChMeasurementEntry::＝SEQUENCE{
   wmanIfBsChSsIdIndex              Unsigned32，
   wmanIfBsChanneINumber            INTEGER，
   wmanIfBsStartFrame               INTEGER，
   wmanIfBsDuration                 INTEGER，
   wmanIfBsBasicReport              BITS，
   wmanIfBsMeanCinrReport           INTEGER，
   wmanIfBsMeanRssiReport         INTEGER
   }
在一个实施例中，服务BS在切换之前采用带外信道将其wmanIfBsProvisionedSfTable400、wmanIfBsServiceClassTable420和wmanBsClassifierRuleTable440中包含的MSS的条目的副本传送给目标BS，如框1002所示。例如，以太网链路等托管的管理信道可在宽带无线网络的各个基站之间保持。可选地，基于无线的管理信道可用于相似目的。框1002的操作产生与以上所述的604的BS服务预先供应操作相似的结果，但是在这种情况中，服务信息从服务BS转发到目标BS而不是从服务流数据库210发送。
在一个实施例中，服务BS构建包含在包括wmanIfBsProvisionedSfTable400、wmanIfBsServiceClassTable420和wmanBsClassifierRuleTable440在内的适当的表中存储的当前MSS服务数据的MIB子树输出。服务BS则发送包含MIB子树输出的SNMP封装消息。然后，子树由目标BS提取并解析。目标BS上的本地MIB示例中的wmanIfBsProvisionedSfTable400、wmanIfBsServiceClassTable420和wmanBsClassifierRuleTable440则被装载已解析子树数据。
在框1004，服务BS通知目标BS关于当前为MSS供应的动态服务流参数。服务BS则向MSS发送MOB_MSSHO_RSP(移动MSS切换响应)消息，以便通知MSS关于已经完成动态服务流参数到目标BS的传送，如框1006所示。
在这一点上，MSS准备执行它的空中接口从服务BS到目标BS的切换，其操作由框1008一般表示，这个过程的一个实施例的细节如图11所示。一般来说，许多操作与以上参照图7描述的操作相似。
过程在框1100开始，其中，MSS采用与以上图7的框700所描述的方式相似的方式扫描目标BS并与其同步。在框1102，MSS则采用与以上框702所描述的方式相似的方式经由相应的UCD和DCD消息获得上行链路和下行链路参数。然后，在框1104，MSS以类似于以上所描述的框704的操作的方式，使用RNG消息执行初始测距，以及目标BS获得MSS的MAC地址。采用与以上对于相应的框706和708所描述的方式相似的方式，MSS和BS则在框1106使用SBC消息来协商基本功能并商定操作参数，以及在框1108把PKM消息用于MSS鉴权和授权。
在框1110，目标BS定位以上在框1002中接收的预先供应的服务流信息。然后，在框1112，MSS发送REG消息以便把MSS登记到目标BS，并接收第二管理CID，以及把MSS输入到wmanIfBsRegisteredSsTable。然后，图11的处理在返回框1114完成，其中，对第二管理CID建立管理IP连接。在完成时，逻辑返回到框1008。
在返回时，逻辑进入判定框1010，其中，对于MSS是否已经使用与目标BS所供应的动态服务流参数相同的动态服务流参数进行确定-换言之，对服务和目标BS的动态服务流参数是否相同进行确定。在一个实施例中，这通过采用配置标记来标识。在这种方式下，各配置文件具有指示操作参数和动态服务流参数集合的版本的关联标记。在一个实施例中，定义配置文件的标准集合，它可在多个基站上再使用，以便简化切换程序。如果对判定框1010的答案为“是”，则逻辑直接进入框1014而省略框1012。
如果对判定框1010的答案为“否”，则需要获得新的操作和/或动态服务流参数或当前使用的参数的变化。相应地，在框1012，目标BS下载这类动态服务流参数。这个过程的细节如图12所示，并且与图9中提供的用于向进入宽带无线网络的MSS提供动态服务流参数的过程相似。
首先，在框1200，目标BS把MSS的操作参数打包到配置文件中，并对文件加密。在框1202，目标BS则把配置文件发送到运行于管理IP连接的主机上的TFTP客户机。TFTP客户机则在框1204经由适合的MAC API把配置文件传递给WiMAX NIC，于是在返回框1206，WiMAX NIC对配置文件解密，并且根据对应的动态服务流参数而更新WiMAX NIC中的操作参数，因而使逻辑返回到框1012。
在框1014继续进行，目标BS使用DSA消息、根据在框1002(如果参数相同)或1012(如果参数不同)中得到的服务流信息来创建服务流，并创建其smanIfCmnCpsServiceFlowTable中对应的条目。如结束框1016所示，这完成切换过程，因而MSS的服务流这时由目标BS提供。
图13说明适合根据IEEE802.16-2004规范、用作移动订户台或基站上的WiMAX NIC的宽带无线系统体系结构的框图。该体系结构包括数字板1300和射频(RF)板1302。一般来说，数字板1300负责执行本文所述的各种过程操作。同时，RF板1302根据IEEE802.16-2004标准来处理RF信号的生成和接收。
存在由数字板1300用来帮助其处理操作的各种构件块和组件。它们包括可选联合测试动作组(JTAG)组件1304、汇聚子层1306、IEEE P802.16-2004MAC硬件块1308、IEEE P802.16-2004物理层收发器1310、TDM组件1312、存储控制器1314、IEEE P802.16-2004MAC层1316、以太网MAC块1318、同步动态随机存取存储器(SDRAM)1320、以太网物理接口1322、闪速存储器1324和处理器1326。
由于数字板处理数字信号，而IEEE P802.16-2004传输包括模拟信号，所以提供用于在两个信号类型之间进行接口的部件。此外，需要产生具有适当基带特性的RF信号的电路。通过包括数模转换器(DAC)1330的IF/(中间频率)基带发射器(Rx)信号芯片1329以及包括模数转换器(ADC)1332的IF/基带接收器(Rx)信号芯片1331来促进这些功能。DAC1330芯片把IEEE P802.16-2004物理层收发器1310生成的数字信号转换为对应的模拟信号。这个信号被馈入RF板1302上的RF上变频器1336，RF上变频器1336把基带信号频率上变频到载波频率。上变频信号则经由可编程增益放大器(PGA)1338放大，PGA1338把放大的上变频信号输出到发射器天线1340。
输入的IEEE P802.16-2004传送信号在接收器天线1342上接收。所接收信号则经由PGA1343放大(根据需要)，并作为输入提供给RF下变频器1344，RF下变频器1344把所接收的信号下变频到所选IF/基站频率。下变频信号则经由ADC芯片1332被转换为数字信号。
一般来说，处理器1326表示各种类型的处理器体系结构，包括但不限于通用处理器、网络处理器和微控制器。另外，处理器136表示处理元件的一个或多个。通过在包括处理器1326在内的一个或多个处理元件上运行指令，来促进各个数字板层和组件所执行的操作。一般来说，指令可包括固件、软件或者两者的组合。在一个实施例中，固件指令存储在闪速存储器1324中。在一个实施例中，软件指令存储在经由盘控制器(未示出)连接到处理器1326的诸如磁盘驱动器(未示出)之类的存储装置中。在一个实施例中，软件指令的全部或部分可通过经由以太网物理接口1322与数字板1300进行接口的网络作为载波来加载。
因此，本发明的实施例可用作或者支持在某种形式的处理核心上运行的、或者在机器可读媒体中实现或实行的固件和/或软件模块。机器可读媒体包括用于存储或传送机器(如计算机)可读形式的信息的任何装置。例如，机器可读媒体可包括例如：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒体；光存储媒体；以及闪速存储装置等。另外，机器可读媒体可包括诸如电、光、声等的传播信号或者其它形式的信号(例如载波、红外信号、数字信号等)。
除了图13所示的配置之外，数字板1300和RF板1302功能性还可经由对应的模块或者与移动订户台或基站中嵌入的模块来实现。例如，PDA或膝上型计算机可包括与数字板1300和RF板1302对应的内置于装置的电路。在其它实施例中，数字和RF板功能可通过诸如膝上型计算机的PCMCIA卡之类的外设附件卡或模块来支持。
一般来说，基站上存储的MIB数据的大小将远大于在MSS上保存的对应操作和动态服务流参数。一般来说，BS上的MIB数据将包含服务流数据库214中存储的数据的小集合(取决于给定网络的BS的数量)。SNMP代理操作通常可作为运行于BS上的独立应用来实现，或者可被包含作为用来访问网络的802.16接口应用的组成部分。操作和动态服务流参数可存储在存储器存储装置或磁盘驱动器等中。对于较大的MIB数据要求，可能有利的是在BS上采用专用数据库服务器来为MIB数据提供服务。
以上对于包括“摘要”中所述的本发明的所述实施例的描述并不是详细例举本发明的各个方面或者将本发明限于所公开的精确形式。虽然本文为了说明目的而描述了本发明的具体实施例和实例，但相关领域的技术人员会知道，在本发明的范围内，各种等效修改是可行的。
可根据以上详细描述对本发明进行这些修改。以下权利要求中使用的术语不应当理解为将本发明限制到说明及附图中所公开的具体实施例。相反，本发明的范围完全由以下权利要求来确定，这些权利要求将根据权利要求释义的已制定原则来理解。

Claims (12)

1.一种用于在宽带无线网络中供应服务流的方法，包括：
识别尝试进入宽带无线网络的移动订户台MSS；
检索与所述MSS对应的预先供应的服务流参数；以及
根据检索的所述预先供应的服务流参数来创建所述MSS的服务流，所述服务流使所述MSS能够访问所述宽带无线网络；
把各个订户的服务流参数存储在无线服务提供商托管的服务流数据库中；
响应所述MSS尝试经由基站BS访问所述宽带无线网络而在所述BS处获得MSS标识符；
根据所述MSS标识符从所述服务流数据库中检索所述服务流参数，并向所述BS返回检索的所述服务流参数；
收集包括所述服务流参数的被管理对象；以及
把所述被管理对象存储在所述BS上的管理信息库MIB数据结构中，所述MIB包括在MIB分级结构的各级中的多个MIB对象，所述MIB对象用于存储当用户进入所述网络时将用于创建连接的预先供应的动态服务流信息，所述预先供应的动态服务流信息包括服务质量QoS索引字段和业务优先级字段，所述BS用作简单网络管理协议SNMP代理来管理所述MSS。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽带无线网络采用基于IEEE电子和电气工程师协会802.16的宽带无线标准所定义的空中接口。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
使订户能够经由标识服务流属性的服务等级协定来预订所述无线服务提供商提供的服务，所述服务流属性定义在订户访问所述宽带无线网络时要为所述订户供应的服务流；
把所述服务流属性存储在所述服务流数据库中，以便为所述订户预先供应所述服务。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
采用SNMP消息来访问所述MIB数据结构。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经由所述BS与所述MSS之间的动态服务添加DSA消息交换来促进服务流的创建。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
构建包含所述MSS的操作参数的配置文件，以便用来支持为所述MSS供应的服务流；
把所述配置文件从所述BS发送到所述MSS；
从所述配置文件中提取所述操作参数；以及
采用所述MSS上的所述操作参数来支持所述服务流。
7.一种用于在宽带无线网络中供应服务流的装置，包括：
识别尝试进入宽带无线网络的移动订户台MSS的部件；
检索与所述MSS对应的预先供应的服务流参数的部件；以及
根据检索的所述预先供应的服务流参数来创建所述MSS的服务流的部件，所述服务流使所述MSS能够访问所述宽带无线网络；
把各个订户的服务流参数存储在无线服务提供商托管的服务流数据库中的部件；
响应所述MSS尝试经由基站BS访问所述宽带无线网络而在所述BS处获得MSS标识符的部件；
根据所述MSS标识符从所述服务流数据库中检索所述服务流参数并向所述BS返回检索的所述服务流参数的部件；
收集包括所述服务流参数的被管理对象的部件；以及
把所述被管理对象存储在所述BS上的管理信息库MIB数据结构中的部件，所述MIB包括在MIB分级结构的各级中的多个MIB对象，所述MIB对象用于存储当用户进入所述网络时将用于创建连接的预先供应的动态服务流信息，所述预先供应的动态服务流信息包括服务质量QoS索引字段和业务优先级字段，所述BS用作简单网络管理协议SNMP代理来管理所述MSS。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述宽带无线网络采用基于IEEE电子和电气工程师协会802.16的宽带无线标准所定义的空中接口。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
使订户能够经由标识服务流属性的服务等级协定来预订所述无线服务提供商提供的服务的部件，所述服务流属性定义在订户访问所述宽带无线网络时要为所述订户供应的服务流；
把所述服务流属性存储在所述服务流数据库中以便为所述订户预先供应所述服务的部件。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
采用SNMP消息来访问所述MIB数据结构的部件。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，经由所述BS与所述MSS之间的动态服务添加DSA消息交换来促进服务流的创建。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
构建包含所述MSS的操作参数的配置文件，以便用来支持为所述MSS供应的服务流的部件；
把所述配置文件从所述BS发送到所述MSS的部件；
从所述配置文件中提取所述操作参数的部件；以及
采用所述MSS上的所述操作参数来支持所述服务流的部件。
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