DE112006000240T5

DE112006000240T5 - Verfahren und System für die Netzwerkverwaltung und das Bereitstellen von Diensten für mobile drahtlose Breitbandnetzwerke

Info

Publication number: DE112006000240T5
Application number: DE112006000240T
Authority: DE
Inventors: Joey Scottsdale Chou; Shlomo San Jose Ovadia
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2008-01-10
Also published as: GB2438531A; US20060160533A1; GB0713034D0; CN101142843A; CN101142843B; TWI289986B; TW200637308A; WO2006078497A1

Abstract

Verfahren zum Bereithalten von Diensteströmen in einem drahtlosen Breitbandnetzwerk, das aufweist:
Identifizieren einer mobilen Teilnehmerstation (MSS – Mobile Subscriber Station), die versucht, ein drahtloses Breitbandnetzwerk zu betreten;
Wiedergewinnen zuvor bereitgehaltener Dienstestrom-Parameter, die der MSS entsprechen; und
Erzeugen von Diensteströmen für die MSS basierend auf den vorab bereitgehaltenen Dienstestrom-Parametern, die wiedergewonnen sind, wobei die Diensteströme es der MSS ermöglichen, auf das drahtlose Breitbandnetzwerk zuzugreifen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Das Gebiet der Erfindung betrifft im allgemeinen drahtlose Kommunikationsnetzwerke und betrifft genauer, jedoch nicht ausschließlich ein Verfahren und ein System zum schnellen Übergeben mobiler Teilnehmerstationen in drahtlosen Breitbandnetzwerken.
HINTERGRUNDINFORMATION
Der IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.16 ist eine auftretende Folge von Funkschnittstellenstandards für einen kombinierten festen, tragbaren und mobilen drahtlosen Breitbandzugriff (MBWA – Mobile Broadband Wireless Access). Anfänglich als ein Funkstandard konzipiert, um eine kostengünstige Breitband-Anschlußmöglichkeit auf der letzten Meile für diejenigen zu ermöglichen, die nicht durch verdrahtetes Breitband, so wie Kabel oder DSL, bedient werden, entwickeln sich die Spezifikationen, um eine größere Marktgelegenheit für mobile Hochgeschwindigkeits-Breitbandanwendungen ins Auge zu fassen. Die Architektur des IEEE 802.16 spricht nicht nur das traditionelle Problem der „letzten Meile" an, sondern unterstützt auch herumreisende und bewegliche Kunden bei ihrem umtriebigen Leben. Die MBWA-Architektur wird von der Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) forum Network Working Group (NWG) standardisiert. Aus Gründen der Bequemlichkeit werden die Ausdrücke 802.16 und WiMAX in dieser Beschreibung austauschbar verwendet, um sich auf die Folge der IEEE 802.16 der Funkschnittstellenstandards zu beziehen.
1 zeigt ein vereinfachtes drahtloses Breitbandnetzwerk mit einer zellenähnlichen Architektur von Punkt-zu-Multipunkt (PMP) zum Betrieb bei sowohl lizensierten und lizenzfreien Frequenzbändern typischerweise unterhalb von 11 GHz. Andere Typen der Architekturen (nicht gezeigt), so wie vermaschte drahtlose Breitbandnetzwerke, sind zulässig. Ein Basis-IP (Internet Protocol)-Netzwerk 100 ist mit einem drahtlosen Breitbandnetzwerk verbunden, wobei Funkzugangsknoten (RANs – Radio Access Nodes) 102A und 102B verwendet werden. Jeder RAN ist über eine verdrahtete Verbindung, so wie eine optische Faser (veranschaulicht als optische Faserverbindungen 103A, 103B und 103C) oder drahtlose Verbindungen von Punkt zu Punkt (nicht gezeigt) mit einer oder mehreren Funkzellen (veranschaulicht zwischen RAN 102A oder 102B zu Funkzellen 104A, 104B und 104C) verbunden. An dem Netzknoten einer Funkzelle befindet sich eine jeweilige Basisstation (BS) 106A, 106B und 106C. Ein Basisstation-System umfaßt ein hochentwickeltes Antennensystem (AAS – Advanced Antenna System), welches sich typischerweise oben auf einem Funkturm befindet und verwendet wird, um Hochgeschwindigkeitsdaten an mehrere Teilnehmerstationen (SSs – Subscriber Stations) 108 und mobile Teilnehmerstationen (MSSs – Mobile Subscriber Station) 109 zu senden und Daten von den Teilnehmerstationen über unidirektionale drahtlose Verbindungen 110 zu empfangen (jede SS-Uplink-Sendung ist von den anderen unabhängig). Genauer kann jede SS 108 auf das Netzwerk 100 (über eine geeignete BS) zugreifen, indem die PHY + MAC (Physikalische + Medienzugangssteuerung)-Merkmale verwendet werden, die durch den IEEEP 802.16 Funkschnittstellenstandard definiert sind. Eine SS kann einem festen Teilnehmerort entsprechen (z.B. in einem Haus oder Büro) oder kann einem mobilen Teilnehmer entsprechen, der auf das drahtlose Breitbandnetzwerk über ein mobiles Gerät (MSS) zugreift, so wie einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Laptop-Computer usw. Eine feste SS nutzt typischerweise eine Richtungsantenne, während eine MSS üblicherweise eine omnidirektionale Antenne verwendet.
Das Übertragen von Datenimpulsen von dem Netzwerk 100 zu einer SS 108 geschieht in der folgenden Weise. Die Datenimpulse, so wie IP-Pakete oder Ethernet-Frames werden von einem geeigneten RAN zu einer geeigneten BS innerhalb einer gegebenen Zelle geschickt. Die BS verkapselt die Daten in dem IEEE 802.16-2004 Datenframeformat und sendet dann außerhalb der Sichtlinien (NLOS – Non-Line-Of-Sight) Daten an jede SS 108, wobei eine unidirektionale drahtlose Verbindung 110 verwendet wird, welche als „Downlink" bezeichnet wird. Das Senden von Daten von einer SS 108 an das Netzwerk 100 geschieht in der umgekehrten Richtung. In diesem Fall werden die verkapselten Daten von einer SS an eine geeignete BS gesendet, wobei eine unidirektionale drahtlose Verbindung verwendet wird, die als ein „Uplink" bezeichnet wird. Die Datenpakete werden dann an einen geeigneten RAN geschickt, in IP-Pakete oder Ethernet-Frames umgewandelt und schließlich an einen Zielknoten in dem Netzwerk 100 gesendet. Datenpulse können gesendet werden, indem entweder Frequenzdu plex (FDD – Frequency Division Duplexing)-, Halbduplex-FDD- oder Zeitduplex (TDD – Time Divion Duplexing)-Schemata verwendet werden. In dem TDD-Schema nutzen sowohl der Uplink als auch der Downlink denselben HF-Kanal, senden jedoch nicht gleichzeitig, und in dem FDD-Schema arbeiten der Uplink und der Downlink auf unterschiedlichen HF-Kanälen, jedoch werden die Kanäle gleichzeitig gesendet.
Mehrere BSn werden so aufgebaut, daß sie ein zellenähnliches drahtloses Netzwerk bilden. Ein Netzwerk, das ein gemeinsam genutztes Medium verwendet, erfordert einen Mechanismus, es in effizienter Weise gemeinsam zu nutzen. Innerhalb jeder Zelle ist die Architektur des drahtlosen Netzwerks ein Zweiwege-PMP, welches ein gutes Beispiel eines gemeinsam genutzten Mediums ist; hier ist das Medium der Raum (die Luft), durch die sich die Funkwellen fortpflanzen. Der Downlink, von der Basisstation (BS) zu einer SS, arbeitet auf einer PMP-Basis. Vorschriften innerhalb des Standards IEEE 802.16-2004 und dem Entwurf IEEE 802.16e D5a (Dezember 2004) umfassen eine zentrale BS mit einem AAS innerhalb jeder Zelle. Ein solches AAS umfaßt eine sektorisierte Antenne, die in der Lage ist, mehrere unabhängige Sektoren gleichzeitig zu behandeln. Bei dieser Art des Aufbaus können die Arbeitsgänge der Basisstationen, die unten beschrieben sind, für jeden der unabhängigen Sektoren implementiert werden, so daß mehrere gemeinsam angeordnete Basisstationen mit mehreren Sektorantennen, die einen gemeinsamen Controller nutzen, in dem Netzwerk eingesetzt werden können. Innerhalb eines gegebenen Frequenzkanals und eines Antennensektors empfangen alle Stationen dieselbe Sendung oder Teile dieser.
In der anderen Richtung nutzen die Teilnehmerstationen den Uplink zu der BS auf einer Anfragebasis gemeinsam. Abhängig von der verwendeten Diensteklasse können der SS kontinuierliche Rechte zum Senden verliehen werden, oder das Recht zu senden kann von der BS nach dem Empfang einer Anfrage von einer SS erteilt werden. Zusätzlich zu individuellen adressierten Nachrichten können Nachrichten auch auf Gruppenruf-Verbindungen geschickt werden (Steuernachrichten und Videoverteilung sind Beispiele von Gruppenrufanwendungen) ebenso wie als Rundruf an alle Stationen. Innerhalb jedes Sektors halten sich die Benutzer an ein Sendeprotokoll, das die Verträglichkeit zwischen den Benutzern steuert und es dem Dienst ermöglicht, an die Verzögerungen und Anforderungen an die Bandbreite jeder Benutzeranwendung angepaßt zu sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die voranstehenden Aspekte und viele der begleitenden Vorteile dieser Erfindung werden leicht erkannt, während dieselbe besser durch Bezugnahme auf die folgende genaue Beschreibung verstanden wird, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, wobei gleiche Bezugsziffern sich bei den verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile beziehen, wenn nicht anders angegeben:
1 ist ein schematisches Schaubild eines beispielhaften drahtlosen Breitbandnetzwerkes mit Punkt-zu-Multipunkt-Topologie basierend auf der Folge der Standards IEEE 802.16;
2 ist ein schematisches Schaubild eines Verwaltungs-Referenzmodells für eine Architektur eines drahtlosen Breitbandnetzwerkes mit mobilen Teilnehmerstationen (MSSs), gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3a–e sind schematische Darstellungen einer Verwaltungsinformationsdatenbank (MIB – Management Information (Data) Base)-Struktur, die in dem Verwaltungs-Referenzmodell der 2 genutzt wird, um das Bereitstellen und die Verwaltung von Arbeitsgängen zu vereinfachen;
4a zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung für eine Tabelle für von einer Basisstation (BS) eines drahtlosen MAN (Mittelbereichsnetzwerk – Metropolitan Area Network) bereitge stellten Dienstestromes entsprechend dem Objekt wmanIfBsProvisionedSfTable der 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4b zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Diensteklassentabelle einer BS eines drahtlosen MAN entsprechend dem Objekt wmanIfBsServiceClassTable der 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4c zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung für eine Klassifizierregeltabelle einer BS eines drahtlosen MAN entsprechend dem Objekt wmanIfBsClassifierRuleTable der 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4d zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Tabelle einer registrierten Teilnehmerstation einer BS eines drahtlosen MAN entsprechend dem Objekt wmanIfBsRegisteredSsTable der 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4e zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Tabelle für den gemeinsamen Dienstestrom eines drahtlosen MAN entsprechend dem Objekt wmanIfCmnCpsServiceFlowTable der 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 ist ein schematisches Schaubild, welches ein Schema veranschaulicht, über welche Dienstklassen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verfügt werden kann;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das Arbeitsgänge veranschaulicht, die während des Bereitstellens von Diensteströmen für eine mobile Teilnehmerstation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Verfügung gestellt werden;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten der Arbeitsgänge zum Bereitstellen der Diensteströme gemäß Block 604 in 6 veranschaulicht;
8 ist ein schematisches Schaubild, das einen beispielhaften Satz von Tabelleneinträgen veranschaulicht, welche bei den Tabellen der 4a–e während der Arbeitsgänge des Bereitstellens von Diensteströmen der 6 vorgenommen worden sind;
9 ist ein Ablaufdiagramm, welches Einzelheiten der Downloadoperation von dynamischen Dienstestromparametern des Blocks 606 in 6 veranschaulicht;
10 ist ein Ablaufdiagramm, das Arbeitsgänge und Logik veranschaulicht, welche während einer Ausführungsform einer Übergabeprozedur ausgeführt werden, die verwendet wird, um eine Funkschnittstelle für eine MSS von einer Dienste leistenden BS zu einer Ziel-BS zu überführen;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten der Übergabeprozedur-Arbeitsgänge des Blocks 1008 in 10 veranschaulicht;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten der Downloadoperation für die dynamischen Dienstestromparameter nach Block 1012 in 10 veranschaulicht; und
13 ist ein schematisches Schaubild einer drahtlosen Breitband-Kommunikationsvorrichtung, die von einer mobilen Teilnehmerstation oder einer Basisstation benutzt werden kann, um Aspekte der hierin beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Hierin werden Ausführungsformen eines Verfahrens und von Systemen für die Netzwerkverwaltung und die Bereitstellung von Diensten für mobile drahtlose Breitbandnetzwerke beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche bestimmte Einzelheiten aufgeführt, um für ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der Erfindung zu sorgen. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, daß die Erfindung ohne eines oder mehrere der bestimmten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann, oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien usw. In anderen Fällen sind gut bekannte Strukturen, Materialien oder Arbeitsgänge nicht gezeigt oder nicht in Einzelheiten beschrieben, um das Verschleiern von Aspekten der Erfindung zu vermeiden.
Die Bezugnahme in dieser Beschreibung auf „eine Ausführungsform" bedeutet, daß ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit ist das Auftreten des Ausdrucks „bei einer Ausführungsform" an verschiedenen Stellen in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform bezogen. Weiterhin können bestimmte Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften bei einer oder mehreren Ausführungsformen in irgendeiner geeigneten Weise kombiniert werden.
Einer der wichtigeren Aspekte, die in auf 802.16 basierenden drahtlosen Breitbandnetzwerken ausgestaltet ist, ist die Fähigkeit, mobile Teilnehmer zu unterstützen. Insbesondere ist dieses eine der schwachen Verbindungen bei den vorliegenden, auf Zellen basierenden Netzwerken. Obwohl moderne, auf Zellen basierende Netzwerke „2 ½ G" und „3 G" es Teilnehmern ermöglichen, Daten von mobilen Plattformen zu empfangen und zu senden, sind die Sendegeschwindigkeiten relativ schlecht. Ein wichtiger Grund dafür ist, daß die darunterliegenden Zufuhrmechanismen (die Zellennetzwerke) ursprünglich für Sprachkommunikation gedacht waren, die relativ geringe Sendegeschwindigkeiten erfordert.
Die MBWA-Architektur, die von der WiMAX-forum Network Working Group (NWG) standardisiert wird, zielt darauf ab, Unterstützung für hohe Sendegeschwindigkeiten für mobile Teilnehmer zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig ist die MBWA-Architektur auch dazu gestaltet worden, die Rich-Service-Möglichkeiten zu unterstützen, so wie Hochgeschwindigkeitsdaten-, Streaming Video- und Voice-over-IP (VoIP)-Dienste, die ursprünglich feste Teilnehmerstationen zum Ziel gehabt hatten, um die Diensteanforderungen der „letzten Meile" zu erfüllen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt von WiMAX-Netzwerken ist das Bereitstellen von Diensten. Um dem Endnutzer Zugang zu einem WiMAX-Netzwerk zu ermöglichen, müssen die SS des Benutzers und Diensteströme (d.h. ein unidirektionaler Strom von MAC-Dienstedateneinheiten auf einer Verbindung mit einer besonderen Qualität für den Dienst (QoS – Quality of Service)) zur Verfügung gestellt werden. Anders als die begrenzte QoS-Unterstützung, die von den einfacheren Wi-Fi (d.h. IEEE 802.11)-Netzwerken zur Verfügung gestellt wird, die üblicherweise verwendet werden, um in der heutigen Umgebung Zugang zu einem drahtlosen Netzwerk zur Verfügung zustellen, unterstützt die Architektur nach IEEE 802.16 einen reichen Satz an QoS-Merkmalen. Darüberhinaus benutzt WiMAX eine anspruchsvollere drahtlose Funkschnittstelle als Wi-Fi, was somit komplexere Betrachtungen über das Bereitstellen von Diensten erfordert.
Genauer basiert WiMAX auf einer zentralisierten Steuerarchitektur, bei der der Scheduler in der BS die vollständige Steuerung über den Zugang zum drahtlosen Medium bei allen SSn innerhalb seiner Zelle hat. WiMAX kann gleichzeitig mehrere drahtlose Verbindungen unterstützen, die durch einen vollständigen Satz von QoS-Parametern gekennzeichnet sind. Darüberhinaus sorgt WiMAX dafür, daß der Paketklassifizierer diese Verbindungen mit verschiedenen Nutzeranwendungen und Schnittstellen abbildet, die von Ethernet, TDM (Zeitmultiplexieren – Time Division Multiplexing), ATM (Asynchroner Übertragungsmodus – Asynchronous Transfer Mode), IP (Internet-Protokoll), VLAN (Virtuelles Nahbereichsnetzwerk – Vir tual Local Area Network) usw. reichen. Jedoch steigert der reiche Satz an Merkmalen und die Flexibilität in WiMAX auch die Komplexität des Diensteeinsatzes und des Versorgens von festen und mobilen Breitbandnetzwerken mit drahtlosem Zugang.
2 zeigt ein Verwaltungs-Referenzmodell 200 von Breitbandnetzwerken mit drahtlosem Zugang (BWA – Broadband Wireless Access) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Modell umfaßt ein Netzwerk-Verwaltungssystem (NMS – Network Management System) 202, verwaltete Basisstationknoten (für die beispielhaften Basisstationen 206 und 208 als verwaltete Knoten 204₁ und 204₂ veranschaulicht) und eine Dienstestrom-Datenbank 210, die in einem Datenbankserver 212 versorgt wird. Das NMS 202 und die Dienstestrom-Datenbank sind in Kommunikation zu dem BSn (z.B. der Basisstation 206 und 208) des WiMAX-Netzwerks über ein Netzwerk 214 verbunden, das typischerweise ein Fernbereichsnetzwerk (WAN – Wide Area Network) oder ein öffentliches Netzwerk (z.B. das Internet) sein kann. Die verwalteten Knoten der BS sammeln und speichern verwaltete Objekte im Format einer Verwaltungsinformationsbasis (MIB – Management Information Base) nach 802.16, wie durch die MIB-Elemente 208 und 220 veranschaulicht. Bei einer Ausführungsform werden die verwalteten Objekte den NMSn (z.B. NMS202) verfügbar gemacht, indem das einfache Netzwerk-Verwaltungsprotokoll (SNMP – Simple Network Management Protocol) verwendet wird, wie es durch IETF RFC (Request for Comments) 1157 (d.h. http://www.faqs.org/rfcs/rfc1157.html) festgelegt ist.
Jede der Basisstationen 206 und 208 versorgt ein jeweiliges Abdeckungsgebiet. Der „Fußabdruck" (d.h. die Form) jedes Abdeckungsgebietes wird im allgemeinen von dem Typ der Antenne (z.B. Einzelsektor, Mehrfachsektor oder omnidirektional) abhängen, der von der Basisstation bereitgehalten wird, in Kombinationen mit geographischen Betrachtungen und/oder solchen über die Infrastruktur und der Leistung des Funksignals. Zum Beispiel, obwohl es als außerhalb der Sichtlinie (NLOS) bezeichnet wird, kann ein geographisches Gebiet, so wie Berge und Bäume, und öffentliche Infrastruktur, so wie große Gebäude, die Fortpflanzung des drahtlosen Signals beeinflussen, was zu einem verkleinerten Abdeckungsgebiet führt. Die Stärke des Funksignals für WiMAX-Sendungen ist auch durch das verfügbare HF-Spektrum für lizensierte und/oder lizenzbefreite Operationen beschränkt. Aus Gründen der Einfachheit sind die jeweiligen Abdeckungsgebiete 222 und 224 für die Basisstationen 206 und 208 als Ovale veranschaulicht.
Eine gegebene Basisstation ist in der Lage, die Kommunikation sowohl mit MSSn und festen SSn innerhalb ihres Abdeckungsgebietes zu unterstützen. Um vollständige Mobilität zu unterstützen, muß das Abdeckungsgebiet nächster „Nachbar"-Basisstationen einen bestimmten Grad an Überlagerung haben, wie es durch ein Überlagerungs-Abdeckungsgebiet 226 in 2 veranschaulicht ist. Wenn sich eine MSS durch das Abdeckungsgebiet bewegt (so wie es durch eine MSS 228 veranschaulicht ist, die sich zwischen den Abdeckungsgebieten 222 und 224 bewegt), werden periodisch Daten über ihre Signalstärke gesammelt, um zu bewerten, welche BS benutzt werden sollte, um die gegenwärtige Ebene der Dienste beizubehalten. Angesichts dieser Daten über die Signalstärke, ebenso wie anderer Betrachtungen, die in Einzelheiten hiernach aufgeführt sind, wird die BS, die verwendet wird, um einer gegebenen MS Dienste zur Verfügung zu stellen, über einen Übergabe (HO – Hand Over)-Prozeß umgeschaltet werden, wenn sich das MSS innerhalb verschiedener Abdeckungsgebiete von BSn bewegt. Einzelheiten der Arbeitsgänge beim Übergabeprozeß werden hiernach beschrieben.
Wie hierin verwendet, bezieht sich eine MSS im allgemeinen auf ein elektronisches System, das eine Zweiwege-Kommunikation bei Hochfrequenzen (HFs) mit Basisstationen in einem drahtlosen Breitbandnetzwerk ermöglicht. Eine MSS kann zum Beispiel ein Chipsatz nach IEEE 802.16e innerhalb einer Express Karte oder einer Netzwerkschnittstellenkarte sein, die in eine mobile Kundenplattform, so wie einen Notebook-Computer (z.B. den Notebook-Computer 230, der in 2 veranschaulicht ist), ein tragbares Gerät (PDA, Taschen-PC, mobiles Telefon usw.) eingesteckt wird.
Die Dienstestrom-Datenbank 210 enthält den Dienstestrom und die damit verknüpfte Information über QoS, die die BS und die SS/MSS bei die Erzeugung von Transportverbindungen leitet, wenn ein Dienst bereitgestellt wird, wenn eine SS in das WiMAX-Netzwerk eintritt oder eine mobile SS in ein Abdeckungsgebiet einer BS eintritt. Im allgemeinen können SSn/MSSn direkt von einem NMS oder indirekt durch eine BS, die als ein SNMP-Proxy arbeitet, verwaltet werden. Bei einer Ausführungsform wird die Verwaltungsinformation zwischen einem SS-MSS und einer BS über einen Zweitverwaltungs-CID (Verbindungsidentifizierer – Connection Identifier) für eine verwaltete SS/MSS transportiert. Wenn der Zweitverwaltungs-CID nicht existiert, kann die SNMP-Nachricht durch eine andere Schnittstelle gehen, die durch die Ausrüstung im Gebäude des Kunden zur Verfügung gestellt wird.
Es gibt drei Arten von Diensteströmen, die durch den Standard IEEE 802.16-2004 definiert sind, welche bereitgestellte Diensteströme, bewilligte Diensteströme und aktive Diensteströme umfassen. Ein bereitgestellter Dienstestrom ist ein Dienstestrom, der bereitgestellt ist, jedoch nicht unmittelbar aktiviert wird. Externe Auslöser werden verwendet, um einen bereitgestellten Dienstestrom in einen bewilligten Dienstestrom zu überführen. Dieser Dienstestrom wird angestoßen, wenn eine SS über eine Netzwerkeintrittsprozedur in das Netzwerk eintritt, mit Bereitstellungsbefehlen, die von dem NMS verwaltet werden.
Bei einem bewilligten Dienstestrom wird eine Netzwerkressource durch eine Zulassungssteuerung reserviert. Externe Auslöser werden verwendet, um einen bewilligten Dienstestrom in einen aktiven Dienstestrom zu überführen. Ereignisse ähnlich dem „Abheben" bei einem Telefoniemodell werden verwendet, um einen Dienstestrom für einen unverlangtt erteilten Dienst (UGS – Unsolicited Grant Service) zu aktivieren. Anwendungsbezogene Auslöser können ebenfalls benutzt werden, um den Übergang zu einem aktiven Dienstestrom zu bewirken.
Ein aktiver Dienstestrom ist ein Dienstestrom, der aktiv ist. Das heißt, es ist ein Dienstestrom, dem Uplink- und Downlink-Bandbreite für die Nutzung durch Datentransport zugeteilt ist. Er benutzt einen aktiven Satz von QoS-Parametern, der eine Untermenge der bewilligten Menge der QoS-Parameter ist.
SNMP basiert auf dem Verwalter/Agenten-Modell, das aus einem Verwalter, einem Agenten, einer Datenbank für Verwaltungsinformation, verwalteten Objekten und dem Netzwerkprotokoll besteht. Der Verwalter führt Verwaltungsanwendungen aus, die das verwaltete Netzwerk überwachen und steuern. Der Agent ist ein Verwaltungssoftwaremodul, das sich in einem verwalteten Objekt befindet, um die Befehle von dem Verwalter auszuführen.
Der Verwalter und der Agent nutzen eine Verwaltungsinformationsbasis (MIB) und einen relativ geringen Satz an Befehlen, um Information auszutauschen. Die MIB ist in einer Baumstruktur mit individuellen Variablen organisiert, so wie dem Punktstatus oder einer Beschreibung, die als Blätter auf den Zweigen dargestellt werden.
Die 3a–e zeigen verschiedene Ebenen mit Einzelheiten für eine wmanIfMib (Drahtlose MAN-Schnittstelle) MIB-Datenstruktur 300 gemäß einer Ausführungsform. Die MIB-Datenstruktur umfaßt mehrere MIB-Objekte, die in verschiedenen Ebenen (Gruppen) in einer Objekthierarchie eingebettet sind. Am oberen Ende der Hierarchie befindet sich das Objekt wmanifMib, in 3a gezeigt. Die nächste Ebene der Hierarchie umfaßt die Objekte wmanifBs, die Objekte wmanIfSs und die Objekte wmanIfCommon. Die Objekte wmanifBs umfassen eine Gruppe verwalteter Objekte, die von einer Basisstation implementiert werden sollen, Einzelheiten einer Ausführungsform der Objekte wmanifBs sind in den 3b und 3c gezeigt. In ähnlicher Weise umfassen die Objekte wamnIfSs eine Gruppe verwalteter Objekte, die von einer Teilnehmerstation implementiert werden sollen; Einzelheiten einer Ausführungsform der Objekte wmanIfSs sind in der 3e gezeigt. Die Objekte wmanIfCommon umfassen eine Gruppe gemeinsam verwalteter Objekte, die in den Basisstationen und den Teilnehmerstationen implementiert werden sollen; Einzelheiten einer Ausführungsform von Objekten wmanIfCommon sind in 3d gezeigt. In Verbindung mit weiteren SNMP-Verwaltungsarbeitsgängen kann die wmanIfMib-MIB-Datenstruktur 300 als ein Unterbaum unter der Schnittstellengruppe MIB implementiert werden, die im RFC (Request for Comment) 2863 (d.h., http://www.faqs.org/rfcs/rfc2863.html) definiert ist, implementiert werden.
4a zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Tabelle für Diensteströme, die gemäß einer Ausführungsform der MIB-Datenstruktur 300 von einer BS zur Verfügung gestellt werden (wmanIfBsProvisionedSfTable 400). Diese Tabelle enthält die vorab bereitgestellte dynamische Dienstestrom-Information, die verwendet werden soll, um Verbindungen zu erzeugen, wenn ein Benutzer das Netzwerk betritt. Die umfaßt ein Feld 402 sfindex, ein Feld 404 für die MAC-Adresse der SS (/MSS), ein Feld 406 für den QoS-Index und ein Feld 408 Richtung, neben anderen Feldern (die nicht gezeigt sind). (Aus Gründen der Einfachheit halber sind in den 4a–e nur Felder mit Bezug zu „SS" gezeigt; es wird verstanden werden, daß diese Felder mit Bezug zu SS auch ähnliche MSS-Arbeitsgänge betreffen.) Das Feld 402 sfIndex wird als ein Index verwendet, um Tabellenzeilen mit anderen Tabellen in der Datenbank zu verknüpfen. Ein entsprechender Wert für den Zustand des dynamischen Dienstestroms (bereitgestellt, bewilligt oder aktiviert) ist in einer verknüpften Tabelle (nicht gezeigt) für jeden Indexeintrag gespeichert. Das Feld 404 für die MAC-Adresse der SS enthält einen eindeutigen SS-Identifizierer, um den dynamischen Dienstestrom einer SS zuzuweisen. Das Feld 406 für den QoS-Index speichert einen Zeiger (Index) zu der QoS-Parametermenge für den entsprechenden Dienstestrom, der in 4b durch 422 identifiziert ist. Das Feld 408 Richtung definiert die Richtung des Dienstestroms (z.B. Uplink (UL) oder Downlink (DL)).
4b zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung für eine Tabelle der Diensteklassen der BS (wmanIfBsServiceClassTable 420) gemäß einer Ausführungsform der MIB-Datenstruktur 300. Diese Tabelle enthält die QoS-Parameter, die mit Diensteströmen verknüpft sind. Die veranschaulichten Felder umfassen ein Feld 422 für einen QoS-Index, ein Feld 424 für Dien steklassen, ein Feld 426 für die Verkehrspriorität, ein Feld 428 für die maximale Langzeit-Datenrate, ein Feld 430 für den maximalen Verkehrsimpuls, ein Feld 432 für eine minimale reservierte Rate, ein Feld 434 für tolerierten Jitter und ein Feld 436 für maximale Latenz. Das Feld 422 für den QoS-Index ist dem Feld 406 für den QoS-Index analog und speichert einen Zeiger (Index) auf den QoS-Paramtetersatz für den entsprechenden dynamischen Dienstestrom. Das Feld 424 für die Diensteklasse speichert einen Diensteklassennamen. Bei einer Ausführungsform ist die Ebene der Diensteklassennamen mit entsprechenden Mengen der QoS-Parameter verknüpft, so daß eine bestimmte Menge gemeinsam genutzter QoS-Parameter identifiziert werden kann, indem einfach ein entsprechender Diensteklassenname eingegeben wird.
Das Feld 426 für die Verkehrspriorität enthält einen Wert (z.B. 0, ..., 7), der die Priorität festlegt, die einem aktiven Dienstestrom zugewiesen ist. Wen zwei Diensteströme außer der Priorität idetische QoS-Parameter haben, würde dem Dienstestrom mit höherer Priorität eine geringere Verzögerung und eine höhere Pufferpräferenz gegeben werden. Das Feld 428 für die maximale Lanzeit-Datenrate legt die Spitzendatenrate des dynamischen Dienstestromes in Bit pro Sekunde fest. Das Feld 430 für den maximalen Verkehrsimpuls legt die maximale Impulsgröße fest, die transportiert werden kann. Das Feld 432 für die minimal reservierte Rate wird verwendet, um eine Rate in Bit pro Sekunden festzulegen, welches die minimale Menge an Daten angibt, die auf dem Dienstestrom transportiert werden sollen, wenn über die Zeit gemittelt wird. Das Feld 434 für tolerierten Jitter wird verwendet, um die maximale Variation (Jitter) in der Frequenzverzögerung für den Dienstestrom festzulegen. Das Feld 436 für die maximale Latenz legt die maximale Latenz zwischen dem Empfang eines Paketes durch die BS oder die SS auf seiner Netzwerkschnittstelle und dem Schicken des Paketes an seine Hochfrequenz (HF)-Schnittstelle fest.
4c zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung für eine Tabelle für Klassifizierregeln der BS (wmanIfBsClassifierRuleTable 440) gemäß einer Ausführungsform der MIB-Datenstruktur 300. Diese Tabelle enthält Regeln für die Paketklassifizierer, um Downlink- und Uplink-Pakete auf den dynamischen Dienstestrom abzubilden. Die Felder der Tabelle umfassen ein Feld 442 sfIndex (analog dem Feld 402 sfIndex), ein Feld 444 für die Quellen-IP-Adresse, in dem die IP-Adresse für einen Quellen-Endpunkt gespeichert ist, ein Feld 446 für die Ziel-IP-Adresse, in dem die IP-Adresse für einen Ziel-Endpunkt gespeichert ist, und ein Feld 448 für einen Typ des Dienstes (TOS – Type of Service)/des differenzierten Dienstecodepunktes (DSCP – Differentiated Service Code Point), in dem ein TOS- oder DSCP-Parameter gespeichert ist. In der Downlink-Richtung, wenn ein Paket von dem Netzwerk empfangen wird, kann der Klassifizierer in der BS die MAC-Adresse oder die IP-Adresse benutzen, um zu bestimmen, an welche SS das Paket geschickt werden soll, und kann TOS- oder DSCP-Parameter verwenden, um den dynamischen Dienstestrom mit einem geeigneten QoS auszuwählen. In der Uplink-Richtung, wenn ein Paket vom Kundenort empfangen worden ist, kann der Klassifizierer in der SS die MAC-Adresse oder IP-Adresse von Quelle/Ziel und die Portzahl, TOC/DSCP, die ID des virtuellen lokalen Netzwerks (VLAN), verwenden, um das Paket an einen Dienstestrom mit einer geeigneten QoS-Unterstützung zu schicken.
4d zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Tabelle für eine in der BS registrierte SS (wmanIfBsRegisteredSsTable 460) gemäß einer Ausführungsform der MIB-Datenstruktur 300. Diese Tabelle umfaßt Information entsprechend registrierten SSh. Die veranschaulichten Felder umfassen ein Feld 462 ssIndex, welches einen Index zu einem Teilnehmerstationidentifizierer enthält, und ein Feld 464 ifIndex, welches einen Schnittstellenindex in ein MIB-Element enthält. Ein Feld 466 für die MAC-Adresse einer SS wird verwendet, um die MAC-Adresse für eine Teilnehmerstation zu speichern.
4e zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Tabelle für den gemeinsamen dynamische Dienstestrom (wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 480) gemäß einer Ausführungsform der MIB-Datenstruktur 300. Diese Tabelle umfaßt ein Feld 482 für den Dienstestromindex (sfIndex), ein Feld 484 für den Dienstestrom-Verbindungsidentifizierer (sfCid), ein Feld 485 Richtung, ein Feld 486 für den QoS-Index und ein Feld 487 für den Zustand des Dienstestroms. Die verbleibenden Felder, die gezeigt sind, sind analog den gleich benannten Feldern in der wmanIfBsServiceClassTable 420 und umfassen ein Feld 488 für den Diensteklassennamen, ein Feld 489 für die Verkehrspriorirät, ein Feld 490 für die maximale Langzeit-Datenrate, ein Feld 491 für den maximalen Verkehrsimpuls, ein Feld 492 für die minimale reservierte Rate, ein Feld 493 für tolerierten Jitter und ein Feld 494 für maximale Latenz. Diese Felder werden mit denselben QoS-Parametern bevölkert, die entsprechend ihrem zugewiesenen Diensteklassennamen in wmanIfBsServiceClassTable 420 gespeichert sind. Zusätzlich zu den veranschaulichten Feldern kann die wmanIfCmnCpsServiceFlowTable andere Felder enthalten, die nicht gezeigt sind.
Um die NMS-Aufgabe des Bereitstellens von Attributen des dynamischen Dienstestroms für Hunderte oder sogar Tausende Teilnehmerstationen, die von jeder BS unterstützt werden, zu vereinfachen, ist das Konzept der bereitstehenden Diensteklassen ins Auge gefaßt worden. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Schemas für bereitstehende Diensteklassen, bei dem QoS-Profile (z.B. Diensteklassen) erzeugt werden, um zugewiesene Dienstestromattribute zu definieren, die von mehreren Diensteströmen gleichzeitig genutzt werden können. Zum Beispiel nutzt Basic CID UL für die SSs A1, B1 und X1 das Diensteprofil 1. Profile für Dienstestromattribute können dynamisch hinzugefügt oder gelöscht werden, um unterschiedliche QoS-Anfragen von Teilnehmern zu erfüllen.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das Arbeitsgänge veranschaulicht, welche durchgeführt werden, um für einen mobilen Teilnehmer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dynamische Diensteströme bereitzustellen. Der Prozeß beginnt mit einem Block 600, wobei der Teilnehmer einen drahtlosen Breitbanddienst von einem Diensteprovider kauft, indem Attribute für den dynamischen Dienstestrom in einer Diensteebenenvereinbarung festgelegt werden. Wenn ein Kunde sich bei dem Dienst einschreibt, wird er oder sie dem Dienstesprovider die Information über den dynamischen Dienstestrom kommunizieren, die der gewünschten Diensteebene entspricht, einschließlich der Anzahl der UL/DL-Verbindungen, die angefragt werden, zusammen mit den Datenraten und QoS-Parametern für diese Verbindungen und zusammen damit, welche Art von Anwendung (z.B. Internet, Sprache, Video usw.) er oder sie beabsichtigt zu nutzen. Als Antwort auf die Einträge des Teilnehmers wird der Diensteprovider die Dienste vorab bereitstellen, indem die entsprechenden Attribute des dynamischen Dienstestroms in die Dienstestrom-Datenbank 216 eingegeben werden, wie in einem Block 602 gezeigt ist.
Als Antwort darauf, daß eine MSS in das Abdeckungsgebiet einer BS eintritt, lädt die BS die Parameter für den dynamischen Dienstestrom, die für die MSS bereitgestellt worden sind, in einem Block 604 von der Dienstestrom-Datenbank herunter. Einzelheiten einer Ausführungsform dieser Arbeitsgänge sind in 7 gezeigt.
Der Prozeß beginnt mit einem Block 700, wobei eine MSS eine Abtastoperation durchführt und sich mit der BS synchronisiert. Im allgemeinen wird das Abtasten durchgeführt, um Basisstationen innerhalb des Bereichs der MSS zu identifizieren und die beste BS auszuwählen, die den Dienst für die MSS zur Verfügung stellt. Während des Abtastens tastet eine MSS benachbarte BS ab, um die Stärke des Funksignalempfangs zu messen. In weiteren Einzelheiten wird ein Träger-Interferenz plus Rauschen-Verhältnis (CINR – Carrier to Interference plus Noise Ratio) und/oder ein Indikator für die relative Signalstärke (RSSI – Relative Signal Strength Indicator) mit einer Auflösung von 0.5 Dezibel (dB) gemessen, wobei eine vordefinierte Prozeß- und Nachrichtenaustauschsequenz verwendet wird. Vor dem Durchführen eines Abtastens tauschen eine MSS und ihre Dienste erbringende BS eine MOB_SCN_REQ (Anfrage zum Abtasten durch die mobile Station – Mobile Scan Request)- und MOB_SCN_RSP (Antwort an die mobile Station wegen des Abtastens – Mobile Scan Response)-Nachricht aus, um einen Zeitrahmen für das Durchführen des Abtastens einzurichten. Wenn einmal eine BS ausgewählt ist, um der MSS zu dienen, (ihren die MSS und die BS eine Synchronisationsoperation durch, um Uplink- und Downlink-Kommunikationskanäle einzurichten.
In einem Block 702 erhält die MSS Uplink- und Downlink-Parameter aus entsprechenden Uplink-Kanaldeskriptor (UDC – Uplink Channel Descriptor) und Downlink-Kanaldeskriptor (DCD – Downlink Channel Descriptor)-Nachrichten. Die MSS führt dann das einleitende Ranging durch, wobei RNG-Nachrichten verwendet werden. Bei diesem Arbeitsgang schickt die MSS eine RNG_REQ-Ranging-Anfragenachricht an eine BS, welche eine RNG_RSP Ranging-Antwortnachricht zurückggibt, welche gegenwärtige Ranging-Information enthält. Nach erfolgreichem Ranging erhält die BSS die MAC (Medienzugangskanal – Media Access Channel)-Adresse der MSS.
In einem Block 706 benutzt die BS die MAC-Adresse der MSS als einen Nachschlageparameter, um die Dienstestrominformation, die der MSS entspricht (oben im Block 602 eingegeben) von der Dienstestrom-Datenbank 216 (über einen Server 212, ein Netzwerk 214 und den RAN 102) herunterzuladen, um für die MSS an der BS Dienste vorab bereitzustellen. Im Zusammenhang mit den Arbeitsgängen des Blocks 706 wird die wmanIfBsProvisionedSfTable mit der entsprechenden Dienstestrominformation belegt, während entsprechende QoS-Parameter in die wmanIfBsServiceClassTable eingegeben werden und entsprechende Klassifizierregeln in die wmanBsClassifierRuleTable eingegeben werden.
8 zeigt beispielhafte Einträge in die zuvor genannte wmanIfBsProvisionedSfTable 400, wmanIfBsServiceClassTable 420, wmanBsClassifierRuleTable 440, wmanifBsRegisteredSsTable 460 und wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 480 entsprechend einem Bereitstellungsprozeß. Wie in der wmanIfBsProvisionedSsfTable 400 gezeigt, sind zwei MSSn, identifiziert durch jeweilige MAC-Adressen 0 × 123ab54 und 0 × 45fead1, vorab bereitgestellt worden. Jede MSS hat zwei dynamische Diensteströme, identifiziert durch die Werte in dem Feld sfIndex mit den zugewiesenen QoS-Parametern, die durch QoSIndex1 bzw. 2 identifiziert sind. Wie oben diskutiert, zeigt ein QoSIndex auf einen QoS-Eintrag in der wmanIfBsServiceClassTable, die QoS-Paraemter enthält. Die wmanIfBsServiceClassTable 420, die in den 4 und 8 gezeigt ist, umfaßt drei Ebenen der QoS: Gold, Silber und Bronze. Die Werte sfIndex zeigen auf entsprechende Einträge in der wmanBsClassifierRuleTable 440 mit demselben Wert sfIndex. Die Einträge in die wmanBsClassifierRuleTable 440 geben an, welche Regeln verwendet werden sollen, um Pakete auf dem gegebenen dynamischen Dienstestrom zu klassifizieren. Die wmanBsClassifier-RuleTable 440 enthält einen Eintrag, der durch sfIndex 100001 indexiert ist, was einen Downlink-Dienstestrom angibt, und enthält die IP-Zieladresse 1.0.1.48. Dies bedeutet, daß der Klassifizierer in der BS das Paket mit der IP-Zieladresse 1.0.1.48, das er von dem RAN 102 erhalten hat, an den Dienstestrom mit sfIndex 100001 schicken wird. Die wmanBsClassiffier-Rule Table 440 enthält auch einen Eintrag, der mit sfIndex 100002 indiziert ist, was einen Uplink-Dienstestrom angibt, und die IP-Quellenadresse 6.12.6.5 und den TOS 7 enthält. Dies bedeutet, daß der Klassifizierer in der MSS das Paket mit der IP-Quellenadresse 6.12.6.5 und dem TOS 7 an den Dienstestrom mit sfIndex 100002 senden wird.
Nachdem die geeigneten MIB-Tabellen der BS mit den vorab bereitgestellten Dienstestromdaten aktualisiert sind, tauschen die MSS und die BS Nachrichten über die grundlegenden Möglichkeiten des Teilnehmers (SBC – Subscriber Basic Capability) aus, um grundsätzliche Möglichkeiten zu verhandeln, mit denen sowohl die BS als auch die MSS sich einig sind zu arbeiten, wie in einem Block 708 veranschaulicht. Als nächstes, in einem Block 710, benutzen die MSS und die BS Public Key-Verwaltungs (PKM – Public Key Management)-Nachrichten für die Authentifizierung und die Autorisierung der MMS entsprechend der vorläufigen Spezifikation IEEE 802.16e/D5a (Dezember 2004). Wie in einem Block 712 veranschaulicht, schickt dann die MSS eine REG-Nachricht, um die MSS in der BS zu registrieren, und erhält einen Zweitverwaltungs-CID. Die BS gibt dann die MSS in ihre wmanifBsRegisteredSsTable 460 ein, wobei ihre MAC-Adresse verwendet wird, um die MSS zu identifzieren. Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine MAC-Adresse 0 × 123ab54 eingegeben, wie es in der ersten Zeile der wmanifBsRegisteredSsTable 460 in 8 gezeigt ist. Basierend auf der MAC-Adresse wird die BS in der Lage sein, die Dienstestrom-Information zu finden, die für die MSS in der wmanIfBsProvisionedSfTable 400, der wmanIfBsServiceClassTable 420 und der wmanBsClassifierRuleTable 440 vorab bereitgestellt worden ist.
In einem Rückführblock 714 wird dann eine Verwaltungs-IP-Verbindung auf dem Zweitverwaltungs-CID eingerichtet. Bei einer Ausführungsform wird die Verwaltungs-IP-Verbindung auf das Host-Gerät für die MSS erweitert (z.B. Notebook, PDA (Persönlicher Digitaler Assistent), tragbarer Personal Computer usw.), auf welchem eine IP-Anwendung läuft.
Zurück zu einem Block 606 in 6, nachdem die Arbeitsgänge des Ablaufdiagramms der 7 durchgeführt sind, lädt die BS die Betriebsparameter und die Parameter des dynamischen Dienstestroms, wie sie in dem wmanIfMib definiert sind, zu der MSS herunter. Einzelheiten einer Ausführungsform der Arbeitsgänge für den Block 606 sind in 9 gezeigt.
Der Prozeß beginnt mit einem Block 900, wobei die BS die Betriebsparameter und die Parameter des dynamischen Dienstestroms für die MSS in eine Konfigurationsdatei packt und die Datei verschlüsselt. In einem Block 902 benutzt die BS das Trivial File Transfer Protocol (TFTP), um die Konfigurationsdatei an einen TFTP-Klienten, der auf dem Host-Gerät läuft, für die Verwaltungs-IP-Verbindung herunterzuladen. Der TFTP-Klient gibt dann die Konfigurationsdatei an die WiMAX NIC für die MSS über eine geeignete API (Anwendungsprogrammschnittstelle – Application Program Interface), so wie die Network Driver Interface Specification (NDIS). Die MSS WiMAX NIC entschlüsselt dann die Konfigurationsdatei und aktualisiert ihre Betriebsparameter in einem Rückführblock 806.
Weiter in einem Block 608 in der 6, nach dem Beenden des Herunterladens der Betriebsparameter und der Parameter des dynamischen Dienstestroms, benutzt die BS dynamischen Dienstezusatz (DS – Dynamic Service Addition)-Nachrichtenbetrieb zu der MSS, um dynamische Diensteströme mit der vorab bereitgestellten Information über den dynamischen Dienstestrom zu erzeugen, die im Block 604 erhalten worden ist, und erzeugt entsprechende Einträge in der wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 480 (z.B. für das vorliegende Beispiel, das in 8 veranschaulicht ist, Einträge für sfIndex 100001 und 100002). Einzelheiten der DSA-Nachrichtensyntax können für die DAS-REQ-Nachricht im Abschnitt 6.3.2.3.10, für die DSA-RSP-Nachricht im Abschnitt 6.3.2.3.11 und für die DSA-ACK-Nachricht im Abschnitt 6.3.2.3.12 im Standard IEEE 802.16-2004 gefunden werden.
Wie oben diskutiert enthält die wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 480 sowohl Dienstestrominformation als auch QoS-Parameter. Abhängig von dem Zustand des Netzwerks können die QoS-Parameter in der wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 480 einer niedrigeren Diensteebene entsprechen, als der, die für eine gegebene MSS in der wmanIfBsProvisionedSsfTable 400 zuvor bereitgestellt worden ist. Bei einer Ausführungsform werden die Klassifizierregeln in der Klassifizierregeltabelle (nicht gezeigt) in der BS erzeugt werden. Die dynamischen Diensteströme werden dann für den Teilnehmer verfügbar, um Datenverkehr zu senden, wie es durch einen Ende-Block 610 veranschaulicht ist. Als Antwort auf geeignete Bedingungen, die entsprechende Auslöser einbeziehen, werden die zuvor bereitgestellten Diensteströme zu bewilligten und dann zu aktiven Diensteströmen vorbewegt.
Wenn sich eine MSS durch das Abdeckungsgebiet eines Netzwerkes bewegt, wird ihre Signalstärke variieren, so daß ein Übergabeprozeß (HO – Hand Over) berechtigt ist. Genauer ist der HO-Prozeß der Prozeß, unter dem eine MSS von der Funkgrenze, die von einer (gegenwärtig) Dienste leistenden BS zur Verfügung gestellt wird, zu einer Funkgrenze wandert, die von einer Ziel-(für zukünftige Dienste) BS zur Verfügung gestellt wird. Bei einem herkömmlichen HO-Prozeß muß sich die MSS mit dem Downlink-Kanal der Ziel-BS synchronisieren, die Uplink-Parameter erhalten und ihren Prozeß zum Wiedereintritt in das Netzwerk durchführen, einschließlich erneuter Autorisierung, erneuter Registrierung und erneutem Einrichten ihrer IP-Verbindungsfähigkeit in einer Weise, die ähnlich der ist, die für eine neue MSS be nutzt wird, welche in das Netzwerk eintritt, entsprechend der vorläufigen Spezifikation IEEE 802.16e/D5a (Dezember 2004). Dieser herkömmliche HO-Prozeß erfordert eine große Menge an Nachrichtenverkehr, was zu einer wesentlichen Zeitverzögerung führt, ebenso wie wesentliche Arbeitsbelastungswerten an den BSs.
Arbeitsgänge und Logik entsprechend einer Ausführungsform eines Übergabeprozesses sind in 10 gezeigt. Eine Übergabe beginnt mit einer Entscheidung einer MSS, ihre Funkgrenze, den Dienstestrom und die Netzanbindung von einer Dienste liefernden BS an eine Ziel-BS zu übergeben. Demgemäß beginnt der HO-Prozeß mit einem Block 1000, wobei eine Feststellung getroffen wird, daß es nötig oder nützlich ist, einen vorliegenden Dienst von einer Dienste leistenden BS an eine neue (Ziel-)BS zu überführen. Die Entscheidung kann entweder von der MSS, der Dienste leistenden BS oder dem Netzwerkverwalter herrühren. Typischerweise wird die HO-Entscheidung basierend auf Dienstekriterien (z.B. welche BS die beste Funkschnittstelle für die MSS zur Verfügung stellen wird) und Betrachtungen über die Verfügbarkeit der Bandbreite der BS getroffen werden. In Verbindung mit dieser Feststellung steht der laufende Prozeß der Zellauswahl.
Zellauswahl bezieht sich auf den Prozeß, daß eine MSS eine oder mehrere BSn abtastet und/oder ranged, um, zusammen mit anderen Leistungsbetrachtungen ihre Geeignetheit für die Netzanbindung oder die Übergab festzustellen e. Die MSS kann Information einbauen, die von einer MOB_NBR-ADV (Nachbarn-Ausschreibung der mobilen Station – Mobile Neighbor Advertisement)-Nachricht erlangt worden ist, um Einsicht in verfügbare benachbarte BSn für die Betrachtung der Zellauswahl zu gewinnen. Wenn sie gegenwärtig mit einer Dienste leistenden BS verbunden ist, wird eine MSS periodische Abtastintervalle oder Schlafintervalle planen, um die Zellauswahl zum Zwecke des Bewertens des Interesses der MSS an der Übergabe an mögliche Ziel-BSn zu führen. Diese Prozedur umfaßt nicht das Beenden existierender Verbindungen zu einer Dienste leistenden BS und ihre Neueröffnung in einer Ziel-BS. Wenn eine Ziel-BS für die Übergabe erfaßt wird, sind jegliche neu zugewiesene grundlegen de und primäre CIDs (Verbindungsidentifizierer – Connection Identifiers) für die Ziel-BS spezifisch und ersetzen nicht oder ergänzen nicht die grundlegenden und primären CIDs, die die MSS bei ihrer Kommunikation mit ihrer Dienste leistenden BS benutzt.
Angesichts dieser Arbeitsgänge zur Zellauswahl tastet eine MSS periodisch benachbarte BS ab, um die Stärke des Funksignalempfangs zu messen. Wie oben diskutiert wird ein CINR und/oder RSSI-Wert gemessen, indem ein vorab definierter Prozeß und eine Nachrichtenaustauschsequenz verwendet werden, in der der zuvor erwähnte MOB_SCN_REQ- und MOB_SCN_RSP-Nachrichtenaustausch abläuft, um einen Zeitrahmen zum Durchführen des Abtastens aufzustellen. Als eine weitere Option kann eine Dienste leistende BS Abtastaktivitäten einleiten, indem an die MSS eine NBR_ADV (Nachbarn-Ausschreibung – Neighbor Advertisement)-Nachricht geschickt wird. Die Nachricht informiert die MSS über eine Anzahl lokaler Nachbarn, von denen sie bessere Dienste erhalten könnte. In Antwort auf die Nachricht tauschen die MSS und die Dienste leistende BS MOB_SCN_REQ- und MOB_SCN_RSP-Nachrichten aus, und dann tastet die MSS die benachbarten BSn ab, die in der MOB-NBR-ADV-Nachricht identifiziert worden sind. Bei einer Ausführungsform wird die Bestimmung des Blockes 1000 durch eine MSS im Hinblick auf die voranstehenden Abtastoperationen getroffen.
Bei einer Ausführungsform benutzt eine MSS eine MSS-Kanalmeßtabelle mit der folgenden Struktur, um Kanalmeßdaten zu speichern:
Bei einer Ausführungsform benutzt eine BS eine BS-Kanalmeßtabelle mit der folgenden Struktur, um Kanalmeßdaten zu speichern:
Bei einer Ausführungsform überträgt die Dienste leistende BS eine Kopie der Einträge für die MSS, die in ihrer wmanIfBsProvisionedSfTable 400, wmanIfBsServiceClassTable 420 und wmanBsClassifierRuleTable 440 enthalten sind, vor der Übergabe an die Ziel-BS, wobei ein Außerbandkanal verwendet wird, wie es in einem Block 1002 veranschaulicht ist. Zum Beispiel kann ein Verwaltungskanal, der von einer Ethernet-Verbindung oder dergleichen bedient wird, zwischen den verschiedenen Basisstationen für ein drahtloses Breitbandnetzwerk auf recht erhalten werden. Als Option kann ein drahtlos basierter Verwaltungskanal für die gleichen Zwecke benutzt werden. Der Arbeitsgang des Blocks 1002 erzeugt ein Ergebnis ähnlich dem Arbeitsgang zum vorab Bereitstellen des RS-Dienstes bei 604, oben diskutiert, mit der Ausnahme, daß die Diensteinformation von einer Dienste leistenden BS an die Ziel-BS geschickt wird, anstatt daß sie von der Dienstestrom-Datenbank 210 gesendet wird.
Bei einer Ausführungsform baut die Dienste leistende BS einen MIB-Unterbaum-Export auf, welcher gegenwärtige MSS-Dienstedaten enthält, die in geeigneten Tabellen abgelegt sind, einschließlich der wmanIfBsProvisionedSfTable 400, der wmanIfBsServiceClassTable 420 und der wmanBsClassifierRuleTable 440. Die Dienste leistende BS schickt dann eine in SNMP verkapselte Nachricht, die den MIB-Unterbau-Export enthält. Der Unterbaum wird dann von der Ziel-BS herausgezogen und syntaktisch analysiert. Die wmanIfBsProvisionedSfTable 400, die wmanIfBsServiceClassTable 420 und die wmanBsClassifierRuleTable 440 in dem lokalen MIB-Element an der Ziel-BS werden dann mit den syntaktisch analysierten Daten des Unterbaums aufgefüllt.
In einem Block 1004 informiert die Dienste leistende BS die Ziel-BS über die Parameter des dynamischen Dienstestroms, die gegenwärtig für die MSS bereitgehalten werden. Die Dienste leistende BS sendet dann eine MOB_MSSHO_RSP (Mobile MSS-Übergabeantwort – Mobile MSS Hand-Over Response)-Nachricht an die MSS, um die MSS zu informieren, daß die Übertragung der Parameter des dynamischen Dienstestroms an die Ziel-BS beendet ist, wie in einem Block 1006 veranschaulicht.
An diesem Punkt ist die MSS bereit, die Übergabe ihrer Funkschnittstelle von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS durchzuführen, deren Arbeitsgänge im allgemeinen durch einen Block 1008 veranschaulicht sind, wobei Einzelheiten einer Ausführungsform dieses Prozesses in 11 gezeigt sind. Im allgemeinen sind viele der Arbeitsgänge ähnlich denjenigen, die oben mit Bezug auf die Arbeitsgänge der 7 diskutiert worden sind.
Der Prozeß beginnt mit einem Block 1100, wobei die MSS abtastet und mit der Ziel-BS synchronisiert, in einer Weise, die ähnlich der ist, die oben für den Block 700 der 7 beschrieben ist. In einem Block 1102 erhält die MSS dann die Uplink- und Downlink-Parameter über jeweilige OCD- und DCD-Nachrichten in einer Weise ähnlich der, die oben für den Block 702 beschrieben ist. Die MSS führt dann das einleitende Ranging durch, wobei RNG-Nachrichten verwendet werden, und die Ziel-BS erhält die MAC-Adresse der MSS in einem Block 1104 in einer Weise ähnlich dem Arbeitsgang des Blocks 704, wie es oben beschrieben ist. Die MSS und die BS verwenden dann SBC-Nachrichten, um grundlegende Möglichkeiten zu verhandeln und sich über Betriebsparameter zu einigen, in einem Block 1106, und verwenden PKM-Nachrichten für die Authentifizierung und Autorisierung der MSS im Block 1108 in einer Weise ähnlich der, die oben für die jeweiligen Blöcke 706 und 708 beschrieben ist.
In einem Block 1110 ortet die Ziel-BS die vorab bereitgestellte Dienstestrominformation, die oben im Block 1102 empfangen worden war. Die MSS schickt dann eine REG-Nachricht, um die MSS in der Ziel-BS zu registrieren, und erhält einen Zweitverwaltungs-CID in einem Block 1112 und gibt die MSS in ihre wmanIfBsRegisteredSsTable ein. Die Bearbeitung nach 11 wird dann in einem Rückkehrblock 1114 beendet, bei dem eine Verwaltungs-IP-Verbindung auf dem Zweitverwaltungs-CID eingerichtet wird. Nach dem Beenden kehrt die Logik zum Block 108 zurück.
Nach der Rückkehr geht die Logik zu einem Entscheidungsblock 1010, wo eine Entscheidung getroffen wird, ob die MSS bereits dieselben Parameter des dynamischen Dienstestroms verwendet, wie die, die von der Ziel-BS bereitgehalten werden – mit anderen Worten sind die Parameter für den dynamischen Dienstestrom für die Dienste leistende und die Ziel-BS dieselben. Bei einer Ausführungsform wird dies identifiziert, indem eine Konfigurationskennzeichnung verwendet wird. Mit diesem Ansatz hat jede Konfigurationsdatei eine zugewiesene Kennzeichnung, welche die Version des Satzes der Betriebsparameter und der Parameter des dynamischen Dienstestroms angibt. Bei einer Ausführungsform wird ein Standardsatz von Konfigurationsdateien definiert, der bei mehreren Basisstationen erneut verwendet werden kann, um die Übergabeprozedur zu vereinfachen. Wenn die Antwort beim Entscheidungsblock 1010 JA ist, geht die Logik direkt zu einem Block 1014, wobei ein Block 1012 übersprungen wird.
Wenn die Antwort am Entscheidungsblock 1010 NEIN ist, besteht das Erfordernis, neue Betriebsparameter und/oder Parameter für den dynamischen Dienstestrom oder die Änderungen gegenüber den gegenwärtig benutzten Parameter zu erhalten. Demgemäß lädt die Ziel-BS derartige Parameter für den dynamischen Dienstestrom in einem Block 1012 herunter. Einzelheiten dieses Prozesses sind in der 12 gezeigt und sind ähnlich denjenigen, die in 9 vorgestellt sind, um Parameter für den dynamischen Dienstestrom an eine MSS zu geben, die in ein drahtloses Breitbandnetzwerk eintritt.
Zunächst, in einem Block 1200, packt die Ziel-BS die Betriebsparameter für die MSS in eine Konfigurationsdatei und verschlüsselt die Datei. Die Ziel-BS schickt dann in einem Block 1202 die Konfigurationsdatei für die Verwaltungs-IP-Verbindung an einen TFTP-Klienten, der auf dem Host läuft. Der TFTP-Klient gibt dann die Konfigurationsdatei an die WiMAX NIC über eine geeignete MAC API in einem Block 1204, woraufhin die WiMAX NIC die Konfigurationsdatei entschlüsselt und die Betriebsparameter in dem WiMAX NIC im Hinblick auf entsprechende Parameter des dynamischen Dienstestroms aktualisiert, in einem Rückkehrblock 1206, der somit die Logik zum Block 1012 zurückführt.
Weiter mit Block 1014 benutzt die Ziel-BS DSA-Nachrichten, um Diensteströme basierend auf der Dienstestrominformation, die im Block 1002 (wenn die Parameter dieselben sind) oder 1012 (wenn die Parameter unterschiedlich sind) erhalten worden sind, zu erzeugen und erzeugt entsprechende Einträge in ihrer wmanIfCmnCpsServiceFlowTable. Wie es durch einen Ende-Block 1016 veranschaulicht ist, beendet dies den Übergabeprozeß, und somit werden die Diensteströme für die MSS nun von der Ziel-BS zur Verfügung gestellt.
13 zeigt ein Blockschaubild einer Architektur eines drahtlosen Breitbandsystems, das für die Verwendung als ein WiMAX NIC an einer mobilen Teilnehmerstation oder Basisstation unter der Spezifikation IEEE 802.16-2004 geeignet ist. Die Architektur umfaßt eine digitale Karte 1300 und eine Hochfrequenz (HF)-Karte 1302. Im allgemeinen ist die digitale Karte 1300 für das Durchführen verschiedener Prozeßarbeitsgänge verantwortlich, die hierin diskutiert sind. Dabei behandelt die HF-Karte 1302 die Erzeugung und den Empfang von HF-Signalen entsprechend dem Standard IEEE 802.16-2004.
Es gibt verschiedene Baublöcke und Komponenten, die von der digitalen Karte 1300 benutzt werden, um ihre Prozeßarbeitsgänge zu vereinfachen. Diese umfassen eine optionale Joint Test Action Group (JTAG)-Komponente 1304, eine Konvergenzunterschicht 1306, einen MAC-Hardwareblock 1308 nach IEEE P802.16-2004, einen Transceiver 1210 der physikalischen Schicht nach IEEE P802.16-2004, eine TDM-Komponente 1312, einen Speichercontroller 1314, eine MAC-Schicht 1316 nach IEEE P802.16-2004, einen Ethernet-MAC-Block 1318, einen synchronen dynamischen Speicher 1320 mit wahlfreiem Zugriff (SDRAM – Synchronaus Dynamic Random Access Memory), eine physikalische Schnittstelle 1322 für das Ethernat, einen Flash-Speicher 1324 und einen Prozessor 1326.
Da die digitale Karte digitale Signale verarbeitet, während die Sendungen nach IEEE P802.16-2004 analoge Signale aufweisen, sind Einrichtungen vorgesehen, um eine Schnittstelle zwischen den beiden Signaltypen zu bilden. Weiterhin wird Schaltung benötigt, um HF-Signale mit geeigneten Basisbandeigenschaften zu erzeugen. Diese Funktionen werden durch einen IF (Zwischenfrequenz – Intermediate Frequency)/Basisbandsender (Tx)-Signalchip 1329, welcher einen Digital-Analog-Wandler (DAC – Digital-to-Analog Converter) 1330 umfaßt, und einen IF/Basisbandempfänger (Rx)-Signalchip 1331, der einen Analog-Digital-Wandler (ADC – Analog-to-Digital Converter) 1332 umfaßt, vereinfacht. Der Chip DAC 1330 wandelt digitale Signale, die von dem Transceiver 1310 der physikalischen Schicht nach IEEE P802.16-2004 erzeugt worden sind, in ein entsprechendes analoges Signal um. Dieses Signal wird in einen HF-Aufwärtswandler 1336 auf der HF-Karte 1302 eingespeist, welcher die Basisband-Signalfrequenz zur Trägerfrequenz aufwärts wandelt. Das aufwärts gewandelte Signal wird dann über einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung (PGA – Programmable Gain Amplifier) 1338 verstärkt, welcher ein verstärktes, aufwärts gewandeltes Signal an eine Sendeantenne 1340 gibt.
Einlaufende Sendesignale nach IEEE P802.16-2004 werden an einer Empfängerantenne 1342 empfangen. Das empfangene Signal wird dann (wenn nötig) über einen PGA 1343 verstärkt und als eine Eingabe an einen HF-Abwärtswandler 1344 gegeben, welcher das empfangene Signal auf die ausgewählte IF/Basisbandfrequenz abwärts wandelt. Das abwärts gewandelte Signal wird dann über den ADC-Chip 1332 in ein digitales Signal umgewandelt.
Im allgemeinen ist der Prozessor 1326 für verschiedene Typen von Prozessorarchitekturen repräsentativ, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf universelle Prozessoren, Netzwerkprozessoren und Mikrocontroller. Zusätzlich ist der Prozessor 1326 repräsentativ für ein oder mehrere Prozessorelemente. Die Operationen, die durch die verschiedenen Schichten der digitalen karte und die Komponenten ausgeführt werden, werden durch Ausführung von Befehlen auf einem oder mehreren Prozessorelementen, einschließlich dem Prozessor 1326, vereinfacht. Im allgemeinen können die Befehle Firmware, Software oder eine Kombination der beiden aufweisen. Bei einer Ausführungsform werden Firmware-Befehle in dem Flash-Speicher 1324 gespeichert. Bei einer Ausführungsform werden Softwarebefehle in einer Speichervorrichtung gespeichert, so wie einem Plattenlaufwerk (nicht gezeigt), das mit dem Prozessor 1326 über einen Plattencontroller (nicht gezeigt) verbunden ist. Bei einer Ausführungsform können alle oder ein Teil der Softwarebefehle als eine Trägerwelle über ein Netzwerk geladen werden, welches an die digitale Karte 1300 über die physikalische Schnittstelle 1322 für das Ethernet ankoppelt.
Somit können Ausführungsformen dieser Erfindung als oder zum Unterstützen von Firmware und/oder Softwaremodulen verwendet werden, ausgeführt auf irgendeiner Form eines Prozessorkerns oder ansonsten auf oder innerhalb eines maschinenlesbaren Mediums implementiert oder realisiert. Ein maschinenlesbares Medium umfaßt irgendeinen Mechanismus zum Speichern oder Senden von Information in einer Form, die von einer Maschine (z.B. einem Computer) lesbar ist. Zum Beispiel kann ein maschinenlesbares Medium beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM – Read Only Memory); einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM – Random Access Memory); ein Magnetplatten-Speichermedium, ein optisches Speichermedium; und ein Flash-Speicherbauteil usw. umfassen. Zusätzlich kann ein maschinenlesbares Medium sich fortpflanzende Signale, so wie elektrische, optische, akustische oder andere Formen sich fortpflanzender Signale (z.B. Trägerwellen, Infrarotsignale, Digitalsignale usw.) umfassen.
Zusätzlich zu der Ausgestaltung, die in 13 veranschaulicht ist, kann die Funktionalität der digitalen Karte 1300 und der HF-Karte 1302 über entsprechende Module oder dergleichen implementiert werden, die in einer mobilen Teilnehmerstation oder einer Basisstation eingebettet sind. Zum Beispiel kann ein TDA oder Laptop-Computer Schaltung umfassen, die der digitalen Karte 1300 und der HF-Karte 1302 entspricht, die in das Gerät eingebaut ist. Bei anderen Ausführungsformen können die Funktionen der digitalen und Hochfrequenz-Karte durch eine periphere Add-On-Karte oder ein Modul unterstützt werden, so wie eine PCMCIA-Karte für einen Laptop-Computer.
Im allgemeinen wird die Größe der MIB-Karten, die an der Basisstation gespeichert sind, viel größer sein als die entsprechenden Betriebsparameter und Parameter für den dynamischen Dichtestrom, die an einer MSS gehalten werden. Im allgemeinen werden die MIB-Daten an der BS eine kleine Untermenge der Daten aufweisen, die in der Dichtestrom-Datenbank 214 gespeichert sind (abhängig von der Anzahl der BSn für ein gegebenes Netzwerk). Typischerweise können die Arbeitsgänge des SNMP-Agenten als eine getrennte Anwendung implemen tiert werden, die auf einer BS läuft, oder können als ein Teil einer Schnittstellenanwendung nach 802.16 eingeschlossen werden, die verwendet wird, um auf das Netzwerk zuzugreifen. Die Betriebsparameter und die Parameter für den dynamischen Dienstestrom können in einem Speicher oder einem Plattenlaufwerk oder dergleichen gespeichert werden. Für größere Forderungen der MIB-Daten kann es vorteilhaft sein, einen besonderen Datenbank-Server an einer BS zu verwenden, um die MIB-Daten zu bedienen.
Die obige Beschreibung der veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung, einschließlich dem, was in der Zusammenfassung beschrieben ist, ist nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränkend gedacht. Obwohl bestimmte Ausführungsformen der und Beispiele für die Erfindung hierin zu veranschaulichten Zwecken beschrieben sind, sind verschiedene äquivalente Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich, wie die Fachleute erkennen werden.
Diese Modifikationen können an der Erfindung im Lichte der obigen genauen Beschreibung vorgenommen werden. Die Ausdrücke, die in den folgenden Ansprüchen verwendet werden, sollten nicht so angesehen werden, daß sie die Erfindung auf die in der Beschreibung und in den Zeichnungen offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränken. Statt dessen soll der Umfang der Erfindung vollständig durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden, die gemäß den bewährten Lehren der Interpretation von Ansprüchen verstanden werden sollen.
Zusammenfassung
Ein Verfahren und System für die Netzwerkverwaltung und die Bereitstellung von Diensten für mobile drahtlose Breitbandnetzwerke. Das Verfahren und das System benutzen ein Netzwerkverwaltungssystem (NMS – Network Management System), um Knoten zu verwalten, die Basisstationen (BS) und mobilen Teilnehmerstationen (MSS – Mobile Subscriber Stations) entsprechen. Eine Dienstestrom-Datenbank wird verwendet, um Daten mit Bezug auf die zuvor bereitgehaltenen dynamischen Dienstetröme für Teilnehmer mit Dienstevereinbarung mit einem Serviceprovider für das mobile drahtlose Breitbandnetzwerk zu speichern. Verwaltungsinformationsbasen (MIBs – Management Information Bases) werden von den verschiedenen BSs in dem Netzwerk betreut. Die MIBs enthalten tabellierte Daten, die verwendet werden, um dynamische Diensteströme zu definieren und bereitzuhalten. Die MIBs sind so strukturiert, daß sie die Verwaltung der MIBs über Simple Netzwork Management Protocol (SNMP)-Nachrichtentransfer und SNMP-Agenten erlauben, die auf durch SNMP verwalteten Knoten für die BSn arbeiten. Übergabeverfahren werden auch unterstützt, die Dienstestrominformation zwischen einer Dienste leistenden BS und einer Ziel-BS transportieren, um an der Ziel-BS Diensteströme vorab bereitzuhalten.

Claims

Verfahren zum Bereithalten von Diensteströmen in einem drahtlosen Breitbandnetzwerk, das aufweist: Identifizieren einer mobilen Teilnehmerstation (MSS – Mobile Subscriber Station), die versucht, ein drahtloses Breitbandnetzwerk zu betreten; Wiedergewinnen zuvor bereitgehaltener Dienstestrom-Parameter, die der MSS entsprechen; und Erzeugen von Diensteströmen für die MSS basierend auf den vorab bereitgehaltenen Dienstestrom-Parametern, die wiedergewonnen sind, wobei die Diensteströme es der MSS ermöglichen, auf das drahtlose Breitbandnetzwerk zuzugreifen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das drahtlose Breitbandnetzwerk eine Funkschnittstelle benutzt, die durch einen auf dem IEEE (Institute of Electronic and Electrical Engineers) IEEE 802.16 basierenden Drahtlosbreitbandstandard definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter aufweist: Speichern von Dienstestrom-Parametern für jeweilige Teilnehmer in einer Dienstestrom-Datenbank, die von einem drahtlosen Dienste-Provider versorgt wird; Erhalten eines MSS-Identifizierers an einer Basisstation (BS) als Antwort darauf, daß die MSS versucht, über die BS auf das drahtlose Breitbandnetzwerk zuzugreifen; Wiedergewinnen der Dienstestrom-Parameter aus der Dienstestrom-Datenbank basierend auf dem MSS-Identifizierer und Zurückgeben der Dienstestrom-Parameter, die wiedergewonnen sind, an die BS; und Speichern der Dienstestrom-Parameter an der BS.
Verfahren nach Anspruch 3, das weiter aufweist: es einem Teilnehmer ermöglichen, einen Dienst zu bestellen, der von dem drahtlosen Dienste-Provider angeboten wird, mittels einer Diensteebenen-Vereinbarung, welche Attribute des Dienstestroms identifiziert, welche Diensteströme definieren, die für den Teilnehmer bereitgehalten werden sollen, wenn er auf das drahtlose Breitbandnetzwerk zugreift; Speichern der Attribute für den Dienstestrom in der Dienstestrom-Datenbank, um vorab den Dienst für den Teilnehmer bereitzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 3, das weiter aufweist: Speichern von auf den Dienstestrom bezogenen Daten in einer Verwaltungsinformationsbasis (MIB – Management Information Base)-Datenstruktur an der BS; und Benutzen von (Simple Network Management Protocol)-Nachrichten, um auf die MIB-Datenstruktur zuzugreifen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Erzeugung von Datenströmen durch einen dynamischen Dienstezusatz (DSA – Dynamic Servicee Addition)-Nachrichtenaustausch zwischen der BS und der MSS vereinfacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter aufweist: Aufbauen einer Konfigurationsdatei, welche Betriebsparameter für die MSS enthält, die dafür benutzt werden, Diensteströme zu unterstützen, die für die MSS bereitgehalten werden; Senden der Konfigurationsdatei von der BS an die MSS; Herausziehen der Betriebsparameter aus der Konfigurationsdatei; und Benutzen der Betriebsparameter an der MSS, um die Diensteströme zu unterstützen.
Verfahren zum Durchführen einer Übergabe in einem drahtlosen Breitbandnetzwerk, das aufweist: Bestimmen eines Zustandes, in dem eine Übergabe einer Funkschnittstelle zwischen einer mobilen Teilnehmerstation (MSS) und einer Dienste leistenden Basisstation (BS) an eine Ziel-BS notwendig ist oder vorteilhaft sein würde; Identifizieren der Ziel-BS, an die die Funkschnittstelle wandern soll; Schicken von Dienstestrom-Information entsprechend vorab bereitgehaltener Diensteströme für die MSS von der Dienste leistenden BS zu der Ziel-BS; vorab Bereithalten von Diensteströmen für die Funkschnittstelle zwischen der MS und der Ziel-BS im Hinblick auf die Dienstestrom-Information, die geschickt worden ist; und Bereitstellen von Diensteströmen für die MSS über die Ziel-BS basierend auf den vorab bereitgehaltenen Diensteströmen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das drahtlose Breitbandnetzwerk ein WiMAX-Netzwerk aufweist, das entsprechend einem auf IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineering) 802.16 basierenden Drahtlosbreitbandstandard betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiter aufweist: Weitergeben von Information von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS, welche Betriebsparameter identifiziert, die gegenwärtig verwendet werden, um die Funkschnittstelle zwischen der MSS und der Dienste leistenden BS zu unterstützen; Bestimmen, ob die Ziel-BS dieselben Betriebsparameter unterstützen kann, und wenn dies der Fall ist, Erzeugen von Diensteströmen für die gewanderte Funkschnittstelle zwischen der MSS und der Ziel-BS, wobei dieselben Betriebsparameter verwendet werden; sonst Bestimmen eines unterschiedlichen Satzes Betriebsparameter, die von der Ziel-BS unterstützt werden können; und Erzeugen von Diensteströmen für die gewanderte Funkschnittstelle, wobei der unterschiedliche Satz der Betriebsparameter verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiter aufweist; Definieren einer Vielzahl von Konfigurationen, wobei jede Konfiguration Betriebsparameter festlegt, die an einer MSS benutzt werden, um einen entsprechenden Satz der Diensteströme zu unterstützen; Aufbauen einer Konfigurationsdatei für jede Konfiguration, wobei jeder Konfigurationsdatei ein Konfigurationsidentifizierer zugewiesen ist; Benutzen von Betriebsparametern, die einer ersten Konfigurationsdatei entsprechen, vor dem Unterstützen der Funkschnittstelle zwischen der MSS und der Dienste leistenden BS vor der Übergabe; Feststellen, ob die Ziel-BS dieselben Betriebsparameter unterstützen kann, indem die Konfigurationsidentifizierer, die der ersten Konfigurationsdatei zugewiesen sind, an die Ziel-BS weitergegeben werden; die Betriebsparameter, die für die erste Konfigurationsdatei basierend auf dem Konfigurationsidentifizierer festgelegt sind, identifiziert werden; und festgestellt wird, ob die Ziel-BS die Betriebsparameter, die identifziert sind, unterstützen kann.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiter aufweist: Speichern von Information über das Bereithalten von Diensteströmen für Teilnehmer in einer Dienstestrom-Datenbank; Speichern jeweiliger Untermengen der Information zum Bereithalten von Diensteströmen für Teilnehmer in einem Verwaltungsinformationsbasis (MIB)-Element an der Dienste leistenden BS und der Ziel-BS; Speichern vorab bereitgehaltener Diensteströme für die MSS in dem MIB-Element an der Dienste leistenden BS; und, als Antwort auf das Einleiten einer Übergabe, Erzeugen einer MIB-Unterbaumstruktur, die die zuvor bereitgehaltenen Diensteströme für die MSS enthält; Senden der MIB-Unterbaumstruktur von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS; Herausziehen der zuvor bereitgehaltenen Diensteströme aus der MIB-Unterbaumstruktur; und Einführen von Information, die den vorab bereitgehaltenen Diensteströmen entspricht, in die MIB an der Ziel-BS, um die Diensteströme vorab bereitzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiter das Nutzen einer in dem Simple Network Management Protocol (SNMP) verkapselten Nachrichtengebung aufweist, um Dienstestrominformation von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS zu schicken.
Drahtloses Breitband-Netzwerksystem das aufweist: einen Funkzugangsknoten (RAN – Radio Access Mode); eine Dienstestrom-Datenbank, die zur Kommunikation über ein Netzwerk mit dem RAN gekoppelt ist, um Dienstestrom-Parameter für jeweilige Teilnehmer für einen drahtlosen Dienste-Provider zu speichern, der mit dem drahtlosen Breitband-Netzwerksystem verknüpft ist; und eine Vielzahl Basisstationen (BS), die jede zur Kommunikation mit dem RAN gekoppelt ist, wobei jede Basisstation Einrichtungen aufweist, die die Kommunikation über ein drahtloses Breitband-Netzwerkprotokoll unterstützen und Operationen durchführt, die umfassen: Identifizieren einer mobilen Teilnehmerstation (MSS), die versucht, das drahtlose Breitbandnetzwerk zu betreten; Wiedergewinnen zuvor bereitgehaltener Dienstestrom-Parameter, die der MSS entsprechen, von der Dienstestrom-Datenbank; und Erzeugen von Diensteströmen für MSS basierend auf den Parameter der vorab bereitgehaltenen Diensteströme, die wiedergewonnen sind, wobei die Diensteströme es der MSS ermöglichen, über eine Basisstation auf das drahtlose Breitbandnetzwerk zuzugreifen.
Drahtloses Breitband-Netzwerksystem nach Anspruch 14, das weiter aufweist; ein Netzwerk-Verwaltungssystem, das zur Kommunikation über ein Netzwerk mit dem RAN gekoppelt ist, wobei das Netzwerk-Verwaltungssystem jede der Basisstationen verwaltet, indem Simple Netzwork Management Protocol (SNMP)-Nachrichtenverkehr verwendet wird.
Drahtloses Breitband-Netzwerksystem nach Anspruch 14, das weiter aufweist: ein Verwaltungsinformationsbasis (MIB)-Element, das von jedem der BSn bedient wird, wobei jedes MIB-Element Dienstestromdaten speichert, die in bezug zu den MSSn stehen, welche gegenwärtig von der BS bedient werden, von der das MIB-Element versorgt wird.
Drahtloses Breitband-Netzwerksystem nach Anspruch 14, bei dem jede Basisstation Einrichtungen umfaßt, um drahtlose Breitbandkommunikation basierend auf dem IEEE (Institute of Electronic and Electrical Engineers) P802.16-basierendem Drahtlosbreitbandstandard zu unterstützen.
Drahtloses Breitband-Netzwerksystem nach Anspruch 14, bei dem eine gegebene Basisstation als eine Dienste leistende Basisstation oder eine Ziel-Basisstation in Verbindung mit einer Übergabe einer Funkschnittstelle zwischen einer mobilen Teilnehmerstation (MSS) und einer Dienste leistenden Basisstation (BS) an eine Ziel-BS arbeiten kann und eine Basisstation weiter Befehle umfaßt, um Operationen durchzuführen, die umfassen: Feststellen eines Zustandes, in dem eine Übergabe einer Funkschnittstelle zwischen einer MSS und einer Dienste leistenden Basisstation (BS) an eine Ziel-BS notwendig ist oder vorteilhaft sein würde; Identifizieren der Ziel-BS, an die die Funkschnittsstelle wandert; Schicken von Dienstestrominformation entsprechend vorab bereitgehaltener Diensteströme für die MSS von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS; vorab Bereithalten von Diensteströmen für die Funkschnittstelle zwischen der MSS und der Ziel-BS im Hinblick auf die Dienstestrominformation, die geschickt worden ist; und Liefern von Diensteströmen an die MSS über die Ziel-BS basierend auf den vorab bereitgehaltenen Diensteströmen.
Drahtloses Bereitband-Netzwerksystem nach Anspruch 18, bei dem eine Basisstation weiter Einrichtungen umfaßt, um Operationen auszuführen, welche umfassen: Weitergeben von Information von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS, wobei Betriebsparameter identifiziert werden, die gegenwärtig benutzt werden, um die Funkschnittstelle zwischen der MSS und der Dienste leistenden BS zu unterstützen; Feststellen, ob die Ziel-BS dieselben Betriebsparameter unterstützen kann, und wenn dies der Fall ist, Erzeugen von Diensteströmen für die gewanderte Funkschnittstelle zwischen der MSS und der Ziel-BS, wobei dieselben Betriebsparameter verwendet werden; ansonsten Bestimmen eines unterschiedlichen Satzes Betriebsparameter, die von der Ziel-BS unterstützt werden können; und Erzeugen von Diensteströmen für die gewanderte Funkschnittstelle, wobei der unterschiedliche Satz der Betriebsparameter verwendet wird.
Drahtloses Breitband-Netzwerksystem nach Anspruch 18, bei dem eine Basisstation weiter Einrichtungen umfaßt, um Operationen durchzuführen, die umfassen: Speichern jeweiliger Untermengen der Information zum Bereithalten von Diensteströmen für Teilnehmer in Verwaltungsinformationsbasis (MIB)-Elementen an der Dienste leistenden BS und der Ziel-BS; Speichern von vorab bereitgehaltenen Diensteströmen für die MSS in dem MIB-Element an der Dienste leistenden BS; und als Antwort auf das Einleiten einer Übergabe Erzeugen einer MIB-Unterbaumstruktur, welche die vorab bereitgehaltenen Diensteströme für die MSS enthält; Senden der MIB-Unterbaumstruktur von der Dienste leistenden BS an die Ziel-BS; Herausziehen der vorab bereitgehaltenen Diensteströme aus der MIB-Unterbaumstruktur; und Einführen von Information, die den vorab bereitgehaltenen Diensteströmen entspricht, in das MIB-Element an der Ziel-BS, um die Diensteströme vorab bereitzuhalten.