TW574832B - Reconfigurable communication network - Google Patents

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574832 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（ t明範疇 本發明與一種可建構/可再建構通訊網路有關，該通訊網 路（或通訊網路的終端）可建構或再建構，以對藉由（例如） 有線或播線（比如透過空氣）連結傳輸的資料作出反應。 從 1983 年 4 月 Philips Telecommunication Review，Vol. 41， Ν〇· 1 作者F.P. van Enk發表的「FM-9〇〇 series 〇f vhf/uhf m〇bile radio telephone equipment」第 3 6 到 45 頁，已知可爲 仃動無線電單元提供微處理器及中央控制(可程式化 唯讀記憶體），藉此儲存與通道號碼組合在一起的個人化資 料 '结果，當使用者選擇通料，行動無線電單元根據儲 存的資料自行調節，使行動無線電單元能夠操作，而不須 要使用者介入。此類的無線電單元要求使用外部程式設計 器將PROM程式化。 也已知可透過空氣傳輸將資料（例如，接收器識別碼）供 應給數位傳呼器。 於電信領域中，特別是數位傳呼，爲了讓使用者能夠在 操作不同系統及/或不同特性的不同地理區域中漫遊，旅行 者必須攜帶兩台或兩台以上的可攜式單元，每一台可攜式 單元必須建構成在各自的區域中操作。歐洲專利e^b〇"538 揭~示一種用以避免必須攜帶數台可攜式單元的方式。可 攜式單元能夠再建構，以對從裝置下載的資料作出反應， 例如，將傳遞資料的塑膠卡插人裝置或插槽中，並由可攜 式單元讀取。 本纸張尺度適國家標準（Cns)A4規格（210 X 297公爱了 -------------------1--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 574832 A7

五、發明說明（2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鑑於過多的通訊標準生效及即將生效，希望連結每一端 上的設備可互相相容。 發明總結 根據本發明的第一項觀點，本發明提供一種用以操作包 括第一及第二終端之無線電系統的方法，該方法包括藉由 與該第一及第二終端之另一台終端進行服務協商的作業程 序，以便將該第一及第二終端的其中一台終端建構/再建構。 尤其，本發明的第一項觀點提供一種用以操作包括第一 及第二終端之無線電系統的方法，該方法包括該第一及第 二終端的其中一台終端傳輸用以提供與其功能性有關之參 數的訊息，而該第一及第二終端的另一台終端接收該訊息 ，並根據收到的參數自行建構/再建構。 根據本發明的第二項觀點，本發明提供一種通訊系統， 該通訊系統包括能夠相互通訊的第一及第二終端，其中該 第一及第二終端中至少其中一台終端具有裝置，用以藉由 服務協商的作業程序來執行自行建構/再建構。 本發明的第二項觀點也提供一種通訊系統，該通訊系統 包括能夠相互通訊的第一及第二終端，其中該第一及第二 終端中至少其中一台終端具有用以自行建構/再建構的裝置 ，以便在收到該第一及第二終端中另一台終端傳輸訊息時 作出反應，該訊息提供與其功能性有關的參數。 根據本發明的第三項觀點，本發明提供一種通訊系統中 使用的終端’於該通訊系統中，其中一台終端藉由服務協 商來建構/再建構另一台終端，該終端包括_收發器；一記 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） i J ί ϋ *ϋ ϋ ϋ n n ϋ · n ϋ ι ϋ H 1 i^i 一 0, n I n ϋ ϋ ϋ ϋ I ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574832 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印則衣 五、發明說明（3 ) 憶體，用以儲存軟體功能；以及，一處理器，用以根據儲 存之軟體的功能來控制終端的操作，將新功能内建到終端 上貫際實施的過程中，至少其中一個軟體功能可改變，以 對收到的一訊息作出反應，該訊息含有新軟體功能加上處 理器要求的介面軟體。 本發明的概念基礎是，主站（或固定終端）可自行調節， 以對由次站（或行動終端）透過通訊連結中繼傳遞的軟體作 出反應，反之亦然。因此，假定主站或次站具有自行調節 或建構/再建構的能力，就能夠在設備有效距離内在網路上 操作，而不須要預先在製造廠中進行安裝設定。當同一個 設備必須不僅能夠使用不同的介面、協定、壓縮/解壓縮演 算法、及應用程式操作，而且也必須能夠靈敏操作，以便 適應泥行的無線電環境時，此項功能就更重要。 行動終端（或次站）上執行的應用程式及必要通訊基礎設 施通常必須建立與遠端終端（或同等設備）上另_項（對等） 應用程式之間的連線。網路可提供適合應用程式的標準化 服務，並以此方式提供具有適當屬性（例如，位元傳^率、 延遲、錯誤率、等等）的通訊通道。可是，網路可能不認識 應用程式，因此可提供Γ近似」適當的服務。必要時，終 端與網路之間須要發生某些協商，及有效的連結參數。在 另一項應用中，終端可在建構/再建構網路的過程中佔用啓 用中邵份，以便提供必要的通訊基礎設施。 於無線電系統中，通常希望聯合最佳化來源及通道編碼 。因此，如果網路不知道來源編碼演算法，則可能也不知 裝 -------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

574832 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---------B7 _ 五、發明說明（4 ) 道關聯的通道編碼。因此，必須提供網路必要資料，以便 ▼ 施有效的解決方案。調變模式也可應用相同的引數。 在某二^況下，可能有一個以上的網路涉及連線建立。 然後^考慮每個連結的屬性及整體效能。 Ί W ㈤可進彳了 ±载’例如，確保連結兩端的應用程式 相容。 簡單説明 現在將藉由參考附圖來説明本發明。 圖1顯示無線/細胞式電話系統的一般圖式， 圖 2顯不構成可再建構 DECT(Digitaiiy Enhanced c〇rdiess Telephone;數位增強型無線電話）固定部份及可攜式部份之 軟體架構的方塊原理圖，以及 圖3顯示軟體下載程序的圖式。 於圖式中，已使用的相同參考數字指示對應的功能。 詳細説明 請參考圖1，通訊系統包括一個固定部份（或固定終端） FP及兩個可攜式部份（或行動終端）ρρι、pp2。固定部份Fp 包括網路控制器10，網路控制器1〇實際上是大型電腦，並 且耦合到然線電收發器2 2。天線1 4耦合到收發器丨2。每一 個可攜式部份PP1、PP2都包括天線2〇，天線2〇耦合到無線 電收發器22。具有用以儲存建構資料的EpR〇M 26(電子可 程式化唯讀記憶體）處理器24耦合到無線電收發器22。 爲了方便説明，圖1中的系統係根據DECT(Digitaiiy Enhanced Cordless Telephone ;數位增強型無線電話）操作。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574832 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) ECT屬於分時多重存取（TDMA)標準，其包括㈧個頻道通 运，每個通遒以時區分割成訊框，而每個訊框包括24個時 槽，其中12個時槽作爲傳輸時槽（或單純的實體通道），而 12個時槽作爲接收時槽（或單純的實體通道）。相同編號的 傳輸及接收時槽構成雙工語音對。 已知根據分層結構操作的技藝DECT包括實體（層、 媒體存取控制（MAC)層、資料連結控制（DLC)層、及網路 (NWK)層。前文中已説明實體（pHL)層部份的功能。其他 層中的媒體存取控制（MAC)層非常重要。媒體存取控制 (MAC)層明確指定廣播訊息控制服務、非連接傳輸訊息控 制服務、及多傳送通道控制服務。媒體存取控制（mac)層 也明確指足邏輯通道，以及如何多工邏輯通道，並對應到 實體通迢。尤其，媒體存取控制（MAC)層執行兩項主要功 能，第一，媒體存取控制（]^八(：：）層選擇實體通道，然後建 立及釋放實體通道上的連線。第二，媒體存取控制（mac) 層將控制資訊（較高層資訊及錯誤控制資訊）多工（及解多工 )成争4曰大小的封包。基於簡化的理由，本文中將不説明資 料連結控制（DLC)層及網路（NWK)層。 凊參考圖2，圖2顯示構成可再建構DECT式固定部份（或 基地台）FP及可攜式部份（或行動終端）pp的軟體架構。各 別的軟體架構互相鏡像轉換，爲了方便説明，將説明固定 部份FP，並且，將使用具有prime(，）的相同參考數字來顯 示可攜式部份p p中對應的功能。 FP軟體架構包括實體（|>111^層3〇、媒體存取控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐

574832 A7 五、發明說明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 層32、經由介面連接到媒體存取控制（MAC)層32的控制台 34及使用者台36。建構應用程式42經由介面連接建構管= 程式40，其中建構管理程式4〇是較低層的管理實體 (LLME)38。屬於高階使用者介面應用程式之建構應用程式 42所控制的作業程序係作爲使用者應用程式執行。這使得 PP或FP能夠存取網際網路式伺服器來擷取軟體。運用應用 程式介面（Application program Interfaces ; Apis)，即可在不 同製造商設備上使用一般性元件。 建構管理程式40具有三項主要選項，包括（丨）正在執行軟 體時，取出一項模組，並使用另一項模缸來取代，稱爲「 熱交換」；（2)在對換堆疊之前，先同時執行並測試新堆疊 與目前使用的堆疊，稱爲「平行堆疊操作」；以及（3)停止 通訊協定堆疊、編譯新下載的功能、測試新功能、及建立 新連線，稱爲Γ停止與開始」。選項（3 )是最簡單的選項， 也是實際上最可能使用的選項。 至於再建構F P以反應p p建議的情況，建議運用下列的軟 體上載。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (1)功能協商。P P與F P之間的對話，以確保p p與F p都知 迢對方的相關功能。例如，PP可能對所連線之固定網路提 供的端對端延遲有興趣，或ATM(非同步傳輸模式）連線中 的证το錯誤率及封包損失率有興趣，就可能須要終端之間 的協商。 U)錯誤處理。涉及無線電連丨結時，針對錯誤偵測及/或 权正可能須要編碼。PP可能將編碼（交錯）的詳細資料上載 9- 574832 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（7 ) 到網路的無線電存取部份（參數或演算法説明）。同樣可明 確指定解碼演算法。可明確指定錯誤偵測及隱匿機制。即 時語音及視訊傳輸中可應用錯誤隱匿。錯誤隱匿可在端點 目地的實施，並可包括以插値法爲基礎來填寫缺失的資料 ，或重複前面的資料，或説話、靜音的情況。 (3)??可將專業自動請求重送（八化(^演算法（或明確指定 演算法的資訊）载入到網路。這可能適用於須要配合即時延 遲限制’或確保有效使用通訊通道（例如，大型封包）。 (4 )可明確指定非標準調變及用以產生/解調變的演算法。 (5 )將代理程式載入到網路，以便處理代表使用者的通訊 問題。例如：自動編碼（例如，應用程式使用不同的來源編 碼演算法），監視延遲及服務品質。 (6) 可明確指定用於處理封包的專業演算法（例如，處理 封包優先權、壅塞情況下的封包丟棄）。 (7) PP可將加密/解密/電子簽名/浮水印演算法上載到Fp。 根據本發明的方法與系統審愼考慮F p或p p藉由對方中繼 傳遞的軟體來進行建構或再建構的可能性。除了已説明的 更改以外，下列元件可能會再建構； (a) 爲了隱匿短期事件，在特定情況中可能希望將Fp的 操作模式更改成PP，反之亦然。 (b) 至於實體通道： (1)從單時槽更改成多時槽（實體通道的傳送通道數 量），反之亦然。 (2 )更改訊框結構。 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10· 574832 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) (3) 改變循環冗餘檢查（Cyclic Redundancy Check ; CRC)模式。 (4) 更改或改變電源控制演算法（並非適用於所有的 無線或細胞式系統，部份的系統（例如DECT)沒 有提供電源控制）。 (c)更改媒體存取控制（MAC)層軟體元件功能·· (1 )改變較高層錯誤控制。 (2 )改變無線電信號強度指示器（Ra(ii〇 Signal Strength

Indicator ; RSSI)模式。 (3)改變自動請求重送（ARQ)模式。 (4 )改變轉接演算法。 因此，可能採用非建構式終端或建構式終端，並且使用 想要的描述檔來建構或再建構該終端。建構或再建構可能 是手動或自動，例如，在需要技術之通道中可自動進行連 結調節。爲了實現建構或再建構，終端可能包括領域可程 式化閘道器陣列（Field Programmable Gate Array ; FPGA)、 可程式化處理器或專用積體電路（Applicati〇n Specific Integrated Circuit ; ASIC)，其操作視外部影響而有所不同。 藉由將有關終端功能性的關鍵參數從終端傳送到其他終 端的方式，來協助根據本發明的方法。功能性可包括使用 通訊連結時實際執行的功能，包括：調變型式、位元傳輸 率、擴展碼（CDMA)、傳遞數量（〇FDMA)、等等，以及接 受新功能的能力，例如，新調變模式。然後，具有功能性 資訊的基地台選擇最適合的軟體，從行動下載（或上載）。 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 574832

五、發明說明（9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 軟體不須要含有實際的程式碼，程式碼是在其二 ㈣m上執行，其可能只是建構資訊。例：，；：： 息序列圖顯示彈性的空氣介面如何建立1>{)與1；^之間的連線 。在此範例中，PP傳達其可傳輸及接收三種類^的射^ (RF)調變（BPSK、qPSK、及DQPSK)，Fp可決定要使用哪 一種調變類型，並指示PP照著做，其方式是傳送用以直接 提及所選取之調變類型的簡單碼。 請求功能性資訊 一— 傳送功能性 選擇最佳空氣介面 必要時，上載/下載軟體 +----------------------^ PP 下載選取的參數（例如，BPSK) 〈 - ___ ββ(β>__ - -— " ' - ·_ι I丨· — — 一· __ -—— _ —— 測試空氣介面連結 〈_ _ __ _ _ _ _ _ _ _ -- ,_ — - 一 - — - 一·· _ι·丨一 — _ ----- 一〉 建立資訊傳送 --------------------- 執行資訊傳送 ___________一--------------•今 關閉資訊傳送 〈 _____ ·—- 一 - - 一丨· I _|" - - __ -—.——〉 -12- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574832 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 2氣介面的建構准許包括空氣介面的簡單測試，其中將 呼叫的連線來運用實體通道並評估連結可能的服務品 貝（QoS)。因此，測試空氣介面是爲了確保已發生建構，且 沒有錯誤。 測試模式包括傳輸已知測試模式的資料，測試模式係由 FP產生，且由pp辨識。 彈I*生的i氣介面允許採用調節頻譜管理，其中，F p可爲 使用者配置不同數量的頻譜，不僅視行動的要求而定，並 且也有效使用可用的頻譜。 快取可用來頻繁選取軟體升級。 爲了用另外一種方式來説明根據本發明的方法，將提供 用以説明循環冗餘檢查（Cyclic Redundancy Check ; CRC)再 建構之一連_事件的範例。 1 ·決定建構p P或F P在媒體存取控制（MAC)層中的循環冗 餘檢查（Cyclic Redundancy Check ; CRC) 〇 2 ·詢問要程式化之p p或f P之媒體存取控制（MAC)層的軟 體 MAP 〇 3·使用内建的規則來找出pp或FP是否已可更改其循環冗 餘檢查（Cyclic Redundancy Check ; CRC )模式。 4 ·如果可更改，則將下列其中一項資訊下載到p p或F p ·· •循環冗餘檢查（Cyclic Redundancy Check : CRC)模式 的新參數，或 •新循環冗餘檢查（Cyclic Redundancy Check ; CRC)模 式來源程式碼。 -13 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 574832 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於步驟5 2 於步驟5 3 互相驗證 於步驟5 4 於步驟5 5 A7 B7 五、發明說明（11 爲了減少透過空氣傳輸的資 加上介面軟體，這此…、會傳輸必要的功能 實施的過程中所須的資訊 ^ 則也須要特定FPG觸編譯程式。》果疋以隐上實施， 5.如果來源程式碼（PP或”建構管理 可連結的二進位，則编嗖护斗、σ从 、））、局岸 △、 則、.届澤程式是特定平台明確指定的 自足編碼編譯程式。編譯後，使用其他軟體來連結二 進位。軟體可在可程式化處理器或專用職上執行， 或者’也可用於建構執行新功能的fpga。軟體再建構 的:種方法可定義處理器存取的記憶體區是用於特定 功把’下載新功能時可取代該記憶體區。 6·如果有參數，則更新參數儲存位置 7 ·執行用以測試新建構的測試程式 8 ·使用最新再建構的p P或F p來建立新呼叫的連線 現在請參考圖3，圖3顯示從軟體定義無線電（s〇ftware

Defined Radio ; SDR)伺服器 50到 SDR終端 51 (PP 或 FP)之典 型的一般性軟體傳送。 傳送以數個階段發生。 開始： 伺服器5 0初始化下載請求。 終端5 1應答下載請求。 伺服器5 0驗證終端5 1。 終端5 1驗證服務供應商及網路業者 -14 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）

--------t------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 -------— B7 _ 五、發明說明（12 ) " ~ -〜 功能性交換： 於步驟56，飼服器50請求終㈣傳輸其功能 於步驟57，終端51傳輸其功能性回應。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於步驟58，伺服器50選擇適當的軟體實體及參隹 便配合終端51的功能性，並開啓下載通道。（如果沒 的參數集，貝|J終端操作）。冑輸下載安裝描述才嵩。 ° 下載接受交換： 於步驟60，伺服器50傳輸下載安裝描述檔。 下載接受交換： 於步驟59，終端5 1選擇安裝選項，及接受或拒絕項目。 於步驟60，伺服器50確認選取的選項。 、 軟體下載： 於步驟62，伺服器50下載含有功能性表的程式碼模組， 並傳遞每項實體程序的包裝程式（wrapper)。 於步驟6 3，終端5 1測試傳遞的完整性。並且，在適當時 間請求重新傳輸。 於步驟6 5，終端5 1應答安全接收。 於步驟6 4，伺服器5 0終止下載。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然已藉由DECT來說明本發明，但是本發明同樣可應用 在P P與F P之間具有無線電介面、有線/陸上通訊介面、或 兩種介面組合的單向或雙向系統。在單向通訊系統中，控 制發信號爲雙向，且可能使用分開的單向通訊系統來實施 該系統，例如，具有GSM雙向控制通道的數位語音廣播 (DAB)系統。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）

Claims (1)

1. 574832 第089104953號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年10月) ί V . -V , " 6a—' 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍 1 . 一種用以操作包括第一及第二終端之一無線電系統之方 法，該方法包括藉由與該第一及第二終端之另一台終端 進行服務協商的作業程序，以便將該第一及第二終端的 其中一台終端建構/再建構。 2. 一種用以操作包括第一及第二終端之一無線電系統之方 法，該方法包括該第一及第二終端的其中一台終端傳輸 用以提供與其功能有關之參數的訊息，而該第一及第二 終端的另一台終端接收該訊息，並根據收到的參數自行 建構/再建構。 3 · 如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於該第一及 第二終端的其中一台終端初始化建構/再建構操作，該建 構/再建構操作傳輸必要功能加上軟體，該必要功能加上 軟體是將新功能内建到該第一及第二終端的另一台終端 上實際實施的過程中所需的功能及軟體。 4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於藉由測試 空氣介面，以確定發生建構/再建構的正確性。 5 . 一種通訊系統，該通訊系統包括能夠相互通訊的第一及 第二終端，其中該第一及第二終端中至少其中一台終端 具有裝置，用以藉由服務協商的作業程序來執行自行建 構/再建構。 6 . 一種通訊系統，該通訊系統包括能夠相互通訊的第一及 第二終端，其中該第一及第二終端中至少其中一台終端 具有用以自行建構/再建構的裝置，以便在收到該第一及 O:\63\63254-921028.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐）

   574832 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 第二終端中另一台終端傳輸訊息時作出反應，該訊息提 供與其功能有關的參數。 7. 如申請專利範圍第6項之通訊系統，其特徵在於該第一 及第二終端是無線電終端。

   裝 8. 如申請專利範圍第5、6、或7項之通訊系統，其特徵在 於該第一及第二終端具有包括一記憶體及用以改變該記 憶體的軟體介面，其中至少記憶體區域部份有一部份配 置給各別的軟體功能，並且，其中記憶體改變裝置取得 各自部份的區域，以對下載的新功能作出反應。

   9 . 一種使用於一通訊系統中之終端，於該通訊系統中，其 中一台終端藉由服務協商來建構/再建構另一台終端，該 終端包括一收發器；一記憶體，用以儲存軟體功能；以 及，一處理器，用以根據儲存之軟體的功能來控制終端 的操作，將新功能内建到終端上實際實施的過程中，至 少其中一個軟體功能可改變，以對收到的一訊息作出反 應，該訊息含有新軟體功能加上處理器要求的介面軟體 -2- O:\63\63254-921028.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）