TWI281618B

TWI281618B - System for supporting portable and modular software implementation in different platforms in a wireless local area network node

Info

Publication number: TWI281618B
Application number: TW094106725A
Authority: TW
Inventors: Pascal Adjakple; Bhavin Dalal; Nihar Doshi; Lakshmi Erukulapati; Sven Forner
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2007-05-21
Also published as: TWI399943B; WO2005091926A9; JP2007532051A; US20050289214A1; EP1730648A4; KR20070012374A; KR100803683B1; TW200538961A; TW200943819A; WO2005091926A8; TW200635283A; KR101110556B1; EP1730648A2; TWI410082B; WO2005091926A3; CN101137960A; WO2005091926A2; CA2558588A1; KR20070001266A; CN101137960B

Description

-1281618 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域本發明係有關於無線通信系統。特別是，本發明係有關於軟體架構及支援應用程式界面，藉以致能無線區域網路（WLAN )之機動性致能系統架構（MESA )之作業系統 (0S)獨立性及作業平台（piatf〇rm)獨立性。先前技術舉例來說，無線區域網路（WLAN )通常係可以基於一種架構，其中，無線區域網路（WLAN )系統係可以劃分為複數胞元，且其中，各個胞元係可以稱為基本服務集參（BSS )。各個胞元通常係可以利用無線網路基地台 (AP )控制。無線網路基地台（AP )與工作站（STA )間之通信，舉例來說，係可以利用8〇2· U標準定義。儘管無，區域網路（WLAN )系統亦可以經由單一胞元、單一無線】路，地台（AP )構成，但多數無線區域網路（WLAN )仍 2複數胞元’其中’無線網路基地台（AP)係可以經由幹（backbone)連接，其通常係稱為分散系統同’且通常係乙太網路（Ethernet) 。$外，具有不之敕：、個別無線網路基地台（AP)、及分散系統（DS) •疋，互連無線區域網路（WUN)通常係可以稱為單一發明内，路’且通常係可以稱為延伸服務集（ESS)。 q本發明係有關於軟體架構及支援應用程式界面系统竿構能無線區域網路（WUN )之機動性致能木構（MESA)之作業系統（〇s)獨立性及作業平台

1281618 五、發明說明（2) (platform 無線區域網之可攜式模有：控制平體存取控制實施資料平互動，及運與運作管理供應用程式 _無論作業系理器實施之 (platform 制任務，且務。頻道品器之量測、任務係轉移體存取控制實施方式 )獨立性。本發明係提供一種系統，藉以支援路（WLAN^節點之不同作業平台（platf〇rm) 組化軟體實施。無線區域網路（WLAN )節點具面，其係架構以實施控制平面演算法、並與^ (MAC )驅動器互動；資料平面，其係架構以面演算法、並與媒體存取控制（MAC )驅動器作管理維護（0AM)處理器任務，其係架構^ 維護（0AM )代理器互動。另外，本發明係提界面（API )，藉以致能與外部模組之互動，統（0S )之差異性、運作管理維護（〇Am )代特疋性、及無線網路基地台（Ap )作業平台 )之差異性為何。控制平面係具有頻道品質控 ’資料平面係具有資料輸入任務及資料輸出任質控制任務係收集媒體存取控制（MAC )驅動並與其他任務協調。資料輸入任務及資料輪出資料至媒體存取控制（MAC )驅動器、或自媒 (MAC )驅動器轉移資料。在下列發明說明中，術語"工作站（STA )"係可以具有、但不限於無線傳輸/接收單元（WTRU )、使用者設備 j UE )、行動工作站、固定或行動用戶單元、傳呼器、或忐夠操作於無線環境之任何其他類型裝置。另外，這些術浯均可以互相替換，其中，各個術語均可以具有、但不限於所有其他術語。另外，在下列發明說明中，術語"無線

第9頁 1281618 五、發明說明（3) 網路基地台（AP )丨丨係可以且女 7 (BS卜B節點、位有基地台型界面裝置。另外，這'此^ 3% ^之任何其他類個術語均可以具有二；互相替換’其中，各 ^ ^ 1一不限於所有其他術語。機動性致能系統架構（MESA)之 :理（猶卜服務品質（Qos)、及機動性二亡法^用於無線區域網路（WLAN)節點，諸二相：：益、無線網路基地台（AP)、及工作站（sta) 由之圖式主要係基於無線網路基地台（AP) x 意的是同架構亦可以實施於其他無線區域y主 LAN )即點，諸如：無線區域網路（wlan )路由無線區域網路（WLAN)工作站（STA) ’亦即：行動緣或 Ϊ 路Ϊ地台（AP)係可以說明機動性致能系統架 )之軟體架構，因為集結無線網路基地台（) ，多數，線區域網路（WLAN)情報之愚、蠢無、線網路基地台 (AP )架構選項似乎已是今日無線區域網路（WLAN )市場之優勢無線網路基地台（AP)解決方案。 > μ無線網路基地台（AP )係可以處理射頻通信、使用者 _認證、通信加密、安全漫游、無線區域網路（WLAN )管 ’里、及部分較佳實施例t之網路路由。演算法情報係可以放置於工作站管理實體（SME)。演算法係可以經由服務無線網路基地台（SAP )界面，藉以與媒體存取控制 (MAC)層管理實體（MLME )及物理層管理實體（plme ) 界面。

IH 第10頁 1281618 五、發明說明（4) 雜加Μ ^而。，本發明機動性致能系統架構（MESA )之軟 ίΓ種模組化可攜式軟體實施，藉以於最低成本及開^犄間之前提下，應用於不同客戶作業平台 (plaJ^orm)。另外，加入應用程式界面（ΑΡΙ)於機動 :系統架構（MESA)之軟體架構係可以隔離機動性致月匕糸統架構（MESA)演算法及未來客戶之作業平台 ▲(Watf0rm)及作業系統（〇s)之特質。如此，二動性致能系統架構（MESA )軟體之積集係可以顯著簡化為不同客戶之作業平台（Platf0rm)及作業系統之中介 k體。

I 現在，請參考圖式，其中，第i圖係表示本發明機動性致能系統架構（MESA )之軟體架構之一種系統1〇〇之高階功能方塊圖。這種系統i00係可以具有工作站'管理實體 (SME ) 110、媒體存取控制（MAC )驅動器/作業系統 (0S )界面120、運作管理維護（〇AM )代理器13〇、其他高層實體140 (諸如：TCP、IP、HTTP等等）、8〇2· π晶片組1 50、及802· 3晶片組1 60。工作站管理實體（SME ) j j 〇係可以具有無線區域網路（WLAN)無線資源管理（RRM) 功能方塊112、且亦可以具有0EM製造商提供之其他工作站釀管理貫體（SME )功能方塊11 4。無線資源管理（)功能方塊11 2係可以實施無線資源管理（rrm )控制邏輯 11 6、且可以執行具有服務品質（q〇s )控制、傳輸速率控制（RC )、排程控制、及功率控制（pc )等等之無線資^ 管理（RRM )演算法118。 ”、 '

第11頁 .1281618 _ ^ 五、發明說明（5) 無線資源管理（RRM )應用程式界面（API ) 122係可以實施於媒體存取控制（MAC )驅動器1 2 0。無線資源管理 (RRM )應用程式界面（AP 1 )主要係可以具有數個應用程式界面（API )，藉以收集無線資源管理（RRM )演算法取得之量測及統計、且可以具有數個應用程式界面 (API )，藉以利用無線資源管理（RRM )輸出更新媒體存取控制（MAC )層或物理層。當選擇特定驅動器時，這些應用程式界面（AP I )係映射至媒體存取控制（MAC )驅動器應用程式界面（API )。無線資源管理（rrm )應用程式界面（AP I ) 1 22係實施於媒體存取控制（MAC )驅動器 1 20，藉以與OEM製造商提供之工作站管理實體（SME )功能114界面。另外，無線資源管理（RRM )埠接及作業系統 (0S )摘要應用程式界面（API ) 1 24亦可以實施於媒體存取控制（MAC )驅動器120。無線資源管理（rrm )埠接及作業系統（0S )摘要應用程式界面（API )最好係具有記憶體設置應用程式界面（API)、緩衝器管理應用程式界面（API )、及計時器服務應用程式界面（API )。這些應用程式界面（API )係可攜式作業系統界面（p0SIX )，其係電氣及電子工程師協會（IEEE )提供並經國際標準組織修（ISO )及美國國家標準學會（ANSI )認可之開放作業界面標準、且係容許作業平台（platform )獨立性及輕易可攜性之相谷標準。運作管理維護（QAM )之無線資源管理 (RRM )應用程式界面（API )係實施於運作管理維護 (0AM )代理器1 3 0，藉以用於私有及標準管理資訊方塊

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(MIB) 134、136 之存取。第2圖係表示搭配本發明機動性致能系統架構 (MESA)之軟體架構之一種系統2 〇〇之方塊圖。這種系統 20 0係可以具有高層實體、媒體存取控制（MAC )驅動益220、8 02· 11晶片組23 0、運作管理維護（oam )代理器 240、及機動性致能系統架構（MESA )之軟體架構25()。機動性致能系統架構（MESA)之軟體架構250係可以具有複數任務，包括·頻道品質控制（channeiQuaictrl)任務 252、資料輸入（Data—In)任務2 54、資料輸出 ( Data —Out )任務2 56、及運作管理維護處理器 (OAM_Handler )任務258。頻道品質控制（channel Qua 1 Ctrl )任務2 52係可以收集媒體存取控制（MAC )驅動器220之量測，諸如：接收封包誤差率（Rx PER )。不同量測係可以具有不同周期。頻道品質控制（channelQua 1 Ctrl )任務252係可以與其他任務協調，藉以視情況需要執行量測收集及實施相關過渡。另外，頻道品質控制（channelQua 1 Ctrl )任務2 52亦可以在沈默量測期間（SMP )處理媒邊存取控制（mac )驅動界 2 2 0之關連要求訊息、並收集鄭近無線網路基地台（Ap ) 鲁之確認訊息（ACK )。沈默量測期間（SMP )係無線網路基地台（AP )不需傳輸任何資料、僅需聆聽環境^收集機^ 性致系統架構（Μ E S A )演算法採用量測之期間。頻^ σ質控制（channelQualCtrl)任務252係可以實施各種演算、法，諸如：頻率選擇（FS)演算法、能量傖測臨界^

第13頁 1281618 五、發明說明"" ' ______ (EDT )官筲、+ 生邏輟伤、^法、及功率控制（PC )演算法。響亮封包產 Π以貫施於資料輸出（Data —Out )任務256 〇、、寅篡、去:於頻道品質控制（<:11&111161卩1181(：：1：1'1)任務252之啟動可以基於周期計時器或預定量測臨界值觸發信號盥運作'总道質控制（ChannelQualLCtrl )任務252係可以二之批1理^護處理器（〇0—11&1^161')任務258將啟動口 ·工2 ’藉以處理各種運作管理維護（0AM )要求，諸 ^ η。致^、/失能無線資源管理（RRM )之特徵。服務品質 0 )演算法係可以分散於頻道品質控制 |，（ChannelQualCtrl )任務 2 52 及資料輸出（Data Out ) 任務256。 — "貝料輸出（Data—〇ut)任務2 56係可以轉移資料至媒，存，控制（MAC )驅動器220、並收集傳輸資料之相關統计諸如·不良讯框數目、良好訊框數目、自有無線網路基地台（AP )頻道應用、遺失確認訊息（ACk )數目等等。資料輸出（Data—〇ut)任務2 56係可以實施傳輸速率控制（RC )演算法、排程演算法、及部分服務品質 (QoS )演算法。為了協助功率控制（pc )演算法，資料輸出（Data —Out )任務256係可以利用關連工作站 _ ( STA ) ’依據資料輸出（Data —Out )任務256收集之接收信號強度指標（RSSI )量測以預測感受接收信號強度指標（RSSI )’藉以更新功率控制緩慢干擾預測程序採用之統計圖。另外，資料輸出（Data—Out )任務256亦可以將傳輸封包之期間加總至頻道品質控制

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Uha^inelQualCtrl )任務252維護之相關路徑損耗儲存五、發明說明（8) 區，藉以更新自有無線網路基地台（Ap )負載統計圖之新狀態。貝料輸入（Data —In )任務254係可以經由媒體存取控制（MAC)驅動器220之輸入資料，接收機動性致能系統架構（MESA )演算法取得之資訊、並將取得資訊傳送至| 線資源管理（RRM)軟體。無線資源管理（RRM)軟體係;^ 以針對無線網路基地台（AP )之各個關連工作站 (S T A ) ’分別維護一個仔列。

運作管理維護處理器（0AM—Handler)任務258係可以與運作管理維護（0AM)代理器24〇互動，藉以取得及散設置參數至其他機動性致能系統架構（MESA )任務、詹理其他，動性致能系統架構（MESA )任務收集之不同效= 及缺點官理統計、並過濾取得統計以經由運作管理維護 (OAM)代理器240回報至運作管理維護（〇AM)管理器 (圖中未示）。另外，運作管理維護處理器 (OAM—Handler )任務258亦可以回報機動性致能系統架構（MESA)軟體準備完成狀態，諸如：經由頻道品質控、制 (channel Qua ICtr 1 )任務252接收，，至運作管理維譁 _(OAM )代理器 240。 ' 本發明機動性致能系統架構（MESA )之軟體架構係以利用分散資料庫手段，藉以將鎖定/開鎖之需求及系效能之相關負面影響最小化。資料庫係可以切割為兩個目充錄’包括：區域資料庫（諸如：資料庫262、264 )、及分

第15頁 1281618 五、發明說明（9) 享資料庫270 各個任務至少具有一個區域資料庫。々二再切割為下列次資料庫，包括：各個“丄：料庫係可數、量測資料、及演算法專有之内部資料。讯匕設置參 :來自管理資訊方塊（MIB)、並可 -置參數係可處理器⑺AM—Handler)任務258分散（運=理維護理盗（OAM—Handler)]壬務258係可以經=敦維«處 (OAM)代理器240取得設置參數）。演算乍目理維護料需要保存於該演算&專有& f料·^ =内部資資料係可以具有實施於量測資 /有之内部 (〇AM_HandU〇以具有收集之效能及統計資料，藉作、糸可 (OAM)管理器。口瓶至運作官理維護分享資料庫27G係可以具有複數任務分享料H *分享資料庫270亦可以具有複數任務分享：要之設置參數、複數任務分享需要之量刀予而任要需要明白之演算法輸出。及，、他任務第3圖係表示搭配本發明機動性致能系統架構 (MESA)之軟體架構3〇2之一種系統3〇〇之方塊圖，苴中，致能系統架構（MESA)之軟體架構302係具二/可以』S控制平面320。根據本發明，控制平面 ,序，亦即“Λ平，320隔離’藉以提供資料處理之優先順序（亦即.資料流出（〇utfl〇w)對資料流入 (inf low ))。本發明之模組架構係可以提供簡易之未來

1281618 五、發明說明（10) 可擴展性、並可以得到獨立之未來可啟動性。可攜帶性可以利用連接外部模組之明確定義界面達成，諸如：’、 802· 11晶片組驅動器3〇4、運作管理維護（〇am 3〇6^^t^^(〇S) 同步執行，#以在背景進行量測處理、並在同時轉料。資料平面演算法係可以決定最佳資料速率、排程佇列、並實施部分許可控制演算法及擁塞（c〇ngesti〇n · 控制演算法，亦即：服務品質（Q〇s )。控制平面演算法係可以貫施頻率管理演算法、功率控制演算法、及部分服務品質（Q〇S )相關演算法。 —舉例來說，下列較佳實施例係可以解釋啟動相期間之實施任務《在啟動相期間，頻道品質控制 (ChannelQualCtrl )任務352係可以運作於啟始狀態 (Ini t state)及發現沈默量測期間（SMp)狀熊 (DiSC0very—SMP state)。在啟始狀態（init、tat 期間，頻道品質控制（ChannelQualCtrl)任務352係可以取得啟始運作管理維護（〇AM)架構參數、並可以實施軟體啟始化程序。在發現沈默量測期間（SMp )狀態 (Discovery SMP )期間，沈默量測期間（SMp )活動係可，以實施。在發現沈默量測期間（SMp )狀態（Disc〇veq SMP )結尾，頻道品質控制（ChannelQuaictri )任務352 係可以發送信號至資料輸出（Data—〇ut )任務356、並可以維持於相同狀態。當頻道品質控制 (ChannelQualCtrl)任務3 52接收資料輸出

第17頁 • 1281618 五、發明說明（Π) (Data—〇ut )任務356之響亮封包產生程序結尾指示時，頻道品質控制（Channel Qua ICtrl )任務3 52係可以實施啟始傳輸功率計算。隨後，頻道品質控制 (ChannelQua 1 ctrl )任務352係可以發送啟動相結尾指示至其他任務（也就是說，資料輸出（Data—〇ut )任務曰不 356、資料輸入（Data—In)任務3 54、及運作管理維護管理器（0AM—Handler )任務3 58 )、設定全部計時器以進& =正常運作相、設定相關量測、及轉移至正常運作主要狀態（NormalOp—Main state )。丨在啟動相期間，資料輸出（Data—Out)任務3 56係可 j運作於啟始狀態（Init state)及發現響亮封包產生狀態（ = scovery 一 LPG )。在啟始狀態（Init state )期，，資料輸出（Data—Out)任務3 56係可以取得啟始運作官理維，（0AM )架構參數、並實施軟體啟始化程序。在發現響壳封包產生狀態（Disc〇very—LpG)期間，資料輸 ^ (Data—〇ut)任務356係可以實施啟始相響亮封包產生程序。在響亮封包產生程序結尾，資料輸出 jD_ata —0ut )任務356係可以發送響亮封包產生程序結尾 ===頻道品質控制（ChannelQualCtrl)任務Μ〗、並可 |以維持於相同狀態。以取期間’資料輸入（Data-In)任務354係可侍啟始運作管理維護（0AM)架構參數、並可以實施軟體啟始化程序。當接收頻道品質控制、 (<：}^11116 1〇1^1(：1^1)任務3 52之啟始相結尾指示時，資料

第18頁 1281618 發明說明（12) 輪入（Data—In )任務354係可以由啟始狀態（Init state)轉移至正常運作主要狀態（N〇rmai〇p—Main State ) 〇

在啟動相期間，運作管理維護處理器 (OAM—Handler)任務358係可以運作於啟始狀態（Init state )。在啟始狀態期間，運作管理維護處理器 (0人11—11311(1161')任務358係可以取得啟始運作管理維護 (OAM )架構參數、並可以實施軟體啟始化程序。另外，運作管理維護處理器（0AM—Handler)任務358亦可以分散啟始運作管理維護（OAM )架構參數至機動性致能系統架構（MESA )之其他任務。在啟動相以後，機動性致能系統架構（mESA )之軟體係可以進入正常運作相。在正常運作相期間，頻道品質控制（Channe 1 Qua 1 Ctr 1 )任務352之可能狀態係正常運作主要狀態（Norma 1 Op —Main state )、正常運作沈默量測期間（NormalOp—SMP state)、及頻道更新 (ChannelUpdate)狀態。在正常運作主要狀態（NormalOp—Main state)期間’頻道品質控制（Channe 1 Qua 1 Ctrl )任務352係可以收 #集關連工作站（STA )接收資料之量測及統計、過濾量測、周期預測無線網路基地台（AP )之目前頻道應用、並執行機動性致能系統架構（MESA )之演算法。在正常運作沈默量測期間狀態（Norma 1 Op _SMP state )期間，頻道品質控制（Channe 1 Qua 1 Ctrl )任務352係可以收集鄰近無

第19頁 .1281618 五、發明說明（13) 線網路基地台（A P )之量測（諸如：頻道應用）、無線網路基地台（AP)目前使用頻道之自動頻道選擇（acs )之所有頻道均存在載波鎖定之接收信號強度指標（RSS丨）、不存在載波鎖定之接收信號強度指標（RSS〗）（干擾量測）、工作站（STA )傳送至鄰近無線網路基地台（Ap ) 之確認訊息（A C K )數目。無論任何情況，過濾、量測均可以在背景執行。資料輸出（Data —Out )任務356或資料輸入（Data — In )任務354並不需要知道頻道品質控制 (ChannelQuaICtr 1 )任務3 52之正常運作沈默量測期間狀，態（Norma 10p —SMP state)。保全資料輸出 (DATA—Out )任務356之確認訊息（ACK )/負確認訊息 (NACK )接收，藉以傳輸資料至關連工作站（STA )之計時器應該設置為大於正常運作相沈默量測期間（SMp )長度之數值。在頻道更新（Channel Update )期間，頻道、品質控制（ChannelQualCtrl)任務3 52係可以轉移至頻道更新（ChannelUpdate)狀態。在正常運作相期間，資料輸出（Data_0ut)任務356 之可能狀態係正常運作主要狀態（N〇rmal〇p—Main state)及等待確認訊息狀態（WaitF〇rAck state)。在 •玉《運作主要狀悲（NormalOp —Main state)期間，資料輸出（Data—Out)任務356係可以將資料轉移至媒體存取控制（MAC )驅動器、並可以更新緩慢界面評價統計，亦即：工作站（STA )之感受接收信號強度指標（RSSI )預測、及屬於資料輸出（Data —〇ut )任務356活動定義之其

第20頁 1281618 - 五、發明說明（14) 胃他統計。無線網路基地台（AP )感受之接收信號強度指標 (RSSI )量測係可以利用頻道品質控制 (Channel Qua 1 Ctr 1 )任務3 52收集、並可以儲存於量測資料庫。另外，在收到頻道品質控制（ChannelQualCtr]L ) 任務352之通知時，傳輸功率位準變化指標亦可以經由資料輸出（Data—Out)任務356轉移至媒體存取控制 (MAC )驅動器。在等待確認訊息狀態（WaitForAck state)期間，資料輸出（Data—Out)任務356係可以等待確認訊息 + (ACK ) /負確認訊息（NACK )。假設確認訊息（ACK )及負，認訊息（NACK )係可以利用媒體存取控制（MAC )驅動器追蹤、且負確認訊息（NACK )計時器係可以放置於媒體存取控制（MAC )驅動器，則保全響亮封包傳輸周期 f Τ' )之計時器追蹤便不需要再利用另個獨立計時器實知然而’在這種情況下，内部變數依舊有其必要，藉以 ^ ^叶時器（Τ )是否應該在收到確認訊息（ACK ) /負確認訊息（NACK )時進行重設。在正常運作相期間，資料輸入（Data—In )任務354 #可以運作於正常運作主要狀態（NormalOp—Main state)。在正常運作主要狀態（N〇rmal〇p—Main 在正常運作相期間，運作管理維護處理器 ^a+te)期間，資料輸入（Data—In)任務354係可以實施 /貝1輸入（Data〜In)任務354及資料輸出（Data—Out) 任務3,之正常資料轉移活動。 —

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(OAM —Hand 1 er )任務358係可以運作於正常運作主要狀態（Normal Op—Main state )。在正常運作主要狀能 (NormalOp—Main state)期間，運作管理維護處^哭 (OAM —Hand 1 er )任務3 58係可以路由稽核及參數&更新要求至機動性致能系統架構（MESA )之其他軟體任務、處理運作管理維護（0AM )代理器之效能及錯誤管理要求、並視情況需要實施過濾活動。第4圖係表示本發明機動性致能系統架構（ a )之軟體架構於商用應用程式（AP )之整合範 •I 例。InterDigital Communications 公司供應、命名 anPerformwaren之機動性致能系統架構（MESA )軟體產品係可以整合於A the ros Communications公司供應之無線網路基地台（AP )作業平台（piatform )。在這種較佳實施例中，應用程式界面（AP I )係可以切割為三個類別，包括：作業系統（0S )應用程式界面（API )(作業系統 (0S )層）402、運作管理維護（0AM )應用程式界面 (AP I ) 404、及媒體存取控制（MAC ) /硬體控制（fjwc ) /硬，體摘要層（HAL )應用程式界面406、408。作業系統（0S )應用程式界面（Αρϊ ) 402係可以提供 •機動性致能系統架構（mesa )軟體存取作業系統（qs )服務之普通功能。機動性致能系統架構（MESA )軟體存取作業系統（0S )服務之普通功能係可以實施各個作業系統之細節，藉以使機動性致能系統架構（mesa )之軟體演算法無法得知支援作業系統（0S )之差異。 ’、

第22頁，1281618 、發明說明（16) 各個目標作業平台（platf〇rm )係可以具有不同實施方式及網路管理協定界面之運作管理維護（OAM )代理器。運作管理維護（OAM )應用程式界面（API ) 404係可以處理各個運作管理維護（〇AM )代理器實施方式之特定性，藉以隔離機動性致能系統架構（MESA )軟體及支援作業系統（〇 s )之差異。不管無線網路基地台（AP )是否具有作業平台 (Platf〇rm )差異，媒體存取控制（MAC )/硬體控制 (HWC )/硬體摘要層（HAL )應用程式界面4〇6、408係可以提供媒體存取控制（MAC )驅動器及物理層資源之固定存取至機動性致能系統架構（MESA )軟體，藉以控制無線網路基地台（AP )運作參數（亦即：頻道、功率位準等等）、關連工作站（STA )、及機動性致能系統架構 (MESA )演算法需要之量測。請參考第5圖，其係可以依序解釋機動性致能系統架構（Μ E S A )軟體啟動程序期間之實施活動。在無線網路基地台（AP )之功率啟動以後，OEM製造商供應之軟體係可以觸動機動性致能系統架構（MESA )軟體之主要啟動功能。在啟動功能期間，機動性致能系統架構（MESA )軟體 ϋ之相關作業系統（0S )服務係可以啟始化，包括··記慎體及緩衝器管理服務、通信頻道（在機動性致能系統架^ (MESA )任務及環境間及在不同任務間）、計時器服務、及同步化服務。頻道識別碼係可以儲存於全域結構，藉以促進不同任務間之通信。在上列服務啟始化以後，啟$功

' 1281618 五、發明說明（17) 4 能係可以產生不同應用任務在啟始狀悲（I n i t s t a t e )期間，全部任務係可以實施軟體啟始化（步驟502 )。運作管理維護（〇AM )代理^ 係可以傳送運作管理維護（QAM )啟始化要求至運作管理維護處理器（OAM —Handler )任務（步驟504 )。運作管理維護處理器（OAM—Handler)任務係可以轉送運作管理維護（OAM )啟始化要求至頻道品質控制 (ChannelQua 1 Ctrl )任務（步驟5 06 )。全部演算法資料係可以轉送至資料輸出（Data_〇ut)任務，除速率控貝制 f及排程器（RCS )及能量偵測臨界值（EDT )第一部分以外，其係可以轉送至資料輸入（Data—In )任務（步驟、51 0 )。頻道品質控制（Channel Qua 1 Ctrl )任務、資料輸出（Data—Out )任務、及資料輸入（Data—In ) =務係儲存於運作管理維護（〇AM )資料庫（步驟)。貝料輸出（Data—Out)任務及資料輸入（Data—In)任務，7以傳送運作管理維護（〇AM )啟始化架構至運作管理、准遵處理器（0AM—Handler )任務（步驟514、516 )。，道Γ質控制（ChannelQualCtrl )任務係可以進入發現 ^8默里測期間狀態（Discovery—SMP state)(步驟 52〇 )、並可以實施沈默量測期間（SMP )活動（步驟半。頻道品質控制（ChannelQualCtrl )任務係可以^ i選計算啟始基隼範圍、並可以在步驟524執行啟始頻、 &後’頻道品質控制（Channe 1 Qua 1 Ctr 1 ) 壬孜係可以傳送響亮封包產生（LPG)要求至資料輸出4務

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iDr:;0uV任務（步驟526 )。響亮封包產生（lpg) 要=以：現於步驟528，且，資料輸出（Data =可以產生響亮封包（步驟53 0 )、並向頻道：質控 1 annelQualCtrl )任務確認（步驟532 )。在收到確認訊息j後，頻道品質控制（ChannelQualCtrl )任務係可以计异啟始傳輸功率、並可以啟始化正常操作（步驟 5 34 536 )。頻道品質控制（^ )任務係可以分別傳送正常運作開始指示至資料輸出 (Data—Out)任務及資料輸入（Data—In)任務（步驟丨5/2^、548 )、並可以傳送運作管理維護（〇AM )啟始化確認訊息至運作管理維護處理器（〇AM—HandUr)任務（步驟5 3 8 )’其係可以將運作管理維護（mm )啟始化確認訊息轉送至運作管理維護（〇AM )代理器（步驟54〇 )。隨後’資料輸入（Data—In )任務、資料輸出 (Data—〇ut )任務、頻道品質控制（ChannelQualCtrl ) 任務、及運作管理維護處理器（〇AM_Handle]：)任務係可以分別進入正常運作（步驟552、546、550、544 )。根據本發明之應用程式界面（API )機制係配合第6及 7圖詳細說明如下。根據本發明，連接/擷取OEM製造商提馨供軟體之單一界面（亦即：傳至機動性致能系統架構 (send〜to—mesa )及取自機動性致能系統架構 (send〜from—mesa)功能）及傳至機動性致能系統架構 (send〜to—mesa )及取自機動性致能系統架構 (send 〜from —mesa )功能内部呼叫之分派緩衝器

第25頁 1281618 五、發明說明09) (Dispatch —Buffer )功能係可以提供，藉以將訊息轉移至適當接收器任務。應該注意的是，雖然單一界面係可以提供’但是界面實施亦可以視情況需要而有所變化。第6圖係表示一種應用程式界面（Αρι )機制，藉以實施外部環境至本發明機動性致能系統架構（MESA )軟體之通信。機動性致能系統架構（MESA )功能方塊6〇2係可以乎叫取自機動性致能系統架構（send —f rom —mesa )功能 6 04 ’藉以轉移訊息至接收器任務6〇8丨、6〇〜、6〇8川。取自機動性致能系統架構（send — f r〇m —mesa )功能6〇4係 _可以產生吼息6 0 5 (包括訊息表頭6 〇 5 a及訊息參數 6^0 5b )、並可以呼叫分派緩衝器（Dispatch—Buffer )功能6 0 6 °呼叫活動可以是功能呼叫或路由器系統訊息佇列之几息。分派緩衝器（DiSpatch—Buffer)功能6 0 6係可以基於訊息表頭6 0 5a，藉以將訊息6〇5放置於接收器任務汛f佇列。這些任務係可以連續監控接收器任務訊息佇列以得到新訊息、並在偵測到新訊息時呼叫内部應用程式界面（API )處理功能。 ^第7圖係表示一種應用程式界面（API )機制，藉以實 ^ $發明機動性致能系統架構（MESA )軟體至外部環境之椒信。㉟體存取控制（MAC )或運作管理維護（_)功能方塊702係可以呼叫傳至機動性致能系統架構 (send—to—mesa)功能7〇4，藉以將訊息轉移至接收器任務7(^、708N、708N+1。傳至機動性致能系統架構 (send—to—mesa )功能704係可以產生訊息7〇5 (包括訊

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五、發明說明（20) 息表頭70 5a及訊息參數705b )、並可以呼叫分派緩衝器 (Dispatch—Buffer)功能706。分派緩衝器 _ ( D rs jTa t c r— BuffeT 〇…功17 0·6係T以-基於訊-息表頭…… 7 〇 5 a ’藉以將訊息7 0 5放置於接收器任務訊息彳宁列。

這種方法係可以提供機動性致能系統架構（MESA )軟體及製造商供應軟體間之乾淨隔離、並可以利用可攜式作業系統界面（POSIX)訊息佇列（每個接收器任務一個^可攜式作業系統界面（POSIX )訊息佇列）。接收器任務訊息=列最好能夠屬於作業系統核心（os Kernel)控制之共享記憶體領域。這種方法係需要兩個系統呼叫，其中，一個系統呼叫係可以將訊息放置於接收器任務訊息佇列， t，另一個系統呼叫係可以自接收器任務訊息佇列擷取訊息。=外’系統啤叫（特別是接收器側）亦可以重新排程接收為任務。分派緩衝器係可以不大（舉例來說，少數幾 =位兀組）。在資料平面中，如第3圖所述，實際使用者二貝料係可以參照而無需複製。斤认t機動性致能系統架構（MESA )特徵係可以直招括在、〇士應專體内容，若製造商認為有其必要。在了 ” *社刀，辰緩衝裔（Dispatch—Buffer )功能706 r Λρτ χ 址收时功此以處理特定應用程式界面 {AFI )。銬而，〜體架構及額外前:ϋ法係需要詳細知道製造商供應供效能改善，特化工作。這種方法之優點係可以日4，：^枓$ =刷疋針對實施於資料路徑之演算法。同日…枓千面演算法亦可以從中得利。

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件係表積體電複數積路（1C 佳實施及元件及元件需具有於任何五、發明說明（21) 雖然本發明圖式之元些元件亦可以實施於單一用積體電路（ASIC ))、疋、或分離單元及積體電 7 f特徵及元件係配合較人本發明之各個特徵，幸父佳實施例之其他特徵 =件亦可以任意組合而無外，本發明亦可以實施示為獨立元件，但是，這路（I c )(諸如：特殊應體電路（1C)、分離單 )之組合。雖然本發明之例之特定組合加以說明，亦可以單獨使用而無需包 ’或者’本發明之特徵及或排除其他特徵及元件。種類之無線通信系統。

第28頁 1281618 圖式簡單說明之敕體任務階第1圖係表示本發明機動性致能系統架構（Mgsa 架構之高階功能方塊圖。第2圖係表示機動性致能系統架構（ MESA )之私層架構之方塊圖〜孕人體第3圖係表示機動性致能系統架構（MESA )之軟— 控制平面對資料平面圖之方塊圖。人體架構之第4圖係表示本發明機動性致能系統架構（a 架構於商用應用程式（AP )之整合範例。之軟體第5圖係表示本發明啟動程序之信號發送圖。 ❶第6及7圖係表示本發明機動性致能系統架構體架構與外部環境間之應用程式界面（SA )之軚圖。 API)之方塊主要元件符號說明： API應用程式界面 channe 1 Qua 1 Ctr 1頻、曾

Data—In資料輸入 Data—Out資料輪出、品質控制 Discovery—LPG發現響亮封包產生狀態 Discovery —SMP發現沈默量測期間 Dispatch —Buffer 分派緩衝器 EDT能量偵測臨界值 FS頻率選擇

IfeAL硬體摘要層 HWC硬體控制 I nit啟始 MAC媒體存取控制 MESA機動性致能系統架構 MIB管理資訊方塊 MLME MAC層管理實體

NormalOp —Main state 正常運作主要狀態

1281618 圖式簡單說明 OAM運作管理維護 0AM —Handler運作管理維護處理器 0S作業系統 PC功率控制

Performware —種MESA 軟體產品由 interDigital

Communications公司供應可以整合於

Atheros Communi cat i 〇ns公司供應之無線網路基地台作業平台 PLME物理層管理實體 QoS服務品質 RC傳輸速率控制 RCS速率控制及排程器

R R Μ無線資源管理 S A Ρ服務無線網路基地台 send— from 一mesa取自機動性致能系統架構 send—to—mesa傳至機動性致能系統架構 SME工作站管理實體 SMP沈默量測期間 STA工作站 WLAN無線區域網路 1 00 MESA軟體架構之一種系統高階功能方塊圖 110 SME 112 RRM功能方塊 114 SME功能方塊 116 RRM控制邏輯 118 RRM演算法 120 MAC驅動器/0S界面

122 RRM API 124 OS API 馨130、240、306 OAM 代理器

134私有MIB 136標準MIB 140其他高層實體（如TCP、IP、HTTP等） 150、230 802. 1 1 晶片組 1 6 0 80 2. 3 晶片組 2 0 0 MESA軟體架構之一種系統方塊圖

第30頁 1281618 圖式簡單說明 210高層實體 220 MAC驅動器 250 MESA之軟體架構 252、352 channelQualCtrl 任務 254、354 Data —In 任務 256、356 Data —Out 任務 258、358 OAM_Handler 任務 262、264區域資料庫 270分享貢料庫 30 0搭配MESA軟體架構30 2之一種系統方塊圖

302 MESA軟體架構 31 0資料平面 .| 402 OS API 零’406 MAC API

3 0 4 8 0 2 · 11晶片組驅動器 320控制平面 404 0AM API 408 HWC/HAL API 602 MESA功能方塊 604 send _f rom _mesa 功能 605、705訊息 605a、705a訊息表頭 605b、705b訊息參數 606 " 706 Dispatch _Buffer 功能 608!、608N、6 08N+1 ' 7 08〗、70 8N、708N+1 將訊息轉移至接收器任務 702 MAC 或 0AM功能方塊 704 send_to _mesa 功能

Claims

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•:種支援一無線區域網路（WLAN)節點中不同作業平台（Platf0rm)之可攜式模組化軟體實施的系統，該無線區域網路（WLAN )節點具有一高層實體、一媒體存取控制（MAC )驅動器、一運作管理維護（mm )代理器、及一物理層實體，該系統包括：一控制平面，其架構以當與該媒體存取控制（MAC)驅動器互動時，實施一控制平面演算法；一資料平面，其架構以當與該媒體存取控制（MAC )驅動器互動時，實施一資料平面演算法； Μ 運作管理維護（0 A Μ )處理器任務，其架構以與該運作管理維護（0ΑΜ )代理器互動；以及一應用程式界面（ΑΡI )，藉以致能與外部模組之互動’無論該等外部模組之特定性及實施。 2·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該控制平面具有一頻道品質控制任務’且’該資料平面具有一資料輸入任務及一資料輸出任務，該頻道品質控制任務收集4媒體存取控制（MAC )驅動為之置測、並與直他任務協調，該資料輸入任務及該資料輸出任務係由該媒體存取控制（MAC )驅動器轉移資料或轉移資料至該 _ 媒體存取控制（MAC )驅動器。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之系統，其中，該頻道品質控制任務處理來自該媒體存取控（MAC )驅動器之關連要求訊息並於一沈默量測期間收集鄰近無線網路基地台（AP )之確認（ACK )訊息。

第32頁 1281618 — ------^_____________- 六、申請專利範圍 4.如申請專利範圍第2項所述之系統，其中，該頻道品質控制任務實施頻道選擇演算法、能量偵測臨界值演算法及功率控制演算法。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之系統，其中，該頻道品質控制任務是周期地實施該等演算法。 6.如申請專利範圍第4項所述之系統，其中，該頻道品質控制任務根據預定臨界值觸發來實施該等演算法。 7·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，一無線資源官理（R R Μ )應用程式界面（A P I )於该媒體存取控制 Φ ( MAC )驅動器實施，以收集量測及統計並利用該無線資源管理（RRM )之輸出更新一媒體存取控制（MAC ) 及物理層實體。 8·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，OEM製造商所供應之至少一運作管理維護（0AM )功能係包含於該無線區域網路（WLAN )節點，且，〇EM製造商之應用程式界面（API )係於該媒體存取控制（MAC )驅動器實施。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之糸統’其中’提供一機動性致能系統架構（MESA )功能方塊’以在0EM製造商所 ⑩ 供應之至少一運作管理維護（0AM )功能及一適當機動性致能系統架構（mesa )任務間轉移一訊息。、 1 0.如申請專利範圍第9項所述之系統，其中，一分派功能是由該機動性致能系統架構（mesa)功能方塊所呼叫，藉以根據一訊息表頭將該訊息轉移至該適當機動

1281618 ___ 六、申請專利範圍性致能系統架構（mesa.)任務。 11 ·如申請專利範圍第丨0項所述之系統，其中，該分派功能係利用一功能呼叫或一路由器系統訊息佇列之一訊息呼叫。 1 2.如申請專利範圍第9項所述之系統，其中，該機動性致能系統架構（MESA )任務的一佇列屬於由一作業系統 (0 S )核心所控制之一共享記憶體領域。 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之系統，其中，至少一機動性致能系統架構（MESA )任務是於該OEM製造商供應 II 之至少一運作管理維護（0AM )功能實施。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之系統，其中，該分派功能直接呼叫處理該OEM製造商之應用程式界面（API) 之一適當功能。 1 5 ·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，一無線資源管理（RRM )埠接及作業系統（os )摘要應用程式界面 (API)是實施於該媒體存取控制（MAC)驅動器。欠 1 6·如申請專利範圍第丨5項所述之系統，其中，該無線資源管理（RRM )埠接及作業系統（0S )摘要應用程式界面（API )具有記憶體設置應用程式界面（API )、緩 • 衝器管理應用程式界面（API )及計時器服務應用程式界面（API )。 1 7 ·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，用於運作官理維護（0AM )之一無線資源管理乂 RRM )應用程式界面是實施於該運作管理維護（〇AM )伺服器，藉以同時

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六、申請專利範圍得到專有及標準管理資訊方塊（MIB )存取。 18.二1,1利範圍第1項所述之系統’其中，該無線區域肩路（WLAN )節點為一無線網路基地台（Ap )、一無線區域網路（WLAN )路由器、及一終端工作站之一。 19·如申請專利範圍第2項所述之系統，其中，各任務提供區域資料庫，且，提供一共享資料庫，以儲存全部任務之存取資料。 2〇·如申請專利範圍第1 9項所述之系統，其中，該區域資料庫具有各任務專有之架構參數、量測資料、及演算 • 法專有之内部資料。之系統，其中，全部任務係 21 ·如申請專利範圍第丨9項所述之系統，其中，該共享資料庫具有架構參數、量測資料、及複數任務共享之演异法輸出。述 2 2.如申請專利範圍第2項所同步進行。