TWI287920B - Method and system of network management and service provisioning for broadband wireless networks - Google Patents

Method and system of network management and service provisioning for broadband wireless networks Download PDF

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TWI287920B TW094125390A TW94125390A TWI287920B TW I287920 B TWI287920 B TW I287920B TW 094125390 A TW094125390 A TW 094125390A TW 94125390 A TW94125390 A TW 94125390A TW I287920 B TWI287920 B TW I287920B
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Description

1287920 九、發明說明： C發明戶斤屬之技術領域3 發明領域 大致上，本發明之領域係有關無線通訊網路，更特別， 5 但非排它地係有關一種用於寬頻無線網路之網路管理及服 務提供方法及系統。 發明背景 IEEE(美國電機及電子工程師學會）802.16是用於固定 10 式、可攜式、組合之行動寬頻無線接取(MBWA)之空氣介面 標準套組。IEEE 802.16初步被接納作為無線標準來允許具 有成本效盈之最終寬頻連結至不被有線寬頻例如纜線戍 DSL所服務之該等站台，該規格的出現係針對讓行動高速 寬頻應用用途有更寬廣的市場機會。IEEE 802.16架構不僅 15可解決傳統「最終」問題，同時也可支援在行進當中的漫 遊行動用戶端。MBWA架構由IEEE 802.16工作小組以及全 球微波接取交互工作性(WiMAX)論壇加以標準化。為求方 便起見，802.16與WiMAX二詞於全文說明書中互換用來表 示IEEE 802.16空氣介面標準套組。 2〇 第1圖顯示一種具有點對多點(PMP)架構之簡化寬頻無 線網路，PMP架構用來於典型低於n GHz之核准頻帶以及 免除核准頻帶操作。其它型別之架構（圖中未顯示）諸如網目 寬頻無線網路也允許使用。主幹IP(網際網路協定）網路 使用無線存取節點（RAN) 102A及102B而連結至一寬頻無 1287920 線網路。各個RAN係透過有線鏈路諸如光纖(顯示為光纖鏈 路103A、103B及103C)或點對點無線鏈路（圖中未顯示）而連 結至一或多個無線單元(於RAN 102A或102B間顯示為無線 單元104A、104B及104C)。於一無線單元之集線器有個別 5基地台（BS) 106A、及106C。基地台系統包括先進天線 系統(AAS)，AAS典型係位在無線電塔的頂端，用來發射高 速資料給多個用戶站台（SS) 108，以及透過單向無線鏈路 110而接收來自用戶站台之資料（各個ss上傳發射彼此獨立 無關）。更特別，各個SS 108可使用由IEEE P802.16空氣介 10面標準定義的PHY+MAC(實體+媒體接取控制）層特色而接 取網路100(透過適當BS)來接取。一個SS可與固定用戶所在 位置（例如家庭或辦公室）相對應，或一個33可與行動用戶 相對應，该行動用戶係透過諸如個人數位助理器（pda)、膝 上型電腦等行動裝置來接取該寬頻無線網路。固定式％典 15型係使用方向性天線，而行動SS或可攜式SS典型係使用全 向天線。 叢發資料由網路1〇〇傳輸至SS 108係以下述方式進行 。諸如IP封包或乙太網路訊框的叢發資料係被包封於IEEE 802.16-2004資料訊框格式，且由適當RAN前傳至一個指定 20單元内部的一個適當BS。然後BS使用單向無線鏈路11〇而 發射非視線(NLOS)資料給各個ss 108，稱作為「下載鏈路 」。資料由SS108傳輸至網路100係以相反方向進行。此種情 況下，封包後的資料係使用單向網路鏈路(稱作為「上傳鏈 路」來由SS傳輸給適當的Bs。然後資料封包前傳至適當 1287920 RAN轉換成為ip封包或乙太網路訊框，且前傳至網路wo 之目的地節點。叢發資料可使用分頻雙工(FDD)體系或分時 雙工(TDD)體系傳輸。於TDD體系中，上傳鏈路及下載鍵路 共旱相同的RF頻道，但非同時發射；而於FDD體系中，上傳 5鏈路及下載鏈路係於不同RF頻道工作，偶爾係同時進行。 多個BS被組配來形成一個蜂巢狀的無線網路。利用共 享媒體的網路需要有機轉來有效共享媒體。於各個單元内 部，無線網路架構為雙通PMP，其為共享媒體的良好實例 ，此處該媒體為射頻波傳播通過的空間（空氣由基地台（BS) 10至下載鏈路係以PMP為基準操作。於IEEE 802.16-2004 標準内部之提供裝置包括於各個單元内部之一個具有AAS 的中心BS。此種AAS包括扇區化天線，該扇區化天線可同 時處理多個獨立扇區。於此類型組配結構下，後述基地台 的操作可對各個獨立扇區實作，因此有多根扇區天線分享 15 一個共通控制器之多個共同定位之基地台可用於網路。於 一個指定頻率頻道及天線扇區内部，全部的站台皆接收相 同的傳輸或其部分。 於其它方向，用戶站台以應需為基準來分享至BS的上 傳鏈路。依據使用的服務類別決定，SS可被核發給連續傳 20輸的權利，或於BS接收到來自SS的請求之後才授權發射權 利。除了個別定址的訊息之外，訊息也可於多播連結傳送 (控制訊息及視訊分佈屬於多播用途的實例），以及訊息也可 廣播至全部的站台。於各扇區内部，使用者遵照一種傳輸 協定，該傳輸協定控制各使用者間的競爭衝突，因而讓服 1287920 務可調整配合各個使用者應用程式的延遲要求及頻寬要 求。 【發明内容】 本發明係為一種用以於寬頻無線網路中提供服務流之 5 方法’該方法包含有下列步驟：識別試圖接取該寬頻無線 網路之一用戶站台（SS);取還與該SS相對應之服務流參 數；以及基於所取還之該等服務流參數，為該SS形成服務 流’該等服務流讓該SS可接取該寬頻無線網路。 圖式簡單說明 10 前述各方面及多項伴隨之本發明之優點經由參照後文 詳細說明結合附圖將更為彰顯，其中除非另行規定，否則 類似的參考號碼表示各圖間的類似部分。 第1圖為一種具有基於IEEE 802.16標準套組之點對多 點拓樸結構之範例寬頻無線網路之示意圖； 15 第2圖為根據本發明之一具體例，一種寬頻無線接取網 路之管理參考模型之示意圖； 第3圖為採用於第2圖之管理參考模型來輔助提供操作 及管理操作之管理資訊資料庫(MIB)之示意代表圖； 第4a圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 20 wmanIfBsProvisionedSfTable物件相對應之一種無線Man( 都會區域網路)基地台（BS)被提供之服務流表之範例組配結 構； 第4b圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfBsServiceClassTable 物件相對應之一種無線 Man 1287920 BS服務類別表之範例組配結構； 第4c圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfBsClassifierRuleTable物件相對應之一種無線Man BS分類器規則表之範例組配結構； 5 第4d圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfBsRegisteredSsTable 物件相對應之一種無線 man BS登錄之用戶站台表之範例組配結構； 第4e圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfCmnCpsServiceFlowTable 物件相對應之一種無線 10 MAN共通服務流表之範例組配結構； 第5圖為示意圖，顯示根據本發明之一具體例，透過該 體系可提供服務類別之一種體系； 第6圖為流程圖，顯示根據本發明之一具體例，於對用 戶站台提供服務流期間所執行的操作； 15 第7圖為示意圖，顯示於第6圖之服務流提供操作期間 ，於第4a-e圖之表所做之範例表分錄集合；以及 第8圖為訊息流圖，顯示使用動態服務加法(DS)發訊， 用來建立服務流之運算及訊息；以及 第9圖為一種裝置之示意圖，該裝置可由用戶站台或基 20地台用來執行此處所述具體例之各方面。 t貧施方式：J 較佳實施例之詳細說明 此處說明一種用於寬頻無線網路之網路管理及服務提 供方法及系統。於後文説明中，列舉多項特定細節以供徹 1287920 底了解本發明之具體例。但熟諳技藝人士需了解可無一戍 多項特定細節或可使用其它方法、組成元件、材料等來實 施本發明。於其它例中，未顯示眾所周知之結構、材料或 操作之細節以避免混淆本發明之各方面。 5 本說明書中述及「一個具體例」或「一具體例」表示 就該具體例所述之一項特定特色、結構或特徵係含括於本 發明之至少一具體例。如此，於本說明書之各處出現「於 一具體例十」或「於一具體例」等詞並非必要全部表示同 • 一個具體例。此外，特定特色、結構或特徵可以任一種適 10 當方式而組合於一或多個具體例。
WiMAX網路之主要方面係用於服務提供。為了讓終端 使用者可接取WiMAX網路，必須提供使用者^及服務流（ 亦即與特疋服務品質（QoS)相關聯之mac服務資料單元之 單向流）。不似於今日環境下常用來提供無線網路之由最簡 15單Wi_Fi(亦即IEEE 802.11)網路所提供之有限Q〇s支援， IEEE 802.16架構可提供Q〇s特色的豐富集合。此外， • WiMAX採用比較Wi_Fi更複雜的無線空氣介面，如此要求 更複雜的服務提供考量。 特定言之，WiMAX係基於集中式控制架構，此處mBS 20的排程器對全部％的無線媒體接取有完全控制能力。 WiMAX可㈤時支援乡重無線連結，乡重祕賴具有完整 QoS參數集合特性。此外，WiMAX可提供封包分類器，來 將此等連結與各種使用者應用用途及介面相映射，該等介 面包含乙太網路、TDM(分時多工）、ATM(異步傳輸模態） 1287920 、IP(網際網路協定）、VLAN(虛擬局部區域網路）等。但 WiMAX的豐富特色集合以及彈性也增加固定式及行動寬 頻無線接取網路的服務佈署及服務提供上的複雜度。 第2圖顯示根據本發明之一具體例，寬頻無線接取 5 (BWA)網路之管理參照模型200。該管理參照模型2〇〇包括 藉網路管理系統(NMS) 202管理之節點（顯示為用於範例用 戶站1 (206)及N (208)的管理節點2041及20知及對基地台 212之管理節點210)，以及由資料庫伺服器216所載之服務 流資料庫214。NMS 202及服務流資料庫係透過網路218， 10 網路典型可為網域網路(WAN)或網際網路而與WiMAx網 路BS(例如基地台212)通訊鏈接。BS管理節點及SS管理節點 收集且儲存成802.16管理資訊資料庫MIB格式之管理物件 ’如]VQB例220、222及224所述。一具體例中，管理物件可 由NMS(例如NMS 202)，使用如IETF RFC(請求註釋）1157( 15 亦即http://www.faqs.org/rfcs/rfcll57.html)規定之簡單網路 管理協定(SNMP)利用。 服務流資料庫214含有服務流及相關QoS資訊，其於提 供服務時、SS進入WiMAX網路時、或行動SSkbS涵蓋區 内漫遊時，指示BS及SS來形成傳輸連結。通常55可由1^]^5 20 直接管理，或經由一個作為SNMP之代理快取記憶體之BS 而間接管理。一具體例中，SS與BS間之管理資訊對一接受 管理之SS係透過第二管理CID(連結識別符）來攜帶。若不存 在有第二管理CID，貝彳SNMP訊息藉客戶所擁有的設備所提 供之另一介面來傳輸。 1287920 藉IEEE 802.16-2004標準定義之服務流有三個類型’包 括提供服務流、允許服務流及激化服務流。提供服務流為 被提供但不會即刻被激化之服務流。外部觸發器用來將一 提供服務流變遷成為許可服務流。當SS經由網路進入程序 5 而進入網路時許可服務流被初始化，提供命令係藉NMS管 理。 於許可服務流下，網路資源經由許可控制而保留。外 部觸發器用來將許可服務流變遷成為激化服務流。類似電 話模型中的「電話未掛上」的事件用來激化主動提出核可 10的服務(UGS)服務流。應用程式觸發器也可用來執行變遷至 激化服務流。 激化服務流是一種被激化的服務流。換言之，被核准 供資料傳輸用之上傳鏈路頻寬及下載鏈路頻寬之服務流。 激化服務流採用-激化qgS參數集合，該激化QqS參數集合 I5 為許可Q〇s參數集合之一子集。 ' ’ SNMP係由一管理者 理物件及網路協定所 理之網路之管理應用 來執行來自管理器之 SNMP係基於管理者/代理器模型 、一代理器、管理資訊資料庫、受管 組成。管理器執行監視與控制接受管 程式。代理器為駐在於接受管理裝置 20命令之管理軟體模組。 管理者及代理器使用管理資訊 小的命令集合來交換資訊。咖被_ (MIB)及:相對 樹狀結構，個別變數諸如點 I、為有個別變數的 表示。 狀狀柄叫枝上的樹葉來 12 1287920 第3圖顯示根據一具體例wmanlfMib(無線MAN介面 )MIB資料結構300。MIB資料結構包括巢套於一目標階層的 各個層（群)之多個MIB物件。於該基層頂端為wmanlfMib物 件。階層的下一層包括wmanifBsObjects、wmanlfSsobjects 5 、及wmanlfCommonObjects。wmanifBsObjects 包括欲藉基 地台實作之一群管理物件。同理，wmanlfSsobjects包括欲 由用戶站台實作之接受管理的物件。wmanlfSsobjects包括 一群欲於基地台及用戶站台實作之共同管理物件。與其它 SNMP管理操作相關，wrnanIfMib MIB資料結構300可遵照 10 RFC(請求註釋)2863(亦即 http://www.faqs.org/rfcs/rfc2863.html) 定義之介面群MIB而實作為一子樹。 第4a圖顯示根據MIB資料結構300之一具體例，一種BS 提供服務流表（wmanlfBsProvisionedSfTable 400)之範例組 態。本表含有前置提供動態服務流資訊欲於使用者進入網 15路時用來形成連結。In包括一Sfindex欄位402、一SS MAC 位址欄位404、一QoS指標攔位406及一方向欄位408等攔位( 圖中未顯示）。sflndex欄位402係用作鏈接表中各列之資料 庫中其它各表的指標。相對應之動態服務流狀態值(提供、 «午了或激化)係儲存於各個指標分錄之鏈接表（圖中未顯示 20 )。SSMACMi址欄位404含有一獨特SS識別符來將動態服務 流與SS關聯。QoS指標攔位406儲存一指標器（指標）至該相 對應服務流之QoS參數集合。方向攔位4〇8定義服務流方向（ 例如上傳(UL)或下載(DL))。 第4b圖顯示根據MIB資料結構3〇〇之一具體例，一種 13 1287920 服務類別表(wmanlfBsServiceClassTable 420)之範例組態。 本表含有與服務流相關聯之q〇S參數。所示各攔位包括一 Q〇S指標欄位422、一服務類別欄位424、一訊務優先順位欄 位426、一最大維持資料率欄位428、一最大訊務叢發欄位 5 430 ' 一最小保留率欄位432、一忍受抖動欄位434及一最大 潛伏期攔位436。QoS指標欄位422係類似QoS指標欄位406 ’對相對應之動態服務流儲存一至QoS參數集合的指標器（ 指標）。服務類別攔位424儲存服務類別名稱。一具體例中 ，該層服務類別名稱係鏈接至個別QoS參數集合，故藉單純 10 載入相對應之服務類別名稱而可識別常用Q〇s參數之一特 定集合。 訊務優先順位欄位426含有載明指定給一服務流之優 先順位之數值(例如0···7)。當二服務流除了優先順位之外具 有完全相同的QoS參數時，有較高優先順位之服務流將被給 15予較低之延遲，以及給予較高之緩衝優先。最大維持資料 率欄位428係以每秒的位元數來載明動態服務流之尖峰資 料流速。最大訊務叢發欄位430係載明可被傳輸之最大叢發 資料大小。最小保留率攔位43 2係用來以每秒位元數載明以 時間之經過求取平均值，欲於服務流傳輸直至最小資料量 20 。忍受抖動欄位434係用來對服務流規定最大頻率延遲變化 (抖動）。最大潛伏期攔位436載明BS或SS於其網路介面上接 收到一個封包至前傳該封包至其射頻(RF)介面間之最大潛 伏期。 第4c圖顯示根據MIB資料結構300之一具體例，一種bs 1287920 分類器規則表（wmanlfBsClassifierRuleTable 440)之範例組 態。本表含有該封包分類器將下載封包及上傳封包映射至 該動態服務流之規則。該表之各個攔位含有一sfIndex搁位 442(類似sflndex欄位402)、一來源正位址欄位444其中儲存 5 來源終點之IP位址、一目的地IP位址攔位446，其中儲存一 目的地終點之IP位址及一服務型別（T0S)/區別服務碼點 (DSCP)攔位448於其中儲存TOS參數或DSCP參數。於下載 方向，當由網路接收到一封包時，BS之分類器使用MAC位 址或IP位址來判定該封包前傳至哪一個SS，且BS的分類器 10可使用TOS參數或DSCP參數來選擇具有適當Q〇s的動態服 務流。於上傳方向，當由客戶終端接收到一個封包時，ss 之分類器將使用來源/目的地MAC位址或IP位址及琿號石馬 、T0S/DSCP、虛擬局部區域網路(VLAN) ID來前傳該封包 至一具有適當QoS支援的服務流。
15 第4d圖顯示根據MIB資料結構300之一具體例，一種BS 登陸85表(〜111&111€88尺62丨816代(158丁31}16 460)。本表含有與所 登陸之SS相對應之資訊。所示攔位包括sslndex欄位462，其 含有至用戶站台識別符之一指標，以及包括iflndex欄位464 ，其含有MIB例的介面指標。SS MAC位址欄位466用來儲 20 存用戶站台之MAC位址。
第4e圖顯示根據MIB資料結構300之一具體例，一種共 通動態服務流表（wmanlfCmnCpsServiceFlowTable 480)之 範例組態。本表包括一服務流指標（sfIndex)攔位482、一服 務流連結識別符（sfCid)欄位484、一方向欄位485、一 QoS
15 1287920 指標棚位486及一服務流狀態爛位487。所示其餘各搁位係 類似於smanlfBsServiceClassTable 420中之具有類似名稱之 欄位，該等欄位包括一服務類別名稱欄位488、一訊務優先 順位攔位489、一最大維持資料率攔位490、一最大訊務叢 5 發攔位491、一最小保留速率欄位492、一忍受抖動欄位493 及一最大潛伏期欄位494。此等欄位含有儲存於 smanlfBsServiceClassTable 420之與其相關服務類別名稱相 對應的相同QoS參數。除了所示的爛位外， smanlfCmnCpsServiceFlowTable含有其它圖中未顯示之欄位。 10 為了對各個BS所支援的數百個或甚至數千個用戶站台 提供動態服務流屬性之NMS任務，已經修訂提供服務類別 構想。第5圖顯示一種提供服務類別體系之具體例，其中形 成QoS側繪(例如服務類別）來定義可由多個服務流所共享 之相關服務流屬性。例如SS Al、B1及XI之基本CID UL係 15使用服務側繪1。服務流屬性側繪可動態加或刪來滿足來自 用戶的不同QoS需求。 第6圖顯示一流程圖，說明根據本發明之一具體例對一 用戶提供動態服務流所執行之操作。程序始於方塊6〇〇，其 中用戶於服務層級合約中藉由載明動態服務流屬性，來從 20服務提供業者購買寬頻無線服務。當用戶訂購服務時，用 戶告知服務提供業者有關與預定服務層面相對應之動態服 務流資訊，包括所請求的UL/DL連結數目，連同此等連結 之資料速率及QoS參數，以及連同用戶期望執行為何種用途 (例如網際網路、語音、視訊等）。響應於用戶登入，服務提 16 1287920 供業者經由將相對應之動態服務流屬性載入於服務流資料 庫216而前置提供服務，如方塊602所示。 於方塊604，SS選擇BS(或於行動使用者的情況下，動 態識別BS)，而完成BS之網路登入及認證程序。響應於此， 5 於方塊606，BS將SS登入wmanlfBsRegisteredSsTable 460 ; 以及於方塊608,基於用戶站台之MAC位址，透過伺服器216 及網路218而由服務流資料庫214下載相對應之服務流屬性 。然後smanlfBsProvisionedSfTable載入相對應之服務流資 吕fl ’而相對應之QoS參數載入於smanlfBsServiceClassTable 10 ’以及相對應之分類器規則載入於 wmanBsClassifierRuleTable 〇 第7圖顯示於前述表400、420、440、460及480中與一 提供程序相對應之範例載入。如smanlfB sProvisionedSfTable 400所示，已經前置提供兩個SS，分別以MAC位址0xl23ab54 15
20 及0x45feadl識別。各個SS有二動態服務流，以sflndex欄位值 識別，帶有分別由QoSIndex 1及QoSIndex 2所識別的相關聯 的QoS參數。如前文討論，QoSIndex係指向含有QoS參數之 smanlfBsServiceClassTable中之一個QoS分錄。第 6圖及第 7 圖所示smanlfBsServiceClassTable 420包括三層次QoS :金 、銀及銅。sflndex值指向 wmanlfBsClassifierRuleTable 440 有相同sflndex值之相對應分錄 。 wmanlfBsClassifierRuleTable 440之分錄指示哪一種規則將 用來分類與指定動態服務流的封包。 wmanlfBsClassifierRuleTable 440含有一藉 sflndex 100001 17 1287920 指標之分錄，指示下載服務流，其含有目的地IP位址1·〇. 1.48 。表示於BS之分類器將前傳接收自RAN 102A之具有目的地 IP位址1·0· 1.48之封包至具有sflndex 100001之服務流。 wmanlfBsClassifierRuleTable 440也含有一分錄係由 sflndex 5 100002指標，指示上傳服務流，且含有來源ip位址6.12.6.5 及TOS 7。表示於SS之分類器將傳輸具有來源IP位址 6.12.6.5及TOS 7之封包至具有sflndex 100002之服矛务流。 當具有MAC位址0xl23ab54之SS登錄於BS時，BS於 wmanlfBsRegisteredSsTable 460形成一個分錄。基於該MAC位 10 址，該 BS 可找到已經於 smanlfBsProvisionedSfTable 400、 smanlfBsServiceClassTable 420、及wmanlfBsClassifierRuleTable 440前置提供之服務流資訊。 於方塊610，BS使用動態服務增加(DSA)訊息發訊給SS 來形成相對應之sflndex分錄（例如1 〇〇〇〇 1及100002)之動態 15 服務流，帶有前置提供之動態服務流資訊。BS及SS於 wmanlfCmnCpsServiceFlowTable 480 分別形成相對應之分錄( 例如於本例為兩個分錄）。wmanlfCmnCpsServiceFlowTable 480 含有服務流資訊及QoS參數二者。依據網路情況而定， wmanlfCmnCpsServiceFlowTable 480 的 QoS 參數可能比 20 smanlfBsProvisionedSfTable 400中前置提供之服務層級更 低的服務層級相對應。分類器規則係於BS及SS個別的分類 器規則表（圖中未顯示）形成。如終端方塊612指示，動態服 務流隨後可由用戶用來進送資料訊務。 當BS 212希望與SS 204建立上傳動態服務流或下載動
18 1287920 態服務流時，所進行之操作細節顯示於第8圖。該程序始於 方塊800，其中BS檢查SS是否被授權該服務。於方塊8〇2， 然後BS檢查就對BS的目前用戶提供（亦即透過bs之目前空 氣鏈路使用）是否可支援服務流QoS要求。若可支援服務， 5則於方塊804，BS產生新的服務流識別符（SFID);若
AdmittedQoSParamSet為非零，則於方塊8〇6BS映射該服務 流至CID。然後於方塊808，BS進送DSA-REQ訊息810，及 設定其計時器t7。 當於方塊812接收到DSA-REQ訊息810時，SS 204於方 10 塊814證實該訊息是否可支援服務流。若是，則於方塊816 增加下載SFID(若存在），以及於方塊816允許接收於任何新 的下載服務流。然後於方塊820，SS進送DSA-RSP訊息822 至BS 212。 當接收到DSA-RSP訊息時，於方塊824，BS停止其時間 15 T7。然後於方塊826，BS允許傳輸(下載）或接收(上傳）資料 於該新服務流。於方塊828，BS將DSK-ACK確認訊息送至 SS，BS於方塊832接收訊息。響應於此，於方塊834，SS將 允許於新的上傳服務流傳輸。 DSA訊息語法之細節可參考IEEE 802.16-2004標準之 2〇 章節6.3.2.3.10有關DSA-REQ訊息、章節6.3.2.3.11有關 DSA-RSP訊息、及章節6·3·2·3·12有關DSA-ACK訊息。 第9圖顯示遵照IEEE 802· 16-2004規格適合用作為用戶 站台或基地台之一種寬頻無線糸統架構之方塊圖。該架構 包括一片數位板900及射頻(RF)板902。通常數位板900係負 19 1287920 責執行此處所述各項處理。同時RF板902處理根據IEEE 802.16-2004標準之RF信號的產生與接收。 有各種基本方塊及組成元件可由數位板9〇〇用來輔助 其處理操作。此等基板方塊及組成元件包括一選擇性之聯 5 合測试動作小組(JHTAG)元件904、一收斂次層906、一IEEE 802·16_2〇〇4 MAC硬體方塊908、一IEEE 8〇2·16-20〇4實體層 收發器910、一TDM組成元件912、一記憶體控制器914、一 IEEE 802.16-2004 MAC層916、一乙太網路MAC方塊918、 一同步動態隨機存取記憶體(SDRAM) 920、一乙太網路實 10 體介面922、快閃記憶體924及處理器926。 因數位板可處理數位信號，而IEEE 802.16-2004之傳輸 包含類比信號，故可提供裝置來介於兩種信號型別之間介 面。此外，需要有電路來產生具有適當基頻特性之RF信號 。此等功能係由下列二晶片輔助，亦即藉IF(中頻)/基頻發 15射為（TxM§號晶片929其包括數位至類比轉換器（daC) 930 ，以及IF/基頻接收器（RX)信號晶片931其包括類比至數位轉 換器（ADC) 932。DAC 930晶片將IEEE 802.16-2004實體層 收發器910所產生之數位信號轉換成為相對之類比信號。此 信號饋至RF板902上之RF升頻轉換器936，其將基頻信號頻 20率升頻轉換成為載波頻率。然後升頻轉換後之信號透過可 程式增益放大器（PGA) 938放大，輸出經放大且經過升頻轉 換的信號給發射器天線940。 輸入的IEEE 802.16-2004傳輸信號接收於接收器天線 942。然後接收之信號透過PGA 943放大(視需要而放大）， 1287920 提供給珊頻轉換器944作為輸入，該奸降頻轉換器944將 接收得的信號轉換成為所選之IF/基頻頻率。然後降頻轉換 後的信號透過ADC晶片932而轉換成為數位信號。 通常，處理H926為各翻別之處架構的代表，各 型處理器架構包括但非限於通用處理^、網路處理器及微 控制器。此外’處理器926為-或多個處理元件的代表。由 多個數位板層及元件所執行的操作係藉於_或多個處理元 件包括於處理器926執行指令來辅助。通f，指令包含韋刃體 10 、軟體或二者的組合。-具體例中，❺體指令係、儲存於快 閃記憶體924。-具體例中，體指令係儲存於諸如磁碟機 (圖中未顯示)之儲存裝置，該磁碟機透過磁碟控制器（圖中 2示）而連結至處理㈣6。_具體例中，全部部分軟體 厂可載入為網路之載波’透過乙太網路實體介面922而介 接至數位板900。 15 如此，本發明之具體例可用作為動體及/或軟體模組， =來支援於某種形式處理核心執行、或以其它方式而於 =可讀取媒體上或媒體内部實作或實現之㈣模組及/ tf。機器可讀取媒體包括任何以機细如電腦） 20 媒itr儲射訊或發射資訊之機構。例如機器可讀取 括諸如唯讀記憶體⑽M)存取記憶體爾) 4存媒體；光學儲存媒體；及快閃記憶體裝置等。 卜复機器可讀取媒體包括傳播信號，諸如電、光學、聲 二其它形式之傳播信號(例如載波、紅外光信號* 21 1287920 除了第9圖所示之組態之外，數位板9〇〇及RI^&9〇2的功 能可透過埋設於用戶站台或基地台之相對應模組等來實作 。舉例言之，PDA或膝上型電腦可包括内建於該裝置之數 位板900及RF板902之相對應電路。其它具體例中，數位功 5能&RF板功能可由周邊增加卡或模組來支援，該等卡或模 組諸如桌上型電腦之PCI(周邊組件互連)擴充卡或膝上型電 腦之PCMCIA卡。 15 通㊉储存於基地台之MIB資料之大小係遠大於維持方 用戶站台之MIB資料之大小。於兩種情況下，於bs及如 MIB貧料將為儲存於服務流㈣庫2〗4之資料的小型子漠 。典型地，SNMP代理器操作可鶴以分開應用用途實作a 或可含括作為8〇2.16介面應用程式之—部分用來接取網與 資料可儲存於記鍾儲存裝置或磁碟機等。類似翻 態也可用於基地台1於較大之醜資料要求，則較佳縣 用於BS之-專用資料庫伺服器來伺服職資料。 丽文本發明之具體實施例之說明包括發明摘要之說明 絕非排它性或財發日膝於所㈣之料形式。雖然此广 描述本發明之特定具㈣及實舰舉例說明 处 語枯蓺A丄7 Μ ^ 20 能 諳技藝人士了解’於本發明之·有多種相當修改皆屬π 台栏.〇 妨厨謂域日柯對树日㈣料改。後 利範圍使用之術語絕非將本發明限於說明書及附圖中^示 =具=。反而本發明之範圍完全由如下申請專利範 …而須根據已經確立之申請專利範圍之解譯原則來 22 1287920 解譯。 【圖式簡單說明】 第1圖為一種具有基於IEEE 802.16標準套級之點對多 點才石樸結構之範例寬頻無線網路之示意圖； 5 弟2圖為根據本發明之一具體例，一種寬頻無線接取網 路之管理參考模型之示意圖； 第3圖為採用於第2圖之管理參考模型來辅助提供操作 及管理操作之管理資訊資料庫(MIB)之示意代表圖； 第4a圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 10 wmanlfBsProvisionedSfTable物件相對應之一種無線MAN( 都會區域網路)基地台（BS)被提供之服務流表之範例組配結 構； 第4b圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfBsServiceClassTable 物件相對應之一種無線 MAN 15 BS服務類別表之範例組配結構； 第4c圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfBsClassifierRuleTable物件相對應之一種無線MAN BS分類器規則表之範例組配結構； 第4d圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 20 wmanlfBsRegisteredSsTable 物件相對應之一種無線 MAN BS登錄之用戶站台表之範例組配結構； 第4e圖為根據本發明之一具體例，與第3圖之 wmanlfCmnCpsServiceFlowTable 物件相對應之一種無線 MAN共通服務流表之範例組配結構； 23 1287920 第5圖為示意圖，顯 根據本發明之一具體例，透過該 體糸可提供服務類別之一種體系； *圖為/瓜私圖顯不根據本發明之-具體例，於對用 戶站台提供服務流期間所執行的操作； 第圖為不思圖，顯不於第6圖之服務流提供操作期間 ，於第—圖之表所做之範例表分錄集合；以及 第8圖為訊息流®，顯示使㈣態服務加法(DS)發訊， 用來建立服務流之運算及訊息；以及 10 第9圖為種裝置之示意圖，該裝置可由用戶站台或基 地台用來執行此處所述具體例之各方面。 【主要元件符號說明】 100…1p(網際網路協定)網路 2io…管理節點 102A-B···無線存取節點(RAN) 212···基地台 103A-C···光纖鏈路 104A-C··無線單元 106A-C···基地台(BS) 108···用戶站台(ss) 110···單向無線鏈路 200···管理參照模型 202…網路管理系統(NMS) 204】、204N…管理節點 206…用戶站台i 208···用戶站台n 以4…服務流資料庫 216…資料庫伺服器 218.. .網路 220、222、224...MIB案例、管 理資訊資料庫案例 300 …wmanliMib(無線 MAN 介 面）Mffi資料結構 400.. .BS提供服務流表 (wmanlfBsProvisionedSfTable) 402…sflndex 欄位 24 (§： 1287920 404…SS MAC位址攔位 406.. .Q〇S指標攔位 408···方向攔位 420.. .BS服務類別表 (wmanlfBsServiceClassTable) 422.. .QoS指標襴位 424…服務類別攔位 426···訊務優先順位欄位 428···最大維持資料速率欄位 430···最大訊務叢發欄位 432···最小保留速率欄位 434···忍受抖動攔位 436···最大潛伏期攔位 440.. .BS分類器規則表 (wmanlfBsClassifierRuleTable) 442.. .sflndex 欄位 444…來源IP位址攔位 446…目的地IP位址搁位 448···服務型別(TOS)/區別服 務碼點0DSCP)欄位 460.. .BS 登錄 SS 表 (wmanlfB sRegisteredS sTable) 462".sslndex 欄位 464.. 1.lndex 攔位 466".SS MAC位址攔位 480…共通動態服務流表 (wmanlfCpsServiceFlowTable) 482…服務流(sflndex)攔位 484· · ·服務流連結識別符(Sfcid) 欄位 485…方向搁位 486.. .QoS指標搁位 487…服務流狀態攔位 488…服務類別名稱攔位 489···訊務優先順位攔位 490···最大維持資料速率欄位 491···最大訊務叢發攔位 492···最小保留速率攔位 493···忍受抖動欄位 494···最大潛伏期欄位 600-612、800-834.··方塊 810.. .DSA-REQ 訊息 822.. .DSA-RSP 訊息 900.. .數位板 902…射頻(RF)板 904···聯合測試行動小組 (JTAG)元件 906…收歛次層 1287920
908.. .1EEE P802.16-2004 MAC 硬體方塊 910.. .1EEE P802.16-2004實體 層收發器 912.. .TDM 元件 914…記憶體控制器 916.. .1EEE P802.16-2004 MAC 層 918…乙太網路MAC方塊 920…同步動態隨機存取記憶 體(SDRAM) 922…乙太網路實體介面 924…快閃記憶體 926···處理器 929…IF(中間頻率)/基頻發射 器(Tx)信號晶片 930···數位至類比轉換器 (DAC) 931.. .1./基頻接收器(RX)信號 晶片 932···類比至數位轉換器 (ADC) 936.. .RF升頻轉換器 938…可程式增益放大器 (PGA) 940…發射器天線 942…接收器天線
943.. .PGA 944…RF降頻轉換器 26

Claims (1)

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十、申請專利範圍： 第94125390號申請案申請專利範圍修正本 95.11.27· 1· 一種用以於寬頻無線網路中提供服務流之方法，該方法 包含有下列步驟： 5 識別試圖接取該寬頻無線網路之一用戶站台（SS); 取還與該SS相對應之服務流參數；以及 基於所取還之該等服務流參數，為該SS形成服務流 ’該等服務流讓該SS可接取該寬頻無線網路。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該寬頻無線網路係 10 採用由基於ΙΕΕΕ(美國電機及電子工程師學會）802.16 的寬頻無線標準定義之一空氣介面。 3·如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含： 於由一無線服務提供者所擁有之一服務流資料庫 中，儲存用於個別用戶之服務流參數； 15 響應於該SS試圖透過一基地台（BS)來接取該寬頻 無線網路，於該基地台（BS)獲得一SS識別符； 基於該SS識別符，由該服務流資料庫中取還該等服 務流參數，以及送還被取還之該等服務流參數至該BS :以及 20 儲存該等服務流參數於該BS ° 4·如申請專利範圍第3項之方法，其中該SS識別符為一 SS 媒體接取控制(MAC)位址。 5.如申請專利範圍第3項之方法，進一步包含： 讓一用戶可透過一服務層級合約來訂購由該無線 27 .1287920 — , 年月曰修(ID正·杳稷頁 - ^t·—-一^—— 服務提供者所提供的一服務，該合約識別服務流屬性， 該等服務流屬性界定當接取該寬頻無線網路時將對該 • 用戶提供之服務流； 儲存該等服務流屬性於儲存流資料庫中來前置提 5 供該用戶所需之該服務。 6·如申請專利範圍第3項之方法，進一步包含： 儲存服務流相關資料於該BS及該SS處之個別管理 φ 資訊資料庫(MIB)資料結構中；以及 採用簡單網路管理協定（SNMP)訊息來存取該等 10 MIB資料結構。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中該等服務流參數包 括服務品質（QoS)參數，該方法進一步包含： 使個別QoS參數集合與一相對應服務類別相關聯 :以及 15 讓一 QoS參數集合可基於對該服務流所指定之一 φ 服務類別來應用於一所提供之服務流。 8·如申請專利範圍第1項之方法，其中服務流之形成係透 過該B S與該s S間之動態服務增加（D S A)訊息交換之輔 助而進行。 20 9· 一種用以於寬頻無線網路中提供服務流之方法，包含有 下列步驟： 儲存用戶服務流提供資訊於由一寬頻無線服務提 供者所管理之一服務流資料庫中； 儲存該用戶服務流提供資訊之一子集於位在由該 28 I ‘.‘ ..... I ‘.‘ ..... 于. 1287920 寬頻無線服務提供者所操作之一基地台（BS)處之一管 理資訊資料庫(MIB)中；以及 使用SNMP(簡單網路管理協定)訊息，於該服務流 資料庫與該BS間發送用戶服務流提供資訊。 5 10·如申請專利範圍第9項之方法，進一步包含： 儲存該用戶服務流提供資訊之一子集於位在由該 寬頻無線服務提供者的一用戶所操作之一用戶站台（SS) 處之一個MIB中；以及 使用SNMP(簡單網路管理協定）訊息，於該服務流 ° 資料庫與該ss間發送用戶服務流提供資訊，其中該BS 係用作為一 SNMP代理快取記憶體。 1L如申請專利範圍第10項之方法，其中位於該BS及SS處 之該等MIB包括： 與儲存於一 BS處之個別表相對應之一群BS物件； 5 與儲存於一SS處之個別表相對應之一群SS物件；以 及 與儲存於一BS或SS處之個別表相對應之一群共通 物件。 12.如申請專利範圍第1〇項之方法，進一步包含： 〇 於该BS及該SS採用SNMP代理器來管理位於該BS 及該SS處之該等MIB。 13·如申請專利範圍第9項之方法，其中該寬頻無線網路係 採用由基於IEEE(美國電機及電子工程師學會）802.16 的寬頻無線標準定義之一空氣介面。 29
1287920 14·如申請專利範圍第9項之方法，其中位於該基地台之該 ΜΙΒ包括一服務類別表，該表係將多個服務品質（QoS) 參數集合與多個相對應服務類別相聯結，來讓一QoS參 數集合可基於對該服務流所指定之一服務類別針對一 所提供服務流施用。 15.—種儲存有指令之機器可讀取媒體，該等指令若於一寬
頻無線網路之一基地台（BS)執行時可進行包含下列動 作之操作： 識別試圖透過該BS接取該寬頻無線網路之一用戶 站台（SS); 發送一請求至一服務流資料庫來獲得與該ss相對 應之前置提供服務流參數；以及 々形成該SS所需之服務流，讓該ss可基於所取還之該 等服務流參數來接取該寬頻無線網路。 16· =申請專利範圍第15項之機器可讀取媒體，其中該等指 令之執行進行包括下列動作之進一步操作： 儲存該SS所需之該等服務流參數於由該68所栽有 之一管理資訊資料庫(ΜΙΒ)中。 17.:申請專利範圍第15項之機器可讀取媒體，其中該等指 之執行進行包括下列動作之進一步操作： 營理讓ΓΙΒ可使用SNMP(簡單網路管理協定)訊息來 ，其中該等指令之一部分包含一 種SNMP代理器。 媒體，其中該等指 操作： 18·:申請專利範圍第15項之機器可讀取 令之執行進行包括下列動作之進一步 30
1287920 讓該耶可作為一SNMP代理快取記憶體，來輔助與 該BS鏈接通訊之一網路管理系統與該ss間之通訊。 19·如申請專利範圍第15項之機器可讀取媒體，其中進〆夕 提供與該MIB相對應之一資料結構。 5 2〇·如申請專利範圍第15項之機器可讀取媒體，其中該笟頻 無線網路係採用由基MIEEE(美國電機及電子工程師學 會）802.16的寬頻無線標準定義之一空氣介面。 21· —種用以於寬頻無線網路中提供服務流之裝置，包含： 一處理器； 10 一寬頻無線網路介面，其包括遵照基於IEEE (美國 電機及電子工程師學會)802.16寬頻無線標準且操作式 耦接至該處理器之多個寬頻無線網路元件，該等寬頻無 線網路元件可輔助透過基於ΙΕΕΕ ρ8〇2·16之一寬頻無 線網路進行的通訊； 15 操作式辆接至該處理器之一第二網路介面；以及 才呆作式麵接至該處理益且有指令儲存於其中之裏 少一個儲存裝置，該等指令在由該處理器執行時可進行 包括下列動作之操作： 認證嘗試透過BS來接取寬頻無線網路之一用戶站 20 台（SS)，該認證動作包括獲得一SS識別符； 透過該第二網路介面發送一請求至一服務流資料 庫’來獲传與该SS相對應之前置提供服務流參數；以及 形成該SS所需之服務流，來讓該SS可基於被取還之 該等服務流參數而接取該寬頻無線網路。 31 • 1287920 rgsrttr2 年月 曰條(更、正.赞換|Π
22·如申睛專利範圍第21項之裝置，包含儲存於該至少一個 儲存裳置中用來執行包含下列動作之操作的進一步指 令： 餘存该SS所需之該專服務流參數於由該裝置所載 有或該裝置可存取之一管理資訊資料庫(MIB)中。 23·如申請專利範圍第21項之裝置，包含儲存於該至少一個 儲存裝置中用來執行包含下列動作之操作的進一步指 令： 10 15
讓該麵可制SNM·單網路管理蚊）訊息來 管理。 24. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該裝置包含一電腦 糸統用之一擴充卡。 25. 如申請專利範圍第21項之裝置，其中該裝置包含組配來 安裝於一運算系統中之一模組。 26· —種用以於寬頻無線網路中提供服務流之系統，包含· -網路管理祕，絲管聽—寬料_^中3之 流量提供動作； 20 -服務流資料庫，其係與該網路管理系統鏈接通訊； 多個基地台(BS)，其各自係與該網路管理系統及該 服務流龍賴接舰，—基地台具有可料存取之軟 體’該軟體在受執行時可崎包括下顺作之操作. 識別欲透過該BS而接取該寬頻無綠網路之'一用 站台（SS); 發送一請求來獲得與該SS相對應之前置提供服務 32 聲7曰修(更)正替換頁 •1287920 流參數；以及 對該SS形成服務流，以讓該88可基於被取還之該等 服務流參數來接取該寬頻無線網路。 27·如申請專利範圍第26項之系統，進一步包含： 5 由一基地台所載有之一管理資訊資料庫(MIB)，該 MIB係用以儲存與多個用戶站台相對應之服務流參數， 其中该等軟體指令執行時讓該用戶服務流提供資 訊可使用SNMP(簡單網路管理協定)訊息而於該BS與該 # 服務流資料庫間發送。 1〇 28·如帽專利範圍第26項之系統，其中該寬頻無線網路係 採用由基於IEEE(美國電機及電子工程師學會） 的寬頻無線標準定義之一空氣介面。 29.如申請專利範圍第26項之系統，其中於該BS執行該等軟 體指令進一步讓該BS作為_個§1^]41)代理快取記憶體 15 來操作，透過代理快取記憶體，SNMP訊息由 该網路管理糸統轉送至與該BS通訊鍵接之一用戶站二。 ® 30·如申請專利範圍第26項之系統，其中該MIB包括一提供 服務流表及一服務分類表，該等表配合該等軟體指令於 該BS之執行，而允許透過一服務類別來指定用於一給定 20 服務流之服務品質（QoS)參數。 33
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