TWI345924B - Apparatus, system and method capable of decreasing management frame size in wireless networks - Google Patents

Description

叫月丨曰修(更)正替换^ 九、發明說明： I：發明所屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於可縮減無線網路中之管理訊框大小的 裝置、系統與方法。 t Λ. ιΙ5" ^ 發明背景 無線網路與無線通訊已變成整個社會上普遍用來建立 對更多容量與更快速及更可靠之無線通訊技術的需求。由 於無線電資源有限’每一種允許利用相同帶寬傳送更多資 料之改良對於無線網路之服務提供者與使用者都有很大的 價值；然而本發明之優勢不僅限於無線網路之服務提供者 與使用者。

故，對於能夠針對無線網路中之既定帶寬改良資料傳 輸量之一系統、裝置及方法存在有一強烈的需求。 【發明内容;J 發明概要 依據本發明之一實施例，係特地提出一種襞置，其包 含：-收發器，其可藉由只發射後續發送f理訊息與先前 發送管理訊息間之差異而在一無線網路中發射縮減尺寸之 管理訊息，其中該無線網路係依據2005年3月15日前所採用 之美國電手電機工程師學會(IEEE)最新802.16標準；其中， 後續管理訊息間差異之判定，係藉著由_選擇性欄位所延 伸之管理訊息標頭來實現’該管理訊息標頭通知該管理訊 1345924 正#ϊϊ 息的其餘部分是為一完整管理訊息或5該丨先前管理訊息 的增里，其中該官理訊息係一DL對映圖（下鏈對映圖）與 UL對映圖（上鏈對映圖），且被下鏈(叫中之一基地臺㈣ 於各個無線電訊框中週期性地發射；其中一完整對映圖訊 5息仍在預定區間被發射，以供同步化並允許新用戶站加入 該網路；其中該等管理訊息之一接收器知悉一先前發送管 訊心，並將該先前發送管理訊息與一增量訊息中傳達的 文變&併，以獲得該管理訊息之一現時完整對映圖。 圖式簡單說明 有關本發明之標的被明確地指出及清楚地在說明書最 後面的部份（申請專利範圍）中請求。然而，組織及操作方法 兩者，連同發明之目的與特徵、優點，可藉由下列詳細說 明伴隨所附圖式而被清楚地理解： 第1A圖繪示一IEEE802.16網路之拓樸結構；以及 第1B圖繪示本發明中DL/UL子訊框及管理訊息之傳輸 之—實施例； 第2圖繪示本發明中一DL對映圖或UL對映圖訊息之結 構之—實施例；以及 第3圖繪示本發明之一實施例之實施，其中後續訊框間 之差異（增量）可以所述編碼。 理應瞭解的是為了例說簡單與清羲，圖式中所繪元件 不—定按尺寸。譬如，某些元件之規模係相對於其他元件 係過大。又，合理的考量下，圖式間重覆出現的元件標號 用以指對應或類似之元件。 6 【貧施冷式】 較佳實施例之詳細說明

月I 9修'(更)正替換頁I 下列詳細說明中，說明許多特定細# 營之全盤理解。然而，熟於技紹，即’从提供對本發 瞭解如何實施本發明。另外，習知者不需特別細述亦能 電路不詳細說如免模糊本發明之H、程式、構件、及 除非特別說明，否則下列說 文討論中利譬如「處理」、「計算」理應瞭解說明書全 與，係指-電腦或電腦七 術」判定」、等用 作及/或步驟，心…或類似的電子電腦裝置之動 腦系統㈣^ 或轉換實體呈現之資料，譬如將電 ,、、、’、暫存器及/或記憶體中之 A M 电卞里轉成類似以電腦 糸統的記憶體、暫存器或其他 顯示” B _資贿縣置、傳輸或 恣裝置中之實體量之資料。 本發明之實施例可包括用來執行本文操作之 — 7可特料對特定用途來建構，或可包含選雜地致用 =儲存於裝置之一程式所重組之_通用電腦裝置。該程 工、可儲存於_儲存媒體上，譬如，但不限於任何類型

^ LI . J 匕括軟碟、光碟、壓縮碟片唯讀記憶體（CD_R〇M)、 礤-光碟、唯讀記憶體（R〇M)、隨機存取記憶體（RAM)、 電氣可規劃唯讀記憶體（EPROM)、電氣可抹除式與可規 劃唯讀記憶體（EEPR0M)、磁性或光學卡、適於儲存電子 心7、及能夠耦接至一電腦裝置之一系統匯流排之任何類 型的媒體。 本文所呈現之步驟與圖面不一定關於任何特定電腦裝 ㈣月 日修(褒)正替換頁 置4其他裝置。許多通用系統可用與依據本文技術之程 式，或可便利地建構-更專門的裝置來抑所欲方法。針 對許多這㈣統之所欲結構將由τ細現。另外，本發明 =實施财以任何特定程式語言來描述。理應瞭解可運用 多種程式語言來實施本發明所述教示内容。另外，理應瞭 解本文所述步驟 '能力、及特徵可實施叫何硬體（離散 或整合電路）與軟體之組合。 使用「輕接」與「連接」之用詞，亦可使用及其衍生 詞。理應瞭解的是這些詞意彼此並不盡^相同。反而，在 特定實施财，「連接」可用來指兩個以上互相直接連 接或電接觸之元件。「_」可时指兩個以上互相直接或 間接（藉由它們之間其他中介元件）實體連接或電接觸之 元件、及/或兩個以上彼此合作或互動之元件（例如因果關 係）。 本發明提供能夠縮減無線網路中之管理訊框大小之裝 置、系統、與方法之一實施例，參見第⑺圖，其繪示本發 明中—美國電子電機工程師學會（ΙΕΕΕ) 802 16網路100及 DL (下鏈路）/UL (上鏈路）子訊框與管理訊息之傳輸 的一拓樸結構之一實施例^ IEEE802.16標準（其亦可稱為 WiMax)中，可界定兩個通訊無線網路節點：基地臺（bs) 175與用戶臺（SS) 135 (儘管本發明不限於這些網路節點 定義，亦不限於使用IEEE802.16標準之無線通訊）<>BS175 (連接至一供應方網路-PN105 )管理實體並控制許多 SS115、12〇、及125 (通常透過無線電鏈路132連接到私人 1345924 月I日修(象)正替換頁 區域網路-LAN130))。BS175以無線電訊框145形式，傳送 資料到下鏈（DL)中之SS135 (叢發#1 150和叢發#2 155)， 並接收來自上鏈（UL) 160中之SS135之資料，無線電訊框 145在UL和DL中以固定大小但可改變的區間（例如每5微 5 秒）傳送。UL和DL訊框，稱為子訊框140和165 (當他們在 一起構成一完整的無線電訊框），可由可變長度叢發（叢發 #1 150和叢發#2 155)所構成。每一叢發可利用不同的調變 與編碼方式在無線電介面上發射。 無線電鏈路上可用的DL和UL帶寬有限。BS175，作為 10管理實體’可控制帶寬之利用。在DL中，可分析從pN105 進入之流量，並安排它供傳輸到目的SS115、120、及125。 UL中，亦可為根據接收自SS115 ' 12〇、及125之帶寬請求 將帶寬授予SS115、120、及125之BS175。在DL中以第一叢 發150傳送之每一無線電訊框BS175，在廣播頻道上（故其 15可被所有的SS115、120、及125接收）’兩個管理訊息： 包含許多資料記錄之DL對映圖，精確地描述哪個叢發 在無線電訊框（精確地說來即DL子訊框140)的哪個時候 將在DL中傳送。 包含許多資料記錄之UL對映圖，精確地描述哪個以會 20發射資料訊框（精確地說來即UL子訊框165)之哪一個部 份（叢發）。其亦界定UL子訊框165中之競奪槽（叢發）之 位置與大小’以及UL子訊框165本身之起始。 另外，BS175可以DL150傳送兩個額外的管理訊息：下 下鏈頻道描述符(DCD)和上鏈頻道描述符(UCD),描述所有 9 川45924 軸正替換頁 、編碼、調變及其他可分別用於 組合。這些訊息不需以每一無線電訊框傳送，但它們可在 預定區間内被傳送。 官理訊息佔用無線電訊框之大部份。其總大小之變化 5可從約50位元組到超過1000位元組。在傳統上幾千位元組 長之無線電訊框中，帶寬之大部份僅用來發射前述訊息。 有些無線通訊，包括在一802.16網路期間之操作，在1)1和 UL對映圖不改變、或後續訊框間改變極微時，通常具有週 期。它們無論如何必須以每一訊框被發射，因為每一訊框 SS115、120、及125需知何時在無線電介面上發射與傳送資 料。 本發明之一實施例提供一種藉由減少管理訊息之大 小’譬如，在無線電介面上傳送之DL對映圖152與UL對映 圖154) ’來節約無線電帶寬之方法。此發明能夠只在預定 15 區間中傳送完整對映圖（例如每100個無線電訊框），以及 在其他所有的時間，僅傳送完全與實際對映圖之間的差異 (增量）。一種類似的方法可應用在例如DCD及UCD訊息之 條件中，儘管它們會以較長的區間傳送，並因此增益不會 這麼大。可瞭解的是任何的訊息可利用本發明，而儘管以 20 遇期性地傳送DL對映圖和UL對映圖訊息來描述，本發明亦 可施用管理訊息（例如DCD，UCD)。

有些管理訊息，譬如Dl對映圖152 (下鏈對映圖）和 UL對映圖（上鏈對映圖）154被下鏈（DL) 150中之BS175 以每一無線電訊框145週期性地發射。後續DL對映圖和UL 10 1345924 月I日修(ij正替換頁丨 對映圖訊息通常非常像，甚至一樣。本發明之一實施例提 供這些訊息之尺寸可藉由僅發射後續訊息間之差異（增量） 來縮減。-完全對映圖訊息（為了同步化，及為了例如允 許新SS加入）仍可在-預定區間内發射，但傳送訊息增量 5可節省大量的帶寬（特別是在大部份流量為固定位元率 (CBR)時，CBR可被對映到IEEE 8〇2 16流量分類之主動 提供授予服務（UGS))。管理訊息尺寸變化可從約5〇位元 組到超過1千位元組，且由於祕電訊轉統上係幾千位元 組長（視訊框區間與調變/編碼方式而定），利用本發明可 10節省高達約25%的帶寬。此帶寬可用來傳遞使用者流量。 下列更詳細的說明可通稱-‘對映圖，，因為^^和沉胃 映圖之步驟相同。現在回到第2圖，主要在2〇〇，每一對映 圖可由一組以叢發描述之對映圖資訊元件（對映圖ie) 210、215、…、220構成，前頭加上包含一般資訊之一標頭 15 205。 ' 第3圖中，主要以對映圖300顯示，係本發明之一實施 教實施，其中後續訊㈣之差異（增量）可依所述編^ 可瞭解的是此僅為-種編碼方式，而任何數量之不同編碼 & =式可用於本發明一實施例提供：a)完整訊息3〇5 ; ^ 前除=映圖IE#2之增量訊息310 ; b’）合併增量訊息匕.與先 =的完全訊息a_之結果；c)加上對映圖IE#6之增量訊_ &併増量訊息c_與先前的完全訊息a.之結果；d)具有經佟 改之對映圖IE#4,與對映圖IE#5,之增量訊息；d，）合併増量 訊息d.與先前的完全訊息a.之結果。 11 1345924

再一 後續訊框間之差異(增量方式 次強調，本發明不限於此處所示範之編碼方心在此實施 例中，訊息標頭應由-選擇性欄位延伸，通知剩下的對映 圖是為一完全對映圖或來自先前對映圖之一增量。此應是 為同步化之目&，使得失之同步的沾或想加人的新ss厂可 檢測到-完全對映圖。在相關叢發職時每_對映圖压可 包含 > 訊（以無線電符號），其係於第3圖呈現以‘開始，值。 若一對映圖IE被移除、插入、或修改，且係清單上之第一 移除/插入/修改對映圖IE，其可開始於與先前對映圖中之其 10中一對映圖1E相同的地方。所有後繼對映圖圧可改變其位 置與内容。因此，增量對映圖可包含已加入之第—對映圖 IEU320)、或被改變（(1.330)、或一被移除對映圖 後繼之第一對映圖IE，及所有下列對映圖IE (不管它們q 否相同、被加入、或被修改）。知悉先前訊息（來自本實施 15 例中之a.的訊息）的接收器，可將其併與增量訊息 b’ ’ 3c’與3d’中所示結果）所傳遞的改變來獲得現時 映圖。 (第3圖 完全對 在一最糟的情況下，增量訊息可包含所有尉映圖庄（— 例如第一元件被修改的情況），故其等於完全訊I ^最好 20 情況，其沒有對映圖IE (若沒有元件被修改）且0 包含標 頭。因此，利用本發明總是可以造成帶寬增益，因為傳、 一完全對映圖等於發生在利用所述方法之最糟情況。 儘管本文中已說明一些實施例，許多的修改、代換 改變、及等效現在可啟發熟於此技術領域者。故此， /¾嗓· 12 1345924

月/日修(處)正替名 解所附申請專利範圍意欲涵蓋所有這些 修改與變化 I：闽式簡單說明]| 第1A圖繪示一IEEE802.16網路之拓樸結構；以及 第1B圖繪示本發明中DL/UL子訊框及管理訊息之傳輸 之一實施例； 第2圖繪示本發明中一DL對映圖或UL對映圖訊息之奸 構之一實施例；以及 10 第3圖繪示本發明之一實施例之實施，其中後續訊框門 之差異（增量）可以所述編碼。 【主要元件符號說明】 100 網路 155 叢發#2 102 管理訊息 160 上鏈_ 105 供應方網路(PN) 140 、165子訊框 110 Μ 臺(BS) 175 基地臺(BS) 115、 120、125 SS 200 對映圖 130 區域網路LAN 205 標頭 132 無線電鏈路 210 、215-220對映圖資訊元件 135 用戶臺(SS) (對映圖IE) 145 無線電訊框 205 標頭 150 叢發#1 300 對映圖 152 DL對映圖 305 完整訊息 154 UL對映圖 310 移除對映正#2之差異訊息 13 1345924

315合併結果 330改變的對映IE 320增量的對映1E 335合併結果 325合併結果 14

Claims (1)

1345924 1ί年(I月f曰修(象)正替換i 99.11.01. 第95111495號申請案申請專利範園修正本 十、申請專利範圍： 1. 一種用以減少無線網路中之管理訊框大小的裝置，其包 含： 一收發器，其藉由只發射後續發送管理訊息與先前 5 發送管理訊息間之差異而縮減在一無線網路中發射之 管理訊息的尺寸；以及 其中該等後續管理訊息間差異之判定係藉著由一 選擇性欄位所延伸之管理訊息標頭來實現，該管理訊息 標頭通知該管理訊息的其餘部分是為一完整管理訊息 10 或來自該先前管理訊息的一增量，其中該管理訊息係為 一DL對映圖（下鏈對映圖）與UL對映圖（上鏈對映圖）， 且被下鏈（DL)中之一基地臺（BS)於各個無線電訊 框中週期性地發射，其中一完整對映圖訊息在預定區間 中仍被發射，以供同步化並允許新用戶站加入該網路， 15 其中該等管理訊息之一接收器知悉一先前發送管理訊 息’並將該先前發送管理訊息與一增量訊息中傳達的改 變合併’以獲得該管理訊息之一現時完整對映圖，其中 該BS在DL中傳送描述在DL中可使用的所有編碼、調變 組合的一DCD訊息、以及描述在UL中可使用的所有編 20 碼、調變組合的一UCD訊息，該增量對映包含以被增加 或改變的一第一Map IE、或接續一被移除的Map對映IE 的一第一對映IE、以及所有後續Map IE。 2·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該無線網路係依據 2005年3月15曰前所採用之美國電子電機工程師學會 15 1345924

(IEEE)最新 802.16標準。 3. 一種製造物品，其中： -種非暫存儲存㈣，其上儲存有料，當該等指 令在由一電腦平臺執行時會導致下列動作： 5 在一無線網路中發射縮減尺寸管理訊息，其包含藉 由僅發射後續發送管理訊息與先前發送管理訊息間之 差異，其中該管理訊息係為一DL對映圖（下鏈對映圖） 與UL對映圖（上鏈對映圖），且被下鏈（DL)中之一基 地臺（BS)於各個無線電訊框中週期性地發射，其中一 10 完整對映圖訊息在預定區間中仍被發射，以供同步化並 允许新用戶站加八該網路’其中該等管理訊息之一接收 器知悉一先前發送管理訊息，並將該先前發送管理訊息 與一增量訊息中傳達的改變合併，以獲得該管理訊息之 一現時完整對映圖，其中該BS在DL中傳送描述在DL中 15 可使用的所有編碼、調變組合的一 DCD訊息、以及描述 在UL中可使用的所有編碼、調變組合的一ucd訊息， 該增量對映包含以被增加或改變的一第一Map IE、或接 續—被移除的Map對映IE的一第一對映IE、以及所有後 續 Map IE。 20 4.如申請專利範圍第3項之製造物品，其中該電腦平臺進 一步藉著由一選擇性欄位所延伸之該管理訊息標頭來 控制對後續管理訊息間之差異所進行之判定，以通知該 皆理訊息的其餘部分是為一完整管理訊息或是來自該 先前管理訊息之一增量。 16 1345924 ㈣$月广日修(霞3正替換頁 5.如申請專利範圍第4項之製造物品，其中該管理訊息係 為一DL對映圖（下鏈對映圖）與UL對映圖（上鏈對映 圖），且被下鏈（DL)中之一基地臺（BS)於各個無線 電訊框中週期性地發射。 5 6.如申請專利範圍第5項之製造物品，其中一完整對映圖 訊息在預定區間中仍被發射，以供同步化並允許新用戶 站加入該網路。 7.如申請專利範圍第4項之製造物品，其中該等管理訊息 之一接收器知悉一先前發送管理訊息，並將該先前發送 10 管理訊息與一增量訊息中所傳達的改變合併，來獲得該 管理訊息之一現時完整對映圖。 17 1345924 月卜修(象)正替換頁 七、指定代表圖： 一~ (一） 本案指定代表圖為：第（1B )圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 102 管理訊息 135用戶臺(SS) 145 無線電訊框 150叢發#1 152 DL對映圖 154 UL對映圖 155叢發#2 160 上鏈(UL) 140、165 子訊框 175 基地臺(BS) 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：