TWI399943B - 機動性致能系統架構軟體架構及應用程式介面 - Google Patents

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Description

機動性致能系統架構軟體架構及應用程式介面
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(OS)獨立性及作業平台(platform)獨立性。
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(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802.11標準定義。儘管無線區域網路(WLAN)系統亦可以經由單一胞元、單一無線網路基地台(AP)構成，但多數無線區域網路(WLAN)仍具有複數胞元，其中，無線網路基地台(AP)係可以經由無線主幹(backbone)連接，其通常係稱為分散系統(DS)，且通常係乙太網路(Ethernet)。另外，具有不同胞元、個別無線網路基地台(AP)、及分散系統(DS)之整體互連無線區域網路(WLAN)通常係可以稱為單一802.11網路，且通常係可以稱為延伸服務集(ESS)。
本發明係有關於軟體架構及支援應用程式界面(API)，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(OS)獨立性及作業平台(platform)獨立性。本發明係提供一種系統，藉以支援無線區域網路(WLAN)節點之不同作業平台(platform)之可攜式模組化軟體實施。無線區域網路(WLAN)節點具有：控制平面，其係架構以實施控制平面演算法、並與媒體存取控制(MAC)驅動器互動；資料平面，其係架構以實施資料平面演算法、並與媒體存取控制(MAC)驅動器互動；及運作管理維護(OAM)處理器任務，其係架構以與運作管理維護(OAM)代理器互動。另外，本發明係提供應用程式界面(API)，藉以致能與外部模組之互動，無論作業系統(OS)之差異性、運作管理維護(OAM)代理器實施之特定性、及無線網路基地台(AP)作業平台(platform)之差異性為何。控制平面係具有頻道品質控制任務，且，資料平面係具有資料輸入任務及資料輸出任務。頻道品質控制任務係收集媒體存取控制(MAC)驅動器之量測、並與其他任務協調。資料輸入任務及資料輸出任務係轉移資料至媒體存取控制(MAC)驅動器、或自媒體存取控制(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(UE)、行動工作站、固定或行動用戶單元、傳呼器、或能夠操作於無線環境之任何其他類型裝置。另外，這些術語均可以互相替換，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"無線網路基地台(AP)"係可以具有、但不限於基地台(BS)、B節點、位置控制器、或無線環境之任何其他類型界面裝置。另外，這些術語均可以互相替換，其中，各個術語均可以具有、但不限於所有其他術語。
機動性致能系統架構(MESA)之焦點係開發無線資源管理(RRM)、服務品質(QoS)、及機動性管理等相關演算法，藉以用於無線區域網路(WLAN)節點，諸如：路由器、無線網路基地台(AP)、及工作站(STA)。本發明之圖式主要係基於無線網路基地台(AP)。然而，應該注意的是，相同架構亦可以實施於其他無線區域網路(WLAN)節點，諸如：無線區域網路(WLAN)路由器、或無線區域網路(WLAN)工作站(STA)，亦即：行動終端機。無線網路基地台(AP)係可以說明機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構，因為集結無線網路基地台(AP)之多數無線區域網路(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。
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)管理、及部分較佳實施例中之網路路由。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。
一般而言，本發明機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構係一種模組化可攜式軟體實施，藉以於最低成本及開發時間之前提下，應用於不同客戶作業平台(platform)。另外，加入應用程式界面(API)於機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構係可以隔離機動性致能系統架構(MESA)演算法及未來客戶之作業平台(platform)及作業系統(OS)之特質。如此，機動性致能系統架構(MESA)軟體之積集係可以顯著簡化為不同客戶之作業平台(platform)及作業系統(OS)之中介軟體。
現在，請參考圖式，其中，第1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100之高階功能方塊圖。這種系統100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(OS)界面120、運作管理維護(OAM)代理器130、其他高層實體140(諸如：TCP、IP、HTTP等等)、802.11晶片組150、及802.3晶片組160。工作站管理實體(SME)110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OEM製造商提供之其他工作站管理實體(SME)功能方塊114。無線資源管理(RRM)功能方塊112係可以實施無線資源管理(RRM)控制邏輯116、且可以執行具有服務品質(QoS)控制、傳輸速率控制(RC)、排程控制、及功率控制(PC)等等之無線資源管理(RRM)演算法118。
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120。無線資源管理(RRM)應用程式界面(API)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(API)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(API)122係實施於媒體存取控制(MAC)驅動器120，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(OS)摘要應用程式界面(API)124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(OS)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(POSIX)，其係電氣及電子工程師協會(IEEE)提供並經國際標準組織(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容標準。運作管理維護(OAM)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(OAM)代理器130，藉以用於私有及標準管理資訊方塊(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200之方塊圖。這種系統200係可以具有高層實體210、媒體存取控制(MAC)驅動器220、802.11晶片組230、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250。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(channelQualCtrl)任務252、資料輸入(Data＿In)任務254、資料輸出(Data＿Out)任務256、及運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務258。
頻道品質控制(channelQualCtrl)任務252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(channelQualCtrl)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濾。另外，頻道品質控制(channelQualCtrl)任務252亦可以在沈默量測期間(SMP)處理媒體存取控制(MAC)驅動器220之關連要求訊息、並收集鄰近無線網路基地台(AP)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、僅需聆聽環境以收集機動性致系統架構(MESA)演算法採用量測之期間。頻道品質控制(channelQualCtrl)任務252係可以實施各種演算法，諸如：頻率選擇(FS)演算法、能量偵測臨界值(EDT)演算法、及功率控制(PC)演算法。響亮封包產生邏輯係可以實施於資料輸出(Data＿Out)任務256。
實施於頻道品質控制(channelQualCtrl)任務252之演算法係可以基於周期計時器或預定量測臨界值觸發信號啟動。頻道品質控制(channelQualCtrl)任務252係可以與運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務258將啟動相之控制，藉以處理各種運作管理維護(OAM)要求，諸如：致能/失能無線資源管理(RRM)之特徵。服務品質(QoS)演算法係可以分散於頻道品質控制(channelQualCtrl)任務252及資料輸出(Data＿Out)任務256。
資料輸出(Data＿Out)任務256係可以轉移資料至媒體存取控制(MAC)驅動器220、並收集傳輸資料之相關統計，諸如：不良訊框數目、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＿Out)任務256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(channelQualCtrl)任務252維護之相關路徑損耗儲存區，藉以更新自有無線網路基地台(AP)負載統計圖之最新狀態。
資料輸入(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無線資源管理(RRM)軟體。無線資源管理(RRM)軟體係可以針對無線網路基地台(AP)之各個關連工作站(STA)，分別維護一個佇列。
運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務258係可以與運作管理維護(OAM)代理器240互動，藉以取得及分散設置參數至其他機動性致能系統架構(MESA)任務、處理其他機動性致能系統架構(MESA)任務收集之不同效能及缺點管理統計、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(OAM)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(channelQualCtrl)任務252接收，至運作管理維護(OAM)代理器240。
本發明機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構係可以利用分散資料庫手段，藉以將鎖定/開鎖之需求及系統效能之相關負面影響最小化。資料庫係可以切割為兩個目錄，包括：區域資料庫(諸如：資料庫262、264)、及分享資料庫270。
各個任務至少具有一個區域資料庫。區域資料庫係可以再切割為下列次資料庫，包括：各個任務專有之設置參數、量測資料、及演算法專有之內部資料。設置參數係可以來自管理資訊方塊(MIB)、並可以利用運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務258分散(運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務258係可以經由運作管理維護(OAM)代理器240取得設置參數)。演算法專有之內部資料需要保存於該演算法專有之資料庫。演算法專有之內部資料係可以具有實施於量測資料庫之過濾輸出。運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務258之區域資料庫係可以具有收集之效能及統計資料，藉以回報至運作管理維護(OAM)管理器。
分享資料庫270係可以具有複數任務分享需要之資料。另外，分享資料庫270亦可以具有複數任務分享需要之設置參數、複數任務分享需要之量測資料、及其他任務需要明白之演算法輸出。
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302之一種系統300之方塊圖，其中，本發明機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構302係具有資料平面310及控制平面320。根據本發明，控制平面310係可以與資料平面320隔離，藉以提供資料處理之優先順序(亦即：資料流出(outflow)對資料流入(inflow))。本發明之模組架構係可以提供簡易之未來可擴展性、並可以得到獨立之未來可啟動性。可攜帶性係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304、運作管理維護(OAM)代理器306、及作業系統(OS)(圖中未示)。全部任務係可以同步執行，藉以在背景進行量測處理、並在同時轉移資料。資料平面演算法係可以決定最佳資料速率、排程傳輸佇列、並實施部分許可控制演算法及擁塞(congestion)控制演算法，亦即：服務品質(QoS)。控制平面演算法係可以實施頻率管理演算法、功率控制演算法、及部分服務品質(QoS)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(Init state)及發現沈默量測期間(SMP)狀態(Discovery＿SMP state)。在啟始狀態(Init state)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(OAM)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(Discovery SMP)結尾，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352係可以發送信號至資料輸出(Data＿Out)任務356、並可以維持於相同狀態。當頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352接收資料輸出(Data＿Out)任務356之響亮封包產生程序結尾指示時，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352係可以實施啟始傳輸功率計算。隨後，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)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＿Out)任務356、資料輸入(Data＿In)任務354、及運作管理維護管理器(OAM＿Handler)任務358)、設定全部計時器以進行正常運作相、設定相關量測、及轉移至正常運作主要狀態(NormalOp＿Main state)。
在啟動相期間，資料輸出(Data＿Out)任務356係可以運作於啟始狀態(Init state)及發現響亮封包產生狀態(Discovery ＿LPG)。在啟始狀態(Init state)期間，資料輸出(Data＿Out)任務356係可以取得啟始運作管理維護(OAM)架構參數、並實施軟體啟始化程序。在發現響亮封包產生狀態(Discovery＿LPG)期間，資料輸出(Data＿Out)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(Data＿Out)任務356係可以發送響亮封包產生程序結尾指示至頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352、並可以維持於相同狀態。
在啟動相期間，資料輸入(Data＿In)任務354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。當接收頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352之啟始相結尾指示時，資料輸入(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(NormalOp＿Main State)。
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(OAM＿Handler)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(OAM＿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(ChannelQualCtrl)任務352之可能狀態係正常運作主要狀態(NormalOp＿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(ChannelQualCtrl)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(NormalOp＿SMP state)期間，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352係可以收集鄰近無線網路基地台(AP)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(RSSI)、不存在載波鎖定之接收信號強度指標(RSSI)(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(ACK)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(ChannelQualCtrl)任務352之正常運作沈默量測期間狀態(NormalOp＿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(ChannelUpdate)期間，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務352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＿Out)任務356之可能狀態係正常運作主要狀態(NormalOp＿Main state)及等待確認訊息狀態(WaitForAck state)。在正常運作主要狀態(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＿Out)任務356活動定義之其他統計。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(ChannelQualCtrl)任務352收集、並可以儲存於量測資料庫。另外，在收到頻道品質控制(ChannelQualCtrl)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(ACR)及負確認訊息(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(T)之計時器追蹤便不需要再利用另個獨立計時器實施。然而，在這種情況下，內部變數依舊有其必要，藉以追蹤計時器(T)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係可以運作於正常運作主要狀態(Norma10p＿Main state)。在正常運作主要狀態(Norma10p＿Main state)期間，資料輸入(Data＿In)任務354係可以實施資料輸入(Data＿In)任務354及資料輸出(Data＿Out)任務356間之正常資料轉移活動。
在正常運作相期間，運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務358係可以運作於正常運作主要狀態(Norma10p＿Main state)。在正常運作主要狀態(Norma10p＿Main state)期間，運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務358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(OAM)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(MESA)之軟體架構於商用應用程式(AP)之整合範例。InterDigital COmmunications公司供應、命名為"Performware"之機動性致能系統架構(MESA)軟體產品係可以整合於Atheros Communications公司供應之無線網路基地台(AP)作業平台(platform)。在這種較佳實施例中，應用程式界面(API)係可以切割為三個類別，包括：作業系統(OS)應用程式界面(API)(作業系統(OS)層)402、運作管理維護(OAM)應用程式界面(API)404、及媒體存取控制(MAC)/硬體控制(HWC)/硬體摘要層(HAL)應用程式界面406、408。
作業系統(OS)應用程式界面(API)402係可以提供機動性致能系統架構(MESA)軟體存取作業系統(OS)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(OS)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(OS)之差異。
各個目標作業平台(platform)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(OAM)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(OS)之差異。
不管無線網路基地台(AP)是否具有作業平台(platform)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406、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(MESA)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)軟體之相關作業系統(OS)服務係可以啟始化，包括：記憶體及緩衝器管理服務、通信頻道(在機動性致能系統架構(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，啟動功能係可以產生不同應用任務。
在啟始狀態(Init state)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(OAM)代理器係可以傳送運作管理維護(OAM)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(ChannelQualCtrl)任務(步驟506)。全部演算法資料係可以轉送至資料輸出(Data＿Out)任務，除速率控制及排程器(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508、510)。頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務、資料輸出(Data＿Out)任務、及資料輸入(Data＿In)任務係儲存於運作管理維護(OAM)資料庫(步驟512)。資料輸出(Data＿Out)任務及資料輸入(Data＿In)任務係可以傳送運作管理維護(OAM)啟始化架構至運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務(步驟514、516)。頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務係可以進入發現沈默量測期間狀態(Discovery＿SMP state)(步驟518)、並可以實施沈默量測期間(SMP)活動(步驟520)。頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務係可以在步驟522計算啟始基準範圍、並可以在步驟524執行啟始頻道選擇。隨後，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務係可以傳送響亮封包產生(LPG)要求至資料輸出(Data＿Out)任務(步驟526)。響亮封包產生(LPG)要求係可以發現於步驟528，且，資料輸出(Data＿Out)任務係可以產生響亮封包(步驟530)、並向頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務確認(步驟532)。在收到確認訊息以後，頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務係可以計算啟始傳輸功率、並可以啟始化正常操作(步驟534、536)。頻道品質控制(ChannelQualCtrl)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542、548)、並可以傳送運作管理維護(OAM)啟始化確認訊息至運作管理維護處理器(OAM＿Handler)任務(步驟538)，其係可以將運作管理維護(OAM)啟始化確認訊息轉送至運作管理維護(OAM)代理器(步驟540)。隨後，資料輸入(Data＿In)任務、資料輸出(Data＿Out)任務、頻道品質控制(ChannelQualCtrl)任務、及運作管理維護處理器(OAM＿Handler)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)功能內部呼叫之分派緩衝器(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(API)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602係可以呼叫取自機動性致能系統架構(send＿from＿mesa)功能604，藉以轉移訊息至接收器任務6081 、608N 、608N+1 。取自機動性致能系統架構(send＿from＿mesa)功能604係可以產生訊息605(包括訊息表頭605a及訊息參數605b)、並可以呼叫分派緩衝器(Dispatch＿Buffer)功能606。呼叫活動可以是功能呼叫或路由器系統訊息佇列之訊息。分派緩衝器(Dispatch＿Buffer)功能606係可以基於訊息表頭605a，藉以將訊息605放置於接收器任務訊息佇列。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內部應用程式界面(API)處理功能。
第7圖係表示一種應用程式界面(API)機制，藉以實施本發明機動性致能系統架構(MESA)軟體至外部環境之通信。媒體存取控制(MAC)或運作管理維護(OAM)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704，藉以將訊息轉移至接收器任務7081 、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705(包括訊息表頭705a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(Dispatch＿Buffer)功能706係可以基於訊息表頭705a，藉以將訊息705放置於接收器任務訊息佇列。
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)。接收器任務訊息佇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，且，另一個系統呼叫係可以自接收器任務訊息佇列擷取訊息。另外，系統呼叫(特別是接收器側)亦可以重新排程接收器任務。分派緩衝器係可以不大(舉例來說，少數幾個位元組)。在資料平面中，如第3圖所述，實際使用者資料係可以參照而無需複製。
部分機動性致能系統架構(MESA)特徵係可以直接實施於製造商供應軟體內容，若製造商認為有其必要。在這種情況中，分派緩衝器(Dispatch＿Buffer)功能706係可以直接呼叫接收器功能以處理特定應用程式界面(API)。然而，這種方法係需要詳細知道製造商供應軟體架構及額外前端客制化工作。這種方法之優點係可以提供效能改善，特別是針對實施於資料路徑之演算法。同時，資料平面演算法亦可以從中得利。
雖然本發明圖式之元件係表示為獨立元件，但是，這些元件亦可以實施於單一積體電路(IC)(諸如：特殊應用積體電路(ASIC))、複數積體電路(IC)、分離單元、或分離單元及積體電路(IC)之組合。雖然本發明之所有特徵及元件係配合較佳實施例之特定組合加以說明，但是，本發明之各個特徵及元件亦可以單獨使用而無需包含較佳實施例之其他特徵及元件，或者，本發明之特徵及元件亦可以任意組合而無需具有或排除其他特徵及元件。另外，本發明亦可以實施於任何種類之無線通信系統。
API．．．應用程式界面
channelQualCtrl．．．頻道品質控制
Data＿In．．．資料輸入
Data＿Out．．．資料輸出
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
HAL．．．硬體摘要層
HWC．．．硬體控制
Init．．．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
OAM．．．運作管理維護
OAM＿Handler．．．運作管理維護處理器
OS．．．作業系統
PC．．．功率控制
Performware．．．一種MESA軟體產品由InterDigital Communications公司供應可以整合於Atheros Communications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
RRM．．．無線資源管理
SAP．．．服務無線網路基地台
Send＿from＿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
100．．．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/OS界面
122．．．RRMAPI
124．．．OSAPI
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．．．802.11晶片組
160．．．802.3晶片組
200．．．MESA軟體架構之一種系統方塊圖
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．．．分享資料庫
300．．．搭配MESA軟體架構302之一種系統方塊圖
302．．．MESA軟體架構
304．．．802.11晶片組驅動器
310．．．資料平面
320．．．控制平面
402．．．OS API
404．．．OAM API
406．．．MAC API
408．．．HWC/HAL API
602．．．MESA功能方塊
604．．．send＿from＿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
6081 、608N 、608N+1 、7081 、708N 、708N+1 ．．．將訊息轉移至接收器任務
702．．．MAC或OAM功能方塊
704．．．send＿to＿mesa功能
第1圖係表示本發明機動性致能系統架構(MESA)之軟體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)之軟體任務階層架構之方塊圖。
第3圖係表示機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構之控制平面對資料平面圖之方塊圖。
第4圖係表示本發明機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構於商用應用程式(AP)之整合範例。
第5圖係表示本發明啟動程序之信號發送圖。
第6及7圖係表示本發明機動性致能系統架構(MESA)之軟體架構與外部環境間之應用程式界面(API)之方塊圖。
API．．．應用程式界面
HAL．．．硬體摘要層
HWC．．．硬體控制
MAC．．．媒體存取控制
MIB．．．管理資訊方塊
OAM．．．運作管理維護
OS．．．作業系統
Performware．．．一種由InterDigital Communications公司供應之MESA軟體產品可以整合於Atheros Communications公司供應之無線網路基地台作業平台
402．．．OS API
404．．．OAM API
406．．．MAC API
408．．．HWC/HAL API

Claims (25)

  1. 一種可被實施以賦能與外部模組通訊的裝置：一無線資源管理(RRM)控制模組，其包含：一控制平面，其配置以當與一媒體存取控制(MAC)驅動器互動時，實施一控制平面演算法；以及一資料平面，其配置以當與該MAC驅動器互動時，實施一資料平面演算法；一運作管理維護(OAM)處理器，其配置以與一OAM代理器互動，該OAM代理器位於該裝置之外，且配置以與該裝置之外的外部模組通訊，該OAM處理器亦與該RRM控制模組互動；以及一應用程式介面(API)，其不受外部模組之特定性與實施性影響，而可與該外部模組達成交互反應。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該控制平面包含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來自該MAC驅動器之量測並與其他任務協調，該資料輸入任務與該資料輸出任務自該MAC驅動器轉移資料及將資料轉移至該MAC驅動器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該頻道品質控制任務處理來自該MAC驅動器之關聯要求訊息並於一沉默量測期間收集鄰近存取點(AP)的確認(ACK)訊息。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該頻道品質控制任務實施頻率選擇演算法、能量偵測臨界值演算法以及功率控制演算法。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該頻道品質控制任務係週期性地實施該等演算法。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該頻道品質控制任務依照預定臨界觸發，實施該等演算法。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中一RRMAPI被實施於該MAC驅動器之內，以收集量測與統計值，並以該RRM之輸出更新一MAC與物理層實體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中由OEM製造商提供的至少一OEM功能被提供，且該OEM製造商的API係被實施於該MAC驅動器之內。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之裝置，更包含一機動性致能系統架構(MESA)功能方塊，其安排以自該OEM功能移轉一訊息，該訊息起始一相應的MESA任務。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中一分派功能由該MESA功能方塊呼叫，以按照一訊息表頭移轉該訊息至適當的任務。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中該分派功能由一功能呼叫或是一訊息所呼叫至一路由器的系統訊息佇列。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該MESA任務的一佇列屬於被一作業系統(OS)核心所控制的一共享記憶域。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中至少一MESA任務係被實施於該OEM功能之內。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該分派功能直接呼叫處理該API的一適當功能。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中一無線資源管理埠接及作業系統摘要應用程式介面被實施於該MAC驅動器之內。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中該無線資源管理埠接及作業系統摘要應用程式介面包含記憶體分配應用程式介面、緩衝管理應用程式介面及計時器服務應用程式介面。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中一用於OAM的RRMAPI被實施於用於私有與標準管理資訊方塊(MIB)存取的該OAM代理器內。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該裝置被包含於一存取點(AP)、一無線區域網路(WLAN)路由器以及一終端站其中之一。
  19. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中將一局部資料庫提供給各任務，且一共享資料庫是提供用於儲存由所有該等任務所存取的資料。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中該局部資料庫包含各任務特有的組態參數、量測資料、及演算法特定內部資料。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中該共享資料庫包含數個任務間所必須共享的組態參數、量測資料、及演算輸出資料。
  22. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中所有該等任務為同時運作。
  23. 一種無線傳輸/接收單元，其包含如申請專利範圍第1-17與19-22項其中之一所述之裝置。
  24. 一種存取點(AP)，其包含如申請專利範圍第1-17與19-22項其中之一所述之裝置。
  25. 一種無線區域網路(WLAN)路由器，其包含如申請專利範圍第1-17與19-22項其中之一所述之裝置。
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