TWI514911B - A wireless base station with a plurality of service setting identification codes and a method for ensuring the quality of its service - Google Patents

Description

具有複數個服務設定識別碼的無線基地台及確保其服務品質的運作方法

本案是有關於一種網路裝置及其運作方法。特別是一種具有複數個服務設定識別碼的無線基地台及確保其服務品質的運作方法。

隨著資訊科技的快速進展，各種型態的網路裝置已被廣泛地應用在人們的生活當中，如路由器或無線基地台等。

一般而言，無線基地台可用以建構無線網路。典型的無線基地台具有一服務設定識別碼(service set identifier，SSID)，於無線基地台服務範圍(cell size)內的無線工作站(例如是筆記型電腦)可透過服務設定識別碼與無線基地台進行連線。

在傳統技術中，係透過限制頻寬的方式，以提供無線基地台所連線的多個無線工作站不同服務品質(quality of service)的網路連線。然而，如此的作法並不能有效地利用網路頻寬，而造成網路資源的浪費。

因此，一種有效的網路服務品質管理方式當被提 出。

本發明之第一目的，係提供一種確保具有複數個服務設定識別碼(service set identifier，SSID)的無線基地台(wireless base station)之服務品質的運作方法。根據本發明一實施例，該具有複數個服務設定識別碼的無線基地台包括複數個佇列(queue)。該運作方法包括：接收一封包；根據該封包的一目標裝置(destination device)所對應的該些服務設定識別碼中的一者，決定該封包的一傳送優先權(priority)；根據該封包的該傳送優先權，儲存該封包至該些佇列中的一者；以及相應於該些佇列間的一優先順序(access priority)，輸出該封包。

本發明之第二目的，係根據本發明一實施例，其中決定該封包的該傳送優先權的步驟包括：在一第一操作狀態下，直接設定該封包的該傳送優先權為一第一預設優先權。

本發明之第三目的，係根據本發明一實施例，其中決定該封包的該傳送優先權的步驟包括：在一第二操作狀態下，判斷該封包的一原始優先權是否小於一第二預設優先權；以及在該封包的該原始優先權小於該第二預設優先權的情況下，設定該封包的該傳送優先權為該第二預設優先權。

本發明之第四目的，係根據本發明一實施例，其 中決定該封包的該傳送優先權的步驟更包括：在該封包的該原始優先權不小於該第二預設優先權的情況下，以該封包的該原始優先權作為該封包的該傳送優先權。

本發明之第五目的，係根據本發明一實施例，其中該些佇列分別用以儲存IEEE 802.11e標準中所定義的四種存取類別(access category)AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK的封包。

本發明之第六目的，係提供一種具有複數個服務設定識別碼的無線基地台。根據本發明一實施例，該具有複數個服務設定識別碼的無線基地台包括：一傳送元件、複數個佇列以及一處理元件。該等佇列間分別具有一優先順序。該處理元件用以接收一封包，用以根據該封包的一目標裝置所對應的該些服務設定識別碼中的一者決定該封包的一傳送優先權，並用以根據該封包的該傳送優先權儲存該封包至該些佇列中的一者。該傳送元件用以相應於該些佇列間的該優先順序輸出該封包。

本發明之第七目的，係根據本發明一實施例，其中該處理元件用以在一第一操作狀態下，直接設定該封包的該傳送優先權為一第一預設優先權。

本發明之第八目的，係根據本發明一實施例，其中該處理元件用以在一第二操作狀態下，判斷該封包的一原始優先權是否小於一第二預設優先權，並在該封包的該原始優先權小於該第二預設優先權的情況下，設定該封包的該傳送優先權為該第二預設優先權。

本發明之第九目的，係根據本發明一實施例，其中該處理元件用以在該封包的該原始優先權不小於該第二預設優先權的情況下，以該封包的該原始優先權作為該封包的該傳送優先權。

本發明之第十目的，係根據本發明一實施例，其中該些佇列分別用以儲存IEEE 802.11e標準中所定義的四種存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK的封包。

綜上所述，透過應用上述一實施例，在管理者對前述無線基地台的複數個服務設定識別碼設置不同的優先順序時，對應不同服務設定識別碼的封包即可依照不同優先順序進行傳送。如此一來，即可實現一種有效的網路服務品質管理。

10‧‧‧廣域網路

100‧‧‧具有複數個服務設定識別碼的無線基地台

110‧‧‧輸入佇列

120‧‧‧路由元件

130‧‧‧處理元件

140‧‧‧佇列模組

142‧‧‧佇列

144‧‧‧佇列

146‧‧‧佇列

148‧‧‧佇列

150‧‧‧傳送元件

G1-G3‧‧‧群組

WS1~WS6‧‧‧無線工作站

300‧‧‧運作方法

S1-S4‧‧‧步驟

第1圖為根據本發明一示範例所繪示包含有具有複數個服務設定識別碼的無線基地台與連線至具有複數個服務設定識別碼的無線基地台的無線工作站的網路系統的示意圖；第2圖為根據本發明一實施例所繪示的具有複數個服務設定識別碼的無線基地台的示意圖；及第3圖為根據本發明一實施例所繪示確保具有複數個服務設定識別碼的無線基地台的服務品質的運作方法的流程圖。

以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本揭示內容之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭示內容之較佳實施例後，當可由本揭示內容所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭示內容之精神與範圍。

關於本文中所使用之『電性連接』，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，而『電性連接』還可指二或多個元件相互操作或動作。

於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本案，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

關於本文中所使用之『包括』、『具有』等等，均為開放性的用語，即意指包括但不限於。

關於本文中所使用之『及/或』，係包括所述事物的任一或全部組合。

關於本文中所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

本發明的一實施態樣為一種具有複數個服務設定識別碼(service set identifier，SSID)的無線基地台。此一無 線基地台可以是但不限於存取點(access point)，用以透過無線訊號與無線工作站(例如是筆記型電腦)進行資料傳輸。在以下段落中，將以符合IEEE 802.11e規範的具有複數個服務設定識別碼的無線基地台為例進行敘述，然而本案並不以此為限。

請參閱第1圖及第2圖所示，第1圖為根據本發明一實施例所繪示包含有具有複數個服務設定識別碼的無線基地台100與連線至該無線基地台100的無線工作站WS1~WS6之網路系統的示意圖，第2圖為根據該實施例所繪示的具有複數個服務設定識別碼的無線基地台100的示意圖。當注意到，在以下段落中，為使敘述簡潔，具有複數個服務設定識別碼的無線基地台100將簡稱為無線基地台100。

復請參閱第1及2圖所示，在本實施例中，無線工作站WS1~WS6係透過無線基地台100的服務設定識別碼與無線基地台100進行連線。舉例而言，群組G1中的無線工作站WS1、WS2可透過無線基地台100的第一服務設定識別碼與無線基地台100進行連線，群組G2中的無線工作站WS3、WS4可透過無線基地台100的第二服務設定識別碼與無線基地台100進行連線，且群組G3中的無線工作站WS5、WS6可透過無線基地台100的第三服務設定識別碼與無線基地台100進行連線。

以無線工作站WS1~WS6的角度而言，無線工作站WS1、WS2可視為是連線至無線基地台100的第一虛擬無 線基地台(對應第一服務設定識別碼)，無線工作站WS3、WS4可視為是連線至無線基地台100的第二虛擬無線基地台(對應第二服務設定識別碼)，且無線工作站WS5、WS6可視為是連線至無線基地台100的第三虛擬無線基地台(對應第三服務設定識別碼)。

在一實施例中，第一虛擬無線基地台、第二虛擬無線基地台以及第三虛擬無線基地台與群組G1、G2、G3之間可各自具有不同的加密方式。

在一實施例中，無線工作站WS1~WS6與無線基地台100間，能透過相同的頻帶(frequency band)進行連線，但不以此為限。

當注意到，上述無線工作站WS1~WS6的數量僅為例示，且無線工作站WS1~WS6與無線基地台100間的連線關係亦僅為例示，本案不以上述的實施例為限。另一方面，無線工作站WS1~WS6可以是筆記型電腦、行動電話、平板電腦等具有無線連線功能之電子裝置。

在其它實施例中，無線基地台100的管理者可透過限制無線工作站WS3~WS6的頻寬，以保證無線工作站WS1、WS2的連線品質。然而，如此的做法，在無線工作站WS1、WS2並未進行資料傳輸的情況下，無線工作站WS3~WS6仍被限制於特定傳送速率，而無法有效地利用所有頻寬，導致頻寬的浪費。

是以，在本發明的實施例中，無線基地台100可藉由以下段落中所述的技術手段以解決上述問題。

復請參閱第2圖所示，在本發明一實施例中，無線基地台100包括輸入佇列110、路由元件120、處理元件130、佇列模組140以及傳送元件150。在本實施例中，輸入佇列110電性連接該路由元件120，路由元件120電性連接該處理元件130，處理元件130電性連接該佇列模組140，且佇列模組140電性連接該傳送元件150。

在本實施例中，輸入佇列110可用記憶體等儲存裝置實現，但不以此為限。路由元件120與處理元件130可用一個或多個中央處理器、微處理器、可程式邏輯裝置(programmable logic device，PLD)、現場可程式化閘陣列(field-programmable gate array，FPGA)等計算裝置實現，但不以此為限。另外，在其它實施例中，處理元件130的操作可以是藉由上述計算裝置執行無線基地台100的驅動程式中的程式碼實現。佇列模組140可用記憶體等儲存裝置實現，但不以此為限。傳送元件150可用電路實現，但不以此為限。另外，在一實施例中，佇列模組140與傳送元件150是設置於同一實體無線網路介面卡(wireless network interface card)上，但不以此為限。

在本實施例中，復請參閱第2圖所示，佇列模組140包括複數個佇列142、144、146、148。佇列142、144、146、148之間具有一優先順序。例如，在佇列142的優先順序高於佇列144的優先順序、佇列144的優先順序高於佇列146的優先順序、且佇列146的優先順序高於佇列148的優先順序的情況下，佇列142中的封包會優先輸出，且 只有在佇列142中沒有封包的情況下，佇列144中的封包才能輸出，以此類推。

當注意到，佇列模組140中的佇列個數、佇列142、144、146、148間的優先順序可根據實際需求進行調整，不以上述實施例為限。

在一實施例中，佇列142、144、146、148是分別對應於IEEE 802.11e中所定義的四種存取類別(access category)AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK，但不以上述實施例為限。亦即，佇列142、144、146、148是分別用以儲存存取類別設定為AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK的封包。

在本實施例中，輸入佇列110用以接收來自廣域網路10的封包，並將接收的封包傳送至路由元件120。

路由元件120用以接收來自輸入佇列110的封包，並用以判斷並設定封包的路由路徑。而後，路由元件120用以提供已設定路由路徑的封包至處理元件130。在一實施例中，路由元件120是判斷來自輸入佇列110的封包係傳送至對應於哪一個服務設定識別碼的無線工作站，並據以設定封包的路由路徑。

另外，在一實施例中，路由元件120能包括一網路位置轉譯(network address translation，NAT)裝置，用以將封包的目的位址(destination address)之欄位(field)中的公用IP(internet protocol)位址(public IP address)轉譯為私人IP位址(private IP address)。

處理元件130用以接收來自路由元件120的封包，並用以根據封包的目標裝置(亦即封包所欲傳送至的無線工作站)所對應的服務設定識別碼，決定封包的傳送優先權。而後，處理元件130用以根據封包的傳送優先權，儲存封包至佇列模組140中的複數個佇列142、144、146、148中的其中之一。

在一實施例中，處理元件130將來自路由元件120的封包設定為存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK中的其中之一，以令封包儲存於佇列142、144、146、148中的其中之一。

舉例而言，在封包的目標裝置為無線工作站WS1的情況下，處理元件130可將封包的傳送優先權設定為最高(例如是將封包設定為存取類別AC_VO)，並將封包儲存至具最高優先順序的佇列(例如是佇列142)，且在封包的目標裝置為無線工作站WS5的情況下，處理元件130可將封包的傳送優先權設定為最低(例如是將封包設定為存取類別AC_BK)，並將封包儲存至具最低優先順序的佇列(例如是佇列148)。

而後，傳送元件150用以根據佇列142、144、146、148之間的優先順序，輸出儲存於佇列142、144、146、148中的封包至封包的目標裝置。

透過上述的操作，復請參閱第1及2圖所示，管理者即可藉由設定對應於無線基地台100的複數個服務設定識別碼的封包的傳送優先權，而使欲傳送至不同群組(如 群組G1~G3)之無線工作站(如WS1~WS6)的封包依照不同優先順序進行傳送。如此一來，即可實現一種有效的網路服務品質管理。

此外，藉由上述一實施例中，使佇列142、144、146、148分別對應於IEEE 802.11e中所定義的四種存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK，可使無線基地台100在符合IEEE 802.11e的架構之情況下，決定封包輸出的優先順序，以使本案的網路服務品質管理可輕易地應用於當前網路架構下。

再者，為使無線基地台100的網路服務品質管理更具彈性，處理元件130在設置封包的傳送優先權時更可具有不同的模式。

舉例而言，在一第一操作狀態(例如是強制(force)操作)下，處理元件130是根據來自路由元件120的封包的目標裝置所對應的服務設定識別碼，直接將封包設定為第一預設優先權。當注意到，第一預設優先權可以是管理者根據服務設定識別碼所定義。不同的服務設定識別碼可定義有不同的第一預設優先權。

又在一第二操作狀態(例如是提升(promote)操作)下，處理元件130是根據來自路由元件120的封包的目標裝置所對應的服務設定識別碼，判斷封包的原始優先權是否小於第二預設優先權，並在封包的原始優先權小於第二預設優先權的情況下，設定封包的傳送優先權為第二預設優先權。當注意到，第二預設優先權可以是管理者根據服 務設定識別碼所定義。不同的服務設定識別碼可定義有不同的第二預設優先權。

此外，此處所謂原始優先權，是指封包在傳送至處理元件130之前具有的傳送優先權。例如，在一實施例中，原始優先權是指在IEEE 802.11e架構下的封包的存取類別(如AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK)。舉例來說，若封包為聲音封包，則封包的存取類別為AC_VO，且封包的原始優先權為AC_VO。

為使本案易於理解，以下舉一實際操作例進行說明。然而本案的範圍並不以下述操作例為限。

在本操作例中，無線基地台100能設置於咖啡店中(復請參閱第1圖)，無線基地台100的第一服務設定識別碼係對應群組G1中的無線工作站WS1、WS2(例如是咖啡店的自用裝置)，無線基地台100的第二服務設定識別碼係對應群組G2中的無線工作站WS3、WS4(例如是電信業者的熱點裝置)，無線基地台100的第三服務設定識別碼係對應群組G3中的無線工作站WS5、WS6(例如是咖啡店的顧客的裝置)。

管理者(例如是咖啡店老闆)可設定對應於第一服務設定識別碼的操作模式為前述的強制操作，且設定對應於第一服務設定識別碼的第一預設優先權例如為AC_VO。並且，管理者可設定對應於第二服務設定識別碼的操作模式為前述的提升操作，且設定對應於第二服務設定識別碼的第二預設優先權例如為AC_VI。再者，管理者可設定對 應於第三服務設定識別碼的操作模式為前述的強制操作，且設定對應於第三服務設定識別碼的第一預設優先權例如為AC_BK。

透過如此的設置，傳送至咖啡店的自用裝置的封包可具有最高優先順序，且傳送至咖啡店的顧客的裝置的封包具有最低優先順序，以免佔用頻寬。而傳送至電信業者的熱點裝置的封包在原始優先權低於AC_VI(即次高的優先順序)時，傳送優先權可被提升至AC_VI，而在原始優先權不低於AC_VI時，其原始優先權可作為此類封包的傳送優先權。

如此一來，在咖啡店的自用裝置進行無線資料傳輸時，其下行封包具有最高傳送優先權，故優先被無線基地台100輸出。而在咖啡店的自用裝置未進行無線資料傳輸時，電信業者及/或顧客的裝置即可有效利用無線基地台100的頻寬，進而達成高效率的網路服務品質管理。

另一方面，透過如此的設置，電信業者可藉由提供咖啡店的自用裝置較佳的網路服務，以提升在咖啡店設置無線基地台100的誘因，進而可達成推廣無線網路建置的目的。

本發明的另一實施態樣為一種確保具有複數個服務設定識別碼的無線基地台的服務品質的運作方法。此一運作方法可應用於相同或相似於第2圖中的無線基地台100，而為使敘述簡單，以下將根據本發明一實施例，以第2圖中的無線基地台100為例進行對此一運作方法的敘述， 然本發明不以此應用為限。

另外，應瞭解到，在本實施方式中所提及的上述運作方法的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

第3圖為根據本發明一實施例所繪示確保具有複數個服務設定識別碼的無線基地台的服務品質的運作方法300(簡稱運作方法300)的流程圖。復請參閱第1~3圖所示，在本實施例中，運作方法300可包括如下步驟。

在步驟S1中，處理元件130係透過輸入佇列110以及路由元件120，接收來自廣域網路10的一封包。其中，關於路由元件120設定該封包的路由路徑的具體細節可參考前一實施態樣，在此不贅述。

在步驟S2中，處理元件130根據該封包的目標裝置(亦即該封包所欲傳送至的無線工作站)所對應的服務設定識別碼，決定該封包的傳送優先權。在一實施例中，處理元件130係用以將該封包設定為IEEE 802.11e中所定義的存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK中的其中之一。

另外，在一實施例中，處理元件130可選擇性地依據不同的操作狀態設定該封包的傳送優先權。亦即，於一第一操作狀態下，處理元件130根據該封包的目標裝置所對應的服務設定識別碼，直接將該封包設定為第一預設優先權。於一第二操作狀態下，處理元件130根據該封包的目標裝置所對應的服務設定識別碼，判斷該封包的原始 優先權是否小於第二預設優先權，並在該封包的原始優先權小於第二預設優先權的情況下，設定該封包的傳送優先權為第二預設優先權。

其中第一預設優先權、第二預設優先權以及原始優先權的具體細節可參照前述實施態樣，在此不贅述。

在步驟S3中，在設定該封包的傳送優先權後，處理元件130根據該封包的傳送優先權，儲存該封包至佇列142、144、146、148中的一者。佇列142、144、146、148的具體細節可參照前述實施態樣，在此不贅述。

在步驟S4中，傳送元件150相應於佇列142、144、146、148間的優先順序，輸出該封包至該封包的目標裝置。

透過上述的操作，管理者即可藉由設定對應於無線基地台100的複數個服務設定識別碼的封包的傳送優先權，而使欲傳送至不同群組(如群組G1~G3)之無線工作站(如WS1~WS6)的封包依照不同優先順序進行傳送。如此一來，即可實現一種有效的網路服務品質管理。

此外，藉由上述一實施例中，使處理元件130將前述封包設定為IEEE 802.11e中所定義的存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK中的其中之一，可使無線基地台100在符合IEEE 802.11e的架構之情況下，決定封包輸出的優先順序，以使本案的網路服務品質管理可輕易地應用於當前網路架構下。

雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍 內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

300‧‧‧運作方法

S1-S4‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種確保具有複數個服務設定識別碼的無線基地台之服務品質的運作方法，係應用於一無線基地台上，該無線基地台包括複數個佇列，且儲存有複數個服務設定識別碼，其中，各該佇列分別具有一優先順序，且各該服務設定識別碼分別對應一個佇列，該運作方法係使該無線基地台執行下列步驟：接收一封包，且取得該封包所欲傳送之一目標裝置；根據該目標裝置所對應之其中一個服務設定識別碼，得知該服務設定識別碼所對應之佇列；根據該服務設定識別碼所對應之佇列的該優先順序，決定該封包的一傳送優先權；根據該封包的該傳送優先權，儲存該封包至其中一個佇列中；及根據該等佇列間的該優先順序，輸出該封包。
2. 如請求項1所述的運作方法，其中決定該封包的該傳送優先權的步驟包括：在一第一操作狀態下，直接設定該封包的該傳送優先權為一第一預設優先權。
3. 如請求項2所述的運作方法，其中決定該封包的該傳送優先權的步驟包括：在一第二操作狀態下，判斷該封包的一原始優先權是否小於一第二預設優先權；及在該封包的該原始優先權小於該第二預設優先權的情況 下，設定該封包的該傳送優先權為該第二預設優先權。
4. 如請求項3所述的運作方法，其中決定該封包的該優先權的步驟尚包括：在該封包的該原始優先權不小於該第二預設優先權的情況下，以該封包的該原始優先權作為該封包的該傳送優先權。
5. 如請求項1所述的運作方法，其中該等佇列分別用以儲存IEEE 802.11e標準中所定義的四種存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE與AC_BK的封包。
6. 一種具有複數個服務設定識別碼的無線基地台，包括：複數個佇列，該等佇列間分別具有一優先順序，且分別對應一服務設定識別碼；一處理元件，用以接收一封包，其分別與該等佇列相連接，且取得該封包所欲傳送的一目標裝置，並根據該目標裝置所對應的其中一個服務設定識別碼，得知該服務設定識別碼所對應之佇列，再根據該服務設定識別碼所對應之佇列的該優先順序，決定該封包的一傳送優先權，並根據該封包的該傳送優先權，儲存該封包至該等佇列中的其中之一；及一傳送元件，係與該等佇列相連接，且相應於該等佇列間的該優先順序輸出該封包。
7. 如請求項6所述之無線基地台，其中該處理元件係在一第一操作狀態下，直接設定該封包的該傳送優先權為一第一預設優先權。
8. 如請求項7所述之無線基地台，其中該處理元件係在一第二操作狀態下，判斷該封包的一原始優先權是否小於一第二預設優先權，並在該封包的該原始優先權小於該第二預設優先權的情況下，設定該封包的該傳送優先權為該第二預設優先權。
9. 如請求項8所述之無線基地台，其中該處理元件係在該封包的該原始優先權不小於該第二預設優先權的情況下，以該封包的該原始優先權作為該封包的該傳送優先權。
10. 如請求項6所述之無線基地台，其中該等佇列分別儲存IEEE 802.11e標準中所定義的四種存取類別AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK的封包。