專利名稱：支持移動(dòng)訂戶站在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中快速切換的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方面一般涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，尤其但不專門限于涉及用于移動(dòng)訂戶站在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的快速切換的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))802.16是用于組合的固定、便攜式和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入(MBWA)的一組新興的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。起初被認(rèn)為是一種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，它能提供到電纜或DSL這樣的有線寬帶所不支持的效能成本劃算的最后路程(last-mile)的寬帶連接，這些規(guī)范逐漸發(fā)展，以期得到移動(dòng)、高速寬帶應(yīng)用的更寬廣的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。IEEE 802.16架構(gòu)不僅解決了傳統(tǒng)的“最后路程”問題，也支持活動(dòng)中的漫游和移動(dòng)客戶。MBWA架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)由IEEE 802.16工作組及世界微波接入互通(WiMAX)論壇制訂。為簡(jiǎn)便起見，術(shù)語(yǔ)802.16和WiMAX在本申請(qǐng)可互換使用，指代IEEE 802.16空中接口標(biāo)準(zhǔn)組。
圖1示出一個(gè)簡(jiǎn)化的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它具有點(diǎn)到多點(diǎn)(PMP)的蜂窩狀架構(gòu)，用于工作在一般均低于11GHz的經(jīng)許可的和免除許可的頻帶。也允許網(wǎng)狀寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)這樣的其它類型的架構(gòu)(未示出)。中樞IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)100使用無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)(RAN)102A和102B連到寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)RAN都通過光纖(示出為光纖鏈路103A、103B和103C)這樣的有線鏈路或通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線鏈路(未示出)連到一個(gè)或多個(gè)無(wú)線小區(qū)(在RAN 102A或102B之間示出為104A、104B和104C)。在無(wú)線小區(qū)的中心是相應(yīng)的基站(BS)106A、106B和106C?；鞠到y(tǒng)包括高級(jí)天線系統(tǒng)(AAS)，它一般位于無(wú)線塔的頂部并用于通過單向無(wú)線鏈路110把高速數(shù)據(jù)發(fā)送到多個(gè)訂戶站(SS)108和移動(dòng)訂戶站(MSS)109并從訂戶站接收數(shù)據(jù)(每個(gè)SS上行鏈路傳輸都獨(dú)立于其他鏈路傳輸)。更特別地，每個(gè)SS 108可以使用由IEEE P802.16空中接口標(biāo)準(zhǔn)定義的PHY+MAC(物理+媒介介入控制)層特征來(lái)訪問網(wǎng)絡(luò)100(通過適當(dāng)?shù)腂S)。SS可以對(duì)應(yīng)于固定訂戶位置(例如在家中或在辦公室)，或可以對(duì)應(yīng)于可能通過諸如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備(MSS)訪問寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)訂戶。固定的SS一般使用有向天線，而MSS通常使用全向天線。
數(shù)據(jù)突發(fā)從網(wǎng)絡(luò)100到SS 108的傳輸以下列方式進(jìn)行。諸如IP分組或以太網(wǎng)幀這樣的數(shù)據(jù)突發(fā)被封裝在IEEE 802.16-2004數(shù)據(jù)幀格式中，并且從一適當(dāng)?shù)腞AN被轉(zhuǎn)發(fā)到給定小區(qū)內(nèi)一適當(dāng)?shù)腂S。BS然后使用單向無(wú)線鏈路110(稱為“下行鏈路”)把非視線(non-line-of-sight，NLOS)數(shù)據(jù)發(fā)送到每個(gè)SS 108。數(shù)據(jù)從SS 108到網(wǎng)絡(luò)100的傳輸以相反方向被處理。在這種情況下，使用一單向無(wú)線鏈路(稱為“上行鏈路”)把被封裝的數(shù)據(jù)從SS發(fā)送到適當(dāng)?shù)腂S。數(shù)據(jù)分組然后被轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)腞AN、被轉(zhuǎn)換成IP分組或以太網(wǎng)幀、并被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)100中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)突發(fā)或用頻分雙工(FDD)或用時(shí)分雙工(TDD)方案來(lái)發(fā)送。在TDD方案中，上行鏈路和下行鏈路共享同一RF信道，但不同時(shí)發(fā)送。在FDD方案中，上行鏈路和下行鏈路工作在不同的RF信道上，但這些信道被同時(shí)發(fā)送。
配置多個(gè)BS以形成一蜂窩狀的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。使用一共享媒介的網(wǎng)絡(luò)需要一種有效共享的機(jī)制。在每個(gè)小區(qū)內(nèi)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是雙向PMP，它是共享媒介的一個(gè)好例子；這里媒介是指無(wú)線電波傳播所通過的空間(空氣)。從基站(BS)到SS的下行鏈路以PMP為基礎(chǔ)工作。IEEE 802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的規(guī)定包括具有ASS的中央BS，ASS在每個(gè)小區(qū)內(nèi)。這一ASS包括扇區(qū)化的天線，所述天線能同時(shí)處理多個(gè)獨(dú)立的扇區(qū)。在這類配置下，可以為每個(gè)獨(dú)立的扇區(qū)實(shí)現(xiàn)以下描述的基站的操作，從而可以在網(wǎng)絡(luò)中采用多個(gè)位于同處的基站，其多個(gè)扇區(qū)天線共享一個(gè)公共的控制器。在一給定的頻率信道和天線扇區(qū)內(nèi)，所有站接收同一傳輸或其部分。
在另一方向上，訂戶站按需共享到BS的上行鏈路。根據(jù)所使用的服務(wù)類別，SS可被賦予持續(xù)發(fā)送的權(quán)利，或者由BS在接收來(lái)自到SS的請(qǐng)求后許可發(fā)送的權(quán)利。除了個(gè)別尋址的消息之外，消息也可以在多點(diǎn)傳送連接(控制消息和視頻分發(fā)是多點(diǎn)傳送應(yīng)用的例子)上發(fā)送以及到廣播到所有站。在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，用戶遵守一傳輸協(xié)議，該傳輸協(xié)議控制用戶間的競(jìng)爭(zhēng)并且使服務(wù)適合于每個(gè)用戶應(yīng)用的延遲和帶寬要求。


本發(fā)明上述的以及其他的優(yōu)勢(shì)將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的詳細(xì)描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中圖1是具有基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)組的點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例性寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、具有移動(dòng)訂戶站(MSS)的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、在快速切換過程期間執(zhí)行的操作的流程圖；圖4是結(jié)合圖3流程圖所述的操作、說明在移動(dòng)訂戶站(MSS)、服務(wù)基站(BS)和目標(biāo)BS間傳遞的消息順序的消息流程圖；圖5是在圖2的管理參考模型中采用以便于提供和管理操作的管理信息(數(shù)據(jù))庫(kù)(MIB)結(jié)構(gòu)的示意表示；圖6a示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、與圖5的wmanIfBsProvisionedSfTable對(duì)象對(duì)應(yīng)的無(wú)線MAN(城市區(qū)域網(wǎng)絡(luò))BS提供的服務(wù)流表格的示例性配置；圖6b示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、與圖5的wmanIfBsServiceClassTable對(duì)象對(duì)應(yīng)的無(wú)線MAN BS服務(wù)類表格的示例性配置；圖6c示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、與圖5的wmanIfBsClassifierRuleTable對(duì)象對(duì)應(yīng)的無(wú)線MAN BS分類器規(guī)則表格的示例性配置；圖6d示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、與圖5的wmanIfBsRegisteredSsTable對(duì)象對(duì)應(yīng)的無(wú)線MAN BS注冊(cè)的訂戶站表格的示例性配置；圖6e示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、與圖5的wmanIfCmnCpsServiceFlowTable對(duì)象對(duì)應(yīng)的無(wú)線MAN公共服務(wù)流表格的示例性配置；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、可通過其提供服務(wù)類的方案的示意圖；
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、為在快速切換期間為移動(dòng)訂戶站提供服務(wù)流而執(zhí)行的操作的流程圖；圖9a是說明在圖8的服務(wù)流提供操作期間對(duì)圖6a-e的表格所作出的示例性表項(xiàng)集合的示意圖；圖9b是結(jié)合圖8的快速切換服務(wù)流預(yù)提供操作、說明示例性表項(xiàng)從服務(wù)BS處的MIB到目標(biāo)BS處的MIB的傳遞的示意圖；圖10是一受信平臺(tái)模塊(TPM)的示意圖；圖11是說明在向認(rèn)證服務(wù)器建立基站證書的初始化操作期間執(zhí)行的操作的流程圖；圖12是說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例、在目標(biāo)BS認(rèn)證過程期間使用的消息序列的消息流程圖；以及圖13是可通過其實(shí)現(xiàn)這里所述的實(shí)施例各方面的訂戶站裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
這里描述了用于支持移動(dòng)訂戶站在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的快速切換的方法和裝置的各實(shí)施例。在以下描述中，提出了許多具體細(xì)節(jié)以充分理解本發(fā)明。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可無(wú)須一個(gè)或多個(gè)所述具體細(xì)節(jié)而實(shí)現(xiàn)，或用其他方式、組件、材料等來(lái)實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)例中，為避免混淆本發(fā)明的各方面，不再詳細(xì)示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作。
本申請(qǐng)中通篇提及的“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”是指特殊的特征、結(jié)構(gòu)或者結(jié)合實(shí)施例所描述的特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，本申請(qǐng)中各處出現(xiàn)的“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”不必要指同一個(gè)實(shí)施例。而且，特殊的特征、結(jié)構(gòu)或特性在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中可以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合。
被設(shè)計(jì)在基于802.16寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的許多重要方面之一是能夠支持移動(dòng)訂戶。這是當(dāng)前基于蜂窩的網(wǎng)絡(luò)的弱點(diǎn)之一。盡管現(xiàn)代的“21/2G”和“3G”蜂窩服務(wù)使訂戶能從移動(dòng)平臺(tái)接收數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)平臺(tái)，但傳輸速率相對(duì)較低。其重要原因在于，基本的傳遞機(jī)制(蜂窩網(wǎng)絡(luò))原來(lái)是針對(duì)語(yǔ)音通信，而語(yǔ)音通信需要相對(duì)較低的傳輸速率。
由IEEE 802.16工作組和WiMAX論壇定制標(biāo)準(zhǔn)的MBWA架構(gòu)旨在為移動(dòng)訂戶的高傳輸速率提供支持。與此同時(shí)，MBWA架構(gòu)也被設(shè)計(jì)成支持充足的服務(wù)能力，例如高速數(shù)據(jù)、流視頻和IP語(yǔ)音(VoIP)服務(wù)，這些服務(wù)原來(lái)針對(duì)固定訂戶站以實(shí)現(xiàn)“最后路程”服務(wù)要求。
WiMAX網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要方面是服務(wù)提供。為允許端用戶到WiMAX網(wǎng)絡(luò)的接入，必須提供用戶的SS和服務(wù)流(即，與特定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)相關(guān)的MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元的單向流)。與通常用于在現(xiàn)今環(huán)境中提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的較為簡(jiǎn)單的WiFi(即IEEE 802.11)網(wǎng)絡(luò)所提供的有限QoS支持不同，基于IEEE802.16的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持一組充足的QoS特征。而且，與支持“真實(shí)”QoS服務(wù)的Wi-Fi所采用的空中接口相比，WiMAX網(wǎng)絡(luò)采用了更為復(fù)雜的無(wú)線空中接口，因此需要更為復(fù)雜的服務(wù)提供考慮因素。
更具體地說，WiMAX基于中央化的控制架構(gòu)，其中在當(dāng)前使用一給定BS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入的所有SS中，該BS中的調(diào)度器對(duì)無(wú)線媒介接入具有完全控制?；赪iMAX的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能同時(shí)支持用一組完整的QoS參數(shù)集合表征的多個(gè)無(wú)線連接。此外，該架構(gòu)使分組分類器能將這些連接映射到各個(gè)用戶應(yīng)用和接口，包括以太網(wǎng)、TDM(時(shí)分復(fù)用)、ATM(異步傳輸模式)、IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)、VLAN(虛擬局域網(wǎng))等。然而，WiMAX中充足的特征集合和靈活性也增加了服務(wù)部署以及為固定和移動(dòng)的寬帶無(wú)線接入網(wǎng)提供服務(wù)的復(fù)雜度。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的寬帶無(wú)線接入(BWA)網(wǎng)絡(luò)的管理參考模型200。該模型包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)202、受管理的基站節(jié)點(diǎn)(對(duì)于示例性的基站206和208示出為受管理的節(jié)點(diǎn)2041和2042)、以及由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器212作為主機(jī)的服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210。NMS 202和服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接并通過網(wǎng)絡(luò)214與WiMAX網(wǎng)絡(luò)的BS(如基站206和208)通信，網(wǎng)絡(luò)214一般是廣域網(wǎng)(WAN)或公共網(wǎng)(如互聯(lián)網(wǎng))。BS管理的節(jié)點(diǎn)收集受管理的對(duì)象并將其存儲(chǔ)為802.16管理信息庫(kù)(MIB)格式，如MIB實(shí)例218和220所示。在一實(shí)施例中，使用由IETF RFC(請(qǐng)求注解)1157(即http//www.faqs.org/rfcs/rfc1157.html)使受管理的對(duì)象對(duì)于NMS(如NMS 202)可用。
每個(gè)基站206和208提供一相應(yīng)的覆蓋區(qū)域。每個(gè)覆蓋區(qū)域的“足跡”(即形狀)一般取決于基站所提供的天線類型(如單扇區(qū)、多扇區(qū)或全向)以及地理和/或基礎(chǔ)設(shè)施的考慮因素以及無(wú)線電信號(hào)的功率。例如，盡管稱為非視線(NLOS)，像高山和樹木這樣的地形以及像高大建筑物這樣的公共基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)影響無(wú)線信號(hào)傳播，導(dǎo)致覆蓋區(qū)域減小。WiMAX傳輸?shù)臒o(wú)線電信號(hào)強(qiáng)度也受到經(jīng)許可的和/或免許可的操作的可用RF頻譜所限制。為簡(jiǎn)便起見，將基站206和208的相應(yīng)覆蓋區(qū)域222和224示出為橢圓形。
給定的基站能支持與其覆蓋區(qū)域內(nèi)的MSS和固定SS的通信。為例支持完整的移動(dòng)性，最近的“相鄰”基站的覆蓋區(qū)域必須有某種程度的重疊，如圖2中重疊覆蓋區(qū)域226所示。在MSS移經(jīng)覆蓋區(qū)域時(shí)，周期性地收集其信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)以評(píng)估應(yīng)該使用哪個(gè)BS來(lái)最好地維持當(dāng)前服務(wù)等級(jí)?？紤]到這一信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及下面詳述的其他考慮因素，隨著MSS經(jīng)由一切換(HO)過程在各個(gè)BS覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)，用于向給定MSS提供服務(wù)的基站會(huì)被切換。
更具體地說，HO過程是MSS從(當(dāng)前)服務(wù)的BS所提供的空中接口到目標(biāo)(用于將來(lái)的服務(wù))BS所提供的空中接口的移動(dòng)過程。在HO完成后，目標(biāo)BS成為新的服務(wù)BS。在一常規(guī)的HO過程下，MSS需要與目標(biāo)BS下行鏈路信道同步、獲得上行鏈路參數(shù)并且執(zhí)行其網(wǎng)絡(luò)重新登錄過程，包括重新認(rèn)證、重新注冊(cè)和重新建立其IP連接，其方式與新MSS根據(jù)IEEE 802.16e/D5-2004標(biāo)準(zhǔn)登錄到網(wǎng)絡(luò)所采用的方式類似。這一常規(guī)的HO過程需要大量消息話務(wù)，導(dǎo)致BS處顯著的時(shí)延以及顯著的工作負(fù)荷量。
這里所述的本發(fā)明各實(shí)施例通過支持一快速HO過程解決了消息話務(wù)、BS工作負(fù)荷及其它問題，該快速HO過程不需要常規(guī)HO過程所需的許多重新登錄操作。特別是，把MSS和服務(wù)BS問當(dāng)前連接的連接環(huán)境信息，包括帶寬和QoS這樣的參數(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS以便預(yù)提供具有與該BS處相同或相似參數(shù)的服務(wù)。其他信息，包括MSS認(rèn)證信息和完整服務(wù)和操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移信息，也可以被轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS以便預(yù)提供服務(wù)。通過把連接環(huán)境信息直接轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS，MSS本身就無(wú)須將該信息傳遞至目標(biāo)BS，因此消除了常規(guī)HO過程期間遇到的許多消息傳遞序列。因此減少了消息話務(wù)和BS工作負(fù)荷。而且還支持更為平穩(wěn)的HO轉(zhuǎn)移，其中當(dāng)前BS所提供的服務(wù)級(jí)別可以以最小程度的服務(wù)破壞被無(wú)縫地轉(zhuǎn)移為目標(biāo)BS所提供的同等服務(wù)級(jí)別。
圖3的流程圖詳述了和快速HO過程的一個(gè)實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的操作和邏輯，相應(yīng)的消息交換在圖4中示出。該過程通過確定存在將一現(xiàn)有服務(wù)從服務(wù)BS移至新(目標(biāo))BS的需求或益處而開始。通常，這可以通過BSS、其服務(wù)BS(當(dāng)前把WiMAX服務(wù)提供給MSS的BS)、或是網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體來(lái)確定。
小區(qū)選擇是指MSS掃描和/或排列(range)一個(gè)或多個(gè)BS以便確定網(wǎng)絡(luò)連接或切換的適當(dāng)性以及其他性能考慮因素的過程。MSS可包括從MOB_NBR-ADV(移動(dòng)相鄰廣告)消息中獲得的信息，以找到可供小區(qū)選擇的可用鄰居BS。如果當(dāng)前連到服務(wù)BS，MSS應(yīng)安排周期性的掃描間隔或睡眠間隔來(lái)進(jìn)行小區(qū)選擇，以便評(píng)估有意切換至潛在目標(biāo)BS的MSS。這一過程不包括終止到服務(wù)BS的現(xiàn)有連接以及重新打開目標(biāo)BS中的連接。如果有目標(biāo)BS供切換，則任何最新分配的基本和主要CID(連接標(biāo)識(shí)符)對(duì)于該目標(biāo)BS都是特定的，并且不替換或取代MSS在其與服務(wù)BS通信時(shí)所采用的基本和主要CID。
由于這些小區(qū)選擇操作，MSS周期性地掃描鄰居BS以測(cè)量無(wú)線電信號(hào)接收強(qiáng)度，如方框300所示。更詳細(xì)地說，使用預(yù)定義的過程和消息交換順序，以0.5分貝(dB)的分辨率來(lái)測(cè)量載波對(duì)干擾加噪聲比(CINR)和/或相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符(RSSI)。在進(jìn)行掃描之前，MSS及其服務(wù)BS交換MOB_SCN_REQ(移動(dòng)掃描請(qǐng)求)和MOB_SCN_RSP(移動(dòng)掃描響應(yīng))消息來(lái)設(shè)立用于執(zhí)行掃描的時(shí)間幀。作為方框202所示的另一種選項(xiàng)，服務(wù)BS可以通過向MSS發(fā)送一NBR_ADV(相鄰廣告)消息而開始掃描活動(dòng)。該消息向MSS通知它可能從中獲得較佳服務(wù)的本地鄰居數(shù)。響應(yīng)于該消息，MSS和服務(wù)BS交換MOB_SCN_REQ和MOB_SCN_RSP消息，然后在方框304中，MSS掃描在MOB_NBR-ADV消息中標(biāo)識(shí)的相鄰BS。
通過決定使MSS將其空中接口、服務(wù)流和網(wǎng)絡(luò)附件從一服務(wù)BS切換到目標(biāo)BS，切換開始。該決定可始發(fā)自MSS、服務(wù)BS或網(wǎng)絡(luò)管理器。一般而言，HO決定會(huì)基于服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)(如哪個(gè)BS會(huì)向MSS提供最好的空中接口)和BS帶寬可用性考慮而作出。
在一實(shí)施例中，MSS考慮到上述掃描操作而作出決定。響應(yīng)于在方框300或304中獲得的一組最近的測(cè)量，MSS把測(cè)得的服務(wù)BS的CINR和/或RSSI與另一附近的(鄰居)BS相比較以確定切換過程是否得到批準(zhǔn)。如果是，如判決框306所示，該過程進(jìn)行到方框308，開始HO過程。為說明目的，以下情況假定MSS 230當(dāng)前由服務(wù)BS 206(BS1)提供服務(wù)，BS 206具有相鄰的BS 208和209(BS2和BS3)，如圖4消息流程圖所示。
在掃描操作期間，MSS 204確定每個(gè)BS 208和BS 209都有足夠的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)作為潛在的目標(biāo)基站。因而，在方框208中，MSS 204向服務(wù)BS 206發(fā)送MOB_MSSHO_REQ(移動(dòng)訂戶站切換請(qǐng)求)MAC管理消息400，包括各個(gè)BS2和BS3的平均CINR和/或RSSI值、以及預(yù)期的服務(wù)級(jí)別要求。MOB_MSSHO-REQ MAC管理消息用于請(qǐng)求由MSS開始的切換。對(duì)于每個(gè)鄰居，該消息包括基站標(biāo)識(shí)符(BS_ID)、先導(dǎo)索引，如BS CINR和/或RSSI均值、服務(wù)級(jí)別預(yù)測(cè)、HO_ID_included_indicator、HO-ID、以及到達(dá)時(shí)間差。
在這一常規(guī)用途下，服務(wù)級(jí)別預(yù)測(cè)包括1-4之間的值，表示MSS可從BS(通過掃描/排列可能獲得或可能不能獲得)預(yù)期得到的服務(wù)級(jí)別。就當(dāng)前實(shí)施例的目的而言，服務(wù)級(jí)別預(yù)測(cè)值的含義是不同的。服務(wù)級(jí)別預(yù)測(cè)值是一請(qǐng)求的服務(wù)級(jí)別，而不是指預(yù)期的服務(wù)級(jí)別。值3表示目標(biāo)BS會(huì)提供相同的服務(wù)級(jí)別，如(服務(wù)BS的)當(dāng)前AuthorizedQosParamSet所規(guī)定。值2表示可接受較低的服務(wù)級(jí)別。為說明該例起見，假定包括值3。
響應(yīng)于接收MOB_MSSHO-REQ MAC消息400，服務(wù)BS 206把相應(yīng)的HO-Pre-notification消息4022和4023發(fā)送到目標(biāo)BS 208和209，如方框310所示。在一實(shí)施例中，假定目標(biāo)基站沒有得到任何與最近掃描/排列操作期間的MSS有關(guān)的信息。該情況下，每個(gè)HO-Pre-notification消息402都包括MSSID、連接參數(shù)、性能、以及帶寬和QoS要求。該信息用于向目標(biāo)BS通知MSS請(qǐng)求了哪些服務(wù)。響應(yīng)于HO-Pre-notification消息，目標(biāo)BS 208和209把相應(yīng)的HO-Pre-notification-RSP消息4042和4043返回到服務(wù)BS 206，如方框312所示。這些消息的每一個(gè)都表示目標(biāo)BS是否能提供所請(qǐng)求的服務(wù)級(jí)別。在圖4所示的例子中，目標(biāo)BS 208可支持所請(qǐng)求的服務(wù)級(jí)別，而目標(biāo)BS 209則不能。作為一個(gè)選項(xiàng)，這類否定確認(rèn)消息可以包括表示可能支持的較低服務(wù)等級(jí)的信息。
根據(jù)HO-Pre-notification響應(yīng)消息，服務(wù)BS 206選擇一適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)BS進(jìn)行切換，如方框314所示。根據(jù)這一選擇，服務(wù)BS 206在方框316中向MSS230返回一MOB_BSHO-REP消息406，標(biāo)識(shí)推薦的目標(biāo)基站(或站點(diǎn)，如果可用)。在沒有目標(biāo)BS能支持所請(qǐng)求的服務(wù)級(jí)別(或者可支持任何服務(wù)級(jí)別)的情況下，服務(wù)BS會(huì)返回一MOB_BSHO-REP(移動(dòng)BS切換響應(yīng))消息，表示沒有目標(biāo)BS可用于切換。
除了其他字段以外，MOB_BSHO-REP消息包括估計(jì)的HO起始字段、源保留類型字段、以及HMAC字節(jié)組。估計(jì)的HO起始字段包含從接收消息起直到HO發(fā)生時(shí)的估計(jì)幀數(shù)。值為零是指該字段應(yīng)被忽略。源保留類型字段是一個(gè)標(biāo)志，用于指示服務(wù)BS在接收到具有HO_IND_type＝00的隨后的MOB-HO-IND消息后會(huì)保留還是會(huì)刪除MSS的連接信息。如果該標(biāo)志被設(shè)為1，服務(wù)BS就會(huì)在相應(yīng)的源保留時(shí)間字段中的時(shí)間期間保留MSS的連接信息。如果不提供任何時(shí)間，則使用一系統(tǒng)源保留時(shí)間計(jì)時(shí)器。HMAC字節(jié)組用于認(rèn)證。
該消息還為每個(gè)推薦的鄰居BS提供信息，包括鄰居BS-ID、先導(dǎo)索引、服務(wù)級(jí)別預(yù)測(cè)值以及HO過程優(yōu)化值。在此階段，服務(wù)級(jí)別預(yù)測(cè)值被忽略。
HO過程優(yōu)化值包括一個(gè)6比特值，用于指示在與用新基站(目標(biāo)BS)重新登錄網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的后續(xù)重新登錄過程期間可省略的管理消息(如果有的話)。對(duì)于每個(gè)比特位置，值“0”是指應(yīng)需要相關(guān)的重新登錄管理消息，而值“1”是指可省略該消息。比特值如下規(guī)定比特#0在重新登錄過程期間省略SBC-REQ/RSP管理消息比特#1在重新登錄過程期間省略PKM-REQ/RSP管理消息比特#2在重新登錄過程期間省略REG-REQ/RSP管理消息比特#3在重新登錄過程期間省略IP地址獲取管理消息比特#4在重新登錄過程期間省略日時(shí)獲取管理消息比特#5在重新登錄過程期間省略TFTP管理消息比特#6完整服務(wù)和操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移或者在服務(wù)BS和目標(biāo)BS間共享(ARQ、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、MAC狀態(tài)機(jī)等)按照下面描述的服務(wù)預(yù)提供方面的一個(gè)實(shí)施例，設(shè)置比特#6來(lái)表示MSS請(qǐng)求預(yù)提供。此外，可以設(shè)置比特#1-5的任一個(gè)來(lái)省略所選的消息。在一實(shí)施例中，設(shè)置了全部比特#1-6，因此MSS和目標(biāo)BS間需要最少量的消息傳遞來(lái)完成一次切換。
在判決框318中，MSS確定它是否會(huì)接受到MOB_BSHO-REP消息中標(biāo)識(shí)的目標(biāo)BS(或多個(gè)目標(biāo)BS之一)的切換。如果答案為否，則在方框320中取消HO過程。除了說明性的順序以外，可以通過發(fā)送帶有HO取消選項(xiàng)(HO_IND_type＝01)或拒絕選項(xiàng)(HO_IND_type＝10)的MOB_HO-IND消息，在任何時(shí)間開始取消HO過程。
如方框322所示，如果切換得到批準(zhǔn)，MSS 320就向服務(wù)BS 206發(fā)送MOB_HO-IND(切換指示)消息408。HO_IND_type被設(shè)為00，設(shè)置了類型標(biāo)志(1)。這向服務(wù)BS通知，MSS已經(jīng)向所選的目標(biāo)BS授權(quán)了HO。
在接收到HO認(rèn)證后，在方框324中，服務(wù)BS 206通過目標(biāo)BS 208開始為MSS 230預(yù)提供服務(wù)。預(yù)提供在目標(biāo)BS處設(shè)置了服務(wù)參數(shù)，使得在完成后，服務(wù)能從服務(wù)BS被切換至目標(biāo)BS，而不需要在當(dāng)前IEEE P802.16e/D5草案(2004年9月)中所述的常規(guī)實(shí)踐中通常遇到的重新登錄操作。
預(yù)提供過程通過向可用的目標(biāo)BS(在該例中為208)發(fā)送MOB-HO_Pre-provision消息410而開始。這通知目標(biāo)BS能預(yù)期經(jīng)由預(yù)提供而進(jìn)行切換，包括用于切換的MSS的標(biāo)識(shí)(為說明起見示出為MSS ID)。實(shí)踐中，MSS一般由其MAC地址或CID來(lái)標(biāo)識(shí)。在一實(shí)施例中，預(yù)提供操作實(shí)際以上面討論的HO-Pre-notification消息和響應(yīng)而開始。該情況下，目標(biāo)BS可以預(yù)期到轉(zhuǎn)移而留出一預(yù)分配的空中接口時(shí)隙。這類行為可能在目標(biāo)BS具有大量未使用帶寬時(shí)出現(xiàn)。
響應(yīng)于MOB-HO-Pre-provision消息410，目標(biāo)BS向服務(wù)BS 206返回MOB_BSSI-REQ(基站服務(wù)信息請(qǐng)求)SNMP消息412。該消息請(qǐng)求服務(wù)BS把MSS連接環(huán)境(信息)的一個(gè)副本轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS。連接環(huán)境對(duì)應(yīng)于和(服務(wù)BS所提供的)當(dāng)前MSS服務(wù)相應(yīng)的服務(wù)BS所維持的信息集合。該信息包括MSS服務(wù)的服務(wù)流數(shù)據(jù)(如參數(shù)、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、MAC狀態(tài)機(jī)等)、以及認(rèn)證和授權(quán)信息、以及和MSS服務(wù)有關(guān)的注冊(cè)和其他信息，比如任選的提供商專用信息。
更具體地說，服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210包含服務(wù)流和相關(guān)的QoS信息，在提供服務(wù)時(shí)、SS進(jìn)入WiMAX網(wǎng)絡(luò)時(shí)、或MSS漫游到BS覆蓋區(qū)域內(nèi)時(shí)，這些信息指示創(chuàng)建傳輸連接中的BS和SS或MSS。通常，SS/MSS由NMS直接管理，或者通過充當(dāng)SNMP代理的BS間接管理。在一實(shí)施例中，MSS和BS間的管理信息被承載在受管理MSS的次級(jí)管理CID(連接標(biāo)識(shí)符)消息上。如果次級(jí)管理CID不存在，則SNMP消息會(huì)通過客戶處設(shè)備所提供的另一接口。
每個(gè)基站保持和現(xiàn)有訂戶相應(yīng)的可用數(shù)據(jù)庫(kù)表格和參數(shù)值的本地實(shí)例，而不是必須接入中央服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)得到對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有訂戶的服務(wù)流信息。例如，在一給定基站處保持并更新為該基站的客戶機(jī)當(dāng)前管理的各個(gè)服務(wù)流相對(duì)應(yīng)的信息。與此同時(shí)，把基站上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的經(jīng)更新的快照周期性地返回至服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210，以便使該中央數(shù)據(jù)庫(kù)保持最新。
IEEE 802.16e/D5草案(2004年9月)定義了三類服務(wù)流，包括提供的服務(wù)流、允許的服務(wù)流、以及活動(dòng)的服務(wù)流。提供的服務(wù)流是被提供但不被立即激活的服務(wù)流。使用外部觸發(fā)來(lái)把提供的服務(wù)流轉(zhuǎn)換成允許的服務(wù)流。該服務(wù)流一般在SS通過網(wǎng)絡(luò)登錄過程進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)開始，提供指令受NMS所管理。如下所述，服務(wù)流也可以被預(yù)提供。
在一允許的服務(wù)流下，通過許可控制來(lái)保留網(wǎng)絡(luò)資源。使用外部觸發(fā)把允許的服務(wù)流轉(zhuǎn)換成活動(dòng)服務(wù)流。采用和電話模型中的“摘機(jī)”相似的事件來(lái)激活未經(jīng)懇求的許可服務(wù)(UGS)服務(wù)流。也可以采用應(yīng)用程序觸發(fā)來(lái)實(shí)施到活動(dòng)服務(wù)流的轉(zhuǎn)換。
活動(dòng)服務(wù)流是正在活動(dòng)的服務(wù)流。也就是，它是被許可了上行鏈路和下行鏈路帶寬用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)流。它采用一活動(dòng)QoS參數(shù)集合，該集合是所允許的QoS參數(shù)集的一個(gè)子集。
在一實(shí)施例中，使用SNMP傳輸機(jī)制在基站間傳遞可應(yīng)用的服務(wù)流數(shù)據(jù)。SNMP基于管理器/代理模型，該模型由管理器、代理、管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、受管理對(duì)象以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成。管理器執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，監(jiān)視和控制受管理的網(wǎng)絡(luò)。代理是管理軟件模塊，它駐留在受管理設(shè)備中以執(zhí)行來(lái)自管理器的指令。管理器和代理使用管理信息庫(kù)(MIB)和一個(gè)相對(duì)小的指令集合來(lái)交換信息。MIB被組織在一樹結(jié)構(gòu)中，其中個(gè)別變量(例如指針狀態(tài)或描述)被表示為樹枝上的葉片。
返回圖2，每個(gè)基站206和208作為相應(yīng)的MIB實(shí)例218和220的主機(jī)。如下進(jìn)一步詳述，MIB結(jié)構(gòu)被配置為一樹結(jié)構(gòu)，其分級(jí)形式類似于數(shù)據(jù)庫(kù)，其中該結(jié)構(gòu)的每個(gè)嵌套部分都定義了到數(shù)據(jù)庫(kù)表格的一個(gè)存儲(chǔ)空間。通過使用這類結(jié)構(gòu)以及SNMP消息，能夠用標(biāo)準(zhǔn)的管理接口在SNMP管理的節(jié)點(diǎn)之間傳遞“表格”值。
響應(yīng)于MOB_BSSI-REQ SNMP消息412，服務(wù)BS 206通過MOB_BSSI-RSP SNMP消息414轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)信息416的一個(gè)副本。在接收到該信息后，在方框326中由目標(biāo)BS預(yù)提供MSS的新服務(wù)。在經(jīng)預(yù)提供后，調(diào)用一觸發(fā)來(lái)把提供的服務(wù)流轉(zhuǎn)換成允許的服務(wù)流。
在這一點(diǎn)上，在方框328完成切換。根據(jù)HO完成過程的一方面，向服務(wù)BS提供信息，通知它何時(shí)它能釋放MSS。這通過向服務(wù)BS 206發(fā)送MOB_HO-IND消息418而完成。MOB_HO-IND消息包括HO_IND_type＝00以及L個(gè)幀的時(shí)間值，表示MSS可以在L個(gè)幀到期后被釋放。
與發(fā)送MOB-HO-IND消息協(xié)同，目標(biāo)BS 208向MSS 230發(fā)送包含當(dāng)前上行鏈路映射的Fast Ranging_IE(信息元素)420。該映射用于通知MSS有關(guān)當(dāng)前BS目標(biāo)信道可用性，并且支持較快的排列操作。然后，MSS 230向目標(biāo)RS 208發(fā)送RNG_REQ排列消息422，目標(biāo)BS 208返回RAN_RSP排列響應(yīng)消息424以完成排列操作，為MSS 230重新開始服務(wù)。
在MOB_HO-IND消息418中定義的L個(gè)幀到期后，較前的服務(wù)BS(206)釋放MSS 230，如方框330所示。這由BS 206為MSS 230完成操作。
如上所述，期望把基站上的本地MIB結(jié)構(gòu)中包含的數(shù)據(jù)與服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210中維持的服務(wù)流數(shù)據(jù)重新同步。因而，在隨后的時(shí)間點(diǎn)上，把對(duì)新服務(wù)BS的MIB(例如BS 208的MIB 220)的改變轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210，如方框332所示。
圖5示出根據(jù)一實(shí)施例的wmanIfMib(無(wú)線MAN接口)MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500。MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括在對(duì)象層次中各級(jí)(各組)處嵌套的多個(gè)MIB對(duì)象。在層次頂部是wmanIfMib對(duì)象。下一層次包括wmanifBsObjects、wmanIfSsObjects和wmanIfCommonObjects。wmanifBsObjects包括一組要由基站實(shí)現(xiàn)的受管理的對(duì)象。類似地，wmanIfSsObjects包括一組要由訂戶站實(shí)現(xiàn)的受管理的對(duì)象，訂戶站包括移動(dòng)訂戶站。wmanIfCommonObjects包括一組要在基站和訂戶站內(nèi)實(shí)現(xiàn)的公共的受管理的對(duì)象。結(jié)合其他SNMP管理操作，wmanIfMibMIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500可以作為一子樹實(shí)現(xiàn)，如RFC(請(qǐng)求注解)2863(即http//www.faqs.org/rfcs/rfc2863.html)中定義的接口組MIB所規(guī)定。
圖6a示出根據(jù)MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500的一實(shí)施例、BS提供的服務(wù)流表格(wmanIfBsProvisionedSfTable 600)的一個(gè)示例性配置。該表格包含在用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)或在與快速切換對(duì)應(yīng)的預(yù)提供操作期間要用來(lái)創(chuàng)建連接的預(yù)提供的動(dòng)態(tài)服務(wù)流信息。它包括sfIndex字段602、SS MAC地址字段604、QoS Index字段606以及Direction字段608、以及其他字段(未示出)。sfIndex字段602用作一索引，把表格行鏈接到數(shù)據(jù)庫(kù)中的其他表格。為每個(gè)索引項(xiàng)，把相應(yīng)的動(dòng)態(tài)服務(wù)流狀態(tài)值(提供的、允許的或激活的)存儲(chǔ)在鏈接的表格(未示出)中。SS MAC地址字段604包含一唯一SS標(biāo)識(shí)符，以便把動(dòng)態(tài)服務(wù)流關(guān)聯(lián)于SS或MSS。QoS Index字段606存儲(chǔ)一個(gè)到相應(yīng)的服務(wù)流的QoS參數(shù)集的指針(索引)。Direction字段608定義了服務(wù)流的方向(如上行鏈路(UL)或下行鏈路(DL))。
圖6b示出根據(jù)MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500的一實(shí)施例、BS服務(wù)類表格(wmanIfBsServiceClassTable 620)的一個(gè)示例性配置。該表格包含與服務(wù)流相關(guān)的QoS參數(shù)。所示的字段包括QoS Index字段622、Service Class字段624、Traffic Priority字段626、Maximum Sustained Data Rate字段628、Maximum Traffic Burst字段630、Minimum Reserved Rate字段632、ToleratedJitter字段634和Maximum Latency字段636。QoS Index字段622與QoS Index字段606類似，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的動(dòng)態(tài)服務(wù)流的QoS參數(shù)集的指針(索引)。Service Class字段624存儲(chǔ)服務(wù)類名稱。在一實(shí)施例中，服務(wù)類名稱的級(jí)別鏈接到相應(yīng)的QoS參數(shù)集合，使得可以簡(jiǎn)單地通過輸入相應(yīng)的服務(wù)類名稱來(lái)標(biāo)識(shí)一組特定的通常使用的QoS參數(shù)。
Traffic Priority字段626包含指定被分配給一服務(wù)流的優(yōu)先級(jí)的值(如0...7)。當(dāng)兩個(gè)服務(wù)流除優(yōu)先級(jí)以外具有相同的QoS參數(shù)時(shí)，較高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)流應(yīng)被賦予較低的延遲和較高的緩沖優(yōu)先。Maximum Sustained Data Rate字段628指定了動(dòng)態(tài)服務(wù)流的峰值數(shù)據(jù)速率，單位是比特每秒。MaximumTraffic Burst字段630指定了所能傳送的最大脈沖大小。Minimum ReservedRate字段632用于指定一個(gè)單位是比特每秒的速率，該速率指明在一段時(shí)間上求平均時(shí)在服務(wù)流上傳送的最小數(shù)據(jù)量。Tolerated Jitter字段634用于指示服務(wù)流的最大頻率延遲變化(抖動(dòng))。Maximum Latency字段636指示在BS或SS在其網(wǎng)絡(luò)接口上接收到分組以及把分組轉(zhuǎn)發(fā)至其射頻(RF)接口之間的最大等待時(shí)間。
圖6c示出根據(jù)MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500的一實(shí)施例、BS分類器規(guī)則表格(wmanIfBsClassifierRuleTable 640)的一個(gè)示例性配置。該表格包含分組分類器把下行鏈路和上行鏈路分組映射到動(dòng)態(tài)服務(wù)流所用的規(guī)則。該表格的字段包括sfIndex字段642(類似于sfIndex字段602)；Source IP Address字段644，其中存儲(chǔ)源端點(diǎn)的IP地址；Destination IP Address字段646，其中存儲(chǔ)目標(biāo)端點(diǎn)的IP地址；以及Type of Service(TOS)/DifferentiatedService Code Point(DSCP)字段648，其中存儲(chǔ)TOS或DSCP參數(shù)。在下行鏈路方向上，當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)接收到分組時(shí)，BS中的分類器可以使用MAC地址或IP地址來(lái)確定分組應(yīng)被轉(zhuǎn)發(fā)至哪個(gè)SS，并且可以使用TOS或DSCP參數(shù)來(lái)選擇具有適當(dāng)QoS的動(dòng)態(tài)服務(wù)流。在上行鏈路方向上，當(dāng)從客戶處接收到分組時(shí)，SS中的分類器可以使用源/目標(biāo)MAC地址或IP地址和端口號(hào)TOS/DSCP、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)ID來(lái)把分組轉(zhuǎn)發(fā)至具有適當(dāng)QoS支持的服務(wù)流。
圖6d示出根據(jù)MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500的一實(shí)施例、BS注冊(cè)的SS表格(wmanIfBsRegisteredSsTable 660)的一個(gè)示例性配置。該表格包括對(duì)應(yīng)于注冊(cè)的SS的信息。所示字段包括ssIndex字段662，其包含到一訂戶站標(biāo)識(shí)符的索引；以及ifIndex字段664，其包含到MIB實(shí)例內(nèi)的接口索引。SS MAC地址字段666用于存儲(chǔ)訂戶站的MAC地址。
圖6e示出根據(jù)MIB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500的一實(shí)施例、公共動(dòng)態(tài)服務(wù)流表格(wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680)的一個(gè)示例性配置。該表格包括服務(wù)流索引(sfIndex)字段682、服務(wù)流連接標(biāo)識(shí)符(sfCid)字段684、Diretion字段685、QoS Index字段686和服務(wù)流狀態(tài)字段687。所示的其余字段類似于wmanIfBsServiceClassTable 620中同樣名稱的字段，并且包括Service ClassName字段688、Traffic Priority字段689、Maximum Sustained Data Rate字段690、Maximum Traffic Burst字段691、Minimum Reserved Rate字段692、Tolerated Jitter字段693和Maximum Latency字段694。這些字段帶有和wmanIfBsServiceClassTable 620與相關(guān)的服務(wù)類名稱對(duì)應(yīng)的參數(shù)相同的QoS參數(shù)。除了所示的字段以外，wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680可以包含其他未示出的字段。
為了便于NMS為每個(gè)BS所支持的幾百甚至幾千個(gè)訂戶站提供動(dòng)態(tài)的服務(wù)流屬性，提出了Provisioned Service Class(提供的服務(wù)類)的概念。圖7示出提供的服務(wù)類方案的一個(gè)實(shí)施例，其中創(chuàng)建了QoS概況(如服務(wù)類)來(lái)定義能被多個(gè)服務(wù)流共享的相關(guān)的服務(wù)流屬性。例如，SS A1、B1和X1的基本CID UL使用服務(wù)概況1?？梢詣?dòng)態(tài)地添加或刪除服務(wù)流屬性概況以滿足來(lái)自訂戶站的不同QoS需求。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖，說明了為訂戶提供動(dòng)態(tài)服務(wù)流而執(zhí)行的操作，包括在切換期間的預(yù)提供服務(wù)流。方框800、802和804中的前三個(gè)操作是設(shè)置操作，它們預(yù)先執(zhí)行以便構(gòu)建可應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)表格并設(shè)置服務(wù)預(yù)訂。在方框800，服務(wù)提供商指定可用于預(yù)訂的服務(wù)類。相應(yīng)數(shù)據(jù)的主要實(shí)例被保存在各個(gè)表格中，包括服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210中的wmanIfBsServiceClassTable 620。與此同時(shí)，通過SNMP消息傳遞把wmanIfBsServiceClassTable 620的實(shí)例發(fā)送到每個(gè)受管理的BS。
接著，在方框800，訂戶通過在服務(wù)級(jí)別協(xié)議中指定動(dòng)態(tài)服務(wù)流屬性(如選擇一服務(wù)基本選項(xiàng))而向服務(wù)提供商購(gòu)買寬帶無(wú)線服務(wù)。當(dāng)一客戶預(yù)訂該服務(wù)時(shí)，他或她會(huì)告訴服務(wù)提供商與所期望的服務(wù)級(jí)別相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)服務(wù)流信息，包括所請(qǐng)求的UL/DL連接數(shù)、所述連接的數(shù)據(jù)速率和QoS參數(shù)、以及他或她希望運(yùn)行哪類的應(yīng)用(如互聯(lián)網(wǎng)、語(yǔ)音、視頻等)。響應(yīng)于訂戶輸入，服務(wù)提供商會(huì)通過在服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210中輸入相應(yīng)的動(dòng)態(tài)服務(wù)流屬性而預(yù)提供服務(wù)，如方框8042所示。
在方框806中，MSS選擇一BS(或由網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地標(biāo)識(shí)一BS)，并且為BS完成網(wǎng)絡(luò)輸入和認(rèn)證過程。響應(yīng)于此，BS在方框808中把MSS輸入到其wmanifBsRegisteredSsTable 660中，并且在方框810中，基于訂戶站的MAC地址通過服務(wù)器212和網(wǎng)絡(luò)214從服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210下載相應(yīng)的服務(wù)流屬性。于是wmanifBsRegisteredSsTable 660帶有相應(yīng)的服務(wù)流信息，而在wmanBsClassifierRuleTable 640輸入相應(yīng)的分類器規(guī)則。通過經(jīng)由QoS Index鏈接到wmanIfBsServiceClassTable 620中的一個(gè)可用行而指定QoS參數(shù)。
圖9a示出對(duì)應(yīng)于一提供過程在上述表格600、620、640、660和680中的示例性表項(xiàng)。如wmanIfBsProvisionedSfTable 600所示，已經(jīng)預(yù)提供了兩個(gè)MSS，由相應(yīng)的MAC地址0x123ab54和0x45fead1標(biāo)識(shí)。每個(gè)SS具有兩個(gè)動(dòng)態(tài)服務(wù)流，由sfIndex字段中的值所標(biāo)識(shí)，其相關(guān)的QoS參數(shù)分別由QoSIndex1和2標(biāo)識(shí)。如上所述，QoSIndex指向包含QoS參數(shù)的wmanIfBsServiceClassTable 620中的QoS表項(xiàng)。圖6和9a所示的wmanIfBsServiceClassTable 620包括三個(gè)QoS級(jí)別Gold(金)、Silver(銀)和Bronze(銅)。sfIndex值指向wmanBsClassifierRuleTable 640中具有相同sfIndex值的相應(yīng)表項(xiàng)。wmanBsClassifierRuleTable 640中的表項(xiàng)表示應(yīng)該使用哪些規(guī)則對(duì)給定動(dòng)態(tài)服務(wù)流上的分組進(jìn)行分類。wmanBsClassifierRuleTable 640包含由sfIndex 100001索引的表項(xiàng)，表示一下行鏈路服務(wù)流，并且包含目標(biāo)IP地址1.0.1.48。它意指BS中的分類器會(huì)把從RAN 102A接收到的、目標(biāo)IP地址為1.0.1.48的分組轉(zhuǎn)發(fā)至sfIndex為100001的服務(wù)流。wmanBsClassifierRuleTable 640還包含由sfIndex 100002索引的表項(xiàng)，表示一上行鏈路服務(wù)流，并且包含源IP地址6.12.6.5以及TOS 7。它意指SS中的分類器會(huì)把源IP地址為6.12.6.5且TOS為7的分組轉(zhuǎn)發(fā)至sfIndex為100002的服務(wù)流。
當(dāng)MAC地址為0x123ab54的MSS注冊(cè)到BS中時(shí)，BS在wmanifBaseRegisteredTable 660中創(chuàng)建一表項(xiàng)?；贛AC地址，BS將能發(fā)現(xiàn)已經(jīng)在wmanIfBsProvisionedSfTable 600、wmanIfBsServiceClassTable 620和wmanBsClassifierRuleTable 640中預(yù)提供的服務(wù)流信息。
返回圖8的流程圖，在方框812中，BS使用到MSS的動(dòng)態(tài)服務(wù)添加(DSA)消息傳遞，根據(jù)預(yù)提供的動(dòng)態(tài)服務(wù)流信息來(lái)為相應(yīng)的sfIndex表項(xiàng)(如100001和100002)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)服務(wù)流。然后，BS和MSS分別在wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680中創(chuàng)建相應(yīng)的表項(xiàng)(如該例中為兩個(gè))。wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680既包含服務(wù)流信息又包含QoS參數(shù)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件，wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680中的QoS參數(shù)可以對(duì)應(yīng)于比wmanIfBsProvisionedSfTable 600中已經(jīng)預(yù)提供的服務(wù)級(jí)別低的一個(gè)服務(wù)級(jí)別。分類器規(guī)則會(huì)在BS或MSS內(nèi)的分類器規(guī)則表格(未示出)中創(chuàng)建。然后，動(dòng)態(tài)服務(wù)流可供訂戶用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)話務(wù)，如結(jié)尾方框812所示。響應(yīng)于調(diào)用相應(yīng)觸發(fā)的適當(dāng)條件，預(yù)提供的服務(wù)流會(huì)被轉(zhuǎn)換成允許的服務(wù)流、然后被轉(zhuǎn)換成活動(dòng)的服務(wù)流。
圖8下部所示的操作涉及與快速切換過程有關(guān)的預(yù)提供服務(wù)，其中預(yù)提供發(fā)生在目標(biāo)BS處而不是在服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)210處。如上所述，該過程以MOB_HO-Pre-provision消息410開始，然后是MOB-BSSI-REQ SNMP消息，后者向當(dāng)前服務(wù)流環(huán)境數(shù)據(jù)請(qǐng)求被保存在服務(wù)BS上的MSS。在方框816中，服務(wù)BS響應(yīng)于此而構(gòu)建一MIB子樹輸出，包含存儲(chǔ)在適當(dāng)表格中的當(dāng)前MSS服務(wù)數(shù)據(jù)，所述表格包括wmanIfBsProvisionedSfTable 600、wmanIfBsServiceClassTable 620、wmanBsClassifierRuleTable 640、wmanIfBaseRegisteredTable 660和wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680。
在方框818中，服務(wù)BS發(fā)送包含MIB子樹輸出的MOB_BSSI-RSP SNMP消息。該子樹然后由目標(biāo)BS提取并解析。然后在方框820中，目標(biāo)BS處的本地MIB實(shí)例帶有經(jīng)解析的子樹數(shù)據(jù)，服務(wù)流被設(shè)為允許的級(jí)別。
圖9a示出一示例性的MSS連接環(huán)境輸出。該圖頂部的表格實(shí)例對(duì)應(yīng)于由服務(wù)BS 206作為主機(jī)的MIB 218(如每個(gè)表格索引號(hào)附加的“S”所表示)。類似的，該圖底部的表格實(shí)例對(duì)應(yīng)于由目標(biāo)BS 208作為主機(jī)的MIB 220(如每個(gè)表格索引號(hào)附加的“T”所表示)。表格wmanIfBsProvisionedSfTable 600S、wmanBsClassifierRuleTable 640S、wmanIfBaseRegisteredTable 660S和wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680S的每一個(gè)中的可用行表項(xiàng)被復(fù)制以構(gòu)成MIB子樹，MIB子樹然后被發(fā)送到目標(biāo)BS 208。經(jīng)提取后，將類似的表項(xiàng)加入wmanIfBsProvisionedSfTable 600T、wmanBsClassifierRuleTable 640T、wmanIfBaseRegisteredTable 660T和wmanIfCmnCpsServiceFlowTable 680T。注意到，盡管所示的表格索引值(每個(gè)表格的第一列)是相同的，但也可以根據(jù)MTB實(shí)現(xiàn)方案要求重新索引。
還注意到，在一實(shí)施例中，wmanIfBsServiceClassTable 620中的表項(xiàng)未被包括在輸出中。這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)基站(包括服務(wù)BS 206和目標(biāo)BS 208)中已經(jīng)存在wmanIfBsServiceClassTable 620的相同副本。
根據(jù)一些實(shí)施例的進(jìn)一步方面，提供了新穎的安全性措施來(lái)確保目標(biāo)BS是可信的。在常規(guī)的方法中，結(jié)合切換執(zhí)行一完整的重新輸入過程。除了其他操作以外，重新輸入過程執(zhí)行MSS或BS的重新認(rèn)證。該過程是耗時(shí)的并且涉及到消息傳遞開銷。
如上所述，MSS連接的連接環(huán)境從服務(wù)BS被轉(zhuǎn)移到目標(biāo)BS以實(shí)施快速切換。在快速切換選項(xiàng)中，有一個(gè)省略重新輸入期間的認(rèn)證操作的選項(xiàng)。然而，這一般可能存在問題，因?yàn)槟繕?biāo)BS可能是偽裝成可信BS的一個(gè)欺詐的BS。
根據(jù)所選實(shí)施例的各方面，實(shí)現(xiàn)一受信計(jì)算組(TCG，Trusted ComputingGroup)(http//www.trustedcomputinggroup.org)安全性方案，以便以便于寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中私密性和安全性的方式產(chǎn)生、存儲(chǔ)、檢取安全性相關(guān)的數(shù)據(jù)，所述寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括IEEE 802.16定義的網(wǎng)絡(luò)。在這些實(shí)施例中，采用了包括受信平臺(tái)模塊(TPM)TCG令牌。一般而言，TPM功能可以通過硬件設(shè)備(最常見)或通過軟件來(lái)體現(xiàn)。例如，最近介紹了集成電路來(lái)支持TPM功能，例如(美國(guó))國(guó)家半導(dǎo)體的基于LPC的TCG兼容的安全性控制器、或者由Atmel公司和Infineon技術(shù)(AG)公司制造的類似的集成電路等等。
TCG是具有平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)安全性問題的工業(yè)協(xié)會(huì)。TCG主規(guī)范(1.2版，2003年10月，下面稱為“1.2版規(guī)范”)是一種獨(dú)立于平臺(tái)的工業(yè)規(guī)范，它覆蓋了常規(guī)計(jì)算平臺(tái)中的證書。TCG主規(guī)范定義了一種受信的平臺(tái)子系統(tǒng)，它在建立證書時(shí)采用密碼手段。受信平臺(tái)可以體現(xiàn)為設(shè)備，或者可以被集成到一些現(xiàn)有的平臺(tái)組件或組件中。受信平臺(tái)使認(rèn)證代理能確定平臺(tái)環(huán)境的狀態(tài)，并且密封對(duì)于該平臺(tái)環(huán)境特定的數(shù)據(jù)。隨后，可以響應(yīng)于對(duì)認(rèn)證該平臺(tái)的認(rèn)證詢問，返回在TPM中存儲(chǔ)的認(rèn)證數(shù)據(jù)(如完整度量)。
圖10中示出1.2版兼容的TPM 1000和所選的相關(guān)電路的細(xì)節(jié)。TPM 1000包括與安全性和私密性有關(guān)的幾個(gè)功能。它們包括密碼共同處理器1002、HMAC(消息認(rèn)證碼散列)引擎1004、SHA-1(安全性散列算法-1)引擎1006、Opt-In組件1008、非易失性(NV)存儲(chǔ)器1010、密鑰發(fā)生器1012、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(RNG)1014、執(zhí)行引擎1016、易失性存儲(chǔ)器1018和平臺(tái)配置寄存器(PCR)1020。在一個(gè)TPM實(shí)施例中還提供但未示出的有輸入/輸出組件和功率檢測(cè)組件。圖10還示出低引線數(shù)(LPC)總線1022和非易失性存儲(chǔ)器1024。在一實(shí)施例中，LPC總線1022按照Intel公司的LPC接口規(guī)范1.0版(1997年9月29日)來(lái)配置。
通常，安全性密鑰可由密鑰發(fā)生器1012或隨機(jī)數(shù)發(fā)生器1014生成。HMAC引擎1004和SHA-1引擎1006用于根據(jù)公知的HMAC和SHA-1散列算法執(zhí)行散列操作。根據(jù)需要，TPM可以通過密碼共同處理器1002執(zhí)行加密和解密操作。通常，加密和解密操作會(huì)由專用密碼引擎或通用處理器上運(yùn)行的密碼軟件來(lái)執(zhí)行。
報(bào)告證書根基(RTR)負(fù)責(zé)建立平臺(tái)標(biāo)識(shí)、報(bào)告平臺(tái)配置、保護(hù)所報(bào)告的值、并且建立用于證實(shí)已報(bào)告的值的環(huán)境。RTR采用一密碼標(biāo)識(shí)以區(qū)分配置報(bào)告，并使詢問者能認(rèn)證平臺(tái)標(biāo)識(shí)。平臺(tái)標(biāo)識(shí)是所有證書根基的實(shí)施例。常規(guī)標(biāo)識(shí)通常是一個(gè)標(biāo)記，它在一應(yīng)用域的環(huán)境內(nèi)是唯一的。相反，密碼標(biāo)識(shí)是全局唯一的，并且是不可猜測(cè)的。為了創(chuàng)建這一密碼標(biāo)識(shí)，必須在給定用于檢驗(yàn)的反饋環(huán)路時(shí)不能猜測(cè)標(biāo)識(shí)。此外，應(yīng)該能在不揭露密碼標(biāo)識(shí)的情況下證實(shí)擁有該密碼標(biāo)識(shí)。
平臺(tái)唯一性是通過一個(gè)不對(duì)稱的密鑰對(duì)實(shí)現(xiàn)的，稱為背書密鑰(EK)，嵌入在TPM中。EK的使用受到限制，使得只有平臺(tái)的外部表示通過別名而實(shí)現(xiàn)，稱為證明標(biāo)識(shí)(相應(yīng)的證明標(biāo)識(shí)密鑰(AIK))。在TPM使用前，創(chuàng)建一平臺(tái)標(biāo)識(shí)。EK可以在平臺(tái)制造期間被安裝，或由廠商在客戶運(yùn)送之前產(chǎn)生。TPM和平臺(tái)制造商以及它們的分發(fā)商確定創(chuàng)建EK的精確時(shí)間點(diǎn)。TPM和平臺(tái)制造商與EK創(chuàng)建有關(guān)，因?yàn)樗麄儞?dān)保EK以及包含EK的TPM的有效性。
AIK被用作EK的別名，使得永不揭露EK。AIK用于簽名，但非用于加密。TPM可以創(chuàng)建虛擬無(wú)限數(shù)量的AIK。每個(gè)AIK包括一個(gè)RSA 2048位的不對(duì)稱密鑰對(duì)。根據(jù)1.2版規(guī)范，AIK僅被允許標(biāo)記由TPM產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。然而，這并不是限制性的，而可以被選擇作為總的安全性策略的一部分。
在一實(shí)施例中，平衡TPM的AIK密鑰生成能力以認(rèn)證基站。在一方案中，第三方認(rèn)證者(稱為認(rèn)證服務(wù)器(AS))用于在開始切換的最后階段(把連接環(huán)境信息傳遞至目標(biāo)BS的階段)以前認(rèn)證目標(biāo)BS。一般而言，AS會(huì)由一給定寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)提供商來(lái)管理。也可能是多個(gè)服務(wù)提供商提供共享的服務(wù)。該情況下，可以采用一個(gè)或多個(gè)共享的AS。
在一實(shí)施例中，AS通過安全網(wǎng)絡(luò)鏈接與RAN鏈接并通信。例如，圖2示出這一配置，其中認(rèn)證服務(wù)器232通過安全鏈路234耦合到RAN 102。在一實(shí)施例中，相應(yīng)的AS被鏈接到網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)RAN。在其他實(shí)施例中，認(rèn)證服務(wù)器可以分布在網(wǎng)絡(luò)中，為一個(gè)或多個(gè)RAN采用一個(gè)給定的AS。在還有一個(gè)實(shí)施例中，為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用一個(gè)AS。
在一實(shí)施例中，采用AS的安全性方案使用一個(gè)兩階段的過程來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一階段(稱為初始認(rèn)證階段)用于為每個(gè)BS建立認(rèn)證證書。第二階段涉及正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換操作，所述操作是以正在進(jìn)行為基礎(chǔ)的傳送。
圖11示出一流程圖，說明了在初始認(rèn)證階段的一個(gè)實(shí)施例期間執(zhí)行的操作。該過程一般會(huì)為AS服務(wù)區(qū)域(如，采用給定AS的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)的部分)內(nèi)的每個(gè)BS執(zhí)行。在圖2所示的實(shí)施例中，每個(gè)耦合至RAN 102的BS會(huì)執(zhí)行類似的操作。
該過程從方框1100中開始，其中BS生成一個(gè)對(duì)于AS專用的AIK密鑰對(duì)，所述AIK密鑰對(duì)包括一個(gè)私有AIK密鑰(AIKPRIV)和一個(gè)公有AIK密鑰(AIKPUB)的不對(duì)稱2048位密鑰。隨后，AIK密鑰對(duì)中的公有部分(一半)會(huì)被發(fā)送到AS，使得AS會(huì)接收并存儲(chǔ)來(lái)自多個(gè)基站的多個(gè)AIK密鑰的公有部分(一半)。因而，與個(gè)別的基站對(duì)應(yīng)的密鑰所使用的術(shù)語(yǔ)用相應(yīng)的下標(biāo)來(lái)描述，密鑰生成者為先，密鑰的隨后受信目標(biāo)跟隨在圓括號(hào)中。例如，AIKPUB-SSn(ASm)標(biāo)識(shí)了由訂戶站n生成、并且目標(biāo)為認(rèn)證服務(wù)器m的公有AIK密鑰。
在生成了AIK密鑰對(duì)之后，BS在方框1102建立與AS的連接。在一實(shí)施例中，與本地RAN建立連接，RAN充當(dāng)AS的代理。通常，基站和RAN間的鏈路可以包括有線鏈路(如雙絞銅線或同軸銅線)、光學(xué)鏈路(光纖)或無(wú)線鏈路。
一旦建立了鏈路，BS就在方框1104中發(fā)送AS基準(zhǔn)認(rèn)證信息，所述認(rèn)證信息包括BS標(biāo)識(shí)符和為AS生成的BS AIK公有密鑰，其后是在結(jié)束方框1108中終止連接。通常，BS標(biāo)識(shí)符包含能用來(lái)唯一確定BS的信息。在一實(shí)施例中，BS標(biāo)識(shí)符被包括作為數(shù)字證書的一部分。數(shù)字證書(也稱為“認(rèn)證證書”)最簡(jiǎn)單的形式包含一公有密鑰和一名稱。如通常使用的，數(shù)字證書還包含到期日、標(biāo)識(shí)發(fā)布該證書的認(rèn)證當(dāng)局的信息、唯一標(biāo)識(shí)符(如序列號(hào))、還可能有其他信息。數(shù)字證書還包含證書發(fā)布者的數(shù)字簽名。最為廣泛接受的證書格式由ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)-T X.509國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IETF RFC(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組請(qǐng)求注解)2459)所定義。因而，在一實(shí)施例中，SS發(fā)送一ITU-T X.509證書(以下稱為“X.509”證書)。除了X.509證書以外，也可以使用其它類型的數(shù)字證書。如方框1108所示，在接收到證書后，AS把包括其AIK公有密鑰的BS認(rèn)證證書存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)238的BS信用表格236中。
在第二階段操作期間，通過把當(dāng)前認(rèn)證證書與那些在認(rèn)證初始化階段中存儲(chǔ)的認(rèn)證證書相比較而認(rèn)證一目標(biāo)站。顯然，欺詐的BS不會(huì)執(zhí)行任何認(rèn)證初始化操作，因此能容易地被識(shí)別。
圖9示出在切換前用于認(rèn)證目標(biāo)BS的消息交換序列的一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。該過程響應(yīng)于MOB_HO-IND消息408而開始，MOB_HO-IND消息408在服務(wù)BS(206)處被接收。該消息表示MSS已經(jīng)授權(quán)了切換。響應(yīng)于此，服務(wù)BS通過向AS 232發(fā)送BS_HO-AUTH-REQ(BS切換認(rèn)證請(qǐng)求)消息1200而請(qǐng)求認(rèn)證HO目標(biāo)BS(208)。通常，該消息可以用次級(jí)管理信道或通過專用管理鏈路來(lái)發(fā)送。BS_HO-AUTH-REQ消息包括標(biāo)識(shí)目標(biāo)BS的信息以及與目標(biāo)BS通信的連接信息。
響應(yīng)于認(rèn)證請(qǐng)求，AS 232向目標(biāo)BS 208發(fā)送BS_AUTH-CHAL(BS認(rèn)證詢問)消息1202。該認(rèn)證詢問消息是要目標(biāo)站通過提交其認(rèn)證證書而確認(rèn)其認(rèn)證的請(qǐng)求。因而，目標(biāo)BS 208返回BS_AUTH-RSP(BS認(rèn)證響應(yīng))消息1204，包括目標(biāo)BS 208的證書1206，所述證書1206包括用BS的AIK私有密鑰數(shù)字簽名的證明。在一實(shí)施例中，該證明包括BS證書1208。在另一實(shí)施例中，該證明包括一隨機(jī)的摘要，例如用AIK私有密鑰簽名的隨機(jī)數(shù)。
在接收到證書1206后，AS 232從數(shù)據(jù)庫(kù)238檢取和目標(biāo)BS 208在認(rèn)證初始化階段期間提供的認(rèn)證信息對(duì)應(yīng)的適當(dāng)記錄。這包括BS 208的AIK密鑰對(duì)的公有部分(一半)，使AS 232能確認(rèn)數(shù)字簽名，因此確定BS 208是否可信。如判決框1210所示，如果不能確認(rèn)簽名，AS 232就將BS_AUTH-DEN(BS認(rèn)證被拒絕)消息1212返回至服務(wù)BS 206。該消息表示目標(biāo)BS不能被認(rèn)證，因此切換應(yīng)被取消。因而，服務(wù)BS 206發(fā)送MOB_HO-IND消息1214，其HO_IND_type值＝01，表示切換被取消。任選地，可以使用HO_IND_type值＝10來(lái)表示切換被拒絕。在切換過程被取消的情況下，上述過程可以被重復(fù)一次或多次，以嘗試把空中接口切換至目標(biāo)BS，或可能切換至一個(gè)不同的BS。此外，可以考慮到MSS以及一個(gè)或多個(gè)BS之間改變的傳輸條件來(lái)重新開始切換過程。
如果目標(biāo)BS被認(rèn)證，AS 232就把BS_AUTH-CON(BS認(rèn)證被確認(rèn))消息1216返回至服務(wù)BS 206。這通知服務(wù)BS，目標(biāo)BS是可信的。因此，允許切換操作繼續(xù)，比如在一個(gè)實(shí)施例中為MOB_HO-PRE-PROVISION消息410。
圖13示出根據(jù)IEEE P802.16e/D5草案(2004年9月)適合被用作訂戶站或基站的寬帶無(wú)線系統(tǒng)架構(gòu)的框圖。該架構(gòu)包括數(shù)字板1300和射頻(RF)板1302。通常，數(shù)字板1300負(fù)責(zé)執(zhí)行這里討論的各個(gè)過程操作。同時(shí)，RF板1302根據(jù)IEEE P802.16e/D5草案(2004年9月)負(fù)責(zé)RF信號(hào)的生成和接收。
數(shù)字板1300采用了各種構(gòu)建塊和組件來(lái)便于其過程操作。這些包括接合試驗(yàn)行為組(JTAG)組件1304、會(huì)聚子層1306、802.16e MAC硬件塊1308、802.16e物理層收發(fā)機(jī)1310、TDM組件1312、存儲(chǔ)器控制器1314、802.16e MAC層1316、以太網(wǎng)MAC塊1318、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)1320、以太網(wǎng)物理接口1322、閃存1324和處理器1326。數(shù)字板結(jié)構(gòu)還包括經(jīng)由低引線數(shù)(LPC)總線1328與處理器1326耦合的TPM 1000。然而，在未示出的任選配置中，處理器1326可以耦合到存儲(chǔ)器控制器集線器或輸入/輸出控制器集線器，集線器又經(jīng)由LPC總線耦合至TPM 200。
由于數(shù)字板處理數(shù)字信號(hào)，而IEEE P802.16e/D5草案(2004年9月)傳輸包括模擬信號(hào)，因此提供了在兩種信號(hào)類型間相接的手段。而且，需要電路來(lái)產(chǎn)生具有適當(dāng)?shù)幕鶐匦缘腞F信號(hào)。這些功能由包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)1330的IF(中頻)/基帶發(fā)射機(jī)(Tx)信號(hào)芯片1329以及包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)1332的IF/基帶接收機(jī)(Rx)信號(hào)芯片1331來(lái)實(shí)現(xiàn)。DAC 1330芯片把IEEEP802.16e/D5草案(2004年9月)物理層收發(fā)機(jī)1310所生成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)。該信號(hào)被送入RF板1302上的RF上變頻器1336，RF上變頻器1336把基帶信號(hào)頻率上變頻為載波頻率。然后，經(jīng)上變頻的信號(hào)通過可編程增益放大器(PGA)1338來(lái)放大，可編程增益放大器(PGA)1338把經(jīng)放大的經(jīng)上變頻的信號(hào)輸出到發(fā)射機(jī)天線1340。
到達(dá)的IEEE P802.16e/D5草案(2004年9月)傳輸信號(hào)在接收機(jī)天線1342處被接收。然后通過PGA 1343(按需)放大接收信號(hào)，并提供作為RF下變頻器1344的輸入，RF下變頻器1344把接收信號(hào)下變頻為所選的IF/基帶頻率。然后通過ADC芯片1332把經(jīng)下變頻的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
通常，處理器1326表示各類處理器架構(gòu)，包括但不限于通用處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和微控制器。此外，處理器1326表示一個(gè)或多個(gè)處理元件。各個(gè)數(shù)字板層和組件所執(zhí)行的操作通過執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)處理元件(包括處理器1326)上的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常，指令包括固件、軟件或兩者的組合。在一實(shí)施例中，固件指令被保存在閃存1324中。在一實(shí)施例中，軟件指令被保存在存儲(chǔ)設(shè)備中，例如經(jīng)由磁盤控制器(未示出)連至處理器1326的磁盤驅(qū)動(dòng)器(未示出)。在一實(shí)施例中，軟件指令的全部或一部分可以被加載為網(wǎng)絡(luò)上的載波，網(wǎng)絡(luò)通過以太網(wǎng)物理接口1322與數(shù)字板1300相接。
因此，本發(fā)明的各實(shí)施例可用于支持在一些形式的處理內(nèi)核上執(zhí)行的固件和/或軟件模塊，或者可以在機(jī)器可讀介質(zhì)上或中實(shí)現(xiàn)。機(jī)器可讀介質(zhì)包括任何用于以機(jī)器(如計(jì)算機(jī))可讀的形式保存或發(fā)送信息的機(jī)制。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁盤存儲(chǔ)媒介、光學(xué)存儲(chǔ)媒介和閃存等。此外，機(jī)器可讀介質(zhì)可包括傳播信號(hào)，諸如電、光、聲、或其他形式的傳播信號(hào)(如載波，紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)。
以上對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的說明性描述，包括摘要中的描述，不是窮舉性的，也不限制本發(fā)明。盡管這里為說明起見描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和例子，各種等價(jià)修改在本發(fā)明范圍內(nèi)是可能的，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到的。
可以考慮到以上詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明作出修改。權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被視為將本發(fā)明限制在說明書和附圖中公開的具體實(shí)施例的范圍內(nèi)。本發(fā)明的范圍實(shí)則由權(quán)利要求書來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種用于在寬帶無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行快速切換的方法，包括標(biāo)識(shí)移動(dòng)訂戶站(MSS)和服務(wù)BS間的空中接口要被切換至的目標(biāo)基站(BS)；把與服務(wù)BS的當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息從服務(wù)BS轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS；以及使用所述連接環(huán)境信息通過目標(biāo)BS把和遷移后的空中接口相對(duì)應(yīng)的服務(wù)預(yù)提供給MSS。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述連接環(huán)境信息包括用于支持空中接口上的安全通信的安全性數(shù)據(jù)，所述方法還包括采用所述安全性數(shù)據(jù)在遷移后的空中接口上進(jìn)行通信，其中在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的重新登錄期間省略安全性管理消息傳遞。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述連接環(huán)境信息包括用于把MSS注冊(cè)到寬帶無(wú)線服務(wù)的MSS注冊(cè)數(shù)據(jù)，其中預(yù)提供服務(wù)的操作包括預(yù)注冊(cè)MSS，使得MSS無(wú)須在重新登錄寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)行注冊(cè)消息傳遞。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包括按照基于IEEE(電器與電子工程協(xié)會(huì))802.16的無(wú)線寬帶標(biāo)準(zhǔn)工作的WiMAX網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在把空中接口從服務(wù)BS切換到目標(biāo)BS之前認(rèn)證目標(biāo)BS。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)于所述服務(wù)BS和目標(biāo)BS中的每一個(gè)，目標(biāo)BS由一個(gè)與無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)(RAN)通信耦合的認(rèn)證服務(wù)器(AS)來(lái)認(rèn)證。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括為認(rèn)證服務(wù)器上的每個(gè)BS存儲(chǔ)一組初始的認(rèn)證證書；把認(rèn)證請(qǐng)求從服務(wù)BS提交給標(biāo)識(shí)目標(biāo)BS的AS；把認(rèn)證詢問發(fā)送到目標(biāo)BS；把目標(biāo)BS的一組當(dāng)前的認(rèn)證證書返回給AS；把所述一組初始的認(rèn)證證書和所述一組當(dāng)前的認(rèn)證證書相比較以認(rèn)證目標(biāo)BS；如果目標(biāo)BS經(jīng)認(rèn)證，則把認(rèn)證確認(rèn)返回至服務(wù)BS；否則如果目標(biāo)BS未經(jīng)認(rèn)證則把認(rèn)證拒絕返回至服務(wù)BS。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括使用目標(biāo)BS處的受信平臺(tái)模塊(TPM)生成一個(gè)證明標(biāo)識(shí)密鑰(AIK)的密鑰對(duì)，它包括公有AIK密鑰和私有AIK密鑰；在證書初始化期間把公有AIK密鑰發(fā)送至認(rèn)證服務(wù)器；以及響應(yīng)于認(rèn)證詢問，把用私有AIK密鑰數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)發(fā)送至AS；以及使用公有AIK來(lái)解密數(shù)字簽名并認(rèn)證目標(biāo)BS。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括使用簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息傳遞把連接環(huán)境信息從服務(wù)BS轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括把訂戶服務(wù)流提供信息存儲(chǔ)在由寬帶無(wú)線服務(wù)提供商所管理的服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)中；把訂戶服務(wù)流提供信息的一個(gè)子集存儲(chǔ)在服務(wù)BS和目標(biāo)BS處的管理信息庫(kù)(MIB)中；把和MSS-至-服務(wù)BS的空中接口的當(dāng)前連接環(huán)境相對(duì)應(yīng)的參數(shù)存儲(chǔ)在服務(wù)BS處的MIB中；產(chǎn)生包含和當(dāng)前連接環(huán)境相對(duì)應(yīng)的參數(shù)的MIB子樹結(jié)構(gòu)；把MIB子樹結(jié)構(gòu)從服務(wù)BS發(fā)送到目標(biāo)BS；從MIB子樹中提取與當(dāng)前連接環(huán)境相對(duì)應(yīng)的參數(shù)；以及把和當(dāng)前連接環(huán)境相對(duì)應(yīng)的參數(shù)插入到目標(biāo)BS處的MIB中以便預(yù)提供服務(wù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包括在切換完成后，把被插入到目標(biāo)BS處的MIB中的參數(shù)的一個(gè)副本發(fā)送到中央服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在切換完成后釋放服務(wù)BS處的MSS。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由服務(wù)BS來(lái)確定空中接口要被切換至的目標(biāo)BS的標(biāo)識(shí)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由MSS來(lái)確定空中接口要被切換至的目標(biāo)BS的標(biāo)識(shí)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括把切換預(yù)通知消息發(fā)送到考慮用于切換的至少一個(gè)目標(biāo)BS，所述預(yù)通知消息包括一組連接參數(shù)以及與要在切換后提供的所請(qǐng)求的QoS級(jí)別有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)級(jí)別信息；以及從至少一個(gè)目標(biāo)BS的每一個(gè)接收切換預(yù)通知響應(yīng)消息，每個(gè)切換預(yù)通知響應(yīng)消息指示該目標(biāo)BS是否能提供所請(qǐng)求的QoS級(jí)別。
16.一種用于存儲(chǔ)指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令如果在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基站(BS)處執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下操作維持和到一移動(dòng)訂戶站(MSS)的當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息，基站把當(dāng)前服務(wù)流提供給所述移動(dòng)訂戶站；以及，響應(yīng)于把空中接口切換至目標(biāo)BS的請(qǐng)求，把和當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS。
17.如權(quán)利要求16所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，執(zhí)行所述指令還執(zhí)行以下操作把和基站所提供的當(dāng)前服務(wù)流相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息存儲(chǔ)在管理信息庫(kù)(MIB)中；產(chǎn)生一個(gè)MIB子樹，所述MIB子樹包含和請(qǐng)求切換的MSS空中接口有關(guān)的連接環(huán)境信息；以及把包含MIB子樹的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息發(fā)送至目標(biāo)BS。
18.如權(quán)利要求16所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，執(zhí)行所述指令還執(zhí)行以下操作標(biāo)識(shí)當(dāng)前空中接口要被切換至的目標(biāo)基站(BS)。
19.如權(quán)利要求18所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，執(zhí)行所述指令還執(zhí)行以下操作從MSS接收切換請(qǐng)求，標(biāo)識(shí)當(dāng)前空中接口要被切換至的一個(gè)或多個(gè)潛在的目標(biāo)BS；把切換預(yù)通知消息發(fā)送到所述一個(gè)或多個(gè)潛在的目標(biāo)BS，每個(gè)切換預(yù)通知消息包含標(biāo)識(shí)服務(wù)質(zhì)量(QoS)級(jí)別的信息，所述服務(wù)質(zhì)量級(jí)別是在切換至一目標(biāo)BS后被請(qǐng)求由該目標(biāo)BS提供的；從一個(gè)或多個(gè)潛在的目標(biāo)BS接收切換預(yù)通知響應(yīng)消息，每個(gè)切換預(yù)通知響應(yīng)消息包含標(biāo)識(shí)發(fā)送該響應(yīng)的目標(biāo)BS是否能支持所請(qǐng)求的QoS級(jí)別的信息；以及考慮到切換預(yù)通知響應(yīng)消息而選擇當(dāng)前空中接口要被切換至的目標(biāo)基站(BS)。
20.如權(quán)利要求16所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，執(zhí)行所述指令還執(zhí)行以下操作把目標(biāo)BS認(rèn)證請(qǐng)求發(fā)送至認(rèn)證服務(wù)器(AS)；從AS接收認(rèn)證確認(rèn)或認(rèn)證拒絕消息中的一個(gè)；以及響應(yīng)于此，如果接收到認(rèn)證拒絕消息就把切換取消或切換拒絕消息中的一個(gè)發(fā)送至MSS；否則如果接收到認(rèn)證確認(rèn)消息則繼續(xù)切換操作以完成空中接口到目標(biāo)BS的切換。
21.如權(quán)利要求16所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，執(zhí)行所述指令還執(zhí)行以下操作接收一公有證明標(biāo)識(shí)密鑰(AIK)，它包括由BS作為主機(jī)的受信平臺(tái)模塊(TPM)所生成的AIK密鑰對(duì)的公有密鑰一半，所述AIK對(duì)還包括一私有AIK密鑰；把公有AIK密鑰發(fā)送至認(rèn)證服務(wù)器(AS)，并且響應(yīng)于由AS發(fā)布至裝置的認(rèn)證詢問，生成一證明；檢取私有AIK密鑰；用AIK私有密鑰對(duì)所述證明進(jìn)行數(shù)字簽名；以及把經(jīng)數(shù)字簽名的證明發(fā)送至AS。
22.一種裝置，包括處理器；多個(gè)與處理器耦合的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組件，遵循基于IEEE(電器和電子工程師協(xié)會(huì))P802.16的寬帶無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，所述寬帶無(wú)線組件在基于IEEEP802.16的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信；以及至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，與處理器操作上耦合并存儲(chǔ)有指令，所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下操作維持和到一移動(dòng)訂戶站(MSS)的當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息，所述裝置將一當(dāng)前服務(wù)流提供給所述移動(dòng)訂戶站；以及響應(yīng)于把空中接口切換至目標(biāo)基站(BS)的請(qǐng)求，把和當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，執(zhí)行所述指令還實(shí)現(xiàn)以下操作把和所述裝置所提供的當(dāng)前服務(wù)流相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息存儲(chǔ)在管理信息庫(kù)(MIB)中；產(chǎn)生一MIB子樹，所述MIB子樹包含與請(qǐng)求切換的MSS空中接口有關(guān)的連接環(huán)境信息；以及把包含MIB子樹的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(SNMP)消息發(fā)送至目標(biāo)BS。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于還包括在操作上耦合至所述處理器的受信平臺(tái)模塊(TPM)，其中執(zhí)行所述指令還實(shí)現(xiàn)以下操作使TPM生成包括公有證明標(biāo)識(shí)密鑰(AIK)和私有AIK密鑰的證明標(biāo)識(shí)密鑰(AIK)對(duì)；把公有AIK密鑰發(fā)送至認(rèn)證服務(wù)器(AS)，并且響應(yīng)于AS發(fā)布至所述裝置的認(rèn)證詢問，生成一證明；用AIK私有密鑰對(duì)所述證明進(jìn)行數(shù)字簽名；以及把經(jīng)數(shù)字簽名的證明發(fā)送至AS。
25.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，執(zhí)行所述指令還實(shí)現(xiàn)以下操作從MSS或者一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)BS中的一個(gè)接收信息，所述信息標(biāo)識(shí)在當(dāng)前空中接口被切換至目標(biāo)BS之一時(shí)與其能由一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)BS提供的可用性和服務(wù)質(zhì)量(QoS)級(jí)別；以及考慮到接收到的可用性和QoS信息，標(biāo)識(shí)當(dāng)前空中接口要被切換至的目標(biāo)基站(BS)。
26.一種系統(tǒng)，包括無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)(RAN)；多個(gè)基站(BS)，每個(gè)基站都與RAN通信耦合，每個(gè)BS包括處理器；多個(gè)與處理器耦合的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組件，它們遵從基于IEEE(電器和電子工程師協(xié)會(huì))P802.16的寬帶無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，所述寬帶無(wú)線組件用于在基于IEEE P802.16的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信；以及至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，與處理器操作上耦合并存儲(chǔ)有指令，所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下操作維持和到一移動(dòng)訂戶站(MSS)的當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息，所述BS將一當(dāng)前服務(wù)流提供給所述移動(dòng)訂戶站；以及響應(yīng)于把空中接口切換至包括目標(biāo)基站(BS)的另一BS的請(qǐng)求，把和當(dāng)前空中接口相對(duì)應(yīng)的連接環(huán)境信息轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)BS。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括與RAN通信耦合的認(rèn)證服務(wù)器，所述認(rèn)證服務(wù)器用于存儲(chǔ)BS認(rèn)證數(shù)據(jù)并且提供BS認(rèn)證服務(wù)。
28.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與RAN通信耦合的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息傳遞來(lái)管理每一個(gè)基站。
29.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與RAN通信耦合的服務(wù)流數(shù)據(jù)庫(kù)；由每一個(gè)BS作為主機(jī)的管理信息庫(kù)(MIB)實(shí)例，每個(gè)MIB實(shí)例用于存儲(chǔ)和當(dāng)前由主管該MIB實(shí)例的BS所服務(wù)的MSS有關(guān)的服務(wù)流數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于支持移動(dòng)訂戶站在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中快速切換的方法和系統(tǒng)。與切換過程有關(guān)，確定移動(dòng)訂戶站(MSS)的空中接口要被切換到哪個(gè)目標(biāo)基站(BS)。MSS請(qǐng)求各種服務(wù)要求，包括服務(wù)質(zhì)量(QoS)。基于來(lái)自潛在目標(biāo)BS的反饋，選擇用于切換的目標(biāo)BS。與一服務(wù)BS所提供的當(dāng)前服務(wù)流相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前連接環(huán)境數(shù)據(jù)被傳遞至目標(biāo)BS以預(yù)提供服務(wù)，使得只需最小量的重新登錄消息傳遞。在一實(shí)施例中，在寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)BS處維持一管理信息庫(kù)(MIB)實(shí)例。為了預(yù)提供服務(wù)，使用簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)在服務(wù)的MIB實(shí)例和目標(biāo)BS間傳遞可應(yīng)用的連接環(huán)境數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101044782SQ200580033588
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
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