專利名稱：中繼站、無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)，特別是涉及無線網(wǎng)絡(luò)中具有信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的中繼站。
背景技術(shù)：
IEEE 802. 16因?yàn)榫邆涓哳l寬、高移動(dòng)性和聯(lián)機(jī)品質(zhì)保證等優(yōu)越特性，在無線寬頻 技術(shù)中是囑目的焦點(diǎn)。但I(xiàn)EEE 802. 16仍有技術(shù)上待克服的問題，其包含基站覆蓋范圍的 死角以及在基站覆蓋邊緣信號(hào)不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種中繼站，適用于一基站與一移動(dòng)終端之間，包括一基 站模塊與一移動(dòng)終端模塊。該基站模塊，用以接收該移動(dòng)終端傳送給該基站的一控制分組 與一數(shù)據(jù)分組。該移動(dòng)終端模塊，用以傳送該控制分組與該數(shù)據(jù)分組至該基站。其中，該基 站模塊通過一隧道模式傳送該控制分組至該移動(dòng)終端模塊，且該基站模塊通過一橋接模式 轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該移動(dòng)終端模塊。 本發(fā)明的另一實(shí)施例為一種無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，包括一移動(dòng)終端、一連接服務(wù)網(wǎng) 絡(luò)模塊，包括一隧道/發(fā)送單元、一基站，用以網(wǎng)絡(luò)連接該服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以及一中繼站。 該中繼站包括一第一基站模塊以及一移動(dòng)終端模塊。該第一基站模塊，用以接收該移動(dòng)終 端發(fā)出的一控制分組與一數(shù)據(jù)分組。該移動(dòng)終端模塊，用以傳送該控制分組與該數(shù)據(jù)分組 至該基站，其中，該第一基站模塊通過一隧道模式轉(zhuǎn)換該控制分組為一第一控制分組，且該 第一基站模塊通過一橋接模式轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該移動(dòng)終端模塊。當(dāng)該隧道/發(fā)送單元接 收到該第一控制分組時(shí)，該隧道/發(fā)送單元轉(zhuǎn)換該第一控制分組為該控制分組，并將該控 制分組傳送至該連接該服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。 本發(fā)明的另一實(shí)施例為一種無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，包括對(duì)一中繼站執(zhí)行一網(wǎng)絡(luò)連 接程序，用以與一連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接；該中繼站對(duì)一移動(dòng)終端進(jìn)行一認(rèn)證程 序，并與該移動(dòng)終端產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接；當(dāng)該移動(dòng)終端傳送一控制分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊 時(shí)，該中繼站運(yùn)作在一隧道模式，并轉(zhuǎn)換該控制分組為一第一控制分組后傳送該第一控制 分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊時(shí)；當(dāng)該移動(dòng)終端傳送一數(shù)據(jù)分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊時(shí)， 該中繼站運(yùn)作在一橋接模式，用以轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。 圖2為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。 圖3為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。 圖4為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)中控制信息傳送的一實(shí)施例的示意圖。 圖5為說明EP-RS中繼站43的控制分組轉(zhuǎn)換示意圖。 圖6為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分組傳送的一實(shí)施例的示意圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的中繼站的一實(shí)施例的示意圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的具有多點(diǎn)跳躍的無線通信系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的具有多點(diǎn)跳躍的無線通信系統(tǒng)的分組轉(zhuǎn)換的一實(shí)施例的示
附圖符號(hào)說明 12 移動(dòng)終端 中繼站
基站
移動(dòng)終端 中繼站
基站
存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器 移動(dòng)終端 BS模塊 MS模塊
存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊 BS模塊
存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器 CSN模塊 移動(dòng)終端 BS模塊 EP-RS中繼站 MS模塊
存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊 BS模塊 CSN模塊
存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器 49a、49b 隧道/發(fā)送(Tunnel/Dispatch)單元 61 橋接單元 目標(biāo)終端 BS模塊
存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器 移動(dòng)終端模塊
14 16 22 24 26 28
31
32
34
35
36 38
37
41
42
43
44
45
46
47
48
62
71
72
73
83
84
85
86
91
92
'第一中繼站
'第二中繼站
'移動(dòng)終端
-第一 EP-RS中繼站
-第二 EP-RS中繼站
93 AAA模塊
具體實(shí)施例方式
圖1為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例中的無線通 信系統(tǒng)是以WI恵(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，全球互通微波存 取)為例說明。移動(dòng)終端(mobile station, MS) 12通過無線網(wǎng)絡(luò)與中繼站(relay) 14連 接，并通過中繼站14連接到基站(basestation， BS)16。在圖1中，中繼站14會(huì)先與基站 16進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接(networkentry)的動(dòng)作。在中繼站14與基站16完成網(wǎng)絡(luò)連接后，移動(dòng) 終端12再與中繼站14進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并通過中繼站14與基站16溝通。在本實(shí)施例中，移 動(dòng)終端12為符合802. 16規(guī)范的移動(dòng)終端，而基站16則不限于802. 16規(guī)范的基站。中繼 站14中包括一個(gè)802. 16的基站模塊，用以與移動(dòng)終端12溝通，以及一與基站16使用的無 線通信規(guī)范兼容的移動(dòng)終端模塊，用以與基站16通信。當(dāng)移動(dòng)終端12與基站16之間要傳 遞控制信息的時(shí)候，以控制面(control plane)的方式，通過中繼站14以IP網(wǎng)絡(luò)隧道(IP tunneling)方式傳遞控制信息。移動(dòng)終端12與基站16之間要傳遞數(shù)據(jù)分組時(shí)，以數(shù)據(jù)面 (data plane)的方式，通過中繼站14以橋接模式(bridge mode)，中繼站14直接將數(shù)據(jù)分 組傳遞給基站16。 圖2為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。在圖2中，說明了中 繼站24連接上網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)終端22連接網(wǎng)絡(luò)的控制信息與數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟糠?。中繼站24 先通過基站26與存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器(AccessService Network Gateway, ASN-GW) 28執(zhí)行 網(wǎng)絡(luò)連接(network entry)程序202。當(dāng)中繼站24取得進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限后，與移動(dòng)終端22 執(zhí)行距離量測(ranging)程序204。接著，移動(dòng)終端22通過中繼站24與ASN-GW 28執(zhí)行認(rèn) 證與IP配址(Authentication and IP Addressing)程序206。在程序206完成后，移動(dòng)終 端22便連接上網(wǎng)絡(luò)。在本實(shí)施例中，對(duì)移動(dòng)終端22的認(rèn)證部分是通過中繼站24完成，因 此ASN-GW 28不用再針對(duì)個(gè)別的移動(dòng)終端22進(jìn)行個(gè)別認(rèn)證，只需要確認(rèn)是中繼站24傳送 過來控制信息即可視為是可合法存取網(wǎng)絡(luò)。不過，在另一實(shí)施例中，亦可以直接由ASN-GW 28對(duì)移動(dòng)終端22進(jìn)行認(rèn)證、使用者管理或是計(jì)費(fèi)的功能。 在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟糠?，移?dòng)終端22先通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)范208，如IEEE 802. 16，將數(shù)據(jù)傳送到中繼站24。接著中繼站24在通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)范210，如IEEE 802. 16，傳 送到基站26。最后，基站26與ASN-GW 28通過IP網(wǎng)絡(luò)212傳送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)。在本實(shí)施例 中，中繼站24會(huì)將移動(dòng)終端22傳送來的信號(hào)分為控制信息與數(shù)據(jù)兩種，控制信息以IP網(wǎng) 絡(luò)隧道(IPtunneling)方式傳遞，數(shù)據(jù)分組以橋接模式(bridge mode)傳送。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。在本實(shí)施例中，快 速建置中繼站(easy-placement relay,以下稱EP-RS) 33，包括一 含有ASN-GW功能的 BS模塊32以及一 MS模塊34。當(dāng)EP-RS中繼站33被致能時(shí)，會(huì)先與存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊 (Access Service Network Module,以下稱ASN) 35的BS?！姥?6與ASN-GW 38以及連接 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊(Connectivity Service Network,以下稱CSN) 37內(nèi)的認(rèn)證、授權(quán)以及記錄 (Authentication、 Authorization、 Accounting,以下簡稱AAA)月艮務(wù)器與動(dòng)態(tài)主豐幾設(shè)定協(xié) 議(Dynamic Host Configuration Protocol,以下簡稱DHCP)服務(wù)器進(jìn)行IEEE 802. 16所 規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)連接程序301。當(dāng)EP-RS中繼站33認(rèn)證成功并成功的取得IP地址，即可以提供
7服務(wù)給移動(dòng)終端31。 因?yàn)橐苿?dòng)終端31是通過EP-RS中繼站33連接網(wǎng)絡(luò)，因此一開始會(huì)與EP-RS中繼 站33進(jìn)行一連串的信息交握程序304，包括了距離量測(ranging)程序、服務(wù)基本能力溝 通(Service Basic Capability, SBC)程序以及私鑰管理(Private Key Management, PKM) 程序。在信息交握程序304完成后，此時(shí)EP-RS中繼站33已經(jīng)可以認(rèn)得移動(dòng)終端31 。接 著，EP-RS中繼站33會(huì)隧道(tunneling)方式，將移動(dòng)終端31的控制信息傳送給CSN模塊 37，并通過CSN模塊37中的AAA服務(wù)器進(jìn)行延伸式認(rèn)證協(xié)議(extensibleauthentication protocol, EAP)。當(dāng)認(rèn)證成功后，移動(dòng)終端31繼續(xù)與EP-RS中繼站33交換PKM信息，并跟 EP-RS中繼站33中的BS模塊32內(nèi)的ASN-GW完成注冊(cè)程序306。 當(dāng)移動(dòng)終端31要傳送數(shù)據(jù)至外界網(wǎng)絡(luò)時(shí)，EP-RS中繼站33會(huì)運(yùn)做在橋接模式 (bridging mode) 308，由EP-RS中繼站33中的MS模塊34先向CSN模塊37中的DHCP服務(wù) 器取得一 IP地址，接著再通過取得的IP地址由EP-RS中繼站33將移動(dòng)終端31要傳送數(shù) 據(jù)分組傳送至外界網(wǎng)絡(luò)。在本實(shí)施例中，橋接模式是指利用EP-RS中繼站33中的BS模塊 32仿真成為一個(gè)無線訪問接入點(diǎn)(Access Point, AP)，用來接收移動(dòng)中端31傳送的數(shù)據(jù)。 接著直接將接收到的數(shù)據(jù)，通過MS模塊34與BS模塊32之間的傳輸方式直接將數(shù)據(jù)傳送 到MS模塊34，再發(fā)出至基站26。 在本實(shí)施例中，移動(dòng)終端31與EP-RS中繼站33的溝通方式是以IEEE802. 16規(guī)范 的無線通信方式，EP-RS中繼站33與ASN 35的溝通方式亦是以IEEE 802. 16規(guī)范的無線 通信方式，而ASN 35與CSN模塊37的溝通方式則可以為無線或有線的網(wǎng)絡(luò)或其它通信方 式。 圖4為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)中控制信息傳送的一實(shí)施例的示意圖。在本實(shí) 施例中，快速建置中繼站(easy-placement relay,以下稱EP-RS) 43，包括一具有ASN-GW功 能的BS模塊42、一 MS模塊44以及一隧道/發(fā)送(Tunnel/Dispatch)單元49a。在本實(shí)施 例中，隧道/發(fā)送單元49a的動(dòng)作為將接收到的控制信息分組加上/去除EP-RS中繼站33 的IP地址。而隧道/發(fā)送單元49b的動(dòng)作為將從ASN 45接收到的控制信息分組去除/加 上EP-RS中繼站33的IP地址。 首先EP-RS中繼站43對(duì)WiMAX網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接程序，以取得IP地址。此時(shí)EP-RS 中繼站43會(huì)與ASN-GW 48建立一條特別的最佳服務(wù)流(Best Effort Service Flow, BE服 務(wù)流)，專職用來傳送與EP-RS中繼站43連接的移動(dòng)終端41要傳送至CSN模塊47的控制 訊息，相當(dāng)于初始服務(wù)流(initial service flow, ISF)的功能。由于WiMAX標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)ISF 的基本設(shè)定值(default value)是BE，因此在本實(shí)施例的設(shè)計(jì)中也遵照標(biāo)準(zhǔn)將此條初始服 務(wù)流的信號(hào)品質(zhì)(QoS)等級(jí)設(shè)為BE。接著，為移動(dòng)終端41的網(wǎng)絡(luò)連接程序。如前所述，移 動(dòng)終端41會(huì)與EP-RS中繼站43進(jìn)行范圍量測程序，SBC及PKM等訊息交換。接著延伸式 認(rèn)證協(xié)議認(rèn)證程序(EAPAuthentication)則會(huì)藉由之前EP-RS中繼站43所事先建好的BE 服務(wù)流，通過隧道模式傳至CSN模塊47的AAA服務(wù)器。因此在控制分組進(jìn)入EP-RS中繼站 43的MS模塊44前，隧道/發(fā)送單元49a執(zhí)行將控制分組包裝成EP-RS中繼站43的MS模 塊44要傳送出去的數(shù)據(jù)分組的動(dòng)作。接下來便以單純的數(shù)據(jù)傳送模式來進(jìn)行數(shù)據(jù)分組的 傳送運(yùn)作。在CSN模塊47的AAA服務(wù)器前的隧道/發(fā)送單元49b對(duì)接收到的數(shù)據(jù)分組解 分組，將數(shù)據(jù)分組還原成原本移動(dòng)終端41送出的控制分組。若移動(dòng)終端41認(rèn)證成功，會(huì)繼續(xù)與EP-RS中繼站43內(nèi)具有ASN-GW功能的BS模塊完成PKM與注冊(cè)動(dòng)作。最后經(jīng)由EP-RS 中繼站43的橋接模式功能，移動(dòng)終端41由CSN模塊47的DHCP獲得IP地址，完成整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)連接程序并建立服務(wù)流。 以下為一實(shí)施例的說明。移動(dòng)終端41傳送的數(shù)據(jù)401至EP-RS中繼站43，在此 數(shù)據(jù)401僅以部分的控制參數(shù)說明，并非將本發(fā)明限于此。數(shù)據(jù)在移動(dòng)終端41與隧道/發(fā) 送單元49a之間的傳遞方式是以控制信息的傳遞方式在傳遞，也就是控制面的傳輸。BS模 塊42接收數(shù)據(jù)401后，通過其內(nèi)建的ASN-GW產(chǎn)生數(shù)據(jù)402，并傳送給隧道/發(fā)送單元49a， 以產(chǎn)生數(shù)據(jù)403。在數(shù)據(jù)402中的IP為移動(dòng)終端41的IP地址。隧道/發(fā)送單元49a將 移動(dòng)終端41的IP地址包裝在數(shù)據(jù)403中的payload (圖上未繪出)，而在數(shù)據(jù)403中的IP 則是MS模塊44的IP地址。當(dāng)數(shù)據(jù)在MS模塊44與ASN 45之間傳遞時(shí)，是以數(shù)據(jù)分組的 形式在傳遞，也就是數(shù)據(jù)面的傳輸。 數(shù)據(jù)404中的IP地址為MS模塊44的IP地址。ASN 45接收到數(shù)據(jù)404后，產(chǎn)生 具有IP1與IP2的數(shù)據(jù)405，其中IP1為移動(dòng)終端41的IP地址，IP2為MS模塊44的IP地 址。而移動(dòng)終端41的IP地址是位于數(shù)據(jù)404與405的payload內(nèi)。隧道/發(fā)送單元49b 接收到數(shù)據(jù)405后，將數(shù)據(jù)405做解分組的動(dòng)作，此時(shí)才會(huì)看到包裝在payload內(nèi)的移動(dòng)終 端41的IP地址。數(shù)據(jù)402中的目標(biāo)地址是CSN模塊47中的AAA模塊的地址，因此會(huì)送往 AAA模塊處理。 而隧道/發(fā)送單元49b的動(dòng)作為將數(shù)據(jù)405去除EP-RS中繼站33的IP地址，以 產(chǎn)生數(shù)據(jù)402。如此，CSN模塊47就可以收到MS所傳送的控制信息。在本實(shí)施例中，隧道 /發(fā)送單元49a與隧道/發(fā)送單元49b之間的信息傳送是以802. 16的數(shù)據(jù)分組傳送的方式 傳送，而不是以現(xiàn)有的傳送控制信息的方式傳送。 圖5為說明EP-RS中繼站43的控制分組轉(zhuǎn)換示意圖?？刂品纸M501的來源地址為 移動(dòng)終端41的地址HoA@，目的地地址為CSN模塊47的地址AAA@，而所要傳送的控制信息 內(nèi)容為payload。當(dāng)EP-RS中繼站43接收到控制分組501后，其中的隧道/發(fā)送單元49a 會(huì)將控制分組501改變，在控制分組前加入地址RS@與AAA@，用以表示此分組是經(jīng)過EP-RS 中繼站43認(rèn)可，由EP-RS中繼站43的地址RS@所發(fā)出，目的地為CSN模塊47的地址AAA@ 的數(shù)據(jù)分組502。在本實(shí)施例中，ASN 45只能認(rèn)得EP-RS中繼站43與CSN模塊47的地址， 無法認(rèn)得移動(dòng)終端41的地址。隧道/發(fā)送單元49b接收到數(shù)據(jù)分組502后，會(huì)將數(shù)據(jù)分組 502還原成原先移動(dòng)終端41送出的控制分組503。在本實(shí)施例中，隧道/發(fā)送單元49b必 需內(nèi)建EP-RS中繼站43的地址RS@與移動(dòng)終端41的地址HoA@的對(duì)應(yīng)表格，如此一來CSN 模塊47才能知道是哪一個(gè)移動(dòng)終端通過那一個(gè)EP-RS所發(fā)出的控制分組。
當(dāng)CSN模塊47要傳送一控制分組504給移動(dòng)終端41時(shí)，控制分組504的來源地 址為CSN模塊47的地址AAA@，目的地地址為移動(dòng)終端41的地址HoA@，而所要傳送的控制 信息內(nèi)容為payload。隧道/發(fā)送單元49b會(huì)先根據(jù)移動(dòng)終端41的地址HoA@來決定通過 哪一個(gè)EP-RS發(fā)送，用以表示此分組是經(jīng)過EP-RS中繼站43認(rèn)可，由CSN模塊47的地址 AAA@所發(fā)出，目的地為EP-RS中繼站43的地址RS@的數(shù)據(jù)分組505。接著EP-RS中繼站43 中的隧道/發(fā)送單元49a會(huì)將控制分組501還原成CSN模塊47所發(fā)出的分組506，再通過 BS模塊42傳送到移動(dòng)終端41。 圖6為根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分組傳送的一實(shí)施例的示意圖。當(dāng)移動(dòng)終端41要傳送數(shù)據(jù)分組601至目標(biāo)終端(corresponding node, CN) 62時(shí)，EP-RS中繼站43 會(huì)通過內(nèi)建的橋接模式單元61直接將數(shù)據(jù)分組601傳送給ASN 45，其中目標(biāo)終端62可能 為網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點(diǎn)或是連接網(wǎng)絡(luò)上的一計(jì)算機(jī)，橋接模式單元61可能為EP-RS中繼站43中 的一個(gè)傳輸路徑、傳輸控制單元或傳輸控制模塊。在本實(shí)施例中，橋接模式單元61僅是用 以表示EP-RS中繼站43內(nèi)的一種傳輸方式，可以是由具有ASN-GW功能的BS模塊42來完 成，并非具體限制EP-RS中繼站43內(nèi)必須內(nèi)建一橋接模式單元61。分組601的來源地址 為移動(dòng)終端41的地址HoA@，目的地地址為目標(biāo)終端的地址CN@，而傳送的數(shù)據(jù)以data表 示。因?yàn)镋P-RS中繼站43是以橋接模式運(yùn)作，因此EP-RS中繼站43直接將分組601傳送 至ASN45。因?yàn)榇藭r(shí)移動(dòng)終端41已經(jīng)被認(rèn)證，因此ASN 45中的ASN-GW 48會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)分組 601中的地址CN(i，將數(shù)據(jù)分組601傳送到目標(biāo)終端62。 當(dāng)目標(biāo)終端62要傳送數(shù)據(jù)分組602給移動(dòng)終端41時(shí)，ASN 45會(huì)先根據(jù)數(shù)據(jù)分組 602中目的地地址HoA@，將數(shù)據(jù)分組602傳送到對(duì)應(yīng)的EP-RS中繼站43。當(dāng)EP-RS中繼站 43中的MS模塊44接收到數(shù)據(jù)分組后，通過EP-RS中繼站43的橋接模式單元61直接傳送 給具有ASN-GW功能的BS模塊42，并傳送到移動(dòng)終端41 。 圖7為根據(jù)本發(fā)明的中繼站的一實(shí)施例的示意圖。當(dāng)BS模塊71接收到一移動(dòng) 終端的信息時(shí)，先通過ASN-GW 72對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行認(rèn)證。認(rèn)證完畢后，BS模塊71會(huì)通過內(nèi) 建的一服務(wù)流管理模塊，根據(jù)移動(dòng)終端的服務(wù)流識(shí)別碼(service flow identification, SFID)，選擇對(duì)應(yīng)的服務(wù)流提供移動(dòng)終端使用。不過，移動(dòng)終端一開始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接程序 (network entry)時(shí)，仍需通過DHCP服務(wù)器來進(jìn)行認(rèn)證與IP地址取得。 一般的網(wǎng)絡(luò)連接程 序包括下列幾個(gè)步驟 1.移動(dòng)終端會(huì)先掃描所有的下鏈頻道(downlink cha皿el)，并與基站進(jìn)行同步。 2.移動(dòng)終端取得傳送的參數(shù)。 3.移動(dòng)終端執(zhí)行距離量測(ranging)程序。 4.移動(dòng)終端與基站溝通，以取得基本的權(quán)限。 5.基站對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行認(rèn)證，并進(jìn)行金鑰交換(key exchange)。 6.移動(dòng)終端對(duì)基站注冊(cè)(registration)。 7.移動(dòng)終端與基站之間建立IP連接。 8.建立移動(dòng)終端與基站之間的網(wǎng)絡(luò)連接。 在進(jìn)行上述步驟時(shí)，因?yàn)橐苿?dòng)終端尚未取得IP地址，因此WiMAX提供一特別的初 始服務(wù)流(Initial Service Flow)來傳送這些控制訊息。 當(dāng)BS模塊71確定了移動(dòng)終端所使用的服務(wù)流后，ASN-GW 72會(huì)再針對(duì)移動(dòng)終端 傳送的數(shù)據(jù)分組或是控制信息做服務(wù)流確認(rèn)(service flowauthorization， SFA)，確認(rèn)無 誤后才會(huì)通過移動(dòng)終端模塊73傳送數(shù)據(jù)分組或是控制信息至中繼站70所連接的基站。當(dāng) BS模塊71接收到移動(dòng)終端傳送的數(shù)據(jù)分組時(shí)，會(huì)以橋接模式傳送到中繼站70內(nèi)的移動(dòng)終 端模塊73。當(dāng)BS模塊71接收到移動(dòng)終端傳送的控制信息時(shí)，會(huì)以隧道模式傳送到中繼站 70內(nèi)的移動(dòng)終端模塊73。在隧道模式中，中繼站70會(huì)將接收到的控制信息加上中繼站70 的地址后才會(huì)傳送至所連接的基站。 在本實(shí)施例中，中繼站70主要是提供服務(wù)給IEEE 802. 16的移動(dòng)終端使用，因此 BS模塊71是符合IEEE 802. 16的基站模塊。但移動(dòng)終端模塊73則不以IEEE 802. 16j的網(wǎng)絡(luò)規(guī)范為限。 在本實(shí)施例中，ASN-GW 72可內(nèi)建一處理單元，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商可用以針對(duì)移動(dòng)終 端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)使用計(jì)費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間計(jì)時(shí)等等的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商亦可藉此做移動(dòng)終 端的使用者管理。 圖8為根據(jù)本發(fā)明的具有多點(diǎn)跳躍的無線通信系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。在本實(shí) 施例中以兩個(gè)中繼站，第一中繼站84與第二中繼站85為例說明，但不限定本發(fā)明于此。在 本實(shí)施例中，移動(dòng)終端86與基站83距離太遠(yuǎn)，因此需要通過第一中繼站84與第二中繼站 85來傳送控制信息與數(shù)據(jù)分組。移動(dòng)終端86在傳送控制信息至基站83時(shí)，會(huì)先通過無線 網(wǎng)絡(luò)82來將控制信息先傳送到第二中繼站85，其中無線網(wǎng)絡(luò)82為IEEE 802. 16的網(wǎng)絡(luò)規(guī) 范。在第二中繼站85與基站83之間的控制信息傳送則是通過如前述隧道模式81，將控制 信息傳送到基站83。在本實(shí)施例中，第一中繼站84與第二中繼站85之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)可能 為有線或是無線網(wǎng)絡(luò)連接，第一中繼站84與基站83之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)可能為有線或是無線 網(wǎng)絡(luò)連接。 當(dāng)移動(dòng)終端86在傳送數(shù)據(jù)分組至基站83時(shí)，會(huì)先將數(shù)據(jù)分組傳送到第二中繼站 85，接著通過第二中繼站85內(nèi)的橋接模式，將數(shù)據(jù)分組傳送到第一中繼站84，再通過第一 中繼站84將數(shù)據(jù)分組傳送到基站83。 圖9為根據(jù)本發(fā)明的具有多點(diǎn)跳躍的無線通信系統(tǒng)的分組轉(zhuǎn)換的一實(shí)施例的示 意圖?？刂品纸M901的來源地址為移動(dòng)終端41的地址HoA(i，目的地地址為目標(biāo)終端62的 地址AAAO，而所要傳送的控制信息內(nèi)容為payload。當(dāng)?shù)谝?EP-RS中繼站(EP-RS1)91接收 到控制分組901后，會(huì)將控制分組901改變，在控制分組901前加入第一 EP-RS中繼站91 的地址RS 1@與目標(biāo)終端62的地址AAA@，用以表示此分組是經(jīng)過第一 EP-RS中繼站91認(rèn) 可，由第一 EP-RS中繼站91的地址RS1@所發(fā)出，目標(biāo)終端62的地址AAA@的數(shù)據(jù)分組902。
當(dāng)?shù)诙?EP-RS中繼站(EP-RS2)92接收到控制分組902后，會(huì)將控制分組902改 變，在控制分組902前加入第二 EP-RS中繼站92的地址RS2@與目標(biāo)終端62的地址AAA@， 用以表示此分組是經(jīng)過第二 EP-RS中繼站92認(rèn)可，由第二 EP-RS中繼站92的地址RS2@所 發(fā)出，目標(biāo)終端62的地址AAA@的數(shù)據(jù)分組903。 當(dāng)AAA模塊93接收到數(shù)據(jù)分組903后，會(huì)將第一 EP-RS中繼站93的地址RS1@與 第二 EP-RS中繼站92的地址RS2@刪除，還原成原先移動(dòng)終端41發(fā)出的控制分組901。
當(dāng)移動(dòng)終端41要傳送數(shù)據(jù)分組904至目標(biāo)終端(corresponding node, CN) 62時(shí)， 第一 EP-RS中繼站91會(huì)通過橋接模式單元直接將數(shù)據(jù)分組904傳送給第二 EP-RS中繼站 92，其中目標(biāo)終端62可能為網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點(diǎn)或是連接網(wǎng)絡(luò)上的一計(jì)算機(jī)，橋接模式單元可能 為EP-RS中繼站中的一個(gè)傳輸路徑、傳輸控制單元或傳輸控制模塊。在本實(shí)施例中，橋接模 式單元僅是用以表示第一 EP-RS中繼站91內(nèi)的一種傳輸方式，可以是由具有ASN-GW功能 的BS模塊來完成，并非具體限制第一 EP-RS中繼站91內(nèi)必須內(nèi)建一橋接模式單元。分組 904的來源地址為移動(dòng)終端41的地址HoA@，目的地地址為目標(biāo)終端62的地址CN@，而傳送 的數(shù)據(jù)以data表示。因?yàn)榈谝?EP-RS中繼站91是以橋接模式運(yùn)作，因此第一 EP-RS中繼 站91直接將分組904傳送至第二 EP-RS中繼站92 當(dāng)?shù)诙?EP-RS中繼站92接收到數(shù)據(jù)分組904后，其運(yùn)作與第一 EP-RS中繼站91 相同，直接將分組904傳送至AAA模塊93。因?yàn)榇藭r(shí)移動(dòng)終端41已經(jīng)被認(rèn)證，因此AAA模
11塊93會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)分組904中的地址CN(i，將數(shù)據(jù)分組904傳送到目標(biāo)終端62。 本實(shí)施例僅以移動(dòng)終端41傳送至目標(biāo)終端62之間的數(shù)據(jù)分組與控制信息傳送方
式為例說明。而目標(biāo)終端62傳送至移動(dòng)終端41之間的數(shù)據(jù)分組與控制信息傳送方式則相類似。 雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭示如上，然其僅是為了易于說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi) 容，而并非將本發(fā)明狹義地限定于該實(shí)施例，本領(lǐng)技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 的前提下可作若干的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種中繼站，適用于一基站與一移動(dòng)終端之間，包括一第一基站模塊，用以接收該移動(dòng)終端傳送給該基站的一控制分組與一數(shù)據(jù)分組；以及一移動(dòng)終端模塊，用以傳送該控制分組與該數(shù)據(jù)分組至該基站，其中，該第一基站模塊通過一隧道模式傳送該控制分組至該移動(dòng)終端模塊，且該第一基站模塊通過一橋接模式轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該移動(dòng)終端模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中該第一基站模塊包括 一基站模塊；以及一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器。
3. 如權(quán)利要求2所述的中繼站，其中該基站模塊根據(jù)該移動(dòng)終端決定一服務(wù)流。
4. 如權(quán)利要求2所述的中繼站，其中該存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器用以對(duì)該移動(dòng)終端認(rèn)證。
5. 如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中該第一基站模塊對(duì)該移動(dòng)終端執(zhí)行一認(rèn)證程序、 一網(wǎng)絡(luò)使用計(jì)費(fèi)程序或一網(wǎng)絡(luò)使用時(shí)間計(jì)時(shí)程序。
6. 如權(quán)利要求l所述的中繼站，還包括一隧道/發(fā)送單元，耦接在該第一基站模塊與該 移動(dòng)終端模塊之間，當(dāng)該隧道/發(fā)送單元接收該控制分組后，該隧道/發(fā)送單元對(duì)控制分組 加入該中繼站的地址。
7. 如權(quán)利要求l所述的中繼站，還包括一隧道/發(fā)送單元，耦接在該第一基站模塊與 該移動(dòng)終端模塊之間，當(dāng)移動(dòng)終端模塊接收到該基站傳送給該移動(dòng)終端的一第一控制分組 時(shí)，該隧道/發(fā)送單元將該第一控制分組中該中繼站的地址刪除以產(chǎn)生一第二控制分組， 并通過第一基站模塊傳送至該移動(dòng)終端。
8. 如權(quán)利要求7所述的中繼站，其中該隧道/發(fā)送單元包括一移動(dòng)終端與中繼站對(duì)照 表，記錄該中繼站的地址與連接這該中繼站的該移動(dòng)終端的地址。
9. 如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中該移動(dòng)終端與該第一基站模塊之間的網(wǎng)絡(luò)符合一 第一網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，該移動(dòng)終端模塊與該基站之間的網(wǎng)絡(luò)符合一第二網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。
10. 如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中該第一網(wǎng)絡(luò)為IEEE 802. 16j無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。
11. 如權(quán)利要求1所述的中繼站，其中該第一網(wǎng)絡(luò)規(guī)范不同于該第二網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。
12. —種無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，包括 一移動(dòng)終端； 一連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊；一隧道/發(fā)送單元；一基站，用以網(wǎng)絡(luò)連接該服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；以及 一中繼站，包括一第一基站模塊，用以接收該移動(dòng)終端發(fā)出的一控制分組與一數(shù)據(jù)分組；以及 一移動(dòng)終端模塊，用以傳送該控制分組與該數(shù)據(jù)分組至該基站，其中，該第一基站模塊通過一隧道模式轉(zhuǎn)換該控制分組為一第一控制分組，且該第一基站模塊通過一橋接模式轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該移動(dòng)終端模塊；當(dāng)該隧道/發(fā)送單元接收到該第一控制分組時(shí)，該隧道/發(fā)送單元轉(zhuǎn)換該第一控制分組為該控制分組，并將該控制分組傳送至該連接該服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
13. 如權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該第一基站模塊包括一基站模塊；以及 一存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器。
14. 如權(quán)利要求13所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)其中該基站模塊根據(jù)該移動(dòng)終端決定一服 務(wù)流。
15. 如權(quán)利要求13所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該存取服務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器用以對(duì)該移 動(dòng)終端認(rèn)證。
16. 如權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該第一基站模塊對(duì)該移動(dòng)終端執(zhí)行 一認(rèn)證程序、一網(wǎng)絡(luò)使用計(jì)費(fèi)程序或一網(wǎng)絡(luò)使用時(shí)間計(jì)時(shí)程序。
17. 如權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該隧道/發(fā)送單元為一第二隧道/ 發(fā)送單元，還包括一第一隧道/發(fā)送單元，耦接在該第一基站模塊與該移動(dòng)終端模塊之間， 用以產(chǎn)生該第一控制分組。
18. 如權(quán)利要求17所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該第一隧道/發(fā)送單元對(duì)該控制分 組加入該中繼站的地址，以產(chǎn)生該第一控制分組。
19. 如權(quán)利要求17所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，當(dāng)移動(dòng)終端模塊接收到該基站傳送給該 移動(dòng)終端的一第二控制分組時(shí)，該第一隧道/發(fā)送單元將該第二控制分組中該中繼站的地 址刪除以產(chǎn)生一第三控制分組，并通過第一基站模塊傳送至該移動(dòng)終端。
20. 如權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該隧道/發(fā)送單元包括一移動(dòng)終端 與中繼站對(duì)照表，記錄該中繼站的地址與連接這該中繼站的該移動(dòng)終端的地址。
21. 如權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該移動(dòng)終端與該第一基站模塊之間 的網(wǎng)絡(luò)符合一第一網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，該移動(dòng)終端模塊與該基站之間的網(wǎng)絡(luò)符合一第二網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。
22. 如權(quán)利要求21所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該第一網(wǎng)絡(luò)為IEEE802. 16j無線網(wǎng) 絡(luò)規(guī)范。
23. 如權(quán)利要求21所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該第一網(wǎng)絡(luò)規(guī)范不同于該第二網(wǎng)絡(luò) 規(guī)范。
24. 如權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該中繼站為一第一中繼站，還包括 一第二中繼站，包括一第二基站模塊，用以接收來自該第一中繼站的該第一控制分組與該數(shù)據(jù)分組；以及 一第二移動(dòng)終端模塊，用以傳送該控制分組與該數(shù)據(jù)分組至該基站，其中，該第二基站模塊通過該隧道模式轉(zhuǎn)換該第一控制分組為一第二控制分組，且該第一基站模塊通過一橋接模式轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該移動(dòng)終端模塊。
25. 如權(quán)利要求24所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中當(dāng)該隧道/發(fā)送單元接收到該第二 控制分組時(shí)，該隧道/發(fā)送單元轉(zhuǎn)換該第二控制分組為該控制分組，并將該控制分組傳送 至該連接該服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
26. 如權(quán)利要求25所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中該隧道/發(fā)送單元將該第二控制分 組中的該第一中繼站與該第二中繼站的地址刪除以產(chǎn)生該控制分組。
27. 如權(quán)利要求24所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其中第二基站模塊對(duì)該第一控制分組加 入該第二中繼站的地址，以產(chǎn)生該第二控制分組。
28. —種無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，包括對(duì)一中繼站執(zhí)行一網(wǎng)絡(luò)連接程序，用以與一連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接；該中繼站對(duì)一移動(dòng)終端進(jìn)行一認(rèn)證程序，并與該移動(dòng)終端產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)連接； 當(dāng)該移動(dòng)終端傳送一控制分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊時(shí)，該中繼站運(yùn)作在一隧道模式，并轉(zhuǎn)換該控制分組為一第一控制分組后傳送該第一控制分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊；以及當(dāng)該移動(dòng)終端傳送一數(shù)據(jù)分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊時(shí)，該中繼站運(yùn)作在一橋接模 式，用以轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊。
29. 如權(quán)利要求28所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，還包括 加入該中繼站的地址至該控制分組以產(chǎn)生該第一控制分組。
30. 如權(quán)利要求28所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，其中該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊包括一隧道/ 發(fā)送單元，當(dāng)該隧道/發(fā)送單元接收到該第一控制分組時(shí)，該隧道/發(fā)送單元將該第一控制 分組中的中繼站的地址刪除以產(chǎn)生該控制分組。
31. 如權(quán)利要求28所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，其中該中繼站為一第一中繼站，還包括 網(wǎng)絡(luò)連接該第一中繼站與一第二中繼站；該第二中繼站接收該第一中繼站傳送的一第一控制分組，并轉(zhuǎn)換該第一控制分組為一 第二控制分組后傳送該第二控制分組至該連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊；通過一隧道/發(fā)送單元轉(zhuǎn)換該第二控制分組為該控制分組，并傳送該控制分組至該連 接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模塊。
32. 如權(quán)利要求31所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，還包括 加入該第二中繼站的地址至該第一控制分組以產(chǎn)生該第二控制分組。
33. 如權(quán)利要求31所述的無線網(wǎng)絡(luò)通信方法，其中當(dāng)該隧道/發(fā)送單元接收到該第二 控制分組時(shí)，該隧道/發(fā)送單元將該第二控制分組中的該第一中繼站與該第二中繼站的地 址刪除以產(chǎn)生該控制分組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種中繼站、無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與方法。該中繼站適用于一基站與一移動(dòng)終端之間，包括一基站模塊與一移動(dòng)終端模塊。該基站模塊，用以接收該移動(dòng)終端傳送給該基站的一控制分組與一數(shù)據(jù)分組。該移動(dòng)終端模塊，用以傳送該控制分組與該數(shù)據(jù)分組至該基站。其中，該基站模塊通過一隧道模式傳送該控制分組至該移動(dòng)終端模塊至網(wǎng)絡(luò)后端認(rèn)證服務(wù)器，且該基站模塊通過一橋接模式轉(zhuǎn)傳該數(shù)據(jù)分組至該移動(dòng)終端模塊。
文檔編號(hào)H04B7/15GK101771457SQ200810190378
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者曾元慶, 曾昆南, 蔡慈真, 邱碧貞 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院