TWI506995B - 可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統及其方法 - Google Patents

Description

可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統及其方法

本發明係關於一種可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統及其方法；特別是關於一種可支援〔垂直〕漫遊於多種不同無線通訊協定之跨層控制系統及其方法。

習用無線網路跨層控制技術，例如：美國專利第7,423,970號〝無線區域網路透過跨層分析之速率調整方法〔Cross-layer rate adaptation mechanism for WLAN〕〞之發明專利，其揭示一種無線區域網路透過跨層分析之速率調整方法，係藉由傳送端接收到的回傳封包並計算其訊雜比值以了解目前通道鏈路狀況的好壞，並利用預先求得之簡化實體層模式表來決定傳輸下一個封包之速率，旨在能快速的調整傳輸速率，而當接收回傳封包失敗時，則自動降低下一次的傳輸速率，該速率調整方法可減低當傳輸失敗時對傳輸吞吐量的影響，以降低對系統效能的傷害。

另外，舉例而言，習用無線網路跨層控制技術亦揭示於美國專利第7,733,908號〝Cross-layer architecture for a network device〞之發明專利及美國專利公開第20050286438號〝Method and system for providing cross-layer quality-of-service functionality in a wireless network〞之發明專利申請案。

另一習用多種無線通訊協定應用技術，例如：美國專利公開第20040192375號〝Apparatus and method for selecting an access network in a multi-wireless communication network〞及第20100291967號〝Multi-wireless communication device〞之發明專利申請案。

雖然前述美國專利第7,423,970號及第7,733,908號、美國專利公開第20040192375號及第20100291967號已提供無線網 路跨層控制及多種無線通訊協定應用技術，但其必然存在進一步提供結合無線網路跨層控制及多種無線通訊協定應用技術之需求。前述諸專利案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求而提供一種可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其利用一中間接取層連結一階層式控制單元，且該中間接取層適用於處理數個無線通訊協定，以提升本發明之階層式控制技術可應用於各種不同無線通訊協定系統。

本發明之主要目的係提供一種可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其利用一中間接取層連結一階層式控制單元，且該中間接取層選擇獨立對應跨層連結該階層式控制單元之數個控制階層，因而具有簡化電路架構及縮小電路佈局面積之功效。

本發明之另一目的係提供一種可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其利用一中間接取層連結一階層式控制單元，且該中間接取層適用於處理數個無線通訊協定，如此數個無線通訊協定系統經由該中間接取層與該階層式控制單元進行通訊處理，因而具有可支援多種無線通訊協定之功效。

為了達成上述目的，本發明之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統包含：一階層式控制單元，其包含數個控制階層；一中間接取層，其連結該階層式控制單元；及一輸入/輸出單元，其連結於該中間接取層，以便該中間接取層連結至少一無線通訊協定系統，如此該無線通訊協定系統經由該中間接取層與該階層式控制單元進行通訊處理； 其中該中間接取層選擇獨立對應連結該階層式控制單元之數個控制階層。

本發明較佳實施例之該階層式控制單元及中間接取層製成一中央處理單元。

本發明較佳實施例之該中央處理單元另包含至少一驅動單元，如此該控制階層連結該驅動單元。

本發明較佳實施例之該階層式控制單元為一階層式模糊控制單元。

本發明較佳實施例之該階層式模糊控制單元之階層式控制器製成一模糊控制器矽智財。

本發明較佳實施例之該輸入/輸出單元為一匯流排單元。

另外，本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法包含：提供一階層式控制單元；提供一中間接取層，該中間接取層連結該階層式控制單元；利用該中間接取層選擇對應獨立連結該階層式控制單元之數個控制階層；利用該中間接取層連結至少一無線通訊協定系統；及該無線通訊協定系統經由該中間接取層以階層控制方式與該階層式控制單元進行通訊處理。

本發明較佳實施例之該階層式控制單元為一階層式模糊控制單元。

本發明較佳實施例之該階層式模糊控制單元之階層式控制器製成一模糊控制器矽智財。

本發明較佳實施例之該控制階層連結至少一驅動程式。

本發明較佳實施例之該中間接取層經由一匯流排單元連結該無線通訊協定系統。

本發明較佳實施例之該中間接取層作成一硬體接取層。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統及其方法適用於各種無線通訊系統，例如：IEEE所製定的各種無線網路標準〔例如：IEEE802.11e、IEEE802.11p或IEEE802.16e〕或4G網路通訊，以垂直整合不同無線通訊協定之網路通訊控制器，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

另外，本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統利用一階層式控制架構〔或一階層式模糊控制架構〕簡化習用無線通訊控制器架構，以避免增加其電路佈局面積及體積，並可避免形成高耗能控制器，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

第1圖揭示本發明第一較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統之方塊示意圖。請參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之跨層控制系統1主要包含一階層式控制單元11及一中間接取層12，且該階層式控制單元11及中間接取層12嵌入〔embedded〕製成一中央處理單元10或其它處理單元。

請再參照第1圖所示，該階層式控制單元11較佳為選自一階層式模糊控制單元〔hierarchical fuzzy control unit，HFC unit〕。該階層式控制單元11包含數個控制階層，舉例而言，該階層式控制單元11包含一應用層〔application layer〕、一傳 輸層〔transport layer〕、一網路層〔network layer〕或其它控制層。

請再參照第1圖所示，該中間接取層12較佳為選自一硬體接取層〔hardware adaptation layer，HAL〕，或將該中間接取層12製成一中介軟體〔middleware〕。該中間接取層12連結該階層式控制單元11，且該中間接取層12選擇獨立對應連結該階層式控制單元11之數個控制階層，如該階層式控制單元11及中間接取層12之間所示之水平雙箭頭。

請再參照第1圖所示，本發明第一較佳實施例之跨層控制系統1另包含一輸入/輸出單元〔或輸入/輸出埠〕，如第1圖下方排列所示之縱向雙箭頭。該輸入/輸出單元較佳為選自一匯流排單元〔或高速匯流排單元〔high performance bus unit〕〕或其它輸入/輸出單元，但其並非用以限定本發明。

請參照第1圖所示，該中央處理單元10另包含至少一驅動單元〔或驅動程式〕，如此該控制階層可連結該驅動單元。舉例而言，該驅動單元包含一編碼驅動〔codec driver〕單元、一實體驅動〔PHY driver〕單元、一矽智財驅動〔SIP driver〕單元、一媒體存取控制驅動〔MAC driver〕單元或其它驅動單元。

如第1圖之右上方一系列方塊所示，舉例而言，該階層式控制單元11之階層順序規則為最上層輸入x₇ ，各層輸出y₇ ,y₄ ,y₃ ,y₂ ,y₁ 及各層輸入x₄ ,x₃ ,x₂ ,x₁ ，其中y₇ ,y₄ ,y₃ ,y₂ ,y₁ 依階層式控制的特性，也可分別做為其下某一層的輸入。另外，該應用層、傳輸層、網路層以模糊控制方式連結至該階層順序規則，如第1圖之虛曲線箭頭所示，且該實體驅動單元及媒體存取控制驅動單元亦以模糊控制方式連結至該階層順序規則，如第1圖之虛曲線箭頭所示，如此該之跨層控制系統1可支援不同無線通訊協定之跨層控制。

第2圖揭示本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統採用跨層控制數學模型之方塊示意圖，其對應於第1圖之階層式控制單元。請參照第2圖所示，一階層式數學模型之任何一層為獨立分開的，其主要由上層送出一詢問訊號至下層控制器，並依當時的環境回傳送一參考訊號至觀察者〔observer〕來即時的做出適當的控制方式。基於各層都是獨立的控制器，所以設計者可以任意的進行任一層的更換只要符合控制規範即可。

第3圖揭示本發明第二較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統之方塊示意圖，其對應於第1圖之跨層控制系統。請參照第3圖所示，相對於第一實施例，本發明第二較佳實施例之跨層控制系統1將該輸入/輸出單元連結於該中間接取層12，以便該中間接取層12連結至少一無線通訊協定系統2或一系統晶片平台〔SoC platform〕，如此該無線通訊協定系統2經由該中間接取層12與該階層式控制單元11進行通訊處理。

舉例而言，為節省電路成本、功率消耗及節省佈局面積，將該階層式控制單元11之模糊控制器部分獨立出來製成一QoS模糊控制矽智財〔Silicon Intellectual Property，簡稱SIP〕，並透過驅動單元驅動該QoS模糊控制矽智財，並由該中間接取層12選擇獨立對應目前欲控制之該無線通訊協定系統2以及控制階層，啟動該QoS模糊控制矽智財控制器之控制模式，以透過單一QoS模糊控制矽智財支援多種通訊協定以及跨層控制，達到節省電路與功耗之目的。

第4圖揭示本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法之流程示意圖。請參照第3及4圖所示，本發明較佳實施例之跨層控制方法包含步驟S1：以適當方式提供該階層式控制單元11，另以適當方式提供該中間接取層12，且將該中間接取層12以適當方式連結該階層式控制單元11。

請再參照第3及4圖所示，本發明較佳實施例之跨層控制方法另包含步驟S2：利用該中間接取層12選擇對應獨立連結該階層式控制單元11之數個控制階層，或該中間接取層12選擇其它方式連結該階層式控制單元11之數個控制階層。

請再參照第3及4圖所示，本發明較佳實施例之跨層控制方法另包含步驟S3：利用該中間接取層12以適當方式連結至少一個或數個無線通訊協定系統2，例如：該無線通訊協定系統包含IEEE所製定的各種無線網路標準。

請再參照第3及4圖所示，本發明較佳實施例之跨層控制方法另包含步驟S4：該無線通訊協定系統2經由該中間接取層12以階層控制方式與該階層式控制單元11進行通訊處理，或執行其它相關處理作業。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1‧‧‧跨層控制系統

10‧‧‧中央處理單元

11‧‧‧階層式控制單元

12‧‧‧中間接取層

2‧‧‧無線通訊協定系統

第1圖：本發明第一較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統之方塊示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統採用跨層控制數學模型之方塊示意圖。

第3圖：本發明第二較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統之方塊示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法之流程示意圖。

1‧‧‧跨層控制系統

10‧‧‧中央處理單元

11‧‧‧階層式控制單元

12‧‧‧中間接取層

2‧‧‧無線通訊協定系統

Claims (10)

1. 一種可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其包含：一階層式控制單元，其包含數個控制階層；一中間接取層，其連結該階層式控制單元，且該中間接取層製成一中介軟體；及一輸入/輸出單元，其連結於該中間接取層，以便該中間接取層連結至少一個或數個無線通訊協定系統，如此該一個或數個無線通訊協定系統經由該中間接取層與該階層式控制單元進行通訊處理；其中該中間接取層選擇獨立對應連結該階層式控制單元之數個控制階層。
2. 依申請專利範圍第1項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其中該階層式控制單元及中間接取層製成一中央處理單元。
3. 依申請專利範圍第2項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其中該中央處理單元另包含至少一驅動單元，如此該控制階層連結該驅動單元，且該階層式控制單元、中間接取層及驅動單元製成該中央處理單元。
4. 依申請專利範圍第1項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其中該階層式控制單元為一階層式模糊控制單元。
5. 依申請專利範圍第4項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制系統，其中該階層式模糊控制單元之階層式控制器製成一模糊控制器矽智財。
6. 一種可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法，其包含：提供一階層式控制單元；提供一中間接取層，該中間接取層連結該階層式控制單元，且該中間接取層製成一中介軟體；利用該中間接取層選擇對應獨立連結該階層式控制單元之數個控制階層，且該階層式控制單元及中間接取層製成一中央 處理單元；利用該中間接取層連結至少一個或數個無線通訊協定系統；及該一個或數個無線通訊協定系統經由該中間接取層以階層控制方式與該階層式控制單元進行通訊處理。
7. 依申請專利範圍第6項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法，其中該階層式控制單元為一階層式模糊控制單元；或該階層式模糊控制單元之階層式控制器製成一模糊控制器矽智財。
8. 依申請專利範圍第6項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法，其中該控制階層連結至少一驅動程式，且該階層式控制單元、中間接取層及驅動單元製成該中央處理單元。
9. 依申請專利範圍第6項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法，其中該中間接取層經由一匯流排單元連結該無線通訊協定系統。
10. 依申請專利範圍第6項所述之可支援多種無線通訊協定之跨層控制方法，其中該中間接取層作成一硬體接取層。