CN102098726B - 无线通讯系统、分组交换的绕送方法及使用其的室内基站 - Google Patents

Abstract

在此提供无线通讯系统、其分组交换的绕送方法及使用该绕送方法的室内基站。此无线通讯系统包括核心网络端、固接网络、室内基站与一使用端。使用端经由室内基站及固接网络，与核心网络端连接。此分组交换的绕送方法包括当使用端发出取得分组交换服务(Packet？Switched？Service)时，室内基站对此请求讯息进行判读后，对应回复接受讯息给使用端。此接受讯息包括由室内基站所提供的设定地址。此使用端根据设定地址发出取得分组交换服务的分组交换讯息至室内基站，以及室内基站则通过固接网络直接与分组交换服务供应端进行分组交换，而无需经由核心网络绕送。

Description

无线通讯系统、分组交换的绕送方法及使用其的室内基站

技术领域

本发明涉及一种采用具有联机功能的室内基站(Femto AP)的无线通讯系统及其分组交换的绕送方法。

背景技术

根据各研究报告的调查数据，一般手机用户在家中使用手机通话的比重正快速成长中，而若加上办公室及其它室内商业的使用环境，根据NTTDoCoMo的统计，将近60-70％的移动通讯发生于室内。在未来数字内容的频宽需求大幅成长下，以及架设户外基站因环保抗争使得困难度提升，将造成室内通讯容量严重不足。因此，室内基站(Femto AP)的低功率、高频宽特性使的成为此问题的良好解决方案。室内基站提供使用者于室内环境中，经由Femto AP联机至移动核心网络，以存取一般的电信服务。

Femto AP为一种小型、低功率蜂窝基站，主要用于家庭及办公室等室内场所，因此也被称为家庭基站(Home Node B)。它的作用是作为蜂窝网在室内覆盖的补充，为用户提供语音及数据服务，其外型通常和无线兼容认证(Wireless Fidelity，以下简称Wi-Fi)存取点(Access Point，以下简称AP)类似，既可单独使用，也可以集成在家庭网关中作为家庭网络的一部分。

图1描绘室内基站Femto AP网络架构示意图。室内的使用者可利用标准使用装置(User Equipment，下面以UE称之)，经由标准移动通讯存取协议联机至Femto AP。而此标准移动通讯存取协议例如是宽带码分多址多重存取(Wideband Code Division Multiple Access，“WCDMA”)或是高速下载分组存取(High Speed Download Packet Access，“HSDPA”)等等，此根据应用的通讯系统而定。另外还包括其它的室内基站(Femto AP)可配置在其它的地区，例如室内基站122。

此室内基站120则有一标准使用装置(UE)110连接到室内基站(FemtoAP)120。室内基站120经由固接网络(Broadband IP Network)130，将讯息或数据分组，经由因特网(Internet Protocol，“IP”)协议在标准使用装置110与基站网关器(Femto GW)140之间传送。而基站网关器(Femto GW)140则负责将IP协议的讯息或数据分组在室内基站120与移动核心网络(Mobile Core Network)150之间转送。

而另外室内基站120的无线通讯装置111使用者，与户外基站的无线通讯装置113使用者通话的路径，则是通过室内基站120，经由固接网络130到达基站网关器140，经由移动核心网络150的移动交换中心(MobileSwitching Center，MSC)与无线通讯装置113构成通连。户外基站的无线通讯装置113若非与室内基站120的用户相通连，则是直接连接到移动核心网络150，而不会通过基站网关器140。

在现有室内基站Femtocell网络架构下，当标准使用装置(UE)欲使用分组交换(Packet Switch，“PS”)服务时，例如浏览网页，UE必需与移动核心网络150建立一联机(Session)。在通用移动通讯系统(UniversalMobile Telecommunication System，简称UMTS)架构下，此联机的数据将记录在分组数据协议(Packet Data Protocol，下面简称PDP)全文(Context)中，包含UE所分配到的IP地址、联机的服务质量(Quality of Service，QoS)、及路由信息(Routing Information)等数据，分别储存于UE及核心网络的节点上，例如GPRS服务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)和GPRS网关支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)，而此GPRS就是所谓的一般分组式无线电服务(General Packet RadioService，GPRS)。如图1所示的SGSN节点152与GGSN节点154。

SGSN节点152的工作就是把使用者无线部分的数据，转送到GPRS网络中，以及负责把外部网络送给GGSN节点154的数据，再由GGSN节点154交给SGSN节点152来转到无线网络接口传送给使用者。GGSN节点154是要把在系统业者内部网络的分组转送到外部网络，也要负责把外部网络的分组转送到系统业者的内部网络来。例如GGSN节点154与因特网160中的因特网服务提供业者(ISP)，如Google服务器162或是Yahoo服务器164交换分组数据。而这两端可能所使用的线路会有所不同，此时GGSN节点154还必须负责作数据切割、分封转换的动作。

下面以标准使用装置(UE)110与室内基站(Femto AP)120进行说明如何取得因特网服务提供业者(ISP)所提供的服务的流程，请同时参照图2。

当移动核心网络150允许标准使用装置(UE)110建立分组数据协议全文(PDP Context)时，将经由无线电存取承载设定(Radio Access BearerSetup)程序来设定UE 110至Femto AP 120，以及Femto AP 120至移动核心网络150的联机的服务质量(QoS)。完成无线电存取承载设定程序后，将回传启动PDP Context接受(Activate PDP Context Accept)讯息至UE 110，即完成建立PDP Context程序。此时，UE 110取得由移动核心网络150所分配的IP地址(IP Address)。当UE 110取得IP地址后，即可利用此IP地址来存取PS服务，例如图示Google服务器162所提供的服务。当进行数据传输时，其路径如图1所示，需经过UE 110、Femto AP 120、固接网络(Broadband IP Network)130、移动核心网络150中的基站网关器(FemtoGW)140、SGSN节点152与GGSN节点154、与Google服务器162路径的绕送。若依照图1所标示的系统图标来看，标准使用装置(UE)110若是希望与Google服务器162进行数据的存取，则必须通过路径(a)、(b)、(c)、(d)、(i)、(j)到(f)。

由以上说明可发现，所有的因特网(Internet)服务160，其分组皆必需绕经移动核心网络150，当数据量大幅增加时，将造成移动核心网络150的负荷大幅增加，因而必需增加额外的设备来负担这些服务。

发明内容

本发明提出一种无线通讯系统，包括移动核心网络、固接网络、室内基站(Femto AP)与标准使用装置。此标准使用装置以无线方式连接到室内基站，藉以让使用者经由室内基站连接到固接网络，而与移动核心网络建立通连管道，以取得一种或多种服务。当标准使用装置发出请求讯息，以取得分组交换服务(Packet Switched Service)时，室内基站对该请求讯息进行判读后，对该请求进行对应回复一接受讯息给标准使用装置。而上述接受讯息包括由室内基站所提供的设定地址，用以让标准使用装置根据设定地址发出取得分组交换服务的分组交换讯息，而室内基站则通过固接网络直接与分组交换服务供应端进行分组交换。

本发明提出一种分组交换的绕送方法，适用于一无线通讯系统。此无线通讯系统包括核心网络端、固接网络、室内基站与一使用端。使用端经由室内基站及固接网络，与核心网络端连接。此分组交换的绕送方法包括当使用端发出请求讯息，以取得分组交换服务(Packet SwitchedService)。室内基站对此请求讯息进行判读后，对此请求进行对应回复接受讯息给使用端。此接受讯息包括由室内基站所提供的设定地址。此使用端根据设定地址发出取得分组交换服务的分组交换讯息至室内基站，以及室内基站则通过固接网络直接与分组交换服务供应端进行分组交换。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1是说明室内基站Femto AP网络架构数据传输路径示意图。

图2是说明标准PDP Context启动请求Activate PDP Context Request()与启动PDP Context接受Activate PDP Context Accept()的讯号传输流程示意图。

图3是说明本发明实施例所提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的网络架构示意图。

图4是为说明本发明实施例所提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的系统架构图。

图5是说明本发明实施例所提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的流程示意图。

图6是说明本发明又一实施例所提出的Femto AP建置联机管理功能模块机制的流程示意图。

图7是说明本发明又一实施例所提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的流程示意图。

图8是说明此具有联机管理机制的室内基站(Femto AP)实施架构示意图。

附图符号说明

110、112：标准使用装置(UE)

120：室内基站(Femto AP)

130：固接网络(Broadband IP Network)

140：基站网关器(Femto GW)

150：移动核心网络(Mobile Core Network)

152：SGSN节点

154：GGSN节点

160：因特网

162：Google服务器

164：Yahoo服务器

210：标准使用装置(UE)

220：室内基站(Femto AP)210

230：SGSN节点

240：GGSN节点

310：标准使用装置

320、322：室内基站(Femto AP)

330：固接网络

340：基站网关器(Femto GW)

350：移动核心网络(Mobile Core Network)

410：标准使用装置(UE)

420：室内基站(Femto AP)

430：固接网络(Broadband IP Network)

440：移动核心网络(Mobile Core Network)

450：因特网(Internet)

802：控制界面

804：通讯协议界面

806：传输界面

820：储存媒体(Storage Medium)

812：HNB控制应用软件模块

814：数据中继应用软件模块

816：联机管理应用软件模块

817：联机管理单元

818：数据路由管理单元

822：无线存取协议(Radio Access Protocols)软件模块

824：核心网络协议(Core Network Protocols)软件模块

826：MAC(Cellular Network)

828：MAC(IP Network)

830：PHY(Cellular Network)

832：PHY(IP Network)

具体实施方式

本实施例提供针对室内基站(Femto AP)设计的一种联机管理(SessionManagement)机制，可降低移动核心网络的负荷，并将部分分组交换的绕送路径移出移动核心网络。此机制除了减低移动核心网络的负荷之外，并且能降低传送分组的延迟时间。

本发明提出一种分组交换的绕送方法，适用于一无线通讯系统。此无线通讯系统包括核心网络端、固接网络、室内基站与一使用端。使用端经由室内基站及固接网络，与核心网络端连接。此分组交换的绕送方法包括当使用端发出请求讯息，以取得分组交换服务(Packet SwitchedService)。室内基站对此请求讯息进行判读后，对此请求进行对应回复接受讯息给使用端。此接受讯息包括由室内基站所提供的设定地址。此使用端根据设定地址发出取得分组交换服务的分组交换讯息至室内基站，以及室内基站则通过固接网络直接与分组交换服务供应端进行分组交换。

为了方便描述本实施例，此使用端发出请求讯息，以取得分组交换服务，将以标准PDP Context启动程序(PDP Context Activation procedure)进行说明，包括PDP Context启动请求Activate PDP Context Request()与启动PDP Context接受Activate PDP Context Accept()所包括的参数的相关说明。然并非以此为限制，例如PDP Context Activation procedure是UMTS网络的程序，然同样的概念亦可应用于不同的移动网络通讯系统，如系统架构发展(System Architecture Evolution，SAE)系统或是cdma2000等。但是在其它系统内就不称为PDP Context，例如在SAE内称为EPS承载(EPS bearer)。

在PDP Context启动请求Activate PDP Context Request()中至少包括参数NSAPI、TI、PDP Type、PDP Address、QoS Requested、AccessPoint Name(APN)、Protocol Configuration Options、Request Type等参数。而这些参数的内容如下：

NSAPI：网络服务存取点辨识码(Network Service Access PointIdentifier)，由UE配置的值，在UE端用来识别PDP服务存取点(ServiceAccess Point，SAP)，在核心网络端一对NSAPI/IMSI则用来识别一个通道末端点识别码(Tunnel Endpoint Identifier，TEID)。IMSI就是国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber Identify)。在室内基站(Femto AP)端则用来识别一个无线电存取承载全文(Radio Access BearerContext)，而此全文可以找到UE和Femto AP之间对应的无线电承载。UE必须确认此值未被重复使用。

TI：交易辨识码(Transaction ID)。

PDP Type：UE指定要的IP地址(Address)类型，如IPv4，IPv6等。

PDP Address：UE若将该字段留空白，代表要由网络端动态配置一个IP地址；反之，该填入的IP地址为UE要求的静态配置的IP地址。

QoS Requested：UE所请求联机的服务质量(QoS)需求。

Access Point Name(APN)：(optional)说明UE希望使用的服务及联机之外部网络名称，例如Internet等，此为选择性的字段内容。

Protocol Configuration Options：(选择性)为通讯协议设定选择，此参数用来让UE传送或要求它所支持外部网络的相关信息给GGSN节点(GPRS网关支持节点，Gateway GPRS Support Node，简称GGSN)，例如IMS系统的P-CSCF地址、DSMIPv6 HA地址等等，以及UE支持Network requestBCM(Bearer Control Mode)的情况。

Request Type：(选择性)用来说明UE是否为从非3GPP网络(例如WLAN)换手到3GPP网络，并且此参数将只为SGSN节点(GPRS服务支持节点Serving GPRS Support Node，简称SGSN)解译。而3GPP则是第三代合作计划(3rd Generation Partnership Project)的简称。

在启动PDP Context接受Activate PDP Context Accept()中，至少包括参数TI、PDP Type、PDP Address、QoS Negotiated、Radio Priority、Packet Flow Id、Protocol Configuration Options等参数。而这些参数的内容如下：

TI：交易辨识码(Transaction ID)，此值要与对应的Activate PDPContext Request()讯息内的TI值一样。

PDP Type：说明配置的IP地址类型。

PDP Address：(Optional)配置的动态IP地址。

QoS Negotiated：经由无线电存取承载设定(Radio Access BearerSetup)程序，实际被允许的联机服务质量(QoS)。

Radio Priority：若UE显示有支持A/Gb模式，则SGSN根据QoSNegotiated的内容，决定UE上传数据时底层所被赋予的无线电优先级(Radio Priority)。

Packet Flow Id：(选择性)SGSN根据QoS Negotiated的内容分配给本联机的分组流辨识码(Packet Flow Identifier)，可能的值有BestEffort、Signaling、SMS(Short Message Service)或TOM8(Tunneling ofmessages 8)等。

Protocol Configuration Options：(选择性)GGSN用来回复UE所要求之外部网络相关信息，及BCM(Bearer Control Mode)讯息给UE，说明是否允许网络端主动要求UE建Secondary PDP Context。

请参照图2，为说明标准PDP Context启动请求Activate PDP ContextRequest()与启动PDP Context接受Activate PDP Context Accept()的讯号传输流程示意图，而系统架构图可参照图1所示。此网络架构在此以四个端点进行说明。标准使用装置(UE)210、室内基站(Femto AP，以FAP说明)220、核心网络的基站网关器(Femto GW)与SGSN节点(GPRS服务支持节点Serving GPRS Support Node)230、与GGSN节点(GPRS网关支持节点，Gateway GPRS Support Node)240。

在现有室内基站Femtocell网络架构下，标准使用装置(UE)210欲使用分组交换(PS)服务时，例如浏览网页，UE 210必需送出启动PDP Context请求程序Activate PDP Context Request()，而后并经由FAP 220传送到核心网络的SGSN节点230，如步骤1。而由于GGSN节点240负责系统业者内部网络的分组与外部网络的交换，因此，由SGSN节点230传送产生PDPContext的请求Create PDP Context Request()给GGSN节点240，以便产生PDP Context，如步骤2。而后，由GGSN节点240传回产生PDP Context的回应Create PDP Context Response()，如步骤3。

接着，即由UE 210、FAP 220与SGSN节点230之间进行无线电存取承载设定(Radio Access Bearer Setup)程序，以建立例如联机传送的服务质量(QoS)，如步骤4。而后，再由SGSN节点230传送更新PDP Context的请求Update PDP Context Request()给GGSN节点240，以便更新PDPContext，如步骤5。而后，由GGSN节点240传回更新PDP Context的回应Update PDP Context Response()，如步骤6。接着，就由SGSN节点230传回启动PDP Context接受Activate PDP Context Accept()，经由FAP 220给UE 210，以建立分组交换(PS)服务的联机。

整个建立的过程，需经过UE、Femto AP、固接网络(Broadband IPNetwork)、移动核心网络中的基站网关器(Femto GW)、SGSN节点与GGSN节点的绕送。

本实施例针对Femto AP设计一分组交换(PS)服务的联机管理(SessionManagement，SM)机制，使得UE存取Internet服务时，可降低移动核心网络的负荷及降低分组传递的延迟时间。本实施例将使UE存取Internet服务时，其绕送路径可缩减成只需经过UE、Femto AP与固接网络(BroadbandIP Network)，直接与因特网建立联机。

本实施例提出在Femto AP建置联机管理(Session Management，SM)功能模块的机制，当UE欲与核心网络建立联机时，将由Femto AP取代部份核心网络功能，将PDP Context建立在Femto AP上。

请参照图3，为说明本实施例提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的网络架构示意图。

图3描绘本发明实施例的室内基站Femto AP网络架构示意图。在此网络架构示意图中，仅以两个室内基站(Femto AP)320与322加以说明，然并非以此为限。此室内基站320则有一标准使用装置(UE)310连接到室内基站(Femto AP)320。室内基站320经由固接网络(Broadband IP Network)330，将标准使用装置310的讯息或数据分组，经由因特网(InternetProtocol，“IP”)协议传送至基站网关器(Femto GW)340。

基站网关器340往室内基站320的协议堆栈和往移动核心网络350的协议堆栈基本上一样都是移动网络协议(Iu-CS/Iu-PS)。而基站网关器340左右两边的堆栈最大不同处在于基站网关器340和室内基站320之间多了一个HNBAP协议。最后，基站网关器340和室内基站320之间由于是通过固接网络330，所以Iu-CS/Iu-PS要通过IP协议。但基站网关器340和移动核心网络350之间Iu-CS/Iu-PS可能是通过ATM(或E1/T1，SDH/SONET等)之类的网络。

而另外室内基站320的无线通讯装置311使用者，与户外基站的无线通讯装置313使用者通话的路径，则是通过室内基站320，经由固接网络330到达基站网关器340，经由移动核心网络350的移动交换中心(MobileSwitching Center，MSC)与无线通讯装置313构成通连。户外基站的无线通讯装置313若非与与室内基站320的用户相通连，则是直接连接到移动核心网络350，而不会通过基站网关器340。另外，室内基站320与另一个室内基站322之间，也可通过固接网络330构成通连。

在本实施例所提出的室内基站Femtocell网络架构下，当标准使用装置(UE)310欲使用分组交换(PS)服务时，Femto AP 320取代移动核心网络350的部分功能，将PDP Context建立在Femto AP 320上。在一个实施范例中，当UE 310欲取得Internet服务时，经由例如修改其IP地址及路由信息等等方式，使得存取Internet服务时，其绕送路径可缩减成只需经过UE 310、Femto AP 320与固接网络330，就能直接与因特网建立联机。若依照图3所标示的系统图标来看，标准使用装置(UE)310若是希望与Google服务器362进行数据的存取，则只需通过路径(a)、(b)、(c)、(d)直接到到(f)。

在一实施范例中，当Femto AP 320建立PDP Contex t之后，指定UE 310的IP地址，此IP地址可经由例如Femto AP 320本身所在局域网络的动态主机设定协议(Dynamic Host Configuration Protocol，简称DHCP)来分配，或是由Femto AP 320本身扮演IP地址转换，例如网络地址转换(Network Address Translation，NAT)对IP Header内的相关字段修改后再进行绕送，UE 310使用PS服务时的绕送路径，将由绕经核心网络路径更改成不经由核心网络的路径。

PDP Context只存在UE 310及Femto AP 320两节点上，移动核心网络350不需参与UE 310建立PDP Context的程序，即Femto AP 320扮演核心网络的角色，协助UE 310建立PDP Context。请参照图4，为说明本实施例提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的系统架构图。此系统架构包括标准使用装置(UE)410、室内基站(Femto AP，以FAP表示)420、固接网络(Broadband IP Network)430、移动核心网络(Mobile CoreNetwork)440与因特网(Internet)450。此核心网络包括基站网关器FemtoGW442、SGSN节点与GGSN节点。

此图标显示两种不同的数据传输路径，包括第一种为通用移动网络(Generic Mobile Network)的数据传输路径422，从UE 410发出后，经由FAP 420、固接网络430、核心网络440而后到因特网450，此为标准的PS数据传输路径。另外一种为建置联机管理功能模块机制的FAP 420，对于UE 410所要使用的服务，可以不经由移动核心网络440的数据传输路径424。在此数据传输路径424中，从UE 410发出后，直接经由FAP 420与固接网络430连接到因特网450。

这样针对FAP设计的一种联机管理机制，UE 410所要使用的服务可不经由移动核心网络440，而将部分分组交换的绕送路径移出移动核心网络440，可降低其传输的负荷。除此之外，也能降低传送分组的延迟时间。当然，若是FAP 420发现UE 410所要使用的服务必须经由移动核心网络440时，则依照标准流程处理，仍须将讯息送到移动核心网络440。

本发明实施例的具体实施方法，请参照图5与图6的说明。

请参照图5，用以说明本实施例提出在Femto AP建置联机管理功能模块机制的流程示意图。在UE及Femto AP两节点上建立PDP Context的流程，包括PDP Context启动请求Activate PDP Context Request()与启动PDP Context接受Activate PDP Context Accept()的讯号传输流程。此网络架构在此以四个端点进行说明，包括标准使用装置(UE)、室内基站(Femto AP，以FAP说明)、因特网、与核心网络(包括基站网关器FemtoGW、SGSN节点、与GGSN节点)。

由UE发起Activate PDP Context Request讯息，如步骤1。当FAP收到讯息，并根据其内容加以判断，发现APN参数的值为某特定值时，例如Internet，代表此UE所要使用的服务可不经由核心网络，因此，FAP将不传递此讯息到核心网络，并根据自己的网络状态及本联机QoS要求，建立无线电承载(Radio Bearer)程序，例如标准的无线电存取承载设定(Radio Access Bearer Setup)程序中的部份承载(Bearer)，如步骤2的创造PDP Context与步骤3的无线电承载(Radio Bearer)程序。

最后，由FAP自行产生Activate PDP Context Accept讯息回给UE，如步骤4。而后，当UE收到Activate PDP Context Accept讯息后，就可以根据FAP配置IP地址的方式开始收送数据。

在此实施范例中，UE取得的IP地址为FAP配置的私人地址(Private IP)或UE所要求配置的静态地址，所以数据分组经过FAP时，FAP都要做IP地址的转换，也就是负起例如网络地址转换(Network AddressTranslation，NAT)的责任来进行转换，因此，分组可以直接绕到Internet，而不需经由移动核心网络。如步骤5，UE根据取得的地址传送IP分组(来源地址设定为私人地址或静态地址，即Src＝私人地址/静态地址)。而后，经由步骤6，FAP进行IP地址转换，将来源地址设定为FAP地址，也就是Src＝FAP地址，并传送到因特网。

而因特网所响应的IP分组，则其目标地址则是FAP地址，也就是Dest＝FAP地址。而后，在经由FAP的IP地址转换，将此响应的IP分组目标地址转为指定给此UE的私人地址或静态地址，也就是Dest＝私人地址/静态地址。

这样针对FAP设计的一种联机管理机制，UE所要使用的服务可不经由核心网络，而将部分分组交换的绕送路径移出移动核心网络，可降低移动核心网络的负荷的架构。此机制除了减低移动核心网络的负荷之外，并且能降低传送分组的延迟时间。当然，若是FAP发现UE所要使用的服务必须经由核心网络，则依照标准流程处理，仍须将讯息送到核心网络。

在上述步骤4中，FAP自行产生Activate PDP Context Accept讯息回给UE的内容中，许多参数做了有别于标准的改变，兹说明如下：

TI：Transaction ID，此值要与对应的Activate PDP Context Request讯息内的TI值一样。

PDP Type：说明配置的IP Address类型。

PDP Address：配置给UE的IP地址。FAP可执移动态主机设定协议(DHCP)客户端，以向后端固接网络要求配置一私人IP地址；或是若FAP已先由固接网络配置好IP地址，则FAP亦可自行配置一私人IP地址给UE；或是若UE要求一静态地址，则此值可与对应的Activate PDP ContextRequest讯息内的PDP Address值相同。

QoS Negotiated：经由Radio Bearer Setup程序，实际配置给本联机要求的QoS。

Radio Priority：可留空白。此值为BSS用来决定无线电存取优先权(Radio Access Precedence)，也就是存取优先等级(Access Priority)，以及服务优先等级(Service Precedence)。

Packet Flow Id：可留空白，或根据Negotiated QoS以给对应的值，如Best Effort、Signaling、SMS或是TOM8等。

Protocol Configuration Options：可留空白，让UE不接受网络端发起的联机要求。

本发明另一实施例，请参照图6。在图6中，步骤1到步骤3，请参照图5的说明。但与图5不同之处在于，此PDP地址为一可在网络上绕路的Public IP address，即非为私人地址。在此实施例中，FAP可能需要利用DHCP的协议帮UE要到该IP后再填入Activate PDP Context Accept讯息内。在另一实施例中，则是由固接网络一开始就分配多个IP address给FAP，让FAP可自行管理这个IP address pool。

FAP则是扮演路由器(Router)的角色，分配其所管辖的IP address给UE。当UE的分组绕到FAP时，FAP不需对数据分组特别处理，只需将分组直接绕到Internet，而不需经由移动核心网络。

在此实施范例中，PDP地址为固接网络domain的IP地址，故依IP绕路机制就不会再绕到移动核心网络。因此，分组可以直接绕到因特网。如步骤5，UE根据取得的地址传送IP分组(来源地址设定为PDP地址，即Src＝PDP地址)。而后，经由步骤6，分组可以直接绕到因特网。而因特网所响应的IP分组，则其目标地址则是PDP地址，也就是Dest＝PDP地址。而后，经由FAP直接绕回UE。

这样针对FAP设计的一种联机管理机制，UE所要使用的服务可不经由核心网络，而将部分分组交换的绕送路径移出移动核心网络，可降低移动核心网络的负荷的架构，。

本发明又一实施例，则请参照图7所示。此网络架构在此以五个端点进行说明，但并非以此为限。标准使用装置(UE)、室内基站(Femto AP，以FAP说明)、核心网络的基站网关器(Femto GW)与SGSN节点、GGSN节点与因特网(Internet)。此实施例中，PDP Contex t分别建立在UE、及核心网络(SGSN and GGSN)上，FAP在UE与核心网络建立PDP Context时，撷取PDP Context的信息而加以纪录。当UE在传送数据时，将由FAP更改UE的IP Header，使得数据不需绕经核心网络，也就是将来收到该UE的数据分组时，可以帮忙扮演NAT(Network Address Translation)的部分功能。

详细实施方法，参照图7所示。

在本实施方法中，步骤1到步骤6与标准流程相同。标准使用装置(UE)欲使用分组交换(PS)服务时，例如浏览网页，UE必需送出启动PDPContext请求程序Activate PDP Context Request()，而后并经由FAP传送到核心网络的SGSN节点，如步骤1。由SGSN节点传送产生PDP Context的请求Create PDP Context Request()给GGSN节点，以便产生PDPContext，如步骤2。而后，由GGSN节点传回产生PDP Context的回应Create PDP Context Response()，如步骤3。

接着，即由UE、FAP与SGSN节点之间进行无线电存取承载设定(RadioAccess Bearer Setup)程序，以预留本联机所需的网络资源，如步骤4。而后若最后可预留的资源与步骤2中所建的QoS不符，再由SGSN节点传送更新PDP Context的请求Update PDP Context Request()给GGSN节点，以便更新PDP Context，如步骤5。而后，由GGSN节点传回更新PDP Context的回应Update PDP Context Response()，如步骤6。

在步骤7时，当SGSN节点传回启动PDP Context接受Activate PDPContext Accept()到FAP时。如步骤8，FAP将此PDP Context所配置的IP地址映射(Mapping)至由FAP欲分配给此UE的IP地址，在此称为FAP地址(FAP Address)。此FAP地址就是FAP所管辖网域的IP地址，或是FAP本身的IP Address，并储存于FAP记录上。在步骤9时，则将步骤7所收到的Activate PDP Context Accept讯息转送给UE。此时，UE即完成启动PDP Context的程序，将可开始使用PS服务。

当UE开始传送分组时(步骤10)，分组将传送至FAP，而来源地址为PDP地址。FAP根据分组的IP地址(即PDP地址)，步骤11时，根据步骤8的映射关系，将其地址转成FAP地址，也就是将其IP表头(Header)的来源地址改成FAP地址。再将分组绕送至因特网(Internet)，如步骤12。此时，Internet的服务器，将根据其来源地址，将要回传的分组设定成其目标地址(Destination Address)。因此，此分组将会绕送至FAP，如步骤13。当FAP接收到此分组时，在步骤14，将其目标地址改成PDP地址，此系根据查询步骤8的映射关系而得。在步骤15时，将分组回传UE。

此实施方法，将不会更改现有节点(UE，SGSN，GGSN)的协议以及其运作流程。

本发明所提出关于室内基站(Femto AP)设计的一种联机管理(SessionManagement)机制，可降低移动核心网络的负荷，并将部分分组交换的绕送路径移出移动核心网络。此机制除了减低移动核心网络的负荷之外，并且能降低传送分组的延迟时间。在一实施范例中，请参照图8所示，为说明此具有联机管理机制的室内基站(Femto AP)实施架构示意图。在此室内基站(Femto AP)中，包括控制界面802、通讯协议界面804与传输界面806。而此控制界面802包括控制系统软件部分，通讯协议界面804包括通讯协议软件部分，而传输界面806则位于室内基站(Femto AP)的硬件或韧体内。

在控制系统软件部分，包括符合FAP标准的家用B节点(Home Node B，简称HNB)控制应用软件模块812与数据中继应用软件模块814。而为了达到联机管理的目的，在本实施中提出联机管理应用软件模块816，包括联机管理(Session Mgt.)单元817与数据路由(Data Routing)管理单元818。此联机管理应用软件模块816可以配置在室内基站(Femto AP)内的任何一种储存媒体(Storage Medium)808，例如非易失性存储器或是闪存等等形式，或是作为室内基站(Femto AP)的固件的一部份。

在通讯协议软件部分，包括符合FAP标准的无线存取协议(RadioAccess Protocols)软件模块822与核心网络协议(Core Network Protocols)软件模块824。而在硬件/固件部分则是包括媒体存取控制(Media AccessControl，简称MAC)层与实体层(Physical，简称PHY)两个部分，包括针对蜂巢式网络(Cellular Network)与IP网络(IP Network)的传输信道，如图标的MAC(Cellular Network)826与MAC(IP Network)828，以及PHY(Cellular Network)830与PHY(IP Network)832。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (28)

1.一种无线通讯系统，包括：

一移动核心网络，用以提供多种服务；

一固接网络，连接到该移动核心网络与一分组交换服务供应端；

一室内基站，连接到该固接网络，其中该室内基站具有一联机管理功能；以及

一标准使用装置，以无线方式连接到该室内基站，藉以让使用者经由该室内基站连接到该固接网络，而与该移动核心网络建立通连管道，以取得一种或多种服务，其中

当该标准使用装置进行分组交换服务请求时，进行一请求程序，发出一请求讯息，该室内基站对该请求讯息进行判读后，对应回复一接受讯息给该标准使用装置，其中，该接受讯息包括由该室内基站所提供的设定地址，用以让该标准使用装置根据该设定地址发出取得该分组交换服务的数据分组讯息，而该室内基站则通过该固接网络直接与该分组交换服务供应端进行分组交换。

2.如权利要求1所述的无线通讯系统，其中该请求程序包括一启动分组数据协议上下文请求讯息与一启动分组数据协议上下文接受讯息。

3.如权利要求2所述的无线通讯系统，其中该室内基站对启动分组数据协议上下文请求讯息进行判读后，进行回复该启动分组数据协议上下文请求讯息给该标准使用装置前，进行一无线电承载设定，以确认联机状态是否符合联机质量需求。

4.如权利要求1所述的无线通讯系统，其中该室内基站所提供的设定地址为由从多个配置地址中指定其中之一作为该设定地址分配给该标准使用装置。

5.如权利要求1所述的无线通讯系统，其中该室内基站所提供的设定地址为该室内基站产生一私人因特网IP地址给该标准使用装置。

6.如权利要求1所述的无线通讯系统，其中该室内基站所提供的设定地址为该室内基站经由该固接网络，向该移动核心网络取得的一分组数据协议地址，并将该分组数据协议地址映射到一室内基站地址加以储存，当该标准使用装置根据该分组数据协议地址发出取得该分组交换服务的数据分组讯息时，该室内基站则经由该分组数据协议地址取得映射的该室内基站地址，并将该数据分组讯息的来源地址由该分组数据协议地址改为该室内基站地址通过该固接网络直接与该分组交换服务供应端进行分组交换，而在该分组交换服务供应端经该固接网络直接传回另一响应数据分组讯息时，将其目的地址由该室内基站地址转为该分组数据协议地址，传回给该标准使用装置。

7.如权利要求6所述的无线通讯系统，其中该移动核心网络所产生的该分组数据协议地址为经由一通用分组无线业务服务支持节点与通用分组无线业务网关支持节点所提供。

8.如权利要求1所述的无线通讯系统，其中该标准使用装置与该室内基站的连接是经由标准移动通讯存取协议所连接。

9.一种分组交换的绕送方法，适用于一无线通讯系统，该无线通讯系统包括移动核心网络、固接网络、室内基站与一使用端，其中该固接网络连接到该移动核心网络与一分组交换服务供应端，而该使用端经由该室内基站与该固接网络，与该移动核心网络连接，该分组交换的绕送方法包括：

当该使用端进行分组交换服务请求时，则根据一请求程序，发出一请求讯息；

该室内基站对该请求讯息进行判读后，对该请求进行对应回复一接受讯息给该使用端，其中，该接受讯息包括由该室内基站所提供的设定地址；

该使用端根据该设定地址发出取得该分组交换服务的数据分组讯息至该室内基站；以及

该室内基站则通过该固接网络直接与一分组交换服务供应端进行分组交换。

10.如权利要求9所述的分组交换的绕送方法，其中该请求程序包括一启动分组数据协议上下文请求讯息与一启动分组数据协议上下文接受讯息。

11.如权利要求10所述的分组交换的绕送方法，其中该室内基站对启动分组数据协议上下文请求讯息进行判读后，进行回复该启动分组数据协议上下文请求讯息给该使用端前，进行一无线电承载设定，以确认联机状态是否符合联机质量需求。

12.如权利要求10所述的分组交换的绕送方法，其中该室内基站所提供的设定地址为通过多个配置地址，指定其中之一作为该设定地址分配给该使用端使用。

13.如权利要求10所述的分组交换的绕送方法，其中该室内基站所提供的设定地址为该室内基站产生一私人因特网地址或该使用端所要求的一静态地址给该使用端使用。

14.如权利要求10所述的分组交换的绕送方法，其中该室内基站所提供的设定地址的方法包括：

将该启动分组数据协议上下文请求讯息转到该移动核心网络，该移动核心网络产生启动分组数据协议上下文接受讯息，其中该启动分组数据协议上下文接受讯息内容包括分组数据协议地址；

该室内基站将启动分组数据协议上下文接受讯息转回给该使用端，并将该分组数据协议地址映射到一室内基站地址加以储存；

当该使用端根据该分组数据协议地址发出取得该分组交换服务的数据分组讯息时，该室内基站则经由该分组数据协议地址取得映射的该室内基站地址，并将该数据分组讯息的来源地址由该分组数据协议地址改为该室内基站地址，通过该固接网络直接与该分组交换服务供应端进行分组交换，而在该分组交换服务供应端经该固接网络直接传回另一响应数据分组讯息时，将其目的地址由该室内基站地址转为该分组数据协议地址，传回给该使用端使用。

15.如权利要求14所述的分组交换的绕送方法，其中该移动核心网络产生启动分组数据协议上下文接受讯息的方法包括：

将该启动分组数据协议上下文请求讯息转给通用分组无线业务服务支持节点；

该通用分组无线业务服务支持节点要求通用分组无线业务网关支持节点产生分组数据协议上下文传回；以及

该通用分组无线业务服务支持节点根据该分组数据协议上下文，将该启动分组数据协议上下文接受讯息传回该室内基站。

16.如权利要求15所述的分组交换的绕送方法，其中还包括执行无线电存取承载设定程序，以设定该使用端、该室内基站与该移动核心网络之间的联机传送的服务质量。

17.如权利要求9所述的分组交换的绕送方法，其中该使用端与该室内基站的连接是经由标准移动通讯存取协议所连接。

18.一种室内基站，适用于一无线通讯系统，该无线通讯系统包括移动核心网络、固接网络与一使用端，其中该固接网络连接到该移动核心网络与一分组交换服务供应端，而该使用端经由该室内基站与该固接网络，与该移动核心网络连接，该室内基站包括一储存媒体，该储存媒体储存一联机管理应用软件模块，其包括联机管理单元和数据路由管理单元，其中联机管理应用软件模块用以执行分组交换的绕送方法，包括：

当该使用端进行分组交换服务请求时，该使用端根据一请求程序，发出一请求讯息；

对该请求讯息进行判读后，对该请求进行对应回复一接受讯息给该使用端，其中，该接受讯息包括一设定地址；

当接收到该使用端根据该设定地址发出取得该分组交换服务的数据分组讯息时，通过该固接网络直接与一分组交换服务供应端进行分组交换。

19.如权利要求18所述的室内基站，其中该请求程序包括一启动分组数据协议请求讯息与一启动分组数据协议接受讯息。

20.如权利要求19所述的室内基站，其中对该启动分组数据协议请求讯息进行判读后，进行回复该启动分组数据协议接受讯息给该使用端前，进行一无线电承载设定，以确认联机状态是否符合联机质量需求。

21.如权利要求19所述的室内基站，其中所提供的设定地址为由固接网络所分配的多个因特网地址，指定其中之一作为该设定地址分配给该使用端使用。

22.如权利要求19所述的室内基站，其中所提供的设定地址为经由产生一私人因特网地址或该使用端所要求的一静态地址给该使用端使用。

23.如权利要求19所述的室内基站，其中提供的设定地址的方法包括：

将该启动分组数据协议请求讯息转到该移动核心网络，该移动核心网络产生启动分组数据协议接受讯息，其中该启动分组数据协议接受讯息内容包括分组数据协议地址；

将启动分组数据协议接受讯息转回给该使用端，并将该分组数据协议地址映射到一室内基站地址加以储存；

当该使用端根据该分组数据协议地址发出取得该分组交换服务的数据分组讯息时，则经由该分组数据协议地址取得映射的该室内基站地址，并将该数据分组讯息的来源地址由该分组数据协议地址改为该室内基站地址，通过该固接网络直接与该分组交换服务供应端进行分组交换，而在该分组交换服务供应端经该固接网络直接传回另一响应数据分组讯息时，将其目的地址由该室内基站地址转为该分组数据协议地址，传回给该使用端使用。

24.如权利要求23所述的室内基站，其中该分组数据协议地址为因特网地址。

25.如权利要求19所述的室内基站，其中启动分组数据协议接受讯息的方法包括：

将该启动分组数据协议请求讯息转给通用分组无线业务服务支持节点；

该通用分组无线业务服务支持节点要求通用分组无线业务网关支持节点产生启动分组数据协议上下文接受讯息；以及

该通用分组无线业务服务支持节点根据该分组数据协议，将该启动分组数据协议接受讯息传回。

26.如权利要求25所述的室内基站，其中还包括执行无线电存取承载设定程序，以设定与该使用端及该移动核心网络之间的联机传送的服务质量。

27.如权利要求19所述的室内基站，其中该启动分组数据请求协议为通用移动通讯系统中的分组数据协议上下文启动请求，而启动分组数据接受协议为在该通用移动通讯系统中的分组数据协议上下文接受讯息。

28.如权利要求19所述的室内基站，其中该启动分组数据协议为系统架构发展模式下的EPS承载。