CN102271420A

CN102271420A - 微型基站及其通讯方法

Info

Publication number: CN102271420A
Application number: CN2010102004795A
Authority: CN
Inventors: 许亨仰; 许献聪; 邱简谦; 林益宏
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-07

Abstract

一种微型基站及其通讯方法。一网络系统包含该微型基站、一基站以及一微型网关器。该基站通过该微型网关器联机至一互联网，该微型基站初始地经由一后端网络联机至该互联网。当该微型基站检测到该后端网络处于一断线状态后，便切换至一使用者装置模式。之后，该微型基站以该使用者装置模式与该基站建立一联机，以使该微型基站能经由该基站及该微型网关器联机至该互联网。

Description

微型基站及其通讯方法

技术领域

本发明关于一种微型基站(femtocell)及其通讯方法；更详细地说，本发明的微型基站及其通讯方法于一后端网络故障时，能提供一备用网络，使微型基站仍可与一互联网联机。

背景技术

随着科技的进步，无线网络技术已成为目前业界着重的课题。许多无线网络技术，例如：全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwaveaccess；WiMAX)或第三代移动通讯技术(3rd-generation；3G)的应用服务也朝向商用化阶段迈进，使得市场上逐渐形成WiMAX与3G两大技术应用相互并存态势，也同时宣告台湾无线宽频时代的来临。然而，不论是WiMAX或是3G，业者皆面临室内覆盖率不足的问题，此乃由于基站于室内的信号会因距离遥远或被墙壁阻隔而衰竭。许多业者为补强通讯范围的不足，进而引进微型基站的技术。

一般说来，微型基站的涵盖范围较基站小，主要是来用弥补基站无法涵盖的区域，以降低通讯死角并提升数据传输速率。传统微型基站的前端网络是使用有执照的无线频段，故使用者装置不用进行任何的变更；而其后端网络则可为一有线网络，例如：数字用户回路(digital subscriber line；DSL)调制解调器或是缆线调制解调器(cable modem)。传统微型基站便是通过后端网络联机至一互联网(Internet)，使得使用装置可通过微型基站联机至互联网。

后端网络会因某些因素(例如：网络故障或流量负载过大)而处于断线状态，此时微型基站便无法联机至互联网，进而造成使用者装置无法继续经由微型基站与互联网联机。然而，传统技术针对此问题并未提供任何解决方案。有鉴于此，如何让使用者装置不因后端网络的断线状态而无法联机至互联网为所属领域的技术人员亟需研究的课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种微型基站。一网络系统包含该微型基站、一基站及一微型网关器(femto gateway)。该基站通过该微型网关器联机至一互联网，该微型基站初始地经由一后端网络联机至该互联网。该微型基站包含一检测单元、一切换单元以及一收发单元。当后端网络处于一断线状态时，该检测单元能检测到该断线状态。该检测单元检测到该后端网络处于该断线状态后，该切换单元将该微型基站切换至一使用者装置模式。之后，该收发单元以该使用者装置模式与该基站建立一联机，以使该微型基站能经由该基站及该微型网关器联机至该互联网。

本发明的另一目的在于提供一种用于一微型基站的通讯方法。一网络系统包含该微型基站、一基站及一微型网关器。该基站通过该微型网关器联机至一互联网，该微型基站初始地经由一后端网络联机至该互联网。该通讯方法包含下列步骤：(a)使该微型基站检测到该后端网络处于一断线状态；(b)使该微型基站于检测到该断线状态后，切换至一使用者装置模式；以及(c)使该微型基站以该使用者装置模式与该基站建立一联机，以使该微型基站能经由该基站及该微型网关器联机至该互联网。

另外，为达前段所述的目的，本发明更提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品内储一计算机程序。该计算机程序被加载至一微型基站后，可执行多个程序指令，该微处理器通过执行该等程序指令，能完成前段所述的通讯方法。

本发明的微型基站于检测到后端网络断线时，会切换至使用者装置模式，并尝试以使用者装置模式与基站建立联机。倘若微型基站成功地与基站建立联机，则此新的联机将取代原先后端网络的角色。换言之，微型基站会改由通过基站以及微型网关器继续与互联网联机。通过本发明，即使后端网络断线，微型基站依旧能让使用者装置联机至互联网。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，此技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样。

附图说明

图1A是描绘根据本发明的一网络系统的示意图；

图1B是描绘根据本发明的微形基站架构，及其与基站及微型网关器间的信号传递的示意图；

图1C是描绘网络系统符合LTE标准时的信号传递示意图；以及

图2是描绘本发明的通讯方法的流程图。

【主要元件符号说明】

1：网络系统 11：使用者装置

111a、121a、131d：数据服务转送

12：微型基站 121：检测单元

122：切换单元 123：收发单元

13：基站 131a：同步信号

131b：基本信息 131c：设定程序

14：微型网关器 141a：安全认证程序

141b：数据流建立程序 141c：断线通知讯息

15：互联网 16：后端网络

17：建筑物

具体实施方式

以下的实施例是用以举例说明本发明内容，并非用以限制本发明。需说明者，以下实施例及附图中，与本发明无关的元件已省略而未绘示，且图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

本发明的第一实施例为一网络系统1，其架构图请参阅图1A。网络系统1包含一使用者装置11、一微型基站12、一基站13以及一微型网关器14。于本实施例中，使用者装置11可为笔记本计算机或手机等移动装置，且微型基站12设置于一建筑物17内(例如：住户内)。基站13通过微型网关器14联机至一互联网15。微型基站12初始地经由一后端网络(backhaul)16联机至互联网15，此后端网络可为一有线宽频网络，例如：数字用户回路(digital subscriber line；DSL)调制解调器或是缆线调制解调器(cable modem)。当使用者装置11位于建筑物17内时，使用者装置11系通过微型基站12联机至互联网15。

基于某些因素(例如：网络故障或流量负载过大)，后端网络16有可能会从一联机状态转变为一断线状态。倘若后端网络16处于一断线状态，将使得微型基站12无法继续与互联网15联机，进而造成使用者装置11无法通过微型基站12联机至互联网15。针对此一状况，微型基站12具有一配套措施，让使用者装置11能继续通过微型基站12联机至互联网15，详细说明如后。

请参阅图1B，其描绘微型基站12的架构及其与基站13及微型网关器14间之信号传递的示意图。微型基站12包含一检测单元121、一切换单元122以及一收发单元123。本实施例的检测单元121及切换单元122可为目前或未来的各种微处理器、中央处理器或所属技术领域中具有通常知识者所能轻易思及具有计算能力的装置。本实施例的收发单元123可为目前或未来的各种收发接口。

当后端网络16故障(亦即断线)时，微型基站12的检测单元121会检测到后端网络16处于断线状态。切换单元122于检测单元121检测到该断线状态后，便切换至使用者装置(user equipment；UE)模式。应说明的是，本发明所指的「使用者装置模式」是指于该使用者装置模式下，微型基站12具有与基站13联机的能力(例如：具有转送/传送数据能力以及具有与使用者装置相同的通讯协议)。切换至使用者装置后，微型基站12的收发单元123以使用者装置模式与基站13建立一联机，如此一来，微型基站12便能经由基站13以及微型网关器14联机至互联网15。

第一实施例的网络系统1并不局限于任何特定的网络系统。举例而言，网络系统1可符合全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwaveaccess；以下简称WiMAX)标准、长期演进(long term evolution；以下简称LTE)标准或第三代移动通讯(third generation；以下简称3G)标准。

以下将搭配LTE标准，进一步说明微型基站12收发单元123以使用者装置模式与基站13建立联机的细节。请同时参阅图1C，其是描绘当网络系统1符合LTE标准时的信号传递示意图。

为使微型基站12、基站13、微型网关器14及互联网15间达成同步以及建立正确的联机，微型基站12的收发单元123自基站13接收一同步信号131a以及一基本信息131b。于LTE标准中，同步信号131a为一主同步信号(primarysynchronization signal；PSS)及一次同步信号(secondary synchronizationsignal；SSS)，且基本信息131b包含一主要讯息区块(mater information block；MIB)及至少一系统讯息区块(system information block；SIB)，其中主要讯息区块及系统讯息区块载有至少一系统信息(system information；SI)。

接着，微型基站12的收发单元123与基站13间进行一设定程序131c。于LTE标准中，此设定程序131c为一无线资源控制(radio resource control；RRC)联机设定程序。另外，为确保信息传输的安全性，收发单元123可通过基站13，与微型网关器14间进行一安全认证程序141a及一数据流建立程序141b。通过数据流建立程序建立一数据流。于LTE标准中，安全认证程序141a为一非存取层安全认证(non access stratum security；NAS security)，且数据流141b为一进阶封包系统(evolved packet system；EPS)乘载服务设定程序。

再者，于微型基站12与基站13建立该联机后，微型基站12的收发单元123更可传送一断线通知讯息141c至微型网关器14，以通知微型基站12之业者进行抢修。举例而言，若微型基站12初始通过后端网络16联机至互联网15时，已被分配一互联网通讯协议(Internet Protocol；IP)地址，则此断线通知讯息141c可包含此IP地址，以使后端网络16之业者能根据此IP地址找到对应于微型基站12的后端网络16。

微型基站12以使用者装置模式进行上述运作后，便与基站13建立了联机，因此微型基站12能经由基站13及微型网关器14联机至互联网15。此时，使用者装置11、微型基站12、基站13及微型网关器14之间便以先前建立的数据流进行数据服务转送111a、121a、131d。

于使用者装置11以及微型基站12间的数据服务转送(data servicetransfer)111a是采用使用者装置11与微型基站12二者沟通后的加密方式；微型基站12与基站13间的数据服务转送121a则是使用微型基站12与基站13二者沟通后的加密方式；基站13与微型网关器14间的数据服务转送131d则是使用IP层以上的封装加密。如此一来，使用者装置11与微型网关器14间的数据传输具备足够的安全性，使用者装置11不会连上未经安全认证的微型基站12。

本发明的第二实施例为一用于一微型基站的通讯方法，其流程图如图2所示。一网络系统包含微型基站、一基站以及一微型网关器，例如：第一实施例的网络系统1、微型基站12、基站13以及微型网关器14。其中，基站是通过微型网关器联机至一互联网。

首先，于步骤201，微型基站初始地经由一后端网络联机至互联网。接着，微型基站经由步骤202检测到后端网络处于一断线状态。微型基站于检测到断线状态后，于步骤203切换至一使用者装置模式。接着，第二实施例的通讯方法便以使用者装置模式与基站建立一联机。具体而言，第二实施例可通过步骤204、205及206使微型基站以使用者装置模式与基站间建立联机。

详言之，于步骤204，使微型基站自基站接收一同步信息以及一基本信息。接着，步骤205使微型基站通过基站，与微型网关器间进行一安全认证程序。于步骤206，使微型基站通过基站，与微型网关器间建立一数据流。最后，于步骤207，微型基站于与基站建立联机后，传送一断线通知讯息至微型网关器，以通知后端网络之业者进行抢修。

除了上述步骤，第二实施例亦能执行第一实施例所描述的操作及功能，所属技术领域具有通常知识者可直接了解第二实施例如何基于上述第一实施例以执行此等操作及功能，故不赘述。

第二实施例所描述的通讯方法可由一计算机程序加以实现。当微型基站加载该计算机程序后会执行多个程序指令，通过执行该等指令，即可完成第二实施例所述的通讯方法。前述的计算机程序可储存于计算机可读取记录媒体中，例如只读存储器(read only memory；ROM)、闪存、软盘、硬盘、光盘、随身碟、磁带、可由网络存取的数据库或熟习此项技艺者所习知且具有相同功能的任何其它储存媒体中。

综上所述，本发明的微型基站于检测到后端网络断线时，会切换至使用者装置模式，并尝试以使用者装置模式与基站建立联机。倘若微型基站成功地与基站建立联机，则此新的联机将取代原先后端网络的角色，让使用者装置能继续通过微型网关器继续与互联网联机。通过本发明，即便后端网络断线，微型基站依旧能让使用者装置联机至互联网。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims

1.一种用于一微型基站的通讯方法，一网络系统包含该微型基站、一基站以及一微型网关器，该基站通过该微型网关器联机至一互联网，该微型基站初始地经由一后端网络联机至该互联网，该通讯方法包含下列步骤：

使该微型基站检测到该后端网络处于一断线状态；

使该微型基站于检测到该断线状态后，切换至一使用者装置模式；以及

使该微型基站以该使用者装置模式与该基站建立一联机，以使该微型基站能经由该基站及该微型网关器联机至该互联网。

2.如权利要求1所述的通讯方法，其特征在于，更包含下列步骤：

于该微型基站与该基站建立该联机后，使该微型基站传送一断线通知讯息至该微型网关器。

3.如权利要求1所述的通讯方法，其特征在于，使该微型基站以该使用者装置模式与该基站建立该联机的步骤包含下列步骤：

使该微型基站自该基站接收一同步信号；以及

使该微型基站自该基站接收一基本信息。

4.如权利要求3所述的通讯方法，其特征在于，使该微型基站以该使用者装置模式与该基站建立该联机的步骤更包含下列步骤：

使该微型基站通过该基站，与该微型网关器间进行一安全认证程序。

5.如权利要求4所述的通讯方法，其特征在于，使该微型基站以该使用者装置模式与该基站建立该联机的步骤更包含下列步骤：

使该微型基站通过该基站，与该微型网关器间建立一数据流。

6.一种微型基站，一网络系统包含该微型基站、一基站以及一微型网关器，该基站通过该微型网关器联机至一互联网，该微型基站初始地经由一后端网络联机至该互联网，该微型基站包含：

一检测单元，检测到该后端网络处于一断线状态；

一切换单元，于该检测单元检测到该断线状态后，将该微型基站切换至一使用者装置模式；以及

一收发单元，以该使用者装置模式与该基站建立一联机，以使该微型基站能经由该基站及该微型网关器联机至该互联网。

7.如权利要求6所述的微型基站，其特征在于，于该微型基站与该基站建立该联机后，该收发单元更传送一断线通知讯息至该微型网关器。

8.如权利要求6所述的微型基站，其特征在于，该收发单元更自该基站接收一同步信号以及一基本信息。

9.如权利要求8所述的微型基站，其特征在于，该收发单元更通过该基站，与该微型网关器间进行一安全认证程序。

10.如权利要求9所述的微型基站，其特征在于，该收发单元更通过该基站，与该微型网关器间建立一数据流。