CN103906141A - 多网络上无线接入的带宽整合方法与装置 - Google Patents

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Abstract

根据一种多网络上无线接入的带宽整合方法的一实施例，在第一网络上的用户设备(UE)和支持此第一及一第二网络的网络装置之间，此UE和此网络装置利用此第一网络交换或设定各自的第二网络信息；以及在此UE和此网络装置之间，让此UE建立至少一第一网络专属通道，根据此至少一第一网络专属通道的信息，同时利用此第一与第二网络来传送属于此至少一第一网络专属通道的至少一数据封包。

Description

多网络上无线接入的带宽整合方法与装置
技术领域
本发明是关于一种多网络上无线接入的带宽整合方法与装置。 
背景技术
有连接管理的无线网络如第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)、全球互通微波接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)等网络与没有连接管理的无线网络(如Wireless Fidelity(WiFi))网络两者的路由(routing)机制是不同的。当用户设备(User Equipment，UE)欲与有连接管理的无线网络连接时，此UE要先建立连接，并且此UE会被配置专属的带宽，其无线接入是以非基于竞争的(non-contention-based)媒介接入控制(Media Access Control，MAC)技术来达成。当UE欲与没有连接管理的无线网络连接时，此UE只要连上网络后，不需要被配置专属的带宽，其无线接入是以基于竞争的(contention-based)媒介接入控制(MAC)技术来达成。图1与图2分别以范例来描述前述两种无线网络的封包路由机制。 
图1A与图1B是3GPP移动网络的封包路由机制的一范例示意图。参考图1A，在UE开始接入服务前必须先建立通道，以保留从UE到核心网络102内P-网关(P-GW)之间的网络资源；一个UE可能建立多个通道来接入不同的服务。一个通道建立后的封包路由机制，其中UE与e节点B(在此标示为(H)eNB)之间有一逻辑通道A，(H)eNB与S-网关(S-GW)之间有一GRPS穿隧协议-用户平面(GRPS Tunneling Protocol-User Plane，GTP-u)通道，S-GW与P-GW之间也另有一GTP-u通道。(H)eNB收到经由逻辑通道A的封包，利用查询表(lookup table)的方式得知对应的GTP-u通道到S-GW；S-GW也可以查询路由表找到对应的通道到P-GW。例如，在UE的承载内容(bearer context)110中，对应到一个业务流模板(Traffic Flow Template，TFT)，记录逻辑通道A的信息；(H)eNB查询 窗体120，根据逻辑通道A的信息，找到(H)eNB与S-GW之间一GTP-u通道的两个穿隧端(Tunnel End，TE)识别码(identifier，ID)，即(H)eNB的TEID1与S-GW的TEID2；在窗体120中，记录UE与(H)eNB之间的逻辑通道A的信息、以及(H)eNB与S-GW之间的GTP-u通道的两个TEID。S-GW也可以查询窗体130，找到S-GW与P-GW之间另一GTP-u通道的两个TEID，即S-GW的TEID4与P-GW的TEID3。在窗体130中，记录(H)eNB与S-GW之间的GTP-u通道的两个TEID、以及S-GW与P-GW之间另一GTP-u通道的两个TEID。在P-GW的承载内容140中，也对应到一个业务流模板，记录此另一GTP-u通道的两个TEID，即S-GW的TEID4与P-GW的TEID3。承载内容110、窗体120、窗体130、以及承载内容140分别存储于此3GPP移动网络的连接管理系统中对应的承载者中。要下传的封包也可以利用同样的封包路由原理被送到UE。图1B是图1A的3GPP移动网络中UE、(H)eNB、S-GW、P-GW、及应用服务器(application server)，各自对应的协议栈(protocol stack)。 
图2A与图2B是WiFi网络的封包路由机制的一范例示意图，其中WiFi接入点(Access Point，AP)同时支持WiFi网络与以太网络(Ethernet)的接口并连接非对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)230。参考图2A，ADSL230、WiFi接入点220利用地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)先取得下一转送节点的MAC地址。因此，如窗体210的内容所示，在UE上传的封包中，目的端(destination)的MAC地址会填入WiFi AP的WiFi MAC地址MAC2。WiFi接入点220收到封包后，在以太网络222上转送，会把自己的以太网络MAC地址MAC3填在来源端(source)的MAC地址的字段，如窗体234的内容所示。而目地端的MAC地址则会填入ADSL230的MAC地址(即MAC4)，如窗体224的内容所示。ADSL230收到封包信息后，依因特网协议(Internet Protocol，IP)路由机制送出封包。要下传的封包也可以利用同样的IP路由机制被送到UE。图2B是图2A的WiFi网络中UE、WiFi AP、ADSL、及应用服务器，各自对应的协议栈，在此WiFi AP对应的协议栈中，同时记载WiFi接口协议212与以太网络(Ethernet)接口协议222。 
现有的网络整合如WiFi/WiMAX与3GPP网络的整合技术。有一技术 是利用NAS协议，UE先送给通用封包无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)服务节点(SGSN)，SGSN再转送给WAG，来解决如何将手机双模(GPRS/无线局域网络(WLAN)或通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)/WLAN无线传输收发单元(wireless transmit/receive unit，WTRU)的WLAN能力送到网络端。有一技术是制定一换手流程，并且在此流程中强调来源端启发(source-initiated)换手，也就是由移动网络端的基站发起换手要求，来让双模装置可由移动网络端交递到(hand-in)无线局域网络。有一技术论及带宽整合，并提出网络层(network layer)的解决方案，讨论的重点则是在IP封包重新排序(packet reordering)上。 
了解上述有连接管理的无线网络(如3GPP等网络)与没有连接管理的无线网络(如WiFi网络)的路由机制后，可知目前有支持如WiFi网络的移动装置(如手机)只能择一上网。所以，在有连接管理的无线网络(如3GPP网络)中的基站必须先找到正确的通道再上传封包，因此要利用没有连接管理的无线网络(如WiFi网络)来承载如3GPP网络封包，就必须要有足够信息才能找到正确的上传通道。 
因此，如何设计一种多网络上无线接入的带宽整合技术，让同属一条通道的封包在基站端与UE端之间可同时走多网络上的路径，并且可在彼端再汇合走同一通道，将会是一个重要的议题。 
发明内容
本发明实施例提供了一种多网络上无线接入的带宽整合方法与装置。 
本发明的一实施例是关于一种多网络上无线接入的带宽整合方法。此方法包含：在第一网络上的用户设备UE和支持此第一及一第二网络的网络装置之间，此UE和此网络装置利用此第一网络交换或设定各自的第二网络信息。 
本发明的另一实施例是关于一种多网络上无线接入的带宽整合方法。此方法包含：在第一网络上的一用户设备UE和支持该第一及一第二网络的一网络装置之间，让该UE建立至少一第一网络专属通道，根据该至少一第一网络专属通道的信息，同时利用该第一与第二网络来传送属于该至 少一第一网络专属通道的至少一数据封包。 
本发明的又一实施例是关于一种多网络上无线接入的带宽整合装置，配置于第一网络上的用户设备UE，此带宽整合装置可包含：第一网络模块，配置为与网络装置的第一网络元件做信息交换；第二网络模块，配置为与此网络装置的第二网络元件做信息交换；以及控制器，配置为通过此第一网络与同时支持此第一及此第二网络的此网络装置交换各自的第二网络相关信息、建立至少一第一网络专属通道，以及根据此至少一第一网络专属通道的信息，同时利用此第一与该第二网络来收送至少一数据封包。 
本发明的又一实施例是关于一种多网络上无线接入的带宽整合装置，此装置配置于支持一第一及一第二网络的一网络装置，此带宽整合装置可包含：此带宽整合装置可包含：第一网络元件，配置为与用户设备(UE)的第一网络模块做信息交换，以及与核心网络做信息交换；第二网络元件，配置为与此UE的第二网络模块做信息交换；以及控制器，配置为通过此第一网络模块交换此UE与此网络装置各自的第二网络信息、建立至少一第一网络专属通道，以及根据该至少一第一网络专属通道的信息，同时利用此第一与该第二网络来收送至少一数据封包。 
现配合下列附图、实施例的详细说明及权利要求，将上述及本发明的其他优点详述于后。 
附图说明
图1A与图1B是3GPP移动网络的封包路由机制的一范例示意图。 
图2A与图2B是WiFi网络的封包路由机制的一范例示意图。 
图3是根据本发明一实施例，说明HeNB+端整合在邻近无线路径两端的一段距离内的无线网络带宽的一示意图。 
图4A是根据本发明一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合方法。 
图4B是根据本发明另一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合方法。 
图5是根据本发明实施例，说明UE经由3GPP网络可得知HeNB+的 WiFi ID的四种方案。 
图6A与图6B是根据本发明实施例，说明HeNB+经由3GPP网络可得知UE的WiFi ID的两种方案。 
图7是根据本发明一实施例，说明让HeNB+辨认出要上传的WiFi数据帧的方法一。 
图8是根据本发明一实施例，说明让HeNB+辨认出要上传的WiFi数据帧的方法二。 
图9A与图9B是根据本发明一实施例，说明让HeNB+辨认出要上传的WiFi数据帧的方法三。 
图10是根据本发明一实施例，说明让UE辨认出要下传的WiFi数据帧的方法。 
图11A与图11B是根据本发明一实施例的封包路由机制的一范例示意图。 
图12A是现有技术的UE的用户平面协议栈，图12B与图12C是根据本发明两实施例的UE的用户平面协议栈。 
图13A是现有技术的HeNB+的用户平面协议栈和数据路径，图13B与图13C是根据本发明两实施例的HeNB+的用户平面协议栈和数据路径。 
图14A是根据本发明一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合装置，其中该带宽整合装置配置于第一网络上的UE。 
图14B是根据本发明一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合装置，其中该带宽整合装置配置于支持第一及第二网络的HeNB+。 
【主要元件符号说明】 
102核心网络          110UE的承载内容 
TEID穿隧端识别码     S-GW S-网关 
P-GW P-网关          (H)eNB e节点B 
120、130窗体         140P-GW的承载内容 
IP因特网协定 
212WiFi接口协议      222以太网络接口协议 
220WiFi接入点        230非对称数字用户线 
210、224、232窗体 
3103GPP无线路径        320WiFi无线路径 
330HeNB+端             340核心网络 
350L-网关 
410HeNB+传送HeNB+的WiFi配置信息给UE 
412HeNB+的WiFi配置信息 
420UE传送UE的WiFi能力信息给HeNB+ 
422UE的WiFi能力信息 
430在UE和HeNB+之间，让UE建立至少一3GPP网络专属通道，以利用WiFi网络来收送至少一用户数据封包 
440在UE和HeNB+之间，根据该至少一3GPP网络专属通道的信息，同时利用此3GPP网络与此WiFi网络，来传送多个数据信息 
442利用3GPP网络传送的数据信息 
444利用WiFi网络传送的数据信息 
UE用户设备 
WiFi无线局域网络 
3GPP第三代合作伙伴计划 
HeNB+家庭基站 
610UE能力询问程序           620初始内容设定要求信息 
700IP表头                   710IP选项字段 
1010WiFi MAC地址            1020WiFi目的端 
1110私有的WiFi MAC地址      1120窗体 
1122UE MAC地址              MAC媒介接入控制 
1320控制器应用层            1、2、3数据路径 
1410带宽整合装置            1412控制器 
1414第一网络模块            1416第二网络模块 
1418内容存储媒体            141、142收发器 
1420带宽整合装置            1422控制器 
1424第一网络元件            1426第二网络元件 
1428内容存储媒体            143、144收发器 
具体实施方式
本发明实施例的多网络上无线接入的带宽整合技术是在一第一网络上的UE与一网络装置之间让同一个IP流(flow)分成两个流，走不同无线路径，并在无线路径两端再整合成一个流；反向亦然。在本发明中，网络装置定义为同时支持一第一无线网络(例如3GPP、WiMAX、LTE等网络，但不以此为限)以及一第二无线网络(例如WiFi网络，但不以此为限)的网络装置。第一无线网络是有连接管理的无线网络，其中UE要连接前要先建立连接，并且此UE会被配置专属的带宽，其无线接入是以非基于竞争的媒介接入控制(Media Access Control，MAC)技术来达成。第二无线网络是没有连接管理的无线网络，其中UE要连接时，UE只要连上网络后，不需要被配置专属的带宽，其无线接入是以基于竞争的媒介接入控制(MAC)技术来达成。以下本发明范例是以3GPP网络为一第一无线网络，以WiFi网络为一第二无线网络、以及以家庭基站(HeNB+)为一网络装置来说明，其中HeNB+为同时支持第一网络及第二网络的网络装置，但本发明实施例并不以此为限。 
当HeNB+和UE都同时支持WiFi网络时，若能将WiFi的网络带宽纳入整合使用，可使网络带宽更大。如图3所示，本发明实施例在多网络环境中的无线接入的带宽整合技术是在UE与HeNB+之间让同一个IP流分成两个流，可走3GPP无线路径310与WiFi无线路径320，并在无线路径两端再汇合成一个流；反向亦然。当UE的3GPP网络、WiFi网络同时运作时，WiFi网络接口可能侦测到多个WiFi APs，所以UE需要足够信息来辨认与HeNB+结合的WiFi AP。当多个UEs尝试使用HeNB+的WiFi接口时，HeNB+需要足够的信息来辨认哪些UE有通过3GPP认证及授权。当UE已建立3GPP连接，并同时利用WiFi网络来收送封包时，HeNB+需要足够的信息识别WiFi封包是属于哪个连接。也就是说，在本发明实施例的多网络上无线接入的带宽整合技术中，HeNB+及UE的两端需互相认识彼此的WiFi ID。UE可能为不同的服务需求建立不同的通道，所以，HeNB+收到UE传送的WiFi封包后，要能选择正确的通道来上传封包；反向也是一样。 
也就是说，根据本发明实施例所定义同时支持3GPP网络与WiFi网络的装置(即HeNB+)，当UE在3GPP网络建立了一个通道时，在邻近无线路径两端的一段距离内，可同时利用3GPP网络以及WiFi网络来收送封包。换句话说，上传的封包在HeNB+端330汇整后再往核心网络340传送。另外，当此通道建立时就决定要利用如本地IP接入(Local IP Access，LIPA)或是选择IP流量卸除(Selected IP Traffic Offload，SIPTO)等机制为核心网络340来卸除时，则在汇整后往L-GW350传送。 
承上所述，图4A是根据本发明一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合方法。参考图4A，在步骤410中，HeNB+传送HeNB+的WiFi配置(configuration)信息412给UE。在步骤420中，UE传送UE的WiFi能力信息422给HeNB+。在步骤410与420中，UE和HeNB+可通过3GPP网络(第一网络)，交换彼此的WiFi网络信息，因而从交换的WiFi网络信息中得知对方的WiFi识别码。HeNB+的WiFi配置信息412包括如服务集识别码(Service Set ID，SSID)、通道号(CH number)、被支持的WiFi模式(supported WiFi mode)等。UE的WiFi能力信息422包括如MAC地址、被支持的WiFi模式等。被支持的WiFi模式例如是WLAN技术标准802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等。 
也就是说，根据本发明一实施例的多网络上无线接入的带宽整合方法可包含：在一第一网络上的一UE和支持一第一及一第二网络的一网络装置之间，此UE和此网络装置利用此第一网络交换或设定各自的一第二网络信息。此网络装置的第二网络配置信息与此UE的第二网络能力信息也可利用设定的方式来达到，将再详细描述。 
图4B是根据本发明另一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合方法。参考图4B，在步骤430中，在UE和HeNB+之间，建立3GPP网络(第一网络)的用户数据封包的承载(Evolved Packet Service bear，EPS bear)连接，来辨认至少一3GPP网络专属通道(dedicated channel)，以传送WiFi数据信息(data frame)。因为在原来的3GPP网络中的UE要收送封包前，都需先建立3GPP网络专属通道，也就是说，在步骤430中，在UE和HeNB+之间，让UE建立至少一3GPP网络(第一网络)专属通道，以利用WiFi网络(第二网络)来收送至少一用户数据封包。在步骤440 中，在UE和HeNB+之间，根据该至少一3GPP网络专属通道的信息，同时利用此3GPP网络(第一网络)与此WiFi网络(第二网络)，来传送多个数据信息，其中，实线的数据信息代表利用3GPP网络(第一网络)传送的数据信息444，虚线的数据信息代表利用WiFi网络(第二网络)传送的数据信息442。 
也就是说，根据本发明另一实施例的多网络上无线接入的带宽整合方法可包含：在一第一网络上的一用户设备(UE)和支持此第一及一第二网络的一网络装置之间，可让此UE建立至少一第一网络专属通道，根据此至少一第一网络专属通道的信息，同时利用此第一与此第二网络来传送属于此至少一第一网络专属通道的至少一数据封包。 
以下说明UE经由此第一网络(如3GPP网络)可得知此网络装置(如HeNB+)的第二网络识别码(如WiFi ID)的几种方案。 
在步骤410中，HeNB+可通过3GPP网络，使用多种方案来传送HeNB+的WiFi配置信息412给UE，使得UE可得知HeNB+的WiFi ID。图5是根据本发明实施例，说明UE经由3GPP网络可得知HeNB+的WiFi ID的四种方案；但不以此为限。根据方案一，HeNB+在WiFi配置信息412中，利用设定WiFi AP的SSID等于全球小区识别码(Global cell ID)或封闭式用户群(Closed Subscriber Group，CSG)ID，让UE得知HeNB+的WiFiID；这是因为全球小区识别码是HeNB+原来在3GPP网络就会被广播的系统信息。在方案一中，由于SSID的最大长度为32字符(character)，而全球小区识别码为10字符，所以SSID有足够的空间来存放此全球小区识别码，所以是一可行的方案。 
根据方案二，除了原订于系统信息广播(System information broadcast，SIB)中的3GPP无线接入网络(Radio Access Network，RAN)信息外，HeNB+在SIB中增订WiFi配置(configuration)信息并广播此更新的SIB。根据方案三，HeNB+单播(unicast)新定义于专属的无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)信息中SSID的信息字段，例如在RRC信息中的RRC连接配置信息；除了原订于RRC信息中的RAN的相关信息(例如UMTS、GSM等)外，HeNB+可以增订WiFi配置信息的字段于RRC信息中的测量配置(measurement configuration)或无线资源分配(radio resource configuration)的信息字段中。根据方案四，移动管理单位(Mobility Management Entity，MME)可以经由新定义的非接入阶层(Non-Access Stratum，NAS)信息来送出WiFi配置信息；NAS是MME与UE之间的协议，所以，当MME得知UE从哪个HeNB+上线后，可利用如查表方式取得WiFi ID的信息，并利用新定义的NAS信息传送给UE。 
在步骤420中，UE可通过3GPP网络，使用多种方案来传送UE的WiFi能力信息422给HeNB+，使得HeNB+可得知UE的WiFi ID。图6A与图6B是根据本发明实施例，说明HeNB+经由3GPP网络可得知UE的WiFi ID的两种方案；但不以此为限。根据图6A中的方案，UE可以经由新定义的专属的RRC信息来送出WiFi能力信息，如WiFi的MAC地址；例如在RRC协议中，UE能力询问程序(Capability Enquiry procedure)610可携带要询问UE的各种无线接入技术(Radio Access Technology，RAT)的能力，如图6A所示；被询问的RAT的能力例如是Eutra、Geran-cs、Geran-ps、Utra、Cdma2000-1xRTT等，所以，可在此专属的RRC信息中增订询问WiFi的信息字段，使UE得以经由新定义的专属的RRC信息来送出WiFi的能力信息，以响应HeNB+的提问。 
根据图6B中的方案，UE经由新定义于NAS信息中的信息字段来送出WiFi能力信息；例如UE与MME进行连接请求(attach request)中的UE无线能力(UE Radio Capability)的信息字段。在初始内容设定要求信息(Initial Context Setup Request Message)620中，可夹带UE无线能力，并且MME将此UE无线能力信息带给HeNB+，所以可在此信息中增订WiFi的相关字段，使HeNB+得到UE的WiFi能力信息。 
在步骤430中，UE先建立3GPP网络(第一网络)专属通道的连接，以同时利用WiFi网络(第二网络)来收送至少一WiFi封包。所以，HeNB+需要辨认要上传或下传的WiFi网络的数据帧(frame)是属于哪一通道的WiFi封包。有几种方案可以让HeNB+辨认出来自WiFi网络的数据帧是属于哪一通道的WiFi封包。以辨认要上传的WiFi网络的数据帧为例，举三种可以让HeNB+辨认出WiFi数据帧的方法来说明，但本发明实施例并不以此为限。根据方法一，如图7所示，UE可利用IP表头(header)700中例如IP选项(options)字段710中未定义的选项22、选项26～29、选 项31来规范一强化无线接入承载者(enhanced Radio Access Bearer，eRAB)ID的信息。 
根据方法二，UE可利用WiFi的MAC表头中的字段来规范eRAB ID的信息，例如利用WiFi MAC表头中四个地址的字段的其中地址4(Address4)来规范eRAB ID的信息。一般WiFi架构中地址4尚未被使用，而地址4是用在使用无线分散系统(wireless distributed system)时的特殊情况，并且在数据帧从一AP被传送到另一AP的情况时，位TO DS(至目的端)与位From DS(自目的端)都被设定为1。根据图8所示的WiFi MAC表头中四个地址的使用内容，可以看出，在位TO DS(至目的端)与位From DS(自目的端)没有同时被设定为1的情形，WiFi架构中是用不到地址4。所以，可利用此字段(地址4)来规范eRAB ID的信息。例如，位TO DS设定为0与位From DS设定为1时，地址4用来携带下传时的eRAB ID的信息；而位TO DS设定为1与位From DS设定为0时，地址4用来携带上传时的eRAB ID的信息。 
根据方法三，如图9A所示，当UE建立3GPP网络(第一网络)专属通道的连接时，利用RRC连接重配置(RRC connection reconfiguration)信息配置无线电资源，此时HeNB+可指定私有的(private)WiFi MAC地址给一eRAB。UE利用第二网络上传此通道的封包时，在WiFi MAC表头中目的地地址字段填入此定私有的MAC地址，如图9B所示。 
接下来说明HeNB+利用WiFi网络传送属于3GPP网络专属通道的数据信息时，让UE辨认出要下传的WiFi网络的数据帧的方法。如图10所示，HeNB+利用WiFi下传数据帧，于WiFi目的端1020的MAC地址内填入UE的WiFi MAC地址1010，如此UE即可辨认出下传的WiFi的数据帧并且接收此WiFi封包，再利用IP层、TCP/UDPIP层的信息，将此WiFi封包送到应用层中正确的应用程序。 
承上所述，图11A与图11B是根据本发明一实施例的封包路由机制的一范例示意图，其中HeNB+同时支持一第一网络(如LTE网络)以及一第二网络(如WiFi网络)的一装置。如图11A所示，在UE建立通道A的时候就加入WiFi的一些信息，例如配置一私有的WiFi MAC地址1110，使得同一个IP流可以走LTE网络或WiFi网络，上传的封包在HeNB+端 根据私有的WiFi MAC地址1110，利用查询窗体1120可找到正确的逻辑通道A上传。而下传的封包在HeNB+端也利用查询窗体1120可找到正确的UE WiFi接口(即UE MAC地址1122)，因此可利用WiFi网络传送给UE。图11B是图11A的两网络(LTE网络及WiFi网络)中UE、HeNB+、S-GW、P-GW、及应用服务器，各自对应的协议栈。根据本发明前述实施例，以下进一步说明UE和HeNB+的用户平面协定栈(user plane protocol stack)。 
图12A是现有技术的UE的用户平面协议栈，图12B是根据本发明一实施例的UE的用户平面协议栈，图12C是根据本发明另一实施例，UE的用户平面协定栈。图12A说明目前移动装置(如手机)虽然同时支持3GPP以及WiFi接口，但是各自有其IP地址，只能择一上网。而根据图12B或图12C的UE的用户平面协议栈，原来走WiFi的接口并未改变，但是原来要走3GPP网络的封包也可以走WiFi的接口到HeNB+端。 
图13A是现有技术的HeNB+的用户平面协议栈和数据路径(data path)，图13B是根据本发明一实施例的HeNB+的用户平面协议栈和数据路径，图13C是根据本发明另一实施例，HeNB+的用户平面协议栈和数据路径。图13A、图13B、及图13C中，控制器应用层(Controller Application)是在3GPP系统实作中，负责把来自核心网络的下传GTP封包送往无线网络端，反之亦然。图13A的现有技术说明将HeNB+和WiFi整合在同一个系统中，但其实是独立的模块。 
在图13B的本发明实施例中，当系统是采用图7的方法一时，如标号1的数据路径所示，则上传封包会走到IP层，一看到IP表头中IP选项字段710有带通道信息，就送给控制器应用层1320处理，控制器应用层1320根据此通道信息送往正确的GTP-u通道。当系统采用图8的方法二或是图9A与图9B的方法三时，如数据路径2与3所示，利用WiFi表头的信息就可直接送到控制器应用层1320来处理。同理也可应用于图13C的本发明实施例中的数据路径1～3。 
根据本发明实施例，也可通过一核心网络的一管理单位，例如是一移动管理单位、一操作管理与维护(Operation，Administration，Maintenance，OAM)装置管理单位等，将事先设定的UE的第二网络信息(如前述所载 的WiFi网络信息)传送给网络装置(如HeNB+)。 
承上所述，图14A与图14B是根据本发明一实施例，说明一种多网络上无线接入的带宽整合装置。参考图14A，一带宽整合装置1410配置于第一网络上的UE，并且能够让同属一个通道的封包于此UE和同时支持第一网络以及第二网络的一HeNB+之间，同时利用此第一与第二网络来传送。带宽整合装置1410可包括一控制器1412、一第一网络模块1414以及一第二网络模块1416。第一网络模块1414以及第二网络模块1416分别连接至各自的收发器(Tx/Rx)，例如收发器141～142。第一网络模块1414配置来设定此UE上的至少一第一网络专属通道的信息，并提供给控制器1412。第一网络模块1414可将来自收发器141的承载内容信息，例如前述所载的私有的MAC地址，提供给控制器1412。第二网络模块1416配置为设定与此UE结合的至少一第二网络相关参数，并提供给控制器1412。与HeNB+结合的第二网络的识别码，例如前述所载的HeNB+的第二网络SSID，可通过第一网络传达UE，再送给控制器1412，控制器1412再通过第二网络模块1416设定的至少一相关参数，让第二网络连上与HeNB+结合的第二网络的识别码。通过第一网络模块1414与第二网络模块1416，控制器1412配置为通过第一网络，交换HeNB与UE的第二网络的识别码相关信息、建立至少一第一网络专属通道；以及根据此至少一第一网络专属通道的信息，同时利用此第一与此第二网络来传送至少一数据封包。 
在配置于UE的带宽整合装置1410中，控制器1412可内接或外接一内容存储媒体(contexts media)1418。此内容存储媒体存储与HeNB+有关的内容信息、以及承载内容信息。此承载者信息除了包含既有的承载内容(bearer context)信息外，还包含新增的承载内容信息，例如前述所载的私有的MAC地址。与HeNB+有关的内容信息除了包含既有的第二网络信息外，还包含与该HeNB+结合的第二网络配置信息，例如前述所载的HeNB+的第二网络SSID。 
参考图14B，带宽整合装置1420配置于支持第一网络以及第二网络的HeNB+，并且能够让同属一个通道的封包于此HeNB+与第一网络上的一UE之间，同时利用此第一与第二网络来传送。带宽整合装置1420可包 括一控制器1422、一第一网络元件1424以及一第二网络元件1426。第一网络元件1424以及第二网络元件1426分别连接至各自的收发器(Tx/Rx)，例如收发器143～144。第一网络元件1424根据控制器1422所做的至少一资源分配，配置来设定HeNB+上的至少一第一网络专属通道的信息，并提供给控制器1422。第二网络元件配置为设定与UE结合的第二网络信息。控制器1422可通过此第一网络取得与UE结合的第二网络信息，例如前述所载的新增的UE能力信息。通过第一网络元件1424与第二网络元件1426，控制器1422配置来交换UE与HeNB其各自的第二网络信息、建立至少一第一网络专属通道；以及根据此至少一第一网络专属通道的信息，同时利用此第一与此第二网络来传送至少一数据封包。 
在配置于HeNB+的带宽整合装置1420中，控制器1422可内接或外接一内容存储媒体1428。内容存储媒体1428存储与UE有关的内容信息、以及承载内容信息。此承载者连接信息除了包含在既有的承载者连接信息外，还新增承载内容信息来辨识来自第二网络的数据封包所属连接的信息，例如前述所载的私有的MAC地址。与UE有关的内容信息除了既有的第二网络信息外，还新增UE能力信息，例如前述所载的第二网络MAC地址。 
在控制器1412与1422中，UE与HeNB+如何经由第一网络(例如3GPP网络)得知对方的第二网络(例如WiFi网络)信息如除了之前图5、第六图等实施例所述，此处补充说明如下。如之前所述，UE可利用一RRC信息来传送其WiFi能力给HeNB+。所以，发送端UE的控制器1412可从第二网络模块1416取得UE的一第二网络能力信息(如MAC地址)，并将UE的此第二网络能力信息置于一专属的无线资源控制(RRC)信息中一信息字段，再利用第一网络模块1414传送给HeNB+。而接收端HeNB+可利用第一网络元件1424接收到此RRC信息中UE的第二网络能力信息，并通过控制器1422来要求第二网络元件1426接受UE的连接请求。UE与HeNB+建立一专属连接时，HeNB+配置一私有的MAC地址给此专属连接。 
如之前所述，UE可利用NAS传送其WiFi能力给MME/SGSN。所以，发送端UE的控制器1412可从第二网络模块1416取得UE的一第二网络 能力信息(如MAC地址)，并将UE的此第二网络能力信息置于一NAS信息中一信息字段，再利用第一网络模块1414传送给核心网络节点MME/SGSN。接收端(MME/SGSN)收到此NAS信息中UE的第二网络能力信息，利用与HeNB+之间的一通信协议(如S1AP、RANAP)转送给与该UE连接的HeNB+，此HeNB+收到后，通过控制器1422来要求第二网络元件1426接受UE的连接请求。UE与HeNB+建立一专属连接时，HeNB+配置一私有的MAC地址给此专属连接。 
如之前所述，HeNB+可设定一WiFi接入点(AP)的一SSID等于一全球小区识别码或一封闭式用户群ID(cellular ID)，并利用一SIB传送给UE。所以，发送端HeNB+的控制器1422可将第二网络元件1426的相关系统参数(如SSID)设定成与第一网络元件1424相同的相关系统参数(如cellular ID)。接收端UE利用第一网络模块1414收到第一网络的系统参数(如cellular ID)时，通过控制器1412要求第二网络模块1416连接上符合该系统参数的AP。发送端HeNB+把此第二网络模块的系统参数(如SSID)置于一SIB信息中的一相关信息字段，并利用第一网络元件1424广播传送给UE。接收端UE利用第一网络模块1414收到此SIB信息内第二网络模块的系统参数(如SSID)时，通过控制器1412要求第二网络模块1416连接上符合该系统参数的AP。 
如之前所述，HeNB+可利用一RRC信息传送SSID给UE。所以，发送端HeNB+可将第二网络模块的系统参数(如SSID)置于一RRC信息中的一信息字段，并利用第一网络元件1424传送给UE。接收端UE利用第一网络模块1414收到此RRC信息内第二网络模块的系统参数(如SSID)时，通过控制器1412要求第二网络模块1416连接上符合此系统参数的AP。 
如之前所述，一核心网络节点MME/SGSN可利用一NAS信息传送SSID给UE。所以，一核心网络节点(MME/SGSN)可将UE连接上的HeNB+的第二网络元件1426的系统参数(如SSID)置于一NAS信息中的一相关信息字段，并利用HeNB+的第一网络元件1424传送给UE。接收端UE利用第一网络模块1414收到此NAS信息内的第二网络模块的系统参数(如SSID)时，通过控制器1412要求第二网络模块1416连接上 符合该系统参数的AP。 
如何让HeNB+辨认出要上传的第二网络数据帧、以及让UE辨认出要下传的第二网络数据帧除了之前图7至图10等实施例所示与说明，此处补充说明如下。如之前所述，UE可利用WiFi上传数据封包，并在一IP表头内带eRAB ID的信息。所以，当发送端UE要上传数据封包时，控制器1412会修改此IP表头，将eRAB的相关信息(如eRAB ID)置于此IP表头内，并利用第二网络模块1416传送给HeNB+。接收端HeNB+利用第二网络元件1426接收到的上传数据封包，当其IP层发现一表头内的特别信息时，将此封包转送给控制器1422，控制器1422辨识此IP表头内的eRAB相关信息，并找出一对应的通道，将此封包经由此通道送往核心网络。 
如之前所述，UE可利用WiFi上传数据封包，并在一MAC表头内带eRAB ID的信息。所以，当发送端UE要上传数据封包时，控制器1412会通知第二网络模块1416在一MAC表头内加入eRAB的相关信息(如eRAB ID)，并利用第二网络模块1416传送给HeNB+。接收端HeNB+利用第二网络元件1426接收到的上传数据封包，当其MAC层发现表头内的特别信息时，将此封包及该eRAB相关信息转送给控制器1422，控制器1422能辨识该eRAB相关信息，并找出一对应的通道，将此封包利用此通道送往核心网络。 
如之前所述，HeNB+可利用WiFi下传数据封包给UE。所以，当发送端HeNB+要下传数据封包时，控制器1422会通知第二网络元件1426该UE的第二网络的一MAC地址，并利用第二网络元件1426传送给UE。接收端UE利用第二网络模块1416接收到的下传数据封包，将此数据封包送给对应的应用程序。 
UE与HeNB+的用户平面协议栈分别如图12B与图12C、及第图13B图与图13C等实施例所示与说明，此处不再重述。在HeNB+端的数据路径如图13B与图13C等实施例所示与说明，此处不再重述。 
综上所述，本发明实施例提供一本发明实施例的多网络上无线接入的带宽整合方法与装置，能够让同属一个通道的封包于一第一网络上的UE与支持此第一及一第二网络的一网络装置之间，同时利用此第一与第二网 络来传送。此技术在UE与此网络装置之间，让同一个IP流分成两个流，走不同无线路径，并在两端再整合成一个流；反向也是一样。当第一及一第二网络同时运作时，UE的第二网络接口可能侦测到多到第二网络AP，所以本发明实施例提出UE辨认与此网络装置结合的第二网络AP的解决方式；当多个UE尝试使用此网络装置的第二网络接口时，本发明实施例提出此网络装置辨认UE的第二网络ID的解决方式；当UE已建立第一网络连接，并同时利用第二网络来收送封包时，本发明实施例提出此网络装置辨识第二网络封包是属于哪个连接的解决方式。 
以上所述仅为本发明实施例，当不能依此限定本发明实施的范围。即但凡本发明权利要求所作的等同变化与修饰，都应仍属本发明专利涵盖的范围。 

Claims (47)

1.一种多网络上无线接入的带宽整合方法，其特征在于，包含：
在第一网络上的用户设备UE和支持该第一及一第二网络的网络装置之间，该UE和该网络装置利用该第一网络交换或设定各自的第二网络信息。
2.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该第一无线网络是有连接管理的无线网络，其无线接入是以非基于竞争的媒介接入控制MAC技术来达成，而该第二网络是没有连接管理的无线网络，其无线接入是以基于竞争的该MAC技术来达成。
3.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该第一网络是第三代合作伙伴计划3GPP无线网络或是全球互通微波接入无线网络。
4.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该第二网络是WirelessFidelity，即WiFi，无线网络。
5.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该UE和网络装置利用该第一网络交换各自的该第二网络信息，该网络装置设定服务集识别码SSID等于全球小区识别码或封闭式用户群ID，并在系统信息广播SIB中加入该全球小区识别码或该封闭式用户群ID。
6.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该UE和该网络装置利用该第一网络交换各自的该第二网络信息，该网络装置在系统信息广播SIB中加入一服务集识别码SSID。
7.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该UE和该网络装置利用该第一网络交换各自的该第二网络信息，该网络装置在无线资源控制RRC信息中加入服务集识别码SSID并传送给该UE。
8.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该UE和该网络装置利用该第一网络交换各自的该第二网络信息，其中核心网络的移动管理单位在非接入阶层NAS信息中加入该网络装置的服务集识别码SSID，并经由该第一网络传送给该UE。
9.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该UE和该网络装置利用该第一网络交换各自的该第二网络信息，该UE在RRC信息加入该第二网络信息。
10.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中该UE和该网络装置利用该第一网络交换各自的该第二网络信息，该UE在该第一网络的NAS信息加入其第二网络信息，并且将其第二网络信息传送给核心网络的移动管理单元，该移动管理单元再传送给该网络装置。
11.根据权利要求1所述的带宽整合方法，其中核心网络的管理单位将事先设定的该UE的该第二网络信息传送给该网络装置，该管理单位是移动管理单位及装置管理单位的其中一管理单位。
12.一种多网络上无线接入的带宽整合方法，其特征在于，包含：
在第一网络上的用户设备UE和支持该第一及一第二网络的网络装置之间，让该UE建立至少一第一网络专属通道，根据该至少一第一网络专属通道的信息，同时利用该第一与第二网络来传送属于该至少一第一网络专属通道的至少一数据封包。
13.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该第一无线网络是有连接管理的无线网络，其无线接入是以非基于竞争的媒介接入控制MAC技术来达成，而该第二网络是没有连接管理的无线网络，其无线接入是以基于竞争的该MAC技术来达成。
14.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该第一网络是第三代合作伙伴计划3GPP无线网络或是全球互通微波接入无线网络。
15.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该第二网络是WirelessFidelity，即WiFi，无线网络。
16.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该方法还包括：
该UE利用该第二网络传送属于该至少一第一网络专属通道的该至少一数据封包，其中该UE利用因特网协议IP表头中的一IP选项字段中的一或多个选项来规范强化无线接入承载者识别码eRAB ID信息，而该网络装置利用该IP表头中该eRAB ID信息辨识出该至少一第一网络专属通道中相对应的第一网络专属通道。
17.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该方法还包括：
该UE利用该第二网络传送属于该至少一第一网络专属通道的该至少一数据封包，其中该UE利用该第二网络的MAC表头中的一字段来规范eRAB ID信息，而该网络装置利用该MAC表头中该eRAB ID信息辨识出该至少一第一网络专属通道中相对应的第一网络专属通道。
18.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该方法还包括：
该UE建立该至少一第一网络专属通道时，该网络装置指定至少一私有的MAC地址分别给该至少一第一网络专属通道。
19.根据权利要求18所述的带宽整合方法，其中该UE利用该第二网络传送属于该至少一第一网络专属通道的该至少一数据封包时，将该至少一第一网络专属通道各自对应的私有的MAC地址填入于该第二网络的MAC表头中的一字段，而该网络装置利用该MAC表头中的该私有的MAC地址辨识出该至少一第一网络专属通道中相对应的第一网络专属通道。
20.根据权利要求12所述的带宽整合方法，其中该网络装置利用该第二网络传送属于该至少一第一网络专属通道的该至少一数据封包时，将该UE的第二网络MAC地址置于该第二网络的MAC表头中的一字段，让该UE辨认出该至少一数据封包。
21.一种多网络上无线接入的带宽整合装置，其特征在于，配置于第一网络上的用户设备UE，该带宽整合装置包含：
第一网络模块，配置为与网络装置的第一网络元件做信息交换；
第二网络模块，配置为与该网络装置的第二网络元件做信息交换；以及
控制器，配置为通过该第一网络与同时支持该第一及该第二网络的该网络装置交换各自的第二网络相关信息、建立至少一第一网络专属通道，以及根据该至少一第一网络专属通道的信息，同时利用该第一与该第二网络来收送至少一数据封包。
22.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中该第一无线网络是有连接管理的无线网络，其无线接入是以非基于竞争的媒介接入控制MAC技术来达成，而该第二网络是没有连接管理的无线网络，其无线接入是以基于竞争的该MAC技术来达成。
23.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中该UE通过该第一网络接收与该网络装置结合的该第二网络的一标识符，再送给该控制器，该控制器再通过该第二网络模块设定的至少一相关参数，让该第二网络连上与该网络装置结合的该第二网络的该标识符。
24.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中该控制器从该第二网络模块取得该UE的第二网络信息，并将该UE的该第二网络信息置于无线资源控制RRC信息中的一字段，再利用该第一网络模块传送给该网络装置。
25.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中该控制器从该第二网络模块取得该UE的第二网络信息，并将该UE的该第二网络信息置于非接入阶层NAS信息中的一字段，再利用该第一网络模块通过该网络装置传送给核心网络节点。
26.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中当该UE要上传一数据封包时，该控制器修改IP表头，将强化无线接入承载者eRAB信息置于该IP表头内，并利用该第二网络模块传送给该网络装置。
27.根据权利要求24所述的带宽整合装置，其中该网络装置接收到该RRC信息中该第二网络信息后，接受该UE的连接请求。
28.根据权利要求25所述的带宽整合装置，其中该核心网络节点收到该NAS信息中该第二网络信息时，利用与该网络装置之间的通信协议转送给该网络装置，该网络装置收到后，接受该UE的连接请求。
29.根据权利要求26所述的带宽整合装置，其中该网络装置接收到该数据封包时，辨识该IP表头内的该eRAB信息，并找出对应的通道，将该数据封包利用该对应的通道送出。
30.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中在该UE与该网络装置建立专属连接时，该网络装置配置私有的媒介接入控制MAC地址给该专属连接。
31.根据权利要求21所述的带宽整合装置，其中当该UE要上传一数据封包时，该控制器通知该第二网络模块在一媒介接入控制MAC表头内加入一eRAB信息，并利用该第二网络模块传送给该网络装置。
32.根据权利要求31所述的带宽整合装置，其中该网络装置接收到该数据封包时，辨识该MAC表头内的该eRAB信息，并找出对应的通道，将该数据封包利用该对应的通道送出。
33.根据权利要求30所述的带宽整合装置，其中当该UE要上传数据封包时，该控制器通知该第二网络模块在媒介接入控制MAC表头内加入该配置的私有的MAC地址，并利用该第二网络模块传送给该网络装置。
34.根据权利要求33所述的带宽整合装置，其中该网络装置接收到该数据封包时，辨识该MAC表头内的该私有MAC地址信息，并找出对应的通道，将该数据封包利用该对应的通道送出。
35.一种多网络上无线接入的带宽整合装置，其特征在于，配置于支持第一及第二网络的网络装置，该带宽整合装置包含：
第一网络元件，配置为与用户设备UE的第一网络模块做信息交换，以及与核心网络做信息交换；
第二网络元件，配置为与该UE的第二网络模块做信息交换；以及
控制器，配置为通过该第一网络模块交换该UE与该网络装置各自的第二网络信息、建立至少一第一网络专属通道，以及根据该至少一第一网络专属通道的信息，同时利用该第一与该第二网络来收送至少一数据封包。
36.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中该第一无线网络是有连接管理的无线网络，其无线接入是以非基于竞争的媒介接入控制MAC技术来达成，而该第二网络是没有连接管理的无线网络，其无线接入是以基于竞争的该MAC技术来达成。
37.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中该控制器通过该第一网络取得该UE的该第二网络信息，并且根据该UE的该第二网络信息来控制该第二网络元件是否接受该UE的连接请求。
38.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中该控制器将该第二网络元件的服务集标识符SSID设定成该第一网络元件的全球小区标识符或封闭式用户群ID，并且通过系统信息广播SIB将该全球小区标识符或该封闭式用户群ID广播给该UE。
39.根据权利要求38所述的带宽整合装置，其中该UE收到该SIB中该全球小区标识符或该封闭式用户群ID时，要求该第二网络连接上符合该SSID的接入点。
40.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中该网络装置将该第二网络元件的SSID置于系统信息广播SIB信息中的一字段，并利用该第一网络元件广播给该UE。
41.根据权利要求40所述的带宽整合装置，其中该UE收到该SIB信息内的该SSID时，要求该第二网络连接上符合该SSID的接入点。
42.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中该网络装置将该第二网络元件的一服务集标识符SSID置于无线资源控制RRC信息中的一字段，并利用该第一网络元件传送给该UE。
43.根据权利要求42所述的带宽整合装置，其中该UE收到该RRC信息内的该SSID时，要求该第二网络连接上符合该SSID的接入点。
44.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中该核心网络的节点将该网络装置的该第二网络元件的服务集标识符SSID置于非接入阶层NAS信息中的一字段，并利用该网络装置的该第一网络元件传送给该UE。
45.根据权利要求44所述的带宽整合装置，其中该UE收到该NAS信息内的该SSID时，要求该第二网络连接上符合该SSID的接入点。
46.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中当该网络装置要下传数据封包时，该控制器通知该第二网络元件该UE的第二网络媒介接入控制MAC地址，并利用该第二网络元件传送给该UE。
47.根据权利要求35所述的带宽整合装置，其中当该UE与该网络装置建立专属连接时，该网络装置配置私有的MAC地址给该专属连接。
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