TWI396418B - 整合媒體獨立交接方法及裝置 - Google Patents

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TWI396418B TW098115759A TW98115759A TWI396418B TW I396418 B TWI396418 B TW I396418B TW 098115759 A TW098115759 A TW 098115759A TW 98115759 A TW98115759 A TW 98115759A TW I396418 B TWI396418 B TW I396418B
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Description

整合媒體獨立交接方法及裝置
本發明是關於無線通訊系統，尤其是關於一種整合在IEEE 802.21和未受認證的行動存取(UMA)下之媒體獨立交接(MIHs,media independent handovers)的方法和系統。
為了提供不同形式的服務，目前已經發展數種不同形式的無線通訊系統，舉例來說，無線通訊系統包含無線區域網路(WLAN)、無線廣域網路(WWAN)、以及像是全球行動通訊系統(UMTS)的蜂巢式網路，每種系統都依據其所意欲提供的特定服務量身打造和發展。
隨著無線通訊網路在企業、居民及公共區域中使用的普及化，當使用者由一個網路移往另一個網路時，必須要支援連續性地連接。由於「總是上線」之形式的出現，無線傳輸/接收單元(WTRUs)(亦即：行動站台)便得支援不同性質的網路，為了能在網路間進行無縫式交接，因此便有IEEE 802.11 MIH的提案。
在同時，UMA技術可透過未受認證的射頻技術，像是：藍芽(BluetoothTM)和IEEE 802.11，對行動通訊全球系統(GSM)及通用分組無線業務(GPRS)進行存取，因此，藉由發展UMA技術，服務提供者可使用雙模式WTRUs，讓用戶在蜂巢式網路、公開和私人的未認證無線網路間漫遊和交接。有了UMA技術，用戶在網路間轉換時也能連續性地接收服務。
然而，UMA技術並未說明一個特定的交接狀態如何發生，以及不同性質的鍊結層如何能將這些狀態傳遞給處理交接的較上層。因此，在UMA中並無產生通往較上層之觸發的程序和功能，也因此，便需要在UMA架構內提供一種用以交接的觸發。
本發明是關於一種用以整合在IEEE 802.11和UMA下之MIH的方法和系統。同時部署一個公眾陸地行動網路(PLMN,public land mobile network)以及一個未受認證的行動存取網路(UMAN,unlicensed mobile access metwork)。支援UMA技術，以便一個多模式WTRU可存取該UMAN，以透過該UMAN接收該PLMN服務。該WTRU之MIH實體包含於該WTRU及該UMAN之中，且該WTRU之MIH實體監控交接事件和資訊，並產生一個交接觸發，以便在該PLMN和該UMAN之間進行交接。該UMAN中的MIH實體與該WTRU之MIH實體相互作用，以報告遠端事件、交接事件和命令。
當此後提到「無線傳輸/接收單元(WTRU)」，其包含但不限制於，一使用者設備、一行動站台、一固定或行動用戶單元、一呼叫器、或是其他任何可用於一無線環境中的裝置。當此後提到「基地台」及「存取點(AP)」，其包含但不限制於，一節點B、一站台控制器、或是任何其他在一無線環境中的介面裝置。
本發明之特徵可整合至一積體電路(IC)中，或是配置在一個包含許多互連元件的電路中。
第1圖所示為一個習知的無線通訊系統100之UMA功能性架構圖，該無線通訊系統100包含一UMAN 110及一PLMN 120。該UMAN 110可一個藍芽網路、一個IEEE 802.11網路、或是其他類似使用未受認證頻帶的網路。該PLMN 120可為任何形式的蜂巢式網路，其包含但並未限制於，弟三代夥伴計畫(3GPP)及3GPP2網路。
該UMAN 110包含至少一AP 112以及至少一UMA網路控制器(UNC)116。該AP 112提供無線存取一WTRU 102，而寬頻IP網路114則提供介於該AP 112和該UNC 116之間的連接性。該WTRU 102係為一個多模式裝置，其支援一個以上的介面，其包含但不限制於，IEEE 802.3、802.11、802.15、802.16、802.20、藍芽、HYPERLAN/2、3GPP、和3GPP2。該PLMN 120包含一行動切換中心(MSC)122、一服務GPRS支援節點(SGSN)124、一認證、授權和計費(AAA)伺服器126、以及一歸屬位置註冊器(HLR)128。該UNC 116連接至該MSC 122及該SGSN 124，以便透過該UMAN 110，分別支援該WTRU 102之電路切換(CS)和封包切換(PS)服務。
第2圖所示為一WTRU 202和一UMAN 210(亦即：一AP 212、一UNC 216、以及一MIH網路實體218)間的信號發送圖，其係根據本發明。MIH實體252、254係分別包含於該WTRU 202和該網路210內，以支援不同性質網路間的無縫交接。該MIH實體252、254為分離的層獨立實體，且可獨立地運作為一個專用的交接管理實體，或是可與現存的技術特定交接實體協調。在該網路中的該MIH實體254可為分離的實體，或是可依存於任何實體中，像是該AP 212或是該UNC 216。
該WTRU 202包含一IEEE 802介面220、一GSM EDGE無線存取網路(GERAN)之網路介面230、以及一MIH實體252，該WTRU 202可具有一個以上的額外MIH使用者232。該IEEE 802介面220包含一個邏輯鍊結控制/集聚子層(LLC/CS)222、一媒體存取控制(MAC)層224、以及一實體(PHY)層226。必須注意的是，為了簡化，第2圖所示僅為較低層的實體，至於較高層的實體將示於第5圖中。
在該WTRU 202中的MIH實體252，以該WTRU 202之較低層(亦即：該LLC/CS層、該MAC層224、以及一實體層226)交換區域交接事件、資訊和命令244a-244d，並以該網路210之該MIH實體254交換遠端事件、資訊和命令242。區域交接資訊係藉由一資訊服務(IS)244a，於該MIH實體252和該MAC/PHY層224/226之間通訊，而一命令服務(CS)244b和一事件服務(ES)244c係於該MIH實體252和該MAC/PHY層224/226之間交換，用以經管理實體228交換區域交接事件和命令。這些交接事件、資訊和命令244a-244c係透過該MIH實體254之LINK-SAP 264通訊。該遠端事件242亦藉由一IS、CS、和ES，透過層2傳輸242，在該MIH實體254和該MIH實體252之間通訊，該MIH實體252亦透過LLC-SAP 262與該LLC/CS 222通訊該區域事件。
該GERAN網路介面230藉由ES、CS、及IS 244e，經一3G-LINK-SAP 266與該MIH實體252通訊該交接事件，該額外的MIH使用者232亦藉由ES、CS、及IS 244x，經由一MIH-SAP 268與該MIH實體252通訊該交接事件。該MIH使用者232係為任何的移動應用，其可利用由該MIH實體252所提供之MIH服務。第5圖中的UMA-RR 512及GSM-RR 522便是MIH使用者的例子。
該交接事件和資訊可為任何與交接有關的事件和資訊。舉例來說，如果在該網路210中發生一個不能回復的狀態時，該網路210可將此發生事件以信號發送至該WTRU 202，以便該WTRU 202可切換至一個不同的網路介面。另一個例子便是存在有另一個具有較佳無線/服務狀態的網路，(例如：價格較佳或是較好的QoS)。命令係由該MIH使用者發送(例如：第5圖中的UMA-RR 512或是GSM-RR 522)，以便排定交接執行的順序。
該AP 212包含一LLC/CS 272、一MAC層274、一PHY層276。在該網路中，區域交接事件、資訊和命令係藉由IS、CS、及ES 246a-246c，經一管理實體278，於該MAC/PHY層274/276及該MIH實體之間通訊，且於該LLC/CS 272及該MIH實體254之間通訊。
該MIH實體254可分開存在，且使用一較高層傳輸協定或是L2傳輸，與該AP 212通訊該區域和遠端事件、資訊和命令。或者，該MIH實體254包含一LINK-SAP 282，用以通訊來自該MAC/PHY層274/276的區域事件，以及一LLC-SAP 284，用以通訊來自該LLC/CS 272的遠端事件。
不同的網路若經由NET-SAPs 269、286在該MIH實體252、254及/或該MIH網路實體218(像是一MIH伺服器控制器)之間，藉由IS/CS/ES 280透過一較高層傳輸協定(像是IP)發送信號，若發生此狀況，則目前及可預見之未來將有所改變。此狀況包含改變該MAC層和該PHY層狀態，或是改變特定網路的貢獻，像是改變負載狀態。該WTRU 202之該MIH實體252會根據收集的事件、資訊和命令，再依據特定的準則判定是否需要進行交接，該準則可為鍊結品質、服務及訂用(subscription)。
該MIH網路實體218係為在該網路內的任何實體，該網路可根據該IEEE 802.21協定操作。該MIH網路實體218處理任何該MIH服務所使用的訊息(亦即：ES、IS及CS)，然而，該MIH網路實體218並不需要在此訊息之後立即回應或動作，但亦可忽略該訊息。該MIH實體254藉由IS、ES、CS經MIH-SAP 288與該MIH網路實體218通訊該交接事件，該MIH網路實體218亦使用一較高層傳輸協定與該UNC 216通訊。舉例來說，該MIH網路實體可產生交接命令及資訊，並將其發送至該MIH實體254，而該MIH實體254可產生遠端事件及交互技術網路資訊請求，在這兩個例子中，訊息可流經該280介面。
該UNC 216提供網路能力資訊給該MIH網路實體218，除此之外，介於該UNC 216及該MIH網路實體218之間的介面，可用於支援WTRUs之交互技術移動管理訊息，該WTRUs係相容於IEEE 802.21但並不支援UMA功能。在此狀況下，該MIH網路實體218可作為該UNC和該WTRU之間交互運作的功能。
第3圖和第4圖分別為在CS域及再PS域中的UMA-MIH協定架構圖，其係根據本發明。該UMA協定架構係為熟習此技藝之人士所公知，因此為了簡化，在此將不再多做描述。根據本發明，該MIH實體352、354係分別包含於該WTRU 302之協定堆疊及該網路中，如同前文所述。在該網路中之該MIH實體可為分離的實體或是可存於任一網路實體中，像是第3圖和第4圖所示之AP 312。在該WTRU 302中的MIH實體352與該MIH實體354作用，以發送和接收遠端事件，其係以箭頭302、304表示。第3-5圖描述在較低層中的IEEE 802.xx技術以作為範例說明，必須注意的是，任何UMA技術，像是藍芽，在實施上皆可用於取代IEEE 802.xx技術。
第5圖所示為一個WTRU CS域信號發送架構圖，其係根據本發明。該WTRU 502係為一個多模式裝置，其包含一個UMA介面及一個GSM介面。必須注意的是，第5圖所描述之GSM介面僅是一個範例，亦可使用3GPP、3GPP2或是任何其他蜂巢式網路介面。該WTRU 502包含一UMA協定堆疊510、一GSM協定堆疊520、一MIH實體530、以及一存取模式切換540。該WTRU 502中提供該MIH實體530，用以監控交接觸發事件、資訊及命令，並產生和發送一交接觸發至較上層(像是一移動管理(MM)層256)。該MM層526及一連接管理(CM)層527係以GSM模式和UMA模式共同運作，且該GSM模式和該UMA模式係由該存取模式切換540選擇性地切換。該UMA協定堆疊510和該GSM協定堆疊520個別層和實體，係為熟習此技藝之人士所公知，因此為了簡化，在本文中將不再描述。該UMA-無線資源實體(UMA-RR)512及該GSM-無線資源實體(GSM-RR)522提供無線資源管理功能，並與該MIH實體530相互作用。
根據本發明，除了現有的SAPs(UMAGSM-SAP 514和GSMUMA-SAP 524)之外，會在該UMA-RR 512及一遠端IP層517和該MIH實體530之間，以及在該GSM-RR 522和該MIH實體530之間提供新的服務存取點(SAPs)。一MIH-SAP 504係於該MIH實體530和UMA-RR 512之間提供，且一3GLINK-SAP 508係於該MIH實體530和該GSM-RR 522之間提供。一NET-SAP 506係於該MIH實體530及一遠端IP層517之間提供。
該GSM-RR 522提供一個介面給一個可能由該MIH實體530所使用的現存狀態，以產生一交接指示，此資訊可直接由該GSMUMA-SAP 524中擷取出來。GSMUMA-SAP 524和3GLINK SAP 508之間的差別便在於，一個包含IEEE 802和GERAN的合成訊息，藉由流經該MIH實體530發送至該UMA-RR使用者，而非僅有GERAN資訊。
該MIH實體530由該LLC層516、該MAC層518(經由一MAC層管理實體(MLME)518a)、以及該PHY層519(經由一PHY層管理實體(PLME)519a)收集區域事件544，並由在該網路中的MIH點收集遠端事件542及交接相關資訊。該MIH實體530監控交接觸發事件，且如果超過一特定的門檻值時，便根據所收集的事件和資訊產生一交接觸發。
第6圖所示為一個WTRU PS域信號發送架構圖，其係根據本發明。該WTRU 602係為一個多模式裝置，其包含一個UMA介面及一個GPRS介面。必須注意的是，第6圖所描述之GPRS介面僅是一個範例，亦可使用3GPP、3GPP2或是任何其他蜂巢式網路介面。該WTRU 602包含一UMA協定堆疊610、一GPRS協定堆疊620、一MIH實體630、以及一存取模式切換640。該WTRU 602中提供該MIH實體630，用以監控交接觸發事件、資訊及命令，並產生和發送一交接觸發至較上層。該LLC層650係以GPRS模式和UMA模式共同運作，且該GPRS模式和該UMA模式係由該存取模式切換640選擇性地切換。該UMA-無線鍊結實體(UMA-RLC)透過點對點與該GPRS-RLC層522連接，以提供存取模式切換和交接之間的協調。
根據本發明，除了現有的SAPs(UMAGPRS-SAP 614和GPRSUMA-SAP 624)之外，會在該UMA-RLC 612及該MIH實體630之間，以及在該GPRS-RLC 622和該MIH實體630之間提供新的服務存取點(SAPs)。一MIH-SAP 604係於該MIH實體630和UMA-RLC 612之間提供，且一3GLINK-SAP 608係於該MIH實體630和該GPRS-RLC 622之間提供。
該MIH實630由該LLC層616、該MAC層618(經由一MAC層管理實體(MLME)618a)、以及該PHY層619(經由一PHY層管理實體(PLME)619a)收集區域事件644。該MIH實體630與該網路中的MIH點互換遠端事件和交接資訊642、644，該遠端事件和交接資訊可經由一NET-SAP 652發送至一MIH點。該MIH實體630監控交接觸發事件，且如果超過一特定的門檻值時，便根據所收集的事件和資訊產生一交接觸發。
第7圖所示為一個用以觸發UMAN和一PLMN間之交接的程序700流程圖，其係根據本發明。在一WTRU和一網路中分別提供一MIH實體(步驟702)。該WTRU之該MIH實體係由較低層及該網路中的端點MIH實體，收集交接事件及交接相關資訊(步驟704)。該WTRU之該MIH實體根據所收集的交接事件和交接相關資訊，判定是否達到觸發交接之門檻值(步驟706)。如果在步驟706之判定為是，則該WTRU之MIH實體便藉由發送一交接觸發至一較上層，開始再該PLMN和該UMAN之間的交接(步驟708)。如果並未達到該門檻值，則該程序700便回到步驟704並繼續監控交接事件和資訊。
儘管本發明之特徵和元件皆於實施例中以特定組合方式所描述，但實施例中每一特徵或元件能獨自使用，而不需與較佳實施方式之其他特徵或元件組合，或是與/不與本發明之其他特徵和元件做不同之組合。儘管本發明已經透過較佳實施例描述，其他不脫附本發明申請專利範圍之變型，對熟習此技藝之人士來說還是顯而易見的。
3GPP．．．第三代夥伴計畫
AP．．．存取點
CM．．．連接管理
CS．．．命令服務
ES．．．事件服務
GERAN‧‧‧無線存取網路
GSM‧‧‧行動通訊全球系統
HLR‧‧‧歸屬位置註冊器
IS‧‧‧資訊服務
LINK‧‧‧鏈結
LLC‧‧‧邏輯鍊結控制
MAC‧‧‧媒體存取控制
MGMT‧‧‧管理實體
MIH‧‧‧媒體獨立交接
MLME‧‧‧經由一MAC層管理實體
MM‧‧‧移動管理
MSC‧‧‧行動切換中心
PHY‧‧‧實體
PLME‧‧‧經由一PHY層管理實體
PLMN‧‧‧公眾陸地行動網路
PS‧‧‧封包切換
RLC‧‧‧無線鏈結實體
RR‧‧‧無線資源實體
SAP‧‧‧服務存取點
SGSN‧‧‧支援節點
UMA‧‧‧未受認證的行動存取
UMAN‧‧‧未受認證的行動存取網路
UNC‧‧‧網路控制器
WTRU‧‧‧無線傳輸/接收單元
藉由下文中一較佳實施例之描述、所給予的範例，並參照對應的圖式，本發明可獲得更詳細地瞭解，其中：
第1圖所示為一個習知的無線通訊系統之UMA功能性架構圖；
第2圖所示為一個一個WTRU，以及在一網路中，MIH實體間的信號發送圖，其係根據本發明；
第3圖所示為一個在電路切換(CS)域中的UMA-MIH協定架構圖，其係根據本發明；
第4圖所示為一個在封包切換(PS)域中的UMA-MIH協定架構圖，其係根據本發明；
第5圖所示為一個WTRU CS域的信號發送架構圖，其係根據本發明；
第6圖所示為一個WTRU PS域的信號發送架構圖，其係根據本發明；以及
第7圖所示為一個觸發在一未受認證之行動存取網路(UMAN)及公眾陸地行動網路(PLMN)間之交接的程序流程圖，其係根據本發明。
CS．．．命令服務
ES．．．事件服務
GERAN．．．無線存取網路
IS．．．資訊服務
LLC．．．邏輯鍊結控制
MAC．．．媒體存取控制
MGMT．．．管理實體
MIH．．．媒體獨立交接
PHY．．．實體
SAP．．．服務存取點
UMA．．．未受認證的行動存取
UNC．．．網路控制器

Claims (12)

  1. 一種無線傳輸/接收單元(WTRU)，包括：一未認證的行動存取網路(UMAN)協定堆疊；一公眾陸地行動網路(PLMN)協定堆疊；一媒體獨立交接(MIH)實體，與該UMAN協定堆疊及該PLMN協定堆疊通訊；一存取模式切換，與該UMAN協定堆疊、該PLMN協定堆疊及一移動管理實體通訊；以及該MIH實體被配置用以：監控一交接資訊；收集該交接資訊；從該PLMN協定堆疊的一較高層中擷取一資訊；產生一合成訊息，該合成訊息包括與該UMAN協定堆疊和該PLMN協定堆疊相關的資訊；以及在該合成訊息中的資訊超過用於觸發交接的一門檻值的情況下，傳送一交接觸發至該UMAN協定堆疊的一上層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該MIH實體被配置用以傳遞該交接資訊至一對等MIH實體，該對等MIH實體位於與該WTRU連接的一網路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，更包括：一第一服務存取點(SAP)，介於該UMAN協定堆疊及該MIH實體之間；以及一第二服務存取點(SAP)，介於該PLMN協定堆疊及該 MIH實體之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，更包括：一未認證的行動存取無線資源(UMA-RR)，其中該MIH實體被配置用以傳遞該交接觸發至該UMA-RR，該交接觸發包含關於至少一PLMN事件及至少一UMAN事件的資訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該至少一PLMN事件是另一網路的存在，該另一網路具有比該WTRU目前連接的一網路好的一無線或服務狀態。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該至少一UMAN事件是在該WTRU目前連接的一網路中的一不能回復的狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該MIH實體被配置用以接收來自一網路MIH實體的訊息。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該MIH實體被配置用以請求一交互技術資訊請求。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該MIH實體被配置用以發射一區域交接事件至一網路MIH實體。
  10. 一種在一無線傳輸/接收單元(WTRU)中使用的方法，該方法包括：在與一未認證的行動存取網路(UMAN)協定堆疊及一公眾陸地行動網路(PLMN)協定堆疊通訊的一媒體獨立交接(MIH)實體上，監控一交接資訊； 在該MIH實體上，收集該交接資訊；在該MIH實體上，從該PLMN協定堆疊的一較高層中擷取一資訊；在該MIH實體上，產生一合成訊息，該合成訊息包括與該UMAN協定堆疊和該PLMN協定堆疊相關的資訊；以及在該合成訊息中的資訊超過用於觸發交接的一門檻值的情況下，在該MIH實體上，傳送一交接觸發至該UMAN協定堆疊的一上層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，更包括在該MIH實體上，傳遞該交接資訊至一對等MIH實體，該對等MIH實體位於與該WTRU連接的一網路。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中一第一服務存取點(SAP)存在於該UMAN協定堆疊及該MIH實體之間，以及一第二服務存取點(SAP)存在於該PLMN協定堆疊及該MIH實體之間。
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