TWI426794B - 無線通訊系統及其相關之訊息處理方法及其電腦程式產品 - Google Patents

無線通訊系統及其相關之訊息處理方法及其電腦程式產品 Download PDF

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Description

無線通訊系統及其相關之訊息處理方法及其電腦程式產品
本發明係有關於一種無線通訊系統及其相關無線通訊網路之訊息處理方法，特別是有關於一種包括有毫微微蜂巢式網路(Femtocell)與巨集網路(macrocell)的無線通訊網路之換手(handover)訊息處理系統及其相關方法，可無接縫換手(seamless handover)於毫微微蜂巢式網路與巨集網路之間且可實現區域通話交換(local call switch)的功能。
第三代行動通訊技術之一的通用行動電信系統(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)係由全球行動通訊系統(Global System for Mobile communications，GSM)演進而來，其主要係利用全球行動通訊系統之核心網路以及嶄新的寬頻分碼多工存取(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)技術以提供使用者較高之無線傳輸速率以及較佳之行動通訊服務。為了能夠在家庭或企業辦公室這類的環境提供更簡單的通訊環境及優良的通訊品質，毫微微蜂巢式網路基地台(femtocell)(或稱家用基地台)的概念係被提出。
毫微微蜂巢式網路基地台(Femtocell)或稱為家用基地台，其目的就是在小公司或家庭中利用寬頻的有線網路服務改善涵蓋率不佳的問題，以毫微微蜂巢式網路基地台做為近端的無線接取網路，其後端再利用寬頻的有線網路與系統業者的核心網路連接，以毫微微蜂巢式網路的基地台(Femto AP或Home Node B)提供使用者裝置(通稱為UE)存取行動網路服務(包含Circuit-Switch與Packet-Switch服務)。毫微微蜂巢式網路基地台可以設計得比一般的基地台更簡單，採用更小的功率，無論由室外到室內，或室內到室外只要用相同的行動裝置即可，不需要切換裝置或模式等繁複的動作。另外，毫微微蜂巢式網路基地台也能有效地降低外部基地台的負荷量以及頻譜資源，因為來自家庭及辦公室內的用戶傳輸負載可以分散給各個毫微微蜂巢式網路的基地台或存取點(femto access point,FAP)負擔。由於毫微微蜂巢式網路基地台的應用場景多半在家庭及企業內部，因此衍伸以毫微微蜂巢式網路與基地台為基礎的區域通話交換的功能(Local Call Switch)。區域通話交換的功能可使得同一個毫微微蜂巢式網路閘道器(Femto Gateway)底下的兩個使用者(UEs)互撥電話時，可以透過毫微微蜂巢式網路閘道器直接轉接，而不需要把訊號傳遞到毫微微蜂巢式網路閘道器後方的核心網路。透過毫微微蜂巢式網路閘道器的轉接，將語音連線建立後，使用者的語音串流直接在毫微微蜂巢式網路閘道器交換，因此不需要進入核心網路處理，讓資料封包不進入核心網路，減低核心網路的負擔。
然而，第三代行動通訊(3G)系統使用者可能因為訊號衰弱而進行換手(handover)的動作，因此在毫微微蜂巢式網路中實作區域通話交換的功能(Local Call Switch)可能會遇到以下兩個問題。
首先，使用區域通話交換的功能時，通話建立的控制訊息不會進入核心網路，因此使用者在使用區域通話交換的功能時，因為核心網路沒有包含通話的相關資訊，若需要換手到巨集網路的基地台時，會產生通話中斷的現象。此外，若毫微微蜂巢式網路的使用者與巨集網路的使用者通話時，巨集網路的使用者因移動進入毫微微蜂巢式網路基地台的範圍而換手到毫微微蜂巢式網路上，此時雖然符合區域通話交換的功能的條件，但是由於通話是由核心網路所建立，因此無法使用區域通話交換的功能。
有鑑於此，本發明提供一種無線通訊系統及其相關之訊息處理方法，以解決上述的問題。
本發明實施例提供一種無線通訊系統之訊息處理方法，其中無線通訊系統包括一毫微微蜂巢式網路、一閘道器、一核心網路以及一巨集網路且閘道器介於毫微微蜂巢式網路以及核心網路之間以及毫微微蜂巢式網路包括至少一毫微微蜂巢式網路基地台以及巨集網路包括至少一服務基地台。方法包括下列步驟。首先，於兩行動裝置之一通話狀態，閘道器接收到來自毫微微蜂巢式網路基地台或核心網路上一伺服器之一換手要求。當換手要求係接收自毫微微蜂巢式網路基地台時，依據換手要求，閘道器傳送一通話建立請求至核心網路，以建立閘道器與核心網路之間之一第一通話路徑、閘道器透過所建立之第一通話路徑，傳送換手要求至核心網路，得到核心網路至巨集網路之一第二通話路徑，並且閘道器致使伺服器依據第一通話路徑以及第二通話路徑來執行換手要求。當換手要求係接收自核心網路上之伺服器時，巨集網路中之一第一行動裝置相應換手要求移至毫微微蜂巢式網路並且閘道器發起一修改通話端使用資源之流程，致使通話路徑由毫微微蜂巢式網路基地台經由閘道器到核心網路變更為由毫微微蜂巢式網路基地台到閘道器。
本發明實施例另提供一種無線通訊系統，包括一毫微微蜂巢式網路、一核心網路、一巨集網路、至少兩行動裝置以及一閘道器。核心網路包括至少一伺服器，巨集網路包括至少一服務基地台。兩行動裝置可於毫微微蜂巢式網路以及巨集網路之間進行通訊。閘道器係介於毫微微蜂巢式網路以及核心網路之間，於兩行動裝置之一通話狀態，接收到來自毫微微蜂巢式網路基地台或核心網路上一伺服器之一換手要求。當換手要求係接收自毫微微蜂巢式網路基地台時，依據換手要求，閘道器傳送一通話建立請求至核心網路，以建立閘道器與核心網路之間之一第一通話路徑、閘道器透過所建立之第一通話路徑，傳送換手要求至核心網路，得到核心網路至巨集網路之一第二通話路徑，並且閘道器致使伺服器依據第一通話路徑以及第二通話路徑來執行換手要求；而當換手要求係接收自核心網路上之伺服器時，巨集網路中之一第一行動裝置相應述換手要求移至毫微微蜂巢式網路並且閘道器發起一修改通話端使用資源之流程，致使通話路徑由毫微微蜂巢式網路基地台經由閘道器到核心網路變更為由毫微微蜂巢式網路基地台到閘道器。
本發明上述方法可以透過程式碼方式收錄於實體媒體中。當程式碼被機器載入且執行時，機器變成用以實行本發明之裝置。
為使本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明實施例中提供一種無線通訊網路之訊息處理系統及其相關方法，可針對在毫微微蜂巢式網路閘道器(Femto Gateway)上實作的區域通話切換(Local Call Switch)功能，設計一機制讓使用者在使用區域通話的服務時，換手到外面的基地台通話依然可以繼續，並且當使用者由戶外基地台換手到同一個閘道器下的毫微微蜂巢式網路基地台時，也可以直接使用區域通話的服務。本發明利用現有標準程序，僅在毫微微蜂巢式網路閘道器進行實作上的改變，無須改動現有毫微微蜂巢式網路架構且可與標準相容。
本發明實施例中提出在毫微微蜂巢式網路架構下的兩種場景，一是區域通訊的使用者進行毫微微蜂巢式網路至服務網路的換手操作(Femto-to-Macro handover)時，透過毫微微蜂巢式網路閘道器與核心網路交換訊息，以完成毫微微蜂巢式網路至服務網路的換手操作而不斷訊的目的。二是當巨集網路的使用者換手至毫微微蜂巢式網路(Macro-to-Femto handover)中時，透過毫微微蜂巢式網路閘道器將此通話轉換為區域通話(local call)。
第1圖顯示依據本發明實施例之行動通訊系統之示意圖。如第1圖所示，行動通訊系統100中包含了一毫微微蜂巢式網路(Femtocell)110、一毫微微蜂巢式網路閘道器(Femto gateway,FGW)120、一服務網路130以及至少兩個行動裝置140與150(或稱使用者裝置(user equipment,UE))，其中毫微微蜂巢式網路閘道器120係介於毫微微蜂巢式網路110以及核心網路131之間，用以將毫微微蜂巢式網路110中所送出的訊息轉送至核心網路131或者將來自核心網路131的訊息轉送至毫微微蜂巢式網路110。毫微微蜂巢式網路110中可包含一或多個毫微微蜂巢式網路基地台(Home nodeB,HNB)112，每一毫微微蜂巢式網路基地台112可提供行動網路服務給其訊號覆蓋範圍內的行動裝置或使用者裝置，而毫微微蜂巢式網路閘道器120則可管理毫微微蜂巢式網路110內的所有基地台112。為方便說明，以下稱毫微微蜂巢式網路110中的行動裝置為一毫微微蜂巢式網路使用者(femtocell user)。同一個毫微微蜂巢式網路閘道器120下的毫微微蜂巢式網路使用者可執行區域通話交換的功能。舉例來說，假設行動裝置140與150都在同一個毫微微蜂巢式網路閘道器120的覆蓋範圍時，行動裝置140與150可透過毫微微蜂巢式網路閘道器120來執行區域通話交換的服務，而不用將訊息提供至核心網路131。
服務網路130可包含一核心網路(core network,CN)131、無線電網路控制器(radio network controller,RNC)132以及一或多個服務基地台(macrocell base station)133。類似地，每一服務基地台133可提供行動網路服務給其訊號覆蓋範圍內的使用者。為方便說明，以下稱服務網路130中的行動裝置為一服務網路使用者(macrocell user)。核心網路131更包括一伺服器(一般稱為行動交換中心，MSC)，用以與毫微微蜂巢式網路閘道器120進行通訊，彼此交換訊息。
假設有兩個毫微微蜂巢式網路使用者140與150正透過毫微微蜂巢式網路閘道器120執行區域通話交換的功能來彼此通話。此時，訊息與資料的路徑係為第一行動裝置(UE1)依序透過第一毫微微蜂巢式網路基地台(Home Node B)、毫微微蜂巢式網路閘道器以及第二毫微微蜂巢式網路基地台(Home Node B)將訊息與資料傳送給第二行動裝置(UE2)。前述的訊息與資料的路徑表示如下：第一行動裝置(UE1)->第一毫微微蜂巢式網路基地台(HNB1)->毫微微蜂巢式網路閘道器(FGW)->第二毫微微蜂巢式網路基地台(HNB2)->第二行動裝置(UE2)。其中，第一行動裝置(如行動裝置140)亦可稱為發話端裝置，而第二行動裝置(如行動裝置150)亦可稱為收話端裝置，且其中第一毫微微蜂巢式網路基地台以及第二毫微微蜂巢式網路基地台係位於同一毫微微蜂巢式網路閘道器120下的兩個不同毫微微蜂巢式網路基地台，第一行動裝置係位於第一毫微微蜂巢式網路基地台的服務範圍內，第二行動裝置係位於第二毫微微蜂巢式網路基地台的服務範圍內。須提醒的是，為方便說明，於實施例中係分別以兩個不同的網路基地台為例進行說明，也就是說兩個UE要在不同的毫微微蜂巢式網路基地台，但本發明並不限於此。換句話說，於一些實施例中，第二毫微微蜂巢式網路基地台(HNB2)也可以是第一毫微微蜂巢式網路基地台，因此兩個行動裝置可在相同的毫微微蜂巢式網路基地台。
於本實施例中，閘道器120可用於兩行動裝置140與150的一通話狀態，接收到來自毫微微蜂巢式網路基地台或核心網路上一伺服器之一換手要求。當換手要求係接收自毫微微蜂巢式網路基地台112時，閘道器120將依據換手要求，傳送一通話建立請求至核心網路131，以建立閘道器120與核心網路131之間之一第一通話路徑，閘道器120接著透過所建立的第一通話路徑，傳送換手要求至核心網路131，得到核心網路131至巨集網路的一第二通話路徑，並且閘道器120致使伺服器(MSC)依據第一通話路徑以及第二通話路徑來執行換手要求。當換手要求係接收自核心網路的伺服器(MSC)時，巨集網路中的一第一行動裝置相應換手要求移至毫微微蜂巢式網路110並且閘道器120發起一修改通話端使用資源之流程，致使通話路徑由毫微微蜂巢式網路基地台112經由閘道器120到核心網路131變更為由毫微微蜂巢式網路基地台112到閘道器120。
需注意的是，為方便說明，以下實施例中係以第一行動裝置(如行動裝置140)當作發話端裝置，而第二行動裝置(如行動裝置150)當作收話端裝置且以第二行動裝置為要求換手操作的對象，但本發明並不限於此。於其他實施例中，第一行動裝置或第二行動裝置可分別為收話端裝置與發話端裝置且第一行動裝置以及第二行動裝置均可為要求換手的對象。
當通話中的其中一毫微微蜂巢式網路使用者離開毫微微蜂巢式網路閘道器120的服務範圍時，此時，毫微微蜂巢式網路基地台112會依據此使用者的無線電資源控制測量報告(RRC Measurement Report)來決定進行換手操作(handover)，向毫微微蜂巢式網路閘道器120發出無線接入網路應用部分(Radio Access Network Application Part，簡稱RANAP)之換手要求(Relocation Required)訊息。其中，無線電資源控制(Radio Resource Control,以下簡稱RRC)可用以進行無線資源訊息交換、無線資源設定控制、QoS控制、通道傳輸格式設定控制、封包切割重整處理控制、以及NAS(Non Access Stratum)通訊協定傳輸處理等，用以讓行動裝置端RRC與網路端進行訊息交換，做為無線資源設定的依據。另外，RRC也設計了不同的服務狀態，以減緩手機電力的消耗、並使系統無線資源能更有效率地被利用。RANAP是Iu/Iuh的信令協議，其包含了所有為無線網路層規定的控制資訊。於本實施例中，毫微微蜂巢式網路基地台112可依據使用者的無線電資源控制之測量報告來判斷其下的使用者是否離開其範圍，並且可於判斷其下的使用者離開範圍時，向毫微微蜂巢式網路閘道器120提出換手要求(handover request)。
需注意的是，因執行區域通話交換的功能係透過毫微微蜂巢式網路閘道器120來進行通話控制(call control)，而非透過核心網路來進行通話控制，所以核心網路並未有此通話之相關資訊與保留資源。然而，換手操作完成之後，通話控制以及所有訊息必須透過核心網路繞送，因此，本發明之無線通訊網路之換手訊息處理方法將先建立毫微微蜂巢式網路閘道器120到核心網路間的連線，以確保原先的通話不會因為換手操作而中斷。
請參照第1圖與第2圖。第2圖係依據本發明一實施例所述之無線通訊系統之訊息處理方法之流程圖。
首先，如步驟S210，於一通話狀態，接收到來自毫微微蜂巢式網路基地台的一換手要求。當通話中的一毫微微蜂巢式網路使用者係從一毫微微蜂巢式網路中換手至服務網路時，則毫微微蜂巢式網路閘道器120將接收到來自毫微微蜂巢式網路基地台的換手要求，稱為毫微微蜂巢式網路至服務網路的換手(femtocell to macrocell handover)操作。類似地，於一毫微微蜂巢式網路使用者與一服務網路使用者係處於通話狀態且服務網路使用者係由服務網路換手至毫微微蜂巢式網路時，則毫微微蜂巢式網路閘道器120將接收到來自核心網路上一伺服器的換手要求，稱為服務網路至毫微微蜂巢式網路的換手(macrocell to femtocell handover)操作。
接著，如步驟S220，依據換手要求，毫微微蜂巢式網路閘道器120傳送一通話建立請求至核心網路，以建立閘道器與核心網路之間之一第一通話路徑。於此步驟中，毫微微蜂巢式網路閘道器120將代替發話端(MO)與收話端(MT)分別向核心網路的伺服器(MSC)發起通話建立(Call Setup)程序，以建立毫微微蜂巢式網路閘道器120到核心網路間的連線(第一通話路徑)。此時，發話端(MO)與收話端(MT)的通話控制將由毫微微蜂巢式網路閘道器120來執行。
之後，如步驟S230，毫微微蜂巢式網路閘道器120透過所建立的第一通話路徑，傳送換手要求至核心網路，得到核心網路至巨集網路的一第二通話路徑。於此步驟中，當毫微微蜂巢式網路閘道器120與核心網路的伺服器MSC之間的MO/MT的通話建立程序完成後，毫微微蜂巢式網路閘道器120可將先前毫微微蜂巢式網路基地台發出的換手要求訊息進一步修改後轉送至MSC，以得到核心網路至巨集網路的一第二通話路徑。其中，修改部分為換手要求訊息中所包含的資源識別碼(RAB ID)的欄位，修改方式為將資源識別碼中的值由毫微微蜂巢式網路基地台到毫微微蜂巢式網路閘道器的資源識別碼改成毫微微蜂巢式網路閘道器到MSC的資源識別碼。接著，核心網路會通知核心網路中對應的目標無線電網路伺服器(target RNS)完成後續的換手流程。於是，如步驟S240，毫微微蜂巢式網路閘道器120可依據第一通話路徑以及第二通話路徑，執行換手要求。
第3圖係依據本發明一實施例所述由毫微微蜂巢式網路閘道器120所進行之通話建立程序之訊息序列圖。首先，在毫微微蜂巢式網路閘道器120接收到來自毫微微蜂巢式網路基地台122的發出的換手要求訊息後(步驟S310)，依據此接收訊息，傳送一通話建立要求至MSC以開始通話建立程序(步驟S320)。MSC收到通話建立要求後，會送出傳呼(Paging)訊息至毫微微蜂巢式網路閘道器120(步驟S330)。接著，毫微微蜂巢式網路閘道器120模擬收話端(MT)的角色，完成後續通話流程訊息的交換(步驟S340)。類似地，毫微微蜂巢式網路閘道器120也須模擬發話端(MO)的角色完成MO端的通話建立程序(步驟S350)。
在完成發話端(MO)與收話端(MT)的通話建立程序後，發話端(MO)與收話端(MT)的通話控制將改由核心網路的MSC進行。
經過前述步驟，通話控制的動作便由毫微微蜂巢式網路閘道器120交給MSC負責。因此，後續的通話路徑會改為：第一行動裝置(UE1)->第一毫微微蜂巢式網路基地台(HNB1)->毫微微蜂巢式網路閘道器(FGW)->MSC->毫微微蜂巢式網路閘道器(FGW)->第二毫微微蜂巢式網路基地台(HNB2)->第二行動裝置(UE2)(如第4圖的虛線路徑1所示)。
當毫微微蜂巢式網路閘道器120與MSC之間的MO/MT的通話建立程序完成後，毫微微蜂巢式網路閘道器120將先前毫微微蜂巢式網路基地台發出的換手要求訊息進一步修改後轉送至MSC。修改的方式如前所述。
於使用者完成換手操作後，MSC會發起連線結束(Iu Release)程序至毫微微蜂巢式網路閘道器120，將換手之前行動裝置到毫微微蜂巢式網路閘道器120之間的連線釋放，毫微微蜂巢式網路閘道器120需將此流程相關訊息轉送到毫微微蜂巢式網路基地台，以完成後續流程。因此，後續的通話路徑以及訊息與資料繞送路徑會改為：第一行動裝置(UE1)->第一毫微微蜂巢式網路基地台(HNB1)->毫微微蜂巢式網路閘道器(FGW)->伺服器(MSC)->服務基地台(NodeB)->第二行動裝置(UE2)，如第4圖的路徑2所示。
於一些實施例中，當一服務網路使用者與一毫微微蜂巢式網路使用者正進行通話時，若此服務網路使用者移動進入毫微微蜂巢式網路閘道器120的服務範圍而產生換手操作時，由於換手流程中並未包含與此使用者通話的彼方使用者資訊，因此，在通話建立階段必須記錄相關話務資訊於毫微微蜂巢式網路閘道器120中。因此，本發明之無線通訊網路之換手訊息處理系統及其相關方法更於毫微微蜂巢式網路閘道器120中包含一使用者資料庫，其記錄有其下有權限的使用者之相關通話資訊，此使用者資料庫記錄著使用者國際行動用戶識別碼(IMSI)值與對應的電話號碼。使用者資料庫亦記錄了同一毫微微蜂巢式網路閘道器120中那些人正處於通話狀態。如第5A圖所示，使用者資料庫中的通話資訊500至少包含了毫微微蜂巢式網路使用者的一連線識別碼(Iu connection ID for Femto UE)欄位510、一對方電話號碼(The other side BCD number)欄位520以及一資源識別碼(RAB ID for femto UE)欄位530，其中，連線識別碼欄位510係用以辨識出此記錄是屬於那一使用者，對方電話號碼欄位520係表示與上述使用者處於通話狀態的另一方的電話號碼，而資源識別碼欄位530則表示所使用或保留給上述使用者的資源(例如：頻寬種類、大小)代碼。因此，毫微微蜂巢式網路閘道器120可藉由此通話資訊來判斷出某一服務網路的使用者是否與其下的任一使用者正處於通話狀態。接下來，請參照第1圖與第6圖。
第6圖係依據本發明另一實施例所述之無線通訊網路之訊息處理方法之流程圖。本實施例之訊息處理方法係可應用於毫微微蜂巢式網路閘道器120上。於本實施例中，假設一毫微微蜂巢式網路使用者與一服務網路使用者係處於通話狀態。如步驟S610，於服務網路使用者由服務網路換手至毫微微蜂巢式網路時，毫微微蜂巢式網路閘道器120接收到來自核心網路上一伺服器(亦即MSC)的一換手要求。此換手要求也稱為服務網路至毫微微蜂巢式網路的換手(macro to femto handover)操作。
接著，如步驟S620，執行換手要求，將通話路徑更改。於此步驟中，訊息與語音路徑將改為：第一行動裝置(UE1)->第一毫微微蜂巢式網路基地台(HNB1)->毫微微蜂巢式網路閘道器(FGW)->MSC->毫微微蜂巢式網路閘道器(FGW)->第二毫微微蜂巢式網路基地台(HNB2)->第二行動裝置(UE2)。
由於換手流程中並未包含與此使用者通話的另一方使用者資訊，因此毫微微蜂巢式網路閘道器120在通話建立階段必須記錄相關通話資訊，其內容如前述的第5A圖所示。
如步驟S630，在收到換手需求(Relocation Request)訊息時，毫微微蜂巢式網路閘道器120首先讀取上述訊息中的參數(例如讀取其中的Permanent NAS UE Identity的IE)，得知上述使用者的IMSI值，再由IMSI值去資料庫中取得上述使用者的電話號碼，並以此電話號碼搜尋第5A圖的資料庫的通話資訊500(步驟S640)。接著，如步驟S650，判斷是否可以找到對應上述電話號碼的通話資訊存在資料庫中。若否(步驟S650的否)，代表毫微微蜂巢式網路閘道器120下的使用者都沒有人正與此電話號碼的使用者通話，則流程結束。若可以找到上述電話號碼存在資料庫中(步驟S650的是)，代表毫微微蜂巢式網路閘道器120下的使用者有人正與此電話號碼的使用者通話，則毫微微蜂巢式網路閘道器120記錄下換手需求訊息中的資源識別碼(RAB ID)與連線識別碼(Iu connection ID)至資料庫，將第5A圖的通話資訊500變為如第5B圖所示的通話資訊500’(步驟S660)。如第5B圖所示，使用者資料庫中的通話資訊500’除了包含原先第5A圖中的毫微微蜂巢式網路使用者的連線識別碼欄位510、對方電話號碼欄位520以及資源識別碼欄位530之外，更新增了進行換手中(hand-in)的使用者的連線識別碼欄位(Iu connection ID for hand-in UE)540以及其資源識別碼欄位(RAB ID for hand-in UE)550，用以紀錄進行換手中的使用者的通話資訊。類似地，連線識別碼欄位係用以辨識出此記錄是屬於那一使用者，資源識別碼欄位則表示所使用或保留給上述使用者的資源(例如：頻寬種類、大小)代碼。接著，由毫微微蜂巢式網路閘道器120發起修改資源(RAB)的流程，傳送一資源變更訊息，致使通話路徑改為毫微微蜂巢式網路閘道器的網際網路協定位址與埠，以使得後續的語音繞送至毫微微蜂巢式網路閘道器120(步驟S670)而非核心網路131。因此，毫微微蜂巢式網路閘道器120可進一步依據此通話資訊，來將此通話轉換為區域通話，以減少核心網路的負擔。
因此，毫微微蜂巢式網路閘道器120可更依據資料庫所記錄的通話資訊，判斷服務網路使用者是否與毫微微蜂巢式網路使用者處於通話狀態，若是，傳送一資源變更訊息，致使通話路徑改為毫微微蜂巢式網路閘道器的網際網路協定位址與埠，以使得後續的語音繞送至毫微微蜂巢式網路閘道器120。
舉例來說，毫微微蜂巢式網路閘道器120可向兩個使用者分別傳送資源變更(RAB Assignment Request(MODIFY))訊息，告知兩使用者將原本通話時的通話路徑由MSC的網際網路協定位址(IP)與埠(port)修改為毫微微蜂巢式網路閘道器120的網際網路協定位址與埠，以使得後續的語音繞送至毫微微蜂巢式網路閘道器120，而非MSC。其中，兩使用者的資源識別碼(RABID)相關資訊可由第5B圖的資料庫的通話資訊500’中取得。
當行動裝置使用者接收到毫微微蜂巢式網路閘道器120所傳送的資源變更訊息時，會依據資源變更訊息中的參數資訊的指示，將通話路徑由MSC的網際網路協定位址(IP)與埠(port)修改為毫微微蜂巢式網路閘道器120的網際網路協定位址與埠，並且修改完成之後會傳送一個資源變更回覆(RAB Assignment Response)訊息至毫微微蜂巢式網路閘道器120，以表示其已修改完成。
於一些實施例中，當毫微微蜂巢式網路閘道器120收到其中一個使用者的資源變更回覆訊息(RAB Assignment Response)之後，假設已回覆此資源變更回覆訊息者為使用者A，尚未回覆者為使用者B。為了實現區域通話交換的功能，接著必須進行使用者層級的(user plane)封包的拆解與繞送。
當語音資料由使用者A送往使用者B時，因使用者B所認知的傳送端是核心網路的伺服器MSC，因此，毫微微蜂巢式網路閘道器120需將使用者A要送往使用者B的封包中，每一層通訊協定的網際網路協定位址與埠改寫為MSC的網際網路協定位址與埠。
反之，當語音資料由使用者B送至使用者A時，毫微微蜂巢式網路閘道器120攔截並拆解封包取出內容，在Iu-UP層重新包裝，將發起端設為毫微微蜂巢式網路閘道器120，接收端則為使用者A所在的毫微微蜂巢式網路基地台，如此便可讓兩使用者繼續通話且語音資料無須經過核心網路。
之後，等到收到使用者B回覆的資源變更回覆訊息之後，表示兩使用者的通話路徑已經改為毫微微蜂巢式網路閘道器120的網際網路協定位址與埠，使得後續的語音繞送至毫微微蜂巢式網路閘道器120，而非MSC，因此毫微微蜂巢式網路閘道器120就不需要再進行拆解修改封包的動作，僅需扮演轉傳的角色。經過上述步驟，使用者除了換手到毫微微蜂巢式網路之外，也將通話改為區域通話交換的功能，而此時毫微微蜂巢式網路閘道器120與MSC之間保留給此二使用者的連線依然存在，所以毫微微蜂巢式網路閘道器120須扮演使用者的角色，向MSC發起通話結束流程，以釋放毫微微蜂巢式網路閘道器120與MSC之間的連線。
綜上所述，依據本發明之無線通訊系統及其相關之訊息處理方法，透過毫微微蜂巢式網路閘道器的通話控制，可提供在區域通話交換的功能的環境下，毫微微蜂巢式網路閘道器收到其下的毫微微蜂巢式網路基地台送出換手要求時能確保毫微微蜂巢式網路至巨集網路(Femto-to-Macro)換手操作不斷線。此外，依據本發明之訊息處理方法更於毫微微蜂巢式網路下的使用者與外部基地台下的使用者進行通話且外部基地台的使用者換手進入(hand-in)至毫微微蜂巢式網路範圍(Femtocell)時，利用毫微微蜂巢式網路閘道器中所記錄的通話資訊來提供將此通話轉換為區域通話交換的功能，可有效減少外部服務網路的基地台的負載。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。本發明之方法與裝置也可以以程式碼型態透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理器實作時，程式碼結合處理器提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．行動通訊系統
110．．．毫微微蜂巢式網路
112．．．毫微微蜂巢式網路基地台
120．．．毫微微蜂巢式網路閘道器
122．．．第一相關模組
130．．．服務網路
131．．．核心網路
132．．．無線電網路控制器
133．．．服務基地台
MSC．．．伺服器
140．．．行動裝置
S210、S220、S230、S240．．．執行步驟
S310、S320、S330、S340、S350．．．執行步驟
500、500’．．．通話資訊
510-550．．．欄位
S610、S620、S630、S640、S650、S660、S670．．．執行步驟
第1圖係顯示依據本發明實施例之行動通訊系統。
第2圖係顯示依據本發明一實施例所述之無線通訊系統之訊息處理方法之流程圖。
第3圖係顯示依據本發明一實施例所述由毫微微蜂巢式網路閘道器所進行之通話建立程序之訊息序列圖。
第4圖係顯示一依據本發明實施例之通話路徑以及訊息與資料繞送路徑之示意圖。
第5A圖以及第5B圖係顯示依據本發明實施例之使用者資料庫中通話資訊之示意圖。
第6圖係顯示依據本發明另一實施例所述之無線通訊網路之訊息處理方法之流程圖。
S210、S220、S230、S240．．．執行步驟

Claims (19)

  1. 一種無線通訊系統之訊息處理方法，其中上述無線通訊系統包括一毫微微蜂巢式網路、一閘道器、一核心網路以及一巨集網路且上述閘道器介於上述毫微微蜂巢式網路以及上述核心網路之間以及上述毫微微蜂巢式網路包括至少一毫微微蜂巢式網路基地台以及上述巨集網路包括至少一服務基地台，上述方法包括下列步驟：於兩行動裝置之一通話狀態，上述閘道器接收到來自上述毫微微蜂巢式網路基地台或上述核心網路上一伺服器之一換手要求；當上述換手要求係接收自上述毫微微蜂巢式網路基地台時，依據上述換手要求，上述閘道器傳送一通話建立請求至上述核心網路，以建立上述閘道器與上述核心網路之間之一第一通話路徑、上述閘道器透過所建立之上述第一通話路徑，傳送上述換手要求至上述核心網路，得到上述核心網路至上述巨集網路之一第二通話路徑，並且上述閘道器致使上述伺服器依據上述第一通話路徑以及上述第二通話路徑來執行上述換手要求；以及當上述換手要求係接收自上述核心網路上上述伺服器時，上述巨集網路中之一第一行動裝置相應上述換手要求移至上述毫微微蜂巢式網路並且上述閘道器發起一修改通話端使用資源之流程，致使上述通話路徑由上述毫微微蜂巢式網路基地台經由上述閘道器到上述核心網路變更為由上述毫微微蜂巢式網路基地台到上述閘道器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之訊息處理方法，更包括：於執行完上述換手要求之後，上述閘道器更通知已換手之上述行動裝置對應的上述毫微微蜂巢式網路基地台釋放保留給已換手之上述行動裝置的資源。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之訊息處理方法，其中上述依據上述換手要求，上述閘道器傳送上述通話建立請求至上述核心網路之步驟更包括：由上述閘道器模擬一發話端裝置來初始化與上述核心網路之一通話建立程序；以及由上述閘道器模擬一收話端裝置與上述核心網路完成上述通話建立程序。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之訊息處理方法，更包括：於上述通話建立程序完成之後，上述閘道器修改上述毫微微蜂巢式網路基地台發出的上述換手要求之內容以轉送上述換手要求至上述伺服器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之訊息處理方法，更包括：接收到來自上述核心網路上上述伺服器之一連線結束請求；以及相應上述連線結束請求，上述閘道器釋放已換手之上述行動裝置以及上述閘道器之間的連線。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之訊息處理方法，更包括：於上述第一行動裝置相應上述換手要求移至上述毫微微蜂巢式網路且上述換手要求執行完成之後，上述閘道器攔截上述伺服器欲傳送給上述第一行動裝置之封包，並將上述封包轉送至上述第一行動裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之訊息處理方法，其中上述閘道器更包含一資料庫，其中上述資料庫記錄有上述閘道器下的一通話資訊，並且上述方法更包括：依據上述資料庫之上述通話資訊，判斷來自上述巨集網路之上述第一行動裝置是否與上述毫微微蜂巢式網路之一第二行動裝置處於通話狀態；以及若是，上述閘道器傳送一資源保留要求之資源變更訊息至上述第一行動裝置與上述毫微微蜂巢式網路之上述第二行動裝置，致使上述通話路徑改為上述閘道器的網際網路協定位址與埠，以使得後續的語音繞送至上述閘道器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之訊息處理方法，其中上述依據上述資料庫之通話資訊，判斷來自上述巨集網路之上述第一行動裝置是否與上述毫微微蜂巢式網路之上述第二行動裝置處於通話狀態係判斷上述第一行動裝置之一識別碼是否存在於上述資料庫中。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之訊息處理方法，更包括：當未收到一資源變更回覆訊息時，上述閘道器更執行一封包拆解與繞送程序。
  10. 一種無線通訊系統，包括：一毫微微蜂巢式網路，其包括至少一毫微微蜂巢式網路基地台；一核心網路，其包括至少一伺服器；一巨集網路，包括至少一服務基地台；至少兩行動裝置，其中上述兩行動裝置可於上述毫微微蜂巢式網路以及上述巨集網路之間進行通訊；以及一閘道器，介於上述毫微微蜂巢式網路以及上述核心網路之間，用以於上述兩行動裝置之一通話狀態，接收到來自上述毫微微蜂巢式網路基地台或上述核心網路上一伺服器之一換手要求，當上述換手要求係接收自上述毫微微蜂巢式網路基地台時，依據上述換手要求，上述閘道器傳送一通話建立請求至上述核心網路，以建立上述閘道器與上述核心網路之間之一第一通話路徑、上述閘道器透過所建立之上述第一通話路徑，傳送上述換手要求至上述核心網路，得到上述核心網路至上述巨集網路之一第二通話路徑，並且上述閘道器致使上述伺服器依據上述第一通話路徑以及上述第二通話路徑來執行上述換手要求；而當上述換手要求係接收自上述核心網路上上述伺服器時，上述巨集網路中之一第一行動裝置相應上述換手要求移至上述毫微微蜂巢式網路並且上述閘道器發起一修改通話端使用資源之流程，致使上述通話路徑由上述毫微微蜂巢式網路基地台經由上述閘道器到上述核心網路變更為由上述毫微微蜂巢式網路基地台到上述閘道器。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更於執行完上述換手要求之後，通知已換手之上述行動裝置對應的上述毫微微蜂巢式網路基地台釋放保留給上述行動裝置的資源。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更模擬一發話端裝置來初始化與上述核心網路之一通話建立程序且模擬一收話端裝置與上述核心網路完成上述通話建立程序。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更於上述通話建立程序完成之後，修改上述毫微微蜂巢式網路基地台發出的上述換手要求之內容以轉送上述換手要求至上述伺服器。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更於接收到來自上述核心網路上上述伺服器之一連線結束請求，相應上述連線結束請求，釋放已換手之上述行動裝置以及上述閘道器之間的連線。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更於上述第一行動裝置相應上述換手要求移至上述毫微微蜂巢式網路且上述換手要求執行完成之後，攔截上述伺服器欲傳送給上述第一行動裝置之封包，並將上述封包轉送至上述第一行動裝置。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更包含一資料庫，上述資料庫記錄有上述閘道器下的一通話資訊，並且上述閘道器更依據上述資料庫之上述通話資訊，判斷來自上述巨集網路之上述第一行動裝置是否與上述毫微微蜂巢式網路之一第二行動裝置處於通話狀態，若是，傳送一資源保留要求之資源變更訊息至上述第一行動裝置與上述毫微微蜂巢式網路之上述第二行動裝置，致使上述通話路徑改為上述閘道器的網際網路協定位址與埠，以使得後續的語音繞送至上述閘道器。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器依據上述資料庫之通話資訊，判斷來自上述巨集網路之上述第一行動裝置是否與上述毫微微蜂巢式網路之上述第二行動裝置處於通話狀態係判斷上述第一行動裝置之一識別碼是否存在於上述資料庫中。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之無線通訊系統，其中上述閘道器更於未收到一資源變更回覆訊息時，執行一封包拆解與繞送程序。
  19. 一種電腦程式產品，其係被一機器載入以執行一無線通訊系統之訊息處理方法，其中上述無線通訊系統包括一毫微微蜂巢式網路、一閘道器、一核心網路以及一巨集網路且上述閘道器介於上述毫微微蜂巢式網路以及上述核心網路之間以及上述毫微微蜂巢式網路包括至少一毫微微蜂巢式網路基地台以及上述巨集網路包括至少一服務基地台，上述電腦程式產品包括：一第一程式碼，用以於兩行動裝置之一通話狀態，接收到來自上述毫微微蜂巢式網路基地台或上述核心網路上一伺服器之一換手要求；一第二程式碼，用以當上述換手要求係接收自上述毫微微蜂巢式網路基地台時，依據上述換手要求，致使上述閘道器傳送一通話建立請求至上述核心網路，以建立上述閘道器與上述核心網路之間之一第一通話路徑、致使上述閘道器透過所建立之上述第一通話路徑，傳送上述換手要求至上述核心網路，得到上述核心網路至上述巨集網路之一第二通話路徑，並且致使上述伺服器依據上述第一通話路徑以及上述第二通話路徑來執行上述換手要求；一第三程式碼，用以當上述換手要求係接收自上述核心網路上上述伺服器且上述巨集網路中之一第一行動裝置相應上述換手要求移至上述毫微微蜂巢式網路時，致使上述閘道器發起一修改通話端使用資源之流程，使得上述通話路徑由上述毫微微蜂巢式網路基地台經由上述閘道器到上述核心網路變更為由上述毫微微蜂巢式網路基地台到上述閘道器；以及一第四程式碼，用以於執行上述修改通話端使用資源之流程時，執行一封包拆解與繞送程序。
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