TW200818780A - Method and architecture for accessing an internet protocol multimedia subsystem (IMS) over wireless local area network (WLAN) - Google Patents

Method and architecture for accessing an internet protocol multimedia subsystem (IMS) over wireless local area network (WLAN) Download PDF

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M Shaheen Kamel
R Chitrapu Prabhakar
G Kiernan Brian
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Description

200818780 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於爾祭網路多媒體子系統，本發明尤其是關 於-種於-無線區域網路中存取網際網路通訊協定▲、媒體 子系統（IISs)之方法及架構。 【先前技術】
/在-般網路中用以存取一網際網路通訊協定多媒體子 系統(IMS)之架構是非f f遍且在此領域中是相當習知的技 術。然而’於鱗區域網路中存取—網際鱗通訊協定多媒 體子系統(IMS)是完全不_事，因為已知無線區域網路的加' 構必須做某齡度的級，_修改縣在5知的架構中二 出，也沒有在規範和管理於無_翻路網際網 訊協定多媒體子系統(MS)的標準中提及。因此，需要—種南 當的架構和綠，㈣在練_W(WL她⑽及= 域網路(WWANs)中存取一網際網路通訊協定多媒體子系二 以幫助更瞭解 下速於說明書中使用之縮寫的列表係用 本發明： Μ 3GPP第三代夥伴計晝 AAA §忍證、授權、帳務管理 BG邊界閘道 CCF呼叫控制功能 C-GW控制閘道 200818780 CSCF呼叫狀態控制功能 GGSN閘道GPRS支援節點
GMSC 閘道 MSC GPRS通用封包無線傳輸服務 HLR主位置暫存器 HSS主用戶服務 IMS網際網路通訊協定多媒體子系統 IM網際網路通訊協定多媒體 IP網際網路通訊協定 Ι-WLAN交互影響之WLAN IWMSC SMS之交互影響MSC MGCF多媒體閘道控制玄能' 5 ·’ MGW多媒體閘道 MT行動終端 OCS線上計費系統 PDG封包資料閘道 PDN封包資料網路 PS封包交換 RP-DA分程傳遞次層級通訊協定目標位址
R-SGW 漫遊 SGW S-CSCF服務呼叫狀態控制功能 SGSN服務GPRS支援節點 SGW發送信號閘道 SIP對話初始通訊協定 200818780 SMS短訊服務 SNCI服務網路接觸資訊 TE終端裝置
TPDU轉換通訊協定資料單元 T-SGW 傳送 SGW UE使用者設備 UMTS全球行動通訊系統 UTRANUMTS全球無線存取網路 VLR訪客位置暫存器 WLAN無線區域網路 WWAN無線廣域網路 【發明内容】 rwm本發明提供—種方法和架構’肋透過無線區域網路
絲廣__fANs)存取—網際網路通訊協定多 ，脰子糸統⑽），尤其是根據現存相_標準所考岸的益 線區域網路(WLANs)/無線廣域網路 ：： 本發明係提供新的介面 ，、-地祝 rWiAH/p始广上 、MS犯透過热線區域鐧路 (WLANs)/綠廣_路(觀存取及—種而私 的實施方法和_。 π «U#父佳 本發明更進一步細節的瞭解 描述獲得，偏〜、~了由下面較佳實施例的 解，其中相稱的元^相稱合伴隨的圖式以瞭 200818780 【實施方式】 本發明將參_式描述，其中相稱的標號表示相稱的元 件。 於後文中’-使用者設備(UE)包含但並未限制於一無線 發送/接收單元(_)、行動台、目定或行動用戶單元Γ呼 叫益或任何其他觀於—鱗環境下操作的裝置。當於後文 鲁巾提及-基地台，其包含但並未限制於一節、站台控制 裔、存取點或是任何其他於—鱗環境巾的介面裝置。 本發_針對-種方法和架構，用以透過—無線區域網 路(WLAN)存取網際網路通訊協定多媒體子系統g⑹服務。 一方面样述介於IMS子系統(CSCF)及PDG之間之二連接點和 -介面的細節，另-方面翻述介於多舰閘道(職)和哪 之間之-連接點和-介面的細節。於此文中提出用以存取網 ❿ 際網路通訊協定多媒體子系統（IMS)之-方法論，以便併入 現存的；b準TS 23. 234 ’尤其是關聯於現存標準之第7. 8章 節’其係針_際·通訊財多舰子系統（IMS)存取之 程序。隨之而來的敘述大體來說係針對適用於現存標準的架 構’舉例來說，包含於-聰之縱π或是㈣細〇設定， ’、、、:而本發明之廣意概念亦義而不限於其他傳輸系統。 靖參照第1® ’其麵示—f知架構，該架構係併入標 準TS 23. 234以便能透過-無線區域網路(WLAN)存取網際網 200818780 路通訊協定多媒體子系統（IMS)，現存作為參照之架構扑 出，介於CSCF和GGSN之間，透過一Gi介面之直接連線是必要 的，此連線係用以按規定路線發送介於裝置間之初始/終端 SIP訊息，該裝置係於封包切換(ps)域及iMS子系統（亦即 CSCF)中運作。 為了透過一交互影響之WLAN(I-WLAN)存取存取丨奶服 務，其係使用如第2圖所示之fLAN-UMTS網路架構，然而介於 該新增之PDG節點及該聰子系統似⑻之間還是提供一直 接連線，此參考點功能在某種程度上與其他參考點相似。 更具體地說，第2圖係為一硬體方塊圖，其係顯示 WLAN-3GPP交互影響之架構剛，其係分別g含主端縣客端 之3GPP網路123和113，其係利用一非必須之贾^^邊界閘道 (BG)。一WLAN使用者設備(UE) 105係連接至一¥1^^存取點網 路109，WLAN存取網路1〇9典型地包含一或多個中間網路， WLAN存取網路109係連接至網際及/或網内網路，標示為網内 網路/網際網路101 〇 WLAN存取網路1〇9藉由一WLAN BG 117存取一3GPP訪客端 網路113，及/或非必須地經由一gGpp aaa代理伺服器120， 介於WLAN存取網路1〇9及札層存取閘道117間之通訊係藉由 一Wn介面，代表透過中間網路之資料通道，介於WLAN存取網 路109及非必須之3GPP AAA代理伺服器120間之連結係藉由一 200818780
Wr / Wb介面，其中Wr表示無線LAN認證（資訊流入3GPP)，而 Wb則表示無線LAN計費功能，肌AN BG 117亦連接至一PDG 119，其依次透過一Wi介面存取一封包資料網路(p腿）ι38， 代表存取一PDN 138，3 GPP AAA代理伺服器120係連接至一 控制閘道-呼叫控制功能(C-Gw CCF) 122，其係透過一Wf 介面，代表一計費閘道功能。 一第二PDG 124係透過一 Wn介面連接至3GPP訪客網路113 之WLAN BG 117，該介面如上文所述，代表透過中間網路之 資料通道，PDG 124係透過上述的Wi介面連接至一pm 136， PDN 136可為與PDN 138相同之網路，PDG 124係透過Wm介面 連接至一SGPP AM代理伺服器丨涕，^PPi代蓮街服|!拎6 : 係透過上述之一fr /奶介面連接至3GPP訪客端網路113之 3GPP AAA代理飼服器120，3GPP AAA代理伺服器126亦連接 至線上计費系統(0CS) 128、HSS 130、HLR 132以及C-Gw CCF 134，介於0CS 128和3 GPP AAA代理伺服器126之間之連接係 為一Wo介面，其執行線上計費，反之介於hlr13m3GPPMa 代理伺服為126之間之連接係使用一jy / Gr，介面，其係提 供該UE 105之認證，且介於HSS 13〇&3Gpp AAA代理伺服器 126之間之連接係利用一Wx介面，用以執行認證程序。 PDG係為一節點，其中PDNs係連接置疑犯沖交互影響 WLAN，PDG之位置係依每一特定服務存取乳·而不同，對於 10 200818780 一些WLAN連接，也不需要用到對於某些存取服務，pDG係於 主端網路，而對於某些存取服務，PDG使用係位於其中一個 訪客端網路。 PDG包含對WLAN-3GPP連接使用者按規定路線發送資 訊；按規定路線從該P· 140接收封包資料送至該WLAN-3GPP 連接使用者，或從該WLAN-3GPP連接使用者接收封包資料送 ⑩ 至該PDN 140，其係顯示於第3圖及第6圖；執行位址轉換和 映圖；執行内嵌；以及為了離線和連線計費之目的產生關於 使用者資料流量之計費資訊。 當從該SMS-閘道MSC (GMSC)(亦即於第3圖所示之CSCF 1M)接收一簡訊轉換通訊協定資蛑箪I(TPi奶VpDG竹磁 負責該簡訊TPDU之接收。 如果藉由PDG 119偵測到錯誤，該PDG 119於一錯誤報告 • 中回覆適當的錯誤資訊給該SMS-GMSC (亦即於第3圖所示之 該CSCF 121) ’如果PDG 119沒有彳貞測到錯誤的話，則該pdg 119 透過WLAN 109内嵌及轉換該簡訊給UE 105。 當接收到該訊息已由UE 105所接收之確認時，pdg 119 於一遞送報告中分程傳遞該遞送確認至該SMS—GMSC (CSCF) (亦即於第3圖所示之該CSCF 121)。 當接收到簡訊轉換至UE 105之錯誤報告時，pdg 119於 一錯誤報告中回覆適當的錯誤資訊給SMS-GMSC 121(如第3圖 200818780 所示）。 當由該UE 105接收一簡訊TPDU時，該PDG 119負責該簡 訊TPDU之接收’以及該分程傳遞子系統通訊協定-目標位址 (RP-DA)參數之檢視。 如果該參數不正確，該PDG 119於一錯誤報告回覆適當 的錯誤資訊給該UE 105。 如果沒有發現參數錯誤的話，該PDF 119轉換該簡訊TPDU 至該SMS-GMSC (亦即於第3圖所示之CSCF 121)。 當由一簡訊服務-交互影響訊息服務中心（SMS-IWMCS) 接收到一簡訊報告時，為了簡化而沒有顯示，該pDG分程傳 遞該報告給UE 105 6 …‘一一: 新的參考點Wi係為一介於該IMS-子系統(CSCF) 121及該 PDG 119之間之介面，如第3圖所示。 該Wi參考點係類似於由該PS網域所提供之該以參考 點，封包資料網路之交互影響係經由該叽參考點基於Ip所提 供’由行動中動經由參考點叽所提供之服務係可透過操作者 公開定址機骸是-私人定址機制之制而全球性地定 址。當-3GPP網路’舉例來說，係提供一ιρ多媒體（IM) _核 心網路㈣’亦即IM-CN子系統’該參考麟提供一策略控 制介面。 第4圖所示為I-WLAN之該SIp註冊程序，其係當該使用者 12 200818780 未註冊時。應用層級註冊之初始晝，係於存取註冊已執行， 且從該存取網路發送信號之IP連線已經達成之後，該程序係 於下文解釋。 在該UE透過WLAN網路達成IP連線之後，於步驟si，該皿 執行該m註冊。該UE，於步驟S2，發送該SIP註冊資訊至該 PDG。該PDG ’於步驟S3，測試該註冊訊息以決定該目標cscf， 且車該注冊訊息至該目標CSCF，其係於步驟S4。依據該註 冊資訊流之接收，該CSCF，於步驟—S5，於該HLR/HSS檢視該 使用者資料，且於步驟S6，發送Cx-詢問資訊至HSS(為了用 戶身份、主網域名稱），該HSS決定該使用者是否已經註冊， 且於歩驟S7，一Cx-詢問回覆(段釣係_HLR/HSS發送至該 CSCF。如果在步驟S6，該HSS決定該Cx-詢問是不成功的，該 Cx-詢問Resp會拒絕該註冊嘗試。 在這個階段，係假設該使用者之認證已經完成，雖然這 部分可能已經在資訊流之較早點已經決定了。 CSCF (亦即服務CSCF (S-CSCF))，於步驟S8，更新使用 者資料且於步驟S9，發送一Cx-放置訊息（用戶身份、CSCF 名稱）至該HLR/HSS中。該HSS因應該步驟S9，為該用戶儲存 該S-CSCF名稱，且於步驟S10，該HSS發送一Cx—放置Pesp訊 息給該S-CSCF以便確認該Cx-放置訊息之接收。 依據该Cx-放置Pesp訊息之接收，該S—CSCF，於步驟 13 200818780
Sll ’發送一Cx-汲取資訊流（用戶身份）至該HSS，其係於步 驟S12，由該使用者資料下載相關資訊給該S-CSCF。 該S CSCF ’於步驟si3，儲存該指示使用者之資訊，除 此之外，名稱/位址資訊、安全資訊亦能於該S-CSCF内被發 送使用。 該S-CSCF，於步驟su，回覆該SIP 200 0K資訊流(服務 網路接觸資訊(SNCI))給該PDG。 該PDG，於步驟S15，發送資訊流sip 200 OK (SNCI)給 該WLAN，該WLAN發送該SIP 200 OK訊息至該UE，於步驟S16。
第5圖係為一資料流程圖，其係提出透過一乳崩以1{^為 基礎之服務之終端之程序。1AN 2Ό3係連挺至HE 201以及ft)G 205。介於WLAN 203、UE 201以及PDG 205間之通訊係透過標 準以IP為基礎之連結（詳見步驟S0)。依據一輸入SIp呼叫之 接收’於步驟SI ’ CSCF 202擷取行動路由資訊，且於步驟S2， 發送该路由資訊至HLR 204。因應該路由資訊，jjlr 204，於 步驟S3，發送一PDG位址給CSCF 202。CSCF 202，於步驟S4， 發送一SIP邀請訊息給PDG 205，其係於該pdg位址由HLR 204 回覆時。依據該SIP邀請訊息，PDG 205，於步驟S5，定位該 WLAN 203 / UE 201以及，於步驟S6，藉由發送fn 203— SIP邀请§11息通知WLAN 203。WLAN 203，於步驟§7，馨告UE 201 有關一輸入SIP呼叫之存在，如果該sip呼叫係被ue 201所接 200818780 文，則UE 2(U，於步驟S8，發送一接受訊息給WLAN 2〇3。札細 203 ’於步驟S9，發送一SIP 2〇〇 〇κ訊息給pDG 2〇5。於步驟 S10 ’ PDG 205藉由發送一sip 200 〇Κ訊息給CSCF 202來回應 該SIP 200 OK訊息。CSCF 202，於步驟S11，發送該SIP 200 OK訊息給蜂巢網路。 第6圖說明一示範性的參考點Wi，用以作為介於該MGW之 介面’其係識別為一CSCF 123及該PDG 119，PDG之細節已於 上文描述。值得注意的是，第3圖，如同稍早所述，說明介 面wi用以作為介於該IMS子系統(CSCF)及該pDG之間的介面。 丽文說明一示範性的方法及一架構，用以透過一¥1崩存 取一 IP多媒體子系統(CSCF)，儘管本#明色靈||瘍摄佳實施 例特別地展示和描述，熟習此技藝之人士亦能瞭解於型式和 細節上的多種改變可由此達成，而不脫於上述之本發明的保 護範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係為一概圖’其係顯示具有介於哞叫狀態控制功能 (CSCF)和閘道GPRS支援模式GGSN之間，透過一Gi介面直接連 接之習知架構。 第2圖係為一概圖，其係顯示一交互影響之WLAN及3GPP網路。 第3圖係為一概圖，其係顯示介於該IMS子系統（亦即CSCF> 15 200818780 該PDG之間的一連接點Wi。 第4圖係為，其軸示於—纽影響之觀(I—乳篇) ^一對話初始通訊協定⑽)註冊，其中該使用者未註冊。 第5圖係為—流程圖，其係顯示基於透過一—崩服務之ms終 端。
第6圖係為一概圖，其係顯示介於一多媒體閘道(MGW)及該 PDG之間之一介面。 【主要元件符號說明】 3GPP第三代夥伴計晝 AAA認證、授權、帳務管理BG邊界閘道 CCF呼叫控制功能 轉GW 乂控制-閘道 12卜123、202、CSCF呼叫狀態控制功能
GGSN閘道GPRS支援節點 GMSC閘道MSC GPRS通用封包無線傳輪服務 132、204、HLR主位置暫存器 130、HSS主用戶服務 IMS網際網路通訊協定多媒體子系統 IM網際網路通訊協定多媒體 IP網際網路通訊協定 I - WLAN交互影響之wlan I丽SC SMS之交互影響MSC MGCF多媒體閘道控制空能 MGW多媒體閘道 MT行動終端 128、0CS線上計費系統 119、124、205、PDG封包資料閘道 16 200818780 136、138、140、PDN封包資料網路
PS封包交換 R-SGW漫遊SGW RP-DA分程傳遞次層級通訊協定目標位址 SGW發送信號閘道 SMS短訊服務 TE終端裝置 T-SGW 傳送 SGW 100架構 109 WLAN存取點網路 WWAN無線廣域網路 117 WLAN存取閘道 S - CSCF服務呼叫狀態控制功能 SGSN服務GPRS支援節點 SIP對話初始通訊協定
121 SMS-GMSC SNCI服務網路接觸資訊 TPDU轉換通訊協定資料單元 105、201、UE使用者設備 UMTS全球行動通訊系統 UTRAN UMTS全球無線存取網路 VLR訪客位置暫存器 101 網内網路/網際網路 203、WLAN無線區域網路 123、113 3GPP訪客網路 120、126 3GPP AAA代理飼服哭 122、134、C-GwCCF 呼叫控 功能
17

Claims (1)

  1. 200818780 十、申請專利範圍：
    1·用以使一無線傳輸接收單元(WTRU)存取一網際網路通 訊協定多媒體子系統(IMS)的封包資料閘道(pDG)方法，其中 該封包資料閘道經配置用以與該網際網路通訊協定多媒體 子系統及以一無線網際網路通訊協定基礎的網路進行= 訊’且該封包資料閘道適麟向在該無線網際網路通訊協定 基礎的網路中操作的-無線傳輸/通訊系統提供―網際網$ 通訊協定多媒體子系統服務，且該封包資料閘道 態控制功能的一子系統。 狀 2·如申請專利範圍第1項所述的封包資料閘道，其中上i 際網路通訊協定多媒體子系統包含_處理器，其經配置罔 路由一對話初始通訊協定(SIP)訊息。 以 .. .... ... · ..... - ... 3·如申請專利範圍第1項所述的封包資料閘道，更包人 該封包資料閘道包含一處理器，其經配置用以於—封 網路及_觀無線麟網路軌協定基礎的網_ =料 通訊封包資料。 3進行 4·如申請專利範圍第1項所述的封包資料閘道，更勹八 一多媒體閘道；及 ： 路的其中之一 該封包資料閘道包含一處理器，其經配置用以 =務從該媒體閘道連接至該無線網際網路通訊協定基 更缓配置 更緩配置 5·如申請專利範圍第1項所述的封包資料閘道， 用以產生與一用戶流量有關的一計費資訊。 6.如申請專利範圍第1項所述的封包資料閘道， 18 200818780 用，產生-離線計費，以及經配置與—3Gpp網路協作 的°亥热線網際網路通訊協定基礎的網路其中之一。 7·如申请專利範圍帛1項所述的封包資料閘道，更經配置 用以通過一 Wi介面來存取一封包資料網路。 &如申請補麵第！摘述的封包龍閘道，更經配置 用以執行位址轉譯及映像。 9·如申請專利範圍第！項所述的封包資料閘道，更經配置 用以接收一簡訊轉換通訊協定資料單元。 10.如申請專利範圍第9項所述的封包資料閘道，更經配置 用以删除在一接收的簡訊中的一錯誤。 11·如申請專利翻第9顧翻封包資綱道，更經配置 用以壓縮該接收的簡訊;及 . . ... ... : 1 :. .. 將該接收的簡訊傳送至一無線傳輪/通訊系統。 12. —種用以使一無線傳輸/通訊系統(WTRU)存取一網際網 路通訊協定多媒體子系統(IMS)的方法，該方法是在一封:資 料閘道(PDG)中實施，該方法包括： 匕貝 從一無線傳輸/接收單元接收一認證訊號； 該封包資料閘道起始與一網路的一認證對話；及 該封包資料閘道於認證後向該無線傳輸/接收單元 傳送一確認。 13·如申請專利範圍第12項所述的方法，更包含該封包資料 閘道執行一位址轉譯及映像。 、/ 14·如申請專利範圍第12項所述的方法，更包含該封包資料 閘道執行一壓縮。 、〆 19 200818780 如申請專利範圍第丨2項所述的方法，更包含該封包資料 閘這產生與一用戶流量有關的一計費資訊。 仏如申請專利範㈣12項所述的方法，更包含傳送一簡訊 服務訊息。 17·如申請專利範圍第12項所述的方法，更包含傳送一多媒 體服務訊息。 18·如申請專利範圍第12項所述的方法，包含： _ 傳送一多媒體廣播組播服務訊息。 19·如申請專利範圍第12項所述的方法，包含: 偵測一無線區域網路是否能支持對一 3GPP服務的存 取。 • 20·如申請專利範圍第12項所述的方法，包含:· 在一無線區域直接網際網路通訊協定存取與一無線 區域3GPP通訊協定存取之間進行選擇。 21·如申請專利範圍第12項所述的方法，包含·· • 通過一 Wi介面存取一封包資料網路。 20
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