TWI444014B - 無線存取承載管理器實施架構及封包資料收斂協定方法 - Google Patents

無線存取承載管理器實施架構及封包資料收斂協定方法 Download PDF

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Description

無線存取承載管理器實施架構及封包資料收斂協定方法
本發明係有關無線通信系統。更特別是有關實施無線存取承載管理器(RABMs)及封包資料收斂協定(PDCP)處理之無線傳輸接收單元(WTRUs)方法。
無線通信系統係熟知於技術領域中。為了提供無線系統之通用連接，標準係被發展及實施。被廣泛使用之一現行標準係已知為行動電信通用系統(GSM)。此被視為所謂第二代行動無線系統標準(2G)及跟隨在後之其修定版(2.5G)。GPRS及EDGE係為提供(2G)行動電信通用系統網路頂端之相當高速資料服務之2.5G技術。這些標準各尋求以附加特徵及加強來改善先前技術標準。1998年1月，歐洲電信標準協會-特別行動組(ETSI-SMG)同意被稱為通用行動電信系統(UMTS)之第三代無線系統之無線存取計劃。為了近一步實施該通用行動電信系統標準，第三代夥伴計劃(3GPP)係被形成於1998年12月。第三代夥伴計劃繼續實施於共同第三代行動無線標準上。
依據現行第三代夥伴計劃說明書之典型通用行動電信系統架構係被描繪於第1圖。通用行動電信系統網路架構係包含經由已知為被詳細定義於現行公用第三代夥伴計劃說明書文獻中之Iu被與通用行動電信系統陸上無線存取網路(UTRAN)連接之核心網路(CN)。通用行動電信系統陸上無線存取網路係被配置經由已知為第三代夥伴計劃中之使用者設備(UEs)之無線傳輸接收單元(WTRUs)，經由已知為Uu之無線介面提供無線通信服務給使用者。通用行動電信系統陸上無線存取網路具有一個或更多無線網路控制器(RNCs)及已知為第三代夥伴計劃中之節點B(Node Bs)之基地台，其可收集性提供地理涵蓋率與無線傳輸接收單元做無線通信。一個或更多節點B係經由已知為第三代夥伴計劃中之Iub被連接至各無線網路控制器。通用行動電信系統陸上無線存取網路可具有被連接至不同無線網路控制器之若干組節點B；兩個係被顯示於被描繪於第1圖之例中。一個以上無線網路控制器被提供於通用行動電信系統陸上無線存取網路，無線網路控制器間通信係經由Iur介面來實施者，亦被定義於第三代夥伴計劃說明書中。
外接網路組件之通信係藉由經由Uu介面之使用者位準及經由連接外部系統之各種核心網路之網路位準上之節點B來實施。
通常，如節點B之基地台主要功能係提供基地台之網路及無線傳輸接收單元間之無線連接。通常基地台可發出使非連接無線傳輸接收單元與該基地台時點同步之共用頻道信號。第三代夥伴計劃中，節點B執行與無線傳輸接收單元之實際無線連接。節點B可於Iub介面接收來自無線網路控制器之信號，其可控制被節點B於Uu介面傳輸之信號。
核心網路係負責傳送資訊至其正確目的地。例如，核心網路可從無線傳輸接收單元傳送經由節點B被通用行動電信系統接收之語音訊務至公用交換電話網路(PSTN)載被傳送至網際網路之封包資料(為了簡化無圖示)。第三代無線系統中，核心網路具有六個主要組件：1)服務通用封包無線服務(GPRS)支援節點(SGSN)；2)閘道通用封包無線服務支援節點(GGSN)；3)邊界閘道；4)來訪者位置暫存器(VLR)；5)行動服務交換中心；及6)閘道行動服務交換中心。服務通用封包無線服務支援節點可提供對如網際網路之封包交換(PS)領域之存取。閘道通用封包無線服務支援節點係為可連接其他網路之閘道節點。所有前往其他操作者網路或網際網路之資料訊務係通過閘道通用封包無線服務支援節點。邊界閘道係當作避免被網路外之入侵者攻擊網路範圍内之用戶之防火牆。來訪者位置暫存器係為必須提供服務之用戶資料之現行服務網路'複本'。此資訊最初來自可管理行動用戶之資料庫。行動服務交換中心係負責從通用行動電信系統終端至網路之'電路交換'。閘道行動服務交換中心可以用戶目前位置為基礎實施傳送功能。閘道行動服務交換中心亦可接收及管理從外部網路用戶之連接要求。
無線網路控制器可控制通用行動電信系統陸上無線存取網路之内部功能。無線網路控制器亦可提供具有經由具有節點B之Iub介面連接之局部組件及經由核心網路及外部系統，如來自國内通用行動電信系統手機之國外呼叫間之連接之外部服務組件之通信媒介服務。
通常，無線網路控制器可監視多重基地台，管理被節點B服務之無線服務涵蓋率地理區域内之無線資源，及為Uu介面控制實際無線資源。第三代夥伴計劃中，無線網路控制器之Iu介面可提供對核心網路之兩連接：一者係針對封包交換領域而另一者係針對電路交換領域。無線網路控制器之另一重要功能係包含機密及完整保護。
如第三代夥伴計劃分時雙工及分頻雙工系統之通信系統中，可變速率資料之多重共用及專用頻道係被組合來傳輸。該系統之背景特定資料係公開可得且繼續被發展。
無線存取承載管理器及封包資料收斂協定處理係已知用於第三代夥伴計劃中。本發明可明瞭組合這些功能於單組件，特別是用於行動無線傳輸接收單元中之期望。
本發明提供可組合無線存取承載管理器及封包資料收斂協定處理於無線傳輸接收單元，特別有用於行動無線傳輸接收單元，通用行動電信系統無線通信系統中亦被稱為使用者設備之組件。
較佳是，無線傳輸接收單元具有可於無線存取承載(RABs)傳輸封包交換資料之一網際網路協定中繼(IPR)，經由封包資料協定(PDP)情境管理無線存取承載之一對話管理器(SM)，可為無線傳輸接收單元控制無線存取承載及無線承載分配之一無線資源控制器(RRC)，及傳輸封包交換資料於無線承載(RB)上之無線鏈路控制器(RLC)。被配置控制無線鏈路控制器及網際網路協定中繼間之無線通信封包交換資料流，及提供對話管理器及無線資源控制器作介面控制，使封包交換資料處理及各無線存取承載控制與封包交換資料處理及單無線承載控制產生相關之組合無線存取承載管理器/封包資料收斂協定單元係被提供。
熟練技術人士可以本發明較佳實施例所呈現下列說明為基礎來了解其他目的及優點。
首字母組合字表
2G　第二代行動無線系統標準
3GPP　第三代夥伴計劃
ARIB　無線產業商業協會
AS　存取層
ASIC　特定應用積體電路
BMC　廣播/多點傳送控制
CN　核心網路
DCH　專用頻道
DL　下連
ETSI SMG　歐洲電信標準協會-特別行動組
FDD　分頻雙工
GPRS　通用封包無線服務
GMM　通用封包無線服務行動管理
GSM　通用行動電信系統
HS　高速
HSDPA　高速下連封包存取
HS-DSCH　高速下連共享頻道
MAC　媒體存取控制
NAS　非存取層
NSAPI　網路服務存取點識別器
PDCP　封包資料收斂協定
PDP　封包資料協定
PHY　實際層
PS　封包交換
PSTN　公共交換電話網路
RAB　無線存取承載
RABC　無線存取承載控制器
RABM　無線存取承載管理器
RB　無線承載
RLC　無線鏈路控制器
RNCs　無線網路控制器
RRC　無線資源控制器
SM　對話管理器
SNDCP　子網路倚賴收斂協定
TDD　分時雙工
TS　時間槽
TTI　傳輸時間間隔
Tx　傳輸
UBMC　使用者設備廣播/多點傳送控制
UEs　使用者設備
UL　上鏈
UPDCP　使用者設備封包資料收斂協定
URABM　使用者設備無線存取承載管理器
UMAC　使用者設備媒體存取控制
UMTS　通用行動電信系統
URLC　使用者設備無線鏈路控制
URRC　使用者設備無線資源控制
UTRAN　通用行動電信系統陸上無線存取網路
WTRUs　無線傳輸接收單元
本發明將參考附圖做說明，其中遍及全文之相似數字係代表相似元件。
基地台，無線傳輸接收單元及行動單元係以其通用涵義來使用。在此被使用之基地台名詞係包含但不限於基地台，節點-B，位址控制器，存取點或提供無線傳輸接收單元對與基地台產生相關之網路做無線存取之無線環境中之其他互連元件。
在此被使用之無線傳輸接收單元名詞係包含但不限於使用者設備，行動台，固定或行動用戶單元，呼叫器，或可操作於無線環境中之任何其他類型元件。無線傳輸接收單元包含個人通信裝置，如電話，視訊電話，及具有網路連接之網際網路便捷電話。此外，無線傳輸接收單元包含可攜式個人計算裝置，如個人數位助理(PDAs)及具有類似網路性能之無線數據機之筆記型電腦。無線傳輸接收單元為可攜帶或可改變位置者係被稱為行動單元。
本發明特別有用於被與行動單元，也就是行動無線傳輸接收單元一起使用時。例如，本發明可被實施於第1圖所示傳統通用行動電信系統之使用者設備中。
參考第2圖，顯示依據本發明傳授之無線傳輸接收單元10，其中具有組合使用者設備無線存取承載管理器(URABM)/使用者設備封包資料收斂協定單元(URABM/UPDCP)組件12。第2圖所示之組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元處理器12較佳橫跨非存取層(NAS)及存取層(AS)組件，且被配置以一網路服務存取點識別器(NSAPI)被映射至僅包含一無線承載之一無線存取承載之事實為基礎來整合使用者設備無線存取承載管理器及使用者設備封包資料收斂協定單元功能為一組件。為了設立封包資料協定情境，對非存取層組件11之對話管理器14之控制介面12a係被用來設立封包交換資料服務，以便經由通用行動電信系統存取層區段34或使用者設備10之通用行動電信系統/通用封包無線服務存取層區段30與使用者設備做網路通信。
如第2圖所示，使用者設備10係被配置經由網際網路協定中繼16提供通用行動電信系統域之封包交換資料服務，經由使用者設備無線鏈路控制(URLC)18提供組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元處理器12及通用行動電信系統存取層區段34。通用行動電信系統存取層區段34内，使用者設備無線鏈路控制18亦具有一資料介面，與使用者設備廣播/多點傳送控制(UBMC)20及使用者設備媒體存取控制(UMAC)22互連，後者具有與使用者設備10之通用行動電信系統實際層組件24互連之資料介面。如第2圖左手側所示，使用者設備10被配置經由第二網際網路協定中繼26提供通用封包無線服務域之封包交換資料服務，子網路倚賴收斂協定(SNDCP)處理器28，通用行動電信系統/通用封包無線服務存取層30及使用者設備10之通用行動電信系統/通用封包無線服務實際層32。
使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元處理器12包含無線存取承載控制器(RABC)及無線存取承載。無線存取承載控制器係為使用者設備無線存取承載管理器之控制器，而無線存取承載係為被提供至網際網路協定中繼16之使用者設備無線存取承載管理器服務。使用者設備無線存取承載管理器可提供服務品質加強並以上鏈方向排序及轉送資料至使用者設備封包資料收斂協定單元片段。使用者設備封包資料收斂協定單元可將來自使用者設備無線存取承載管理器之資料格式化並將被格式化資料轉移至使用者設備無線鏈路控制18，其接著被轉移至使用者設備媒體存取控制22及通用行動電信系統實際層組件24以便傳送至如無線頻道之實際媒體。當封包資料協定情境至動程序被啟動時，對話管理器14係被配置指示使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收歛協定單元12。對話管理器14等待來自使用者設備無線資源控制17之無線承載設立指示。當使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12接收設立指示時，其分配資源及維持映射於資料平面中以傳送資料。
使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12之使用者設備封包資料收斂協定單元片段係包含一控制器及無線承載。無線承載係為被提供至使用者設備無線存取承載管理器之使用者設備封包資料收斂協定單元服務，其包含標頭壓縮及使用者設備無線鏈路控制18之封包資料協定使用者資料服務轉移。組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元處理器12可藉由辨識各無線存取承載僅包含一無線承載來控制無線承載及無線存取承載為一處理。
此組合處理中係具有邏輯性兩控制器(無線存取承載控制器及封包資料收斂協定控制器)。其兩者均可接收外來指令信號，使用者設備封包資料收斂協定控制器12c可接收來自使用者設備無線資源控制17之指令信號，而無線存取承載控制器12a/b可接收來自對話管理器14及通用封包無線服務行動管理15之指令信號，但該兩控制器一起操作相同無線存取承載管理器/封包資料收斂協定單元處理器12狀態機，其可決定本質上連接網際網路協定堆疊(經由網際網路協定中繼16)及第三代通用行動電信系統特定無線承載及頻道(使用者設備封包資料收斂協定單元處理器12及使用者設備無線鏈路控制18及向下)之資料路徑運算時間模式。例如，當使用者設備啟動封包資料呼叫時，對話管理器14可以RABMSM_ACTIVATE_IND信號經由12a通知該處理，其將使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12狀態從IDLE帶領至WAIT_EST以等待無線頻道之建立。因此，當使用者設備無線資源控制17信號(經由12c)以具有無線存取承載及無線承載資訊之CPDCP_CONFIG_REQ指令對處理發送信號，狀態前進至RAB_EST而兩資料路徑之内部開關(具有無線存取承載及無線承載之封包資料協定情境)係被關閉。僅此狀態時，上鏈及下鏈資料訊務可流動，且如網際網路協定標頭壓縮之資料處理可被執行。
通用封包無線服務行動管理15係為用於封包交換網路中之手機行動管理之協定實體(非存取層組件11中)。使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12可與其互連於封包交換資料路徑下重建支援無線存取承載/無線承載。特定情況下，封包模式中之相當低訊務量可能使網路暫時離開無線承載/頻道但保持上資料路徑情境(封包資料協定情境/網路服務存取點識別器)完整。當手機發出封包資料且使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12發現(經由狀態機)該支援無線存取承載/無線承載遺失時，通用封包無線服務行動管理15接著發出信號(經由12b)要求來自代表封包資料協定情境及網路服務存取點識別器之網路及無線存取承載/無線承載。通用封包無線服務行動管理15稍後針對重建結果發送信號回到使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12。
上例中，雖然通用封包無線服務行動管理15有助於上資料路徑，使用者設備無線資源控制17係負責從使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元及向下配置無線承載/頻道至所有存取層34層，包含對實際層組件24。使用者設備無線資源控制17可接收來自其網路點之配置指令。至於使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12，使用者設備無線資源控制17提出如封包資料協定情境及無線存取承載/無線承載間之映射(因為大於一封包交換路徑)之細節，及提出如重置資訊及/或網際網路協定標頭壓縮之其他細節。
第3圖顯示組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12且其對其他子層之介面係更詳細。子層係被分組為第3圖右側及第3圖左側之封包交換資料路徑36。
亦被顯示於第2圖中，被實施於組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12中之對無線存取承載控制器/使用者設備封包資料收斂協定控制器之控制介面，係包含與對話管理器14互連之控制器，通用封包無線服務行動管理組件15及使用者設備無線資源控制17。這些包含具有對話管理器14之無線存取承載管理器對話管理器控制介面12a，具有通用封包無線服務行動管理15之通用封包無線服務行動管理無線存取承載管理器控制介面12b，及具有使用者設備無線資源控制17之無線存取承載管理器存取層及封包資料收斂協定控制介面12c。用於組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12之資料介面係延伸於網際網路協定中繼16及使用者設備無線鏈路控制18之間。更特別是，無線存取承載之創造，修改及釋出係經由控制線12被提供至對話管理器。
如第3圖所示，組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元模組12可被配置為通用行動電信系統存取層域34之部分。組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元模組12係較佳被實施於靜態且被最初創造於開始時之一處理中。
使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元為靜態，意指其於使用者設備功率增加階段被創造為操作系統中其他者間之運算任務。此實體接著控制無線存取承載控制器及無線存取承載控制器控制器之功能，且維持對對話管理器，通用封包無線服務行動管理及使用者設備無線資源控制之信號路徑。即使手機僅運算於電路交換模式，該處理都不會終止於系統操作中任一點。
較佳是，第2及3圖之使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元12係被實施於如特定應用積體電路(ASIC)之單積體電路上。然而，雖然多重獨立積體電路可被使用，但第2及3圖所示之其他組件亦可被立即實施於具有組合使用者設備無線存取承載管理器/使用者設備封包資料收斂協定單元組件之特定應用積體電路上。
熟練技術人士將了解符合本發明之其他變異及修改。雖然本發明特徵及元件被說明於特定組合中之較佳實施例，但各特徵或元件可被單獨使用(無較佳實施例之其他特徵及元件)或被使用於有或無本發明其他特徵及元件之各種組合中。
10．．．無線傳輸接收單元/使用者設備
11．．．非存取層組件
12、12c．．．使用者設備封包資料收斂協定處理器
12a、12b．．．無線存取承載控制器
14．．．對話管理器
15．．．通用封包無線服務行動管理
16、26．．．網際網路協定中繼
17．．．使用者設備無線資源控制
18．．．使用者設備無線鏈路控制
20．．．使用者設備廣播/多點傳送控制
22．．．使用者設備媒體存取控制
24、32．．．實際層
28．．．子網路倚賴收斂協定處理器
30．．．通用行動電信系統/通用封包無線服務存取層
32．．．通用行動電信系統/通用封包無線服務實際層
34．．．通用行動電信系統存取層區段
36．．．封包交換資料路徑
藉由實例並且配合附圖，從下文會更詳細瞭解本發明，附圖中：
第1圖顯示傳統通用行動電信系統網路系統架構之概觀。
第2圖為具有組合無線存取承載管理器/封包資料收斂協定單元(URAM_UPDCP)之使用者設備略圖。
第3圖為具有組合無線存取承載管理器/封包資料收斂協定單元及其他子層間之介面略圖。
10．．．無線傳輸接收單元
11．．．非存取層組件
12、12c．．．使用者設備封包資料收斂協定處理器
12a、12b．．．無線存取承載控制器
14．．．對話管理器
15．．．通用封包無線服務行動管理
16、26．．．網際網路協定中繼
17．．．使用者設備無線資源控制
18．．．使用者設備無線鏈路控制
20．．．使用者設備廣播/多點傳送控制
22．．．使用者設備媒體存取控制
24、32．．．實際層
28．．．子網路倚賴收斂協定處理器
30．．．通用行動電信系統/通用封包無線服務存取層
32．．．通用行動電信系統/通用封包無線服務實際層
34．．．通用行動電信系統存取層區段

Claims (9)

  1. 一種無線傳輸接收單元(WTRU)，包含：一封包交換控制路徑介面；一封包交換資料路徑介面；以及一組合的使用者設備無線存取承載管理器及使用者設備封包資料收斂協定(URABM/UPDCP)實體，其被配置用以經由該控制路徑介面來傳遞控制信號，以及經由該資料路徑介面來傳遞一使用者資料，以及一起實現用於無線存取承載(RAB)與無線承載(RB)的複數個控制，以用於傳輸封包交換(PS)資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，其中該組合的URABM/UPDCP實體包括用於與一對話管理器(SM)傳遞控制信令的一介面，該介面被配置用以經由一封包資料協定(PDP)情境管理無線存取承載(RAB)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，其中該組合的URABM/UPDCP實體包括用於與一通用封包無線服務行動管理(GMM)實體傳遞控制信令的一介面，該介面被配置用以執行用於該WTRU的行動管理。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，其中該組合的URABM/UPDCP實體包括用於與一使用者設備無線資源控制(URRC)單元傳遞控制信令的一介面，該介面被配置用以配置複數個無線承載。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之WTRU無線傳輸接收單元 (WTRU)，其中該組合的URABM/UPDCP實體包括用於與一網際網路協定中繼(IPR)通訊的一介面，該介面被配置用以經由一無線存取承載來傳輸一封包交換資料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，更包含：一使用者設備(UE)無線鏈路控制(URLC)單元，其被配置用以在複數個無線承載(RB)上傳輸封包交換(PS)資料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，其中該組合的URABM/UPDCP實體包括一至該URLC單元的介面，以傳輸資料至該URLC單元。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，其中該組合的URABM/UPDCP實體被配置為一通用行動電信系統(UMTS)存取層(AS)域的一部分。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之無線傳輸接收單元(WTRU)，其中該WTRU被配置為用於一通用行動電信系統(UMTS)的一使用者設備(UE)。
TW098102150A 2003-10-30 2004-10-26 無線存取承載管理器實施架構及封包資料收斂協定方法 TWI444014B (zh)

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TW094114802A TWI349462B (en) 2003-10-30 2004-10-26 Architecture for implementation of radio access bearer manager (rabm) and packet data convergence protocol (pdcp) process
TW093132445A TWI258952B (en) 2003-10-30 2004-10-26 Architecture for implementation of radio access bearer manager (RABM) and packet data convergence protocol (PDCP) process
TW098102150A TWI444014B (zh) 2003-10-30 2004-10-26 無線存取承載管理器實施架構及封包資料收斂協定方法

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TW093132445A TWI258952B (en) 2003-10-30 2004-10-26 Architecture for implementation of radio access bearer manager (RABM) and packet data convergence protocol (PDCP) process

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