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CN101494923A - 无线存取承载管理器实施架构及封包数据收敛协议方法 - Google Patents

无线存取承载管理器实施架构及封包数据收敛协议方法 Download PDF

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CN101494923A
CN101494923A CNA2009100070732A CN200910007073A CN101494923A CN 101494923 A CN101494923 A CN 101494923A CN A2009100070732 A CNA2009100070732 A CN A2009100070732A CN 200910007073 A CN200910007073 A CN 200910007073A CN 101494923 A CN101494923 A CN 101494923A
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威廉·法兰科尔
彼得·绍民·王
王雪丽
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Abstract

一种无线传输接收单元，及一种用于无线传输接收单元用以控制一无线链路控制器及一网际网络协议中继间的无线存取承载上的无线通信封包交换数据流的方法。一组合无线存取承载管理器/封包数据收敛协议组件，可提供该对话管理器及无线资源中心做接口控制使封包交换数据的处理及各无线存取承载的控制与该封包交换数据的处理及单无线承载的控制产生相关。

Description

无线存取承载管理器实施架构及封包数据收敛协议方法
本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2004/035416，国际申请日为2004年10月26日，进入中国国家阶段的申请号为200480032535.1，发明名称为“无线存取承载管理器实施架构及封包数据收敛协议方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明有关无线通信系统。特别是有关实施无线存取承载管理器(RABMs)及封包数据收敛协议(PDCP)处理的无线传输接收单元(WTRUs)方法。
背景技术
无线通信系统为本技术领域中所熟知。为了提供无线系统的通用连接，标准被发展及实施。被广泛使用的一现行标准已知为移动电信通用系统(GSM)。此被视为所谓第二代移动无线系统标准(2G)及跟随在后的其修定版(2.5G)。GPRS及EDGE是为提供(2G)移动电信通用系统网络顶端的相当高速数据服务的2.5G技术。这些标准各寻求以附加特征及加强来改善先前技术标准。1998年1月，欧洲电信标准协会-特别移动组(ETSI-SMG)同意被称为通用移动电信系统(UMTS)的第三代无线系统的无线存取计划。为了近一步实施该通用移动电信系统标准，第三代伙伴计划(3GPP)被形成于1998年12月。第三代伙伴计划继续实施于共同第三代移动无线标准上。
依据现行第三代伙伴计划说明书的典型通用移动电信系统架构被描绘于图1。通用移动电信系统网络架构包含经由已知为被详细定义于现行公用第三代伙伴计划说明书文献中的Iu被与通用移动电信系统陆上无线存取网络(UTRAN)连接的核心网络(CN)。通用移动电信系统陆上无线存取网络被配置成经由已知为第三代伙伴计划中的用户设备(UEs)的无线传输接收单元(WTRUs)，经由已知为Uu的无线接口提供无线通信服务给用户。通用移动电信系统陆上无线存取网络具有一个或更多无线网络控制器(RNCs)及已知为第三代伙伴计划中的节点B(Node Bs)的基站，其可收集性提供地理涵盖率与无线传输接收单元做无线通信。一个或更多节点B经由已知为第三代伙伴计划中的Iub被连接至各无线网络控制器。通用移动电信系统陆上无线存取网络可具有被连接至不同无线网络控制器的若干组节点B；两个是被显示于被描绘于图1的实例中。一个以上无线网络控制器被提供于通用移动电信系统陆上无线存取网络，无线网络控制器间通信是经由Iur接口来实施的，亦被定义于第三代伙伴计划说明书中。
外接网络组件的通信是借助经由Uu接口的用户位准及经由连接外部系统的各种核心网络的网络位准上的节点B来实施。
通常，如节点B的基站主要功能是提供基站的网络及无线传输接收单元间的无线连接。通常基站可发出使非连接无线传输接收单元与该基站时点同步的共享频道信号。第三代伙伴计划中，节点B执行与无线传输接收单元的实际无线连接。节点B可于Iub接口接收来自无线网络控制器的信号，其可控制被节点B于Uu接口传输的信号。
核心网络是负责传送信息至其正确目的地。例如，核心网络可从无线传输接收单元传送经由节点B被通用移动电信系统接收的语音讯务至公用交换电话网络(PSTN)或被传送至网际网络的封包数据(为了简化无图标)。第三代无线系统中，核心网络具有六个主要组件：1)服务通用封包无线服务(GPRS)支持节点(SGSN)；2)网关通用封包无线服务支持节点(GGSN)；3)边界网关；4)来访者位置寄存器(VLR)；5)移动服务交换中心；及6)网关移动服务交换中心。服务通用封包无线服务支持节点可提供对如网际网络的封包交换(PS)领域的存取。网关通用封包无线服务支持节点是可连接其它网络的网关节点。所有前往其它操作者网络或网际网络的数据讯务是通过网关通用封包无线服务支持节点。边界网关是当作避免被网络外的入侵者攻击网络范围内的用户的防火墙。来访者位置寄存器是必须提供服务的用户数据的现行服务网络‘复本’。此信息最初来自可管理移动用户的数据库。移动服务交换中心负责从通用移动电信系统终端至网络的‘电路交换’。网关移动服务交换中心可以用户目前位置为基础实施传送功能。网关移动服务交换中心亦可接收及管理从外部网络用户的连接要求。
无线网络控制器可控制通用移动电信系统陆上无线存取网络的内部功能。无线网络控制器亦可提供具有经由具有节点B的Iub接口连接的局部组件及经由核心网络及外部系统，如来自国内通用移动电信系统手机的国外呼叫间的连接的外部服务组件的通信媒介服务。
通常，无线网络控制器可监视多重基站，管理被节点B服务的无线服务涵盖率地理区域内的无线资源，及为Uu接口控制实际无线资源。第三代伙伴计划中，无线网络控制器的Iu接口可提供对核心网络的两连接：其一是针对封包交换领域而另一个是针对电路交换领域。无线网络控制器的另一重要功能是包含机密及完整保护。
如第三代伙伴计划分时双工及分频双工系统的通信系统中，可变速率数据的多重共享及专用频道是被组合来传输。该系统的背景特定数据是公开可得且继续被发展。
无线存取承载管理器及封包数据收敛协议处理已知是用于第三代伙伴计划中。本发明可明了组合这些功能于单组件，特别是用于移动无线传输接收单元中的期望。
发明内容
本发明提供可组合无线存取承载管理器及封包数据收敛协议处理于无线传输接收单元，特别有用于移动无线传输接收单元，通用移动电信系统无线通信系统中亦被称为用户设备的组件。
较佳是，无线传输接收单元具有可于无线存取承载(RABs)传输封包交换数据的一网际网络协议中继(IPR)，经由封包数据协议(PDP)情境管理无线存取承载的一对话管理器(SM)，可为无线传输接收单元控制无线存取承载及无线承载分配的一无线资源控制器(RRC)，及传输封包交换数据于无线承载(RB)上的无线链路控制器(RLC)。被配置控制无线链路控制器及网际网络协议中继间的无线通信封包交换数据流，及提供对话管理器及无线资源控制器作接口控制，使封包交换数据处理及各无线存取承载控制与封包交换数据处理及单无线承载控制产生相关的组合无线存取承载管理器/封包数据收敛协议单元被提供。
熟悉本领域的技术人员可以本发明较佳实施例所呈现下列说明为基础来了解其它目的及优点。
附图说明
图1为显示传统的通用移动电信系统网络系统架构的概观图。
图2为具有组合无线存取承载管理器/封包数据收敛协议单元(URAM_UPDCP)的用户设备略图。
图3为具有组合无线存取承载管理器/封包数据收敛协议单元及其它子层间的接口略图。
首字母组合字表
  2G   第二代移动无线系统标准
  3GPP   第三代伙伴计划
  ARIB   无线产业商业协会
  AS   存取层
  ASIC   特定用途集成电路
  BMC   广播/多点传送控制
  CN   核心网络
  DCH   专用频道
  DL   下链
  ETSI SMG   欧洲电信标准协会-特别移动组
  FDD   分频双工
  GPRS   通用封包无线服务
  GMM   通用封包无线服务移动管理
  GSM   通用移动电信系统
  HS   高速
  HSDPA   高速下连封包存取
  HS-DSCH   高速下连共享频道
  MAC   媒体存取控制
  NAS   非存取层
  NSAPI   网络服务存取点识别器
  PDCP   封包数据收敛协议
  PDP   封包数据协议
  PHY   实际层
  PS   封包交换
  PSTN   公共交换电话网络
  RAB   无线存取承载
  RABC   无线存取承载控制器
  RABM   无线存取承载管理器
  RB   无线承载
  RLC   无线链路控制器
  RNCs   无线网络控制器
  RRC   无线资源控制器
  SM   对话管理器
  SNDCP   子网络倚赖收敛协议
  TDD   分时双工
  TS   时间槽
  TTI   传输时间间隔
  Tx   传输
  UBMC   用户设备广播/多点传送控制
  UEs   用户设备
  UL   上链
  UPDCP   用户设备封包数据收敛协议
  URABM   用户设备无线存取承载管理器
  UMAC   用户设备媒体存取控制
  UMTS   通用移动电信系统
  URLC   用户设备无线链路控制
  URRC   用户设备无线资源控制
  UTRAN   通用移动电信系统陆上无线存取网络
  WTRUs   无线传输接收单元
具体实施方式
本发明将参考附图做说明，其中遍及全文的相同标号是代表相同组件。
基站，无线传输接收单元及移动单元是以其通用涵义来使用。在此被使用的基站名词是包含但不限于基站，节点-B，地址控制器，存取点或提供无线传输接收单元对与基站产生相关的网络做无线存取的无线环境中的其它互连组件。
在此被使用的无线传输接收单元名词是包含但不限于用户设备，移动台，固定或移动用户单元，呼叫器，或可操作于无线环境中的任何其它类型组件。无线传输接收单元包含个人通信装置，如电话，视讯电话，及具有网络连接的网际网络便捷电话。此外，无线传输接收单元包含可携式个人计算装置，如个人数字助理(PDAs)及具有类似网络性能的无线调制解调器的笔记本计算机。无线传输接收单元为可携带或可改变位置的是被称为移动单元。
本发明于被与移动单元，也就是移动无线传输接收单元一起使用时特别有用。例如，本发明可被实施于图1所示的传统通用移动电信系统的用户设备中。
参考图2，图中显示依据本发明传授的无线传输接收单元10，其中具有组合用户设备无线存取承载管理器(URABM)/用户设备封包数据收敛协议单元(URABM/UPDCP)组件12。图2所示的组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元处理器12较佳横跨非存取层(NAS)及存取层(AS)组件，且被配置以一网络服务存取点识别器(NSAPI)被映像至仅包含一无线承载的一无线存取承载的事实为基础来整合用户设备无线存取承载管理器及用户设备封包数据收敛协议单元功能为一组件。为了设立封包数据协议情境，对非存取层组件11的对话管理器14的控制接口12a是被用来设立封包交换数据服务，以便经由通用移动电信系统存取层区段34或用户设备10的通用移动电信系统/通用封包无线服务存取层区段30与用户设备做网络通信。
如图2所示，用户设备10是被配置经由网际网络协议中继16提供通用移动电信系统域的封包交换数据服务，经由用户设备无线链路控制(URLC)18提供组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元处理器12及通用移动电信系统存取层区段34。通用移动电信系统存取层区段34内，用户设备无线链路控制18亦具有一数据接口，与用户设备广播/多点传送控制(UBMC)20及用户设备媒体存取控制(UMAC)22互连，后者具有与用户设备10的通用移动电信系统实际层组件24互连的数据接口。如图2左手侧所示，用户设备10被配置经由第二网际网络协议中继26提供通用封包无线服务域的封包交换数据服务，子网络倚赖收敛协议(SNDCP)处理器28，通用移动电信系统/通用封包无线服务存取层30及用户设备10的通用移动电信系统/通用封包无线服务实际层32。
用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元处理器12包含无线存取承载控制器(RABC)及无线存取承载。无线存取承载控制器是用户设备无线存取承载管理器的控制器，而无线存取承载是被提供至网际网络协议中继16的用户设备无线存取承载管理器服务。用户设备无线存取承载管理器可提供服务品质加强并以上链方向排序及转送数据至用户设备封包数据收敛协议单元片段。用户设备封包数据收敛协议单元可将来自用户设备无线存取承载管理器的数据格式化并将被格式化数据转移至用户设备无线链路控制18，其接着被转移至用户设备媒体存取控制22及通用移动电信系统实际层组件24以便传送至如无线频道的实际媒体。当封包数据协议情境致动程序被激活时，对话管理器14被配置指示用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12。对话管理器14等待来自用户设备无线资源控制17的无线承载设立指示。当用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12接收设立指示时，其分配资源及维持映像于数据平面中以传送数据。
用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12的用户设备封包数据收敛协议单元片段包含一控制器及无线承载。无线承载被提供至用户设备无线存取承载管理器的用户设备封包数据收敛协议单元服务，其包含标头压缩及用户设备无线链路控制18的封包数据协议用户数据服务转移。组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元处理器12可借助识别各无线存取承载仅包含一无线承载来控制无线承载及无线存取承载为一处理。
此组合处理中具有逻辑性两控制器(无线存取承载控制器及封包数据收敛协议控制器)。其两者均可接收外来指令信号，用户设备封包数据收敛协议控制器12c可接收来自用户设备无线资源控制17的指令信号，而无线存取承载控制器12a/b可接收来自对话管理器14及通用封包无线服务移动管理15的指令信号，但该两控制器一起操作相同无线存取承载管理器/封包数据收敛协议单元处理器12状态机，其可决定本质上连接网际网络协议堆栈(经由网际网络协议中继16)及第三代通用移动电信系统特定无线承载及频道(用户设备封包数据收敛协议单元处理器12及用户设备无线链路控制18及向下)的数据路径运算时间模式。例如，当用户设备激活封包数据呼叫时，对话管理器14可以RABMSM_ACTIVATE_IND信号经由12a通知该处理，其将用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12状态从IDLE带领至WAIT_EST以等待无线频道的建立。因此，当用户设备无线资源控制17信号(经由12c)以具有无线存取承载及无线承载信息的CPDCP_CONFIG_REQ指令对处理发送信号，状态前进至RAB_EST而两数据路径的内部开关(具有无线存取承载及无线承载的封包数据协议情境)是被关闭。仅此状态时，上链及下链数据讯务可流动，且如网际网络协议标头压缩的数据处理可被执行。
通用封包无线服务移动管理15是用于封包交换网络中的手机移动管理的协议实体(非存取层组件11中)。用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12可与其互连于封包交换数据路径下重建支持无线存取承载/无线承载。特定情况下，封包模式中的相当低讯务量可能使网络暂时离开无线承载/频道但保持上数据路径情境(封包数据协议情境/网络服务存取点识别器)完整。当手机发出封包数据且用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12发现(经由状态机)该支持无线存取承载/无线承载遗失时，通用封包无线服务移动管理15接着发出信号(经由12b)要求来自代表封包数据协议情境及网络服务存取点识别器的网络及无线存取承载/无线承载。通用封包无线服务移动管15稍后针对重建结果发送信号回到用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12。
上例中，虽然通用封包无线服务移动管理15有助于上数据路径，用户设备无线资源控制17负责从用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元及向下配置无线承载/频道至所有存取层34层，包含对实际层组件24。用户设备无线资源控制17可接收来自其网络点的配置指令。至于用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12，用户设备无线资源控制17提出如封包数据协议情境及无线存取承载/无线承载间的映像(因为大于一封包交换路径)的细节，及提出如重置信息及/或网际网络协议标头压缩的其它细节。
图3显示组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12且其对其他子层的接口更详细。子层是被分组为图3右侧及图3左侧的封包交换数据路径36。
亦被显示于图2中，被实施于组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12中的对无线存取承载控制器/用户设备封包数据收敛协议控制器的控制接口，是包含与对话管理器14互连的控制器，通用封包无线服务移动管理组件15及用户设备无线资源控制17。这些包含具有对话管理器14的无线存取承载管理器对话管理器控制接口12a，具有通用封包无线服务移动管理15的通用封包无线服务移动管理无线存取承载管理器控制接口12b，及具有用户设备无线资源控制17的无线存取承载管理器存取层及封包数据收敛协议控制接口12c。用于组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12的数据接口是延伸于网际网络协议中继16及用户设备无线链路控制18之间。更特别是，无线存取承载的创造，修改及释出是经由控制线12被提供至对话管理器。
如图3所示，组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元模块12可被配置为通用移动电信系统存取层域34的部分。组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元模块12较佳是被实施于静态且被最初创造于开始时的一处理中。
用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元为静态，意指其于用户设备增加能量消耗阶段被创造为操作系统中其它者间的运算任务。此实体接着控制无线存取承载控制器及无线存取承载控制器控制器的功能，且维持对对话管理器，通用封包无线服务移动管理及用户设备无线资源控制的信号路径。即使手机仅运算于电路交换模式，该处理都不会终止于系统操作中任一点。
较佳是，图2及3的用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元12是被实施于如特定用途集成电路(ASIC)的单集成电路上。然而，虽然多重独立集成电路可被使用，但图2及3所示的其它组件亦可被立即实施于具有组合用户设备无线存取承载管理器/用户设备封包数据收敛协议单元组件的特定用途集成电路上。
熟悉本领域的技术人员将了解符合本发明的其它变异及修改。虽然本发明特征及组件被说明于特定组合中的较佳实施例，但各特征或组件可被单独使用(无较佳实施例的其它特征及组件)或被使用于有或无本发明其它特征及组件的各种组合中。

Claims (10)

1.一种无线传输接收单元，所述无线传输接收单元包括：
组合的用户设备无线存取承载管理器和用户设备封包数据收敛协议单元(URABM/UPDCP)；
子层封包交换控制路径接口；以及
子层封包交换数据路径接口。
2.根据权利要求1所述的无线传输接收单元，其中所述无线传输接收单元被配置为用于通用移动电信系统的用户设备。
3.根据权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于所述无线传输接收单元还包括：
操作系统，其中所述URABM/UPDCP是在所述用户设备功率增加阶段被创建为所述操作系统中的运作过程。
4.根据权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于所述URABM/UPDCP被配置为通用移动电信系统存取层域的部分。
5.根据权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于所述URABM/UPDCP包括通过所述封包交换控制路径接口与对话管理器、通用封包无线服务移动管理组件和用户设备无线资源控制器连接的控制装置。
6.根据权利要求5所述的无线传输接收单元，其特征在于所述数据路径接口在网际网络协议中继和用户设备无线链路控制之间延伸。
7.根据权利要求6所述的无线传输接收单元，其特征在于所述URABM/UPDCP控制所述用户设备无线链路控制和所述网际网络协议中继之间的所述封包交换数据路径接口上的通信并控制所述对话管理器(SM)和所述用户设备无线资源控制器之间的所述控制路径接口上的通信。
8.一种用于无线传输接收单元的设备，包括：
网际网络协议中继，所述网际网络协议中继与封包交换数据路径接口连接；
无线链路控制器，所述无线链路控制器与所述封包交换数据路径接口连接；
对话管理器，所述对话管理器与封包交换控制路径接口连接；
通用封包无线服务移动管理，其与所述封包交换控制路径接口连接；
无线资源控制器，其与所述封包交换控制路径接口连接；以及
组合的无线存取承载管理器/封包数据收敛协议(RABM/PDCP)组件，其与所述封包交换数据路径接口和所述封包交换控制路径接口两者连接；其中所述组合的无线存取承载管理器/封包数据收敛协议组件被配置用于控制所述封包交换数据路径接口和所述封包交换控制路径接口中的通信。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述无线传输接收单元被配置为用于通用移动电信系统的用户设备。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述RABM/PDCP是在用户设备功率增加阶段被创建为操作系统中的运作任务。
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