TWI363527B - Method of retrieving candidate access router capability discovery information and related radio access router and terminal - Google Patents

Description

1363527 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於發現候選存取路由器能力之方 法、一種存取路由器及一種終端機。 【先前技術】 [1]中給出了候選存取路由器發現（CARD)之卓越背景。為 了使讀者熟悉CARD，以下係來自該參照案之摘錄。 在無線網路中，行動節點需要不時地改變其存取路由 0 器。為使該移交無縫，需要預先知道連接至何處。候選存 取路由器發現係用於發現行動節點可連接之該等存取路由 器。所有路由器均無相等的能力，且為了能夠決定行動節 點可自何處獲得其所需之服務，候選存取路由器發現會發 現候選存取路由器之能力。 圖1說明基本情形。行動節點MN藉由當前存取點AP而連 接至當前存取路由器AR。API及AP2之覆蓋區域亦覆蓋了 MN之當前位置。因此，存在兩個分別服務於API與AP2之 φ 候選存取路由器（CAR)ARl與AR2。CARD解決路由器AR1 及AR2之IP位址及能力。AR3不是CAR，因為MN不在AP3 之覆蓋區域内。存取點連接至其服務存取路由器。存取路 由器進一步連接至IP網路。 行動節點（MN)被定義為能夠將其附著點移動至IP網路之 IP主機。 存取路由器（AR)被定義為位於存取網路中且連接至一或 多個APs之IP路由器。AR向MN提供IP連接性。 98278.doc 1363527. 存取點（AP)被定義為無線電收發器，藉由該無線電收發 器，MN獲得與有線網路之層2(L2)連接性。 行動節點MN監聽L2信標（beacon)來將其可連接之新存取 點定位至CAR。需要反向位址轉換來將AP之L2 ID映射至 AP所連接之CAR之IP位址。對CAR能力之發現使得選擇最 好地服務於MN之需要之此一AR成為可能。能力資訊用作 對一目標存取路由器（TAR)選擇演算法之輸入。能力可為 (例如）安全功能、可用頻寬、存取成本及QoS服務。 可藉由CARD實施之一些特徵為負載平衡、最低成本呼叫 及資源密集應用。基於能力資訊，行動節點可選擇具有最 少負載之AR，且因此有助於平衡AR間之負載，或可基於存 取代價選擇新路由器以獲得最便宜的可能的服務。 資源密集應用需要高頻寬及（可能地）QoS支持。藉由 C ARD，可發現合適之AR » CARD協定[2]係IP層協定，其允許MN與AR之間亦及個別 AR之間進行訊號傳輸以獲得CAR資訊。該訊號傳輸可為mn 配合的或網路辅助的。在MN配合模式中，MN執行CARD 協定》在網路輔助模式中，CARD在當前AR中得以執行。 當MN在監聽L2信標時發現新AP時，就起始CARD協定。 訊息格式取決於發送訊息所經由之介面。MN-AR介面使用 ICMP訊息（網際網路控制訊息協定），或附載（piggyback)於 其它ICMP訊息上。介面AR-AR及AR-CARD伺服器使用 UDP(使用者資料報協定）作為傳送機制。 以此方式結束對參照案[1]之敍述。 98278.doc 1363527 圖2中顯示所交換之訊息。使用者終端⑴藉由請求 訊息3自當前存取路由器2請求CARD資訊。該當前存取路由 器以CARD回答4訊息予以回復。若請求訊息不在一建於當 前存取路由器中之CAR表中，則該存取路由器必須在將資 訊發送至使用者终端機前自候選存取路由器請求該資訊。 當前存取路由器因此將AR-AR CARD請求5發送至一以 AR-AR CARD回答7予以回答之候選存取路由器藉由該 方法，使用者終端機獲得了對存取選擇過程是一輸入之候 選存取路由器資訊（IP位址及存取路由器能力）。card訊息 之内容（子選項）為：

CARD請求.L2 ID、優先權選擇項目（Preferences)、需求 CARD回答：L2 ID、容納容器（Capability container)、IP 位址 現今之行動使用者終端機的大部分無IP控制平面，因此 為了選擇新存取點或新存取路由器，或為了將一存取網路 之附屬裝置轉移至另一存取網路，而不能使用CARD資訊。 再者，許多現今之存取網路缺少IP控制平面；在以如同 GPRS及EDGE之以UMTS、CDMA 2000及GSM為基礎的這些 網路之中。本發明關於此種終端機’尤其關於具有UTRAN 介面及WLAN介面之雙堆疊使用者終端機。本發明亦關於 支援CARD協定，且連接至缺乏IP控制平面之此等網路之存 取路由器。 現今之雙堆疊使用者終端機之另一缺點係：必須通過所 有介面監聽各種存取網路，以自個別存取網路接收L2信 98278.doc 1363527 標，該等信標之用途係用於使使用者終端機意識到存在其 它存取網路。藉由所有介面之監聽會消耗終端機之電池。 【發明内容】 本發明之主要目的係移除或大程度減少現今之使用者終 端機之缺點，且允許無IP控制平面之使用者終端機可擷取 在無線網路之存取路由器之間之一 IP控制平面上發訊號之 候選存取路由器發現資訊（CARD資訊）。所擷取之〇八汉〇資 訊係用於選擇功能性最好能滿足使用者終端機需求之候選 存取路由器。 本發明之另一目的係使轉換之CARD資訊發訊號至缺乏 IP控制平面之現有及未來終端機，並發訊號至缺乏Ip控制 平面’但連接至根據本發明之存取路由器之現有及未來存 取網路。 *亥目的係藉由請求項1中所指示之方法步驟而得以達 成。L3上之CARD協定資訊被轉換成^資訊訊息，該等訊 息被傳輸至使用者終端機，作為對用於建立於使用者終端 機與存取路由器間之承載服務之慣用協定之擴充，或作為 對由個別存取系統用於廣播其系統特徵之慣用協定之擴 充》在前者情況下，該轉換（：人111)資訊在當前存取路由器與 使用者終端機間之L2承載服務上得以傳輸，且在後者情況 下，該轉換資訊在L2層上係經每一存取路由器廣播。 藉由如請求項2之本發明而達成之—優勢係：僅需要對來 自存取路由器之通常設信標於L2上之協定資訊稍做修改。 藉由如請求項3之本發明而達成之—優勢係：起源於候選 98278.doc 1363527 存取網路中存取路由器之CARD資訊係由使用者終端機經 由個且相同介面（意即，當前存取路由器之介面）而得以接 收。 藉由如。月求項7之本發明而達成之一優勢係：電池消耗大 大地減少’因為使用者僅用短時間監聽其所有介面，以判 定最適合使用者终端機之需要求之存取。在此之後，建立 了對最好存取路由器之存取，且使用者終端機使其所有存 取網路介面無效’除了對已建立了存取之存取網路介面之 外。 【實施方式】 在圖3中，其顯示使用者終端機丨位於廣域蜂巢式網路8 及無線區域網路9(WLAN)之覆蓋區域内，該等兩網路均連 接至ip骨幹網路10。候選存取路由器q^wLAN連接至吓骨 幹網路，且當前存取路由器2將蜂巢式網路8連接至IP骨幹 網路。 使用者終端機係一具有兩介面丨丨、12之雙堆疊終端機， 經由該等介面，該使用者終端機可分別與WLAN及廣域蜂 巢式網路進行通信。該終端機經由層2網間連接器（L2 GW)13而連接至當前存取路由器。 WLAN之存取路由器6具有許多存取點14，為使圖清楚之 原因’僅顯示了其中一存取點。 當前存取路由器使用CARD協定已與其鄰近存取路由器 交換了 CARD資訊。由當前存取路由器所接收之card資訊 儲存於一未圖示之CARD清單中。該CARD協定訊號傳輸在 98278.doc -10· 1363527 線15處得以示意性地顯示。 根據本發明之第一實施例，當前存取路由器已自其鄰近 存取路由器所收集之CARD資訊被轉換成相應L2資訊，接著 以作為對由使用者終端機與當前存取路由器間之承載服務 所建立之慣用協定之擴充的訊息將該相應L2資訊訊號傳輸 至使用者終端機。作為擴充之訊息當然必須經使用者終端 機瞭解。一旦轉換CARD資訊由使用者終端機所接收，就將 其用於一未圖示之TAR選擇演算法所進行之存取選擇。 為實施上述情況’當前存取路由器包括一將基於1?之 CARD資訊轉換成基於L2之資訊之轉換器16，該基於L2之 資訊被轉發至L2實體17，該實體又將該資訊傳輸至L2 GW。該L2 GW提供用於訊號傳輸及承載服務建立之12功能 性且包括L2實體18，該L2實體接收由承載服務建立協定加 轉換CARD資訊所使用之慣用訊號傳輸訊息，且將其轉發至 一以慣用方式對使用者終端機建立承載服務之服務品質 (QoS)管理器19。根據本發明，該q〇s管理器亦自L2實體獲 取轉換CARD資訊，且經由廣域蜂巢式網路將其轉發至具有 QoS管理器20之使用者終端機。為進一步瞭解慣用協定訊 息’ QoS管理器20亦具有用於瞭解關於轉換CARD資訊之協 定擴充構件21。 存取路由器6、2中之CARD處理或狀態顯示於22及23處。 在一特定實施例中’廣域蜂巢式網路為UMTS。L2 GW及 當前存取路由器共同定位於一 GGSN節點（閘道GPRS支援 節點）中。L2GW提供UMTS訊號及UMTS承載服務。L2實體 98278.doc •11· 1363527 1 7、1 8可使用（例如）光纖及開放介面互連，以破折號概要顯 示。用於QoS管理器19、20之UMTS協定具有關於CARD功 能（即，反向位址轉換及CAR能力發現）之擴充。 在WCDMA網路發展中，L2GW網路節點3及存取路由器2 共同定位，且一起形成一無線電網路控制器RNC » 在一未來實施例中，L2GW及當前存取路由器如圖3中所 示可實際及邏輯分離。 在本發明之該實施例中，使用者終端機僅在其廣域蜂巢 式網路介面12中監聽，且將在其中接收，另外關於L2層上 之慣用協定訊息，因為所有候選存取路由器上之CARD資 訊’其當前存取路由器2能夠藉助於CARD協定與該等候選 存取路由器進行通信。尤其，使用者終端機不必為了獲得 關於WLAN存取路由器6之存在及能力，而啟動其 面Π。該資訊及來自所有其它候選存取系統之資訊即在介 面12中被接收。因此，使用者終端機之電池消耗將減小。 若網路中之存取路由器被配置成不能廣播關於其能力之廣 告’則透過空氣之訊號將減少。 因為需要每一存取路由器皆可傳輸轉換之CARD資訊，所 以其及與其相關之存取點14必須具有L2實體24、轉換器25 及QoS管理器26 〇 為減少無線電訊號傳輸，僅當存在所提供能力比當前存 取路由器所提供的能力更適合使用者終端機需要之候選存 取路由器時，才將轉換CARD資訊轉發至使用者終端機。為 達成此，使用者終端機具有構件27，該構件用於評估由候 98278.doc -12· )Z/ 選存取路由器所提供之CARD功能性與終端機當前連接之 存取路由Θ所提供之CARD功能性，a用於僅若該評估揭示 在*月J存取路由器之CARD功能性有更好CARD功能 性之候選存取路由器時，才起始層2轉換cARD資訊之傳 輸在此清泥下’該構件適合於發送相應CARD資訊。 當前存取路由H之㈣器可篩選發送至使用者终端機之 CARD資訊’且可（例如）僅轉發與網路中存取路由器相關聯 之CARD資訊，該等存取路由器被驅動至該控制器或藉由與 該控制器協作之合作者而得以驅動。 在圖4中，其顯示本發明之第一實施例中之呼叫流程序列 之實例。 在圖5中，其顯示本發明之第二實施例。該實施例利用大 多數存取技術（特別是無線及以太網路）之廣播能力。如同第 實她例，第二實施例無需使用者終端機中之Ip控制平 面。詳言之，含有上述插入有(：八111)資訊之(：八]11)協定擴充 之CARD回答訊息被轉換成L2資訊，且與慣用廣播之系統資 訊一起得以廣播。插入於擴充協定中之資訊在候選存取系 統之存取點處得以廣播。 應注意’未將IP控制平面訊號傳輸用於將轉換CARD資訊 轉移至使用者終端機。使用者終端機在其連接至當前存取 路由器時在來自候選存取系統之廣播傳輸中接收該資訊。 使用者終端機因此必須監聽其所有介面，以監視柬自候選 存取系統之廣播傳輸。 廣播資訊用之雙頭間電快閃象徵性地顯示。以虛線顯示 98278.doc •13- 1363527 之閃電快閃起源於一未圖示之第三存取系統（例如，第四代 (扣）存取系統），且經由額外介面28而由使用者终端機所接 收。 藉由第二實施例所達成之—主要優勢係：使用者终端機 自所有候選存取系統接收CARD資訊，且將該資訊用作對其 目標存取路由器選擇演算法之輸人。因此，最好對應於使 用者终端機之需要之存取系統將被選為存取H使用者 終端機對存取系統之以下連接將因此為對最好存取系統之 存取。換言之，避免了以下情況：⑴首先，終端機連接至 第一存取祕之存取路W ;其後，（2)該存取路由器將其 CARD資訊傳輸至終端機；接著，（3)終端機之存取選擇演 算法將所接收之CARD資訊與第—存取“之能力進行= 較，且發現存在一最好對應於使用者終端機之需要之第二 存取系統；且最後，（4)終端機連接至第二存取系統之存取 路由器。 -旦終端機已連接至所選存取系統，其將繼續監聽立所 ^介面’且將所接收之轉換CARDf訊輸人至其存取選擇演 异法，該存取選擇演算法以規則基礎執行存取選擇。 本發明之有利之第三實施例係第—與第二實施例之組 。最初’使用者終端機在其所有介面中監聽廣播以虹 資訊’選擇最好之候選存取路由器，且連接至相應存取系 統。此係-迅速且簡短的程序，期間電池消耗高。以此方 式結束了第二實施例/運作模式。其後，使用者終端機使立 所有介面無效’除了對所選存取網路之介面之外，且起始 98278.doc 第一實施例/運作模式，據此’使用者終端機經由其對當前 存取路由器之連接並利用擴充UMTS或相應協定來監聽候 選存取路由器。在該模式中，電池消耗低。第三模式確保 了對最好存取路由器之立即存取。_；__ [1] Paivi Kankaanpaa, ''Candidate Access Router Discovery", Helsinki University of Technology, Telecommunications software and multimedia laboratory, May 28, 2003.

[2] Pat Calhoun, James Kempf "Context Transfer, Handoff Candidate Discovery, and Dormant Mode Host Alerting (seamoby)", October 16, 2003 http://www.ietf.org/html.charters/seamobv-charter.html 【圖式簡單說明】 圖1係說明CARD概念之示意圖； 圖2係說明當前AR與候選AR間及使用者終端機與當前 AR間之CARD訊息交換之示意圖； 圖3係本發明之第一實施例之網路圖； 圖4係呼叫流程序列；及 圖5係本發明之第二實施例之網路圖。 【主要元件符號說明】 2 3 4 5 使用者終端機 當前存取路由器 CARD請求訊息 CARD回答 AR-AR CARD 請求 98278.doc -15- 1363527 6 候選存取路由器 7 AR-AR CARD 回答 8 廣域蜂巢式網路 9 無線區域網路 10 IP骨幹網路 11、12 介面 13 層2網間連接器 14 存取點 15 CARD協定訊號傳輸 16、25 轉換器 17 、 18 、 24 L2實體 19 、 20 、 26 服務品質（QoS)管理器 21、27 構件 22 ' 23 CARD過程或狀態 AR 存取路由器 AP 存取點 98278.doc -16-

Claims (1)

1363527 ， ' 第093139708號專利申請案 . 中文申請專利範圍替換本(100年9月） -十、申請專利範圍： ·- 1. 一種在一存在於一多存取系統中之使用者終端機中擷取 - 候選存取路由器能力發現資訊（CARD資訊）之方法，該多 - 存取系統包括若干無線網路，每一網路具有一個別存取 技術，且每一網路包括存取路由器，每一存取路由器均 具有相關之存取點，該等存取路由器藉由使用IP控制平面 上之CARD協定來交換CARD資訊，其特徵為：將CARD 協定資訊轉換成層2資訊訊息，且將至少一層2無線服務 上之每一無線網路之該轉換之CARD協定資訊傳輸至該 使用者終端機。 2. 如請求項1之方法，其中：在每一無線網路中廣播該轉換 之CARD協定資訊。 3. 如請求項1之方法，其中：將該轉換之CARD協定資訊從 ' 該當前存取路由器傳輸至當前所連接之該使用者終端 機。 4. 如請求項3之方法，其中：僅當存在所提供能力比該當前 存取路由器所提供的能力更適合該使用者終端機之需要 之一候選存取路由器時，才傳輸該CARD資訊。 5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中該使用者終端機係 一連接至一 UMTS網路之一存取路由器之雙堆疊 UMTS/WLAN終端機，其特徵為：藉由CARD協定資訊擴 展UMTS發訊號協定，且藉由使用該CARD協定，插入該 當前存取路由器已自鄰近存取路由器所收集之該協定擴 充資訊。 98278-1000930.doc 1363527 6. 一種在一存在於一多存取系統中之使用者終端機中擷取 候選存取路由器能力發現資訊（CARD資訊）之方法，該多 存取系統包括若干無線網路，每一網路具有一個別存取 技術，且每一網路包括存取路由器，每一存取路由器均 具有相關之存取點，該等存取路由器藉由使用IP控制平面 上之CARD協定來交換CARD資訊，其特徵為在該使用者 終端機處執行以下步驟： -首先，監聽已被轉換成層2資訊之廣播CARD協定資 訊，該監聽係在每一無線網路中被執行； -其次，選擇提供最能滿足該使用者終端機之要求之能 力之該無線網路； .，,、 -藉由對接著將成為當前存取路由器之該存取路由器建 立一無線連接，以將該使用者終端機連接至該所選之無 線網路之一存取路由器；及 -最後，停止監聽廣播轉換之CARD層2資訊，且改為監 聽自該建立之無線連接上之該當前存取路由器傳輸之轉 換之CARD層2資訊。 7. 如請求項6之方法，其中該使用者終端機係一連接至一 UMTS網路之一存取路由器之雙堆疊UMTS/WL AN终端 機，其特徵為：藉由CARD協定資訊擴展UMTS發訊號協 定，且藉由使用該CARD協定，插入該當前存取路由器已 自鄰近存取路由器所收集之該協定擴充資訊。 8. —種無線網路之無線電存取路由器，其具有用於使用一 IP 控制平面上之一 CARD協定，來交換關於屬於同一無線網 98278-1000930.doc -2- 1363527 路，或者一或多個不同無線網路之鄰近存取路由器能力 之資訊之協定及介面構件（15、22、23)，該等後者之存取 路由器為於一多存取環境中用於存取一候選之使用者终 端機，其特徵為一用於將該IP平面上之該CARD協定資訊 轉換成相對層2資訊之轉換器（16)。 9. 如請求項8之無線電存取路由器，其中：構件（27)用於評 估由候選存取路由器所提供之CARD功能，及由該終端機 當前所連接之該存取路由器所提供之CARD功能，且僅於 該評估揭示有一候選存取路由器之CARD功能比該當前 存取路由器之CARD功能更好時，才用於開始層2轉換 CARD資訊之傳輸，在一案例中，該構件適用於發送該相 對之CARD資訊。 10. —種用於一多存取環境中之缺乏IP控制平面之終端機，該 多存取環境包括：如請求項8之存取路由器所連接之存取 網路，該終端機包括用於傳輸及接收之慣用構件，其特 徵為用於瞭解關於在層2上傳輸之轉換之CARD資訊之協 定擴充之構件（21)。 98278-1000930.doc