TWM322686U - Apparatus for supporting routing area update procedures in a long term evolution general packet radio service tunneling protocol-based system - Google Patents

Description

M322686 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作與一種無線通信系統有關。更特別地，本創作 與一種在基於長期演進型（LTE)通用封包無線電服務 (GPRS)的系統中用於支援路由區域更新（RAU)的裝置 有關。 【先前技術】 圖1顯示的是傳統的GPRS/第三代（3G)無線通信系 統架構100，該架構顯示了各種網路實體之間的各種介面/ 協定以及用戶資料傳輸介面。該無線通信系統100包括至 少一服務GPRS支援節點（SGSN) 105以及至少一閘道 GPRS支援節點（GGSN) 110。此外，該無線通信系統1〇〇 還包括通用陸地無線電存取網路（UTRAN) 115，其中該 網路包括一或複數無線電存取網路（RAN)、基地台系統 (BSS)以及無線電網路控制器（rnck未顯示另外， 該系統100還包括複數無線發射/接收單元（WTRU) 12〇， 其中每一單元都包括與行動終端（MT) 13〇耦合的終端裝 置（TE) 125。透過在GGSN 110上錨定網際網路協定（正） 會話以及透過支援用於SGSN 105所提供的ip和非IP訊務 /服務的行動性管理（MM)協定來提供多級行動性，有助 於促進無線通信系統100中的行動性。 圖2A顯示的是如何在圖i的傳統無線通信系統1〇〇 中建立雙隧道來制戶平_訊務提供jp連接性。如圖2A 所示，在GGSN 205與S⑽21〇之間建立了 GpRs随道 M322686

化協定（GTP)用戶平面（GTP-U)隨道220，而在SGSN • 210與無線電網路控制器（RNC) 215之間則建立了第二用

• 戶平面隧道。這兩個通道全都專用於同一個用戶。GTP y 隧道220具有用戶平面和控制平面。用戶隧道225則是具 ; 有用戶平面和用於控制訊息傳遞的RAN應用部分 4 (RANAP)控制平面的ip隧道。 圖3顯示的是在各種網路實體之間具有各種介面/協定 • 以及用戶資料傳輸介面的基於長期演進（LTE)的網路的 系統架構决進（SAE)。無線通信系統3〇〇包括演進型封包 核心305，該核心305包括至少一行動性管理實體 /用戶平面貫體（UPE) 31G以及至少—存取系統（AS)間 的錨點315，該錨點也稱爲存取閘道（AGW)。演進型無線 電存取網路320包括至少一演進型b節點（eN〇deB)。該 無線通信系統3GG更包括上文中參考圖〗所描述的GpRS 核心325，該核心包括至少一通用陸地無線電存取網路 ’ fUTRAN)33G以及至少—驗全球行動通信魏（GSM) • 々進的GPRS增強資料料（EDGE)無線電存取網路 (GERAN) 335。透過將、網際網路協定（11>)會話錨定在 AGW315上以及透過支援由AGW315所提供的用於吓訊 務/服務的行動性管理（觀）協定來提供多級行動性，有 助於促進無線通信系統3〇〇中的WTRU(未顯示）行動性。 …基於LTE的網路是朝向全IP網路（AIPN)的演進。 =子P夺訊w傳遞這類從網路運營商産生的ip訊務以及非第 三代合作夥伴麵（3Gpp) ίρ訊務（也就是無線區域網路 M322686 (WLAN)訊務）來說，這些訊務是經由Α(^ΐ5錨定和 , 路由的。 . 路由區域更新（RAU)可用於將聚集爲群集的無線通 > 信__的傳呼訊務歧最小。每辦转包括一組胞 / 元⑽如七）。並且每個群集都是由唯-識別碼（也就是路 _域識稿⑽）所定義。在無線通信系統中，穿越群 錢界㈣些WTRU必行路由_錢的註冊處 • '。在从11中，WTRU會向核心網路告知其運作時所在 的系統的區域。如果WTRU接收到終止的呼叫，那麼核心 瓣會在最後-舰知路自_巾射該WTRU。這樣做 可以避免在整個系統中發送用於該WTRU的傳呼訊息，而 這轉而會顯著減少系統中的傳信方式量。由此可以爲用戶 务分配更多的處理功率。RAU有可能需要在GGSN與新 RNC之間建靖連接。與舰道方法巾已有的那些處理和 訊息格式相對的是，單隧道方法需要新的處理和訊息格式。 | 在LTE中，其中-個目的是透過將p會話缺在存取 . 閘道（AGW)以及透過提供多級行動性和支援現有 GPRS/3G行動性管理（mm)協定而促進行動性以及降低 開發成本。在LTE中，大多數服務和應用正朝著基於ip的 平s:遷移。與GPRS中的情況一樣，這種遷移需要jp連接 性，此外在行動性管理實體（MME) /用戶平面實體（upE) 上所産生的訊務是不會終止的。 【創作内容】 本創作與一種用於在基於LTE GTP的系統中支援路由 M322686 區域更新的裝置。根據本創作，在AGW與eN〇deB之間會 ' 建立單一 GTP隧道。WTRU向新eNodeB發送路由區域^ ， 新請求，該eNodeB將這個路由區域更新請求轉發到 > ^。而_則向AGW發送更新封包資料協定（I^p) / 上下文請求，由此在新eNodeB與AGW之間建立新隧道。

對MME之間的路由區域更新來說，WTRU向新eN〇deB 發送路由區域更新請求，eNodeB將這個路由區域更新請求 • 轉發到新MME。該新MME向AGW發送MME上下文請 求。AGW向新MME發送_上下文回應。該新^ 則向AGW發送更新PDP上下文請求，由此在新咖〇(1犯 與AGW之間建立新隧道。 【實施方式】 下文引用的術語“無線發射/接收單元（WTRU) ”包 括但不侷限於用戶設備（UE)、行動站台、固定和行動用 戶單元、傳呼機、蜂窩電話、個人數位助理（PDA)、電腦 ， 或是能在無線環境中運作的其他任何類型的用戶設備。此 • 外，下文引用的術語“基地台”包括但不侷限於B點 (Node-B)、站點控制器、存取點（AP)或是能在無線環境 中運作的其他任何類型的介面連接裝置。 本創作的特徵既可以被引入到積體電路（1C)中，也 可以被配置在包含衆多互連元件的電路中。 根據本創作，透過將IP會話錨定在本地GGSN並提供 多級行動性，以及藉由支援SGSN所提供的用於非Ip訊務 /服務的現有MM協定，有助於促進GPRS (3G或更高的） M322686 系統中的行動性。 • 2B顯示的是根據本創作的單-用戶平面隧道方 ^ 法、。單一用戶平面隧道260可用於減小MME/UPE 255的 > ^遲和處理功率。在圖2人所示的雙隨道方法中，SGSN210 / =<311>随道220和用戶平面随道225終止於眶：215，這 . 意、味著SGSN 210將會解碼那些在兩個方向中傳播的封 包，並且會將其轉換成這兩個隧道22〇和225所具有的不 Φ 同協疋格式。在圖顯示的單隨道方法中，Μ]^/υρΕ255 只在AGW 265與eNodeB 250之間經由兩個獨立介面/協定 (RANAP-C和GTP-C)來建立隧道。在這種單隧道方法 中，MME/UPE255並未包含在用戶平面訊務中。由此在兩 個方向上，用戶訊務會在保持不變的情況下（也就是未變 更）經過 MME/UPW 255。只有 eN〇deB 250 和 AGW 265 才被允許執行/作用於用戶平面訊務。255僅僅 ί理與用戶及其基於IP的訊務相關聯的控制訊務，這其中 ，包括 MM、RAU 等等。MME/UPE 255 與 eNodeB 250 以及 • AGW 265相連，以使用GTP控制平面來與AGW 265進行 通信，並且使用RANAP控制平面來與eN〇deB 250進行通 信。當在eNodeB之間發生切換時，mme/UPE255會對爲 AGW 265提供新eNodeB TEID資訊以及單個隧道260的建 立負責。

圖4顯示的是根據現有GPRS協定的現有技術的隧道 協定堆疊。GTP-U隧道在UTRAN (其中包括RAN、BSS 以及RNC)與3G-SGSN之間以及在3G-SGSN與3G-GGSN M322686 之間傳送（也就是隧道化傳送）用戶資料。 • 圖5顯示的是根據本創作的随道協定堆疊，其中用戶 - 平面隧道是在eNodeB與AGW之間建立的。圖5所示的 > IP 2道可以是基於GTP或任何一種通用的IP隧道。在優 ； 選實施方式中，該GTP-U隧道是作爲IP隧道使用的。 圖6是用於單隧道建立的方法的傳統傳信方式圖。該 單隨道功能會透過減小對於RNC與GGSN介面之間的協

• 定轉換的需要以及透過在封包交換（PS)域中啓動 RAN/RNC與GGSN之間的直達用戶平面隧道，來二小 SGSN處的延遲和處理功率。但是，單隧道方法不會消除 由SGSN來管理與基於ip的業務有關的控制訊務的需要。 對控制平面傳信方式、MM以及呼叫/會話管理來說，SGSN 仍舊是必需的’並且SGSN會確定是建立單隨道或是建立 雙隧道。 對單隧道而言，SGSN應該透過向隧道的各端點告知 • 另一端點的相應TEID (也就是將TEID告知GGSN 以及將GGSN TEID告知RNC)來連接用於用戶平面的 RAN/RNC TEID以及GGSN TEID。對RNC之間的切換來 說，SGSN負責更新以及爲GGSN提供新RNC TEID資訊， 並且負責建立單隧道。 圖7顯示的是根據本創作的LTE單一 GTP隧道建立 (LTE附著）程序700(封包資料協定（pDp)上下文啟動）， 該程序是在包括 WTRU 705、eNodeB 710、MME/UPE 715 以及AGW 720的無線通信系統中實施的。WTRU 7〇5向

11 M322686 eNodeB 710以及MME/UPE 715發送LTE附著請求訊息， 其中該訊息包括PDP類型、PDP位址、APN、服務品質

(QoS)資料等等（步驟725)°MME/UPE715中的MME 則會驗證LTE附著請求、選擇APN並且將該APN映射到 AGW720 (步驟730)°MME/UPE715確定是否支援及/或 請求單隧道，並且注意到GTP TEED的存在（步驟730)。 該MME/UPE 715創造PDP上下文請求，並且該請求包含 PDP類型、PDP位址、APN、服務品質（Q〇s)等等（步 驟735)。AGW 720則創造PDP上下文回應，並且該回應 包含PDP類型、PDP位址、APN、用於表明准許建立GTP 隧道的指示符、AGW TEID、QoS等等（步驟740 )。WTRU 705和eNodeB 710建立無線電存取承載（RAB)(步驟 745)。在步驟 750 中，MME/UPE 715 和 eNodeB 710 會交 換隧道設定傳信方式，其中該傳信方式包含行動站台國際 用戶目錄號碼（MSISDN)、PDP位址以及AGWTEID，並 且MME/UPE 715會在接收到來自AGW 720的接受指示之 後向eNodeB 710發送隧道建立資訊，以便建立随道。 MME/UPE 715則會向AGW 720發送更新PDP上下文請求 (步驟760)，以便透過將與該請求相關的AGW TEID告知 AGW 720來建立新隧道，並且AGW 720會向MME/UPE 715發送更新PDP上下文回應（步驟765 )，以確認/拒絕建 立隧道以及相關屬性（RNC ΤΕΠ)、PDP類型、PDP位址、 用戶ID等等）。MME/UPE 715會在其PDP上下文中插入 AGW位址，並且發送從AGW 720所接收的PDP位址（步 (S ) 12 M322686

驟770)，以及預備下發到WTRU705的回應。因此，如有 必要，MME/UPE 715會更新AGW 720中的PDP上下文， 以反映步驟745的RAB建立處理所導致的q〇s屬性變化。 在eNodeB 710與AGW 720之間將會交換隧道建立傳信方 式，其中該傳信方式包括MSISDN、PDP位址、eNodeB TEID 以及 AGW TEID(步驟 775 )。該 MME/UPE 715 會向 WTRU 705發送啟動PDP上下文接受信號，該信號指示的是單隧 道的存在（步驟780)。 圖8顯示的是根據本創作的在GTP eNodeB内MME 内的RA更新。

圖9顯示的是根據本創作在GTP eNodeB内MME内 的路由區域更新程序900，其中該程序是在包括WTRU 905、舊 eNodeB 910、新 eNodeB 915、MME 920、AGW 925 以及本地位置暫存器（HLR) 930的無線通信系統中實施。 仍舊參考圖9,舊隧道是在舊eNodeB 910與AGW925 之間建立的（步驟935)。WTRU 905向新eNodeB 915以及 MME 920發送路由區域更新（rau)請求（步驟940)， 該請求可包括封包臨時行動用戶識別（P_TMSI)、舊路由 區域識別（RAI)、舊p-TMSI簽名、更新類型等等。該更 新類型表示該路由區域更新是否具有週期性。然後，在 WTRU 905、MME 920以及HLR 930之間將會建立安全功 能（步驟950)。MME 920會向AGW 925發送更新PDP上 下文請求（步驟955)。然後，AGW 925會向MME 920發 送更新PDP上下文回應（步驟960>MME 920則向新 13 M322686 eNodeB915發送隧道建立請求（步驟965)。在步驟955中， • MME 920會透過在步驟955的更新PDP上下文請求中向 AGW 925 發送新 eNodeB 915 的 TEID，從而在 AGW 925 - 與新eNodeB 915之間建立新隧道。如果該請求得到許可， / 那麼AGW 925會在步驟960中向MME 920反向確認該請 求。在步驟965中，MME 920會經由隧道建立請求訊息而 向新eNodeB 915發送AGW 925的TEID，以建立隧道的另 • 一端與新你0(1也915的連接。在步驟97〇中，新eNodeB 915 會應答該請求，並且透過發送隧道建立回應訊息來向 920指示操作成功。現在，在步驟975中將會建立新隧道。

或者，根據QoS屬性的最終設定，附加的更新pDp上 下文凊求也疋可以存在的。接著，新eN〇cjeB 915會向MME 920發送隨道建立回應（步驟97〇)。然後，在新eN〇deB 915 與AGW 925之間會建立新隧道（步驟975)。一旦成功建 立了新隧道，那麽MME 920會在步驟980中向舊eN〇deB • 920發送釋放請求，以釋放舊隧道。而舊eN〇deB則會向 MME920發送釋放回應（步驟985)。從^_ 92〇會向新 eNodeB 915和WTRU 905發送路由區域更新接受（步驟

990)。然後則會從WTRU905向新eN〇deB 915以及]VIME 920發送路由區域更新完成訊息（步驟995)。 圖10顯示的是根據本創作用於以GTp爲基礎的 系統的MME之間的RA更新。 圖11A和11B合在一起顯示了根據本創作在1；1£(311) MME之間的路由區域更新程序ι1〇〇，其中該程序是在包 14 M322686

括 WTRU 1105、舊 eNodeB 1110、新 eNodeB 1115、新 MME • 1120、舊 MME1125、AGW1128 以及 HLR1130 的無線通 信系統中實施。 參考圖11A，舊隧道是在舊eNodeB 1110與AGW1128 • 之間建立（步驟1132)。WTRU1105向新eNodeB 1115以 及新MME 1120發送路由區域更新請求（步驟1134)，該 請求可以包括P-TMSI、舊RAI、舊P-TMSI簽名、更新類 鲁型等等。該更新類型表示的是該路由區域更新是否是週期 性的。新MME 1120會向舊MME 1125發送MME上下文 請求（步驟1136)。舊MME 1125則向新MME 1120發送

MME上下文回應（步驟ι138 )。在WTRU 11〇5、新 1120以及HLR 1130之間會建立安全功能（步驟n4〇)。新 MME 1120會向舊MME 1125發送MME上下文應答訊息 (步驟1142) ’並且會向AGW 1128發送更新PDP上下文 清求（步驟1144)，其中該請求指示單隧道以及新eN〇deB , 1115的TEID。然後’ AGW 1128會向新MME 1120發送更 • 新上下文回應（步驟1146)。新MME H20則向新 eNodeB 1115發送隧道設定訊息（步驟1148)，其中該訊息 指示的是MSISDN、PDP位址以及eNodeB TmD。然後了 新eNodeB 1115會向新職112〇發送随道設定應名訊 息。之後則會在新eNodeB 1115與AGW 1128之間建立新 隧道（步驟1152)。 ’ 對使用了舊騎的祕巾的未決訊務來說，爲了實現 服務連續性，這些訊務將會從舊eN〇deB 111〇轉發到新 15 M322686 eNodeB 1115。參考圖7B，在建立了新隧道之後，轉發封 包會從新MME 1120發送到舊MME 1125(步驟1154)。在 步驟1156中，轉發封包會從舊MME 1125發送到舊eNodeB 1110。在步驟1158中，封包會從舊eNodeB 1110轉發到新 eNodeB 1115。在步驟1160中，舊eNodeB 1110會將轉發 封包應答訊息發送到舊MME 1125。在步驟1162中，舊 MME 1125會將轉發封包應答訊息發送到新112〇。在 步驟1164中，新MME 1120會向HLR 1130發送更新位置 訊息。在步驟1166中，HLR 1130會向舊MME 1125發送 取消位置訊息。在步驟1168中，在舊eNodeB 1110與舊 _ 1125之間會交換釋放傳信方式（例如釋放請求訊息 以及釋放回應訊息）。在步驟1170中，取消位置應答訊息 將會從舊MME 1125發送到HLR 1130。在步驟1172中， 一插入用戶資料會從PJLRH30發送到新％^ 112〇。在步 = 中，新]^112〇會向發送一插入用戶 貝料應答訊息。在步驟1176中，乱反113〇會向新讀^ 發送—更新位置應答訊息。在步驟1178 +，新MME 1120會向新eN〇deB 1115以及WTRu 發送路由區域 更新接饥I在步驟_巾，WTRU 11G5會向新 ⑴5和新MME 1120發送路由區域更新完成訊息。 =然本創作的概和元件在較佳的實施方式中以特定 佳實^ t 了&述’但每姆徵或元件可以在沒有所述較 或不的其他特徵和元件的情況下單獨使用，或在盘 、本創作的其他特徵和元件結合的各種情況下使用Ϊ M322686 本創作提供的方法或流程圖可以在由通用電腦或處理器執 行的電腦程式、軟體或勤體中實施，其中該電腦程式、軟 體或韌體是以有形的方式包含在電腦可讀儲存媒體中，關 於電腦可讀儲存媒體的實例包括唯讀記憶體（ROM)、隨 機存取記憶體（RAM)、暫存器、緩衝記憶體、半導體= 憶裝置、諸如内部硬碟以及可行動磁片之類的磁性媒體°、 磁光媒體以及諸如CD-R0M碟片和數位多功能光碟 (DVD)之類的光學媒體。 例如，恰當的處理器包括：通用處理器、專用處理器、 習用處理器、數位信號處理器（DSP)、複數微處理器、與 DSP核心相關聯的一或複數微處理器、控制器、微控制器、 專用積體電路（ASIC)、現場可編程閘陣列（fpga)電路、 其他任何積體電路（1C)及/或狀態機。 與軟體相關的處理器可用於實現射頻收發機，以便在 無線發射接收單元（WTRU)、用戶設備（ue)、終端、基 地台、無線電網路控制器（RNC)或是任何一種主機電腦 中加以使用。WTRU可以與採用硬體及/或軟體形式實施的 模組結合使用，例如相機、攝像機模組、視訊電路、揚聲 器電話、振動裝置、揚聲器、麥克風、電視收發機、免持 耳機、鍵盤、藍牙⑨模組、調頻（FM)無線電單元、液晶 顯示器（LCD)顯示單元、有機發光二極體（〇LED)顯示 單元、數位音樂播放器、媒體播放器、視訊遊戲機模組、 網際網路潮覽器及/或任何無線區域網路（WLAN)模組。 17 M322686 【圖式簡單說明】 ' 從以下關於魏實财式的描财可歧詳細地瞭解 賴作’這雜佳實财歧作騎响提供，並且是結 合所附圖式而被理解的，其中： • ® 1鮮岐傳_啦咖躲通信纽架構； ffi2A顯示的是傳統的GTp用戶平面随道的建立； ® 2B顯示的是根據本創作的單-GTP隧道的建立； # 圖3顯示的疋基於LTE的無線通信系統的系統架構演 進（SAE) ; 圖4顯示的是傳統的隧道協定堆疊； 圖5顯不的是根據本創作的1115(}11)協定堆疊； 圖6是傳統隧道建立程序的流程圖； 圖7疋根據本創作的LTE單一 GTp隧道建立彳乙^^附 著）程序的流程圖； 圖8顯示的是根據本創作的GTP eNodeB内MME之 • 間的RA更新； 圖9顯示的是根據本創作的内的ra更新的方 ' 法的流程圖； 圖10顯示的是根據本創作用於以LTE GTP爲基礎的 系統的MME之間的更新；以及 圖ΠΑ和11β合在一起是根據本創作用於之間 的RA更新的方法的流程圖。 M322686 【主要元件符號說明】

100 、 300 105、210、SGSN 110、205、GGSN 115、330、UTRAN 無線通信系統 服務GPRS支援節點 閘道GPRS支援節點 通用陸地無線電存取網路 120、705、905、1105、WTRU無線發射/接收單元

125、TE 終端裝置

130、MT 行動終端

無線電網路控制器 用戶平面(GTP-U)隧道 第二用戶平面隧道 演進型B節點 MME/UPE 260 單一用戶平面隧道 265、720、925、1128、AGW 存取間道

215、RNC 220 225 250、710、eNodeB 255、310、715 305 演進型封包核心 315 錯點 320 325

335、GERAN 910 、 1110 915 、 1115

920 >MME 演進型RAN GPRS核心 演進的GPRS增強資料速 率無線電存取網路 舊 eNodeB 新 eNodeB 行動性管理實體 19 M322686

930、1130、HLR 暫存器 1120 新MME 1125 舊MME AS 存取系統 GPRS 通用封包無線電服務 GSM 全球行動通信系統 GTP 隧道化協定 IP 網際網路協定 LTE 長期演進 PDP 封包資料協定 QoS 服務品質 RAN 無線電存取網路 RANAP RAN應用部份 UPE 用戶平面實體

Claims (1)

1. M322686 九、申請專利範圍： 1. -種在基於長期演進（LTE)通用封包無線電服務 (GPRS)隨道化協定（GTp)的系統中祕支援路由 區域更新的裝置，該裝置包括： 一演進型B節點（eN〇deB); 行動性官理貫體,具與該演進型B節 行通信； 存取閘道（AGW) ’其與該行動性管理實體進行通 信；以及 一無線發射/接收單元（WTRU)，其與該演進型B節 點^行通信，其中該無線發射/接收單元被配置成經由 忒廣進型;B節點而向該行動性管理實體發送一長期演 進（LTE)附著請求訊息、接收由該行動性管理實體所 發送的包含一 PDP位址和該存取閘道的一 TEID的_ 創造PDP上下文請求訊息、以及在該存取閘道與該演 進型B節點之間建立一單隧道。 2·如專利申請範圍第1項所述的裝置，其中該存取閘道 包括用於確定是否支援一單隧道的裝置，由此該存取 閘道只在支援一單隧道的情況下才將該單隧道請求包 含在該創造PDP上下文請求訊息中。 3·如專利申請範圍第1項所述的裝置，其中該存取閘道 包括用於回應於該創造PDP上下文請求訊息的接收而 向該行動性管理實體發送一創造PDP上下文回應訊息 的裝置，該創造PDP上下文回應訊息包含一 PDp位址 21 M322686 以及该存取閘道的z TEID。 4. 如專利申請範圍第3項所述的裝置，其中該存道 包括用於接收軸造上下文回應訊息以及血該演 進型B節點交換隧道設定資訊的裝置。 、 5. 如專利申請範圍第4項所述的裝置，其中該行動性 理實體包括： 用於在該行動性管理實體的PDP上下文中插入該存取 閘道的位址的裝置；以及 用於將從该存取閘道所接收的該PDP位址發送到該演 進型B節點的裝置，由此在該存取閘道與該演進型B 節點之間建立單隨道。

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