专利名称：管理网络资源及移动性的无线都市局域网络架构的制作方法
技术领域：
本发明是关于无线都市局域网络(WMANs)，尤其是关于一种在一 WMAN中管理网络 资源和移动性的架构。
背景技术：
无线都市局域网络(WMAN)标准必须定义一个网络架构，其提供该网络设备和程 序，使其能管理网络资源、移动性和频谱。此网络架构应该允许网络执行不同WMAN网络间 无缝隙递交，以及协调802. 21与其它无线网络(例如802. 11无线局域网络、蜂巢式网络 等等)的无缝隙移动性程序。现行的解决方案并未定义如何管理WMAN网络资源，以及用户如何在不同WMAN网 络中无缝隙递交，或是由WMAN网络无缝隙递交至不同的接入技术。因此，便需要定义在 WMAN和不同接入技术间，无线资源管理和移动性管理的参考模块和网络架构。
发明内容
本发明提出一种基础架构，使得WMAN网络可无缝隙移动，且提供频谱和网络资源 的管理。一种网络参考模块被引入，其中无线资源管理(RRM)和递交(HO)子层被引入至协 议堆栈中。网络管理平面系负责RRM和HO的管理，而且，本发明还提出网络管理的实体和 逻辑网络架构选择。一种在一 WMAN管理资源的系统，其包含一控制及数据平面，以及一管理平面。该 控制和数据平面包含一服务特定整合子层、一 MAC共享部分子层(CPS)、以及一物理子层。 该管理平面包含一服务特定整合子层管理实体、一 MAC CPS管理实体、一 RRM子层、一递交 子层、一物理子层管理实体、以及一管理服务接入点，管理平面的组件系透过该管理服务接 入点互相通讯。一种在一 WMAN中管理递交的系统，其包含一移动IP部分；一递交子层，该递交子 层系特定于该WMAN的一网络型式；一媒体独立递交(MIH)低层整合功能(LLCF)，该LLCF是 特定于该WMAN的一网络型式；一 MIH递交功能；以及一 MIH高层整合功能。一种在一 WMAN管理资源的系统，其包含一基站、一无线接入网关、一核心网络、以 及一 MIH接入网关。该基站系配置以与一站台通讯。该无线接入网关是配置以运作为一系 统管理实体，并与该站台通讯。该核心网络与该无线接入网关通讯。该MIH接入网关是配 置以执行媒体独立递交并与该无线接入网关通讯。一种在一 WMAN中管理资源的系统，其包含一基站、一接入网关、以及一核心网络。 该基站是配置以与一站台通讯。该接入网关系与该基站通讯，且包含一无线接入网关及一MIH接入网关。该MIH接入网关是配置以执行媒体独立递交并与该无线接入网关通讯。该 核心网络是与该接入网关通讯。一种在一 WMAN中管理资源的系统，其包含一基站以及一核心网络。该基站包含一 MAC和物理层装置、一无线接入网关、以及一 MIH接入网关。该无线接入网关是配置以与该 MAC及物理层装置通讯，该MIH接入网关系配置以执行媒体独立递交并与该无线接入网关 通讯。该核心网络与该基站通讯。
通过下文中一较佳实施例的描述、所给予的范例，参照对应的附图，本发明可获得 更详细地了解，其中图1所示为WMAN参考模块示意图；图2所示为802. 16g递交管理示意图；图3所示为WMAN逻辑网络架构的第一实施例；图4所示为WMAN逻辑网络架构的第二实施例；图5所示为WMAN逻辑网络架构的第三实施例；图6所示为WMAN实体网络架构的第一实施例；图7所示为WMAN实体网络架构的第二实施例；以及图8所示为WMAN实体网络架构的第三实施例。
具体实施例方式此后，专用术语「站台(STA)」，其包含但并未限制于一无线传输/接收单元 (WTRU)、一用户设备、一固定或移动用户单元、一呼叫器或其它可在一无线环境下操作的任 何形式的装置。当本文此后提到专用术语「接入点(AP)」，其包含但并未限制于一节点B、一 基站、一站台控制器、或是其它在无线环境下任何形式的接口装置。本发明定义WMAN设备的一个一般化架构，允许在一 WMAN中可无缝隙移动。同样 地，其提供在不同网络间的移动性。第1段介绍协议参考模块，管理平面的概念是用以定义 移动性和网络资源管理。第2段所示为逻辑网络架构，在此介绍两种新的逻辑节点，也即系 统管理实体(无线接入网关)以及媒体独立递交(MIH)接入网关。第3段所示为逻辑架构 要如何映像至不同的实施方式。1. WMAN协议参考模块图1所示为所提出的WMAN参考模块100，该模块100包含一控制和数据平面102、 以及一管理平面104。该控制和数据平面102包含一服务特定整合子层(CS) 110、一媒体接 入控制(MAC)共享部分子层(MAC CPS)112、一安全子层114(其系为MAC CPS 112的一部 份)、以及一物理子层116。该管理平面104包含一服务特定CS管理实体120、一 MAC CPS 管理实体122、一安全子层124 (其系为MAC CPS管理实体122的一部份)、一 RRM和HO子 层126、一物理子层管理实体128、以及一管理服务接入点(SAP)接口 130。尽管图1所示的 该RRM和HO子层126为一单一层，但该RRM和HO子层126也可配置为一个分离的RRM子 层和HO子层，或是该HO层可为该RRM层的子层。该SAP接口 130是用以配置该MAC层及该物理层；以及由该MAC层和该物理层获得测量。除此之外，该SAP接口 130连接该RRM和HO子层126与RRM和递交功能，其包含 RRM和递交决定程序。该RRM和递交功能位于该MAC管理实体122的外部，此功能包含由该 MAC管理实体122接收输入的算法，以及做出RRM和递交决定，这些功能位于在802参考模 块的SME (会话管理实体)内。图2所示为802. 16g递交管理平面200示意图，该管理平面200包含一移动IP部 分 202、一 802. 16H0 子层 204、一 802. 21MIH 点 16 低层整合功能(LLCF) 206、一 MIH HO 功能 208、以及一 MIH移动IP高层整合功能(HLCF) 210。一 SAP至MAC接口 220以及一 SAP至 PHY接口 222是用以连接该802. 16H0子层204与802. 21MIH管理平面。802. 16网络内的递交是由802. 16H0子层204所负责，该HO子层204配置该 802. 16MAC和物理层，以便经由该MAC和实体SAPs 220、222分别发送测量和递交触发器，如 果需要改变802. 16子网络，则802. 16H0子层204便发送该触发器至移动IP部分202。对 于技术间的递交而言(例如802. 16至蜂巢式网络，或是802. 16至802. 11)，递交触发器系 由该802. 16H0子层204发送至该802. 21MIH点16LLCF 206，如果有需要改变定义域或是以 其它技术执行递交的话，则该802. 21MIH便会处理递交需要。尽管管理平面200是结合802. 16网络描述，然而该网络平面可实施于任何形式的 WMAN中，其通过改变HO子层204按LLCF 206至对应的适当网络型式即可达成。2. WMAN逻辑网络架构图3-5展现了不同的WMAN逻辑网络架构，其中该实体和MAC层是位于该基站(BS) 的内部。该HO子层位于该系统管理实体中，其称为无线接入网关，此系统管理实体可负责 一个或多个在同一个子网络的BSs。该MIH接入网关包含802. 21MIH功能。该BS经由U接 口与移动站台用户通讯，且经由IB接口与其它BS通讯。该无线接入网络(RAN)是经由该 I-CN接口与该IP核心网络连接。图3所示为逻辑架构300的第一实施例，其中所有的逻辑节点是经由标准化的逻 辑接口连接。该架构300包含多个无线站台302、一 RAN 304、一 IP核心网络306、以及一 MIH接入网关308。该RAN 304包含一个或多个基站(BS) 310及至少一无线接入网关312，
其为一系统管理实体。一无线站台302通过U接口 320与一 BS 310通讯，该BSs 310则通过IB接口 322 互相通讯，该BSs 310通过A接口 324与无线接入网关312通讯，此为BS和认证及服务授权 服务器(ASA)间标准化A接口的再利用。无线接入网关312通过AG接口 326互相通讯，无 线接入网关312通过I-CN接口 328与IP核心网络306通讯，无线接入网关312通过I-CMIH 接口 330与该MIH接入网关308通讯。图4所示为逻辑架构400的第二实施例，该架构400包含多个无线站台402、一 RAN 404、一 IP核心网络406、以及一 MIH接入网关408。该RAN 404包含一个或多个BSs 410 以及至少一无线接入网关412，其为一系统管理实体。一无线站台402通过U接口 420与一 BS 410通讯，该BSs 410通过IB接口 422互 相通讯，该BSs 410通过A接口 424与该无线接入网关412通讯。该无线接入网关412通 过I-CN接口 426与该IP核心网络406通讯，该无线接入网关412通过SAP接口 428与该 MIH接入网关408通讯。该IP核心网络406通过I-CN接口 430与该MIH接入网关408通讯。
图5所示为逻辑架构500的第三实施例，该架构500包含多个无线站台502、一 RAN 504、一 IP核心网络506、以及一 MIH接入网关508。该RAN 504包含一个或多个BSs 510 及至少一无线接入网关512，其为一系统管理实体。一无线站台502通过U接口 520与一 BS 510通讯，该BSs 510通过IB接口 522 互相通讯，该BSs 510通过SAP接口 524与该无线接入网关512通讯。该无线接入网关512 通过I-CN接口 526与该IP核心网络506通讯，该无线接入网关512通过该SAP接口 528 与该MIH接入网关508通讯。该IP核心网络506通过I-CN’接口 530与该MIH接入网关 508通讯。架构500的主要不同处在于，无线接入网关512是经由一 SAP接口(528)与该MIH 接入网关508连接，但其经由其它SAP接口(524)与该BS 510连接。3. WMAN实体网络架构三个逻辑网络架构选择300、400、500，使得WMAN设备工厂可将这些架构选择映像 至不同实体网络实施，举例来说，其是示于图6-8。图6所示为实体网络架构600的第一实施例，该架构600包含多个无线站台602、 一 RAN 604、一 IP核心网络606、一 MIH接入网关608。该RAN 604包含一个或多个BSs 610 及至少一无线接入网关612，其为一系统管理实体。一无线站台602通过U接口 620与一 BS 610通讯，该BSs 610则通过IB接口 622 互相通讯，该BSs 610通过A接口 624与无线接入网关612通讯。该无线接入网关612通 过AG接口 626互相通讯，无线接入网关612通过I-CN接口 628与IP核心网络606通讯， 无线接入网关612通过I-CMIH接口 630与该MIH接入网关608通讯。该IP核心网络606 通过I-CN’接口 632与该MIH接入网关608通讯。该架构600在网络端包含三个主要的实体节点BS 610，其仅包含该物理层及可 能的MAC层；无线接入网关612，其包含该递交功能；以及MIH接入网关608，其包含所有的 MIH功能(也即802. 21)。该架构600是假设使用集中递交管理实体。图7所示为实体网络架构700的第二实施例，该架构700包含多个无线站台702、 一 RAN 704、一 IP核心网络706。该RAN 704包含一个或多个BSs 710以及至少一无线接 入网关712，每该接入网关712包含一无线接入网关714及一 MIH接入网关716。一无线站台702通过U接口 720与一 BS 710通讯，该BSs 710通过IB接口 722互 相通讯，该BSs 710通过A接口 724与该无线接入网关712通讯。该无线接入网关712及 该MIH接入网关716通过SAP接口 726互相通讯，该接入网关712通过AG接口 728互相通 讯。该接入网关712通过I-CN接口 730与该IP核心网络706通讯。该架构700为另一种集中解决方案的实施方式，其中所有的递交功能(无线网络 及802. 21递交)是集中于该接入网关712中。该无线网络及802. 21递交功能经由在接入 网关712中的SAP接口 726互相连接。在架构700中，该BS 710仅包含实体和MAC层。图8所示为实体网络架构800的第三实施例，该架构800包含多个无线站台802、 一 RAN 804、一 IP核心网络806。该RAN 804包含一或多个BSs 810，每该BS 810包含一 MAC和PHY区段812、一无线接入网关814、以及一 MIH接入网关816。一无线站台802系通过U接口 820与一 BS 810通讯，该MAC和PHY区段812通过 一第一 SAP接口 822与无线接入网关814通讯。该无线接入网关814及该MIH接入网关816通过一第二 SAP接口 824互相通讯。该BSs 810通过IB接口 826互相通讯，该BSs 810通 过I-CN接口 828与该IP核心网络806通讯。该架构800包含一「胖」BS 810，其中该无线网络级802. 11递交功能是实施于该 BS中。该递交功能经由该第一和第二 SAPs 822,824互相且与该实体和MAC层通讯。实施例1. 一种在一无线都市局域网络中管理资源的系统，其包含一控制和数据平面以 及一管理平面。该控制和数据平面包含一服务特定整合子层；一媒体接入控制(MAC)共 享部分子层(CPS)；以及一物理子层。该管理平面包含一服务特定整合子层管理实体；一 MAC CPS管理实体；一无线资源管理和递交子层；一物理子层管理实体；以及一管理服务接 入点，管理平面的组件可借其而互相通讯。2.如实施例1所述的系统，其中该无线资源管理子层及该递交子层结合成一单一 子层。3.如实施例1所述的系统，其中该递交子层为该无线资源管理子层的一部分。4.如实施例1-3中其中一项所述的系统，其中该控制和数据平面还包含位于该 MAC CPS中的一安全子层。5.如实施例1-4中其中一项所述的系统，其中该管理平面还包含位于该MACCPS管 理实体中的一安全子层。6. 一种在一无线都市局域网络(WMAN)中管理递交的系统，其包含一移动因特网 通讯协议(IP)部分；一递交子层，该递交子层是特定于该WMAN的一网络型式；一媒体独立 递交(MIH)低层整合功能(LLCF)，该LLCF是特定于该WMAN的一网络型式；一 MIH递交功 能；以及一 MIH高层整合功能。7.如实施例6所述的系统，还包含一服务接入点(SAP)至媒体接入控制层接口， 以及一 SAP至物理层接口，该SAP接口使得该递交子层和一 MIH管理平面间可互相通讯。8.如实施例6或7所述的系统，其中该递交子层是配置以执行在该网络内的递交。9.如实施例6或7所述的系统，其中该递交子层是配置以在子网络间执行递交，该 递交子层发送该移动IP部分信号以执行该递交。10.如实施例6或7所述的系统，其中该递交子层是配置以在不同技术间执行递 交，该递交子层发送该LLCF信号以执行该递交。11. 一种在一无线都市局域网络中管理资源的系统，其包含一基站，其是配置以 与一站台通讯；一无线接入网关，其是配置以作为一系统管理实体，该无线接入网关与该基 站通讯；一核心网络，其与该无线接入网关通讯；以及一媒体独立递交(MIH)接入网关，其 是配置以执行媒体独立递交，该MIH接入网关与该无线接入网关通讯。12.如实施例11所述的系统，其中该基站是经由一 U接口与一站台通讯。13.如实施例11或12所述的系统，其中该基站是经由一 A接口与该无线接入网关 通讯。14.如实施例11-13中其中一项所述的系统，其中该无线接入网关是经由一 I_CN 接口与该核心网络通讯。15.如实施例11-15中其中一项所述的系统，其中该无线接入网关是经由一 CMIH 接口与该MIH接入网关通讯。
16.如实施例11-15中其中一项所述的系统，其中该系统包含一个以上的基站，其 与该无线接入网关通讯，且每该基站是配置以经由一 IB接口与另一基站通讯。17.如实施例11-16中其中一项所述的系统，其中该系统包含一个以上的无线接 入网关，且每该无线接入网关系配置以经由一 AG接口与另一无线接入网关通讯。18.如实施例11_14、16或17其中一项所述的系统，其中该无线接入网关是经由一 服务接入点接口与该MIH接入网关通讯。19.如实施例11-18中其中一项所述的系统，其中该核心网络是经由一 I_CN’接口 与该MIH接入网关通讯。20.如实施例11、12、14、16、18或19其中一项所述的系统，其中该基站是经由一服
务接入点接口与该无线接入网关通讯。21. 一种在一无线都市局域网络中管理资源的系统，其包含一基站，其是配置以 与一站台通讯；一接入网关，其与该基站通讯，该接入网关包含一无线接入网关以及一媒体 独立递交(MIH)接入网关，其是配置以执行媒体独立递交，该MIH接入网关与该无线接入网 关通讯；以及一核心网络，其与该接入网关通讯。22.如实施例21所述的系统，其中该基站是经由一 U接口与一站台通讯。23.如实施例21或22所述的系统，其中该基站是经由一 A接口与该接入网关通 讯。24.如实施例21-23中其中之一所述的系统，其中该无线接入网关是经由一服务 接入点接口与该MIH接入网关通讯。25.如实施例21-24中其中之一所述的系统，其中该接入网关是经由一 I-CN接口 与该核心网络通讯。26.如实施例21-25中其中的一所述的系统，其中该系统包含一个以上的基站，其 与该接入网关，且每该基站是配置以经由一 IB接口与另一基站通讯。27.如实施例21-26中其中之一所述的系统，其中该系统包含一个以上的接入网 关，且每该接入网关是配置以经由一 AG接面与另一接入网关通讯。28. 一种在一无线都市局域网络中管理资源的系统，其包含一基站以及一与该基 站通讯的核心网络。该基站包含一媒体接入控制(MAC)和物理层装置；一无线接入网关， 其是配置以与该MAC和物理层装置通讯；以及一媒体独立递交(MIH)网关，其是配置以执行 该媒体独立递交，该MIH接入网关系与该无线接入网关通讯。29.如实施例28所述的系统，其中该基站是经由一 U接口与一站台通讯。30.如实施例28或29所述的系统，其中该MAC和物理层装置是经由一服务接入点 接口与该无线接入网关通讯。31.如实施例28-30中其中的一所述的系统，其中该无线接入网关是经由一服务 接入点接口与该MIH接入网关通讯。32.如实施例28-31中其中之一所述的系统，其中该基站是经由一 I_CN接口与该 核心网络通讯。33.如实施例28-32中其中之一所述的系统，其中该系统包含一个以上的基站，该 基站是经由一 IB接口互相通讯。尽管本发明的特征和组件皆于实施例中以特定组合方式所描述，但实施例中每一特征或组件能独自使用，而不需与较佳实施方式的其它特征或组件组合，或是与/不与本 发明的其它特征和组件做不同的组合。尽管本发明已经参照较佳实施方式特别展示和描 述，熟悉本技术的人士将了解，在不脱附本发明在此所描述的保护范围下，可完成形式和细 节上的不同改变。
权利要求
一种在一无线网络中管理递交的递交管理平面，其包含一移动因特网通讯协议部分；一递交子层，该递交子层特定于该无线网络的一网络型式以及被配置以执行在该网络内的一递交；一媒体独立递交的低层整合功能，该低层整合功能特定于该无线网络的一网络型式；一媒体独立递交的递交功能；以及一媒体独立递交的高层整合功能。
2.根据权利要求1所述的递交管理平面，其特征在于还包含 至媒体接入控制层接口的一服务接入点；以及至物理层接口的一服务接入点；这些服务接入点接口使该递交子层和一媒体独立递交管理平面间可互相通讯。
3.根据权利要求1所述的递交管理平面，其特征在于该递交子层更被配置以在子网络 间执行一递交，该递交子层发送该移动因特网通讯协议部分的信号，以执行该递交。
4.根据权利要求1所述的递交管理平面，其特征在于该递交子层更被配置以在不同技 术间执行一递交，该递交子层发送该低层整合功能的信号，以执行该递交。
5.一种用以在一无线网络中管理递交的方法，其包含将网络型式特定的媒体接入控制和物理层配置以发送测量与递交触发；发送递交触发到一网络型式特定整合功能；以及通过该网络型式特定整合功能而与一媒体独立递交功能通讯。
全文摘要
本发明提出一种基础架构，使得无线都市局域网络(WMANs)可无缝隙移动，且提供频谱和网络资源的管理。本发明介绍一种WMAN参考模块，其中无线资源管理(RRM)和递交(HO)子层被引入至协议堆栈中。WMAN网络管理平面负责RRM和HO的管理，而且，本发明还提出数种WMAN管理的实体和逻辑网络架构选择。
文档编号H04W36/00GK101917744SQ20101027502
公开日2010年12月15日 申请日期2005年10月31日 优先权日2004年11月5日
发明者布莱恩·G·基尔南, 玛吉·M·萨奇 申请人:美商内数位科技公司