適用於通訊系統中執行聯繫程序的裝置、系統以及方法
2023-05-29 09:51:51 2
專利名稱：適用於通訊系統中執行聯繫程序的裝置、系統以及方法
技術領域：
本發明主要關於執行聯繫程序的技術，特別是有關於一種適用於移動通 訊系統中執行聯繫程序的使用者裝置、系統以及方法。
背景技術：
在傳統的移動通訊環境中， -使用者裝置(User Euipement， UE)通過無線 接入網絡(Radio Access Network, RAN)與一或多個移動通訊系統進行通訊， 一般來說，使用者裝置指的包括有行動電話、具無線傳輸功能的筆記本型計 算機、或個人數字助理器(Personal Digital Assistant, PDA),以上裝置皆 可為可攜式、手持式、口袋型、或可裝置在運載工具上，且皆可與無線接入 網絡進行數據或語音通訊。
全球移動通訊系統(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS)是從全球移動通訊系統(Global System for Mobile communications, GSM)演進而來，被稱為第三代移動通訊系統，其屬於歐洲的規格標準，根據 全球移動通訊系統的核心網絡與寬帶碼分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access, W-CDMA)技術以提供更好的移動通訊服務。儘管全球移動 通訊系統能夠提供更快的數據傳輸速度，但由於未來對於無線數據傳輸的需 求會大幅提升，因此有人提出了全球移動通訊系統的長期演進(Long Term Evolution, LTE)觀念，其主要目標是改善全球移動通訊系統，使其能夠提供 高速數據傳輸、低延遲(low-latency)以及封包最優化(packet-optimized) 的無線電存取技術，而改善後的全球移動通訊技術則稱糹皮為進化式全球地面 無線接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access, E-證A)技術， 使用該技術的系統則稱之為進化式封包系統(Evolved Paclet System, EPS)。
第三代移動通訊組織(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)針 對進化式全球地面無線接入技術制訂了版本號v. 1. 1. 0的通訊協議規格書TS 24. 301 (往後在此說明書中皆稱之為通訊協議規格書TS 24.301)，其中定義
5了進化式封包系統與使用者裝置之間進行通訊所需遵守的非接入層
(Non-A6cess-Stratum， NAS)通訊協議。
在開機並連接上進化式封包系統後，使用者裝置必須執行聯繫程序以向 進化式封包系統註冊，然後才能通過進化式封包系統開始進行封包彰:據的傳 輸服務。如圖1所示，聯繫程序首先由使用者裝置傳送聯繫請求(ATTACH REQUEST)消息到進化式封包系統(步驟S101),該聯繫請求消息可與封包數據 網絡連結請求(PDN CONNECTIVITY REQUEST)消息一併傳送，用以指示使用者 裝置欲開始進行封包數據的傳輸服務。當進化式封包系統接收到聯繫請求消 息時，會驗證並檢查使用者裝置是否被授權進行封包數據的傳輸服務，然後 進化式封包系統再執行安全模式控制程序以啟動後續消息的加密(步驟 S102),若上述檢查都通過了，則進化式封包系統接受該聯繫請求，並傳送聯 系認可(ATTACH ACCEPT)消息到使用者裝置(步驟S103),而如果上述聯繫請 求消息中包括封包數據網絡連結請求，則該聯繫認可消息是與啟動預設進化 式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST) 消息一併傳送，該啟動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息包含有啟動進化式封包系統的預_沒乘載設 定。當使用者裝置接收到聯繫認可消息時，會檢查啟動預設進化式封包系統 載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中所含 的設定是否可接受，如果使用者裝置接受該設定，則使用該設定重設相關於 該聯繫程序的計數器，包括試圖聯繫(attach attempt)計數器和試圖更新追 蹤區域(tracking area updating attempt)計悽t器，進入進化式封包系統移 動管理-已註冊(EMM-REGISTERED, EMM: EPS Mobility Management)狀態，以 及將進化式封包系統更新狀態設定為進化式封包系統第 一更新狀態-已更新 (EU1 UPDATED, EU: EPS Update status)(步驟S104)。接著，使用者裝置為 了響應聯繫認可消息已被接受，則傳送聯繫完成(ATTACH COMPLETE)消息到進 化式封包系統(步驟SI05)，該聯繫完成消息可與啟動預設進化式封包系統栽 體內容認可(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT ACCEPT)消息一併傳送， 以指示使用者裝置已接受了啟動預設進化式封包系統載體內容請求 (ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中的設定。最後，進 化式封包系統接收到聯繫完成消息與啟動預設進化式封包系統載體內容認可 (ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT ACCEPT)消息，則成功完成該聯繫程序。
發明內容
根據本發明的 一 實施例提供了 一種使用者裝置，適用於執行與服務網絡 之間的聯繫程序，包括無線模塊與控制單元。無線模塊，傳送聯繫請求消息 到上述服務網絡，並接收上述服務網絡響應上述聯繫請求消息的聯繫認可消
息；控制單元，決定是否接受上述聯繫認可消息，若是，則通過上述無線模 塊傳送聯繫完成消息到上述服務網絡，若否，則通過上述無線模塊重傳上述 聯繫請求消息。
本發明的另一實施例提供了一種通訊方法，適用於使用者裝置^^行與服 務網絡之間的聯繫程序，包括傳送聯繫請求消息到上述服務網絡；接收上述 服務網絡響應上述聯繫請求消息的聯繫認可消息；決定是否接受上述聯繫認 可消息；若接受上述聯繫認可消息，則傳送聯繫完成消息到上述服務網絡； 以及若不接受上述聯繫認可消息，則重傳上述聯繫請求消息。
本發明的另 一實施例提供了 一種服務網絡，適用於執行與使用者裝置之 間的聯繫程序，包括無線接入網絡以及控制節點。無線接入網絡，接收來自 上述使用者裝置的聯繫請求消息，傳送第一聯繫認可消息到上述使用者裝置 以響應上述聯繫請求消息，以及接收來自上述使用者裝置的響應消息；控制 節點，根據上述響應消息為聯繫完成消息而決定上述聯繫程序已成功完成， 根據上述響應消息為重傳的上述聯繫請求消息而中止上述聯繫程序並通過上 述無線接入網絡傳送第二聯繫認可消息到上述使用者裝置以啟動新的聯繫程 序，以及根據上述響應消息為取消聯繫請求消息而中止上述聯繫程序並通過 上述無線接入網絡傳送取消聯繫認可消息到上述使用者裝置。
本發明的另 一 實施例提供了 一種通訊方法，適用於服務網絡執行與使用 者裝置之間的聯繫程序，包括接收來自上述使用者裝置的聯繫請求消息；傳 送第一聯繫認可消息到上述使用者裝置以響應上述聯繫請求消息；接收來自 上述使用者裝置的響應消息；根據上述響應消息為聯繫完成消息而決定上述 聯繫程序已成功完成；根據上述響應消息為上述使用者裝置所重傳的上述聯 系請求消息而中止上述聯繫程序並傳送第二聯繫認可消息到上述使用者裝置 以啟動新的聯繫程序；以及根據上述響應消息為取消聯繫請求消息而中止上 述聯繫程序並傳送取消聯繫認可消息到上述使用者裝置。本發明的另 一實施例提供了 一種移動通訊系統，適用於執行聯繫程序， 包括使用者裝置與服務網絡。使用者裝置，傳送聯繫請求消息，接收響應上 述聯繫請求消息的第 一聯繫認可消息，決定是否接受上述第 一聯繫認可消息，
若是，則傳送聯繫完成消息，若否，則重傳上述聯繫請求消息；服務網絡， 接收上述聯繫請求消息，傳送上述第 一聯繫認可消息到上述使用者裝置以響 應上述聯繫請求消息，根據接收上述聯繫完成消息而決定上述聯繫程序已成 功完成，以及根據接收上述使用者裝置重傳的上述聯繫請求消息而中止上述 聯繫程序並傳送第二聯繫認可消息到上述使用者裝置以啟動新的聯繫程序。
關於本發明其它附加的特徵與優點，本領域技術人員，在不脫離本發明 的精神和範圍內，當可根據本發明實施方法中所揭露的執行聯繫程序的使用 者裝置、系統以及方法，做些許的更動與潤飾而得到。
圖1是顯示傳統架構下進化式封包系統與使用者裝置之間進行聯繫程序 的消息序列圖。
圖2是^4居本發明一實施例所述的使用者裝置的方塊圖。
圖3是根據本發明一實施例所述在使用者裝置與進化式封包系統間所進 行的聯繫程序消息序列圖。
圖4是根據本發明一實施例所述在重傳次數已達一既定值時由^f吏用者裝 置與進化式封包系統中止聯繫程序的消息序列圖。
210 使用者裝置；
211~無線模塊；
212 ~非接入層通訊協議堆棧；
213~控制單元；
220 -進化式封包系統。
具體實施例方式
本章節所敘述的是實施本發明的最佳方式，目的在於說明本發明的精神 而非用以限定本發明的保護範圍，本發明的保護範圍當視所附的申請專利範 圍所界定者為準。本章節所敘述的實施例是應用於進化式封包系統環境中，且搭配第三代移動通訊組織所制定的通訊協議規格書以表達本發明的精神， 但是該通訊協議規格書並非用以限定本發明的範圍。
在聯繫程序中，使用者裝置有可能不會接受啟動預設進化式封包系統載
體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中所含的 設定，舉例來說，如果使用者裝置現有的乘載資源(bearer resource)不足以 使用該設定，則表示該設定可能有語意上或語法上的錯誤。另外，其它可能 發生的狀況定義在通訊協議規格書TS 24. 301中的第6. 4. 1. 4小節。當使用 者裝置不接受該設定時，會向進化式封包系統要求適當的或正確的設定，所 以會重新啟動聯繫程序。然而，根據通訊協議規格書TS 24.301中的第 5.5.1.2.4小節，當使用者裝置接收到與啟動預設進化式封包系統載體內容 請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息一併傳送的聯繫 認可消息時，會重設試圖聯繫計數器和試圖更新追蹤區域計數器、進入進化 式封包系統移動管理-已註冊(EMM-REGISTERED)狀態、將進化式封包系統更新 狀態設定為進化式封包系統第一更新狀態-已更新(EUl UPDATED)、以及開始 使用啟動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中所含的設定，然後，使用者裝置再將聯繫完成消息 與啟動預設進化式封包系統載體內容認可(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT ACCEPT)消息一併傳送到進化式封包系統。由於通訊協議少見格書TS 24. 301中的第5. 5. 1. 2. 4小節完全忽略了使用者裝置可能不會接受啟動預設 進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中所含的設定，所以可能會造成使用者裝置與進化式封包系統 的運作錯誤。
圖2是根據本發明一實施例所述的使用者裝置的方塊圖。使用者裝置210 包括無線模塊211，用以通過無線電頻率傳送以及接收消息，使用者裝置210 亦包括非接入層通訊協議堆棧212，用以通過無線模塊211傳送消息到進化 式封包系統220以及《1妾收來自進化式封包系統220的消息。非接入層通訊協 議堆棧212與無線模塊211之間的連結可包括未繪示於圖2中的其它通訊協 議堆棧，例如無線資源控制層(Radio Resource Control, RRC)、無線鏈路 控制層(Radio Link Control ， RLC) 、 J(某體接入控制層(Medium Access Control, MAC)、以及物理層(Physical Layer)。在實作上，任何在此後所4又迷的通訊 協議堆棧皆可由軟體與硬體兩者的組合來完成。另外，關於控制單元213的運作細節將於接下來的實施例中描述。
圖3是根據本發明一實施例所述在使用者裝置與進化式封包系統間所進 行的聯繫程序消息序列圖。在聯繫程序中，使用者裝置210維護一試圖聯繫 計數器(往後在此說明書中皆稱之為重傳計數器)，用以記錄當試圖聯繫失敗 後可容許的重傳次數，於初始狀態時，將重傳計數器設為O(步驟S301)，當 使用者裝置210要向進化式封包系統220註冊並開始進行封包數據的傳輸服 務時，使用者裝置210將聯繫請求(ATTACH REQUEST)消息與封包悽t據網絡連 結請求(PDN CONNECTIVITY REQUEST)消息一併傳送到進化式封包系統220以 啟動聯繫程序(步驟S302)，進化式封包系統220在接收到聯繫請求消息後， 執行認證程序以檢查使用者裝置210是否被授權並執行安全模式控制程序以 啟動與^f吏用者裝置210之間後續消息的加密(步驟S303)，如果認_〖正程序與安 全模式控制程序皆正常地結束，則進化式封包系統220進一步將聯繫認可 (ATTACH ACCEPT)消息與啟動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息一併傳送到使用者裝置210(步 驟S304)。使用者裝置210通過無線模塊211接收到聯繫認可消息時，控制 單元213將啟動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息取出，並根據通訊協議規格書TS 24.301第 6.4, 1.4小節所定義的原因決定其所包含的預設進化式封包系統栽體內容啟 動設定是無法接受的(步驟S305)，於是使用者裝置210檢查重傳計數器是否 小於一既定值，若是，則將聯繫請求消息與封包數據網絡連結請求消息一併 重傳(步驟S306),此重傳的聯繫請求消息包括重傳原因(記錄於重傳原因信 息元素(Information Element, IE)中)指示使用者裝置210拒絕接受先前所 接收到的啟動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息，且啟動預設進化式封包系統栽體內容請求 (ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息包^舌無法4妾受的原因 (記錄於r進化式封包系統會談管理原因(ESM Cause)」信息元素中)，重傳完 聯繫請求消息後，使用者裝置210將重傳計數器加1 (步驟S307)。當進化式 封包系統220接收到重傳的聯繫請求消息時，檢查該消息是否包括重傳原因， 若是，進化式封包系統220中止目前進行中的聯繫程序並啟動新的聯繫程序 (步驟S308),然後將新的聯繫認可(ATTACH ACCEPT)消息與新的啟動預設進 化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息一併傳送到使用者裝置210(步驟S309)。進化式封包系統220已根據上 述無法接受的原因而調整新的啟動預設進化式封包系統載體內容請求 (ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中所含的設定，因此， 使用者裝置210就可接受新的聯繫認可消息與新的啟動預設進化式封包系統 載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息，並繼 續重設試圖聯繫計數器和試圖更新追蹤區域(tracking area)計數器，進入進 化式封包系統移動管理-已註冊(EMM-REGISTERED)狀態，將進化式封包系統更 新狀態設定為進化式封包系統第一更新狀態-已更新(EUl UPDATED),以及開 始使用新的啟動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息中所含的設定(步驟S310)。接著，使用者裝 置210再將聯繫完成(ATTACH COMPLETE)消息與啟動預設進化式封包系統載體 內容認可(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT ACCEPT)消息一併傳送到 進化式封包系統220 (步驟S311),最後，進化式封包系統220收到聯繫完成 消息後，則聯繫程序成功地結束。
在其它實施例中，使用者裝置210可能會再次拒絕接受新的聯繫認可消 息，所以必須重複執行步驟S305 -S307,在此情況下，步驟S305 -S307可 不斷重複直到重傳計數器大於或等於一既定值或直到使用者裝置210接受了 新的聯繫認可消息。
圖4是根據本發明一實施例所述在重傳次數已達一既定值時由使用者裝 置與進化式封包系統中止一聯繫程序的消息序列圖。在此聯繫程序中，由於 使用者裝置210拒絕接受來自進化式封包系統220的聯繫認可消息，所以使 用者裝置210執行如圖3所示的重傳程序，並重傳包括有重傳原因的聯繫請 求消息(步驟S401)，重傳完後，使用者裝置210將重傳計數器加1 (步驟S402)。 當進化式封包系統220接收到重傳的聯繫請求消息時，中止目前進行中的聯 系程序並啟動新的聯繫程序(步驟S403)，然後將新的聯繫認可消息與新的啟 動預設進化式封包系統載體內容請求(ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST)消息一併傳送到使用者裝置210(步驟S404)。使用者裝置210再次 拒絕接受新的聯繫認可消息(步驟S405),因此重複進行重傳程序(步驟 S401 S404),最大的重傳次數可為任一既定值，或如本實施例所示，最大的 重傳次數為5。當重傳程序再重複4次仍失敗的時候(步驟S406)，表示已達 最大的重傳次數，所以使用者裝置210傳送取消聯繫請求(DETACH REQUEST)
ii消息到進化式封包系統220以中止目前的聯繫程序(步驟S407)。接收到取消 聯繫請求消息後，進化式封包系統220亦中止該聯繫程序(步驟S408)，並回 復使用者裝置210 —取消聯繫認可(DETACH ACCEPT)消息(步驟S409)，然後， 該聯繫程序則被使用者裝置210與進化式封包系統220雙方皆視為失敗。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本 發明的範圍，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可 做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明的範圍，本發明 的保護範圍當視所附的權利要求範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種使用者裝置，適用於執行與服務網絡之間的聯繫程序，包括無線模塊，傳送聯繫請求消息到上述服務網絡，並接收上述服務網絡響應上述聯繫請求消息的聯繫認可消息；以及控制單元，決定是否接受上述聯繫認可消息，若是，則通過上述無線模塊傳送聯繫完成消息到上述服務網絡，若否，則通過上述無線模塊重傳上述聯繫請求消息。
2. 根據權利要求1所述的使用者裝置，還包括重傳計數器，於上述聯繫 程序開始之前初始為零，於重傳上述聯繫請求消息時往上遞增，以及於上述 聯繫程序結束時重設，其中上述控制單元還決定上述重傳計數器是否小於既 定數值，若是，則將上述聯繫請求消息與重傳原因一併重傳，若否，則通過 上述無線模塊傳送取消聯繫請求消息到上述服務網絡。
3. —種通訊方法，適用於使用者裝置執行與服務網絡之間的聯繫程序， 包括傳送聯繫請求消息到上述服務網絡； 接收上述服務網絡響應上述聯繫請求消息的聯繫認可消息； 決定是否接受上述聯繫認可消息；若接受上述聯繫認可消息，則傳送聯繫完成消息到上述服務網絡；以及 若不接受上述聯繫認可消息，則重傳上述聯繫請求消息。
4. 根據權利要求3所述的通訊方法，還包括於上述聯繫程序開始之前將 重傳計數器初始為零，於重傳上述聯繫請求消息時將上述重傳計數器往上遞 增，以及於上述聯繫程序結束時重設上述重傳計數器。
5. 根據權利要求4所述的通訊方法，還包括決定上述重傳計數器是否小 於既定數值，若是，則將上述聯繫請求消息與重傳原因一併重傳，若否，則 傳送取消聯繫請求消息到上述服務網絡。
6. —種服務網絡，適用於執行與使用者裝置之間的聯繫程序，包括 無線接入網絡，接收來自上述使用者裝置的聯繫請求消息，傳送第一聯繫認可消息到上述使用者裝置以響應上述聯繫請求消息，以及接收來自上述 使用者裝置的響應消息；以及控制節點，根據上述響應消息為聯繫完成消息而決定上述聯繫程序已成功完成，根據上述響應消息為重傳的上述聯繫請求消息而中止上述聯繫程序 並通過上述無線接入網絡傳送第二聯繫認可消息到上述使用者裝置以啟動新 的聯繫程序，以及根據上述響應消息為取消聯繫請求消息而中止上述聯繫程 序並通過上述無線接入網絡傳送取消聯繫認可消息到上述使用者裝置。
7. 根據權利要求6所述的服務網絡，其中上述聯繫完成消息被傳送於當 上述使用者裝置接受上述第 一聯繫認可消息時，上述重傳的聯繫請求消息是 與重傳原因一併傳送於當上述使用者裝置不接受上述第一聯繫認可消息時， 上述取消聯繫請求消息被傳送於當上述使用者裝置不接受上述第 一聯繫認可 消息並且上述聯繫請求消息的重傳次數已大於或等於既定數值時。
8. —種通訊方法，適用於服務網絡執行與使用者裝置之間的聯繫程序， 包括接收來自上述使用者裝置的聯繫請求消息；傳送第 一聯繫認可消息到上述使用者裝置以響應上述聯繫請求消息； 接收來自上述使用者裝置的響應消息；根據上述響應消息為聯繫完成消息而決定上述聯繫程序已成功完成； 根據上述響應消息為上述使用者裝置所重傳的上述聯繫請求消息而中止上述聯繫程序並傳送第二聯繫認可消息到上述使用者裝置以啟動新的聯繫程序；以及根據上述響應消息為取消聯繫請求消息而中止上述聯繫程序並傳送取消 聯繫認可消息到上述使用者裝置。
9，根據權利要求8所述的通訊方法，其中上述聯繫完成消息被傳送於當 上述使用者裝置接受上述第一聯繫認可消息時，上述重傳的聯繫請求消息是 與重傳原因 一併傳送於當上述使用者裝置不接受上述第 一聯繫認可消息時， 上述取消聯繫請求消息被傳送於當上述使用者裝置不接受上述第一聯繫認可 消息並且上述聯繫請求消息的重傳次數已大於或等於既定數值時。
10. —種移動通訊系統，適用於執行聯繫程序，包括使用者裝置，傳送聯繫請求消息，接收響應上述聯繫請求消息的第一聯 系認可消息，決定是否接受上述第一聯繫認可消息，若是，則傳送聯繫完成 消息，若否，則重傳上述聯繫請求消息；以及服務網絡，接收上述聯繫請求消息，傳送上述第一聯繫認可消息到上述 使用者裝置以響應上述聯繫請求消息，根據接收上述聯繫完成消息而決定上述聯繫程序已成功完成，以及根據接收上述使用者裝置重傳的上述聯繫請求 消息而中止上述聯繫程序並傳送第二聯繫認可消息到上述使用者裝置以啟動 新的聯繫程序。
全文摘要
本發明提供了一種使用者裝置，適用於執行與服務網絡之間的聯繫程序。使用者裝置的無線模塊傳送聯繫請求消息到服務網絡，並接收服務網絡響應聯繫請求消息的聯繫認可消息。使用者裝置的控制單元決定是否接受聯繫認可消息，若是，則通過無線模塊傳送聯繫完成消息到服務網絡，若否，則通過無線模塊重傳聯繫請求消息。
文檔編號H04W24/00GK101631338SQ20091016578
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月13日 優先權日2008年9月29日
發明者黃振盛 申請人:美商威睿電通公司