CN103686903A - 移动通讯装置与切换数据流量的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有第一无线模块、第二无线模块以及控制器模块的移动通讯装置。第一无线模块用以使用蜂窝式无线技术执行与电信网络之间的无线传输与接收。第二无线模块用以使用短距无线技术执行无线传输与接收。控制器模块用以控制通讯的操作，包括：在针对移动通讯装置的数据流量被从电信网络卸载至存取点之后，通过第二无线模块检测到与存取点的连线发生断线，因应连线发生断线而优先处理连线建立程序以重新连接至电信网络，以及在成功地重新连接至电信网络之后，直接对电信网络传送与接收针对移动通讯装置的数据流量。

Description

移动通讯装置与切换数据流量的方法

技术领域

本发明主要关于跨异质网络提供通讯服务的技术，特别是有关于一种切换数据流量的装置与方法，将被从电信网络卸载(offload)至使用短距无线(Short Range Wireless，SRW)技术的存取点的数据流量切换回电信网络。

背景技术

近年来，由于大众对普适(ubiquitous)运算与网络的需求大幅增长，于是各种无线技术纷纷问世，例如：短距无线技术以及电信通讯技术(或可称为蜂窝式无线(cellular)技术)，其中短距无线技术包括无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)技术、蓝牙技术、以及群蜂(Zigbee)技术等。电信通讯技术包括全球移动通讯系统(Global System for Mobile communications，GSM)技术、通用封包无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)技术、全球增强型数据传输(Enhanced Data rates for Global Evolution，EDGE)技术、宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)技术、码分多址接入-2000(Code Division Multiple Access2000，CDMA-2000)技术、时分同步码分多址接入(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)技术、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，WiMAX)技术、长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术、以及分时长期演进(Time-Division LTE，TD-LTE)技术等。为了使用者的便利性及使用弹性，现今多数的移动台(Mobile Station，MS)(或可称为使用者装置(User Equipment，UE))皆具备两个或两个以上的无线通讯模块，以支持不同的无线技术。然而，每种无线技术皆有其不同的特性，例如：频宽、涵盖范围、以及服务率等，特别是，每个无线网络所能提供给移动台的频宽与涵盖率必须视移动台所在位置及当下时间而定。

举例说明，一移动台同时具备有宽带码分多址接入模块与无线保真模块，使其可选择性地使用宽带码分多址接入技术或无线保真技术以取得无线服务。一般而言，使用宽带码分多址接入技术所取得的无线服务具有较为受限的频宽，但具有较佳的移动性；相较之下，使用无线保真技术所取得的无线服务具有较充足的频宽，但其移动性较差。因此，当移动台连接至电信网络所取得的无线服务产生大量数据流量时，最佳的情况是能够把数据流量从电信网络卸载至无线保真技术的存取点，也就是说，将移动台从电信网络交递至无线保真技术的存取点。然而，在交递之后，移动台与无线保真技术的存取点之间的连线可能发生断线、或甚至附近也没有任何可用的无线保真技术的存取点可供连线，此将造成进行中的无线服务发生严重的中断情形。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种切换数据流量的装置与方法，能够将被从电信网络卸载至使用短距无线技术的存取点的数据流量尽快地切换回电信网络，以避免进行中的无线服务被中断。

本发明的一实施例提供了一种移动通讯装置，包括一第一无线模块、一第二无线模块、以及一控制器模块。上述第一无线模块用以使用一蜂窝式无线技术执行与一电信网络之间的无线传输与接收。上述第二无线模块用以使用一短距无线技术执行无线传输与接收。上述控制器模块用以控制通讯的操作，包括：在针对上述移动通讯装置的数据流量被从上述电信网络卸载至一存取点之后，通过上述第二无线模块检测到与上述存取点的一连线发生断线，因应上述连线发生断线而优先处理一连线建立程序以重新连接至上述电信网络，以及在成功地重新连接至上述电信网络之后，直接对上述电信网络传送与接收针对上述移动通讯装置的数据流量。

本发明的另一实施例提供了一种切换数据流量的方法，适用于一电信网络与使用一短距无线技术的一存取点之间切换针对一移动通讯装置的数据流量，包括以下步骤：由上述电信网络将针对上述移动通讯装置的数据流量卸载至上述存取点；在针对上述移动通讯装置的数据流量卸载之后，由上述移动通讯装置检测到与上述存取点的一连线发生断线；由上述移动通讯装置因应上述连线发生断线而优先处理一连线建立程序以重新连接至上述电信网络；以及在成功地重新连接至上述电信网络之后，直接在上述移动通讯装置与上述电信网络之间传送与接收针对上述移动通讯装置的数据流量。

关于本发明其它附加的特征与优点，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可根据本发明实施方法中所揭露的移动通讯装置、以及切换数据流量的方法做些许的更动与润饰而得到。

附图说明

图1是根据本发明一实施例所述的无线通讯环境的示意图。

图2是根据本发明一实施例所述的移动通讯装置110的示意图。

图3是根据本发明一实施例所述在电信网络与使用短距无线技术的存取点之间切换针对移动通讯装置的数据流量的方法流程图。

图4A和图4B是根据本发明一实施例所述在电信网络120与存取点140之间切换针对移动通讯装置110的数据流量的方法流程图。

[标号说明]

100       无线通讯环境   110       移动通讯装置

120       电信网络       121       存取网络

122       核心网络       130、140  存取点

10、20    无线模块       30        控制器模块

S310～S340、S401～S421步骤

具体实施方式

本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，应理解下列实施例可经由软件、硬件、固件、或上述任意组合来实现。

图1是根据本发明一实施例所述的无线通讯环境的示意图。无线通讯环境100包括移动通讯装置110、电信网络120、以及存取点130、140。移动通讯装置110可为智能型手机、平版计算机、笔记本型计算机、或任何电子计算装置，只要其可支持存取点130、140所使用的短距无线技术以及电信网络120所使用的蜂窝式无线技术。移动通讯装置110可选择性地连接至电信网络120、以及存取点130或140的其中一者或同时连接至该两者，以取得无线服务。电信网络120可为全球移动通讯系统、通用封包无线服务系统、宽带码分多址接入系统、码分多址接入-2000系统、时分同步码分多址接入系统、全球互通微波存取系统、长期演进系统、或时分长期演进系统等等，端视所使用的蜂窝式无线技术而定。电信网络120包括存取网络121与核心网络122，其中存取网络121是由核心网络122所控制以提供无线传输与接收的功能。举例来说，电信网络120可为宽带码分多址接入系统，而存取网络121可为通用陆地无线电存取网络(Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)，核心网络122可为通用封包无线服务核心，其包括了：本籍注册数据库(Home Location Register，HLR)、至少一服务通用封包无线服务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)、以及至少一网关通用封包无线服务支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)。或者，电信网络120可为长期演进/长期演进强化系统，而存取网络121可为演进式通用陆地无线电存取网络(Evolved UTRAN，E-UTRAN)，核心网络122可为演进封包核心(EvolvedPacket Core，EPC)，其包括了：本籍用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)、服务网关器(ServingGateway，S-GW)、以及封包数据网络网关器(Packet Data Network Gateway，PDN-GW/P-GW)。

存取点130、140可各自建立一短距无线网络，以作为提供无线服务给移动通讯装置110的另一种选择。举例来说，存取点130、140可由电信网络120的经营业者所布建、或与电信网络120以合作模式运作。存取点130、140可通过以太网缆线连接至有线局域网络，且通常是用以接收、暂存、以及传送针对移动通讯装置110的数据流量。存取点130、140可直接连接至核心网络122、或通过因特网间接地连接至核心网络122，如图1所示。一般来说，若存取点130、140所使用的短距无线技术为无线保真技术，则其平均具有20公尺(在有障碍物的地方，例如：墙壁、楼梯间、电梯等)到100公尺(在空旷开放的地方)不等的涵盖范围。除了无线保真技术之外，存取点130、140亦可使用其它的短距无线技术，例如：蓝牙技术、群蜂技术等，且本发明不在此限。

图2是根据本发明一实施例所述的移动通讯装置110的示意图。移动通讯装置110包括无线模块10、20、以及控制器模块30。无线模块10用以提供与电信网络120之间的无线传输与接收功能，无线模块20用以提供与存取点130或140之间的无线传输与接收功能。控制器模块30用以控制无线模块10、20的运作、以及控制其它功能元件(未绘示)，例如：用作人机接口(Man-Machine Interface，MMI)的显示单元以及/或按键、用以储存应用或通讯协议的程序码的储存单元、以及用以取得位置信息的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)单元等。特别是，控制器模块30还用以控制无线模块10、20以执行本发明所述的切换数据流量的方法。

进一步说明，无线模块10、20可个别为一射频(Radio Frequency，RF)单元，而控制器模块30可为通用处理器或基频单元的微控制器(Micro ControlUnit，MCU)。基频单元可包括多个硬件装置以执行基频信号处理，包括模拟数字转换(analog to digital conversion，ADC)/数字模拟转换(digital to analogconversion，DAC)、增益(gain)调整、调制与解调、以及编码/解码等。射频单元可接收射频无线信号，并将射频无线信号转换为基频信号以交由基频单元进一步处理，或自基频单元接收基频信号，并将基频信号转换为射频无线信号以进行传送。射频单元亦可包括多个硬件装置以执行上述射频转换，举例来说，射频单元可包括一混频器(mixer)以将基频信号乘上无线通讯系统的射频中的一振荡载波，其中该射频可为无线保真技术所使用的2.4吉赫、3.6吉赫、4.9吉赫、或5吉赫，或宽带码分多址接入技术所使用的900兆赫、1900兆赫、或2100兆赫，或长期演进或长期演进强化技术所使用的900兆赫、2100兆赫、或2.6吉赫，或端视所使用的无线技术而定。

图3是根据本发明一实施例所述在电信网络与使用短距无线技术的存取点之间切换针对移动通讯装置的数据流量的方法流程图。本发明所述的切换数据流量的方法可执行于移动通讯装置与电信网络之间所使用的通讯协议中的媒体存取控制(Media Access Control，MAC)层、无线资源控制(RadioResource Control，RRC)层、非存取层(Non-Access Stratum，NAS)、或应用层。在此实施例，移动通讯装置初步地先从电信网络取得无线服务。首先，电信网络将针对移动通讯装置的数据流量卸载至存取点(步骤S310)，也就是说，移动通讯装置被从电信网络交递至存取点。接着，在针对移动通讯装置的数据流量卸载之后，移动通讯装置检测到与存取点的连线发生断线(步骤S320)。为因应连线发生断线，移动通讯装置优先处理连线建立程序以重新连接至电信网络(步骤S330)。在针对步骤S330的一实施例，移动通讯装置可将无线资源控制的连线请求消息中的原因字段设为特定值以指示高优先级，其中原因字段可为无线资源控制的连线请求消息中的现有字段(例如：「建立原因(establishmentCause)」字段)、或另外设立的新字段。在针对步骤S330的另一实施例，移动通讯装置可针对连线建立程序所对应的随机存取程序设定低后退(back-off)值、或在该随机存取程序中所进行的前文传送设定高初始功率或高功率增量(power increment step)。在成功地重新连接至电信网络之后，移动通讯装置与电信网络可直接在其之间传送与接收针对移动通讯装置的数据流量(步骤S340)。也就是说，移动通讯装置被从存取点切换回到电信网络，而电信网络则取消了将数据流量卸载至存取点的动作。

需注意的是，通过优先处理连线建立程序，本发明的移动通讯装置可在与存取点的连线发生断线时，尽快地重新连线至电信网络，以避免进行中的无线服务发生中断。

图4A、图4B是根据本发明一实施例所述在电信网络120与存取点140之间切换针对移动通讯装置110的数据流量的方法流程图。在此实施例，存取点130、140所使用的短距无线技术为无线保真技术。首先，电信网络120个别传送一存取点设定至存取点130、140，以特定的服务组识别码(Service SetIdentifier，SSID)、因特网协议(Internet Protocol，IP)地址、信道识别码、以及作业频率等参数去测定存取点130、140(步骤S401)。移动通讯装置110初步地从电信网络120取得无线服务，从而自电信网络120接收下行数据并传送上行数据(步骤S402～S403)。

稍后，当电信网络120检测到移动通讯装置110目前的服务小区(servingcell)过载、或移动通讯装置110的信号质量过差(步骤S404)，于是传送无线保真回报设定至移动通讯装置110以启动存取点的搜寻(步骤S405)。明确来说，可使用广播或专用指令/消息来传递无线保真回报设定，且无线保真回报设定可用以指示符合回报条件的存取点。

接着，移动通讯装置110开启其短距无线技术的功能(在此实施例中意即无线保真技术的功能)，也就是开启无线模块20，以根据所接收到的无线保真回报设定来进行存取点的搜寻(步骤S406)，然后在搜寻结束时，将搜寻结果回报给电信网络120(步骤S407)。根据搜寻结果，电信网络120从搜寻到的多个存取点中挑选存取点140(步骤S408)，并传送存取点140的无线保真存取设定至移动通讯装置110(步骤S409)。无线保真存取设定可用以指示所选的存取点，且可包括所选的存取点的安全密码以及/或节省功率参数。

后续，移动通讯装置110藉由传送存取请求至存取点140以及从存取点140接收存取许可，从而根据无线保真存取设定连接至存取点140(步骤S410～S411)。在成功地连接至存取点140之后，移动通讯装置110传送通知(在图4A中标示为「存取成功」)给电信网络120，以告知电信网络120关于移动通讯装置110已成功连接至存取点140(步骤S412)。

之后，电信网络120开始将针对移动通讯装置110的数据流量卸载至存取点140。明确来说，数据流量中包括了下行数据及上行数据，其中下行数据先由电信网络120传送至存取点140(步骤S413)，然后再由存取点140转送给移动通讯装置110(步骤S414)。同样地，上行数据先由移动通讯装置110传送至存取点140(步骤S415)，然后再由存取点140转送给电信网络120(步骤S416)。

接着，移动通讯装置110检测到与存取点140的连线发生断线(步骤S417)。为因应连线发生断线，移动通讯装置110执行随机存取程序(步骤S418)、以及连线建立程序(步骤S419)，以重新连接至电信网络120，其中随机存取程序以及/或连线建立程序是可被优先处理的。明确来说，可针对随机存取程序设定低后退值、或针对随机存取程序中所进行的前文传送设定高初始功率或高功率增量，以达到优先处理随机存取程序的目的。或者，可将无线资源控制的连线请求消息中的原因字段设定为指示高优先级，以达到优先处理连线建立程序的目的，其中原因字段可为无线资源控制的连线请求消息中的现有字段(例如：「建立原因」字段)、或另外设立的新字段。

在移动通讯装置110成功地重新连接至电信网络120之后，上述数据流量的卸载动作即刻取消。因此，移动通讯装置110直接从电信网络120接收下行数据(步骤S420)，并直接将上行数据传送至电信网络120(步骤S421)。

本发明虽以各种实施例揭露如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

需注意的是，权利要求范围中所使用的序数「第一」、「第二」等等并非表示其所描述的元件之间存在任何时间先后次序、优先等级的差别、或其它关系上的先后次序，而是用以区别具有相同名称的不同元件。

Claims (8)

1.一种移动通讯装置，包括：

一第一无线模块，用以使用一蜂窝式无线技术执行与一电信网络之间的无线传输与接收；

一第二无线模块，用以使用一短距无线技术执行无线传输与接收；以及

一控制器模块，用以控制通讯的操作，包括：在针对上述移动通讯装置的数据流量被从上述电信网络卸载至一存取点之后，通过上述第二无线模块检测到与上述存取点的一连线发生断线，因应上述连线发生断线而优先处理一连线建立程序以重新连接至上述电信网络，以及在成功地重新连接至上述电信网络之后，直接对上述电信网络传送与接收针对上述移动通讯装置的数据流量。

2.根据权利要求1所述的移动通讯装置，其中上述连线建立程序的优先处理包括：通过上述第一无线模块传送具有指示高优先级的一原因的一无线资源控制的连线请求消息至上述电信网络。

3.根据权利要求1所述的移动通讯装置，其中上述连线建立程序的优先处理包括：针对上述连线建立程序所对应的一随机存取程序设定一低后退值；或在上述随机存取程序中所进行的前文传送设定一高初始功率或一高功率增量。

4.根据权利要求1所述的移动通讯装置，其中上述通讯的操作是依循上述移动通讯装置与上述电信网络之间所使用的一通讯协议中一媒体存取控制层、一无线资源控制层、一非存取层或一应用层。

5.一种切换数据流量的方法，用于一电信网络与使用一短距无线技术的一存取点之间切换针对一移动通讯装置的数据流量，包括：

由上述电信网络将针对上述移动通讯装置的数据流量卸载至上述存取点；

在针对上述移动通讯装置的数据流量卸载之后，由上述移动通讯装置检测到与上述存取点的一连线发生断线；

由上述移动通讯装置因应上述连线发生断线而优先处理一连线建立程序以重新连接至上述电信网络；以及

在成功地重新连接至上述电信网络之后，直接在上述移动通讯装置与上述电信网络之间传送与接收针对上述移动通讯装置的数据流量。

6.根据权利要求5所述的切换数据流量的方法，其中上述连线建立程序的优先处理包括：传送具有指示高优先级的一原因的一无线资源控制的连线请求消息至上述电信网络。

7.根据权利要求5所述的切换数据流量的方法，其中上述连线建立程序的优先处理包括：针对上述连线建立程序所对应的一随机存取程序设定一低后退值；或在上述随机存取程序中所进行的前文传送设定一高初始功率或一高功率增量。

8.根据权利要求5所述的切换数据流量的方法，其是执行于上述移动通讯装置与上述电信网络之间所使用的一通讯协议中一媒体存取控制层、一无线资源控制层、一非存取层或一应用层。

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