CN104348745A - 在无线网络系统内优化数据传输的方法及无线网络系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在无线网络系统内优化数据传输的方法及相关无线网络系统。在无线网络系统中，在用户设备和第三代移动通信联盟架构网络之间建立一第一通道，以及在用户设备和因特网协议架构网络之间建立一第二通道。用户设备测量其传输状态，并针对和核心网络之间的通信计算一路径最大传输单元/切割大小。核心网络根据测量到的传输状态和计算出的路径最大传输单元/切割大小来求出一优化最大传输单元/切割大小，并根据优化最大传输单元/切割大小来调整其编码方案。用户设备另根据优化最大传输单元/切割大小来更新其目前最大传输单元/切割大小。
Description
技术领域
本发明涉及一种在无线网络系统内优化数据传输的方法及无线网络系统，尤其涉及一种根据目前传输状态动态地调整核心网络的编码方案和用户设备的最大传输单元/切割大小以在无线网络系统内优化数据传输的方法及无线网络系统。
背景技术
随着科技发展，网络应用也越来越普及，使用者可随时利用桌面计算机、笔记本电脑、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)或智能型手机等装置链接至因特网。在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)所制定的第三代(3rdGeneration,3G)或第四代(4th Generation,4G)无线网络架构下，数据服务、网络电话(voice over IP,VoIP)内容或影像内容可通过传输控制协议(transmission control protocol,TCP)或因特网协议(Internetprotocol,IP)等不同通信协议加以传送。传输控制协议和因特网协议都定义了能通过网络传送封包的上限值，其中因特网协议最大传输单元(maximum transmission unit,MTU)定义了能够传送因特网协议封包的上限值，而传输控制协议最大切割大小(maximum segmentsize,MSS)定义了一封包内可包括数据字节的最大值(不含传输控制协议/因特网标头)。在计算机网络中，最大传输单元或最大切割大小可为固定值，其值有关采用的网络接入接口，例如有关以太网络(Ethernet)、无线局域网络(wireless local area network,WLAN)、令牌环(Token-Ring)，或光纤分布式数据接口(fiber distributed datainterface,FDDI)。或者，最大传输单元或最大切割大小的值可在相关系统建立联机时来决定，例如在建立点对点序列联机(point-to-point serial link)时决定。
随着通信规格的进步，无线通信装置可建置成能符合有关单一或多个无线通信系统的多个通信规范的规定。举例来说，多节点装置可让用户链接至因特网架构的无线网络和第三代合作伙伴计划架构的蜂巢式网络。现有规范会针对不同系统之间的互操作性(interoperability)加以定义，使得无线通信装置能在不同系统之间进行无缝隙运作。通过非授权移动接入(unlicensed mobile access,UMA)网络和通用接入网络(generic access network,GAN)，无线通信装置能在第三代合作伙伴计划架构网络和因特网架构网络之间进行漫游(roaming)和交递(handover)。然而，现有规范仅针对数据图框，并未定义多节点装置如何有效率地切割数据。因此，针对能支持第三代合作伙伴计划架构网络和因特网架构网络的无线网络系统，需要一种能优化数据传输的方法。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种根据目前传输状态动态地调整核心网络的编码方案和用户设备的最大传输单元/切割大小以在无线网络系统内优化数据传输的方法及相关无线网络系统，以改善无线网络系统的资源使用效能和整体数据流通率。
为达到上述目的，本发明公开一种在一无线网络系统内优化数据传输的方法，所述无线网络系统包括一用户设备、一第三代合作伙伴计划架构网络和一因特网架构网络。所述方法包括在所述用户设备和所述第三代合作伙伴计划架构网络之间建立一第一通道；在所述用户设备和所述因特网架构网络之间建立一第二通道；测量有关所述用户设备的一传输状态；针对所述用户设备和一核心网络之间的一通信计算一路径最大传输单元/切割大小﹔所述核心网络根据测量到的所述传输状态和计算出的所述路径最大传输单元/切割大小来求出一优化最大传输单元/切割大小﹔以及所述核心网络根据所述优化最大传输单元/切割大小来调整一编码方案。
为达到上述目的，本发明另提供一种无线网络系统，其包括一第三代合作伙伴计划架构网络、一因特网架构网络、一用户设备，和一核心网络。所述用户设备包括一蜂巢式接入模块，用来在所述用户设备和所述第三代合作伙伴计划架构网络之间建立一第一通道；一通用接入模块，用来在所述用户设备和所述因特网架构网络之间建立一第二通道；一状态监控器，用来测量有关所述用户设备的一传输状态；一最大传输单元/切割计算器，用来针对所述用户设备进行的一通信计算一路径最大传输单元/切割大小。所述核心网络用来根据测量到的所述传输状态和计算出的所述路径最大传输单元/切割大小来求出一优化最大传输单元/切割大小﹔以及根据所述优化最大传输单元/切割大小来调整一编码方案。
附图说明
图1为本发明实施例中一无线网络系统的示意图。
图2为一种采用多层级开放系统互连网络架构的示意图。
图3为本发明实施例中一种在无线网络系统中优化数据传输率的方法的流程示意图。
其中，附图标记说明如下：
100 无线网络系统
12 用户设备
14 公共陆地移动网络
16 非授权移动接入/通用接入网络
18 核心网络
20 通用封包无线服务技术服务节点
22 基站发信台
24 基站控制器
26 接入点
28 通用接入网络控制器
30 通信终端
51 状态监控器
52 最大传输单元/切割计算器
54 蜂巢式接入模块
56 通用接入模块
S1～S8 运作
具体实施方式
图1为本发明实施例中一无线网络系统100的示意图。无线网络系统100包括一个或多个无线装置(由一多节点用户设备12来表示)、一公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)14、一非授权移动接入/通用接入网络16、一核心网络18，和一通信终端30。公共陆地移动网络14可为任何第三代合作伙伴计划架构下的蜂巢式网络，例如第2代、第2.5代、第3代或第4代网络。非授权移动接入/通用接入网络16可为任何因特网架构下的无线网络，例如无线局域网络(wireless local area network,WLAN)或无线保真(wirelessfidelity,Wi-Fi)网络。然而，公共陆地移动网络14和非授权移动接入/通用接入网络16的种类并不限定本发明的范围。
用户设备12包括一状态监控器51、一最大传输单元/切割(MTU/fragmentation)计算器52、一蜂巢式接入模块54，和一通用接入模块56。因此，用户设备12可通过蜂巢式接入模块54注册至公共陆地移动网络14，及/或通过通用接入模块56注册至非授权移动接入/通用接入网络16，进而提供双模式运作。
公共陆地移动网络14和非授权移动接入/通用接入网络16可通过核心网络18进行通信。核心网络18包括一通用封包无线服务技术服务节点(servinggeneral packet radio service support node,SGSN)20，其负责接收在核心网络18服务范围内的无线装置之间传来的封包，或发送封包至核心网络18服务范围内的无线装置。图1的实施例显示了符合第三代合作伙伴计划网络架构的组件，其中公共陆地移动网络14包括一基站发信台(base transceiver station,BTS)22和一基站控制器(base station controller,BSC)24，而非授权移动接入/通用接入网络16包括一接入点(access point,AP)26和一通用接入网络控制器(GANC)28。如相关领域具备通常知识者皆知，通用接入网络控制器可另称为非授权移动接入/通用接入网络控制器(UNC)。值得注意的是，第2代架构的基站发信台22和基站控制器24可由第3代架构下相对应的节点B(NODE B)和无线网络控制器(radio network controller,RNC)来取代，或由第4代架构下相对应的演进式节点B(e-NODE B)来取代。通信终端30可代表在数据传输中所使用到多个通信节点中其中之一。
在本发明实施例中，用户设备12或通信终端30可为移动电话、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、掌上型(handheld)计算机、平板(tablet)计算机、迷你桌面(nettop)计算机、笔记型(laptop)计算机，或其它具备通信功能的移动多节点装置。在本发明其它实施例中，用户设备12或通信终端30亦可为桌面计算机、机顶盒、网络端应用装置，或其它具备通信功能的固定式多节点装置。公共陆地移动网络14和非授权移动接入/通用接入网络16可设置成在无线网络系统100内提供涵盖范围，使得用户设备12或通信终端30能进行通信。然而，用户设备12、通信终端30、公共陆地移动网络14和非授权移动接入/通用接入网络16的种类或在相关领域中用来称呼的不同名称并不限定本发明的范围。
图2显示了一种采用多层级开放系统互连(open system interconnection,OSI)的网络架构，可用来管理无线网络系统100内的通信。最底层(Layer1)至最高层(Layer7)依序为物理层(physical layer)、数据联接层(data link layer)、网络层(network layer)、传送层(transport Layer)、会谈层(session layer)、表示层(presentation layer)和应用层(application layer)。OSI物理层及数据链结层主要负责网络实体连接的部分，可架构在多种网络接入接口上，如以太网络、令牌环或光纤分布式数据接口等。开放系统互连网络层主要任务是在发送端网络装置和接收端网络装置之间提供信息送达的服务，如辨识地址或选择数据传送路径等，主要采用因特网、地址解析协议(address resolutionprotocol,ARP)、反向地址解析协议(reverse address resolution protocol,RARP)，或网络控制信息协议(Internet control message protocol,ICMP)等通信协议。开放系统互连传送层的任务是提供主机对主机的信息送达服务，主要采用传输控制协议及用户数据报协议(user datagram protocol,UDP)。开放系统互连会谈层、表示层和应用层的任务是提供各种应用程序协议，例如终端机仿真协议(TELNET)、文件传输协议(file transfer protocol,FTP)、简易邮件传输通信协议(simple mail transfer protocol,SMTP)、邮局通信协议3(post office protocol3,POP3)、简单网络管理协议(simple network management protocol,SNMP)、网络新闻传输协议(network news transport protocol,NNTP)、域名(domain namesystem,DNS)协议、网络信息服务(network information service,NIS)协议、网络文件系统(network file system,NFS)协议、超文件传输协议(hypertext transferprotocol,HTTP)等通信协议。上述网络装置可为用户设备12、公共陆地移动网络14、非授权移动接入/通用接入网络16、核心网络18或通信终端30。然而，图2所示的实施例并不限定本发明的范围。
图3为本发明实施例中一种在无线网络系统100中优化数据传输率的方法的流程示意图。假设用户设备12已通过蜂巢式接入模块54注册至公共陆地移动网络14，且通过通用接入模块56注册至非授权移动接入/通用接入网络16，图3的流程示意图包括下列运作﹕
S1﹕状态监控器51测量有关用户设备12的一传输状态。
S2﹕最大传输单元/切割计算器52决定一路径最大传输单元(pathmaximum transmission unit,path MTU)/切割大小(fragmentation size)，使得用户设备12依此能进行通信。
S3﹕蜂巢式接入模块54将测量到的传输状态通过公共陆地移动网络14传送至核心网络18。
S4﹕通用接入模块56将计算出的路径最大传输单元/切割大小通过非授权移动接入/通用接入网络16传送至核心网络18。
S5﹕核心网络18根据测量到的传输状态和路径最大传输单元/切割大小求出一优化最大传输单元/切割大小。
S6﹕核心网络18根据优化最大传输单元/切割大小来调整一编码方案(coding scheme)。
S7﹕核心网络18将优化最大传输单元/切割大小通知给用户设备12。
S8﹕用户设备12根据优化最大传输单元/切割大小来更新一目前最大传输单元/切割大小。
在运作S1中，状态监控器51会测量有关用户设备12的传输状态。在一实施例中，测量传输状态可包括在用户设备12和公共陆地移动网络14的相对应层级在进行通信时测量一信道质量指针(channel quality indicator,CQI)。在其它实施例中，测量传输状态可包括执行相关第三代合作伙伴计划规范(例如TS25.331)中定义的测量报告。在其它实施例中，测量传输状态可包括针对用户设备12和通用封包无线服务技术服务节点20之间建立的通道测量一封包遗失率或一封包错误率(packet error rate,PER)。然而，在运作S1中测量传输状态的方法并不限定本发明的范围。
在运作S2中，最大传输单元/切割计算器52可使用任何现有路径最大传输单元发现(PMTUD)技术来决定路径最大传输单元/切割大小。然而，在运作S2中决定路径最大传输单元/切割大小的方法并不限定本发明的范围。
在运作S3和S4中，测量到的传输状态和计算出的路径最大传输单元/切割大小会分别通过公共陆地移动网络14和非授权移动接入/通用接入网络16传送至核心网络18。在一实施例中，测量到的传输状态和计算出的路径最大传输单元/切割大小可利用发信号(signaling)的方式传送至核心网络18。在其它实施例中，测量到的传输状态和计算出的路径最大传输单元/切割大小可利用回报一实时控制协议接收报告/发送报告(real time control protocolreceiver report/sender report,RTCP RR/SR)的方式传送至核心网络18。然而，在运作S3和S4中传送传输状态和路径最大传输单元/切割大小的方法并不限定本发明的范围。
在运作S5中，计算出的优化最大传输单元/切割大小有关测量到的传输状态和路径最大传输单元/切割大小。在一实施例中，核心网络18可根据路径最大传输单元/切割大小来启动一标准XID协商以得到一N201-U值，如相关第三代合作伙伴计划规范中所定义。接着，核心网络18可根据N201-U值和传输状态来计算出优化最大传输单元/切割大小。举例来说，当测量到的传输状态优于一预定标准时，优化最大传输单元/切割大小可大于N201-U值﹔当测量到的传输状态劣于预定标准时，优化最大传输单元/切割大小可小于N201-U值。
在运作S6中，核心网络18可根据优化最大传输单元/切割大小来调整编码方案。在一实施例中，核心网络18可根据优化最大传输单元/切割大小来调整一适应性多重比特率编解码器比率(adaptive multi-rate codec rate)，使得语音数据压缩率能根据目前传输状态实时地优化。
在运作S7中，核心网络18可利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告的方式将优化最大传输单元/切割大小通知给用户设备12。
在运作S8中，用户设备12可根据优化最大传输单元/切割大小来更新其目前最大传输单元/切割大小，进而改善网络资源利用率和无线网络系统100的整体数据流通率。
综上所述，本发明可提供一种在一无线网络系统内优化数据传输的方法。当支持第三代合作伙伴计划和因特网架构网络的多节点用户设备在和一核心网络进行通信时，本发明可动态地根据目前传输状态来实时调整用户设备的最大传输单元/切割大小和核心网络的编码方案，进而改善无线网络系统的资源使用效能和整体数据流通率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种在一无线网络系统内优化数据传输的方法，所述无线网络系统包括一用户设备、一第三代合作伙伴计划架构网络和一因特网协议架构网络，所述方法包括：
在所述用户设备和所述第三代合作伙伴计划架构网络之间建立一第一通道；
在所述用户设备和所述因特网协议架构网络之间建立一第二通道；
测量有关所述用户设备的一传输状态；
针对所述用户设备和一核心网络之间的一通信计算一路径最大传输单元/切割大小﹔
所述核心网络根据测量到的所述传输状态和计算出的所述路径最大传输单元/切割大小来求出一优化最大传输单元/切割大小﹔以及
所述核心网络根据所述优化最大传输单元/切割大小来调整一编码方案。
2.如权利要求1所述的方法，另包括：
所述用户设备根据所述优化最大传输单元/切割大小来更新一目前最大传输单元/切割大小。
3.如权利要求1所述的方法，其中测量所述传输状态至少包括测量一信道质量指针、测量一封包遗失率、测量一封包错误率，或执行一第三代合作伙伴计划规范中定义的一测量报告。
4.如权利要求1所述的方法，另包括：
利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告来将测量到的所述传输状态通过所述第三代合作伙伴计划架构网络传送至所述核心网络﹔以及
利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告来将计算出的所述路径最大传输单元/切割大小通过所述因特网协议架构网络传送至所述核心网络。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述核心网络求出所述优化最大传输单元/切割大小包括：
根据所述路径最大传输单元/切割大小来计算一参考值﹔
当所述传输状态优于一预定标准时，将所述优化最大传输单元/切割大小设为大于所述参考值的一第一值﹔以及
当所述传输状态劣于所述预定标准时，将所述优化最大传输单元/切割大小设为小于所述参考值的一第二值。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述核心网络调整所述编码方案包括根据所述优化最大传输单元/切割大小来调整一适应性多重比特率编解码器比率。
7.如权利要求1所述的方法，其另包括﹕
所述核心网络利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告来将所述优化最大传输单元/切割大小通知给所述用户设备。
8.一种无线网络系统，包括﹕
一第三代合作伙伴计划架构网络﹔
一因特网协议架构网络﹔
一用户设备，其包括：
一蜂巢式接入模块，用来在所述用户设备和所述第三代合作伙伴计划架构网络之间建立一第一通道；
一通用接入模块，用来在所述用户设备和所述因特网协议架构网络之间建立一第二通道；
一状态监控器，用来测量有关所述用户设备的一传输状态；
一最大传输单元/切割计算器，用来针对所述用户设备进行的一通信计算一路径最大传输单元/切割大小﹔以及
一核心网络，用来﹕
根据测量到的所述传输状态和计算出的所述路径最大传输单元/切割大小来求出一优化最大传输单元/切割大小﹔以及
根据所述优化最大传输单元/切割大小来调整一编码方案。
9.如权利要求8所述的无线网络系统，其中所述用户设备根据所述优化最大传输单元/切割大小来更新一目前最大传输单元/切割大小。
10.如权利要求8所述的无线网络系统，其中所述状态监控器至少测量一信道质量指针、测量一封包遗失率、测量一封包错误率，或执行一第三代合作伙伴计划规范中定义的一测量报告以测量所述传输状态。
11.如权利要求8所述的无线网络系统，其中所述用户设备另用来：
利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告来将测量到的所述传输状态通过所述第三代合作伙伴计划架构网络传送至所述核心网络﹔以及
利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告来将计算出的所述路径最大传输单元/切割大小通过所述因特网协议架构网络传送至所述核心网络。
12.如权利要求8所述的无线网络系统，其中所述核心网络另用来：
根据所述路径最大传输单元/切割大小来计算一参考值﹔
当所述传输状态优于一预定标准时，将所述优化最大传输单元/切割大小设为大于所述参考值的一第一值﹔以及
当所述传输状态劣于所述预定标准时，将所述优化最大传输单元/切割大小设为小于所述参考值的一第二值。
13.如权利要求8所述的无线网络系统，其中所述核心网络另用来根据所述优化最大传输单元/切割大小来调整一适应性多重比特率编解码器比率以调整所述编码方案。
14.如权利要求8所述的无线网络系统，其中所述核心网络另用来利用发信号或回报一实时控制协议接收报告/发送报告来将所述优化最大传输单元/切割大小通知给所述用户设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150211 |