CN104812005A - 在无线网络系统内进行流量控制的方法及无线网络系统 - Google Patents

在无线网络系统内进行流量控制的方法及无线网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在无线网络系统内进行流量控制的方法及无线网络系统，所述无线网络系统包括第一网络、第二网络，以及用户设备。第一网络包括基站，用来在判断第一网络并非负载平衡时将指标设为特定值，以及传送指标、更新量、定时器长度和一无线接入网规则至用户设备。当接收到无线接入网规则和设为第一值的指标时，用户设备启动一定时器。当根据定时器长度判断定时器已经逾期时，用户设备根据更新量来调整无线接入网规则中包括的临界值。当根据调整后临界值判断满足无线接入网规则时，用户设备将流量从第一网络导向至第二网络或从第二网络导向至第一网络。因此，本发明能提供一种在无线网络系统内高效率和实时地进行流量控制的方法。

Description

在无线网络系统内进行流量控制的方法及无线网络系统
技术领域
本发明涉及一种在无线网络系统内进行流量控制的方法及无线网络系统，尤其涉及一种在无线网络系统内进行高效率和实时流量控制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。随着通信规格的进步，无线通信装置可建置成能符合相关于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连接至一第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)架构网络和一互联网协议(Internet Protocol,IP)架构网络。
根据相关3GPP规范(例如TS.34.108)，基站会广播各种系统信息区块(system information block,SIB)至用户设备(user equipment,UE)。系统信息区块类型1(SIB1)包括用来评估是否允许用户设备存取一小区(cell)的相关信息，例如包括公共陆地移动网络(public landmobile network,PLMN)识别名单、追踪区域码(tracking area code)、小区识别(cell identity)、小区选择信息、最大功率值(p-Max)、频段指标、调度信息、分时双工(time division duplex,TDD)组态、系统信息窗长度，和系统信息值卷标等。在一无线网络系统中，系统信息区块类型17(SIB17)包括相关于3GPP架构网络和IP架构网络之间互用性(interoperability)的无线接入网(radio access network,RAN)规则。SIB1使用在80毫秒的周期内重复发送的固定调度，用户设备可根据SIB1信息来决定如何接收SIB17信息。根据无线接入网规则，用户设备可在无线网络系统中进行流量控制(traffic steering)，例如将流量从一3GPP架构网络导向至一IP架构网络。若判断3GPP架构网络依旧负载过重，基站会更新SIB17内无线接入网规则的临界值，再通过SIB1来通知用户设备去聆听SIB17，进而鼓励用户设备将流量从3GPP架构网络导向至其它架构网络。
在现有技术的流量控制方法中，为了将足够的流量导出负载过重的网络，基站可能需要更新无线接入网规则的临界值好几次，因此会影响基站的运作效率。此外，用户设备需要聆听两种系统信息区块SIB1和SIB17，才能得知每次更新后无线接入网规则的临界值。而且，由于用户设备仅会定期地去聆听SIB1，可能无法实时地针对无线接入网规则的临界值的更新做出回应。因此，需要一种能在无线网络系统内高效率和实时地进行流量控制的方法。
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能在无线网络系统内高效率和实时地进行流量控制的方法及无线网络系统。
为达到上述目的，本发明公开一种在一无线网络系统内进行流量控制的方法，所述无线网络系统包括一第一网络内的一基站和注册在所述第一网络的一用户设备。所述方法包括所述基站在判断所述第一网络并非负载平衡时将一指标设为一第一值或在判断所述第一网络为负载平衡时将所述指标设为一第二值﹔所述基站传送所述指标、一更新量、一定时器长度，以及至少一第一无线接入网规则至所述用户设备，其中所述第一无线接入网规则包括一第一临界值﹔当从所述基站接收到所述第一无线接入网规则和设为所述第一值的所述指标时，所述用户设备启动一定时器﹔当根据所述定时器长度判断所述定时器已经逾期时，所述用户设备根据所述更新量来调整所述第一临界值﹔以及当根据所述第一临界值判断满足所述第一无线接入网规则时，所述用户设备将流量从所述第一网络导向至一第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
为达到上述目的，本发明另公开一种无线网络系统，用于执行流量控制，包括一第一网络、一第二网络，以及一用户设备。所述第一网络包括一基站，用来在判断所述第一网络并非负载平衡时将一指标设为一第一值或在判断所述第一网络为负载平衡时将所述指标设为一第二值﹔以及传送所述指标、一更新量、一定时器长度，以及至少一无线接入网规则，其中所述至少一无线接入网规则包括一临界值。所述用户设备注册在所述第一网络，用来当从所述基站接收到所述至少一无线接入网规则和设为所述第一值的所述指标时启动一定时器﹔当根据所述定时器长度判断所述定时器已经逾期时，根据所述更新量来调整所述临界值﹔以及当根据调整后所述临界值判断满足所述至少一无线接入网规则时，将流量从所述第一网络导向至所述第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
附图说明
图1为本发明实施例中可进行高效率和实时流量控制的一无线网络系统的示意图；
图2和图3为本发明实施例中在无线网络系统中进行高效率和实时流量控制的方法流程图。
其中，附图标记说明如下：
100       无线网络系统
12        无线装置
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                  基站收发信台
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
52                  处理器
54                  蜂巢式存取模块
56                  通用接入模块
210～240、310～380  步骤
具体实施方式
图1为本发明实施例中可进行高效率和实时流量控制的一无线网络系统100的示意图。无线网络系统100包括一个或多个无线装置(由一无线装置12来表示)、一公共陆地移动网络(public landmobile network,PLMN)14、一非授权移动存取(unlicensed mobileaccess,UMA)/通用接入网络(generic access network,GAN)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3GPP架构下的蜂巢式网络，例如2G、2.5G、3G或4G网络。非授权移动接入/通用接入网络16可为任何IP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(wireless fidelity,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畴。
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(serving general 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3GPP网络架构的组件，其中公共陆地移动网络14包括一基站收发信台(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都知，GANC可另称为非授权移动存取/通用接入网络控制器(UNC)。值得注意的是，2G架构的基站收发信台22和基站控制器24可由3G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4G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任一者。
无线装置12包括一处理器52、一蜂巢式存取模块54，和一通用接入模块56。无线装置12可通过蜂巢式存取模块54注册在公共陆地移动网络14或通过通用接入模块56注册在非授权移动接入/通用接入网络16，进而提供双模式运作。根据公共陆地移动网络14或非授权移动接入/通用接入网络16传来的一个或多个无线接入网规则，处理器52可依此控制公共陆地移动网络14和蜂巢式存取模块54之间的数据负载，或控制非授权移动接入/通用接入网络16和通用接入模块56之间的数据负载。在说明书后续内容中将会详述无线装置12执行本发明控制流量方法时的运作。
在本发明实施例中，无线装置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可携式多节点装置。在本发明其它实施例中，无线装置12或通信终端30也可为桌面计算机、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内提供覆盖范围，使得无线装置12或通信终端30能进行通信。然而，无线装置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畴。
图2和图3为本发明实施例中在无线网络系统中进行高效率和实时流量控制的方法流程图。图2所示的方法可由无线网络系统100中一基站来执行，例如由3GPP架构公共陆地移动网络14中的一2G架构的基站收发信台、一3G架构的节点B或一4G架构的演进式节点B来执行，或是由IP架构非授权移动接入/通用接入网络16来执行。图3所示的方法可由无线网络系统100中一用户设备来执行，例如由多节点无线装置12来执行。无线装置12能注册在至少一第一网络和一第二网络(假设目前注册在第一网络)。第一网络可为3GPP架构公共陆地移动网络14，而第二网络可为IP架构非授权移动接入/通用接入网络16。或者，第一网络可为IP架构非授权移动接入/通用接入网络16，而第二网络可为3GPP架构公共陆地移动网络14。
在图2所示的实施例中，本发明进行高效率和实时流量控制的方法包括下列步骤。
步骤210﹕基站传送包括一个或多个临界值的一个或多个无线接入网规则、一指标、一更新量，以及一定时器长度至用户设备﹔执行步骤220。
步骤220﹕基站判断是否第一网络是否为负载平衡？若是，执行步骤240﹔若否，执行步骤230。
步骤230﹕基站将指标设为一第一值﹔执行步骤210。
步骤240﹕基站将指标设为一第二值﹔执行步骤210。
在图3所示的实施例中，本发明进行高效率和实时流量控制的方法包括下列步骤。
步骤310﹕用户设备从基站接收一个或多个无线接入网规则、更新量，以及定时器长度﹔执行步骤320。
步骤320﹕用户设备判断是否满足一个或多个无线接入网规则？若是，执行步骤380﹔若否，执行步骤330。
步骤330﹕用户设备判断是否能从基站接收到设为第一值的指标？若是，执行步骤350﹔若否，执行步骤340。
步骤340﹕用户设备停止定时器﹔执行步骤310。
步骤350﹕用户设备启动定时器﹔执行步骤360。
步骤360﹕用户设备根据定时器长度判断定时器是否已经逾期？若是，执行步骤370﹔若否，执行步骤360。
步骤370﹕用户设备根据更新量来调整一个或多个临界值并重新启动定时器﹔执行步骤320。
步骤380﹕用户设备将流量导至第二网络或导出第二网络﹔执行步骤310。
在步骤210中，基站会传送包括一个或多个临界值的一个或多个无线接入网规则、指标、更新量(由ΔTH来代表)，以及定时器长度至用户设备。每一无线接入网规则可相关于用来评估第一网络信号强度的参数，例如参考信号接收功率(reference signal receivedpower,RSRP)参考信号接收质量(reference signal received quality,RSRQ)、公共导频信道(common pilot channel,CPICH)接收信号码功率(received signal code power,RSCP)、公共导频信道能量噪音比(common pilot channel energy per chip over the noise,CPICHEC/No)、接收信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)、接收信道功率指示(received channel power indicator,RCPI)，或基本服务集(basic service set,BSS)负载。
本发明实施例中一个或多个无线接入网规则的范例如下所示。其中，MRSRP和MRSSI分别代表当用户设备注册在第一网络时测量到的参考信号接收功率和接收信号强度指示。T1～T4代表从基站发送的临界值。然而，无线接入网规则的类型和数量并不限定本发明的范畴。
范例1:MRSRP>T1。
范例2:MRSRP>T1及MRSSI>T2。
范例3:MRSRP<T3或MRSSI<T4。
在本发明中，一个或多个无线接入网规则、指标、更新量和定时器长度可同时或分次地通过专属信号或广播信号来传送，例如通过无线资源控制(radio resource control,RRC)信息、寻呼(paging)信息、主要信息区块(master information block,MIB)，或系统信息区块(system information block,SIB)来传送。然而，一个或多个无线接入网规则、指标、更新量和定时器长度的传送方式并不限定本发明的范畴。
在本发明实施例中，每一指标至少包括一个位。若在步骤220中判断第一网络并非负载平衡(例如负载过重或负载过轻)，基站会在步骤230中将指标设为第一值(例如逻辑1)﹔若在步骤220中判断第一网络为负载平衡，基站会在步骤240中将指标设为第二值(例如逻辑0)。当指标被设为第一值时，代表还需进行流量控制才能使第一网络达到负载平衡，在说明书后续内容中将会详述用户设备执行本发明控制流量方法时的运作。
为了说明方便，假设用户设备在步骤310中从基站接收到一个无线接入网规则，其包括一个临界值T0。在步骤320中，注册在第一网络的用户设备会判断是否满足此无线接入网规则。更详细地来说，用户设备会根据从基站接收到的初始临界值T0来评估第一网络的信号质量。在无线接入网规则相关于参考信号接收功率的实施例中，用户设备可能会在下列情况下判定满足此无线接入网规则:第一种情况是用户设备测量到的参考信号接收功率低于临界值T0，而第二种情况是用户设备测量到的参考信号接收功率高于临界值T0。
第一种情况代表第一网络的效能已经降至一定程度，原因可能是负载过重。此时，用户设备会在步骤380中将流量从第一网络导向至第二网络，进而平衡第一网络和第二网络的数据负载。第二种情况代表第一网络还有能力处理更多任务，原因可能是负载过轻。此时，用户设备会在步骤380中将流量从第二网络导向至第一网络(导出第二网络)，进而平衡第一网络和第二网络的数据负载。
在用户设备于步骤380中将流量导至第二网络或导出第二网络之后，基站在步骤220中可能会判断第一网络已经达到负载平衡，进而在步骤240中将指标设为第二值。在此种情况下，用户设备在步骤330中可能会判断接收到的指标并非设为第一值。此时，用户设备会在步骤340中停止定时器，接着再次执行步骤310。值得注意的是，在执行步骤340前，定时器可能正在运作或为停止。
在用户设备于步骤380中将流量导至第二网络或导出第二网络之后，基站在步骤220中可能会判断第一网络依旧尚未达到负载平衡，进而在步骤230中将指标设为第一值。在此种情况下，用户设备在步骤330中可能会判断能接收到设为第一值的指标。此时，用户设备会在步骤350中启动定时器。值得注意的是，在执行步骤350前，定时器可能正在运作或为停止。
在步骤360和370中，在根据定时器长度判断定时器逾期后，用户设备会根据更新量ΔTH来调整临界值。换句话说，在再次执行步骤320之前，用户设备会更新用来判断是否满足无线接入网规则的临界值。
接下来说明用户设备在执行本发明方法时的整体运作。在第一次执行步骤320时，用户设备会根据从基站接收到的初始临界值T0来评估第一网络的信号质量。若根据初始临界值T0判断并未满足无线接入网规则，用户设备会将初始临界值T0调整为更新临界值T1(T1＝T0+ΔTH)，而在第二次执行步骤320时用户设备会根据更新临界值T1来评估第一网络的信号质量。同理，在第n次执行步骤320时若根据更新临界值Tn-1判断并未满足无线接入网规则，用户设备会将更新临界值Tn-1调整为更新临界值Tn(Tn＝Tn-1+ΔTH)，而在第(n+1)次执行步骤320时用户设备会根据更新临界值Tn来评估第一网络的信号质量。其中，n为大于1的整数。
在一实施例中，在用户设备会临界值调整至Tn后，基站在步骤220中可能会判断第一网络已经达到负载平衡，进而在步骤240中将指标设为第二值，之后用户设备则会再次执行步骤310。在本发明中，用户设备可根据指标的值自动地调整临界值(T1～Tn)，因此不会影响基站的运作效率。
如前所述，基站可在步骤210中通过广播SIB17来传送一个或多个无线接入网规则，以及通过广播SIB1或无线资源控制/寻呼信息来传送指标。在收到SIB1信息或无线资源控制/寻呼信息后若得知指标被设为第一值，用户设备仅需聆听一次SIB17信息，接着即可自动地调整临界值(T1～Tn)，因此不需要分别聆听两种系统信息区块SIB1/SIB17信息n次以接收临界值T1～Tn。
在本发明中，用户设备可自动地调整一个或多个无线接入网规则的一个或多个临界值，因此基站能维持高效率的运作。此外，本发明可通过专属通道来传送指标，使得用户设备能实时地响应任何针对无线接入网规则的临界值所做的更新。因此，本发明能提供一种在无线网络系统内高效率和实时地进行流量控制的方法及无线网络系统。
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。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 (9)

1.一种在无线网络系统内进行流量控制的方法，所述无线网络系统包括一第一网络内的一基站和注册在所述第一网络的一用户设备，其特征在于，包括:
所述基站在判断所述第一网络并非负载平衡时将一指标设为一第一值或在判断所述第一网络为负载平衡时将所述指标设为一第二值﹔
所述基站传送所述指标、一更新量、一定时器长度，以及至少一第一无线接入网规则至所述用户设备，其中所述第一无线接入网规则包括一第一临界值﹔
当从所述基站接收到所述第一无线接入网规则和设为所述第一值的所述指标时，所述用户设备启动一定时器﹔
当根据所述定时器长度判断所述定时器已经逾期时，所述用户设备根据所述更新量来调整所述第一临界值﹔以及
当根据所述第一临界值判断满足所述第一无线接入网规则时，所述用户设备将流量从所述第一网络导向至一第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指标、所述更新量、所述定时器长度和所述第一无线接入网规则都通过一无线资源控制信息、一寻呼信息、一主要信息区块，或一系统信息区块来传送。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于﹕
所述指标、所述更新量和所述定时器长度是通过一无线资源控制信息或一寻呼信息来传送﹔而
所述第一无线接入网规则是通过一主要信息区块或一系统信息区块来传送。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一无线接入网规则相关于所述用户设备测量到的一参考信号接收功率、一参考信号接收质量、一公共导频信道接收信号码功率、一公共导频信道能量噪音比、一接收信号强度指示、一接收信道功率指示，或一基本服务集负载。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括：
当从所述基站接收到设为所述第二值的所述指标时，所述用户设备停止所述定时器﹔以及
当根据所述第一临界值判断满足所述第一无线接入网规则时，所述用户设备将流量从所述第一网络导向至一第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括：
所述基站传送包括一第二临界值的一第二无线接入网规则至所述用户设备﹔
当从所述基站接收到所述第二无线接入网规则和设为所述第一值的所述指标时，所述用户设备启动一定时器﹔
当根据所述定时器长度判断所述定时器已经逾期时，所述用户设备根据所述更新量来调整所述第二临界值﹔以及
当根据调整后所述第一临界值判断满足所述第一无线接入网规则且根据调整后所述第二临界值判断满足所述第二无线接入网规则时，所述用户设备将流量从所述第一网络导向至一第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括：
所述基站传送包括一第二临界值的一第二无线接入网规则至所述用户设备﹔
当从所述基站接收到所述第二无线接入网规则和设为所述第一值的所述指标时，所述用户设备启动一定时器﹔
当根据所述定时器长度判断所述定时器已经逾期时，所述用户设备根据所述更新量来调整所述第二临界值﹔以及
当根据调整后所述第一临界值判断满足所述第一无线接入网规则或根据调整后所述第二临界值判断满足所述第二无线接入网规则时，所述用户设备将流量从所述第一网络导向至一第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
8.一种无线网络系统，用于进行流量控制，其特征在于，包括:
一第一网络，其包括一基站，用来﹕
在判断所述第一网络并非负载平衡时将一指标设为一第一值或在判断所述第一网络为负载平衡时将所述指标设为一第二值﹔以及
传送所述指标、一更新量、一定时器长度，以及至少一无线接入网规则，其中所述至少一无线接入网规则包括一临界值﹔
一第二网络﹔以及
一用户设备，注册在所述第一网络，用来：
当从所述基站接收到所述至少一无线接入网规则和设为所述第一值的所述指标时启动一定时器﹔
当根据所述定时器长度判断所述定时器已经逾期时，根据所述更新量来调整所述临界值﹔以及
当根据调整后所述临界值判断满足所述至少一无线接入网规则时，将流量从所述第一网络导向至所述第二网络或从所述第二网络导向至所述第一网络。
9.如权利要求8所述的无线网络系统，其特征在于，所述第一网络为一第三代合作伙伴计划架构网络，而所述第二网络为一互联网协议架构网络。
CN201410817452.9A 2014-01-29 2014-12-24 在无线网络系统内进行流量控制的方法及无线网络系统 Active CN104812005B (zh)

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