CN109429265A - 用于控制网路流量的方法及装置 - Google Patents

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CN109429265A CN201710756504.XA CN201710756504A CN109429265A CN 109429265 A CN109429265 A CN 109429265A CN 201710756504 A CN201710756504 A CN 201710756504A CN 109429265 A CN109429265 A CN 109429265A
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周俊廷
辜禹仁
林典育
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Abstract

一种用于管理无线接入网(radio access network)的网络流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过一基带单元(Baseband Unit，BBU)的处理器辨识接收自至少一用户设备的数据流量的至少一特性；因应接收自该用户设备(User Equipments)的该数据流量的至少一特性，通过该处理器判断是否于一边缘节点或于一远程服务网络本地地进行处理。

Description

用于控制网路流量的方法及装置
技术领域
本发明是关于无线通信的领域，尤其是关于一种具有边缘计算能力的无线接入网(radio access network)的控制及管理网络流量的方法及装置。
背景技术
为了处理增加中的用户的应用及服务的需求，于近十年中移动通信网络的使用已经增加。其结果，为了处理该需求，该网络上所传输的数据内容变得越来越复杂。所增加的需求结果也导致各种通信装置、新颖的网络设备、新颖的服务器以及新型通信装置产生以处理各种新类型的数据。在分布式或以云端为基础的网络环境(例如以云端为基础的无线接入网(Cloud－based Radio Access Network，C－RAN))中多数个通信装置能够互相通信或互动，以于网络上跨越不同服务及应用而进行信息的分享、收集与分析，有效率地处理及处理因越来越多种的通信装置而产生的复杂数据内容逐渐变得有挑战性。因此，有效率地控制网络数据流及有效地使用该网络资源的系统的开发尚有改善的余地。
附图说明
图1为一本发明的一实施例的以云端为基础的无线接入网的例示性系统架构的图表。
图2A及图2B为本发明的实施例的以云端为基础的无线接入网的网络作业的示意图。
图3A至图3C为一本发明的实施例的用于延迟容忍与延迟敏感的流量负载的中央处理器计算能力的图表。
图4为一本发明的实施例的雾无线接入网的数据处理及发送作业的图表。
图5为一本发明的一实施例的用于管理网络流量的例示性方法的图表。
图6A表示本发明的一实施例的用于一雾无线接入网的资源分配设定。
图6B表示本发明的一实施例的用于一雾无线接入网的下行链路/上行链路资源分配模型。
图6C及图6D表示本发明的实施例的用于多数个雾无线接入网的资源分配设定。
图6E及图6F为本发明的实施例的用于该本地基带单元的该中央处理器资源分配及该能力区域的图表。
图7为表示一本发明的一实施例的用于一雾无线接入网的网络流量处理作业模型的图表。
发明内容
为了实现所提供的标的的不同特征，本发明提供许多不同的实施例。为了简化本发明，以下叙述组成与配置的特定例。当然，这些仅为例子而非限定于此。此外，本发明可能于各种实施例中重复参考文献数字及/或文字。此重复是为了简化及明确而非规定所讨论的各种实施例及/或结构之间的关系。
「耦接」的用词定义为相连的，无论其间的构成是直接或间接，且并非一定限制于物理性的连结。该连结可指物体永久地相连或是可分离地相连。当使用「包括」的用词时，意指「包含，但不限定于此」，尤其是指所描述的组合、群组、系列等的开放式的包含或关系。
本发明揭示了一种用于管理无线接入网的网络流量的方法，该方法包括以下步骤：通过一基带单元的处理器辨识接收自至少一用户设备的数据流量的至少一特性以及因应接收自该用户设备的该数据流量的至少一特性，通过该处理器判断是否于一边缘节点或于一远程服务网络本地地进行处理。
某些实施例中，该数据流量的该特性包括一延迟特性，当该处理器辨识该数据流量为一延迟敏感数据流量时，配置该处理器以本地地处理该延迟敏感数据流量且将该数据流量发送至一边缘节点，且当该处理器辨识该数据流量为一延迟容忍数据流量时，配置该处理器以将该延迟容忍数据流量发送至一通信地连接于该基带单元的服务网络。
某些实施例中，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的应用处理的计算资源。
某些实施例中，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的通信处理的计算资源。
某些实施例中，该数据流量的该通信处理包括基带处理以及更高层协定处理。
某些实施例中，该数据流量包括至少一数据包。
某些实施例中，该方法进一步包括因应一延迟特性，通过该边缘节点分配计算资源。
某些实施例中，该延迟特性包括一延迟容忍特性以及一延迟敏感特性。
某些实施例中，该方法进一步包括因应至少一上行链路流，通过该边缘节点分配计算资源。
某些实施例中，该方法进一步包括因应至少一下行链路流，通过该边缘节点分配计算资源。
某些实施例中，该方法进一步包括因应至少一应用处理，通过该边缘节点分配计算资源。
某些实施例中，该应用处理包括一雾计算应用。
某些实施例中，该方法进一步包括因应至少一非预期的流入流量，通过该边缘节点保留计算资源。
某些实施例中，该方法进一步包括因应至少一计算负载喘振，通过该边缘节点保留计算资源。
某些实施例中，该方法进一步包括因应至少一背景处理任务，通过该边缘节点分配计算资源。
某些实施例中，该方法进一步包括因应该流量流的一部分与该流量流的剩余部分的比例，通过该雾无线接入网的网络节点，将至少一流量流发送至一云端应用服务器。
某些实施例中，该网络节点包括一基带服务器。
某些实施例中，该方法进一步包括通过该雾无线接入网的一网络节点，将一延迟敏感流发送至该雾无线接入网中的一应用服务器。
某些实施例中，该方法进一步包括因应所接收的该数据流量通过该边缘节点将一个或更多个响应包发送至该基带单元以及通过该基带单元将所接收的一个或更多个响应包发送至该用户设备。
某些实施例中，该方法进一步包括因应所接收的该数据流量，通过该处理器将一个或多数个响应包发送至该基带单元，以及通过该基带单元，将所接收的一个或多数个响应包发送至该用户设备。
某些实施例中，该方法进一步包括通过该处理器将该基带单元中的一本地应用计算资源分配作为该边缘节点，该边缘节点用于处理移动边缘计算作业。
本发明揭示一种无线接入网，该无线接入网包括一流量控制装置，该流量控制装置执行一用于管理一网络流量的方法，该流量控制装置包括：一存储器，配置该存储器以存储一接纳控制策略，其中，该接纳控制策略调控用于接收自一用户设备的一数据流量的至少一数据处理路径；一处理器，该处理器耦接于该存储器且被配置而辨识该数据流量的至少一特性，且因应该数据流量的至少一该特性，判断是否于一边缘节点或是于一远程服务网络本地地进行处理。
某些实施例中，该数据流量的该特性包括一延迟特性，其中，当该处理器辨识该数据流量为一延迟敏感数据流量时，使该处理器本地地处理该延迟敏感数据流量并将该数据流量发送至该边缘节点，且当该处理器辨识该数据流量为一延迟容忍数据流量时，使该处理器将该延迟容忍数据流量发送至通信地连接于该基带单元的一服务网络。
某些实施例中，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的应用处理的计算资源。
某些实施例中，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的通信处理的计算资源。
某些实施例中，该数据流量的该通信处理包括基带处理以及更高层协定处理。
某些实施例中，因应一延迟特性配置该边缘节点以分配计算资源。
某些实施例中，该延迟特性包括一延迟容忍特性以及一延迟敏感特性。
某些实施例中，因应至少一上行链路流，配置该边缘节点以分配计算资源。
某些实施例中，因应至少一下行链路流，配置该边缘节点以分配计算资源。
某些实施例中，因应至少一应用处理，配置该边缘节点以分配计算资源。
某些实施例中，该应用处理包括一雾计算应用。
某些实施例中，因应至少一非预期的流入流量，配置该边缘节点以保留计算资源。
某些实施例中，因应至少一计算负载喘振，配置该边缘节点以保留计算资源。
某些实施例中，因应至少一背景处理任务，配置该边缘节点以分配计算资源。
某些实施例中，该无线接入网进一步包括一网络节点，因应该流量流的一部分与该流量流的剩余部分的比例配置该网络节点，以将至少一流量流发送至一云端应用服务器。
某些实施例中，该网络节点包括一基带服务器。
某些实施例中，该无线接入网进一步包括一网络节点，配置该网络节点以将一延迟敏感流发送至该雾无线接入网中的一应用服务器。
某些实施例中，该数据流量包括至少一数据包。
某些实施例中，因应所接收的数据流量，配置该边缘节点以将一个或多数个响应包发送至该基带单元。
某些实施例中，因应所接收的数据流量，配置该处理器以将一个或多数个响应包发送至该基带单元。
某些实施例中，配置该处理器以分配该基带单元中的一本地应用计算资源作为用于处理移动边缘计算作业的边缘节点。
在一用于数据流量控制及用于网络边缘计算的路由的功能性计算机处理系统的文章中广泛地描述本发明的实施例。本发明也可被实现于一配置在数据承载介质(databearing media)上的计算机可读取的产品，该产品是与任何合适的具备通信处理能力(例如长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)协定处理)的计算机的数据处理装置一起使用。此种数据承载介质可为用于机器可读的信息的传输介质或可记录的介质，包括磁性介质、光学介质或其他合适的介质。可记录的介质的例子包括硬盘或磁片中的磁盘、用于光驱的光盘、磁带以及其他本技术领域中会提及者。传输介质的例子包括用于声音通信的电话网络以及数位数据通信网络如乙太网络。
本领域技术人员可知，任何具有合适的程序设计工具的计算机系统能够如一计算机可读的产品所体现般执行本发明的方法的步骤。本领域技术人员可知，虽然本说明书中所描述的一些实施例是以所安装的软件及于计算机硬件上的执行为目的，然而，其他作为固件或作为硬件或硬件及软件的组合而实施的实施例也包含于本发明中。
本领域中已知，由于长的数据传输路径造成高等待时间，以云端为基础的无线接入网只能够服务延迟容忍的数据流量，而无法服务延迟敏感的数据流量，因此存在以云端为基础的无线接入网架构并未解决次世代无线接入网(例如5G/新无线)标准技术的重配线(heavy distribution)、低等待时间以及弹性需求的情形。本发明揭示一种方法以及一种多层网络架构，可使用一本地基带单元(Baseband unit，BBU)及/或一核心网络中可获得的计算资源及/或剩余的计算资源，本地地提供计算服务及处理数据流量，由此提供缩短的数据传输路径以及低等待时间服务。
本发明进一步揭露于该本地基带单元及/或核心网络中执行的流量接纳控制及资源分配的方法或策略，以同时服务低等待时间(或延迟敏感)以及高等待时间(或延迟容忍)的流量。具体而言，当延迟敏感的流量抵达时，该本地基带单元可基于可获得的计算资源及/或剩余的计算资源，决定是否本地地处理流入的数据流量或是将流入的数据流量发送至下一个以计算为基础的层位(例如一核心网络或一服务/应用网络)。
具体实施方式
图1表示一本发明的实施例的雾无线接入网的网络架构。图1表示采用了以云端为基础的无线接入网多层网络架构的雾无线接入网(Fog Radio Access Network，Fog－RAN)100的网络架构。某些实施例中，该雾无线接入网100进一步采用了一流量接纳控制策略，用于有效地且有效率地控制及处理该网络中的数据流。
如图1所示，该雾无线接入网100包括：一个或更多个用户设备(User Equipments，UEs)101a至101n、一包括多数个远程射频头(Radio Remote Head，RRH)站103a、103b至103k的远程射频头基础设施网络(infrastructure network)、一基带单元107、一核心网络109以及一服务网络113。
于一实施例中，各该用户设备101a至101n包括智能手机、平板电脑、可穿戴装置、笔记本电脑以及车载通信装置(例如车、船)。某些实施例中，该雾无线接入网100中，该用户设备101a至101n包括所有同一类型或所有不同类型的用户设备。
本实施例中，当于一通信网络上的个别的远程射频头103的覆盖中操作该用户设备101，该雾无线接入网100中的一个或更多个用户设备101a至101n(也总称为用户设备101)与各种远程射频头站103a至103k(也总称为远程射频头103)互动，其中，k及n为整数。某些实施例中，该远程射频头103进一步与前端(fronthaul)网络105上的基带单元107通信。
本实施例中，该前端网络105配备有一软件定义前端(Software-DefinedFronthaul，SD－FH)控制器(未明确图示)，该软件定义前端控制器可管理该前端网络资源及建立该基带单元107与该远程射频头103之间的桥接。本实施例中，该桥接包括实体网络连接，且被实施于有线链、无线链或数种链的类型的组合。于至少一实施例中，该桥接利用通用公共无线接口(Common Public Radio Interface，CPRI)标准技术、开放式基站架构(Open Base Station Architecture Initiative，OBSAI)标准技术或其他合适的前端通信标准技术，或这些标准技术的组合。
本实施例中，该基带单元107服务该雾无线接入网100的第一层且控制该雾无线接入网100中的数据流量流。该基带单元107包括一中央处理节点、一边缘节点、软件及硬件，这些是执行必要的信号的传输/接收、计算作业以及长期演进技术(或5G)通信处理所必须。
本实施例中，该中央节点监控该边缘节点的计算资源，以分配该边缘节点所分享的计算资源且执行通信处理，包括数据通信、长期演进技术处理、基带处理、L1至L3(低层协定处理)与L4(高层协定处理)。本实施例中，该边缘节点执行应用服务以及移动边缘计算作业以本地地处理数据，其至少包括流入的数据流量的处理、视频编码/解码、缓存、发布请求以及获取回应，但并非限定于此。
本实施例中，该边缘节点通过一安装于该基带单元107中的本地应用服务器而被执行。于另一实施例中，该边缘节点被配置于该基带单元107附近或接近该基带单元107的位置。某些实施例中，该边缘节点包括一具有计算与通信处理能力的电子装置。
某些实施例中，该基带单元107进一步包括一安装于其中的接纳控制模组(图1未明确图示)，用于执行一接纳控制策略及管理网络资源。该基带单元107一接收来自一个或更多个远程射频头103的流入数据流量，该接纳控制模组即根据该接纳控制策略，作业性地管理该流入数据流量并安排该流入数据流量的路由。更具体而言，一接收到由该用户设备101发送的流入数据流量，该接纳控制模组根据该接纳控制策略，作业性地判断是否允许该流入数据流量至该基带单元107、允许流入数据流量的多寡以及该流入数据流量的处理者，例如是否于该边缘节点本地地处理该数据流量或是将该流量发送至下一层(例如核心网络109或服务器网络113)。
考虑到如流量负载、当前网络设备(例如该边缘节点)的计算负载以及用于所允许的流量流的计算负载等因素，可配置该接纳控制策略，但并非限定于此。
于一实施例中，可因应数据流量流的延迟需求(例如延迟敏感的数据流量流、延迟容忍的数据流量流)配置该接纳控制策略。
于一实施例中，考虑到该流入数据流量的容量，可配置该接纳控制策略。一流量流的传输率可能影响网络设备的中央处理器计算负载。例如，一通用处理器(GeneralPurpose Processor，GPP)平台中，一10Mbps的流可能较9Mbps的流消耗更多计算资源。因此，伴随一10Mbps的流入数据流量，该接纳控制模组可基于当前的中央处理器计算负载以及用于处理该数据流量所需的计算资源，判断是否本地地处理该数据流量或将该数据流量发送至下一层。
于一实施例中，可基于在该本地应用服务器(或该边缘节点)能够获得的计算资源以及流入数据流量(即允许一新的流入数据流量至该边缘节点后，该中央处理器计算负载的总量)的应用处理所需的计算资源，配置该接纳控制策略。例如，在该可获得的以计算资源为基础的接纳控制策略下，当该通用处理器平台上的当前中央处理器负载低且足以处理及处理该数据流量时，该接纳控制模组可允许更多的数据流量。
于一实施例中，可基于该流入数据流量的通信处理(例如基带处理与更高层协定处理)所需的计算资源配置该接纳控制策略。
于一实施例中，可根据该流入数据流量的容量、于该本地应用服务器(或该边缘节点)可获得的计算资源、通信处理所需的计算资源以及这些的任意组合中的至少一者，配置该接纳控制策略。
于某些实施例中，可通过所写入的固件或所设计的软件，将该接纳控制策略预先配置及预先存储于该本地应用服务器的存储器。
该接纳控制模组可安装于一具有移动边缘计算能力的小型小区基站(cellbase)，例如该基带单元107。于另一实施例中该接纳控制模组也可被安装于一具备一基带处理单元池(例如以云端为基础的无线接入网)的网络基础设施网络设备，其中，该以云端为基础的无线接入网设备可至少包括用于服务或应用处理的计算能力(例如雾计算能力或移动边缘计算能力)。于另一实施例中，该接纳控制模组可被安装于一以通用处理器为基础的无线网络基础设施设备中，如一以中央处理器为基础(例如x86平台)，运行长期演进技术协定软件(或5G协定软件)且可执行编码/解码以及基带处理的基站平台。本领域技术人员可基于该网络架构与作业需求，配置及安装该接纳控制模组。
可根据设备的类型以及安装该接纳控制模组的设备的系统架构，通过软件或硬件的执行而执行该接纳控制模组。
该核心网络109作为雾无线接入网100的第二层，且经由该基带单元107的卸载计算负载提供用于该雾无线接入网100的网络通信。该核心网络109通信地耦接于该基带单元107以及该服务网络113。具体而言，该核心网络109可物理性地或无线地连接于该基带单元107。该核心网络109经由一使用互联网协定与万维网的互联网111与该服务网络113通信。该核心网络109可包括移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)、分组数据网关(Packet Data Network Gateway，PDN-GW)以及服务网关(Serving Gateway，S-GW)。
该服务网络113作为该雾无线接入网100的第三层且执行与应用/服务有关的数据计算及处理。于一实施例中，可通过一云端计算服务器或一远程应用服务器实施该服务网络113。于一实施例中，也可通过一数据中心或任何以云端为基础的计算平台实施该服务网络113。
简单而言，当该基带单元107的中央节点经由对应的该远程射频头103及该前端网络105接收来自一个或更多个用户设备101的流入数据流量(例如数据包)时，该基带单元107的接纳控制模组根据该数据流量的类型以及该接纳控制策略(例如数据流量类型、数据流量容量、可获得的计算资源、处理该数据流量所需的计算资源等)，作业性地判断允许至该基带单元107的用于本地处理的数据流量的总量，且判断是否将该数据流量发送至之后的层(例如该核心网络109及/或该服务网络113)进行处理。
值得注意的是，图1说明了使用该接纳控制策略的三层雾无线接入网架构，该接纳控制策略包括一边缘节点、一核心网络以及一服务网络。然而，于另一实施例中，该接纳控制策略可进一步与第五世代移动通信参考架构(the fifth generation mobilecommunication reference architecture，5GMF)一同被采用，该第五世代移动通信参考架构包括一边缘节点(例如一基带单元池)、一核心云以及一服务云。在又一实施例中，该接纳控制策略可与二层雾无线接入网架构一同被采用，该二层雾无线接入网架构包括一边缘节点或一边缘云以及一服务云。因此，图1仅作为一例示性的多层雾无线接入网架构，用于说明该接纳控制方法论，而本发明并非限定于此。
于一实施例中，当该基带单元107的接纳控制模组判断该流入数据流量为延迟容忍数据流量，或判断于该本地应用服务器(或该边缘节点)能够获得的计算资源足以处理该流入数据流量时，如图2A中的传输路径T1(双箭头虚线)所示，该基带单元107的接纳控制模组会使该中央节点将该流入数据流量发送至该服务网络113。于该服务网络113结束该流入数据流量的处理后，该服务网络113可产生一个或更多个反应该流入数据流量的响应包。该服务网络113可进一步将一个或更多个响应包发送至该基带单元107。该基带单元107接着将来自该服务网络113的一个或更多个响应包发送至该通信网络之间的该个别的用户设备101。
举另一例而言，当该基带单元107的接纳控制模组判断接收自至少一用户设备101(例如具备计算能力的温度传感器或一装有温度检测及反馈机制的运输载具如车辆)的流入数据流量是以数据收集为目的，如一特定环境的环境温度的度数时，该接纳控制模组会使该中央节点将该度数发送/排定路由至该服务网络113，以进行后续有关于应用/服务(例如温度监控应用)的后续数据处理与记载。该服务网络113发送一确认回应至该基带单元107，而该基带单元107接着将该回应发送至该个别的用户设备101。
于一实施例中，当该基带单元107的接纳控制模组判断该流入数据流量为延迟敏感数据流量，或判断于该本地应用服务器(或该边缘节点)能够获得的计算资源足以处理该流入数据流量时，如图2B中的传输路径T2(双箭头虚线)所示，该基带单元107的接纳控制模组会使该中央节点将该流入数据流量发送至该本地应用服务器(或该边缘节点)且本地地处理该流入数据流量。如此，该传输路径缩短，因此降低了整体等待时间且增强了网络性能。当该本地应用服务器(或该边缘节点)结束该流入数据流量的处理时，该本地应用服务器(或该边缘节点)可产生一个或更多个反应该流入数据流量的响应包。该基带单元107接着将该一个或更多个响应包发送至该个别的用户设备101。
举例而言，当该基带单元107所接收的该数据流量为延迟敏感者，例如通过一假设发生意外的运输载具(例如车辆、火车或摩托车)传输的紧急刹车警告信息时，该接纳控制模组会使该中央节点将该信息发送至该本地应用服务器(或该边缘节点)以执行移动边缘计算及数据处理。该本地应用服务器(或该边缘节点)会发送回应至该基带单元107，以使该基带单元107发送该回应(例如一警告信息)至该个别载具或附近的载具，该回应作为一警告信息，可为一个或更多个数据包的形式。
通过将该接纳控制模组安装于该雾无线接入网架构的其中一层(例如第一层)，该接纳控制模组会判断于当前的层中要处理的数据流量流、于下一层(例如第二层或第三层)中要处理的数据流量流、处理该数据流量的层、当前网络设备所保留的通信处理资源(例如所保留的用于基带/应用处理的中央处理器资源)以及所保留的应用处理资源。
于一实施例中，该接纳控制模组可基于该接纳控制策略允许或管理延迟容忍流及延迟敏感流的许可，该接纳控制策略是根据该本地应用服务器的该中央处理器能力区域而配置。该允许速率可因应应用所需的计算资源、该通信流量速率(例如下行链路或上行链路速率)及/或处理与处理该数据流量速率所需的计算资源而定。
图3A至图3C为表示本发明的实施例的用于延迟容忍与延迟敏感的流量负载的中央处理器计算负载能力的图表。水平轴(例如X轴)表示该延迟容忍流量负载而垂直轴(例如Y轴)表示可获得的延迟敏感流量负载。于图3A、3B、3C中，曲线C31至C33分别各自表示基于数据流量类型及中央处理器计算负载能力所产生的不同的允许速率。举例而言，根据曲线C31所表示的中央处理器能力区域，当该延迟容忍流量负载大约为15Mbps时，该可获得的延迟敏感流量负载大约为20Mbps。
由图3A至3C可更进一步注意的是，该延迟容忍流量负载以及可获得的延迟敏感流量负载形成一反比关系，也就是说，当该延迟容忍流量负载增加时，用于延迟敏感流量负载的计算能力会减少，反之亦然。
于一实施例中，伴随n维能力区域，该接纳控制模组可处理n种类型的流量流。图3A至图3C的目的仅在于说明，且本发明并非限定于此。
图4为一本发明的一实施例的雾无线接入网的数据处理及发送作业的图表。图4描述一雾无线接入网400的网络架构，其采用以云端为基础的无线接入网的两层网络架构。该雾无线接入网400也采用一流量接纳控制策略，用于有效地且有效率地控制及处理网络中的数据流。该雾无线接入网400包括一个或更多个用户设备401a至401n、一远程射频头基础设施网络(因简化而省略)、一基带单元池420以及一云端应用服务器430(配置于一服务网络中)。该用户设备401a至401n可于一无线通信网络上与该基带单元池420通信，该无线通信网络与该基带单元池420通信地耦合。该基带单元池420可于一有线或无线通信网络上与该云端应用服务器430通信。
于一实施例中，该云端应用服务器430可配置于一服务云的数据中心或云端计算平台。
于一实施例中，各该用户设备401a至401n可包括具备通信能力的运输载具、智能手机、平板电脑、可穿戴装置及笔记本电脑。该用户设备401a至401n可为该雾无线接入网400中同类型或不同类型的用户设备。
关于一延迟容忍上行链路场景，如一数据传输路径延迟容忍＿上行链路所示，上行链路中由用户设备401a至401n所发送的数据流量(例如一个或更多个数据包)首先被发送至该基带单元池420以判断适合进行处理的层。举例而言，该数据流量尤其先被发送至一延迟容忍伫列422以在传送到一基带服务器423(例如一基带单元)之前进行处理，其中，该延迟容忍伫列422可为一先进先出(First In First Out，FIFO)伫列或一先进后出(FirstIn Last Out，FILO)伫列。该延迟容忍伫列422基于所采用的数据伫列策略，作业性地将该数据流量发送至该基带服务器423。该数据流量接着从该基带服务器423被发送至一接纳控制模组424，该接纳控制模组424判断是否于当前的层(例如边缘节点)本地地处理该数据流量或是将该数据流量发送至该云端应用服务器430。
关于一延迟敏感上行链路场景，如一数据传输路径延迟敏感＿上行链路所示，上行链路中由用户设备401a至401n所发送的数据流量于一通信网络上首先被发送至该基带单元池420的一延迟敏感伫列421。同样地，该延迟敏感伫列421可为一先进先出(First InFirst Out，FIFO)伫列或一先进后出(First In Last Out，FILO)伫列。该延迟敏感伫列421将该数据流量经过该基带服务器423输出至该接纳控制模组424的一流量分类单元4243以辨识该数据流量的容量及一本地应用服务器427的中央处理器负载。当该流量分类单元4243判断该数据流量的容量对于当前的中央处理器负载而言过大而无法处理时，该接纳控制模组424会将该数据流量发送至该云端应用服务器430。另一方面，当该流量分类单元4243判断该数据流量的容量低而当前的中央处理器负载有足够的计算资源处理该数据流量时，该流量分类单元4243会将该数据流量发送至一应用伫列425，其中，该应用伫列425会输出该数据流量至该本地应用服务器427，该数据流量于该基带单元池420中的本地应用服务器427被本地地处理。
关于一以云端为基础的无线接入网场景下的延迟敏感及延迟容忍下行链路，如一数据传输路径延迟敏感/延迟容忍＿下行链路＿以云端为基础的无线接入网所示，该回应(相当于所处理的数据流量)通过该云端应用服务器430被直接传输至该基带单元池420的基带服务器423。该基带单元池420的基带服务器423接着将该下行链路中所接收的回应于该通信网络上经由延迟容忍伫列422往下传输到各个用户设备410a至410n。
关于一雾无线接入网场景下的延迟敏感及延迟容忍下行链路，如一数据传输路径延迟敏感＿下行链路_雾无线接入网所示，该回应(相当于该数据流量)通过该本地应用服务器427传输至处理优先顺序决定单元(processing prioritization unit)4241，该处理优先顺序决定单元4241相应地(例如基于该延迟敏感度或处理顺序)决定优先顺序且安排该数据流量回应至该基带服务器423的路径，以使该基带服务器423于该下行链路中回传至对应的用户设备401a至401n。
图5为一表示本发明的实施例的用于管理网络流量的方法的图表。图5所描述的该接纳控制方法可适用于一雾无线接入网的网络架构，该雾无线接入网采用以云端为基础的无线接入网多层网络架构，例如图一中的雾无线接入网100或图4中的雾无线接入网400，采用了用于有效地且有效率地控制及处理网络中的数据流的流量接纳控制策略。所述的接纳控制模组经由固件写入或软件程序设计实施该接纳控制方法。尤其该接纳控制模组可通过设计一可执行计算处理(例如长期演进技术处理(或5G)、基带处理、协定处理等)的通用处理器而与必须的编码或固件一同实施，以实施图5所描述的接纳控制方法。
于方块510内，一雾无线接入网的至少一用户设备(例如运输载具、智能手机、平板电脑或可穿戴电子装置)于一通信网络上将一个或更多个数据包(集体地形成至少一数据流量)传输至一基带单元。
于方块520内，该基带单元中一内设的接纳控制模组辨识该数据流量(例如一延迟敏感数据流量或一延迟容忍数据流量)的延迟特性并判断是否于一边缘节点本地地处理该数据包或依据一预先配置的接纳控制策略发送至一远程服务网络。
可基于至少一流入数据流量的容量、于该本地服务器(或该边缘节点)可获得的计算资源、用于通信处理所需的计算资源及这些的组合，产生及配置该接纳控制策略。
于方块530内，当该基带单元的接纳控制模组判断该数据流量为延迟容忍流量及/或该本地应用服务器的计算负载(例如中央处理器负载)足以应付及处理该数据流量时，该基带单元接着将该数据流量(例如一个或更多个数据包)发送至一远程服务网络的云端应用服务器，以进行后续应用处理。
于方块540内，所接收的该数据流量(例如一个或更多个数据包)处理一结束，该云端应用服务器即因应所处理的数据流量(例如一个或更多个数据包)将一个或更多个响应包(例如确认、内容提供或请求响应)发送至该基带单元。
于方块550内，当该基带单元的接纳控制模组判断该数据流量(例如一个或更多个数据包)为延迟敏感流量及/或该中央处理器的计算负载足以支援该数据流量时，该基带单元将该数据包发送至该边缘节点的一本地应用服务器。一实施例中的该边缘节点可结合于该基带单元中(例如于一应用层中)。
于方块560内，所接收的一个或更多个数据包的处理一结束，位于该边缘节点的该本地应用服务器即因应该数据包将一个或更多个响应包发送至该基带单元，以将该响应包发送回对应的用户设备。
于方块570内，该基带单元将接收自该下行链路中的该本地应用服务器或该云端应用服务器的一个或更多个响应包发送至对应的用户设备。
图6A表示一本发明的实施例的用于一雾无线接入网的资源分配设定。该资源监控及管理机制是用于一边缘节点(例如演进节点B(Evolved Node B，eNB)或次世代通讯节点(next generation Node B，gNB))。该边缘节点可基于通用处理器平台(例如用于处理长期演进技术或5G数据流量的以x86服务器为基础的架构)而配置。于一资源分配设定中，可配置本地基带单元607以接收一x(Mbps)数据流量的上行链路延迟敏感流量负载，该上行链路延迟敏感流量负载是从用户设备601经由一远程射频头网络(远程射频头603a至603k)及一前端网络605传输至本地基带单元607，且该本地基带单元607将一y(Mbps)的上行链路延迟容忍流量经由一互联网发送至一服务网络613。该本地基带单元607可分配εAPP*上行链路负载值(Mbps)或εAPP*(Mbps)的计算资源以处理x(Mbps)的该上行链路延迟敏感流量负载。假设该本地基带单元607的计算能力是无限的，该本地基带单元607于处理后可发送回一用于一雾无线接入网应用(延迟敏感)的γFog*x(Mbps)的下行链路数据流量负载。该服务网络613于处理后可发送回一用于一以云端为基础的无线接入网(延迟容忍)的γCloud*y(Mbps)的下行链路数据流量负载。需注意的是εAPP、γFog及γCloud为网络配置系数，是基于网络应用及通信需求而配置。
图6B表示一本发明的一实施例的用于雾无线接入网的下行链路/上行链路资源分配模型。如图6B所示，与该中央处理器于该边缘节点相联系的计算资源可基于延迟需求(例如延迟容忍、延迟敏感等)而分配。与该中央处理器于该边缘节点相联系的计算资源可基于上行链路流量流或下行链路流量流而分配。与该中央处理器于该边缘节点相联系的计算资源可基于雾应用处理(例如雾计算应用或雾服务应用)而分配。进而，可保留某些计算资源(图未示)以用于非预期的流入数据流量或通信处理(例如更高层MAC/RRC/TCP计算或计算负载喘振(computational load surge))。与该中央处理器于该边缘节点相联系的计算资源可被分配用于背景处理任务(例如长期演进技术或5G处理)。
图6C表示一本发明的一实施例的用于雾无线接入网的资源分配设定。于一资源分配实施例中，载具网络中的警报服务收集载具的数据例如地理及移动信息(例如速度、方向)，且若预报有车祸则对载具所有者发送警报。该用户设备(例如一运输载具或一流量基础设施)可向上传讯背景数据，该背景数据包括但并非限定于地理(GPS数据)及速度信息。当该上行链路数据为延迟敏感数据流量时，该本地基带单元607可本地地处理该上行链路数据。该本地基带单元607可分配0.2x(％)的计算资源作为低计算处理的处理需求，且可基于该上行链路数据提供下行链路，该下行链路包括一大小为0.01x(Mbps)的微小信息，例如一安全信息或一警告信息。
图6D表示一本发明的一实施例的用于雾无线接入网的资源分配设定。于另一资源分配实施例中，例如一体育场中的视频流广播服务。举例而言，于一体育场中用户将他们的用户设备(例如平板电脑或智能手机)用于视频流/广播服务(例如观赏精彩场面或重播画面)。于本实施例的该雾无线接入网架构下，该广播视频可以存储于该本地基带单元607，用户设备601(例如平板电脑以及智能手机)仅需发送一传送要求至该本地基带单元607，且能够接收来自该本地基带单元607的视频流作为回应的要求。由于视频流为延迟敏感数据流量，该本地基带单元607可本地地处理该上行链路数据。该本地基带单元607可分配0.2x(％)的计算资源且提供大小为10x(Mbps)的大的下行链路数据(例如视频内容)至对应的用户设备601。
假设可预期用于该基带处理的计算资源的消耗为一线性函数，将该基带单元607使用于上行链路传输可表示为CBB＝αUL*(上行链路负载)+βUL。将该基带单元607使用于下行链路传输可表示为CBB＝αDL*(下行链路负载)+βDL。将该基带单元607使用于雾应用可表示为μAPP*负载值。αUL、βUL、αDL以及βDL为基于网络流量及该基带单元607的计算负载能力而配置的上行链路与下行链路数据计算负载系数。
图6E及图6F表示本发明的实施例的用于本地基带单元的中央处理器资源分配及能力区域的图表。曲线C61与C61’表示伴随雾无线接入网计算的用于延迟容忍及延迟敏感流量两者的中央处理器负载能力模型。曲线C62与C62’表示用于延迟容忍及延迟敏感数据流量两者的中央处理器负载能力模型。曲线C63及C63’表示用于延迟容忍数据流量的中央处理器负载能力模型。于图6E所示的分配设定下，大部分的计算资源被用于延迟容忍及延迟敏感上行链路基带处理。于图6F所示的分配设定下，该计算资源大部分被用于延迟容忍下行链路传输。
于另一实施例中，用于虚拟现实(Virtual Reality，VR)应用中，该本地基带单元607可作为用户设备的虚拟现实服务器。于此设定下，该本地基带单元607可将其大部分的计算资源用于虚拟现实计算。因此，该本地基带单元607将会需要更多用于虚拟现实服务计算应用的计算资源。
图7表示一本发明的一实施例的网络流量发送作业模型，该网络流量发送作业模型是用于一以基于云端的无线接入网为基础的雾无线接入网。一雾无线接入网700包括一远程设频头710、一基带单元池720以及一云端应用服务器730。该基带单元池720采用一流量发送机制，该流量发送机制是用于处理及选择性地将该流入数据流量从该远程设频头710流发送至多层架构的下一层。举例而言，一基带服务器722(例如一雾演进节点B)可依据一流量发送策略，于一通信网络上将流量发送至一云端应用服务器730。
具体而言，该基带单元池722可伴随本地应用处理资源或一本地应用服务器724而本地地服务一部份的流入数据流量，且将流入数据流量剩下的部分发送至应用处理资源，例如该云端应用服务器730的下一层。该本地应用服务器724可为演进节点B中或以云端为基础的无线接入网中的移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)资源。
该流量发送策略可基于一比例而配置。具体而言，该流量发送策略可基于一概率参数α而配置。举例来说，该基带单元池720的基带服务器722可将流量的固定部分(α)发送至下一层，并服务于本地应用服务器724中剩余的流量(1－α)部分。于本地应用服务器中被服务的该数据包可基于流量流类型或延迟容忍类型而被优先处理。于一实施例中，该流量发送策略为了延迟敏感数据流量流而可优先进行该本地处理。
于一实施例中，基于网络作业需求或网络状况或计算负载而可配置该概率参数α。另一例中，各数据包伴随概率参数α被随机地决定发送至下一层且伴随概率1－α而于本地应用服务器724中被服务。于一例中，该概率参数α可为一基于网络作业需求或网络状况而配置的参数。
本发明进一步提供了一种雾无线接入网，该雾无线接入网包括一流量控制装置，该流量控制装置执行一用于管理网络流量的方法。某些实施例中，该流量控制装置被安装于一基带单元中。该流量控制装置包括一存储器以及一处理器。该存储器与该处理器耦接。该存储器将一用于调控该数据流量流的接纳控制策略存储于该雾无线接入网中。该接纳控制策略因应一数据流量的至少一特性而调控该数据处理路径。某些实施例中，该特性包括延迟特性。因此，该数据流量包括一延迟敏感数据流量及一延迟容忍数据流量。配置该处理器以辨识接收自一用户设备的数据流量的延迟特性。该数据流量包括由该用户设备产生及发送的至少一数据包。
当该处理器辨识该数据流量为一延迟敏感数据流量时，该处理器会判断本地地处理该延迟敏感数据流量且将该数据流量发送至一边缘节点。当该处理器辨识该数据流量为一延迟容忍数据流量时，该处理器会判断将该延迟容忍数据流量发送至一服务网络，该服务网络通信地连接于该基带单元。
由于所述的数个实施例的特征，本领域中的技术人员可更好地理解本发明的各方面。本领域中的技术人员应能领会可以将本发明作为设计或调整其他程序或结构的基础，以实现与本文所介绍的实施例相同的目的及/或达成与本文所介绍的实施例相同的优点。本领域中的技术人员也应该知道此种等效的结构并未脱离本发明的精神及范围，并可不脱离本发明的精神及范围而实施各种变化、替代以及改变。
符号说明
100、400、600 雾无线接入网
101a、101n、410a、410n、601 用户设备
103a、103b、103k、603a、603b、603k、710 远程射频头
105、605 前端网络
107、607 基带单元
109、609 核心网络
111、611 互联网
113、613 服务网络
L1、L2、L3 低层协定处理
L4 高层协定处理
T1、T2 传输路径
C31、C32、C33、C61、C62、C63、C61’、C62’、C63’ 曲线
420、720 基带单元池
421 延迟敏感伫列
422 延迟容忍伫列
423、722 基带服务器
424 接纳控制模组
4241 处理优先顺序决定单元
4243 流量分类单元
425 应用伫列
427、724 本地应用服务器
430、730 云端应用服务器
510、520、530、540、550、560、570 方块

Claims (42)

1.一种用于管理无线接入网(radio access network)的网络流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过一基带单元(Baseband Unit，BBU)的处理器辨识接收自至少一用户设备的数据流量的至少一特性；
因应接收自该用户设备(User Equipments)的该数据流量的至少一特性，通过该处理器判断是否于一边缘节点或于一远程服务网络本地地进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该数据流量的该特性包括一延迟特性，其特征在于，
当该处理器辨识该数据流量为一延迟敏感数据流量时，配置该处理器以本地地处理该延迟敏感数据流量且将该数据流量发送至一边缘节点，且
当该处理器辨识该数据流量为一延迟容忍数据流量时，配置该处理器以将该延迟容忍数据流量发送至一通信地连接于该基带单元的服务网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的应用处理的计算资源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的通信处理的计算资源。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该数据流量的该通信处理包括基带处理以及更高层协定处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该数据流量包括至少一数据包。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应一延迟特性，通过该边缘节点分配计算资源。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该延迟特性包括一延迟容忍特性以及一延迟敏感特性。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应至少一上行链路流，通过该边缘节点分配计算资源。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应至少一下行链路流，通过该边缘节点分配计算资源。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应至少一应用处理，通过该边缘节点分配计算资源。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该应用处理包括一雾计算应用。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应至少一非预期的流入流量，通过该边缘节点保留计算资源。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应至少一计算负载喘振(computational load surge)，通过该边缘节点保留计算资源。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应至少一背景处理任务，通过该边缘节点分配计算资源。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应该流量流的一部分与该流量流的剩余部分的比例，通过该雾无线接入网的网络节点，将至少一流量流发送至一云端应用服务器。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，该网络节点包括一基带服务器。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括通过该雾无线接入网的一网络节点，将一延迟敏感流发送至该雾无线接入网中的一应用服务器。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应所接收的该数据流量通过该边缘节点将一个或更多个响应包发送至该基带单元以及通过该基带单元将所接收的一个或更多个响应包发送至该用户设备。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括因应所接收的该数据流量，通过该处理器将一个或多数个响应包发送至该基带单元，以及通过该基带单元，将所接收的一个或多数个响应包发送至该用户设备。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括通过该处理器将该基带单元中的一本地应用计算资源分配作为该边缘节点，该边缘节点用于处理移动边缘计算作业。
22.一种无线接入网，其特征在于，包括一流量控制装置，该流量控制装置执行一用于管理一网络流量的方法，该流量控制装置包括：
一存储器，配置该存储器以存储一接纳控制策略，其中，该接纳控制策略调控用于接收自一用户设备的一数据流量的至少一数据处理路径；
一处理器，该处理器耦接于该存储器且被配置而辨识该数据流量的至少一特性，且因应该数据流量的至少一该特性，判断是否于一边缘节点或是于一远程服务网络本地地进行处理。
23.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该数据流量的该特性包括一延迟特性，其中，
当该处理器辨识该数据流量为一延迟敏感数据流量时，使该处理器本地地处理该延迟敏感数据流量并将该数据流量发送至该边缘节点，且
当该处理器辨识该数据流量为一延迟容忍数据流量时，使该处理器将该延迟容忍数据流量发送至通信地连接于该基带单元的一服务网络。
24.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的应用处理的计算资源。
25.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该数据流量的该特性进一步包括用于该数据流量的通信处理的计算资源。
26.根据权利要求25所述的无线接入网，其特征在于，该数据流量的该通信处理包括基带处理以及更高层协定处理。
27.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应一延迟特性配置该边缘节点以分配计算资源。
28.根据权利要求27所述的无线接入网，其特征在于，该延迟特性包括一延迟容忍特性以及一延迟敏感特性。
29.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应至少一上行链路流，配置该边缘节点以分配计算资源。
30.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应至少一下行链路流，配置该边缘节点以分配计算资源。
31.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应至少一应用处理，配置该边缘节点以分配计算资源。
32.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该应用处理包括一雾计算应用。
33.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应至少一非预期的流入流量，配置该边缘节点以保留计算资源。
34.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应至少一计算负载喘振，配置该边缘节点以保留计算资源。
35.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应至少一背景处理任务，配置该边缘节点以分配计算资源。
36.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该无线接入网进一步包括一网络节点，因应该流量流的一部分与该流量流的剩余部分的比例配置该网络节点，以将至少一流量流发送至一云端应用服务器。
37.根据权利要求36所述的无线接入网，其特征在于，该网络节点包括一基带服务器。
38.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该无线接入网进一步包括一网络节点，配置该网络节点以将一延迟敏感流发送至该雾无线接入网中的一应用服务器。
39.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，该数据流量包括至少一数据包。
40.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应所接收的数据流量，配置该边缘节点以将一个或多数个响应包发送至该基带单元。
41.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，因应所接收的数据流量，配置该处理器以将一个或多数个响应包发送至该基带单元。
42.根据权利要求22所述的无线接入网，其特征在于，配置该处理器以分配该基带单元中的一本地应用计算资源作为用于处理移动边缘计算作业的边缘节点。
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