TW201728127A - 處理複數個封包之方法與無線通訊系統 - Google Patents

Abstract

一種用來處理一無線通訊系統之複數個封包的方法，包含有由一策略和計費規則功能單元接收該複數個封包；一該移動管理單元取得一使用者裝置數量；由一暫存管理閘道估計相對於該複數個使用者裝置之一連接參數；由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、該使用者裝置數量以及該連接參數，產生一決定結果；以及由一服務閘道根據該決定結果，控制該演進節點與該複數個使用裝置來暫存該複數個封包。

Description

處理複數個封包之方法與無線通訊系統

本發明係指一種處理複數個封包之方法與無線通訊系統，尤指一種方法與無線通訊系統係根據複數個封包之普及性與大小，以適性監控且暫存該些複數個封包，進而減少封包要求之延遲。

網路傳輸速度不但決定無線行動資料傳輸量，同時其趨勢也將預期被快速提高，而使用者用於智慧型手機、筆記型電腦或平板上各類型的應用程式已造成傳輸資料需求之增加，特別是網際網路上所傳輸各類型之社群媒體。在此情況下，行動電信業者與相關設計者必須對應提高蜂巢網路容量與網路回傳頻寬。對於長期演進技術標準的使用頻寬已逼近薛農極限（Shannon Limit），相關業者相信透過部署小型基地台或架設更複雜結構之異質多層蜂巢網路，應可獲得對應的解決之道。

具體實現技術如多輸入多輸出技術或大規模多輸入多輸出技術等，透過多天線且使用相同頻域資源，似乎可提供相關的解決之道。不過，因為這些解決方法將導致基地台間干擾等級上升，甚至更多控制訊號將被用於現在的長期演進技術系統內，例如頻道狀態資訊、干擾校正、功率控制等訊號，使得長期演進技術系統內近一半的無線頻寬將被該些控制訊號所佔用。此外，當網路傳輸速度已主導行動網路之好壞，特別如一網路延遲之用戶體驗質量，似乎就比網路服務品質來得重要許多。據此，上述現象也暗指目前的無線傳輸系統需要進行大規模的變革。

此外，無線電頻寬的缺乏將導致網路回傳頻寬不足，同時造成一些資料處理中心或伺服器的反應時間過慢，並讓網路延遲的問題更顯嚴重。在目前蜂巢網路架構下，若同意接收來自一使用者裝置之一資料要求，其所對應之資料將由資料處理中心或伺服器來提供，並經由封包資料閘道、服務閘道、基地台（即長期演進技術中的演進節點）之轉傳，最後才傳輸至使用者裝置。對於使用者來說，其所等待的回應時間是指從發出要求到由資料處理中心或伺服器收到資料來計算。據此，如何最佳地整併網路回傳資源，亦成為目前無線傳輸系統的另一考量因素。

因此，另外提供一種更有效率之處理複數個封包的方法與無線通訊系統，以對應減少無線通訊系統內封包要求之延遲，已成為本領域之重要課題。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種方法與無線通訊系統，其根據複數個封包之普及性與大小來適性監控且暫存該些複數個封包，以減少封包要求之延遲。

本發明揭露一種用來處理一無線通訊系統之複數個封包的方法，該無線通訊系統包含有一演進核心網路、複數個使用者裝置與一演進節點，該演進核心網路包含有一策略和計費規則功能單元、一服務閘道、一暫存管理閘道與一移動管理單元，該方法包含有由該策略和計費規則功能單元接收該複數個封包；由該移動管理單元取得一使用者裝置數量；由該暫存管理閘道估計相對於該複數個使用者裝置之一連接參數；由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、該使用者裝置數量以及該連接參數，產生一決定結果；以及由該服務閘道根據該決定結果，控制該演進節點與該複數個使用裝置來暫存該複數個封包。

本發明另外揭露一種無線通訊系統，包含有複數個使用者裝置；一演進節點，耦接該複數個使用者裝置；以及一演進核心網路，耦接該演進節點，且包含有一策略和計費規則功能單元、一服務閘道、一暫存管理閘道與一移動管理單元；其中，該策略和計費規則功能單元接收該複數個封包，該移動管理單元取得一使用者裝置數量，該暫存管理閘道估計相對於該複數個使用者裝置之一連接參數，且該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、該使用者裝置數量以及該連接參數來產生一決定結果，以及該服務閘道係根據該決定結果，以控制該演進節點與該複數個使用裝置來暫存該複數個封包。

本發明另外揭露一種用來處理一無線通訊系統之複數個封包的方法，該無線通訊系統包含有一演進核心網路、複數個使用者裝置與一演進節點，該演進核心網路包含有一暫存管理閘道與一移動管理單元，該方法包含有由該複數個使用者裝置之一者傳送一要求至該演進節點；由該演進節點解碼該要求；以及根據一決定結果，由該複數個使用者裝置之該者取得來自於該演進節點或來自於其他複數個使用者裝置之該複數個封包；其中，該決定結果由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、一使用者裝置數量以及一連接參數來產生，該使用者裝置數量係由該移動管理單元來取得，以及該連接參數係由該暫存管理閘道來估計。

本發明另外揭露一種無線通訊系統，包含有複數個使用者裝置；一演進節點，耦接該複數個使用者裝置；以及一演進核心網路，耦接該演進節點，且包含有一暫存管理閘道與一移動管理單元；其中，該複數個使用者裝置之一者傳送一要求至該演進節點，該演進節點解碼該要求，該複數個使用者裝置之該者係根據一決定結果，以取得來自於該演進節點或來自於其他複數個使用者裝置之該複數個封包，該決定結果由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、一使用者裝置數量以及一連接參數來產生，該使用者裝置數量係由該移動管理單元來取得，以及該連接參數係由該暫存管理閘道來估計。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一無線通訊系統1的示意圖。本實施例中的無線通訊系統1包含有一演進核心網路10、一演進節點12、複數個使用者裝置14、一網際網路NW以及一遠端資料伺服器16。演進核心網路10透過網際網路NW，由遠端資料伺服器16接收至少一社群媒體所對應之複數個封包，且演進核心網路10包含有一封包閘道100、一服務閘道102、一暫存管理閘道104、一移動管理單元106與一策略和計費規則功能單元108。具體來說，策略和計費規則功能單元108耦接於網際網路NW與封包閘道100之間，且接收並監控來自於遠端資料伺服器16之複數個封包。暫存管理閘道104耦接至策略和計費規則功能單元108、移動管理單元106與服務閘道102。服務閘道102耦接至移動管理單元106與封包閘道100。據此，於演進核心網路10之操作下，對應至少一社群媒體之複數個封包將由演進核心網路10傳輸至演進節點12。此外，演進節點12耦接於演進核心網路10之服務閘道102與複數個使用者裝置14間，用以連接複數個使用者裝置14與遠端資料伺服器16，並讓複數個使用者裝置14存取至少一社群媒體所對應之複數個封包。再者，複數個使用者裝置14彼此間係透過一裝置到裝置傳輸來進行溝通。在此情況下，本實施例中的暫存管理閘道104將扮演重要角色來適性分配所接收之複數個封包，以讓複數個使用者裝置14中任一者進行存取與取得複數個封包，至於詳細的操作內容將於以下段落進行說明。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例中用於第1圖之無線通訊系統1且處理複數個封包之一流程20的流程圖。本實施例中的流程20可被編譯為至少一或多個程式碼而分別儲存於無線通訊系統1之所有組成單元中，且流程20包含以下步驟。

步驟200：開始。

步驟202：策略和計費規則功能單元108接收複數個封包。

步驟204：暫存管理閘道104估計相對於複數個使用者裝置14之一連接參數。

步驟206：暫存管理閘道104根據複數個封包之普及性和大小、使用者裝置數量以及連接參數，產生一決定結果。

步驟208：服務閘道102根據決定結果，控制演進節點12與複數個使用裝置14來暫存複數個封包。

步驟210：結束。

於流程20中，本實施例著重於如何暫存對應社群媒體之複數個封包於演進節點12或複數個使用裝置14內。首先，於步驟202中，策略和計費規則功能單元108由遠端資料伺服器16接收對應社群媒體之複數個封包，以取得對應社群媒體之複數個封包的普及性與大小。此外，演進節點12監控相對於每一使用者裝置14之一目前傳輸條件，以取得相對於每一使用者裝置14之一全部可用頻寬與一頻譜分割因素，進而將相對於每一使用者裝置14之目前傳輸條件形成一向量型式並傳輸至服務閘道102。至於移動管理單元106係根據複數個使用者裝置14之一註冊資料來決定一使用者裝置數量。

接著，於步驟204中，暫存管理閘道104之一連接估計單元根據相對於每一使用者裝置14之目前傳輸條件與使用者裝置數量，產生相對於複數個使用者裝置14之一連接參數。較佳地，本實施例的連接參數係透過一最小方差無偏估計（Minimum Variance Unbiased Estimator，MVUE）來估計，以取得複數個使用者裝置14間之一連接關係，然非用以限制本發明的範疇。

於步驟206中，暫存管理閘道104係根據來自策略和計費規則功能單元108之複數個封包的普及性和大小、來自移動管理單元106之使用者裝置數量以及來自連接估計單元之連接參數，以產生決定結果。接著，決定結果將由暫存管理閘道104傳輸到服務閘道102來進行後續之暫存操作。此外，本實施例中的決定結果還可根據社群媒體之複數個封包的普及性和大小、使用者裝置數量以及連接參數來定時被更新或改變，而非用以限制本發明的範疇。

最後，於步驟208中，服務閘道102根據決定結果，控制演進節點12與複數個使用裝置14來暫存複數個封包。換言之，本實施例中的決定結果係用於剛輸入演進核心網路10之社群媒體的複數個封包，以決定演進節點12或至少一使用裝置14中何者將負責暫存社群媒體之複數個封包。較佳地，一旦暫存管理閘道104產生決定結果，服務閘道102係透過一廣播控制通道來廣播決定結果至所有連接服務閘道102之使用者裝置14，使得該些使用者裝置14可知道並透過裝置到裝置傳輸，以向特定的使用者裝置（即複數個使用裝置14中至少一者）請求並取得所要求之複數個封包，或者該些使用者裝置14可直接由已連接之演進節點12來取得所要求之複數個封包。

值得注意地，本實施例中演進節點12之一儲存能力係根據演進核心網路10之一延遲來決定。當對應社群媒體之複數個封包已暫存於一或多個使用者裝置14內時，複數個封包透過裝置到裝置傳輸並從單一使用者裝置14傳輸至另一使用者裝置14，其將對應有一平均存取時間。此外，於演進核心網路10中，複數個封包由遠端資料伺服器16傳輸至使用者裝置14還對應有一延遲（即一訊號傳輸延遲時間）。在此情況下，若需同時考量演進核心網路10之平均存取時間或延遲等兩因素，將存在有一抉擇空間，例如本實施例的第3圖所示，若選擇演進核心網路10的延遲為26毫秒，則演進節點12之儲存能力係為126 GB（Giga Byte），然非用以限制本發明的範疇。

換句話說，本實施例中的流程20可控制無線傳輸系統1來適性地分配與暫存已接收至少一社群媒體所對應之複數個封包，據此，演進核心網路10之暫存管理閘道104可根據已接收的複數個封包來產生決定結果，進而分配複數個封包將要暫存於演進節點12或至少一或多個使用者裝置14內。在此情況下，本實施例中對應社群媒體之複數個封包可先暫存於無線傳輸系統1中，且一使用者裝置14可由演進節點12或鄰近至少一或多個使用者裝置14（透過裝置到裝置傳輸）來直接存取/取得已暫存之複數個封包，以大幅節省無線傳輸系統1之處理負擔，且可避免不必要的延遲。

請參考第4圖，第4圖為本發明實施例中用於第1圖之無線通訊系統1且處理複數個封包之另一流程40的流程圖。本實施例中的流程40可被編譯為至少一或多個程式碼而分別儲存於無線通訊系統1之所有組成單元中，且流程40包含以下步驟。

步驟400：開始。

步驟402：由複數個使用者裝置14之一者傳送一要求至演進節點12。

步驟404：演進節點12解碼要求。

步驟406：複數個使用者裝置14之該者係根據決定結果，由演進節點12或其他複數個使用者裝置14取得複數個封包。

步驟408：結束。

當對應社群媒體之複數個封包已暫存於無線傳輸系統1後，使用者裝置14可根據流程40，以觸發一要求來取得/存取已暫存社群媒體之複數個封包。於步驟402中，本實施例中的要求係透過一實體上鏈路分享通道，由複數個使用者裝置14之一者傳送至演進節點12，然非限制本發明的範疇。接著，於步驟404中，演進節點12解碼要求內所包含之內容，例如一致性資源定位器（俗稱網址），以進一步了解複數個使用者裝置14之一者所要求的為何種封包，據此，演進節點12可根據決定結果來尋找且準備複數個使用者裝置14之一者所要求之複數個封包。於步驟406中，複數個使用者裝置14之一者係經由演進節點12的控制（即演進節點12內已預設的決定結果），而被告知去何處取得已暫存的複數個封包，進而由演進節點12或其他複數個使用者裝置14取得複數個封包。

值得注意地，若本實施例的演進節點12判斷被要求之複數個封包沒有暫存於演進節點12或其他複數個使用者裝置14內，演進核心網路10之封包閘道100將進一步轉傳要求至一遠端資料伺服器16，並從遠端資料伺服器16取得所要求之複數個封包來傳輸至複數個使用者裝置14之該者。換句話說，考量不同的要求或傳輸條件，本實施例的無線傳輸系統1可選擇性地切換取得被要求複數個封包的來源，係來自演進節點12/複數個使用者裝置14或來自遠端資料伺服器16，進而提供使用者操作上更多的彈性與處理效率，此亦屬於本發明的範疇。

換言之，本實施例不但繼承現有長期演進網路技術的特徵，同時還提供針對對應社群媒體之複數個封包的暫存機制與擷取機制。相較於習知技術，因本實施例的暫存機制與擷取機制係直接由演進節點來對應進行觸發操作，所對應之實現方式將更容易實現且成本較低，同時，本實施例的暫存機制與擷取機制也可有效減少系統之傳輸負擔且改善延遲問題。此外，透過裝置到裝置傳輸，更多蜂巢無線電資源可被節省，以減少相對於每一使用者裝置間不必要之延遲。當然，本實施例的暫存機制與擷取機制還可用於新興的雲端無線電接取網路或其他類似網路架構上，而非用以限制本發明的範疇。

綜上所述，本發明實施例係提供一種方法與無線通訊系統來處理對應至少一社群媒體之複數個封包，較佳地，透過適性暫存複數個封包於演進節點或複數個使用者裝置之一或多者內，使用者可直接由已連接之演進節點或經由鄰近使用者裝置且通過裝置到裝置傳輸方式，以存取/取得所要求之複數個封包，據此，無線傳輸系統的資料要求延遲可大幅降低，同時提高其傳輸效率並減少系統處理資源之負擔。   以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧無線通訊系統
10‧‧‧演進核心網路
100‧‧‧封包閘道
102‧‧‧服務閘道
104‧‧‧暫存管理閘道
106‧‧‧移動管理單元
108‧‧‧策略和計費規則功能單元
12‧‧‧演進節點
14‧‧‧使用者裝置
16‧‧‧遠端資料伺服器
20、40‧‧‧流程
200、202、204、206、208、210、400、402、404、406、408‧‧‧步驟
NW‧‧‧網際網路

第1圖為本發明實施例一無線通訊系統的示意圖。 第2圖為本發明實施例中用於第1圖之無線通訊系統且處理複數個封包之一流程的流程圖。 第3圖為本發明實施例中一平均存取時間與一儲存能力的比較圖。 第4圖為本發明實施例中用於第1圖之無線通訊系統且處理複數個封包之另一流程的流程圖。

1‧‧‧無線通訊系統

10‧‧‧演進核心網路

100‧‧‧封包閘道

102‧‧‧服務閘道

104‧‧‧暫存管理閘道

106‧‧‧移動管理單元

108‧‧‧策略和計費規則功能單元

12‧‧‧演進節點

14‧‧‧使用者裝置

16‧‧‧遠端資料伺服器

NW‧‧‧網際網路

Claims (22)

1. 一種用來處理一無線通訊系統之複數個封包的方法，該無線通訊系統包含有一演進核心網路、複數個使用者裝置與一演進節點，該演進核心網路包含有一策略和計費規則功能單元、一服務閘道、一暫存管理閘道與一移動管理單元，該方法包含有： 由該策略和計費規則功能單元接收該複數個封包； 由該移動管理單元取得一使用者裝置數量； 由該暫存管理閘道估計相對於該複數個使用者裝置之一連接參數； 由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、該使用者裝置數量以及該連接參數，產生一決定結果；以及 由該服務閘道根據該決定結果，控制該演進節點與該複數個使用裝置來暫存該複數個封包。
2. 如請求項1所述之方法，其中該決定結果係用於該複數個封包，以決定該演進節點或該複數個使用裝置中至少一者來暫存該複數個封包，且該複數個使用者裝置透過一裝置到裝置傳輸來分享暫存之該複數個封包。
3. 如請求項1所述之方法，其中該連接參數係透過一最小方差無偏估計（Minimum Variance Unbiased Estimator，MVUE）來估計，以取得該複數個使用者裝置間之一連接關係。
4. 如請求項1所述之方法，其中該演進節點之一儲存能力係根據該演進核心網路之一延遲來決定。
5. 如請求項1所述之方法，其中該複數個封包之普及性和大小係由該策略和計費規則功能單元來取得。
6. 一種無線通訊系統，包含有： 複數個使用者裝置； 一演進節點，耦接該複數個使用者裝置；以及 一演進核心網路，耦接該演進節點，且包含有一策略和計費規則功能單元、一服務閘道、一暫存管理閘道與一移動管理單元； 其中，該策略和計費規則功能單元接收該複數個封包，該移動管理單元取得一使用者裝置數量，該暫存管理閘道估計相對於該複數個使用者裝置之一連接參數，且該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、該使用者裝置數量以及該連接參數來產生一決定結果，以及該服務閘道係根據該決定結果，以控制該演進節點與該複數個使用裝置來暫存該複數個封包。
7. 如請求項6所述之無線通訊系統，其中該決定結果係用於該複數個封包，以決定該演進節點或該複數個使用裝置中至少一者來暫存該複數個封包，且該複數個使用者裝置透過一裝置到裝置傳輸來分享暫存之該複數個封包。
8. 如請求項6所述之無線通訊系統，其中該連接參數係透過一最小方差無偏估計（Minimum Variance Unbiased Estimator，MVUE）來估計，以取得該複數個使用者裝置間之一連接關係。
9. 如請求項6所述之無線通訊系統，其中該演進節點之一儲存能力係根據該演進核心網路之一延遲來決定。
10. 如請求項6所述之無線通訊系統，其中該複數個封包之普及性和大小係由該策略和計費規則功能單元來取得。
11. 一種用來處理一無線通訊系統之複數個封包的方法，該無線通訊系統包含有一演進核心網路、複數個使用者裝置與一演進節點，該演進核心網路包含有一暫存管理閘道與一移動管理單元，該方法包含有： 由該複數個使用者裝置之一者傳送一要求至該演進節點； 由該演進節點解碼該要求；以及 由該複數個使用者裝置之該者根據一決定結果，取得來自於該演進節點或來自於其他複數個使用者裝置之該複數個封包； 其中，該決定結果由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、一使用者裝置數量以及一連接參數來產生，該使用者裝置數量係由該移動管理單元來取得，以及該連接參數係由該暫存管理閘道來估計。
12. 如請求項11所述之方法，其中該要求係透過一實體上鏈路分享通道並由該複數個使用者裝置之該者傳送至該演進節點，該決定結果係用於該複數個封包，以決定該演進節點或該複數個使用裝置中至少一者來暫存該複數個封包，且該複數個使用者裝置透過一裝置到裝置傳輸來分享暫存之該複數個封包。
13. 如請求項11所述之方法，其中該連接參數係透過一最小方差無偏估計（Minimum Variance Unbiased Estimator，MVUE）來估計，以取得該複數個使用者裝置間之一連接關係。
14. 如請求項11所述之方法，其中該演進節點之一儲存能力係根據該演進核心網路之一延遲來決定。
15. 如請求項11所述之方法，其中該複數個封包之普及性和大小係由該策略和計費規則功能單元來取得。
16. 如請求項11所述之方法，其中若該演進節點決定該複數個封包並非暫存於該演進節點或該複數個使用者裝置，該演進核心網路之一封包閘道將轉傳該要求至一遠端資料伺服器，以取得相對於該要求之複數個封包。
17. 一種無線通訊系統，包含有： 複數個使用者裝置； 一演進節點，耦接該複數個使用者裝置；以及 一演進核心網路，耦接該演進節點，且包含有一暫存管理閘道與一移動管理單元； 其中，該複數個使用者裝置之一者傳送一要求至該演進節點，該演進節點解碼該要求，該複數個使用者裝置之該者係根據一決定結果，以取得來自於該演進節點或來自於其他複數個使用者裝置之該複數個封包，該決定結果由該暫存管理閘道根據該複數個封包之普及性和大小、一使用者裝置數量以及一連接參數來產生，該使用者裝置數量係由該移動管理單元來取得，以及該連接參數係由該暫存管理閘道來估計。
18. 如請求項17所述之無線通訊系統，其中該要求係透過一實體上鏈路分享通道並由該複數個使用者裝置之該者傳送至該演進節點，該決定結果係用於該複數個封包，以決定該演進節點或該複數個使用裝置中至少一者來暫存該複數個封包，且該複數個使用者裝置透過一裝置到裝置傳輸來分享暫存之該複數個封包。
19. 如請求項17所述之無線通訊系統，其中該連接參數係透過一最小方差無偏估計（Minimum Variance Unbiased Estimator，MVUE）來估計，以取得該複數個使用者裝置間之一連接關係。
20. 如請求項17所述之無線通訊系統，其中該演進節點之一儲存能力係根據該演進核心網路之一延遲來決定。
21. 如請求項17所述之無線通訊系統，其中該複數個封包之普及性和大小係由該策略和計費規則功能單元來取得。
22. 如請求項17所述之無線通訊系統，其中若該演進節點決定該複數個封包並非暫存於該演進節點或該複數個使用者裝置，該演進核心網路之一封包閘道將轉傳該要求至一遠端資料伺服器，以取得相對於該要求之複數個封包。