TW201918112A - 配置基地台快取內容的方法及控制系統及對應之基地台 - Google Patents

Abstract

一種配置基地台之快取內容的方法及控制系統及對應之基地台。配置基地台之快取內容的方法包括以下步驟。取得一行動裝置之一動態移動資訊。依據此行動裝置之此動態移動資訊產生一檔案之一資料受歡迎度。依據此資料受歡迎度決定至少一基地台之一快取內容配置。依據此快取內容配置傳送此檔案到此至少一基地台，以供此行動裝置下載。

Description

配置基地台快取內容的方法及控制系統及對應之基地台

本發明是有關於一種配置快取內容的方法及控制系統、及對應之控制基地台進行檔案傳輸的方法與基地台。

現在的行動通訊系統中包括多個基地台，當基地台所服務範圍內的使用者透過其使用的行動裝置發出檔案下載要求時，基地台將依據此檔案下載要求向伺服器提出檔案要求，並下載使用者所需之檔案。再透過基地台以無線的方式將使用者所需之檔案傳送至使用者使用的行動裝置，以供使用者使用。

基地台與伺服器之間的資料傳輸，以及基地台與使用者使用的行動裝置之間的資料傳輸，皆會佔據網路上部份的流量頻寬。當基地台服務範圍內有多位使用者，這些使用者皆透過其使用的行動裝置向基地台發出各別的檔案下載要求時，基地台便需由伺服器下載這些使用者所需之檔案，再透過無線的方式將這些檔案個別傳送給這些使用者。即使這些使用者需要相同或相似的檔案，但每次接收到使用者的檔案下載要求時，基地台皆需從伺服器下載檔案。這樣個別由伺服器下載檔案，以及個別由基地台傳送檔案至這些使用者的行動裝置的傳輸方式，將會佔據網路流量頻寬。

對此，若能在基地台中配置一個快取(cache)單元，基地台由資料伺服器或檔案提供伺服器下載檔案後，將檔案暫時儲存於此快取單元中，讓此檔案可供其他有共同檔案需求的使用者使用，將可減輕網路流量的負擔。將檔案暫時儲存於快取單元中，可稱為快取內容配置(cache placement)。

基地台配置快取單元並預先儲存資料，可減少從伺服器下載資料的次數，進而減輕佔據網路流量頻寬的問題。然而，減輕佔據網路流量頻寬的效果好壞又和快取內容配置相關。因此，如何優化快取內容配置係為目前業界努力的方向之一。

本發明係有關於一種配置快取內容的方法及控制系統，結合動態資訊(例如為使用者移動路徑)及靜態資訊(例如為使用者的檔案下載要求)，並將多點協調(Coordination Multi-Point, CoMP)實行條件納入考量，設定一個或多個使用者移動路徑沿線經過的基地台無線快取內容，來提升使用者移動路徑沿線基地台可實行多點協調傳輸的機率，減輕聯合傳輸(Joint transmission)的後端(backhaul)網路問題，並同時享有其較佳的傳輸容量，以期確保使用者在移動中的檔案傳輸品質。

根據本發明之第一方面，提出一種配置基地台之快取內容的方法。該方法包括以下步驟。取得一行動裝置之一動態移動資訊。依據該行動裝置之該動態移動資訊產生一檔案之一資料受歡迎度(popularity)。依據該資料受歡迎度決定至少一基地台之一快取內容配置。以及依據該快取內容配置傳送該檔案到該至少一基地台，以供該行動裝置下載。

根據本發明之第二方面，提出一種配置基地台之快取內容的控制系統。該控制系統包括一資料受歡迎度產生單元(Popularity Generator)、一快取內容配置決定單元(Cache Placement Decision Unit)以及一快取內容更新控制單元(Cache Update Controller)。該資料受歡迎度產生單元用以取得一行動裝置之一動態移動資訊，並依據該行動裝置之該動態移動資訊產生一檔案之一資料受歡迎度(popularity)。該快取內容配置決定單元用以依據該資料受歡迎度決定至少一基地台之一快取內容配置。該快取內容更新控制單元用以依據該快取內容配置傳送該檔案到該至少一基地台，以供該行動裝置下載。

根據本發明之第三方面，提出一種對於基地台進行快取內容配置的方法。該方法包括以下步驟。接收一快取內容配置，其中該快取內容配置係依據一行動裝置之一動態移動資訊產生。依據該快取內容配置下載至少一快取檔案。儲存該至少一快取檔案於該基地台之一快取單元中。接收一第一檔案下載要求。依據該第一檔案下載要求及該快取單元之一快取內容狀態，以一第一傳輸模式或一第二傳輸模式執行一檔案傳輸操作。

根據本發明之第四方面，提出一種基地台。該基地台包括一接收單元、一下載單元、一快取單元以及一傳送單元。該接收單元，用以接收一快取內容配置以及接收一第一檔案下載要求，其中該快取內容配置係依據一行動裝置之一動態移動資訊產生。該下載單元，依據該快取內容配置下載至少一快取檔案。該快取單元，用以儲存該快取檔案。該傳送單元根據該第一檔案下載要求及該快取單元之一快取內容狀態至一中央單元，以一第一傳輸模式或一第二傳輸模式執行一檔案傳輸操作。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

以下提出各種實施例進行詳細說明，然而，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本發明的技術特點。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。

請同時參照第1圖及第2圖。第1圖繪示依照本發明之一實施例之一行動通訊系統10之示意圖。第2圖繪示依照本發明之一實施例之一中央單元100與一基地台200連接之示意圖。行動通訊系統10中包括中央單元100、至少一基地台200及至少一行動裝置300、一核心網路400、一資料中心500、及一內容提供單元600。中央單元100、資料中心500及內容提供單元600透過有線或無線的連接方式與核心網路400連接。資訊內容提供單元600可向耦接至核心網路400的基地台200及行動裝置300提供音樂、圖片、影片、應用程式等檔案資料。上述之資料中心500、內容提供單元600可以是個人電腦或伺服器系統，但不以此為限。在本實施例中，資料中心500及內容提供單元600係配置在兩個不同的伺服器中。但並不以此為限，資料中心500及內容提供單元600亦可配置在同一伺服器中。

中央單元100包括一快取內容更新控制單元(Cache Update Controller)110、一快取內容配置決定單元(Cache Placement Decision Unit)120、一資料受歡迎度產生單元(Popularity Generator)130、一移動模型產生單元(Mobility Error Model Generator)140以及一通道模型產生單元(Channel Model Generator)150。快取內容更新控制單元110耦接於快取內容配置決定單元120。快取內容配置決定單元120、移動模型產生單元140及通道模型產生單元150耦接於資料受歡迎度產生單元130。中央單元100、快取內容更新控制單元110、快取內容配置決定單元120、資料受歡迎度產生單元130、移動模型產生單元140以及通道模型產生單元150可以例如是藉由使用一晶片、晶片內的一電路區塊、一韌體電路、含有數個電子元件及導線的電路板或儲存複數組程式碼的一儲存媒體來實現，也可藉由電腦系統、伺服器等電子裝置執行對應軟體或程式來實現。

中央單元100可透過有線連接方式或無線連接方式與多個基地台200連接並傳輸檔案。多個基地台200例如包括基地台200(1)、200(2)、200(3)、及200(4)。雖然本實施例係以多個基地台200包括基地台200(1)、200(2)、200(3)、及200(4)為例做說明，然多個基地台200亦可包括更多的基地台。各個基地台200包括一快取單元210、一接收單元220、一下載單元230及一傳送單元240。各個基地台200可透過其上之天線(未繪示)經由無線連接方式與行動裝置300通訊並傳輸檔案。雖然本實施例係以多個行動裝置300包括行動裝置300(1)及300(2)為例做說明，然行動裝置300可以係為一個，亦可包括更多的行動裝置。行動裝置300(1)沿著路徑700進行移動。行動裝置300(2)沿著路徑700’進行移動。在一實施例中，路徑700與路徑700’係為相同。在另一實施例中，路徑700與路徑700’係為不同。快取單元210、接收單元220、下載單元230以及傳送單元240可以例如是藉由使用一晶片、晶片內的一電路區塊、一韌體電路、含有數個電子元件及導線的電路板或儲存複數組程式碼的一儲存媒體來實現，也可藉由電腦系統、伺服器等電子裝置執行對應軟體或程式來實現。

上述之有線連接方式例如為乙太網路(Ethernet)或光纖網路(optical fibre cable)，但不以此為限，任何透過電纜在節點之間相互連結的方式皆可。上述之無線連接方式例如為分碼多工擷取2000(Code Division Multiple Access, CDMA2000)、通用封包無線服務(General Packet Radio Service, GPRS)、全球行動通訊系統(Global System for Mobile Communications, GSM)、長期演進技術(Long Term Evolution, LTE)、進階長期演進技術(LTE Advanced)或全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMax)，但不以此為限，任何不需電纜即可在節點之間相互連結的方式皆可。

請參考第3A圖，其繪示依照本發明之一實施例之配置快取內容的方法之流程圖。第3A圖繪示之配置快取內容的方法可應用於如第1圖所示之行動通訊系統10的中央單元100或第2圖所示之中央單元100。為了清楚說明上述各項元件的運作以及本發明實施例的配置快取內容的方法，以下將搭配第3A圖之流程圖詳細說明如下。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的配置快取內容的方法並不侷限應用於第1圖的行動通訊系統10及第2圖的中央單元100和基地台200，也不侷限於第3A圖之流程圖的各項步驟順序。

根據本發明一實施例，首先，於步驟S310，中央單元100之移動模型產生單元140取得行動裝置300(1)之一動態移動資訊。上述之動態移動資訊例如可包括一個或多個已知之行動裝置路徑，其係為行動裝置的一可預測移動的路徑。舉例而言，已知之行動裝置路徑可以為高鐵的移動路徑或公車的行駛路線，也可以是計程車在決定目的地後的行駛規劃路徑。例如，於行動裝置300(1)的使用者搭上高鐵之後，移動模型產生單元140可以得知行動裝置300(1)接下來可能會有的行進路徑，例如是高鐵路線。如此，移動模型產生單元140由高鐵路線上所對應的基地台即可得知行動裝置300(1)接下來可能會經過的基地台是哪些基地台，並取得行動裝置300(1)經過這些基地台之服務區域的機率值。舉例來說，移動模型產生單元140在取得行動裝置300(1)之動態移動資訊後，可取得行動裝置300(1)出現在此移動路徑的一特定位置的動態移動機率。在本發明的另一實施例中，中央單元100之移動模型產生單元140可取得多個行動裝置之動態移動資訊，例如取得行動裝置300(1)及行動裝置300(2)之動態移動資訊。

隨後，於步驟S320，資料受歡迎度產生單元130依據行動裝置300(1)之動態移動資訊決定一檔案之一資料受歡迎度(popularity)。舉例而言，上述之資料受歡迎度可以依據行動裝置300(1)之動態移動資訊及使用者透過行動裝置300(1)提出之一個或多個檔案下載要求產生。亦即，行動裝置300(1)之使用者欲下載某一檔案(或某一資料片段(data segment))或是觀看/收聽某一視訊/音訊串流，例如是音源檔或是視訊檔或是這些檔案的資料片段，而操作行動裝置300(1)以發出此檔案下載要求，指示行動裝置300(1)下載所要的檔案或資料片段。應當理解，上述之檔案或資料片段可以係為一個或者多個。此一個或多個檔案或資料片段係具有一原始受歡迎度，此原始受歡迎度例如係與此檔案被其他多位使用者下載的次數相關。相較於原始受歡迎度來說，上述之資料受歡迎度可以視為是一種適用於本實施例之另一種受歡迎度。上述之資料受歡迎度亦可以依據行動裝置300(1)之動態移動資訊及行動裝置300(1)於基地台200(例如是基地台200(1)～200(4))所對應之至少一服務區域(cell)下載上述檔案之機率而產生。也就是說，上述之資料受歡迎度可以依據行動裝置300(1)出現在此移動路徑的一特定位置的動態移動機率(例如是行動裝置300(1)某一時間移動至對應至某基地台之某特定位置或覆蓋範圍的機率，此機率可由路徑預測(route prediction)推算得知)及行動裝置300(1)於基地台200所對應之至少一服務區域下載上述檔案之機率而產生。舉例來說，資料受歡迎度可以係動態移動機率與下載上述檔案之機率的兩者之乘積，或其他運算之值。

接著，在步驟S330，快取內容配置決定單元120依據資料受歡迎度決定基地台200之一快取內容配置。上述之決定基地台200之快取內容配置係為決定將哪一/哪些檔案(或資料片段)儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內。在步驟S340，快取內容更新控制單元110依據快取內容配置傳送應儲存於基地台200(一個或多個基地台)的檔案到基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210，以供行動裝置300(1)下載。例如，可以決定將哪一/哪些檔案或資料片段下載至基地台200(1)～200(4)之至少其中之一，此至少其中之一的基地台可以係為行動裝置300(1)之預測路徑所對應之行動裝置300(1)可能會經過服務區域所對應的基地台。

快取內容配置機制係可能基於檔案或資料片段的原始受歡迎度來決定多個基地台的快取單元中要存放哪些檔案或資料片段。在一實施例中，快取內容配置機制係可同時基於檔案下載要求中所指示的檔案或資料片段於某個基地台或某些基地台被下載的機率(類似於原始受歡迎度)與行動裝置300(1)之動態移動資訊(包含到達某個基地台或某些基地台之機率)，來計算出資料受歡迎度。並根據此資料受歡迎度，來進行快取內容配置，以分別決定某個基地台或某些基地台該預先下載哪些檔案或哪些檔案片段。如此，可以讓使用者行進至某個基地台或某些基地台時，可以快速的下載所需的檔案或資料片段，而不需等待某個基地台或某些基地台重新下載此檔案或資料片段。如此，也可以減少某個基地台或某些基地台重新下載某檔案或某資料片段所需佔用的網路資源，而減少基地台與中央單元100之間，或中央單元100與核心網路400、資料中心500、內容提供單元600之間的資料流量。

請參考第3B圖，其繪示依照本發明之另一實施例之配置快取內容的方法之流程圖。第3B圖繪示之配置快取內容的方法可應用於如第1圖所示之行動通訊系統10的中央單元100或第2圖所示之中央單元100。本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的配置快取內容的方法並不侷限應用於第1圖的行動通訊系統10及第2圖的中央單元100和基地台200，也不侷限於第3B圖之流程圖的各項步驟順序。在第3B圖所繪示之實施例中，步驟S310、S320、S330及S340相同或相似於第3A圖之實施例中的步驟S310、S320、S330及S340，因此，在此不再贅述。相較於第3A圖，在本實施例中之配置快取內容的方法更可選擇性的包括如第3B圖繪示之步驟S350以及步驟S360。

在步驟S350，快取內容更新控制單元110回應於行動裝置300(1)之檔案下載要求，並且依據基地台200(一個或多個基地台)的快取內容狀態，決定基地台200(一個或多個基地台)對行動裝置300(1)的傳輸模式，也就是決定基地台200(一個或多個基地台)與行動裝置300(1)之間的傳輸模式。於步驟S360，快取內容更新控制單元110傳送傳輸模式的決定到基地台200。因此，基地台200可依據上述決定的傳輸模式回應行動裝置300(1)的檔案下載要求，將檔案傳送至行動裝置300(1)。也就是說，快取內容更新控制單元110可傳送一傳輸模式控制訊號到基地台200，基地台200依據傳輸模式控制訊號，依據中央單元100決定的傳輸模式執行一檔案傳輸操作，將檔案傳送至行動裝置300(1)。

上述之傳輸模式可為一聯合傳輸(Joint Transmission)模式與一協調波束形成(Coordinated Beamforming)模式二者之一。在一實施例中，當該行動裝置之一目前位置所對應之至少二個基地台的快取內容狀態顯示此至少二個基地台係儲存有該檔案時，此傳輸模式係為聯合傳輸模式。若否，則由單一基地台傳輸檔案至該行動裝置，此傳輸模式係為協調波束形成模式。基地台可以不同的傳輸模式回應於不同行動裝置的檔案下載要求，基地台和不同行動裝置之間可採用不同傳輸模式。在本發明一實施例中，在具有一個以上的行動裝置之一特定地理區域，一個或多個基地台可同時採用上述傳輸模式之組合，以回應不同行動裝置的檔案下載要求。

舉例來說，假設行動裝置300(1)目前係位於基地台200(1)與基地台200(2)的服務區域，快取內容更新控制單元110會檢視基地台200(1)與基地台200(2)的快取內容狀態，此快取內容狀態例如是基地台200(1)與基地台200(2)的快取單元中是否儲存有檔案下載要求中所指示之檔案或資料片段的狀態，來決定基地台200(1)與基地台200(2)與行動裝置300(1)之間傳輸模式。當行動裝置300(1)之目前位置所對應之基地台200(1)與基地台200(2)的快取內容狀態顯示基地台200(1)與基地台200(2)係均儲存有此檔案或資料片段時，則快取內容更新控制單元110決定基地台200(1)與基地台200(2)與行動裝置300(1)之間的傳輸模式為聯合傳輸模式，而使基地台200(1)與基地台200(2)一起將所要傳輸的檔案或資料片段傳送給行動裝置300(1)。若僅有基地台200(1)與基地台200(2)之一儲存有此檔案或資料片段時，則快取內容更新控制單元110決定儲存有此檔案或資料片段之基地台200(1)或基地台200(2)與行動裝置300(1)之間的傳輸模式為協調波束形成模式，而使儲存有此檔案或資料片段之基地台200(1)或基地台200(2)單獨將此檔案或資料片段傳送給行動裝置300(1)。

舉例來說，假設行動裝置300(1)與行動裝置300(2)目前係位於基地台200(1)與基地台200(2)的服務區域，快取內容更新控制單元110會檢視基地台200(1)與基地台200(2)的快取內容狀態，來決定基地台200(1)與基地台200(2)與行動裝置300(1)之間傳輸模式，以及基地台200(1)與基地台200(2)與行動裝置300(2)之間傳輸模式。行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式可與行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式不同。行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式亦可與行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式相同。

在本發明的另一實施例中，資料受歡迎度產生單元130更可取得對應於行動裝置300(1)之動態移動資訊之基地台150的一傳輸通道狀態資訊。在一實施例中，資料受歡迎度可以依據行動裝置300(1)之動態移動資訊及行動裝置300(1)於基地台200所對應之至少一服務區域下載上述檔案之機率而產生。在一實施例中，資料受歡迎度產生單元130可以依據行動裝置300(1)之動態移動資訊以及對應於行動裝置300(1)之動態移動資訊之基地台200的傳輸通道狀態資訊產生一檔案或資料片段的資料受歡迎度。在另一實施例中，資料受歡迎度產生單元130可以依據行動裝置300(1)之動態移動資訊、行動裝置300(1)於基地台200所對應之至少一服務區域下載上述檔案之機率及/或對應於行動裝置300(1)之動態移動資訊之基地台200的傳輸通道狀態資訊而產生資料受歡迎度。

請參考第4圖，其繪示依照本發明之另一實施例之配置快取內容的方法之流程圖。第4圖繪示之配置快取內容的方法可應用於第1圖的行動通訊系統10及第2圖的中央單元100和基地台200。

首先，於步驟S410，中央單元100之移動模型產生單元140取得行動裝置300(1)之一動態移動資訊。上述之動態移動資訊同於前述實施例之動態移動資訊，因此，在此不再贅述。

隨後，於步驟S420，中央單元100之通道模型產生單元140取得對應於行動裝置300(1)之動態移動資訊之至少一基地台200(例如基地台200(1)～(4))的一傳輸通道狀態資訊。傳輸通道(channel)的狀態可能會受到地理環境(例如是位於隧道中或是靠近山區)以及基地台本身的配置位置所影響。上述傳輸通道狀態資訊例如是在行動裝置300(1)的移動路徑的一特定位置的至少一個基地台之先前進行資料傳輸時的通道狀態模組化資料之統計資料。上述之傳輸通道狀態資訊又例如是行動裝置300(1)的移動路徑上的一特定位置的至少一個基地台之預測資料傳輸時的通道狀態之資料。傳輸通道狀態資訊可以是行動裝置300(1)的移動路徑上之過往或預測之通道狀態。

在步驟S430，資料受歡迎度產生單元130依據行動裝置300(1)之動態移動資訊以及對應於行動裝置300(1)之動態移動資訊之基地台200的傳輸通道狀態資訊決定一檔案或資料片段之資料受歡迎度。應當理解，上述之檔案或資料片段可以係為一個或者多個。舉例而言，上述之資料受歡迎度可以依據行動裝置300(1)之動態移動資訊、基地台200的傳輸通道狀態資訊及使用者透過行動裝置300(1)提出之一檔案下載要求(用以指示所要下載的一個或多個檔案或資料片段)產生。舉例而言，上述之資料受歡迎度可以依據行動裝置300(1)出現在此移動路徑的一特定位置的動態移動機率、行動裝置300(1)移動路徑上各基地台200之過往或預測之通道傳輸情況，以及行動裝置300(1)於基地台200所對應之至少一服務區域下載上述檔案或資料片段之機率而產生。例如，資料受歡迎度可以係上述之動態移動機率、傳輸通道狀態資訊與下載上述檔案之機率的三者之乘積或其他運算之結果。

檔案被下載之機率除了與使用者需求有關，也與行動裝置移動路徑上之過往或預測之通道狀態有關。例如：視訊/音訊串流有連貫性，行動裝置可能在通道狀態良好時預先下載後續視訊/音訊片段至其自身的緩衝區中，因而影響特定檔案片段在行動裝置移動路徑上之特定路段的被下載機率。

由於基地台附近的地理環境較少在短時間有太大的變化，因此可以在進行快取資料配置時，同時將傳輸通道狀態資訊納入考慮，以達到更佳的快取資料配置效果。舉例來說，如果某基地台過往的通道狀態係為不佳的狀態的話，則可以考慮提早將所要的檔案或資料片段下載至此基地台，以利行動裝置300(1)前進至此基地台之服務區域時，可以順利取得此檔案或資料片段，而減少因為通道狀態不佳而導致傳輸速度降低、或是下載時間過久而需長時間等待的情形發生。舉例來說，當行動裝置300(1)具有用以儲存快取資料的快取單元，於行動裝置300(1)進入某基地台過往或預測的通道狀態為不佳的狀態的服務區域之前，也就是於行動裝置300(1)進入傳輸通道狀態資訊所指示之過往或預測的通道不良或網路環境不良的服務區域之前，更可以推播所要的檔案或資料片段至行動裝置300(1)之快取單元。

接著，在步驟S440，快取內容配置決定單元120依據資料受歡迎度決定基地台200之一快取內容配置。上述之決定基地台200(一個或多個基地台)之快取內容配置係為決定哪些檔案或哪些資料片段應儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內。在步驟S450，快取內容更新控制單元110依據快取內容配置傳送應儲存於基地台200(一個或多個基地台)的檔案或資料片段到基地台200的快取單元210，以供行動裝置300(1)下載。

在步驟S460，快取內容更新控制單元110回應於行動裝置300(1)之檔案下載要求，並且依據基地台200的快取內容狀態，決定基地台200對行動裝置300(1)的傳輸模式，也就是決定基地台200與行動裝置300(1)之間的傳輸模式。在決定傳輸模式後，於步驟S470，快取內容更新控制單元110傳送傳輸模式決定至基地台200。因此，基地台200可依據上述決定的傳輸模式回應行動裝置300(1)的檔案下載要求，將檔案傳送至行動裝置300(1)。也就是說，快取內容更新控制單元110可傳送一傳輸模式控制訊號到基地台200，基地台200依據此傳輸模式控制訊號，依據中央單元100決定的傳輸模式執行一檔案傳輸操作，將檔案傳送至行動裝置300(1)。

前述實施例中之傳輸模式可以為一聯合傳輸(Joint Transmission)模式與一協調波束形成(Coordinated Beamforming)模式二者之一。當行動裝置300(1)之一目前位置所對應之至少二個基地台200的快取內容狀態顯示此至少二個基地台係儲存有同一檔案時(例如基地台之快取單元儲存有檔案下載要求中所指示的檔案或資料片段)，此至少二基地台200可依據聯合傳輸模式傳送檔案至行動裝置300(1)。然而，當基地台200的快取內容配置無法符合行動裝置300(1)之檔案下載要求時(例如對應之基地台之快取單元並未儲存有檔案下載要求中所指示的檔案或資料片段時)，由於快取內容配置無法符合行動裝置300(1)之檔案下載要求，因此，中央單元100依據行動裝置300(1)提出之檔案下載要求，由資料中心500或內容提供單元600下載檔案下載要求中所指示的檔案或資料片段(可視為一新檔案)，並將此新檔案傳送到至少一基地台200。因此，此至少一基地台200接收傳輸模式決定，同時下載此新檔案。然後，此至少一基地台200依據中央單元100決定的傳輸模式執行一檔案傳輸操作，傳送此新檔案至行動裝置300(1)。

在一實施例中，若上述之新檔案之資料受歡迎度高於原儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內的檔案的資料受歡迎度，則將此新檔案儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內，更新或取代儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內的檔案。在另一實施例中，若上述之新檔案之資料受歡迎度未高於原儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內的檔案的資料受歡迎度，而快取單元210的儲存空間未滿，則可將此新檔案儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內。在另一實施例中，若上述之新檔案之資料受歡迎度未高於原儲存於基地台200(一個或多個基地台)的快取單元210內的檔案的資料受歡迎度，且快取單元210的儲存空間已滿，則基地台200不會儲存此新檔案，僅下載此新檔案，並傳送此新檔案至行動裝置300(1)。也就是說，基地台200雖下載了新檔案，但不一定會依據此新檔案更新或取代原儲存於快取單元210內的檔案。

在一實施例中，基地台200(1)與基地台200(2)的服務區域中具有行動裝置300(1)與行動裝置300(2)。行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式由基地台200(1)與基地台200(2)的快取單元中是否儲存有行動裝置300(1)之檔案下載要求中所指示之檔案或資料片段來決定。行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式亦由基地台200(1)與基地台200(2)的快取單元中是否儲存有行動裝置300(2)之檔案下載要求中所指示之檔案或資料片段來決定。行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式可與行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式不同。行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式亦可與行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式相同。

茲將上述步驟S330及步驟S440決定快取內容配置的方式舉例說明如下。首先，獲得資料中心500、內容提供單元600及/或基地台200的快取單元210中的各個檔案(或資料片段)被一個或多個行動裝置要求下載的機率。接著，篩選出被行動裝置要求下載的機率大於一下載機率臨界值的檔案(或資料片段)。隨後，將這些被下載的機率大於下載機率臨界值的檔案(或資料片段)整合作為快取內容配置，並加總這些檔案(或資料片段)的檔案大小作為快取內容配置的檔案大小。被一個或多個行動裝置要求下載的檔案(或資料片段)可能原先並不在基地台200的快取單元210中，但是被要求下載的機率高於下載機率臨界值，所以會被整合作為快取內容配置並儲存至快取單元，或是取代原儲存於快取單元裡的部份檔案(或資料片段)。

由於基地台200的快取單元210的可儲存空間係為有限的。因此，當基地台200的快取單元210不足以儲存快取內容配置時，即快取內容配置的檔案大小係大於基地台200的快取單元210的可儲存容量，標記並紀錄這些快取單元210不足以儲存快取內容配置的基地台200。隨後，針對這些基地台200調整其對應之快取內容配置。

調整基地台200之快取內容配置的過程，係由組成快取內容配置的檔案中，選擇快取內容配置中的一個檔案(或資料片段)，並由快取內容配置中移除此被選擇的檔案(或資料片段)，以減小快取內容配置的檔案大小。接著，計算移除檔案後的快取內容配置所能達到的最佳表現值。舉例來說，可以利用馬可夫決策過程(Markov Decision Process)計算上述最佳表現值。

依序對快取內容配置中的所有檔案(或資料片段)分別計算將其移出快取內容配置後的最佳表現值，並且可以依據一遞減順序排列這些最佳表現值。接著，由快取內容配置中移除這些最佳表現值中的最大值所對應的檔案(或資料片段)，並更新基地台200中的快取內容配置。上述之決定快取內容配置的方式僅係一實施例，並不以此為限，任何可調整快取內容配置的檔案大小的方式皆可使用。

請參考第5A圖，其繪示依照本發明之一實施例之控制基地台進行檔案傳輸的方法之流程圖。第5A圖繪示之控制基地台進行檔案傳輸的方法可應用於如第1圖所示之行動通訊系統10的基地台200或第2圖所示之基地台200。為了清楚說明上述各項元件的運作以及本發明實施例的控制基地台進行檔案傳輸的方法，以下將搭配第5A圖之流程圖詳細說明如下。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的控制基地台進行檔案傳輸的方法並不侷限應用於第1圖的行動通訊系統10及第2圖的中央單元100和基地台200，也不侷限於第5A圖之流程圖的各項步驟順序。

在步驟S502，基地台200之接收單元220可由中央單元100接收一快取內容配置。舉例來說，此快取內容配置可以係依據行動裝置300(1)之一動態移動資訊產生。舉例來說，此快取內容配置可以係依據行動裝置300(1)之動態移動資訊及/或基地台之該傳輸通道狀態資訊產生。前述實施例已舉例說明中央單元100如何決定快取內容配置，在此不再贅述。

在步驟S504，基地台200之下載單元230可依據此快取內容配置由中央單元100下載一個或多個快取檔案。在步驟S506，將由中央單元100下載的快取檔案儲存於基地台之快取單元210中。接著，在步驟S508，接收單元220接收行動裝置300(1)的檔案下載要求。在步驟S508，接收單元220接收行動裝置300(1)的檔案下載要求之後，在步驟S510，基地台200之傳送單元240根據檔案下載要求及快取單元210之一快取內容狀態，以一第一傳輸模式或一第二傳輸模式執行一檔案傳輸操作。

也就是說，基地台200依據第一傳輸模式或第二傳輸模式傳送檔案至行動裝置。在一實施例中，第一傳輸模式為聯合傳輸模式，第二傳輸模式為協調波束形成模式。在一實施例中，若快取檔案符合此檔案下載要求所要求下載之檔案或資料片段，其他基地台的快取單元中也存有此檔案或資料片段，傳送單元240可依據聯合傳輸模式與其他基地台200共同合作傳送儲存在快取單元210中的快取檔案(即行動裝置300(1)所要求下載的檔案或資料片段)至行動裝置300(1)。若基地台200的快取單元210中的快取檔案不符合檔案下載要求所要求下載的檔案或資料片段，下載單元240由中央單元100下載一新檔案(或資料片段)，並依據第一傳輸模式或第二傳輸模式傳送此新檔案(或資料片段)至行動裝置300(1)。在一實施例中，中央單元100可傳送此新檔案(或資料片段)至行動裝置300(1)所在區域對應的至少二基地台200，此至少二基地台200可依據聯合傳輸模式傳送此新檔案(或資料片段)至行動裝置300(1)。在另一實施例中，傳送單元240則依據協調波束形成模式傳送此新檔案(或資料片段)至行動裝置300(1)，也就是說，此基地台200單獨將新下載的另一檔案或資料片段傳送給行動裝置300(1)。在一實施例中，行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式可與行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式不同。在一實施例中，行動裝置300(2)與基地台200之間的傳輸模式可與行動裝置300(1)與基地台200之間的傳輸模式相同。

請參考第5B圖，其繪示依照本發明之一實施例之控制基地台進行檔案傳輸的方法之流程圖。第5B圖繪示之控制基地台進行檔案傳輸的方法可應用於如第1圖所示之行動通訊系統10的基地台200或第2圖所示之基地台200。本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的控制基地台進行檔案傳輸的方法並不侷限應用於第1圖的行動通訊系統10及第2圖的中央單元100和基地台200，也不侷限於第5B圖之流程圖的各項步驟順序。在第5B圖所繪示之實施例中，步驟S502、S504、S506、S508及S510相同或相似於第5A圖之步驟S502、S504、S506、S508及S510，因此，在此不再贅述。本發明實施例之控制基地台進行檔案傳輸的方法更可選擇性的包括如第5B圖繪示之步驟S514以及步驟S516，以及步驟S510更可包括步驟S511～S513。

在本實施例中，在步驟S510中，傳送單元240根據檔案下載要求及快取單元之快取內容狀態，以第一傳輸模式或第二傳輸模式執行檔案傳輸操作，其中包括了步驟S511～S513。在步驟S511中，基地台200之傳送單元240傳送檔案下載要求及快取單元210之快取內容狀態至中央單元100。舉例來說，中央單元100可判斷快取單元210中的快取檔案是否符合行動裝置300(1)的此檔案下載要求所要求下載之檔案或資料片段，並進而決定檔案的傳輸模式，以傳送一傳輸模式控制訊號至基地台200。也就是說，傳輸模式控制訊號係依據檔案下載要求及快取單元210之快取內容狀態由中央單元100決定及產生。在另一實施例中，基地台200本身亦可判斷快取檔案是否符合檔案下載要求所要求下載之檔案或資料片段，並進而決定快取檔案的傳輸模式。

在步驟S512，接收單元220由中央單元100接收傳輸模式控制訊號。在步驟S513中，傳送單元240依據傳輸模式控制訊號，以第一傳輸模式或第二傳輸模式執行一檔案傳輸操作。

在決定快取檔案的傳輸模式以及基地台200依據傳輸模式控制訊號，以第一傳輸模式或第二傳輸模式傳送檔案至行動裝置300(1)之後(步驟S513)，在步驟S514，接收單元220接收行動裝置300(1)的一行動裝置位置資訊，以及行動裝置300(1)回傳的一服務品質資訊。服務品質資訊係有關於基地台200傳送檔案至行動裝置300(1)的連線品質及延遲等資訊。在步驟S516，傳送單元240傳送行動裝置位置資訊及服務品質資訊至中央單元100。中央單元100可以依據行動裝置位置資訊更新行動裝置之動態移動資訊，也就是更新行動裝置的位置資訊。

依據本發明所提出之利用使用者移動路徑、使用者對檔案的需求、通道環境資訊等資訊納入快取內容配置的考量，可以提高快取內容的命中機率，並減輕聯合傳輸的後端網路問題，可以達到優化實體層干擾管理、提升使用者接收信號品質、調節骨幹及後端網路，以及降低網路平均與尖峰流量的目的。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧行動通訊系統

100‧‧‧中央單元

110‧‧‧快取內容更新單元

120‧‧‧快取內容配置決定單元

130‧‧‧資料受歡迎度產生單元

140‧‧‧移動模型產生單元

150‧‧‧通道模型產生單元

200(1)、200(2)、200(3)、200(4)‧‧‧基地台

210‧‧‧快取單元

220‧‧‧接收單元

230‧‧‧下載單元

240‧‧‧傳送單元

300(1)、300(2)‧‧‧行動裝置

400‧‧‧核心網路

500‧‧‧資料中心

600‧‧‧內容提供單元

700、700’‧‧‧路徑

S310、S320、S330、S340、S350、S360、S410、S420、S430、S440、S450、S460、S470、S502、S504、S506、S508、S510、S511、S512、S513、S514、S516‧‧‧流程步驟

第1圖繪示依照本發明之一實施例之一行動通訊系統之示意圖。 第2圖繪示依照本發明之一實施例之一中央單元與一基地台連接之示意圖 第3A圖繪示依照本發明一實施例之配置快取內容的方法之流程圖。 第3B圖繪示依照本發明另一實施例之配置快取內容的方法之流程圖。 第4圖繪示依照本發明另一實施例之配置快取內容的方法之流程圖。 第5A圖繪示依照本發明一實施例之對於基地台進行快取內容配置的方法之流程圖。 第5B圖繪示依照本發明另一實施例之對於基地台進行快取內容配置的方法之流程圖。

Claims (28)

1. 一種配置基地台之快取內容的方法，該方法包括： 取得一行動裝置之一動態移動資訊； 依據該行動裝置之該動態移動資訊決定一檔案之一資料受歡迎度(popularity)； 依據該資料受歡迎度決定至少一基地台之一快取內容配置；以及 依據該快取內容配置傳送該檔案到該至少一基地台，以供該行動裝置下載。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括： 取得對應於該行動裝置之該動態移動資訊之該至少一基地台的一傳輸通道狀態資訊； 其中，於決定該檔案之該資料受歡迎度的步驟中，係依據該行動裝置之該動態移動資訊及該至少一基地台之該傳輸通道狀態資訊決定該資料受歡迎度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，更包括： 根據該行動裝置之該動態移動資訊與該至少一基地台的該傳輸通道狀態資訊，於該行動裝置進入該傳輸通道狀態資訊所指示之通道不良或網路環境不良的服務區域之前，推播該檔案至該行動裝置之一快取單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該動態移動資訊係包括一已知之行動裝置路徑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於決定該檔案之該資料受歡迎度的步驟中，係依據該行動裝置之該動態移動資訊及該行動裝置於該至少一基地台所對應之至少一服務區域下載該檔案之機率，決定該資料受歡迎度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括： 回應於該行動裝置之一第一檔案下載要求，依據該至少一基地台的一快取內容狀態，決定該至少一基地台對該行動裝置的一第一傳輸模式，該至少一基地台係依據該第一傳輸模式傳送該檔案至該行動裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該第一傳輸模式係為一聯合傳輸(Joint Transmission)模式與一協調波束形成(Coordinated Beamforming)模式兩者之一，當該行動裝置之一目前位置所對應之該至少二個基地台的該快取內容狀態顯示該至少二個基地台係儲存有該檔案時，該第一傳輸模式係為該聯合傳輸模式。
8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，更包括： 回應於一另一行動裝置之一第二檔案下載要求，依據該至少一基地台的該快取內容狀態，決定該至少一基地台對該另一行動裝置的一第二傳輸模式，該至少一基地台係依據該第二傳輸模式傳送該檔案至該另一行動裝置； 其中該第二傳輸模式不同於該第一傳輸模式。
9. 一種配置基地台之快取內容的控制系統，該控制系統包括： 一資料受歡迎度產生單元(Popularity Generator)，用以取得一行動裝置之一動態移動資訊，並依據該行動裝置之該動態移動資訊決定一檔案之一資料受歡迎度(popularity)； 一快取內容配置決定單元(Cache Placement Decision Unit)，用以依據該資料受歡迎度決定至少一基地台之一快取內容配置；以及 一快取內容更新控制單元(Cache Update Controller)，用以依據該快取內容配置傳送該檔案到該至少一基地台，以供該行動裝置下載。
10. 如申請專利範圍第9項所述之控制系統，該資料受歡迎度產生單元更取得對應於該行動裝置之該動態移動資訊之該至少一基地台的一傳輸通道狀態資訊； 其中，該資料受歡迎度產生單元依據該行動裝置之該動態移動資訊及該至少一基地台之該傳輸通道狀態資訊決定該資料受歡迎度。
11. 如申請專利範圍第10項所述之控制系統，該快取內容更新控制單元根據該行動裝置之該動態移動資訊與該至少一基地台的該傳輸通道狀態資訊，於該行動裝置進入該傳輸通道狀態資訊所指示之通道不良或網路環境不良的服務區域之前，推播該檔案至該行動裝置之一快取單元。
12. 如申請專利範圍第9項所述之控制系統，其中，該動態移動資訊係包括一已知之行動裝置路徑。
13. 如申請專利範圍第9項所述之控制系統，該資料受歡迎度產生單元係依據該行動裝置之該動態移動資訊及該行動裝置於該至少一基地台所對應之至少一服務區域下載該檔案之機率，決定該資料受歡迎度。
14. 如申請專利範圍第9項所述之控制系統，該快取內容更新控制單元回應於該行動裝置之一第一檔案下載要求，依據該至少一基地台的一快取內容狀態，決定該至少一基地台對該行動裝置的一第一傳輸模式，該至少一基地台係依據該第一傳輸模式傳送該檔案至該行動裝置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之控制系統，其中該第一傳輸模式係為一聯合傳輸(Joint Transmission)模式與一協調波束形成(Coordinated Beamforming)模式二者之一，當該行動裝置之一目前位置所對應之該至少二個基地台的該快取內容狀態顯示該至少二個基地台係儲存有該檔案時，該第一傳輸模式係為該聯合傳輸模式。
16. 如申請專利範圍第14項所述之控制系統，該快取內容更新控制單元更回應於一另一行動裝置之一第二檔案下載要求，依據該至少一基地台的該快取內容狀態，決定該至少一基地台對該另一行動裝置的一第二傳輸模式，該至少一基地台係依據該第二傳輸模式傳送該檔案至該另一行動裝置，其中該第二傳輸模式不同於該第一傳輸模式。
17. 一種控制基地台進行檔案傳輸的方法，包括： 接收一快取內容配置，其中該快取內容配置係依據一行動裝置之一動態移動資訊產生； 依據該快取內容配置下載至少一快取檔案； 儲存該至少一快取檔案於該基地台之一快取單元中； 接收一第一檔案下載要求；以及 根據該第一檔案下載要求及該快取單元之一快取內容狀態，以一第一傳輸模式或一第二傳輸模式執行一檔案傳輸操作。
18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中根據該第一檔案下載要求及該快取單元之該快取內容狀態，以該第一傳輸模式或該第二傳輸模式執行該檔案傳輸操作的步驟包括： 傳送該第一檔案下載要求及該快取單元之一快取內容狀態至一中央單元； 接收一傳輸模式控制訊號，其中該傳輸模式控制訊號係依據該第一檔案下載要求及該快取內容狀態決定；以及 依據該傳輸模式控制訊號，以該第一傳輸模式或該第二傳輸模式執行該檔案傳輸操作。
19. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中執行該檔案傳輸操作的步驟包括： 在該快取檔案為該第一檔案下載要求所要求下載之檔案的情況下，傳送該快取檔案至該行動裝置；以及 在該快取檔案不為該第一檔案下載要求所要求下載之檔案的情況下，下載一另一檔案以及傳送該另一檔案至該行動裝置。
20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中執行該檔案傳輸操作的步驟更包括： 儲存該另一檔案於該基地台之該快取單元。
21. 如申請專利範圍第17項所述之方法，該控制方法更包括： 接收該行動裝置之一行動裝置位置資訊及一服務品質資訊；以及 傳送該行動裝置位置資訊及該服務品質資訊至一中央單元； 其中該行動裝置位置資訊用以更新該行動裝置之該動態移動資訊。
22. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該第一傳輸模式為一聯合傳輸(Joint Transmission)模式以及該第二傳輸模式為一協調波束形成(Coordinated Beamforming)模式。
23. 一種基地台，包括： 一接收單元，用以接收一快取內容配置以及接收一第一檔案下載要求，其中該快取內容配置係依據一行動裝置之一動態移動資訊產生； 一下載單元，依據該快取內容配置下載至少一快取檔案； 一快取單元，用以儲存該快取檔案；以及 一傳送單元，根據該第一檔案下載要求及該快取單元之一快取內容狀態，以一第一傳輸模式或一第二傳輸模式執行一檔案傳輸操作。
24. 如申請專利範圍第23項所述之基地台，其中該傳送單元更用以傳送該第一檔案下載要求及該快取單元之一快取內容狀態至一中央單元，以及接收該中央單元傳送之一傳輸模式控制訊號，依據該傳輸模式控制訊號以該第一傳輸模式或該第二傳輸模式執行該檔案傳輸操作； 其中該傳輸模式控制訊號係依據該第一檔案下載要求及該快取內容狀態決定。
25. 如申請專利範圍第23項所述之基地台，其中在該快取檔案為該第一檔案下載要求所要求下載之檔案的情況下，該傳送單元傳送該快取檔案至該行動裝置，以及在該快取檔案不為該第一檔案下載要求所要求下載之檔案的情況下，該下載單元下載一另一檔案以及該傳送單元傳送該另一檔案至該行動裝置。
26. 如申請專利範圍第25項所述之基地台，其中該快取單元更用以儲存該另一檔案。
27. 如申請專利範圍第23項所述之基地台，其中該接收單元更接收該行動裝置之一行動裝置位置資訊及一服務品質資訊，該傳送單元傳送該行動裝置位置資訊及該服務品質資訊至一中央單元，該行動裝置位置資訊用以更新該行動裝置之該動態移動資訊。
28. 如申請專利範圍第23項所述之基地台，其中該第一傳輸模式為一聯合傳輸(Joint Transmission)模式以及該第二傳輸模式為一協調波束形成(Coordinated Beamforming)模式。