TWI433511B - 網路閘道器以及資料路徑最佳化之方法 - Google Patents

網路閘道器以及資料路徑最佳化之方法 Download PDF

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Description

網路閘道器以及資料路徑最佳化之方法
本發明之實施例係有關通訊網路之領域，尤係有關寬頻無線接取通訊網路中之網路閘道器選擇及負載分佈。
寬頻無線網路包括能夠進行無線高速通訊的一連串之共存的或重疊之技術。已開發出一種被稱為全球互通微波接取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；簡稱WiMAX)之技術，以便提供長範圍的無線連網能力。WiMAX可以是一被用來代表電機及電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronic Engineers；簡稱IEEE)802.16標準(例如，2009年5月13日批准的IEEE 802.16-2009)相關聯的通用名稱。
通常在WiMAX網路中，在起始網路進入(Initial Network Entry；簡稱INE)期間，一用戶台將連接到一基地台(Base Station；簡稱BS)。在連接之後，該BS可選擇諸如一存取服務網路閘道器(Access Service Network Gateway；簡稱ASN-GW)等的一內定網路閘道器，用以服務該用戶台。可根據諸如ASN-GW之製造商等的各種準則而指定該內定ASN-GW。以靜態方式將一ASN-GW指定給一用戶台時，可能導致一網路的無效率之部署、使用、及控制。
此外，當一用戶台自與一BS相關聯的一細胞移動到另一細胞時，新的BS可選擇另一網路閘道器。該新的網路閘道器可與被用來作為一錨點(anchor)之該原來被選擇的網路閘道器通訊，以便尤其是擷取服務流。該網路內閘道器通訊或R4發信依賴可能也將降低效率及頻寬之階層式結構。
 【發明內容】及【實施方式】
在下文之實施方式中，將參照構成實施方式的一部分之附圖，其中在該等附圖中，係經由可實施的實施例而示出該等附圖。我們當可了解：亦可採用其他實施例，且可在不脫離本發明的範圍下，作出各種結構或邏輯的改變。因此，不應以限制之方式理解下文之實施方式，且係由最後的申請專利範圍及其等效物界定根據各實施例之範圍。
可以一種有助於了解各實施例之方式，將各操作說明為依序執行的多個分離作業，然而，不應將說明的順序詮釋為意味著這些作業有順序的相依性或所有述及的操作都是該等實施例必要的。
可使用術語"被耦合"及“被連接”以及其派生詞。我們應可了解：這些術語將不是彼此的同義字。更確切地講，在特定實施例中，"被連接"可被用來指示兩個或更多個元件相互在實體上或電氣上直接接觸。"被耦合"可意指：兩個或更多個元件在實體上或電氣上直接接觸。然而，"被耦合"亦可意指：兩個或更多個元件沒有相互直接接觸，但仍然相互配合或作用。
為了便於說明本發明，形式為"A/B"或形式為"A及/或B"之詞語意指"(A)、(B)、或(A及B)"。為了便於說明本發明，形式為"A、B、及C中之至少一者"意指"(A)、(B)、(C)、(A及B)、(A及C)、(B及C)、或(A、B、及C)"。為了便於說明本發明，形式為"(A)B"之詞語意指"(B)或(AB)"，亦即，A是一選擇元素。
本說明可能使用術語"實施例"或"各實施例"，而該等術語可分別意指一或多個相同的或不同的實施例。此外，在以與各實施例有關之方式使用術語"包含"、"包括"、及"具有"時，該等術語都是同義的。
在各實施例中，揭示了用於通訊網路中之有效率的網路閘道器選擇、負載平衡、及資料路徑最佳化之方法、設備、及系統。在各實施例中，揭示了能夠進行創造性網路部署、有效率的網路閘道器負載平衡、及超載控制之通訊。本揭示可減少網路設計複雜性，且可促進多供應商間之可互通性(interoperability)。在例示實施例中，一運算系統可設有所揭示的設備及/或系統之一或多個組件，且該運算系統可被用來執行本發明揭示的一或多個方法。
本發明之實施例能夠動態地選擇一網路閘道器，且能夠使該網路閘道器與一用戶台相關聯。在各實施例中，諸如一基地台等的一存取點可與一相關聯的叢集(cluster)內之諸如一存取服務網路閘道器(ASN-GW)等的一或多個網路閘道器通訊。根據該通訊，該基地台可決定及/或接收對用來服務該用戶台的一適當的網路閘道器之一選擇。可經由可被一網路閘道器或被該基地台執行的一或多個最佳化演算法來決定適當的網路閘道器。在各實施例中，可於一用戶台進入與該基地台相關聯的一細胞時，該用戶台離開該細胞時，或需要負載平衡時，將該網路閘道器指定給該用戶台。
本發明之實施例也能夠進行通訊網路的一或多個組件間之資料路徑最佳化。例如，通常可將一可能的資料路徑描述為：一服務基地台與一服務網路閘道器通訊，而該服務網路閘道器又與一錨點網路閘道器通訊。前一服務基地台可能已將該錨點網路閘道器指定給該用戶台，且一現行服務基地台指定了該服務網路閘道器。交接(handover)的情形中可能發生上述的狀況。該服務網路閘道器與該錨點網路閘道器間之通訊鏈路可以是一冗餘通訊鏈路，且在各實施例中，可藉由使該現行服務基地台與該錨點網路閘道器直接通訊，而取消該通訊鏈路。該錨點網路閘道器、該服務網路閘道器、該服務基地台、或將在本說明書中更詳細地說明的該通訊系統內之各種其他組件可觸發該資料路徑最佳化。該可互通性可減少對網路內閘道器通訊之需求。
請參閱第1圖，圖中示出根據各實施例的一通訊網路之一方塊圖。通訊網路100可以是一WiMAX網路，然而，熟知本項技術者當可易於了解：亦可將本發明揭示之教導應用於其他的通訊網路。通訊網路100可包含叢集102及104、諸如基地台108a-d等的網路存取點、網路閘道器106a-d、以及一用戶台110。通訊網路100可包含所示的組件以外之其他組件，而不會脫離本發明揭示的範圍。
通訊網路100包含叢集102及104。雖然示出了兩個叢集，但是本發明之揭示可適用於具有較多或較少的叢集之通訊網路。根據各實施例，一叢集可以是諸如一或多個網路閘道器等的屬於一特定部署情況的一領域之一或多個組件。該叢集根據網路組態而可以是一重疊的或不重疊的叢集，且可基於一呼叫群組、鑑別領域、行動性領域、或其他網路特性。如圖所示，叢集102可包含一或多個網路閘道器106a-b。叢集104可包含一或多個網路閘道器106c-d。叢集102及104可包含較多或較少的閘道器，而不會脫離本發明揭示的範圍。此外，在各實施例中，網路閘道器106a-d可以是ASN-GW；然而，本發明之揭示不限於此種方式。
在各實施例中，叢集102及104亦可包含諸如基地台108a-d等的一或多個網路存取點。基地台108a-d可被分配給一特定之叢集。例如，可使基地台108a-b與叢集102相關聯，可使基地台108d與叢集104相關聯，且可使基地台108c與叢集102及104兩者相關聯。在各實施例中，任何基地台108a-d可與其叢集內之任何網路閘道器106a-d通訊。在所示實施例中，基地台108a-b可與網路閘道器106a或106b通訊，基地台108d可與網路閘道器106c或106d通訊，且因為可使基地台108c與兩個叢集相關聯，所以基地台108c可與網路閘道器106a-d中之任何網路閘道器通訊。
基地台108a-d與網路閘道器106a-d間之通訊112可包括R6發信。其他的發信雖然未被示出，但亦可被用於該通訊網路內，而不會脫離本發明揭示的範圍。該等發信可包括(但不限於)：一用戶台與一基地台間之R1發信、一用戶台與一連接服務網路(Connectivity Service Network；簡稱CSN)間之R2發信、一存取服務網路(Access Service Network；簡稱ASN)與一CSN間之R3發信、兩個網路閘道器間之R4發信、兩個CSN間之R5發信、一網路閘道器中之一資料平面與控制平面間之R7發信、以及兩個基地台間之R8發信。可在整個通訊網路100中傳輸其他的通訊，而不會脫離本發明揭示的範圍。
請再參閱第1圖，諸如當用戶台110在基地台108a的細胞範圍內時，用戶台110可與基地台108a通訊。在各實施例中，用戶台110可以是諸如一膝上型電腦、個人數位助理、簡易功能桌機(nettop)、簡易筆記本電腦(netbook)、智慧型手機等的一行動用戶台110、或能夠移動進出各細胞範圍之其他無線裝置。或者，用戶台110可以是諸如一桌上型電腦等的一固定用戶台、或多數情況下保持在一固定位置的其他通訊裝置。本發明之揭示不限於此種方式。
用戶台110可使用此項技術中習知的任何通訊協定與基地台108a-d通訊。例如，在一實施例中，用戶台110可使用正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing；簡稱OFDM)及正交分頻多工存取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access；簡稱OFDMA)與基地台108a通訊。OFDM是一種將多個頻率用來平行地同時傳輸多個信號之多載波傳輸技術。可處理該等信號，使該等信號相互正交，因而沒有載波間干擾(Inter-carrier Interference；簡稱ICI)。在各實施例中，一用戶台110可與一基地台108a及一網路閘道器106a通訊，以便連接到諸如網際網路等的一網際網路協定(Internet Protocol；簡稱IP)網路。
現在請參閱第2圖，根據各實施例而示出一設備之一方塊圖。該設備可被包含在一網路閘道器106a-d中，或者可以是在操作上及/或通訊上被耦合到一網路閘道器106a-d之一獨立的裝置。該設備可包含：至少具有一第一介面208及一第二介面210之一通訊區塊202、一識別器204、以及一重新配置處理器206。設備106可包含較多或較少的組件，而不會脫離本發明揭示的範圍。
雖然圖中示出通訊區塊202具有第一介面208及第二介面210，但是通訊區塊202可包含較多或較少的介面，而不會脫離本發明揭示的範圍。在各實施例中，介面208、210可被用來與通訊網路100的各種組件通訊。介面208、210可以是被配置成經由諸如R1-R8發信等的前文所述之任何發信類型而通訊之介面。此外，雖然圖中示出為獨立的介面，但是介面208及介面210可替代性地為能夠與網路100的各種組件通訊之一單一介面。
在各實施例中，介面208可以是被配置成與一叢集102、104內之一或多個基地台108a-d通訊之一R6介面。該R6發信可實施ASN內通道，且可被用於控制平面發信。此外，介面210可以是一R4介面，且可被配置成與諸如網路閘道器106a-d等的一或多個網路閘道器通訊。R4發信可促進用戶台110跨越通訊網路100的各網路閘道器之行動性。
在各實施例中，通訊區塊202可被配置成：自一通訊網路叢集102、104接收網路閘道器選擇要求，且自一通訊網路叢集的複數個網路閘道器中之一或多個網路閘道器接收負載資訊。例如，網路閘道器106a之通訊區塊202可經由第一介面208而自基地台108a接收一網路閘道器選擇要求，且經由第二介面210而自網路閘道器106b接收負載資訊。
此外，在各實施例中，通訊區塊202可被配置成：回應該網路閘道器選擇要求，而將一網路閘道器選擇回應傳輸到該通訊網路叢集之一存取點。該網路閘道器選擇回應可包括將被用來服務一用戶台110的網路閘道器之一指示。繼續上述的例子，網路閘道器106a之通訊區塊202可被配置成：將該網路閘道器選擇回應傳輸到諸如基地台108a等的一存取點。本說明書將參照一或多個信號圖而進一步說明各組件間之發信。
在各實施例中，第2圖所示之該設備亦可包含一識別器204。識別器204可被耦合到通訊區塊202，且可被配置成根據負載資訊而自複數個網路閘道器106a-d中之一或多個網路閘道器106a-b中識別諸如網路閘道器106a等的一所需網路閘道器。在一實施例中，識別器204可根據網路閘道器106a有比叢集102內之其他網路閘道器小的負載，而將網路閘道器106a識別為所需之網路閘道器。由於回應一網路閘道器選擇要求而將網路閘道器106a識別為所需網路閘道器，所以可避免叢集102之其他網路閘道器超載，且可更均勻地將寬頻流量分佈到通訊網路100。
仍然請參閱第2圖，根據各實施例，該設備亦可包含一重新配置處理器206。重新配置處理器206可被耦合到識別器204，且可被配置成觸發一網路閘道器重新配置。一網路閘道器重新配置使該複數個網路閘道器106a-b中之諸如網路閘道器106b等的另一網路閘道器與該存取點相關聯。當一網路閘道器或存取點決定一新的網路閘道器(圖中未示出)已進入了該通訊網路叢集時，或決定目前被使用的一網路閘道器已超載時，或自諸如一基地台108a-d等的一存取點接收一重新配置要求時，可觸發該網路閘道器重新配置。在各實施例中，重新配置處理器206可保證在一用戶台110的起始網路進入之後的網路資源之適當分配。
在各實施例中，諸如基地台108a-d等的存取點亦可包含與設備106的組件大致類似之組件。例如，一基地台108a可包含：具有用來與通訊網路100的其他組件通訊的一或多個介面之一通訊區塊、被配置成自複數個網路閘道器中識別用來服務用戶台110的一或多個網路閘道器106a-b之一識別器、以及一重新配置處理器。基地台108a-d可將一或多個最佳化演算法用來決定各用戶台110的一有效率之網路閘道器分佈。
請參閱第3-8圖，根據各實施例而示出發信圖。該等信號圖示出在諸如第1圖所示的通訊網路100等的一通訊網路的各組件之間傳輸的各種信號。該等信號可促進有效率的網路閘道器選擇、負載平衡、及各種資源的重新配置，且可以諸如傳輸一信號的一用戶台等的一方法或程序之方式表示該等信號。在各實施例中，可利用諸如揮發性或非揮發性記憶體或其他大量儲存裝置等的機器可存取的媒體之任何組合中儲存的許多不同的程式碼中之任何程式碼而將下層的方法或程序實施為機器可存取的指令。例如，可將該等機器可存取的指令包含在諸如一可程式閘陣列、一特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit；簡稱ASIC)、一可抹除可程式唯讀記憶體(Erasable Programmable Read Only Memory；簡稱EPROM)、一唯讀記憶體(Read Only Memory；簡稱ROM)、一隨機存取記憶體(Random Access Memory；簡稱RAM)、一磁性媒體、一光學媒體、及/或任何其他適當類型之媒體等的一機器可存取的媒體中。
請參閱第3圖，根據各實施例而示出一發信圖。該發信圖示出諸如通訊網路100等的通訊網路的該等組件間之各種通訊。在各實施例中，第3圖可示出：諸如當用戶台對一WiMAX網路進行起始網路進入時，於起始網路進入時的該用戶台之網路閘道器選擇。在該進入期間，該用戶台可連接到諸如一基地台108a等的一存取點。在各實施例中，基地台108a然後可選擇諸如網路閘道器106a等的一網路閘道器。
在各實施例中，該用戶台可執行與一基地台間之起始通訊301、302。在各實施例中，起始通訊301、302可包括下鏈通道取得、媒體存取控制(Media Access Control；簡稱MAC)同步、取得上鏈通道參數、執行初始測距(initial ranging)及/或實體(PHY)層調整。亦可包含其他的通訊，而不會脫離本發明揭示的範圍。
在通訊303中，該用戶台可將一用戶台基本能力要求(SBC-REQ)訊息傳輸到一基地台，以便協商該用戶台之基本能力。可以是一MAC訊息之通訊303可包括該與用戶台支援的一調變及編碼體系有關之資訊。在自該用戶台接收到該SBC-REQ訊息之後，該基地台可將也被表示為303之一用戶台基本能力回應(SBC-RSP)訊息傳輸到該用戶台。該基地台在檢查了該用戶台支援的該調變及編碼體系之後，可傳輸該SBC-RSP303。
在各實施例中，該基地台可與諸如ASN-GW等的一網路閘道器通訊。通訊304可包括一網路閘道器選擇要求303a及一網路閘道器選擇回應303b。這些通訊304可使有效率的網路閘道器選擇能夠進行。例如，與用戶台110相關聯的一基地台108a可將一網路閘道器選擇要求303a傳輸到叢集102內的複數個網路閘道器106a-b中之一網路閘道器106a。網路閘道器選擇要求303a可包括自叢集102內的該複數個網路閘道器106a-b中選擇一網路閘道器106a或106b以服務用戶台110之一要求。在一實施例中，網路閘道器選擇要求303a可被傳輸到該複數個網路閘道器中之一內定網路閘道器。該內定網路閘道器可由其網際網路(IP)位址識別。或者，網路閘道器選擇要求303a可被傳輸到該複數個網路閘道器106a-b的一虛擬網際網路協定(IP)位址。在各實施例中，該虛擬IP位址可被映射到該複數個網路閘道器106a-b中之一主控網路閘道器。
回應網路閘道器選擇要求303a，該基地台可接收網路閘道器選擇回應303b。網路閘道器選擇回應303b可包括與一叢集內的該複數個網路閘道器之被用來服務用戶台110之至少一網路閘道器相關聯的資訊。
例如，在一實施例中，基地台108a可包含一叢集102內的所有網路閘道器106a-b之諸如IP位址等的識別碼。基地台108a可將一網路閘道器選擇要求303a傳輸到叢集102內之該複數個網路閘道器106a-b中之一個網路閘道器。該一個網路閘道器可以是以一或多種方法選擇的一內定網路閘道器。於回應時，基地台108a可自該內定網路閘道器106a接收一網路閘道器選擇回應303b。網路閘道器選擇回應303b可包括與該內定網路閘道器106a相關聯的負載資訊。在各實施例中，網路閘道器選擇回應303b可包括叢集102內之每一網路閘道器106b的負載資訊。根據該負載資訊，基地台108a可將一演算法或其他程序用來選擇該複數個網路閘道器106a-b中被用來服務用戶台110之一個網路閘道器。
在各實施例中，基地台108a亦可緩衝儲存該負載資訊，且根據對其他網路閘道器選擇回應的接收而更新該被緩衝儲存的負載資訊。此種方式可使基地台108a能夠為進入基地台108a的細胞區域之額外的用戶台選擇該複數個網路閘道器106a-b中之另一網路閘道器，而無須與該內定網路閘道器或其他網路閘道器106a-b進行進一步的通訊。
在另一實施例中，基地台108a可將一網路閘道器選擇要求303a傳輸到該複數個網路閘道器106a-b的一虛擬IP位址。該複數個網路閘道器106a-b的該虛擬IP位址可映射到一主控網路閘道器。因此，該基地台可以不知道哪一網路閘道器正在被用來作為主控網路閘道器，且因而可在不影響該基地台的情形下週期性地改變該主控網路閘道器。
回應網路閘道器選擇要求303a之傳輸，基地台108a可自該主控網路閘道器接收一網路閘道器選擇回應303b，該網路閘道器選擇回應303b包括該複數個網路閘道器106a-b中將被用來服務用戶台110之網路閘道器的一身分。該身分可以是該網路閘道器的一網際網路協定(IP)位址。在此種方式下，該主控網路閘道器可決定並選擇各網路閘道器106a-b中將被用來服務用戶台110的最有效率之網路閘道器。在各實施例中，該主控網路閘道器可自叢集102的各網路閘道器106a-b接收諸如負載資訊等的資訊，且將一最佳化演算法用來決定一網路閘道器選擇。
請再參閱第3圖，在通訊304之後，可在303c進行用戶台110之環境初始化。在環境初始化303c之後，一可延伸鑑別協定(Extensible Authentication Protocol；簡稱EAP)可促進在305上的其中包括一主會談金鑰(Master Session Key；簡稱MSK)的各種金鑰之產生及交換，接續為在306上的可延伸鑑別協定(EAP)成功。
在306上的EAP成功之後，用戶台110及該網路閘道器可在307上產生且傳輸一鑑別金鑰。在交換了該鑑別金鑰之後，用戶台110及基地台108a可產生且傳輸諸如密碼組及安全資訊308等的安全關聯(Security Association；簡稱SA)資訊。基地台108a亦可產生且傳輸一傳輸加密金鑰(Transport Encryption Key；簡稱TEK)，以便促進資料加密。基地台108a可隨機地產生該TEK。
在308上產生且傳輸了該SA及TEK之後，用戶台110可執行對基地台108a之IEEE802.16e註冊309a。此外，基地台108a可在309b上對該網路閘道器註冊。在註冊之後，用戶台110可經由一動態服務加入要求(Dynamic Service Addition Request；簡稱DSA-REQ)、回應、及認可310a而建立與基地台108a間之連接。此外，基地台108a可經由R6發信310b而建立與網路閘道器106a間之一資料路徑。該發信圖之用意只是用來例示一可能的網路閘道器選擇程序。熟悉本項技術者當可了解：亦可利用較多或較少的信號，而不會脫離本發明揭示的範圍。
現在請參閱第4及5圖，根據各實施例而示出基地台重新配置之一發信圖。可使第4圖所示之發信與一交接準備階段相關聯，且可使第5圖所示之發信與一交接行動階段相關聯。
通訊401可自一用戶台被傳輸到一服務基地台(Serving Base Station簡稱SBS)。在各實施例中，該服務基地台可接收諸如一行動台交接要求(MOB-MSHO-REQ)訊息等的一交接要求401。在各實施例中，交接要求401可包括與一或多個建議鄰近基地台有關的資訊。
在接收了該行動台交接要求訊息401之後，該服務基地台可傳送一目標基地台(Target Base Station；簡稱TBS)可接收之一交遞要求402。在各實施例中，交遞要求402可以是一R8信號，且可包含與該服務基地台相關聯的網路閘道器之識別碼。該被識別的錨點網路閘道器可以是一通訊網路叢集的複數個網路閘道器中之一網路閘道器。在各實施例中，交遞要求402亦可包括諸如被用來作為一鑑別網路閘道器的一網路閘道器等的另一網路閘道器之識別碼。
在接收了交遞要求402時，該目標基地台可對諸如一鑑別網路閘道器等的一網路閘道器開始環境擷取操作403。在各實施例中，該通訊403可自該鑑別網路閘道器開始一環境擷取程序。在該實施例中，然後可要求該鑑別網路閘道器與可被稱為錨點網路閘道器之原來的服務網路閘道器通訊，以便擷取服務流環境。
或者，因為該錨點網路閘道器的指示被包含在交遞要求402中，且該錨點網路閘道器是在與該目標基地台相同的叢集內，所以該目標基地台可與該錨點網路閘道器直接通訊。在各實施例中，該識別碼可以是該錨點網路閘道器之IP位址、或此項技術中習知的任何其他識別碼。在該目標基地台自該服務基地台接收到其中包括該錨點網路閘道器的指示之交遞要求402之後，該目標基地台及該錨點網路閘道器可將R6發信用於預先註冊及環境擷取404。
在各實施例中，在該目標基地台自該鑑別網路閘道器或錨點網路閘道器擷取該環境之後，該目標基地台可將一交遞回應405傳輸到該服務基地台。在各實施例中，交遞回應405可經由R8發信。於回應時，該服務基地台可將一行動台交接回應406傳送到該用戶台，且將一交遞認可407傳送到該目標基地台。
請參閱第5圖，根據各實施例而示出基地台重新配置交接行動階段之一發信圖。在通訊501上，該用戶台可將一行動台交遞指示(MOB_HO-IND)傳輸到一服務基地台。於回應該通訊501時，該服務基地台可將一交接確認(HO-CNF)502傳輸到該目標基地台。在各實施例中，HO-CNF502可包括該錨點網路閘道器及/或該鑑別網路閘道器之諸如IP位址等的一識別碼或指示。可經由一R8介面而執行HO-CNF502。於回應時，目標基地台108b可將一交接認可503傳輸到服務基地台108a。
在該目標基地台藉由交接認可503而認可該交接之後，如果在前文中參照第4圖所述的該交接準備階段中並未執行一環境擷取程序504，則該目標基地台可對該鑑別網路閘道器執行該環境擷取程序504。或者，並不利用環境擷取程序504，而是如果在前文中參照第4圖所述的該交接準備階段中也並未執行一資料路徑預先註冊程序505，則該目標基地台可對該錨點網路閘道器執行該資料路徑預先註冊程序505。
如果通訊504或505是需要的，且完成了通訊504或505之後，則該用戶台可執行測距以及對該目標基地台的網路進入506。該目標基地台然後可直接對錨點網路閘道器106a執行註冊及環境擷取507，以便對該錨點網路閘道器註冊該目標基地台。
在各實施例中，該目標基地台可經由一R6介面而以信號通知該錨點網路閘道器，以便執行註冊及環境擷取507。在註冊及環境擷取507之後，該目標基地台可執行一金鑰更新程序508，以便更新各金鑰。在各實施例中，該目標基地台可連同該鑑別網路閘道器及該錨點網路閘道器兩者而更新金鑰。此外，該錨點網路閘道器及該服務基地台可在509上相互取消註冊。當該目標基地台將一交接完成(HO-Complete)訊息510傳輸到服務基地台108a，且接收到一認可511時，即可完成該交接程序。
第4及5圖之交遞信號圖之用意仍然不是限制。熟悉本項技術者當可了解：可利用較多或較少的信號或信號的修正，而不會脫離本發明揭示的範圍。如前文所述，在用戶台交接期間，一服務基地台可將一錨點網路閘道器之IP位址提供給該目標基地台。如果該目標基地台是在與該服務基地台相同的叢集內，則該目標基地台可建立與該錨點網路閘道器間之一直接通訊鏈路，或者可經由一服務網路閘道器而建立與該錨點網路閘道器間之一資料路徑。在此種方式下，該服務網路閘道器可被用來作為諸如一R4資料路徑等的一中繼。
請參閱第6及7圖，根據各實施例而示出信號圖。該等信號圖可示出網路閘道器重新配置之各實施例。可由一基地台或一網路閘道器觸發網路閘道器重新配置，且可回應其中包括(但不限於)一網路閘道器超載、一用戶台跨越一叢集邊界、一操作員啟動的負載平衡、或一新的網路閘道器進入該網路之各種事件而進行網路閘道器重新配置。在各實施例中，網路閘道器重新配置可促進一更有效率的網路，這是因為不再需要新的網路閘道器經由一R4通道而持續地與服務網路閘道器通訊。將環境重新配置到一目標基地台時，可使用戶台能夠停止與一超載的或無效率的網路閘道器間之通訊。
請參閱第6圖，圖中示出一基地台觸發的網路閘道器重新配置之一實施例。該發信圖示出在諸如基地台等的一服務基地台、諸如網路閘道器等的一來源網路閘道器、與諸如網路閘道器等的一目標網路閘道器之間傳輸及接收之各種信號。其他組件亦可參與該重新配置；然而，為了顧及清晰，並未包含那些其他組件。
可由目前正在服務將一網路閘道器選擇要求601傳輸到一叢集內的複數個網路閘道器中之來源網路閘道器之一用戶台的一基地台開始該網路閘道器重新配置。該網路閘道器選擇要求601可包括為了接替目前所使用的網路閘道器而對諸如該目標網路閘道器等的一新的網路閘道器之一要求。在各實施例中，可根據至少一網路狀況而將網路閘道器選擇要求601傳輸到該複數個網路閘道器中之該目標網路閘道器。例如，一基地台可利用一演算法以及先前自一網路閘道器接收的負載資訊而決定該目標網路閘道器。在各實施例中，可能最近已在該基地台上更新了該負載資訊。
在接收了網路閘道器選擇要求601之後，該目標網路閘道器可以一網路閘道器選擇回應602作為回應。在各實施例中，網路閘道器選擇回應602可包括該複數個網路閘道器中將接替服務該用戶台的一目標網路閘道器之識別碼。
在接收到網路閘道器選擇回應602之後，該服務基地台及該目標網路閘道器可為了註冊之目的而經由一R6介面交換通訊603。在註冊之後，該服務網路閘道器可進行與該目標網路閘道器間之一環境傳輸交換604，以便將一環境傳輸到該目標網路閘道器，且該服務基地台可進行與該服務網路閘道器間之一取消註冊通訊605，以便取消對該服務網路閘道器之註冊。
現在請參閱第7圖，圖中示出一網路閘道器觸發的(Network Gateway Triggered；簡稱NGT)網路閘道器重新配置之一實施例。在各實施例中，該網路閘道器可以是一叢集的一主控網路閘道器。該主控網路閘道器可週期性地自該叢集內之各網路閘道器接收負載資訊，且將一或多個演算法用來決定一網路閘道器重新配置是否被批准。
為了將一環境傳輸到一目標網路閘道器而與該目標網路閘道器進行一環境傳輸701之一服務網路閘道器可開始該NGT網路閘道器重新配置。在環境傳輸701之後，該服務網路閘道器可將一網路閘道器更新命令702傳輸到該服務基地台。在各實施例中，網路閘道器更新命令702可包括該目標網路閘道器的諸如該目標網路閘道器之IP位址等的一識別碼。在接收到該網路閘道器更新命令702之後，該服務基地台可將一認可703傳輸到該服務網路閘道器。
在傳輸了認可703之後，該服務基地台可對該目標網路閘道器執行註冊操作704，且最後可對該服務網路閘道器執行取消註冊操作705。此時可完成網路閘道器觸發的網路閘道器重新配置。
現在請參閱第8圖，圖中示出一資料路徑修改程序之一實施例。可將資料路徑修改用來修改一用戶台的錨點網路閘道器與服務基地台間之資料路徑，以便改善(例如，最佳化)資料路徑的一或多個特性。該修改可能是諸如自資料路徑移除一服務網路閘道器，因而建立該錨點網路閘道器與該服務基地台間之一直接資料路徑。在各實施例中，可由一服務基地台、該錨點網路閘道器、或服務網路閘道器觸發該資料路徑修改程序。
在各實施例中，在開始該資料路徑修改程序之前，先將自該用戶台的錨點網路閘道器至該服務基地台的資料路徑801中繼至該服務網路閘道器。由於該服務網路閘道器與該錨點網路閘道器間之通訊鏈路，所以該錨點網路閘道器可觸發一資料路徑修改程序802。如前文所述，各種其他通訊裝置亦可觸發該資料路徑修改程序。
在觸發資料路徑修改程序802之後，該錨點網路閘道器可將資料路徑註冊交易803-805用來建立與該服務基地台間之一直接資料路徑806。在各實施例中，交易803-805可包括資料路徑註冊要求、資料路徑註冊回應、以及資料路徑註冊認可。
在建立了該服務基地台與該錨點網路閘道器間之一資料路徑之後，該服務基地台可對服務網路閘道器執行取消註冊操作807-809，以便取消註冊其與服務網路閘道器間之資料路徑。在各實施例中，取消註冊操作807-809可包括路徑取消註冊要求、路徑取消註冊回應、及路徑取消註冊認可之傳輸及/或接收。後續地或同時地，該服務閘道器可取消註冊810-812其與該錨點網路閘道器間之資料路徑。在各實施例中，取消註冊810-812可包括路徑取消註冊要求、路徑取消註冊回應、及路徑取消註冊認可。在完成了該最佳化程序時，不再需要該服務網路閘道器與該錨點網路閘道器間之一R4資料路徑。
雖然本說明書已示出且說明了某些實施例，但是熟悉本項技術者當可了解：估計可實現相同目的之多種多樣的替代及/或等效實施例或實施方式可取代所示出及說明的該等實施例，而不會脫離本發明揭示的範圍。熟悉本項技術者當可易於了解：可以多種多樣的方式實施各實施例。本申請案將涵蓋本說明書中述及的該等實施例之任何改作或變化。因此，各實施例顯然將只受限於申請專利範圍及其等效物。
100．．．通訊網路
102,104．．．叢集
108a-d．．．基地台
106a-d．．．網路閘道器
110．．．用戶台
112,303,304,501,603．．．通訊
202．．．通訊區塊
208．．．第一介面
210．．．第二介面
204．．．識別器
206．．．重新配置處理器
106．．．設備
301,302．．．起始通訊
303a,601．．．網路閘道器選擇要求
303b,602．．．網路閘道器選擇回應
304c．．．環境初始化
306．．．可延伸鑑別協定成功
307．．．鑑別金鑰
308．．．密碼組及安全資訊
309a．．．註冊
310a．．．動態服務加入要求、回應、及認可
310b．．．R6發信
401．．．交接要求
402．．．交遞要求
403．．．環境擷取操作
404．．．預先先註冊及環境擷取
405．．．交遞回應
406．．．行動台交接回應
407．．．交遞認可
502．．．交接確認
503．．．交接認可
504．．．環境擷取程序
505．．．資料路徑預先先註冊程序
506．．．網路進入
507．．．註冊及環境擷取
508．．．金鑰更新程序
510．．．交接完成訊息
511,703．．．認可
604．．．環境傳輸交換
605．．．取消註冊通訊
701．．．環境傳輸
704．．．註冊操作
705,807-809．．．取消註冊操作
801．．．資料路徑
802．．．資料路徑修改程序
803-805．．．資料路徑註冊交易
806．．．直接資料路徑
810-812．．．取消註冊
若配合各附圖而參照前文中之詳細說明，將可易於了解各實施例。係參照該等附圖而以舉例但非限制之方式解說各實施例。
第1圖示出根據各實施例的一網路之一方塊圖；
第2圖示出根據各實施例的一設備之一方塊圖；
第3圖示出根據各實施例的一發信圖；
第4圖示出根據各實施例的一發信圖；
第5圖示出根據各實施例的一發信圖；
第6圖示出根據各實施例的一發信圖；
第7圖示出根據各實施例的一發信圖；以及
第8圖示出根據本發明揭示的各實施例之另一發信圖。
100．．．通訊網路
102,104．．．叢集
108a-d．．．基地台
106a-d．．．網路閘道器
110．．．用戶台
112．．．通訊

Claims (19)

  1. 一種資料路徑最佳化之方法，包含：與一用戶台相關聯的一基地台將一網路閘道器選擇要求傳輸到一叢集內的複數個網路閘道器中之一網路閘道器，其中該網路閘道器選擇要求包括對該複數個網路閘道器中用來服務該用戶台的一個網路閘道器之一要求；以及該基地台自該網路閘道器接收一網路閘道器選擇回應，該網路閘道器選擇回應包括與該複數個網路閘道器中用來服務該用戶台的該一個網路閘道器相關聯之資訊，其中係根據一或多種網路狀況而選擇該一個網路閘道器，其中該網路閘道器選擇回應包括與該叢集內的該複數個網路閘道器中之一或多個網路閘道器相關聯之負載資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中將該網路閘道器選擇要求傳輸到該複數個網路閘道器中之該網路閘道器包含：將該網路閘道器選擇要求傳輸到該複數個網路閘道器中之一內定網路閘道器。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中將該網路閘道器選擇要求傳輸到該複數個網路閘道器中之該網路閘道器包含：將該網路閘道器選擇要求傳輸到該複數個網路閘道器的一虛擬網際網路協定(IP)位址，其中該虛擬IP位址係與一主控網路閘道器相關聯。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：該基地台至少部分地根據該負載資訊而選擇該複數個網路閘道器中用來服務該用戶台之該一個網路閘道器。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：該基地台緩衝儲存該負載資訊；以及該基地台回應接收到至少另一網路閘道器選擇回應而更新該被緩衝儲存的負載資訊。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該用戶台是一第一用戶台，且該方法進一步包含：該基地台至少部分地根據與該一或多個網路閘道器相關聯的被接收負載資訊而為一第二用戶台選擇該複數個網路閘道器中之另一網路閘道器。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：該基地台根據一網路狀況更新而將一網路閘道器重新配置要求傳輸到複數個網路閘道器中之一目標網路閘道器，其中該目標網路閘道器不同於該複數個網路閘道器中之該一個網路閘道器，且該目標網路閘道器將接替該一個網路閘道器而服務該用戶台。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：該基地台至少部分地根據一新的網路狀況而自該複數個網路閘道器中之該一個網路閘道器接收一網路閘道器更新要求，其中該網路閘道器更新要求包括該複數個網路閘道器中將接替服務該用戶台的一目標網路閘道器之一識別碼。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該傳輸及接收包含R6發信。
  10. 一種網路閘道器，包含： 一通訊區塊，該通訊區塊被配置成：自一通訊網路叢集的一存取點接收一網路閘道器選擇要求，且自該通訊網路叢集的複數個網路閘道器中之一或多個網路閘道器接收負載資訊；被耦合到該通訊區塊之一識別器，該識別器被配置成根據該負載資訊而自該複數個網路閘道器的該一或多個網路閘道器中識別一網路閘道器；以及其中該通訊區塊被進一步配置成回應該網路閘道器選擇要求而將一網路閘道器選擇回應傳輸到該通訊網路叢集之該存取點，其中該網路閘道器選擇回應包含該網路閘道器之一指示及該負載資訊。
  11. 如申請專利範圍第10項之網路閘道器，其中該通訊區塊被配置成經由一第一介面而接收該網路閘道器選擇要求且經由一第二介面而接收該負載資訊。
  12. 如申請專利範圍第10項之網路閘道器，進一步包含：被耦合到該識別器之一重新配置處理器，該重新配置處理器被配置成觸發一網路閘道器重新配置，其中該網路閘道器重新配置使該複數個網路閘道器中之另一網路閘道器與該存取點相關聯。
  13. 如申請專利範圍第12項之網路閘道器，其中該重新配置處理器被配置成回應另一網路閘道器已進入該通訊網路叢集之決定而觸發該網路閘道器重新配置。
  14. 如申請專利範圍第12項之網路閘道器，其中該重 新配置處理器被配置成回應該網路閘道器已超載之決定而觸發該網路閘道器重新配置。
  15. 如申請專利範圍第12項之網路閘道器，其中該重新配置處理器被配置成回應該通訊區塊自該存取點接收到一重新配置要求而觸發該網路閘道器重新配置。
  16. 一種資料路徑最佳化之方法，包含下列步驟：一目標基地台自一服務基地台接收一交遞要求，該交遞要求包括與該服務基地台相關聯的一網路閘道器之一識別碼，其中該網路閘道器是一通訊網路的複數個網路閘道器中之一網路閘道器；以及該目標基地台回應該交遞要求而將一註冊訊息傳輸到該複數個網路閘道器中之該網路閘道器，以便使該目標基地台對該網路閘道器註冊，其中接收該交遞要求包含：接收其中包括與該服務基地台相關聯的該網路閘道器的一網際網路協定(IP)位址之一交遞要求。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中傳輸該註冊訊息包含經由R6發信而傳輸該註冊訊息，且其中該網路閘道器經由該R6發信而接收該註冊訊息。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，進一步包含：該目標基地台將一網路閘道器選擇要求傳輸到該複數個網路閘道器中之另一網路閘道器，其中該網路閘道器選擇要求包括對該複數個網路閘道器中用來接替該網路閘道器的一新網路閘道器之一要求。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，進一步包含：該目標基地台接收一網路閘道器選擇回應，其中該網路閘道器選擇回應包括該複數個網路閘道器中之至少一網路閘道器的負載資訊。
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