TWI531259B - 在無線網路系統內進行流量控制之方法及相關無線網路系統 - Google Patents

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Description

在無線網路系統內進行流量控制之方法及相關無線網路系統
本發明相關於一種在無線網路系統內進行流量控制之方法及相關無線網路系統,尤指一種在無線網路系統內進行高效率和即時流量控制之方法及相關無線網路系統。
隨著科技發展,網路應用也越來越普及,使用者可隨時利用桌上型電腦、筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)或智慧型手機等裝置連結至網際網路。隨著通訊規格的進步,無線通訊裝置可建置成能符合相關於單一或多個無線通訊系統之多個通訊規範的規定。舉例來說,多節點裝置可讓使用者連結至一第三代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)架構網路和一網際網路協議(Internet Protocol,IP)架構網路。
依據相關3GPP規範(例如TS.34.108),基地台會廣播各種系統資訊區塊(system information block,SIB)至使用者裝置(user equipment,UE)。系統資訊區塊類型1(SIB1)包含用來評估是否允許使用者裝置存取一細胞(cell)之相關資訊,例如包含公共陸地行動網 路(public land mobile network,PLMN)識別名單、追蹤區域碼(tracking area code)、細胞識別(cell identity)、細胞選擇資訊、最大功率值(p-Max)、頻段指標、調度資訊、分時雙工(time division duplex,TDD)組態、系統資訊窗長度,和系統資訊值標籤等。在一無線網路系統中,系統資訊區塊類型17(SIB17)包含相關於3GPP架構網路和IP架構網路之間互通性(interoperability)的無線存取網路(radio access network,RAN)規則。SIB1使用在80毫秒的週期內重複發送的固定調度,使用者裝置可依據SIB1訊息來決定如何接收SIB17訊息。依據RAN規則,使用者裝置可在無線網路系統中進行流量控制(traffic steering),例如將流量從一3GPP架構網路導向至一IP架構網路。若判斷3GPP架構網路依舊負載過重,基地台會更新SIB17內RAN規則之臨界值,再透過SIB1來通知使用者裝置去聆聽SIB17,進而鼓勵使用者裝置將流量從3GPP架構網路導向至其它架構網路。
在先前技術之流量控制方法中,為了將足夠的流量導出負載過重的網路,基地台可能需要更新RAN規則之臨界值好幾次,因此會影響基地台的運作效率。此外,使用者裝置需要聆聽兩種系統資訊區塊SIB1和SIB17,才能得知每次更新後RAN規則之臨界值。而且,由於使用者裝置僅會定期地去聆聽SIB1,可能無法即時地針對RAN規則之臨界值的更新做出回應。因此,需要一種能在無線網路系統內高效率和即時地進行流量控制之方法。
本發明提供一種在一無線網路系統內進行流量控制之方法,該無線網路系統包含一第一網路內之一基地台和註冊在該第一 網路之一使用者裝置。該方法包含該基地台在判斷該第一網路並非負載平衡時將一指標設為一第一值或在判斷該第一網路為負載平衡時將該指標設為一第二值;該基地台傳送該指標、一更新量、一計時器長度,以及至少一第一無線存取網路規則至該使用者裝置,其中該第一無線存取網路規則包含一第一臨界值;當從該基地台接收到該第一無線存取網路規則和設為該第一值之該指標時,該使用者裝置啟動一計時器;當依據該計時器長度判斷該計時器已經逾期時,該使用者裝置依據該更新量來調整該第一臨界值;以及當依據該第一臨界值判斷滿足該第一無線存取網路規則時,該使用者裝置將流量從該第一網路導向至一第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
本發明另提供一種執行流量控制之無線網路系統,其包含一第一網路、一第二網路,以及一使用者裝置。該第一網路包含一基地台,用來在判斷該第一網路並非負載平衡時將一指標設為一第一值或在判斷該第一網路為負載平衡時將該指標設為一第二值;以及傳送該指標、一更新量、一計時器長度,以及至少一無線存取網路規則,其中該至少一無線存取網路規則包含一臨界值。該使用者裝置註冊在該第一網路,用來當從該基地台接收到該至少一無線存取網路規則和設為該第一值之該指標時啟動一計時器;當依據該計時器長度判斷該計時器已經逾期時,依據該更新量來調整該臨界值;以及當依據調整後該臨界值判斷滿足該至少一無線存取網路規則時,將流量從該第一網路導向至該第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
100‧‧‧無線網路系統
12‧‧‧無線裝置
14‧‧‧公共陸地行動網路
16‧‧‧無須授權行動存取/通用存取網路
18‧‧‧核心網路
20‧‧‧通用封包無線服務技術服務節點
22‧‧‧基地收發站
24‧‧‧基站控制器
26‧‧‧存取點
28‧‧‧通用接取網路控制器
30‧‧‧通訊終端
52‧‧‧處理器
54‧‧‧蜂巢式存取模組
56‧‧‧通用存取模組
210~240、310~380‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例中可進行高效率和即時流量控制之一無線網路系統的示意圖。
第2圖和第3圖為本發明實施例中在無線網路系統中進行高效率和即時流量控制之方法流程圖。
第1圖為本發明實施例中可進行高效率和即時流量控制之一無線網路系統100的示意圖。無線網路系統100包含一個或多個無線裝置(由一無線裝置12來表示)、一公共陸地行動網路(public land mobile network,PLMN)14、一無須授權行動存取(unlicensed mobile access,UMA)/通用存取網路(generic access network,GAN)16、一核心網路18,和一通訊終端30。PLMN 14可為任何3GPP架構下之蜂巢式網路,例如2G、2.5G、3G或4G網路。UMA/GAN 16可為任何IP架構下之無線網路,例如無線區域網路(wireless local area network,WLAN)或無線保真(wireless fidelity,Wi-Fi)網路。然而,PLMN 14和UMA/GAN 16之種類並不限定本發明之範疇。
PLMN 14和UMA/GAN 16可透過核心網路18進行通訊。核心網路18包含一通用封包無線服務技術服務節點(serving general packet radio service support node,SGSN)20,其負責接收在核心網路18服務範圍內的無線裝置之間傳來之封包,或發送封包至核心網路18服務範圍內的無線裝置。第1圖之實施例顯示了符合3GPP網路架構之元件,其中PLMN 14包含一基地收發站(base transceiver station,BTS)22和一基站控制器(base station controller,BSC)24,而UMA/GAN 16包含一存取點(access point,AP)26和一通用接取網路控制器(GANC)28。如相關領域具備通常知識者皆知,GANC可另 稱為無須授權行動存取/通用接取網路控制器(UNC)。值得注意的是,2G架構之BTS 22和BSC 24可由3G架構下相對應之節點B(NODE B)和無線網路控制器(radio network controller,RNC)來取代,或由4G架構下相對應之演進式節點B(e-NODE B)來取代。通訊終端30可代表在資料傳輸中所使用到多個通訊節點中任一者。
無線裝置12包含一處理器52、一蜂巢式存取模組54,和一通用存取模組56。無線裝置12可透過蜂巢式存取模組54註冊在PLMN 14或透過通用存取模組56註冊在UMA/GAN 16,進而提供雙模式運作。依據PLMN 14或UMA/GAN 16傳來之一個或多個RAN規則,處理器52可依此控制PLMN 14和蜂巢式存取模組54之間的資料負載,或控制UMA/GAN 16和通用存取模組56之間的資料負載。在說明書後續內容中將會詳述無線裝置12執行本發明控制流量方法時之運作。
在本發明實施例中,無線裝置12或通訊終端30可為行動電話、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、掌上型(handheld)電腦、平板(tablet)電腦、迷你桌面(nettop)電腦、筆記型(laptop)電腦,或其它具備通訊功能之可攜式多節點裝置。在本發明其它實施例中,無線裝置12或通訊終端30亦可為桌上型電腦、機上盒、網路端應用裝置,或其它具備通訊功能之固定式多節點裝置。PLMN 14和UMA/GAN 16可設置成在無線網路系統100內提供覆蓋範圍,使得無線裝置12或通訊終端30能進行通訊。然而,無線裝置12、通訊終端30、PLMN 14和UMA/GAN 16之種類或在相關領域中用來稱呼之不同名稱並不限定本發明之範疇。
第2圖和第3圖為本發明實施例中在無線網路系統中進行高效率和即時流量控制之方法流程圖。第2圖所示之方法可由無線網路系統100中一基地台來執行,例如由3GPP架構PLMN 14中的一2G架構之BTS、一3G架構之NODE B或一4G架構之e-NODE B來執行,或是由IP架構UMA/GAN 16來執行。第3圖所示之方法可由無線網路系統100中一使用者裝置來執行,例如由多節點無線裝置12來執行。無線裝置12能註冊在至少一第一網路和一第二網路(假設目前註冊在第一網路)。第一網路可為3GPP架構PLMN 14,而第二網路可為IP架構UMA/GAN 16。或者,第一網路可為IP架構UMA/GAN 16,而第二網路可為3GPP架構PLMN 14。
在第2圖所示之實施例中,本發明進行高效率和即時流量控制之方法包含下列步驟。
步驟210:基地台傳送包含一個或多個臨界值之一個或多個RAN規則、一指標、一更新量,以及一計時器長度至使用者裝置;執行步驟220。
步驟220:基地台判斷是否第一網路是否為負載平衡?若是,執行步驟240;若否,執行步驟230。
步驟230:基地台將指標設為一第一值;執行步驟210。
步驟240:基地台將指標設為一第二值;執行步驟210。
在第3圖所示之實施例中,本發明進行高效率和即時流量控制之方法包含下列步驟。
步驟310:使用者裝置從基地台接收一個或多個RAN規則、更新量,以及計時器長度;執行步驟320。
步驟320:使用者裝置判斷是否滿足一個或多個RAN規則?若是,執行步驟380;若否,執行步驟330。
步驟330:使用者裝置判斷是否能從基地台接收到設為第一值之指標?若是,執行步驟350;若否,執行步驟340。
步驟340:使用者裝置停止計時器;執行步驟310。
步驟350:使用者裝置啟動計時器;執行步驟360。
步驟360:使用者裝置依據計時器長度判斷計時器是否已經逾期?若是,執行步驟370;若否,執行步驟360。
步驟370:使用者裝置依據更新量來調整一個或多個臨界值並重新啟動計時器;執行步驟320。
步驟380:使用者裝置將流量導至第二網路或導出第二網路;執行步驟310。
在步驟210中,基地台會傳送包含一個或多個臨界值之一個或多個RAN規則、指標、更新量(由ΔTH來代表),以及計時器長度至使用者裝置。每一RAN規則可相關於用來評估第一網路訊號強度之參數,例如參考訊號接收功率(reference signal received power,RSRP)、參考訊號接收品質(reference signal received quality,RSRQ)、共同導引通道(common pilot channel,CPICH)接收訊號碼功率(received signal code power,RSCP)、共同導引通道能量噪音比(common pilot channel energy per chip over the noise,CPICH EC/No)、接收訊號強度指示(received signal strength indicator,RSSI)、接收通道功率指示(received channel power indicator,RCPI),或基本服務集 (basic service set,BSS)負載。
本發明實施例中一個或多個RAN規則之範例如下所示。其中,MRSRP和MRSSI分別代表當使用者裝置註冊在第一網路時量測到之RSRP和RSSI。T1~T4代表從基地台發送之臨界值。然而,RAN規則之類型和數量並不限定本發明之範疇。
範例1:MRSRP>T1
範例2:MRSRP>T1及MRSSI>T2
範例3:MRSRP<T3或MRSSI<T4
在本發明中,一個或多個RAN規則、指標、更新量和計時器長度可同時或分次地透過專屬訊號或廣播訊號來傳送,例如透過無線資源控制(radio resource control,RRC)訊息、呼叫(paging)訊息、主要資訊區塊(master information block,MIB),或系統資訊區塊(system information block,SIB)來傳送。然而,一個或多個RAN規則、指標、更新量和計時器長度之傳送方式並不限定本發明之範疇。
在本發明實施例中,每一指標至少包含一個位元。若在步驟220中判斷第一網路並非負載平衡(例如負載過重或負載過輕),基地台會在步驟230中將指標設為第一值(例如邏輯1);若在步驟220中判斷第一網路為負載平衡,基地台會在步驟240中將指標設為第二值(例如邏輯0)。當指標被設為第一值時,代表尚需進行流量控制才能使第一網路達到負載平衡,在說明書後續內容中將會詳述使用者裝置執行本發明控制流量方法時之運作。
為了說明方便,假設使用者裝置在步驟310中從基地台接收到一個RAN規則,其包含一個臨界值T0。在步驟320中,註冊在第一網路之使用者裝置會判斷是否滿足此RAN規則。更詳細地來說,使用者裝置會依據從基地台接收到之初始臨界值T0來評估第一網路之訊號品質。在RAN規則相關於RSRP之實施例中,使用者裝置可能會在下列情況下判定滿足此RAN規則:第一種情況是使用者裝置量測到之RSRP低於臨界值T0,而第二種情況是使用者裝置量測到之RSRP高於臨界值T0
第一種情況代表第一網路的效能已經降至一定程度,原因可能是負載過重。此時,使用者裝置會在步驟380中將流量從第一網路導向至第二網路,進而平衡第一網路和第二網路的資料負載。第二種情況代表第一網路還有能力處理更多任務,原因可能是負載過輕。此時,使用者裝置會在步驟380中將流量從第二網路導向至第一網路(導出第二網路),進而平衡第一網路和第二網路的資料負載。
在使用者裝置於步驟380中將流量導至第二網路或導出第二網路之後,基地台在步驟220中可能會判斷第一網路已經達到負載平衡,進而在步驟240中將指標設為第二值。在此種情況下,使用者裝置在步驟330中可能會判斷接收到的指標並非設為第一值。此時,使用者裝置會在步驟340中停止計時器,接著再次執行步驟310。值得注意的是,在執行步驟340前,計時器可能正在運作或為停止。
在使用者裝置於步驟380中將流量導至第二網路或導出 第二網路之後,基地台在步驟220中可能會判斷第一網路依舊尚未達到負載平衡,進而在步驟230中將指標設為第一值。在此種情況下,使用者裝置在步驟330中可能會判斷能接收到設為第一值之指標。此時,使用者裝置會在步驟350中啟動計時器。值得注意的是,在執行步驟350前,計時器可能正在運作或為停止。
在步驟360和370中,在依據計時器長度判斷計時器逾期後,使用者裝置會依據更新量ΔTH來調整臨界值。換而言之,在再次執行步驟320之前,使用者裝置會更新用來判斷是否滿足RAN規則之臨界值。
接下來說明使用者裝置在執行本發明方法時之整體運作。在第一次執行步驟320時,使用者裝置會依據從基地台接收到之初始臨界值T0來評估第一網路之訊號品質。若依據初始臨界值T0判斷並未滿足RAN規則,使用者裝置會將初始臨界值T0調整為更新臨界值T1(T1=T0TH),而在第二次執行步驟320時使用者裝置會依據更新臨界值T1來評估第一網路之訊號品質。同理,在第n次執行步驟320時若依據更新臨界值Tn-1判斷並未滿足RAN規則,使用者裝置會將更新臨界值Tn-1調整為更新臨界值Tn(Tn=Tn-1TH),而在第(n+1)次執行步驟320時使用者裝置會依據更新臨界值Tn來評估第一網路之訊號品質。其中,n為大於1之整數。
在一實施例中,在使用者裝置會臨界值調整至Tn後,基地台在步驟220中可能會判斷第一網路已經達到負載平衡,進而在步驟240中將指標設為第二值,之後使用者裝置則會再次執行步驟310。在本發明中,使用者裝置可依據指標之值自動地調整臨界值(T1 ~Tn),因此不會影響基地台的運作效率。
如前所述,基地台可在步驟210中透過廣播SIB17來傳送一個或多個RAN規則,以及透過廣播SIB1或RRC/呼叫訊息來傳送指標。在收到SIB1訊息或RRC/呼叫訊息後若得知指標被設為第一值,使用者裝置僅需聆聽一次SIB17訊息,接著即可自動地調整臨界值(T1~Tn),因此不需要分別聆聽兩種系統資訊區塊SIB1/SIB17訊息n次以接收臨界值T1~Tn
在本發明中,使用者裝置可自動地調整一個或多個RAN規則之一個或多個臨界值,因此基地台能維持高效率的運作。此外,本發明可透過專屬通道來傳送指標,使得使用者裝置能即時地回應任何針對RAN規則之臨界值所做的更新。因此,本發明能提供一種在無線網路系統內高效率和即時地進行流量控制之方法。
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。
310~380‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種在一無線網路系統內進行流量控制(traffic steering)之方法,該無線網路系統包含一第一網路內之一基地台和註冊在該第一網路之一使用者裝置,該方法包含:該基地台在判斷該第一網路並非負載平衡時將一指標設為一第一值或在判斷該第一網路為負載平衡時將該指標設為一第二值;該基地台傳送該指標、一更新量、一計時器長度,以及至少一第一無線存取網路(radio access network,RAN)規則至該使用者裝置,其中該第一無線存取網路規則包含一第一臨界值;當從該基地台接收到該第一無線存取網路規則和設為該第一值之該指標時,該使用者裝置啟動一計時器;當依據該計時器長度判斷該計時器已經逾期時,該使用者裝置依據該更新量來調整該第一臨界值;以及當依據該第一臨界值判斷滿足該第一無線存取網路規則時,該使用者裝置將流量從該第一網路導向至一第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
  2. 如請求項1所述之方法,其中該指標、該更新量、該計時器長度和該第一無線存取網路規則皆透過一無線資源控制(radio resource control,RRC)訊息、一呼叫(paging)訊息、一主要資訊區塊(master information block,MIB),或一系統資訊區塊(system information block,SIB)來傳送。
  3. 如請求項1所述之方法,其中:該指標、該更新量和該計時器長度係透過一無線資源控制訊息或一呼叫訊息來傳送;而該第一無線存取網路規則係透過一主要資訊區塊或一系統資訊區塊來傳送。
  4. 如請求項1所述之方法,其中該第一無線存取網路規則相關於該使用者裝置量測到之一參考訊號接收功率(reference signal received power,RSRP)、一參考訊號接收品質(reference signal received quality,RSRQ)、一共同導引通道(common pilot channel,CPICH)接收訊號碼功率(received signal code power,RSCP)、一共同導引通道能量噪音比(common pilot channel energy per chip over the noise,CPICH EC/No)、一接收訊號強度指示(received signal strength indicator,RSSI)、一接收通道功率指示(received channel power indicator,RCPI),或一基本服務集(basic service set,BSS)負載。
  5. 如請求項1所述之方法,其另包含:當從該基地台接收到設為該第二值之該指標時,該使用者裝置停止該計時器;以及當依據該第一臨界值判斷滿足該第一無線存取網路規則時,該使用者裝置將流量從該第一網路導向至該第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
  6. 如請求項1所述之方法,其另包含:該基地台傳送包含一第二臨界值之一第二無線存取網路規則至 該使用者裝置;當從該基地台接收到該第二無線存取網路規則和設為該第一值之該指標時,該使用者裝置啟動該計時器;當依據該計時器長度判斷該計時器已經逾期時,該使用者裝置依據該更新量來調整該第二臨界值;以及當依據調整後該第一臨界值判斷滿足該第一無線存取網路規則且依據調整後該第二臨界值判斷滿足該第二無線存取網路規則時,該使用者裝置將流量從該第一網路導向至該第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
  7. 如請求項1所述之方法,其另包含:該基地台傳送包含一第二臨界值之一第二無線存取網路規則至該使用者裝置;當從該基地台接收到該第二無線存取網路規則和設為該第一值之該指標時,該使用者裝置啟動該計時器;當依據該計時器長度判斷該計時器已經逾期時,該使用者裝置依據該更新量來調整該第二臨界值;以及當依據調整後該第一臨界值判斷滿足該第一無線存取網路規則或依據調整後該第二臨界值判斷滿足該第二無線存取網路規則時,該使用者裝置將流量從該第一網路導向至該第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
  8. 一種執行流量控制(traffic steering)之無線網路系統,其包含:一第一網路,其包含一基地台,用來:在判斷該第一網路並非負載平衡時將一指標設為一第一值或在判斷該第一網路為負載平衡時將該指標設為一第 二值;以及傳送該指標、一更新量、一計時器長度,以及至少一無線存取網路規則,其中該至少一無線存取網路規則包含一臨界值;一第二網路;以及一使用者裝置,註冊在該第一網路,用來:當從該基地台接收到該至少一無線存取網路規則和設為該第一值之該指標時啟動一計時器;當依據該計時器長度判斷該計時器已經逾期時,依據該更新量來調整該臨界值;以及當依據調整後該臨界值判斷滿足該至少一無線存取網路規則時,將流量從該第一網路導向至該第二網路或從該第二網路導向至該第一網路。
  9. 如請求項8所述之無線網路系統,其中該第一網路係為一第三代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)架構網路,而該第二網路係為一網際網路協議(Internet Protocol,IP)架構網路。
TW103143558A 2014-01-29 2014-12-12 在無線網路系統內進行流量控制之方法及相關無線網路系統 TWI531259B (zh)

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US201461932802P 2014-01-29 2014-01-29
US201461939746P 2014-02-14 2014-02-14
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