TWI531268B - 管理使用者裝置中演進式通用陸地全球無線存取功能之方法及相關無線通訊系統 - Google Patents
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Description
本發明相關於一種管理使用者裝置中演進式通用陸地全球無線存取功能之方法及相關無線通訊系統，尤指一種依據使用者裝置之行動資訊來關閉和重新啟動演進式通用陸地全球無線存取功能之方法及相關無線通訊系統。
第三代合作夥伴計畫(the 3rd Generation Partnership Project,3GPP)發展的第三代(3rd Generation,3G)網路系統包含通用行動電信系統(universal mobile telecommunications system,UMTS)和全球移動通訊系統尖端無線存取網路(global system for mobile communications edge radio access network,GERAN)等，特色在於提供高度頻譜利用效率、高覆蓋率、高品質及高速率的多媒體資料傳輸。通用行動電信系統中通用陸地全球無線存取網路(Universal Terrestrial Radio Access Network,UTRAN)可視為一無線存取網路，其中網路端包含有複數個基地台(Node-B,NB)，用來與用戶端之複數個使用者裝置(User Equipment,UE)進行通訊。此外，為了改良通用行動電信系統，3GPP進一步地制定第四代(4th Generation,4G)長期演進(Long Term Evolution,LTE)系統，以滿足使用者日益增
加的需求。長期演進系統被視為提供高資料傳輸率、低潛伏時間、封包最佳化以及改善系統容量和覆蓋範圍的一種新無線介面及無線網路架構，包含有由複數個演進式基地台(evolved Node-B,eNB)所組成之演進式通用陸地全球無線存取網路(evolved universal terrestrial radio access network,E-UTRAN)，其一方面用以與用戶端進行通訊，另一方面用以與處理非存取層(non-access stratum,NAS)控制的核心網路(core network,CN)進行通訊，而核心網路包含伺服閘道器(serving gateway)及行動管理單元(mobility management entity,MME)等裝置。
當E-UTRA功能啟動時，使用者裝置可執行相關交遞(handover)和細胞重選(cell reselection)運作以從UTRAN/GERAN切換至E-UTRAN。依據3GPP規範TS 24.301，在使用者裝置關閉其E-UTRA功能後，需經過一段等待時間才能重新啟動E-UTRA功能，但並未定義此等待時間的長短。若等待時間太長，用戶可能有很長一段時間無法使用4G服務，因此會影響使用經驗。若等待時間太短，使用者裝置可能會不斷去嘗試連線至先前已被拒絕註冊的4G網路，因此會浪費時間和電力。
本發明提供一種在一使用者裝置中管理一演進式通用陸地全球無線存取網路功能之方法，其包含該使用者裝置啟動該演進式通用陸地全球無線存取網路功能；當判斷需要關閉該演進式通用陸地全球無線存取網路功能時，取得該使用者裝置之行動資訊，並依據該行動資訊來設定一等待時間；以及該使用者裝置關閉該演進式通用陸地全球無線存取網路功能，並在經過該等待時間後重新啟
動該演進式通用陸地全球無線存取網路功能。
本發明另提供一種管理一演進式通用陸地全球無線存取網路功能之通訊系統，其包含一網路和一使用者裝置。該使用者裝置包含一網路連線單元，用來提供該演進式通用陸地全球無線存取網路功能以連線至該網路；一運算單元，用來在一特定期間內量測該使用者裝置之行動狀態、該使用者裝置之速度和該使用者裝置之行動狀態變化中至少其中之一以取得該使用者裝置之行動資訊；一記憶單元，用來儲存該等待時間；以及一處理單元，用來依據該行動資訊來設定該等待時間，判斷是否需要關閉該演進式通用陸地全球無線存取網路功能，以及在指示該網路連線單元關閉該演進式通用陸地全球無線存取網路功能後，經過該等待時間後指示該網路連線單元以重新啟動該演進式通用陸地全球無線存取網路功能。
110~140‧‧‧步驟
200‧‧‧使用者裝置
210‧‧‧網路連線單元
220‧‧‧運算單元
230‧‧‧RAM
240‧‧‧ROM
250‧‧‧儲存單元
260‧‧‧處理單元
270‧‧‧DSP
280‧‧‧匯排流
CPU1~CPUn‧‧‧處理器
第1圖為本發明中一種在使用者裝置中管理E-UTRA功能之方法流程圖。
第2圖為本發明實施例中用來執行第1圖所示方法之使用者裝置的功能方塊圖。
第1圖為本發明中一種在使用者裝置中管理E-UTRA功能之方法流程圖，其包含下列步驟：
步驟110：使用者裝置啟動E-UTRA功能，執行步驟120。
步驟120：判斷使用者裝置是否需要關閉E-UTRA功
能：若是，執行步驟130；若否，執行步驟120。
步驟130：依據使用者裝置之行動資訊來設定一等待時間，執行步驟140。
步驟140：使用者裝置關閉E-UTRA功能，並在經過等待時間後重新啟動E-UTRA功能，執行步驟120。
在步驟110中，使用者裝置可為行動電話、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3G/4G通訊功能之裝置。然而，使用者裝置之種類並不限定本發明之範疇。
在無線通訊系統中，使用者裝置可在封包切換(packet switched,PS)或電路切換(circuit switched,CS)領域內運作，其4種操作模式如下所示：
(1)PS模式1：使用者裝置僅註冊演進封包系統(evolved packet system,EPS)服務，用戶使用設定(UE's usage setting)為”語音中心”(voice centric)。
(2)PS模式2：使用者裝置僅註冊EPS服務，用戶使用設定為”資料中心”(data centric)。
(3)CS/PS模式1：使用者裝置註冊EPS和非演進封包系統(non-EPS)服務，用戶使用設定為”語音中心”。
(4)CS/PS模式2：使用者裝置註冊到EPS和non-EPS服務中，用戶使用設定為”資料中心”。
在步驟120中，本發明會判斷使用者裝置是否需要關閉
E-UTRA功能。舉例來說，當使用者裝置在CS/PS模式1下運作以嘗試註冊EPS服務和non-EPS服務時，得到「無法取得網路協定多媒體子系統(IP multimedia subsystem,IMS)語音」(IMS voice not available)的訊息，而由追蹤區域更新(tracking area update)訊息中得知是因網路相關原因僅能註冊EPS服務。依據3GPP規範TS 24.301，此時使用者裝置需關閉E-UTRA功能，以避免執行不必要的交遞或細胞重選而從UTRAN/GERAN切換至E-UTRAN。
在步驟130中，本發明會依據使用者裝置之行動資訊來設定等待時間。在本發明之實施例中，行動資訊可為在特定期間內量測到的使用者裝置行動狀態、使用者裝置速度，及/或在使用者裝置行動狀態變化。
針對使用者裝置行動狀態之實施例，使用者裝置可在特定期間內量測來源基地台和目標基地台之參考訊號接收能量(reference signal received power,RSRP)或參考訊號接收品質(reference signal received quality,RSRQ)，依據RSRP或RSRQ執行細胞重選，並依據在特定期間內細胞重選的次數來決定行動資訊是對應於高行動狀態(high-mobility state)、中行動狀態(medium-mobility state)，或低行動狀態(low-mobility state)。若判斷行動資訊是對應於高行動狀態(例如細胞重選的次數大於一預定值)，代表使用者裝置較有可能回到E-UTRAN有效運作的區域，此時可將等待時間設為T1；若判斷行動資訊是中行動狀態或低行動狀態，代表使用者裝置較有可能依舊還是位於E-UTRAN無法有效運作的區域，此時可將等待時間設為T2。其中，T1之值小於T2，如此高行動狀態之使用者裝置在步驟140中關閉E-UTRA功能後，
僅需等待較短時間就可再次啟動E-UTRA功能，進而執行合適的交遞或細胞重選運作。
針對使用者裝置速度之實施例，使用者裝置可透過獨立(standalone)全球定位系統(global positioning system,GPS)/全球導航衛星系統(global navigation satellite system,GNSS)、輔助全球定位系統(assisted GPS)/輔助全球導航衛星系統(assisted GNSS)、位置服務(location services,LCS)定位，或安全用戶平面位置(secure user plane location,SUPL)定位等技術來量測使用者裝置速度。若判斷行動資訊是對應於高使用者裝置速度(例如使用者裝置速度大於一預定值)，代表使用者裝置較有可能回到E-UTRAN有效運作的區域，此時可將等待時間設為T1；若判斷行動資訊是中使用者裝置速度或低使用者裝置速度，代表使用者裝置較有可能依舊還是位於E-UTRAN無法有效運作的區域，此時可將等待時間設為T2。其中，T1之值小於T2，如此高使用者裝置速度之使用者裝置在步驟140中關閉E-UTRA功能後，僅需等待較短時間就可再次啟動E-UTRA功能，進而執行合適的交遞或細胞重選運作。
針對使用者裝置行動狀態變化之實施例，使用者裝置可判斷是否收到鄰近基地台傳來之系統資訊區塊(system information block,SIB)，以及判斷位置區域碼(location area code,LAC)是否有所變更。舉例來說，依據3GPP規範，系統資訊區塊SIB19標示著演進式通用陸地全球無線存取絕對無線頻率頻道號碼(evolved universal terrestrial radio access absolute radio frequency channel number,EARFCN)，而系統資訊區塊SI-2Quater標示著鄰近3G基地台的相關資訊。若收到系統資訊區塊SIB19或SI-2Quater，
且判斷位置區域碼有所變更，代表使用者裝置較有可能回到E-UTRAN有效運作的區域，此時可將等待時間設為T1；若未收到系統資訊區塊SIB19或SI-2Quater，或判斷位置區域碼依舊不變，代表使用者裝置較有可能依舊還是位於E-UTRAN無法有效運作的區域，此時可將等待時間設為T2。其中，T1之值小於T2，如此高行動狀態變化之使用者裝置在步驟140中關閉E-UTRA功能後，僅需等待較短時間就可再次啟動E-UTRA功能，進而執行合適的交遞或細胞重選運作。
第2圖為本發明實施例中一使用者裝置200之功能方塊圖。使用者裝置200可執行第1圖所示之方法，其包含一網路連線單元210、一運算單元220、一隨機存取記憶體(random access memory,RAM)230、一唯讀記憶體(read-only memory,ROM)240、一儲存單元250、一處理單元260，以及一數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)270。使用者裝置200之各元件可透過一匯排流280來進行通訊。在某些實施例中，使用者裝置200可省略部分元件，或是某些元件可和其它未顯示於第2圖內之元件互相合併。使用者裝置200之各元件可設置在同一實體裝置內，或分別設置在不同實體裝置內。本發明之方法可由處理單元260單獨執行、由處理單元260和使用者裝置200內其它元件(例如DSP 270)共同執行，或是由處理單元260和其它未顯示於第2圖內之元件共同執行。雖然第2圖所顯示之DSP 270為獨立元件，DSP 270亦可整合在處理單元260內。
網路連線單元210可包含一個或多個數據機(modem)、數據機庫(modem bank)、乙太網(Ethernet)裝置、通用序列匯流排(universal serial bus,USB)裝置、序列介面、光纖分散式數據介面
(fiber distributed data interface,FDDI)裝置、無線區域網路(wireless local area network,WLAN)裝置、分碼多重存取(code division multiple access,CDMA)裝置、GSM/UMTS/LTE無線收發裝置、全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)裝置，或/及其它現有連網裝置。透過網路連線單元210，處理單元260能和網際網路或一個或多個3G/4G網路進行通訊，進而提供E-UTRA功能。然而，網路連線單元210之種類或架構並不限定本發明之範疇。
運算單元220用來取得使用者裝置之行動資訊，其可包含任何可量測前述使用者裝置行動狀態、使用者裝置速度，及/或在使用者裝置行動狀態變化之裝置。
RAM 230可用來儲存揮發性資料和由處理單元260執行之指令。RAM 240可用來儲存在執行指令期間所需讀取之資料和指令。儲存裝置250可包含硬碟、軟碟或光碟等各式磁碟系統，可儲存程式並將被選取之程式上載至RAM 230以執行。一般來說，RAM 230和ROM 240之存取速度較儲存裝置250為快，但是儲存裝置250可提供較大記憶空間。在本發明步驟130中，等待時間之值可儲存在RAM 230、ROM 240及/或儲存裝置250內。然而，RAM 230、ROM 240和儲存裝置250之種類並不限定本發明之範疇。
處理單元260可用來執行從網路連線單元210、RAM 230、ROM 240或儲存單元250存取到之指令、編碼、電腦程式或程式碼等。處理單元260可包含一個或多個處理器CPU1~CPUn以同時地或依序地執行本發明之方法，或由其中單一特定處理器來執行本發
明之方法。例如，處理單元260可執行步驟120之判斷步驟，依據運算單元220得到的行動資訊來設定等待時間，並依據步驟120和130來指示網路連線單元210以啟動/關閉E-UTRA功能。然而，處理單元260之種類或架構並不限定本發明之範疇。
本發明提供一種管理使用者裝置E-UTRA功能之方法。當使用者裝置因網路相關原因而需要關閉其E-UTRA功能時，會依據使用者裝置之行動資訊來設定等待時間的長度。在關閉E-UTRA功能後，經過一段等待時間後使用者裝置會重新啟動E-UTRA功能。本發明依據使用者裝置之行動資訊來即時地調整重新啟動E-UTRA功能的時間點，可避免長時間無法使用4G服務，或因不斷去嘗試連線至先前被拒絕註冊的4G網路而浪費時間和電力。
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。
110~140‧‧‧步驟
Claims (8)
- 一種在一使用者裝置中管理一演進式通用陸地全球無線存取(evolved universal terrestrial radio access,E-UTRA)功能之方法，其包含：該使用者裝置啟動該演進式通用陸地全球無線存取功能；當判斷需要關閉該演進式通用陸地全球無線存取功能時，取得該使用者裝置之行動資訊，並依據該行動資訊來設定一等待時間；以及該使用者裝置關閉該演進式通用陸地全球無線存取功能，並在經過該等待時間後重新啟動該演進式通用陸地全球無線存取功能，其中：當該行動資訊對應於一高使用者裝置行動狀態、一高使用者裝置速度或一高使用者裝置行動狀態變化時，將該等待時間設為一第一值；當該行動資訊並非對應於該高使用者裝置行動狀態、該高使用者裝置速度或該高使用者裝置行動狀態變化時，將該等待時間設為一第二值；且該第一值小於該第二值。
- 如請求項1所述之方法，其另包含：在一特定期間內量測該使用者裝置之行動狀態、該使用者裝置之速度和該使用者裝置之行動狀態變化中至少其中之一以取得該使用者裝置之行動資訊。
- 如請求項2所述之方法，其另包含： 在該特定期間內量測一來源基地台和一目標基地台之一參考訊號接收能量(reference signal received power,RSRP)或一參考訊號接收品質(reference signal received quality,RSRQ)；依據該參考訊號接收能量或該參考訊號接收品質(reference signal received quality,RSRQ)來執行一細胞重選(cell re-selection)；當在該特定期間內執行該細胞重選的次數超過一預定值時，判斷該行動資訊對應於該高使用者裝置行動狀態。
- 如請求項2所述之方法，其另包含：透過一獨立(standalone)全球定位系統(global positioning system,GPS)、一獨立全球導航衛星系統(global navigation satellite system,GNSS)、一輔助全球定位系統(assisted GPS)、一輔助全球導航衛星系統(assisted GNSS)、一位置服務(location services,LCS)定位，或一安全用戶平面位置(secure user plane location,SUPL)定位來量測該行動裝置之速度；以及當該行動裝置之速度超過一預定值時，判斷該行動資訊對應於該高使用者裝置速度。
- 如請求項2所述之方法，其另包含：判斷是否收到一基地台傳來之一系統資訊區塊(system information block,SIB)，以及判斷一位置區域碼(location area code,LAC)是否有所變更來量測該行動裝置之行動狀態變化；以及 當收到該系統資訊區塊或該位置區域碼有所變更時，判斷該行動資訊對應於該高使用者裝置行動狀態變化。
- 如請求項5所述之方法，其中該系統資訊區塊包含一第三代合作夥伴計畫(the 3rd Generation Partnership Project,3GPP)規範中定義之一系統資訊區塊SIB19或一系統資訊區塊SI-2Quater。
- 如請求項1所述之方法，其中當該行動裝置嘗試註冊一演進封包系統(evolved packet system,EPS)服務和一非演進封包系統(non-EPS)服務，但因為一網路相關原因僅能成功註冊該演進封包系統服務和該非演進封包系統服務其中之一時，該行動裝置判斷需要關閉該演進式通用陸地全球無線存取功能。
- 一種管理一演進式通用陸地全球無線存取功能之通訊系統，其包含：一網路；以及一使用者裝置，其包含：一網路連線單元，用來提供該演進式通用陸地全球無線存取功能以連線至該網路；一運算單元，用來在一特定期間內量測該使用者裝置之行動狀態、該使用者裝置之速度和該使用者裝置之行動狀態變化中至少其中之一以取得該使用者裝置之行動資訊；一記憶單元，用來儲存該等待時間；以及一處理單元，用來： 依據該行動資訊來設定該等待時間；判斷是否需要關閉該演進式通用陸地全球無線存取功能；以及在指示該網路連線單元關閉該演進式通用陸地全球無線存取功能後，經過該等待時間後指示該網路連線單元以重新啟動該演進式通用陸地全球無線存取功能，其中：當該行動資訊對應於一高使用者裝置行動狀態、一高使用者裝置速度或一高使用者裝置行動狀態變化時，將該等待時間設為一第一值；當該行動資訊並非對應於該高使用者裝置行動狀態、該高使用者裝置速度或該高使用者裝置行動狀態變化時，將該等待時間設為一第二值；且該第一值小於該第二值。
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