TWI728460B

TWI728460B - 伺服器、通訊系統以及效能量測方法

Info

Publication number: TWI728460B
Application number: TW108132405A
Authority: TW
Inventors: 阿密特庫瑪夏馬; 林益宏
Original assignee: 台灣現觀股份有限公司
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-05-21
Also published as: EP3657840A1; US11405853B2; TW202021387A; US20200169944A1; EP3657840B1

Abstract

本發明提供一種伺服器、通訊系統以及效能量測方法。在方法中，判定頻譜資訊。頻譜資訊包含由至少兩個行動網路支援的多個頻譜。根據頻譜資訊產生網路組態。核心網路實體根據網路組態指示無線電存取網路節點（亦即，基地台）將控制訊息傳輸至使用者設備。在使用者設備的網路效能量測中掃描這些頻譜，且允許使用者設備註冊到至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用的行動網路，但不允許註冊到至少兩個行動網路中的其他者。因此，提供一種更容易監測競爭者的網路效能的方法。

Description

伺服器、通訊系統以及效能量測方法

[相關申請的交叉參考]

本申請案主張2018年11月22日申請的美國臨時申請案第62/770,757號的優先權權益。上文所提及的專利申請案的全部內容特此以引用的方式併入本文中且成為本說明書的一部分。

本發明是相關於行動網路，更具體而言，是關於伺服器、通訊系統以及效能量測方法。

當今，幾乎每個人都有可連接網際網路的裝置（諸如，行動電話、平板電腦、筆記型電腦等），且所述裝置可經由行動網路連接至網際網路。各國家都有許多行動網路營運商（mobile network operator；MNO）。MNO始終希望監測其競爭者的網路效能（就信號強度及信號品質而言的涵蓋範圍）。目前，營運商藉由進行驅動測試來收集競爭者的網路效能資訊，其需要來自待監測的目標競爭者的訂戶身分模組（subscriber identity module；SIM）卡或訂用（subscriptions）。然而，此方法在時間上及在空間上皆難以擴展。

有鑑於此，本發明提供一種伺服器、通訊系統以及效能量測方法，其經由在營運商的營運支援系統（operation support system；OSS）中組態網路組態來提供一種更容易監測競爭者的網路效能的方法。

在本發明的一實施例中的伺服器包含通訊收發器及處理器。通訊收發器用於傳輸及接收信號。處理器耦接至通訊收發器且經組態以執行以下步驟。判定頻譜資訊。頻譜資訊包含至少兩個行動網路所具有的多個頻譜。根據頻譜資訊產生網路組態。網路組態由蜂巢式核心網路實體使用。在使用者設備（user equipment；UE）的網路效能量測中掃描頻譜，且允許UE註冊到至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用的行動網路。接著，經由通訊收發器傳輸網路組態。

本發明的一實施例中的通訊系統包含伺服器、蜂巢式核心網路實體以及使用者設備（UE）。伺服器判定頻譜資訊，且根據頻譜資訊產生網路組態。頻譜資訊包含至少兩個行動網路所具有的多個頻譜。蜂巢式核心網路實體經組態有網路組態以指示UE與頻譜資訊組態。UE藉由基於頻譜資訊掃描頻譜來執行網路效能量測。允許UE註冊到至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用的行動網路。

本發明的一實施例中的效能量測方法包含以下步驟。判定頻譜資訊。頻譜資訊包含至少兩個行動網路所具有的多個頻譜。根據頻譜資訊產生網路組態。網路組態由蜂巢式核心網路實體使用。在使用者設備（UE）的網路效能量測中掃描頻譜，且允許UE註冊到至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用的行動網路。

基於上述，在本發明的實施例的伺服器、通訊系統以及效能量測方法中，將基於由兩個或大於兩個行動網路支援的多個頻譜來判定網路組態。網路組態將設定在蜂巢式核心網路實體中，且接著在基地台的服務涵蓋範圍內的UE將經由基地台接收頻譜指示。即使UE僅可註冊至營運商的一個經驗證行動網路，UE亦可掃描未經驗證行動網路的頻譜以量測網路效能（諸如信號強度、品質等）。接著，將獲得至少兩個行動網路的網路效能的監測結果。因此，相比於競爭者的網路部署及狀態的效能量測，本發明的實施例提供一種更容易監測競爭者的網路效能的方法。

現將詳細參考本發明的較佳實施例，其實例說明於隨附圖式中。在任何有可能的地方，在圖式以及本說明書中使用相同參考編號來指相同或類似部分。

圖1是根據本發明的一實施例的通訊系統1的示意圖。參考圖1，通訊系統1包含（但不限於）蜂巢式核心網路實體10、基地台（base station；BS）20、使用者設備（UE）30以及伺服器100。應注意的是，基於實際情況，蜂巢式核心網路實體10、BS 20以及UE 30的數量可超過一個。

蜂巢式核心網路實體10、BS 20以及UE 30處於一個行動網路營運商（MNO）的一個行動網路中。行動網路可以是全球行動通訊系統（global system for mobile communications；GSM）/通用封包無線電服務（general packet radio service；GPRS）/增強型GSM演進資料速率（enhanced data rates for GSM evolution；EDGE）（亦即，第二代（second generation；2G）行動網路）、分碼多重存取（code division multiple access；CDMA）2000/演進資料優化（evolution-data optimized；EVDO）、全球行動電信系統（universal mobile telecommunications system；UMTS）/高速封包存取（high speed packet access；HSPA）（亦即，3G行動網路）、長期演進（long term evolution；LTE）、進階長期演進（long term evolution-advanced；LTE-A）（亦即，4G行動網路）、5G新無線電或下一代行動網路。

對於不同代的行動網路，蜂巢式核心網路實體10及BS 20可能不同。舉例而言，關於3G及4G網路，蜂巢式核心網路實體10可以是家庭訂用伺服器（home subscribe server；HSS）或行動性管理實體（mobility management entity；MME），且BS 20可以是家庭演進節點B（home evolved node B；HeNB）、eNB、進階基地台（advanced base station；ABS）或基地收發器系統（base transceiver system；BTS）。關於5G網路，蜂巢式核心網路實體10可以是驗證伺服器功能（authentication server function；AUSF）或存取及行動性管理功能（access and mobility management function；AMF），且BS 20可以是gNodeB（gNB）。或者，蜂巢式核心網路實體10可以是核心網路中的任何伺服器。在本發明的實施例中，蜂巢式核心網路實體10可進一步運行營運支援系統（OSS）、業務支援（business support；BSS）或行動網路的與營運、管理以及維護（operations, administration and maintenance；OAM）相關的其他平台。

UE 30可能有多種實現態樣，例如（但不限於）行動台、進階行動台（advanced mobile station；AMS）、電話裝置、客戶端設備（customer premise equipment；CPE）、無線感測器等。在本發明的實施例中，UE 30可裝配有一或多個實體訂戶智慧卡（諸如訂戶身分模組（SIM）、可移除使用者身分模組（removable user identity module；RUIM）、通用積體電路卡（universal integrated circuit card；UICC）等）或嵌入式SIM（embedded SIM；eSIM），允許其/其等註冊至其自身訂用（subscribed）的行動網路但除漫遊以外不允許註冊至其他行動網路（亦即，非訂用行動網路）。

伺服器100包含（但不限於）通訊收發器110、記憶體120、顯示器130以及處理器140。

通訊收發器110可以是通訊介面（諸如通用串列匯流排（universal serial bus；USB）、通用異步接收器/發射器（universal asynchronous receiver/transmitter；UART）、RJ45等）或無線收發器（諸如UMTS、LTE、5G新無線電、Wi-Fi、藍芽等）。通訊收發器110用於將信號傳輸至蜂巢式核心網路實體10/自所述蜂巢式核心網路實體接收信號。

記憶體120可以是任何類型的固定或可移動隨機存取記憶體（random access memory；RAM）、唯讀記憶體（read-only memory；ROM）、快閃記憶體或類似裝置或上述裝置的組合。記憶體120記錄程式碼、網路組態、頻譜資訊、碼簿、緩衝器資料或永久性資料。

顯示器130可為液晶顯示器（liquid-crystal display；LCD）、發光二極體（light-emitting diode；LED）、有機發光二極體（organic light-emitting diode；OLED）或其他顯示器。

處理器140耦接至通訊收發器110、記憶體120以及顯示器130。處理器140經組態以處理數位信號，執行本發明的例示性實施例的步驟，且用以存取或載入由記憶體120記錄的資料及軟體模組。處理器140的功能可藉由使用可程式化單元（諸如中央處理單元（central processing unit；CPU）、微處理器、微控制器、數位信號處理（digital signal processing；DSP）晶片、場可程式化閘陣列（field programmable gate array；FPGA）等）來實施。處理器140的功能亦可藉由獨立電子裝置或積體電路（integrated circuit；IC）來實施，且處理器140的運作亦可藉由軟體來實施。

在本發明的實施例中，處理器140可處理行動網路（諸如3G、4G、5G或下一代）的營運、管理以及維護（OAM）功能。舉例而言，處理器140可處理3G核心網路的計費及營運支援系統（billing and operational support systems；BOSS）/營運支援系統（OSS）的傳信及訊息。處理器140可進一步經由具有蜂巢式核心網路實體10的通訊收發器110來建立通訊，以相互傳輸或接收資料或訊息。

為將本發明的精神充分傳達給所屬領域中的技術人員，下文提供若干實施例以用於進一步描述。以下內容中，將參考通訊系統1中的各種裝置，描述本發明的實施例的方法。本發明的實施例的方法的各種步驟可根據實際實施方式進行調整，且不受本發明的限制。

圖2是根據本發明的一實施例的說明效能量測方法的流程圖。參考圖2，處理器140判定頻譜資訊（步驟S210）。特定而言，本發明的實施例提出一種方法，以藉由營運商的OSS系統中的特定組態來為行動營運商及使用者提供監測其競爭者的網路效能的解決方案，從而可收集所需競爭者資訊資料且進一步分析比較。

藉由利用符合第三代合作夥伴計劃（3rd generation partnership project；3GPP）標準的UE功能，對鄰近行動網路（諸如競爭者的網路及國內漫遊合作夥伴的網路）在大的空間及時間尺度上的網路效能進行監測。實施例的一種能力是UE 30的全頻譜掃描能力。UE 30經設計以視其晶片組的能力而定，掃描包括多個載波（carrier）頻率的頻譜。儘管僅由營運商提供及啟用的訂戶智慧卡或eSIM允許UE 30通過授權過程且註冊至其自身行動網路（對應於一個頻譜），但UE 30可繼續量測由蜂巢式核心網路實體10的OSS組態的特定載波頻率（對應於其他頻譜）中的鄰近細胞。

舉例而言，圖3是根據本發明的一實施例的說明頻譜掃描的示意圖。參考圖3，營運商A使用載波頻率Freq1及載波頻率Freq2，而營運商B使用載波頻率Freq3及載波頻率Freq4。但是，營運商A可授權其訂戶的UE 30藉由恰當的OSS組態來量測所有載波頻率Freq1、載波頻率Freq2、載波頻率Freq3以及載波頻率Freq4。以此方式，可監測屬於營運商B的頻帶Freq3及頻帶Freq4，且用於之後的分析。

在本發明的實施例中，頻譜資訊包含兩個或大於兩個行動網路所具有的多個頻譜。行動網路包含通訊系統1的一個行動網路及至少一個不同於通訊系統1的行動網路的其他行動網路。兩種行動網路的頻譜將是不同的。兩種行動網路的頻譜中的載波頻率不重疊。舉例而言，一個行動網路的第一頻譜包含載波頻率2110_~ 2125兆赫茲（MHz）及載波頻率1830_~ 1850兆赫茲，且另一行動網路的第二頻譜包含載波頻率2150_~ 2170兆赫茲及載波頻率1820_~ 1830兆赫茲。頻譜資訊將記錄各頻譜的載波頻率及允許頻寬的清單。舉例而言，頻譜資訊包含一個行動網路頻寬為15兆赫茲的載波頻率1710_~ 1725兆赫茲及另一行動網路頻寬為10兆赫茲的載波頻率1725_~ 1735兆赫茲。

在一個實施例中，處理器140可在區域中選擇多個已授權頻帶中的至少一者作為頻譜。區域可以是國家或任何行政區域。舉例而言，國家A的已授權頻帶可以是B1、B3、B7以及B8，且國家B的已授權頻帶可以是B3、B7以及B28。所選已授權頻帶中的一或多個載波頻率將在頻譜資訊的頻譜中，以實現部分頻譜掃描。

在另一實施例中，處理器140可在一個區域中選擇所有已授權頻帶作為頻譜。所有已授權頻帶中的所有載波頻率將在來自頻譜資訊的頻譜中，以實現全部頻譜掃描。

在另一實施例中，處理器140可經由通訊收發器110獲得UE 30的能力（capacity）資訊。能力資訊包含由UE支援的一或多個頻帶。舉例而言，在註冊過程期間，BS 20可接收包括來自UE 30的UE能力訊息的無線資源控制（radio resource control；RRC）訊息。UE能力資訊傳送射頻（radio frequency；RF）參數，所述參數包含一或多個支援頻帶。伺服器100可經由BS 20及蜂巢式核心網路實體10獲得UE 30的能力資訊。應注意的是，能力資訊可包含在其他代行動網路的其他控制訊息中，且實施例不限於此。接著，處理器140選擇頻譜中的記錄在UE 30的能力資訊中的頻帶中之一或多者。

接著，處理器140根據頻譜資訊產生網路組態（步驟S230）。在實施例中，由蜂巢式核心網路實體10使用網路組態，且在UE 30的網路效能量測中掃描那些頻譜。特定而言，網路組態可以是可設定蜂巢式核心網路實體10中的OSS/BOSS組態。圖4是根據本發明的一實施例的說明用於通訊系統1的效能量測方法的流程圖。參考圖4，處理器140可藉由使用分批腳本（batch script）來組態蜂巢式核心網路實體10上運行的OSS/BOSS（步驟S410），以經由通訊收發器110傳輸網路組態。根據網路組態，分批腳本記錄可組態OSS/BOSS的命令。以愛立信（Ericsson）4G基地台為例，命令可以是：ADD EUTRANINTERNFREQ: LocalCellId=1111，DlEarfcn=1325。接著，在蜂巢式核心網路實體10上運行的OSS/BOSS將執行網路組態中指示的針對BS 20的指令（步驟S420）。舉例而言，指令要求BS 20傳輸具有頻譜資訊的控制訊息以用於UE 30的網路效能量測。BS 20可藉由將包含所量測頻譜資訊的控制訊息傳輸至UE 30（步驟S430）來指示記錄在頻譜資訊中的多個行動網路的頻譜的載波頻率及其頻寬。舉例而言，BS 20將根據頻譜資訊的RRC重組態（Reconfiguration）訊息傳輸至UE 30，且UE 30可經組態以掃描E-UTRA絕對無線頻率信道號（E-UTRA absolute radio frequency channel number；EARFCN）及記錄在RRC重組態訊息中的頻寬。EARFCN將對應於記錄在頻譜資訊中的載波頻率。接著，UE 30將藉由基於頻譜資訊掃描頻譜來執行網路效能量測，且頻譜資訊可包含競爭者網路的頻譜。

網路效能量測可以是量測報告（measurement report）過程，其用於量測信號強度、信號品質、信號對訊雜/干擾比等。舉例而言，對於具有特定載波頻率的給定參考信號，在量測報告中報告參考信號接收功率（reference signal received power；RSRP）、參考信號接收品質（reference signal received quality；RSRQ）以及具有對應細胞的實體細胞標識（physical cell identity；PCI）的信號對干擾加雜訊比（signal-to-interference-plus-noise ratio；SINR）。除直接來自量測報告的監測結果（諸如RSRP、RSRQ等）之外，可藉由使用任何形式的公式將監測結果的組合轉變成其他結果。舉例而言，接收信號強度指示（received signal strength indication；RSSI）可由RSRP及RSRQ得出。此外，處理器140可將RSRP/RSRQ納入公式中以產生針對其他網路品質指標的新結果。UE 30將掃描所有列於頻譜資訊中的頻譜以獲得對應監測結果。應注意的是，不同代行動網路的網路效能量測的內容可能不同。此外，網路效能量測過程可以是事件觸發或週期設定的。舉例而言，在事件觸發量測的情況下，將恰當地組態門檻值/偏移，以收集所需數量的量測報導。

網路效能量測的監測結果將報告至BS 20（步驟S440）且進一步傳輸至伺服器100（步驟S450）。接著，處理器140可分析包含營運商自身及競爭者的至少兩個行動網路的監測結果。接著，具有監測結果的圖形使用者介面（graphical user interface；GUI）131可呈現在顯示器130上（步驟S460）。

以伺服器100的觀點而言，圖5是根據本發明的一實施例的說明伺服器100的效能量測方法的流程圖。參考圖5，處理器140可如步驟S210至步驟S230中所述來組態網路組態（步驟S510）。在UE 30藉由基於網路組態掃描頻譜來報告監測結果之後，處理器140可收集頻譜中的各載波頻率的監測結果（步驟S520）。

為了理解競爭者的網路效能，地理資訊是除了監測結果之外另一至關重要的態樣。由於同一地理區域中的所量測效能可同時比較，因此地理資訊可促使效能比較更加有用。因此，如何將所收集的競爭者監測結果與地理資訊相關聯是本發明的另一至關重要的部分。定位算法（例如，三角量測、三邊測量以及到達時間差（Time Difference Of Arrival；TDOA）等），可應用於地理定位蜂巢式核心網路實體10的OSS中收集的監測結果（對應於UE30的位置）（步驟S530）。舉例而言，伺服器100構建在三個BS 20的實際地理資訊（諸如緯度及經度、方向以及斜度等）及UE 30相對於三個BS 20的三個對應信號強度中，且伺服器100可藉由三邊測量算法來估計UE 30的地理資訊。然後，處理器140可使用UE 30的位置資訊（諸如行動網路代碼（mobile network code；MNC）或伺服BS 20的細胞ID，或由定位算法估計或由配備有全球定位系統（GPS）模組的UE 30反饋的精確位置）來關聯來自競爭者的網路的監測結果且分析競爭者網路效能（步驟S540）。藉由比較兩個或大於兩個行動網路在同一位置處的監測結果（諸如信號強度及信號品質），MNO可比較用於基準測試（benchmark）的網路效能（步驟S550）。

總體而言，在本發明的實施例的伺服器、通訊系統以及效能量測方法中，行動營運商可瞭解有關其他網路的RF效能，包括信號強度、干擾等。所提出的方法藉由擴展競爭者網路的載波頻率來改變普通行動電話性能以利用其全部頻譜掃描能力來掃描競爭者網路的RF情況。量測報告的位置資訊將與競爭者的網路監測結果相關。將這些所收集的競爭者網路的RF效能資料與在其處藉由實施者優選的裝置收集這些資料的位置相關聯，且在伺服器處收集相關的競爭者網路資料及對應位置資訊，行動營運商可利用這些所收集的競爭者網路資料且與其自身網路進行比較，以瞭解其在何處具有較佳或較差效能，作為其自身網路改良任務的指示。

對於所屬領域的技術人員將顯而易見的是，可在不偏離本發明的範疇或精神的情況下對本發明的結構進行各種修改及變化。鑒於前述內容，在修改及變化屬於以下申請專利範圍及其等效物的範疇內的條件下意欲本發明涵蓋對本發明的修改及變化。

1:通訊系統 10:蜂巢式核心網路實體 20:基地台 30:使用者設備 100:伺服器 110:通訊收發器 120:記憶體 130:顯示器 131:圖形使用者介面 140:處理器 Freq1、Freq2、Freq3、Freq4:載波頻率 S210、S230、S410、S420、S430、S440、S450、S460、S510、S520、S530、S540、S550:步驟

包含隨附圖式以提供本發明的進一步理解，且隨附圖式併入於此說明書內且構成此說明書的一部分。圖式說明本發明的實施例，並連同本說明書一起用以解釋本發明的原理。圖1是根據本發明的一實施例的通訊系統的示意圖。圖2是根據本發明的一實施例的說明效能量測方法的流程圖。圖3是根據本發明的一實施例的說明頻譜掃描的示意圖。圖4是根據本發明的一實施例的說明用於通訊系統的效能量測方法的流程圖。圖5是根據本發明的一實施例的說明用於伺服器的效能量測方法的流程圖。

1:通訊系統

10:蜂巢式核心網路實體

20:基地台

30:使用者設備

100:伺服器

110:收發器

120:記憶體

130:顯示器

140:處理器

Claims

一種伺服器，包括：一通訊收發器，傳輸及接收信號；以及一處理器，耦接至所述通訊收發器，且經組態以：判定一頻譜(frequency spectrum)資訊，其中所述頻譜資訊包括至少兩個行動網路所具有的多個頻譜；自一使用者設備(User Equipment；UE)的能力(capacity)資訊選擇所述UE所支援的至少一頻帶以加入至所述頻譜；根據所述頻譜資訊產生一網路組態，其中所述網路組態由一蜂巢式核心(core)網路實體(entity)使用，在所述UE的一網路效能量測中掃描所述頻譜，且允許所述UE註冊至所述至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用(subscribed)的行動網路；產生多個分批腳本(batch script)，其中每一所述分批腳本記錄依據所述網路組態所形成的指令；以及經由所述通訊收發器傳輸所述分批腳本。
如申請專利範圍第1項所述的伺服器，其中所述處理器經組態以：選擇一區域中的多個已授權頻帶中的至少一者作為所述頻譜。
如申請專利範圍第2項所述的伺服器，其中所述頻譜包括所有所述已授權頻帶。
如申請專利範圍第1項所述的伺服器，其中所述處理器經組態以：經由所述通訊收發器基於所述頻譜資訊來接收所述網路效能量測的一監測結果；判定對應於所述監測結果的所述UE的一位置；且比較所述至少兩個行動網路在所述位置的所述監測結果。
一種通訊系統，包括：一伺服器，判定一頻譜資訊，且根據所述頻譜資訊產生一網路組態，其中所述頻譜資訊包括由至少兩個行動網路支援的多個頻譜；一蜂巢式核心網路實體，經組態有所述網路組態以指示一使用者設備(UE)依據所述頻譜資訊來組態；以及所述UE，藉由基於所述頻譜資訊掃描所述頻譜以執行網路效能量測，其中所述UE受允許註冊至所述至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用的行動網路，其中所述伺服器自所述UE的能力資訊選擇所述UE所支援的至少一頻帶以加入至所述頻譜，所述伺服器產生多個分批腳本，其中每一所述分批腳本記錄依據所述網路組態所形成的指令，所述伺服器傳輸所述分批腳本給所述蜂巢式核心網路實體。
如申請專利範圍第5項所述的通訊系統，其中所述伺服器選擇一區域中的多個已授權頻帶中的至少一者作為所述頻譜。
如申請專利範圍第6項所述的通訊系統，其中所述頻譜包括所有所述已授權頻帶。
如申請專利範圍第5項所述的通訊系統，其中所述伺服器基於來自所述UE的所述頻譜資訊來接收所述網路效能量測的一監測結果，判定對應於所述監測結果的所述UE的一位置，且比較所述至少兩個行動網路在所述位置的所述監測結果。
一種效能量測方法，包括：判定一頻譜資訊，其中所述頻譜資訊包括由至少兩個行動網路支援的多個頻譜；自一使用者設備(UE)的能力資訊選擇所述UE所支援的至少一頻帶以加入至所述頻譜；根據所述頻譜資訊產生一網路組態，其中所述網路組態由一蜂巢式核心網路實體使用，在所述UE的一網路效能量測中掃描所述頻譜，且允許所述UE註冊至所述至少兩個行動網路中的至少一個其自身訂用的行動網路；產生多個分批腳本，其中每一所述分批腳本記錄依據所述網路組態所形成的指令；以及傳輸所述分批腳本至所述蜂巢式核心網路實體。
如申請專利範圍第9項所述的效能量測方法，其中判定所述頻譜資訊的步驟包括：選擇一區域中的多個已授權頻帶中的至少一者作為所述頻譜。
如申請專利範圍第10項所述的效能量測方法，其中所述已授權頻帶中的所述至少一者的所述步驟包括：選擇所有所述已授權頻帶作為所述頻譜。
如申請專利範圍第9項所述的效能量測方法，其中在產生所述網路組態的所述步驟之後，更包括：基於所述頻譜資訊來接收所述網路效能量測的一監測結果；判定對應於所述監測結果的所述UE的一位置；以及比較所述至少兩個行動網路在所述位置的所述監測結果。