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TW201531118A - 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

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 Download PDF

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TW201531118A TW103140831A TW103140831A TW201531118A TW 201531118 A TW201531118 A TW 201531118A TW 103140831 A TW103140831 A TW 103140831A TW 103140831 A TW103140831 A TW 103140831A TW 201531118 A TW201531118 A TW 201531118A
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Abstract

無線網路系統包含一第一網路內之一基地台和註冊在第一網路之一使用者裝置。使用者裝置從基地台接收在一預定範圍內之一機率值和至少一無線存取網路規則，並產生在預定範圍內之一隨機值。當判斷滿足至少一無線存取網路規則和判斷相關於隨機值和機率值之一條件成立時，使用者裝置開始將流量從第一網路導向至一第二網路或從第二網路導向至第一網路。

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。
在無線網路系統中，無線存取網路(radio access network,RAN)規則相關於3GPP架構網路和IP架構網路之間的互通性(interoperability)，其包含在基地台廣播之系統資訊區塊(system information block,SIB)內。依據RAN規則，使用者裝置(user equipment,UE)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，或將流量從一IP架構網路導向至一3GPP架構網路。
在先前技術之流量控制方法中，當一第一網路負載過重時，註冊在第一網路之所有使用者裝置會同時被要求開始將流量導向至一第二網路時。此種大量移動(massive movement)會突然加重第二網路之負載，進而需要進行更多流量控制。因此，需要一種能在無線網路系統內有效率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。該方法包含該使用者裝置從該基地台接收在一預定範圍內之一機率值和至少一無線存取網路規則；該使用者裝置產生在該預定範圍內之一第一隨機值；該使用者裝置判斷是否滿足該至少一無線存取網路規則和判斷相關於該第一隨機值和該機率值之一第一條件是否成立；以及當滿足該至少一無線存取網路規則和該第一條件成立時，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、一第二網路和一使用者裝置。該第一網路包含一基地台。該使用者裝置註冊在該第一網路，用來從該基地台接收在一預定範圍內之一機率值、一更新量、一計時器長度，和至少一無線存取網路規則；產生在該預定範圍內之一隨機值並啟動一計時器；判斷是否滿足該至少一無線存取網路規則和判斷相關於該隨機值和該機率值之一條件是否成立；當滿足該至少一無線存取網路規則和該條件成立時，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；以及當滿足該至少一無線存取網路規則但該條 件並未成立時，在依據該計時器長度判斷該計時器逾時後依據該更新量來調整該機率值。
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
210~270、310~370‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例中可進行高效率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一種在無線網路系統中進行高效率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/通用存取網路控制器(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一種在無線網路系統中進行高效率流量控制之方法流程圖。第2圖和第3圖所示之方法可由無線網路系統100中一基地台和一使用者裝置來執行。基地台可為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，或是IP架構UMA/GAN 16。使用者裝置可為多節點無線裝置12，能註冊在至少一第一網路和一第二網路(假設使用者裝置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，本發明進行高效率流量控制之方法包含下列步驟。
步驟210：使用者裝置從基地台接收一個或多個RAN規則、一指標、在一預定範圍內之一機率值、一更新量，以及一計時器長度；執行步驟220。
步驟220：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230；若否，執行步驟220。
步驟230：使用者裝置判斷指標是否被設為一特定值？若是，執行步驟240；若否，執行步驟280。
步驟240：使用者裝置產生在預定範圍內之一隨機值並啟動一計時器；執行步驟250。
步驟250：使用者裝置判斷隨機值是否被小於機率值？若是，執行步驟290；若否，執行步驟260。
步驟260：使用者裝置依據計時器長度來判斷計時器是否已經逾時？若是，執行步驟270；若否，執行步驟260。
步驟270：使用者裝置依據更新量來調整機率值；執行步驟 220。
步驟280：使用者裝置中止計時器；執行步驟290。
步驟290：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210。
在步驟210中，使用者裝置從基地台接收包含一個或多個臨界值之一個或多個RAN規則、指標、機率值、更新量，以及計時器長度。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代表從基地台接收到之臨界值。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、機率值、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。在一實施例中，一個或多個RAN規則、指標、機率值、更新量和計時器長度可包含在同一RRC訊息或同一呼叫訊息。在其它實施例中，指標、機率值、更新量和計時器長度可包含在同一RRC訊息或同一呼叫訊息，而一個或多個RAN規則可包含同一MIB或同一SIB。然而，一個或多個RAN規則、指標、機率值、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。當指標被設為特定值時(例如邏輯1)，代表此時使用者裝置需同時依據一個或多個RAN規則和一機率條件來控制流量控制；當指標被設為其它值時(例如邏輯0)，代表此時使用者裝置僅需依據一個或多個RAN規則來控制流量控制。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210中從基地台接收到一個RAN規則和一個被設為特定值之指標。若在步驟220中判斷滿足一個或多個RAN規則且在步驟230中判斷指標被設為特定值，使用者裝置會接著在步驟240中產生在預定範圍內之隨機值並啟動計時器。值得注意的是，在步驟240中，當使用者裝置產生隨機值時，計時器可能正在運作或為關閉。
在步驟240中，使用者裝置所產生之隨機值和從基地台接收到機率值皆在預定範圍內。機率值是用來決定在滿足一個或多個RAN規則時執行流量控制之機率。當隨機值小於機率值時，使用者裝置會判定機率條件成立。當兩使用者裝置皆判斷滿足一個或多個RAN規則時，產生較大隨機值之使用者裝置較有可能立即執行流量控制，詳細運作如說明書後續內容所示。
若在步驟250中判斷隨機值小於機率值，使用者裝置會在步驟290中會將流量從第一網路導向至第二網路或從第二網路導向至第一網路(導出第二網路)。若在步驟250中判斷隨機值並未小於機率值，使用者裝置會在步驟260和270中定期地依據更新量來調整機率值。
假設一第一使用者裝置和一第二使用者裝置在步驟210中從基地台接收到同樣資訊，其中預定範圍為1~100，機率值為50，而指標被設為特定值。當滿足一個或多個RAN規則時，第一使用者裝置在步驟240中產生隨機值R1，而第二使用者裝置在步驟240中產生隨機值R2，其中R1和R2之值介於1和100之間。統計上來說，隨機值R1和R2之值小於50的機會相同。假設R1<50且R2>50，此時僅有第一使用者裝置會在步驟290中開始執行流量控制。
另一方面，第二使用者裝置會在計時器逾時後依據更新量來調整機率值。舉例來說，若更新量為10，第二使用者裝置可在步驟270中將機率值從50調至60。當下次在步驟220中判斷滿足RAN規則時，第二使用者裝置在步驟240中產生隨機值R2’，其中R2’之值介於1和100之間。統計上來說，隨機值R2’小於調整後機率值60的機會高於小於原始機率值50的機會。若在步驟250中判斷隨機值R2’小於調整後機率值60，此時第二使用者裝置會在步驟290中開始執行流量控制；若在步驟250中判斷隨機值R2’依舊未小於調整後機率值60，第二使用者裝置會再次在步驟260和270中依據更新量來調整機率值，例如將機率值從60調至70以更加提升立即執行流量控制的機會。若第二使用者裝置持續產生未小於現有機率值之隨機值，在執行步驟260和270數次後調整後機率值終會為100。因此之後當判斷滿足RAN規則時，第二使用者裝置會在步驟290中開始執行流量控制。
在第3圖所示之實施例中，本發明進行高效率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、在一預定範圍內之一機率值、一更新量，以及一計時器長度；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330；若否，執行步驟320。
步驟330：使用者裝置產生在預定範圍內之一隨機值並啟動一計時器；執行步驟340。
步驟340：使用者裝置判斷隨機值是否被小於機率值？若是，執行步驟370；若否，執行步驟350。
步驟350：使用者裝置依據計時器長度判斷計時器是否已經逾時？若是，執行步驟360；若否，執行步驟350。
步驟360：使用者裝置依據更新量來調整機率值；執行步驟320。
步驟370：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。
本發明第2圖和第3圖所示之方法類似，不同之處在於指標的使用。在第2圖所示之實施例中，當使用者裝置產生之隨機值未小於現有的機率值時，使用者裝置會依據指標之值來決定是否調整機率值。在第3圖所示之實施例中，當使用者裝置產生之隨機值未小於現有的機率值時，使用者裝置會直接調整機率值。
本發明可應用於在閒置模式下(目前註冊在特定基地台)或在連結模式下(目前連結至特定網路)運作之使用者裝置。然而，使用者裝置的運作模 式並不限定本發明之範疇。
當多個使用者裝置同時符合進行流量控制之資格時，本發明會使用機率值以僅讓部分使用者裝置立即執行流量控制。其它使用者裝置則需等待一段時間，直到依據調整後機率值的機率條件滿足時才會開始執行流量控制。因此，本發明能避免大量移動，進而提供一種能在無線網路系統內高效率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。
210~290‧‧‧步驟

Claims (10)

  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：該使用者裝置從該基地台接收在一預定範圍內之一機率值和至少一無線存取網路(radio access network,RAN)規則；該使用者裝置產生在該預定範圍內之一第一隨機值；該使用者裝置判斷是否滿足該至少一無線存取網路規則和判斷相關於該第一隨機值和該機率值之一第一條件是否成立；以及當滿足該至少一無線存取網路規則和該第一條件成立時，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，其另包含：當該第一隨機值小於該機率值時，該使用者裝置判斷該第一條件成立。
  3. 如請求項1所述之方法，其另包含：該使用者裝置從該基地台接收一更新量和一計時器長度；該使用者裝置啟動一計時器；當判斷滿足該至少一無線存取網路規則但該第一條件並未成立時，該使用者裝置在依據該計時器長度判斷該計時器逾時後，依據該更新量來將該機率值從一第一值調整至一第二值；以及當滿足該至少一無線存取網路規則且相關於該第二隨機值和調整後該機率值之一第二條件成立時，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。
  4. 如請求項3所述之方法，其另包含：當該第二隨機值小於調整後該機率值時，該使用者裝置判斷該第二條件成立，其中該第二值大於該第一值。
  5. 如請求項3所述之方法，其中該機率值、該更新量、該計時器長度和該至少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。
  6. 如請求項3所述之方法，其中：該機率值、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；而該至少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。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該至少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。
  8. 如請求項1所述之方法，其另包含：該使用者裝置從該基地台接收一指標；以及當滿足該至少一無線存取網路規則且該指標並未被設為一特定值時，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，其中該使用者裝置係在該指標被設為該特定值時產生在該預定範圍內之該第一隨機值。
  9. 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；一第二網路；以及一使用者裝置，註冊在該第一網路，用來：從該基地台接收在一預定範圍內之一機率值、一更新量、一計時器長度，和至少一無線存取網路規則；產生在該預定範圍內之一隨機值並啟動一計時器；判斷是否滿足該至少一無線存取網路規則和判斷相關於該隨機值和該機率值之一條件是否成立；當滿足該至少一無線存取網路規則和該條件成立時，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；以及當滿足該至少一無線存取網路規則但該條件並未成立時，在依據該計時器長度判斷該計時器逾時後依據該更新量來調整該機率值。
  10. 如請求項9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。
TW103140831A 2014-01-29 2014-11-25 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 TWI558236B (zh)

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