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TWI594641B - 保留通訊網路中交接之應用識別資訊的系統及方法 - Google Patents

保留通訊網路中交接之應用識別資訊的系統及方法 Download PDF

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TWI594641B
TWI594641B TW101141795A TW101141795A TWI594641B TW I594641 B TWI594641 B TW I594641B TW 101141795 A TW101141795 A TW 101141795A TW 101141795 A TW101141795 A TW 101141795A TW I594641 B TWI594641 B TW I594641B
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包益良
肯尼斯 史丹伍德
大衛 蓋爾
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Description

保留通訊網路中交接之應用識別資訊的系統及方法
本發明係關於通訊系統領域，且係關於用於保留通訊系統中之基地台交接之應用識別資訊的系統及方法。
容量受限式多重存取式通訊網路存在兩個普遍目標：成功傳送資訊以及使各個傳送相互之間之干擾最小化。通常，這兩個目標相互衝突，並因此需要實現系統最佳化。
可藉由使用者對傳送之體驗來判定資訊是否成功傳送。亦即，體驗品質是判定資訊是否成功傳送之度量。通訊系統通常可藉由避免提供給使用者之服務出現干擾或延遲來改進使用者體驗。提供正面使用者體驗之通訊特徵可隨與資訊傳送相關聯之應用類型而變化。舉例而言，對於電子郵件應用而言，向使用者傳遞部分信息時出現延遲相比未成功傳遞部分信息較佳，而對於視訊會議應用而言，丟棄部分視訊相比視訊傳遞時出現延遲較佳。
判定與給定資料封包相關聯之應用類型通常很複雜。舉例而言，無線存取節點可同時向許多使用者中之每一者提供不同類型之服務。所用之應用隨時間而變。此外，行動網路中向使用者提供資訊傳送之無線存取節點有所變化的情形對提供改進之使用者體驗品質提出了額外挑 戰。
提供用於保留通訊網路中交接之應用識別資訊的系統及方法。在一個態樣中，本發明提供一種無線存取節點，包括：發送器-接收器模組，經設置以以無線方式與使用者裝置通訊；回載介面模組，經設置以與核心網路元件通訊；以及處理器模組，耦接至發送器-接收器模組及回載介面模組，且經設置以分析資料封包以便判定有關與資料封包相關聯之一或多個應用之一或多個特徵的資訊，資料封包中之至少一些屬於與資料流相關聯之第一組資料封包且與使用者裝置中之第一者相關聯；將資料封包分離至排程組，每一排程組與至少一個資料佇列相關聯；判定資料佇列之排程參數(諸如，權重、優先權、信用或借項)，排程參數至少部分地基於與對應資料佇列中之資料封包相關聯的應用之特徵；在慮及排程參數之情況下排程來自資料佇列之資料封包以便用於自無線存取節點之發送；判定使用者裝置中之第一者將交替至第二無線存取節點；以及將有關與第一組資料封包相關聯的應用之特徵之資訊傳送至第二無線存取節點。
在另一態樣中，本發明提供一種無線存取節點，包括：發送器-接收器模組，經設置以以無線方式與使用者裝置通訊；回載介面模組，經設置以與核心網路元件通訊；及處理器模組，耦接至發送器-接收器模組及回載介面模 組，且經設置以將資料封包分離至排程組，每一排程組與至少一個資料佇列相關聯；判定資料佇列之排程參數，排程參數至少部分地基於與對應資料佇列中之資料封包相關聯的一或多個應用之一或多個特徵；在慮及排程參數之情況排程來自資料佇列之資料封包以便用於自無線存取節點之發送；以及接收有關與資料封包相關聯之應用之一或多個特徵的資訊，該等資料封包係與將自無線存取節點交接至第二無線存取節點之使用者裝置中之一者的資料流相關聯，所接收資訊用於判定資料佇列之排程參數。
在另一態樣中，本發明提供一種操作無線通訊網路之方法，該方法包括：在第一無線存取節點處接收資料封包，資料封包中之一些與資料流及與第一無線存取節點通訊之第一使用者裝置相關聯；分析資料封包以便判定有關與資料封包相關聯的應用之特徵的資訊；將資料封包分離至排程組，每一排程組與至少一個資料佇列相關聯；判定資料佇列之排程參數，排程參數至少部分地基於與對應資料佇列中之資料封包相關聯的應用之特徵；在慮及排程參數之情況下將資料封包自資料佇列排程至輸出佇列；自輸出佇列發送資料封包；判定第一使用者裝置將交替至第二無線存取節點；將有關與第一使用者裝置相關聯之資料封包所相關聯的應用之特徵的資訊自第一無線存取節點傳送至第二無線存取節點；在第二無線存取節點處接收與資料流相關聯之其他資料封包；以 及利用有關應用之特徵的所傳送資訊來將其他資料封包發送至第二無線存取節點。
在另一態樣中，本發明提供一種與無線通訊網路中之使用者裝置之交接一起使用之方法，該方法包括：在用於發送至使用者裝置之第一無線存取節點處接收資料流中之資料封包；獲得用於改進使用者裝置之使用者之體驗品質的資訊；判定使用者裝置將交替至第二無線存取節點；以及將用於改進使用者裝置之使用者之體驗品質的資訊自第一無線存取節點傳送至第二無線存取節點。
藉由借助實例說明本發明之態樣的以下描述，應顯而易見本發明之其他特性及優勢。
當通訊網路中之設備意識到與傳至及傳自使用者之通訊相關聯之應用時，網路之使用者可享受到改進之體驗。2011年6月22日提出申請之美國專利申請案第13/166,660號及2011年9月19日提出申請之美國專利申請案第13/236,308號中描述了識別使用者應用並提供併入應用意識之基於權重式排程系統的實例系統及方法，上述申請案以引用方式併入本文中。實例系統及方法可用於傳輸與不同應用相關聯或由不同應用生成之資料流的通訊網路。封包檢查可用於根據終端使用者應用對資料流量分類。除了用於所併入之申請案中所描述之基於權重式排程系統，如上述申請案中所描述之應用類 別及具體應用之偵測可具有其他用途。儘管以下描述中之許多包括應用類別及具體應用，一般而言，本文所揭示之系統及方法更適用於包括於具有額外應用階層之系統及具有單一應用層之系統，諸如，僅應用類別有所不同之系統。
在行動系統中，行動使用者或用戶可自第一網路節點交接至第二網路節點。亦即，與使用者之通訊自第一網路節點切換至第二網路節點。舉例而言，此可在使用者重定位至鄰近第二網路節點之位置之情形下發生。當網路節點使用應用類別及具體應用資訊時，應用相關資訊自第一網路節點傳送至第二網路節點。網路節點之間之傳送可稱作交替、交接或交遞。交接期間傳送應用資訊使得第二網路節點能夠利用應用資訊而無需重識別使用者應用。由於重識別應用可能會要求大量時間，在網路節點之間傳送資訊避免了交接產生應用資訊不可用且因此未加以使用之時間間隙。在一些情況下，重識別應用要求大量計算資源。舉例而言，在無初始封包之情形下，為了識別應用，可能需要檢查流中之每一封包。在一些情況下，交接之後可能無法重識別應用，舉例而言，當原本用於識別應用之封包僅在交接之前傳送時。因此，當行動無線通訊網路中之相鄰網路節點意識到彼此使用應用資訊之能力並且應用資訊在網路節點之間傳遞時，交接時可能出現的使用者體驗品質之劣化得以避免。
本文所揭示之系統及方法適用於各種無線通訊系統， 包括蜂巢式2G、3G及4G(包括長期演進(LTE)、LTEAdvanced及WiMax)、WiFi、超行動寬頻(UMB)以及其他無線技術。儘管本文用來描述具體實施例之片語及術語可能與特定技術或標準相關聯，一般而言，本文所描述之系統及方法並不限於任何具體標準。
第1圖為根據實施例之可藉以實施本文所揭示之系統及方法的無線通訊網路之圖。第1圖說明包括大型蜂巢式基地台、特微型蜂巢式基地台及企業用毫微微蜂巢式基地台之通訊系統的典型基本佈署。在典型佈署中，大型蜂巢式基地台可在一個或許多個頻道上發送和接收，該一個或許多個頻道不同於小形狀因素式(SFF)基地台(包括特微型蜂巢式基地台及企業用或住宅用毫微微蜂巢式基地台)所使用的一個或許多個頻道。在其他實施例中，大型蜂巢式基地台及SFF基地台可共用相同頻道。地理因素及通道可用性之各種組合產生了各種可影響通訊系統之通量的干擾情形。
第1圖說明可藉以實施本文所揭示之系統及方法的通訊網路100中之典型大型蜂巢式基地台、特微型蜂巢式基地台及企業用毫微微蜂巢式基地台佈署的實例。大型基地台110經由回載連接170連接至核心網路102。用戶台150(1)及150(4)可經由大型基地台110連接至網路。有時用戶台亦稱作行動裝置、行動台(MS)、使用者設備(UE)、終端、使用者裝置或僅僅使用者。在第1圖所說明之網路設置中，辦公大樓120(1)引起覆蓋陰影 104。經由回載連接170連接至核心網路102之特微型基地台130可提供對覆蓋陰影104處的用戶台150(2)及150(5)的覆蓋。
在辦公大樓120(2)處，企業用毫微微蜂巢式基地台140提供對用戶台150(3)及150(6)的樓內覆蓋。企業用毫微微蜂巢式基地台140可藉由利用企業閘道103所提供之寬頻連接160而經由網際網路服務提供者(ISP)網路101連接至核心網路102。
第2圖為根據實施例之可藉以實施本文所揭示之系統及方法的另一無線通訊網路之方塊圖。第2圖說明包括佈署於住宅環境中之大型蜂巢式基地台及住宅用毫微微蜂巢式基地台之通訊網路200中的典型基本佈署。大型基地台110經由回載連接170連接至核心網路102。用戶台150(1)及150(4)可經由大型基地台110連接至網路。在住宅220內部，住宅用毫微微蜂巢式基地台240可提供對用戶台150(7)及150(8)的戶內覆蓋。住宅用毫微微蜂巢式基地台240可藉由利用(例如)纜線數據機或DSL數據機203所提供之寬頻連接260而經由ISP網路101連接至核心網路102。本文所揭示之系統及方法通常適用於任何基地台或無線存取節點，而不論大型、特微型、毫微微型或一些其他類型之基地台，因此，除非文意另有所指，否則應在廣泛意義上理解所使用之各種術語。
第3圖為無線存取節點275的功能性方塊圖。在一些 實施例中，無線存取節點275為行動WiMAX基地台、GSM無線基地收發台(BTS)、UMTS NodeB、LTE演進型NodeB(eNB)或呈許多形式因素中之任何者的其他無線存取節點(例如，第1圖及第2圖中所示之大型基地台110、特微型基地台130、企業用毫微微蜂巢式基地台140或住宅用毫微微蜂巢式基地台240)。無線存取節點275亦可稱作網路節點。無線存取節點275包括耦接至發送器-接收器模組279、耦接至回載介面模組285及耦接至儲存模組283之處理器模組281。發送器-接收器模組279經設置以以無線方式發送和接收與其他裝置之通訊。舉例而言，發送器-接收器模組279可用於與第1圖及第2圖中所示之各種使用者裝置通訊。發送器-接收器模組279可包括諸如放大器、調諧器及調變器之電路以及其他訊號處理電路。無線存取節點275通常包括或耦接至用於發送和接收無線電訊號之一或多個天線。在許多實施例中，除了發送器-接收器模組279，無線存取節點275亦經由另一通訊通道發送和接收通訊。舉例而言，可在處理之後在諸如第1圖所示之回載170之回載連接上發送經由發送器-接收器模組279接收之通訊。類似地，可由發送器-接收器模組279發送自回載連接接收到之通訊。回載介面模組285包括用於在回載連接上發送和接收之電路。在一些實施例中，回載介面模組285提供用於多個邏輯介面之通訊。舉例而言，回載介面模組285可耦接至回載連接，以便向另一無線存取節點提供LTE X2邏 輯介面，且向核心網路元件提供LTE S1邏輯介面。
處理器模組281用於處理由無線存取節點275接收和發送之通訊。儲存模組283儲存資料以供處理器模組281使用。資料可儲存於(例如)動態隨機存取記憶體中。在一些實施例中，儲存模組283亦經設置以儲存電腦可讀取指令，以達成本文就無線存取節點275所描述之功能性。在一實施例中，儲存模組283包括非躍遷機器可讀取媒體。舉例而言，儲存模組283可將指令儲存於非揮發性記憶體中，該等指令由處理器模組281執行以處理無線存取節點275中之通訊。出於解釋之目的，將無線存取節點275或其實施例(諸如第1圖及第2圖中所示之大型基地台110、特微型基地台130、企業用毫微微蜂巢式基地台140或住宅用毫微微蜂巢式基地台240)描述為具有某些功能性。應瞭解，在一些實施例中，此功能性由處理器模組281與儲存模組283、發送器-接收器模組279及回載介面模組285共同達成。
無線資料網路(例如，提供網際網路協定(IP)通訊之網路)通常具有最小能力，以保留用於特定連接或使用者之容量，且因此需求可能超出容量。在擁塞期間，網路裝置必須決定允許哪些資料封包在網路上傳輸，亦即，轉送、延遲或丟棄哪個流量。在一實施例中，可在處理器模組281中做出此類決定。在簡單情況下，將資料封包添加至可駐留於儲存模組283中之固定長度佇列，且如容量所允許之發送至網路。在網路擁塞期間，固定長度 佇列可填充至容量。在佇列充滿時到達之資料封包通常會被丟棄，直至佇列排出足夠資料以允許排入更多資料封包為止。佇列之此先進先出(FIFO)本質具有將所有封包視為同等重要之缺點。此本質並非吾人所要，因為忽略了不同資料封包具有(例如)基於產生流量之應用(例如，語音、視訊、電子郵件、網際網路瀏覽等)的不同封包傳遞要求這一事實。歸因於封包延遲及/或丟棄，不同應用以不同方式受到不同嚴重程度之劣化。
為了減輕佇列之FIFO本質引起之不良效應，可將封包分類成隨後儲存於多個佇列中之資料流(有時稱作服務或連接)。分類可基於與封包相關聯之準則，例如，應用、使用者或源IP位址。分類流可被給予不同重要等級，或以不同方式管理以提供不同等級之服務。分類之執行方式通常由網路操作員設置，例如，基於操作員提供之服務或使用者已訂閱之服務而設置。舉例而言，服務可分類成語音、隨選視訊、最佳努力或背景資料。
資料封包之分類可(例如)由第3圖之無線存取節點275中之處理器模組281來執行。資料封包之分類亦可(例如)由核心網路元件執行並傳訊至無線存取節點275。舉例而言，在LTE系統中，網路操作員可設置封包閘道(P-GW)，以便在將資料轉送至LTE eNB(無線存取節點之形式)之前將資料分離至獨立資料載體。資料載體各自映射至隧道。資料載體初始化時eNB知曉隧道ID與資料載體之間之映射。核對eNB處自P-GW(例如，經由回載介 面模組285)接收到之封包之隧道識別符允許eNB知曉資料分類。資料封包之分類亦可針對網路中分佈之多個裝置而執行。
在許多通訊系統中，資料流可經指派至不同數目個排程組，其由排程方法之一或多個普通特徵、成員資料流、排程要求或以上各者之一些組合界定。舉例而言，排程組可由待用於成員資料流之排程演算法界定(例如，排程組#1可使用比例公平演算法，而排程組#2可使用加權循環演算法)。術語「服務類別」(CoS)有時用作排程組之同義語。
或者，排程組可用於對類似應用(例如，語音、視訊或背景資料)之資料進行分組。舉例而言，Cisco針對不同語音、視訊、傳訊、背景及其他資料流界定了6個排程組。在Cisco產品之情況下，此應用差異可與應用至每一排程組之唯一排程演算法相組合。
在另一實例中，第三代合作夥伴計劃(3GPP)已建立稱作QoS類別識別符(QCI)之構造以供LTE標準使用。QCI系統具有由效能要求、排程器優先權及使用者應用之組合界定之9個排程組。舉例而言，由QCI index=1引用之排程組由以下特徵界定：
(1)效能要求：Latency(潛時)=100ms,Packet Loss Rate(封包漏失率)=10E-2、保證位元率
(2)優先權：2
(3)應用：交談語音
在上文所描述之系統中，一或多個資料流可經指派重要性及所要效能等級。此資訊可用於將封包自每一資料流指派至排程組及資料佇列。排程演算法亦可使用此資訊來決定在有線及無線系統中相對於其他佇列優先處理哪些佇列(且因此優先處理哪些資料流及封包)。
考慮效能要求之排程器的設置通常很複雜，從而要求網路操作員具有相當之知識及技藝，且排程器可能無法充分實施以區分資料流與不同應用。此舉導致單個佇列或排程組中高重要性資料流及低重要性資料流之不當分組。舉例而言，考慮IEEE 802.16網路。可使用網路之閘道IP位址(亦即，IP「源位址」)來界定上行鏈路(UL)資料流(或服務流)。在此種情況下，WiMAX UL排程器策略及參數(諸如，權重)同等處理路由器「後方」之所有資料流(而不考慮應用或效能要求)。
基於優先權之系統存在許多潛在缺點。用於指派優先權之系統可能並未意識到使用者應用，且在一些情況下無法正確區分正傳至或傳自具體使用者之多個資料流。優先權指派為靜態的，且無法經調整以慮及變化之網路條件。優先權資訊可能會歸因於網路裝置之誤設置而丟失，或甚至歸因於網路操作員策略而剝除。可用優先權等級之數目可為有限的，例如，IEEE 802.1p標準僅允許8個等級。另外，當封包在通訊系統中傳輸時，可能會歸因於不同標準之間的轉譯差異而產生失配。
第4圖為說明根據實施例之無線通訊系統之方塊圖。 在第4圖所說明之系統中，網路電話(VoIP)電話410經由通訊鏈路415連接至網際網路420。網際網路420內存在一或多個經設置以將流量導向適當封包目的地之網路路由器425。在此實例中，網際網路流量係延鏈路430載送至行動網路435。流量經過閘道440傳至鏈路445，並進入無線電存取網路450。無線電存取網路450可(例如)包括第3圖之無線存取節點275。無線電存取網路450之輸出通常為鏈接至使用者終端460(諸如，行動電話)之無線式無線電-頻率連接455。
第4圖中所說明之實例中可存在兩個不同優先權系統之間之差異。舉例而言，VoIP電話往往經設置以使用IEEE 802.1p或IETF RFC 2474(「diffserv」)封包標記優先化系統，以使得封包標有指示某所要處理等級之提升優先權等級。舉例而言，在RFC 2474中，此類優先權等級屬於以下3個分類中的一類：預設類、確保類及快速類。後兩種分類存在與所要相關效能要求相關之子分類。因此，VoIP電話所生成之封包將在帶有此類優先權標記之通訊鏈路415及430上傳輸。當封包到達行動網路閘道440時，需要將此等優先權轉譯成行動網路中建立之優先化系統。舉例而言，在LTE網路中，優先權至QCI之映射可加以執行。此轉換可產生問題。舉例而言，diffserv資訊可能會被完全忽略。或者，diffserv資訊可用以指派不適用於語音服務之QCI等級。另外，diffserv資訊可用以指派細分程度不及diffserv等級之QCI等級，從而向 VoIP封包指派與許多其他應用之封包相同之QCI等級。
一些系統已致力於組合優先權及效能要求之概念，以向排程系統提供額外資訊。舉例而言，在802.16中，流(或「服務」)之重要性由優先權值(基於封包標記，諸如802.1p)及效能要求之組合界定。當諸如802.16之組合系統可向排程器提供一組更豐富之資訊時，上文所描述之缺點仍存在。
對於終端使用者體驗品質(QoE)而言，單獨使用排程組或結合下文所描述之技術使用排程組具有許多缺點。舉例而言，在一些系統中組之可用數目為有限的，此可防止細分控件有必要將最佳QoE傳遞給每一使用者。另外，一些系統通常利用「最佳努力」組來描述具有最低重要性之彼等佇列。資料流可屬於此類組，因為資料流確實具有最低重要性，但亦因為此類流並未經由上文所描述之方法正確分類(有意或無意)為要求較高重要性。
此類問題之一實例為『增值(over-the-top)』語音及視訊服務之出現。此等服務提供使用超出網路操作員之可見度及/或控制範圍內之伺服器及服務之能力。舉例而言，Skype及Netflix為兩個基於網際網路之服務或應用，其分別支援語音或視訊雙向通訊及視訊串流。此等應用之資料流可由諸如Verizon或AT&T之無線載波所提供之資料服務來載送，針對此等無線載波，上述資料流可呈現為未優先化資料而並非識別為語音或視訊。因此，此等應用所生成之封包在經由無線網路傳輸時可按『最佳 努力』處理，而無需給予高於典型最佳努力服務(諸如網頁瀏覽、電子郵件或社會網路更新)之優先權。
為了滿足諸如保證位元率(GBR)或最大潛時之效能要求，排程權重、信用或其他相關參數可針對特定資料流向上調整，因為實際之已排程通量有所減小並接近最小保證限度。然而，此權重或信用調整並未慮及終端使用者之QoE效應。在此種情況下，增加權重以滿足GBR限度可導致QoE無明顯改進，並且QoE亦可針對具有較低權重之競爭佇列產生大幅減小。
第5圖為分類及排隊系統515之功能性方塊圖及圖形表示。分類及排隊系統515提供增強型分類及排隊。分類及排隊系統515接收不同輸入流量並將流量導向各個佇列以供排程。在一些實施例中，系統可在第3圖之無線存取節點275之處理器模組281及儲存模組283中實施。
不同輸入流量505係由增強型封包檢查模組510接收，該增強型封包檢查模組510特徵化接收到之每一封包以評估效能要求及優先權。特徵化較佳基於操作員設置之參數(例如，LTE資料載體隧道識別符)以及有關封包之資訊(例如，Netflix或其他串流視訊之存在)，該資訊係在執行特微化之無線存取節點之區域處偵測到。在一些實施例中，特微化僅基於操作員設置之參數或有關封包之區域偵測資訊。增強型封包檢查模組510將每一封包指派至3個排程組520、525、530中之一者。
封包可經指派至與排程組520、525、530中之一者相關聯之資料佇列(591、592、593、594、595)。另外，增強型封包檢查模組510執行本文所描述之封包檢查技術。如第5圖所示，在一些實施例中，增強型封包檢查模組510生成額外資料佇列591’、595’及595”。封包可基於效能要求、優先權、額外使用者具體策略/服務等級協議(SLA)設定、唯一邏輯連接或以上各者之一些組合而指派至與排程組相關聯之具體資料佇列。在替代實施例中，資料佇列並未細分成額外資料佇列，但佇列可在佇列知曉自特定應用類型或具體應用傳輸資料時借助使用用以調整權重、信用、優先權或其他排程參數之應用因素而與相同或其他排程組中之其他佇列加以區分。
在一些實施例中，分類及排隊模組510分析在兩個方向(例如，自客戶端至伺服器及自伺服器至客戶端)上流動之封包，並使用在一個方向上流動之封包之資料來對在另一方向上流動之封包進行分類。除了不同輸入流量505以外，封包檢查模組510可隨後自第二方向接收輸入流量，或可自特徵化在第二方向上通訊之封包之另一檢查模組接收資訊。儘管第5圖所說明之實施例包括3個排程器及8個資料佇列，其他分類及排隊系統可包括更多或更少數目個排程組及資料佇列。
在一實例中，LTE eNB經設置以將帶有某QCI之封包指派至特定排程組(例如，QCI=9之封包可經指派至一個排程組，且QCI=8之封包可經指派至另一排程組)。此外， QCI=9之封包可基於使用者ID、載體ID、SLA或以上各者之組合而經指派至個別佇列。舉例而言，每一LTE UE可具有預設載體及一或多個專用載體。在QCI=9之排程組內，來自預設載體之封包可經指派至一個佇列，且來自專用載體之封包可經指派至另一佇列。
根據一實施例，第5圖之分類及排隊系統515中說明之功能係於單個無線存取網路節點中加以實施，諸如，於蜂巢式基地台、WiMAX基地台、LTE eNB或其他網路節點(例如，第1圖及第2圖中之大型基地台110、特微型基地台130、金業用毫微微蜂巢式基地台140或住宅用毫微微蜂巢式基地台240)中加以實施。增強型分類及排隊模組515可分析應用類別及/或每一封包之具體應用，並提供由傳統分類及排隊方法所共同分組之資料封包流之進一步區分。
根據一實施例，本文所揭示之增強型分類技術可於增強型分類及排隊模組515之封包檢查模組510中加以實施。舉例而言，雙向視訊會議、單向視訊串流、在線遊戲及語音為一些不同應用類別之實例。具體應用指用以產生在源與目的地之間傳輸之資料流的實際軟體。具體應用之實例包括YouTube、Netflix、Skype及iChat。每一應用類別可具有許多具體應用。
根據一實施例，增強型分類及排隊模組515可檢查IP源及目的地位址，以便判定資料流之應用類別及具體應用。借助IP源及目的地位址，增強型分類及排隊模組515 可執行反向網域名稱系統(DNS)查找或網際網路WHOIS查詢，以便建立網域名稱及/或來源於或接收基於網際網路之流量的已登錄受讓人。網域名稱及/或已登錄受讓人資訊可隨後用以基於網域或受讓人目的之先驗知識而建立資料流之應用類別及具體應用。舉例而言，若帶有特定IP位址之流量執行包括名稱為『Youtube』之反向DNS查找或WHOIS查詢，此流量流可視為使用Youtube服務(具體應用)之單向視訊串流(應用類別)。根據一實施例，網域名稱或受讓人與應用類別及具體應用之間之廣泛映射係有維持的。舉例而言，若一個以上使用者裝置存取Netflix，增強型分類及排隊模組515可快取資訊，並使用所快取之資訊，以使得增強型分類及排隊模組515不必為隨後相同使用者裝置或另一使用者裝置存取Netflix而判定應用類別及特定應用。在一實施例中，此映射進行週期性更新，以確保映射維持最新。
根據一實施例，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查與各種通訊協定相關聯之資料封包之標頭、負載欄位或標頭及負載欄位，並將所含值映射至特定應用類別或具體應用。舉例而言，根據一實施例，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查HTTP標頭中所含之Host欄位。Host欄位通常含有網域或受讓人資訊，如上文實施例中所描述之，該資訊用以將流映射至特定應用類別或具體應用。舉例而言，「v11.Iscache4.c.youtube.com」之HTTP標頭欄位可由分類器(Classifier)檢查，並將應用 類別映射至視訊串流，且將具體應用映射至Youtube。
根據另一實施例，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查超文件傳輸協定(HTTP)封包內之『內容類型(Content Type)』欄位。基於如由網際網路工程任務小組(IETF)界定之多用途網際網路郵件延伸標準(MIME)格式中所指定之定義，Content Type欄位含有與負載之類型相關之資訊。舉例而言，以下MIME格式可指出單播或廣播視訊封包流：video/mp4、video/quicktime、video/x-ms-wm。在一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以在增強型分類及排隊模組515偵測到HTTP封包內之此等MIME類型中之任何者之情況下將HTTP封包映射至視訊串流應用類別。
在另一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查先於資料流發送之協定。舉例而言，增強型分類及排隊模組515經設置以基於用以設立或建立資料流之協定而識別應用類別或具體應用，而並非使用用以傳輸資料流之協定來識別此資訊。根據一實施例，先於資料流發送之協定用以識別有關應用類型、具體應用及特徵之資訊，該等應用類型、具體應用及特徵啟動後立即能夠識別傳輸資料流。
舉例而言，在一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查可用以建立多媒體串流會話之即時串流協定(RTSP)封包。RTSP封包通常囊封於TCP/IP訊框且載送於IP網路上。
RTSP藉由客戶端及伺服器交換訊息來建立並控制多媒體串流會話。自客戶端發送至伺服器之RTSP訊息為請求訊息。請求訊息之第一條線為請求線。請求線由以下3個元素形成：(1)方法；(2)Request-URI及(3)RTSP-Version(RTSP-版本)。
RTSP封包界定方法包括OPTIONS、DESCRIBE、ANNOUNCE、SETUP、PLAY、PAUSE、TEARDOWN、GET_PARAMETER、SET_PARAMETER、REDIRECT及RECORD之方法。下文是使用DESCRIBE方法在客戶端(「C」)與伺服器(「S」)之間交換訊息的實例。來自伺服器之回應訊息具有訊息主體，其與具有一個空白線之回應訊息標頭相分離。
C->S：DESCRIBE rtsp：//s.companydomain.com：554/dir/f.3gp RTSP/1.0
CSeq：312
Accept：application/sdp
S->C：RTSP/1.0 200 OK
CSeq：312
Date：23 Jan 1997 15：35：06 GMT
Content-Type：application/sdp
Content-Length：376
v=0
o=-2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4
s=SDP Seminar
c=IN IP4 224.2.17.12/127
t=2873397496 2873404696
m=audio 49170 RTP/AVP 0
m=video 51372 RTP/AVP 31
RTSP訊息中之Request-URI始終含有RFC 2396中所界定之絕對URI(T.Berners-Lee等人所著之IETF RFC 2396，「Uniform Resource Identifiers(URI)：Generic Syntax」)。RTSP訊息中之絕對URI含有網路路徑及資源在伺服器上之路徑。上文列出之訊息中之絕對URI為rtsp：//s.companydomain.com：554/dir/f.3gp。
RTSP-Version指出RTSP訊息中使用了哪個版本之RTSP規格。
在一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查RTSP回應訊息中之絕對URI並擷取網路路徑。網路路徑通常含有網域或受讓人資訊，如上文實施例中所描述之，該資訊可用以將流映射至特定應用類別或具體應用。舉例而言，RTSP絕對URI「rtsp：//v4.cache8.c.youtube.com/dir_path/video.3gp」可經檢查並將應用類別映射至視訊串流，且將具體應用映射至Youtube。在一實施例中，增強型分類及排隊模組515檢查自客戶端發送至伺服器之封包，以便對自伺服 器發送至客戶端之相關封包進行分類。舉例而言，自客戶端發送之RTSP請求訊息之資訊可用於對來自伺服器之回應分類。
RTSP協定可藉由使用請求訊息(使用PLAY方法)中傳訊之Range參數而指定視訊會話之回放時間之範圍。請求可包括時間之有界範圍(例如，開始時間及停止時間)或時間之開端式範圍(例如，僅停止時間)。時間範圍可使用正常播放時間(npt)、smpte或clock參數來表示。Npt時間參數可以hours：minutes：seconds.fraction格式表達或依據ISO 8601格式之時間戳記之絕對單位表達。Smpte時間值以hours：minutes：seconds.fraction格式表達。Clock時間值以依據ISO 8601格式化之時間戳記之絕對單位表達。Range參數用法之實例如下所示：
Range：npt=1：02：15.3-
Range：npt=1：02：15.3-1：07：15.3
Range：smpte=10：07：00-10：07：33：05.01
Range：clock=19961108T142300Z-19961108T143520Z
在一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查RTSP訊息並使用npt、smpte或clock欄位自視訊流擷取Range資訊。RTSP封包中之npt、smpte及clock參數可使用替代語法以傳達上文所描述之資訊。
RTSP協定包括用以傳達伺服器與客戶端之間之多媒體會話之詳情的DESCRIBE方法。藉由DESCRIBE方法回應於RTSP請求訊息之RTSP回應訊息含有訊息主體。訊息 主體係基於會話描述協定(SDP界定於取代RFC 2327之RFC 4566中)，該協定指定所請求資訊之內容及格式。藉由SDP，m-field界定媒體類型、網路埠、協定及格式。舉例而言，考慮以下SDP媒體描述：
m=audio 49170 RTP/AVP 0
m=video 51372 RTP/AVP 31
在第一實例中，音訊流係使用用於將資料傳輸至埠49170之即時協定(RTP)來描述，且基於RTP音訊視訊設置(AVP)埠號0中描述之格式。在第二實例中，視訊流係使用用於將資料傳輸至埠51372之RTP來描述，且基於RTP音訊視訊設置(AVP)埠號31。
在兩個RTSP實例中，m-field足以將資料流分類為特定應用類別。由於m-field讀取通訊協定(RTP)及埠號，從而確保了一或多個資料流可得以識別並映射至剛剛導出之分類資訊。然而，僅借助此資訊無法分類為具體應用。
自伺服器返回至客戶端之SDP訊息可包括額外欄位，其可用以提供應用類別或具體應用之額外資訊。
SDP訊息含有RTP中所傳輸之視訊及音訊流之負載類型。一些RTP視訊負載類型界定於RFC 3551(「RTP Profile for Audio and Video Conferences with Minimal Control」)中。舉例而言，MPEG-1或MPEG-2基礎視訊流之負載類型為32，且H.263視訊流之負載類型為34。然而，一些視頻編解碼器(諸如，H.264)之負載類型係動態指派的， 且SDP訊息包括視訊編解碼器之參數。在一實施例中，視訊編解碼器資訊可用於對視訊資料流進行分類，並基於視訊編解碼器特徵而以不同方式處理視訊流。
SDP訊息亦可含有界定於RFC 4566中之「a=framerate：<frame rate>」屬性，其指出視訊之訊框率。SDP訊息亦可包括界定於3GPP PSS(3GPP TS 26.234，「Transparent End-to-End Packet-switched Streaming Service,Protocols and Codecs」)中之「a=framesize：<payload type number><width><height>」屬性，其指出視訊之訊框大小。出於歷史原因，一些應用可使用諸如「a=x-framerate：<frame rate>」或「a=x-dimensions：<width><height>」之非標準屬性來傳遞「a=framerate：<frame rate>」及「a=framesize：<payload type number><width><height>」中之類似資訊。在一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查SDP訊息並擷取視訊之訊框率、視訊之訊框大小或以上兩者(若對應欄位存在)，並使用所擷取之資訊將流映射至特定應用類別或具體應用。
在一實施例中，增強型分類及排隊模組515直接檢查網路封包，以便偵測在兩個端點之間流動之此等封包是否含有使用RTP協定(「RTP：A Transport Protocol for Real-Time Applications」)載送之視訊資料，而無需偵測SDP訊息或任何其他含有描述RTP流之資訊的訊息。舉例而言，此可能在SDP訊息或另一含有類似資訊之訊息 未傳遞通過增強型分類及排隊模組515時發生。此亦可能在增強型分類及排隊模組515之實施經設置以並不檢查此類訊息時發生。RTP流是在兩個端點之間流動並使用RTP協定載送資料的封包流，且端點由(IP位址、埠號)對界定。
第6圖為增強型封包檢查模組510之功能性方塊圖。增強型封包檢查模組510包括RTP流偵測模組610及視訊流偵測模組620，以用於偵測UDP資料報或TCP片段是否含有使用RTP協定傳輸之視訊資料。增強型封包檢查模組510亦可實施通常由另一邏輯模組605表示之其他功能。在一實施例中，增強型封包檢查模組510接收在兩個方向上流動之輸入流量，並使用在一個方向上流動之封包之資訊對在另一方向上流動之封包進行分類。增強型封包檢查模組510亦可自另一封包檢查模組接收有關在另一方向上流動之流量的資訊而並不接收流量本身。
RTP流偵測模組610根據RTP封包標頭之格式來解析UDP資料報或TCP片段之負載之最初若干位元，並核對RTP標頭欄位之值以判定在兩個端點之間流動之流是否是RTP流。RTP標頭格式並非取決於RTP負載中所載送之媒體類型，且RTP負載格式特定於媒體類型。若UTP資料報或TCP片段之負載含有RTP封包，RTP標頭中若干欄位之值將具有特殊樣式。RTP流偵測模組610可使用此等樣式中之一者或此等樣式之組合來判定流是否是 RTP流。
若偵測到流是RTP流，視訊流偵測模組620將對RTP封包標頭欄位及RTP負載執行進一步檢查，以偵測RTP流是否載送視訊，且哪個視訊編解碼器生成視訊流。
與視訊相關之一些RTP負載之負載類型界定於RFC 3551中。然而，對於帶有動態指派之負載類型之視訊編解碼器而言，編解碼器參數包括於SDP訊息中。然而，SDP訊息可能不可用於視訊流偵測模組620。若視訊流偵測模組620偵測到負載類型是動態指派的，視訊流偵測模組620收集關於流之統計數據。舉例而言，可收集RTP標頭欄位「timestamp」之值、RTP封包大小及RTP封包資料率之統計數據。視訊流偵測模組620可隨後使用所收集之統計數據中之一者或統計數據之組合來判定RTP流是否載送視訊資料。
視訊流通常具有良好界定之訊框率，諸如，每秒24個訊框(24FPS)、25FPS、29.97FPS、30FPS或60FPS等。在一實施例中，視訊流偵測模組620至少部分地基於RTP封包時間戳記之值是否在普通訊框時間距離之整數倍(普通訊框率之倒數)內變化來偵測RTP流是否載送視訊資料。
與音訊流相比，視訊流通常具有較高平均資料率且其瞬時資料率具有較大波動。在另一實施例中，視訊流偵測模組620至少部分地基於平均RTP資料率之量值及瞬時RTP資料率之波動來偵測RTP流是否載送視訊資料。
RTP負載格式特定於媒體。舉例而言，RTP封包中之H.264負載始終以NAL單元標頭開始，該NAL單元標頭之結構界定於RFC 6184(「RTP Payload Format for H.264 Video」)中。在一實施例中，視訊流偵測模組620至少部分地基於RTP負載之最初若干位元之樣式來偵測哪個視訊編解碼器生成了RTP流中所載送之視訊資料。
如上文所描述，增強型分類一旦完成，增強型分類及排隊模組515可基於上文所描述之增強型分類技術所導出之額外資訊而將封包指派至一組增強型佇列(例如，佇列591及佇列591’相對於僅僅佇列591)。舉例而言，在一實施例中，封包可藉由應用類別、具體應用、封包資料流之偵測參數或以上各者之組合而指派至一組佇列。
在一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以使用包括用於每一應用類別之唯一佇列之排程組。舉例而言，LTE eNB可將所有QCI=6之封包指派至單個排程組。但藉由增強型排隊方法，QCI=6之封包內之已被分類為視訊聊天之封包可經指派至一個佇列，而分類為語音之封包可經指派至另一佇列，從而形成排程差異。
在另一替代實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以使用包括用於每一具體應用之唯一佇列之排程組。舉例而言，實施增強型排隊方法之LTE eNB可將分類為含有Youtube串流視訊之QCI=9之封包指派至一個排程佇列，而將分類為Netflix串流視訊之封包指派至另一排程佇列。儘管上述應用屬於相同應用類別，在此實 施例中封包可經指派至不同佇列，因為上述應用是不同具體應用。在另一實施例中，增強型分類及排隊模組515經設置以使得排程組可由用於每一資料流之唯一佇列組成。舉例而言，LTE eNB可將所有QCI=9之封包指派至單個排程組。基於上文所描述之增強型分類方法，每一資料流經指派至唯一佇列。舉例而言，考慮排程組為5個行動電話使用者提供服務之實例實施例，其中每一使用者執行兩個具體應用。在一實施例中，若將每一行動裝置之應用映射至行動裝置之預設無線電載體，此舉將導致5個佇列(每一佇列用於一個行動裝置)載送使用原始分類及排隊模組之不同資料。然而，在一實施例中，支援10個資料流之增強型分類及排隊模組515創建10個佇列。在替代實例中，5個行動裝置中之每一裝置具有使用相同具體應用之2個資料流。在此種情況下，資料流亦可基於(例如)埠號或源IP位址而分類為獨立佇列，從而生成10個佇列。在替代實施例中，並不創建用於每一應用之額外佇列，而是調整排程參數以用於含有資料流之佇列，該等資料流載送特定類型之應用或具體應用之資料。
熟習該項技術者應認識到，上文所描述之增強型分類及排隊技術可用以改進無線或有線網路通訊系統中之排隊。熟習該項技術者亦應認識到，本文所揭示之技術可與其他用於將封包指派至佇列以改進排隊之方法相組合。此舉又可向使用者提供改進之QoE或服務品質 (QoS)。
一些類型之資料(類似視訊或音訊資料)係在預定義回放時間內消耗。若資料遲於資料應消耗之時間傳遞，此舉將導致視訊回放之凍結或音訊口吃(audio stutter)。另一方面，若太多資料在其回放時間之前傳遞，此舉將導致客戶端處之額外緩衝，且在使用者決定在所有下載資料得以消耗之前停止回放的情況下導致頻寬之潛在浪費。
上文所描述之增強型分類及排隊技術可實現改進總系統效能之額外益處。除了偵測資料流之應用類別及具體應用以外，增強型分類及排隊模組515可監測應用之最初若干封包何時傳送(開始傳送時間，Ts)，以及在當前時間(Tc)自無線存取節點傳送了多少資料(Nd)至使用者裝置。傳送時間(Tt)可基於Tc及Ts而計算為Tt=Tc-Ts。藉由檢查封包中之負載，增強型分類及排隊模組515亦能夠擷取在當前時間(Tc)正傳送之資料封包之剩餘回放時間(Tp)的資訊。在一實施例中，傳送時間(Tt)與剩餘回放時間(Tp)之間之差值可用作排程器之參數，以使得對於每一時間敏感性應用而言，Tp-Tt>=Td(Td是依賴於應用之臨限值，以便控制客戶端側之緩衝佔用度)。對於所有應用而言，總系統效能可藉由控制Tp-Tt-Td來最佳化。在一實施例中，增強型分類及排隊模組515能夠最小化Tp-Tt-Td。
上文所描述之增強型檢查技術中之許多本質上很複 雜，且可能要求在某時間週期內檢查資料以便做決定，例如，何時偵測資料中之樣式。一些檢查方法依賴於可能並不持久之資訊，諸如，檢查用於設立服務之協定以便判定應用類別或具體應用或可能影響增強型分類及排隊之其他參數。不同於操作員所設置之參數，增強型封包檢查之結果僅適用於當前與特定使用者裝置通訊之無線存取節點區域。
第7圖為簡化之無線通訊網路700之圖。第7圖所示之無線通訊網路700可表示第1圖及第2圖所示之網路之部分。網路包括第一無線存取節點775a、第二無線存取節點775b及第三無線存取節點775c。無線存取節點775可為任何種類之無線存取節點，例如，第1圖之無線通訊網路之大型基地台110、特微型基地台130或企業用毫微微蜂巢式基地台140，或第2圖之無線通訊網路之住宅用毫微微蜂巢式基地台240。核心網路元件705經由回載通訊鏈路715與無線存取節點775通訊。回載通訊鏈路715可包括(例如)LTE S1邏輯介面。
核心網路元件705為核心網路中之一件設備。舉例而言，在多個實施例中，核心網路元件705可為WiIMAX存取服務網路(Access Service Network,ASN)閘道、LTE服務閘道(S-GW)或LTE行動管理實體(MME)。無線存取節點775可經由回載通訊鏈路715彼此通訊。由於此通訊經由核心網路元件705，因此視為間接通訊。在一些實施例中，無線通訊網路700包括耦接無線存取節點775之 直接通訊鏈路725。儘管回載通訊鏈路715及直接通訊鏈路725邏輯上係獨立的，在許多實施例中，兩者共用實體連接。直接通訊鏈路725可確實為無線存取節點775對之間之直接通訊鏈路。或者，直接通訊鏈路725可提供無線存取節點775之間之通訊，且通訊傳遞通過諸如路由器之另一裝置。在一實施例中，直接通訊鏈路725亦可經由路由器通訊。在本文之上下文中將直接通訊鏈路725視為直接鏈路且不同於回載通訊鏈路715，因為經由直接通訊鏈路715之通訊未經核心網路元件705處理，例如，未經接收及重傳。舉例而言，在許多實施例中，直接通訊鏈路725可為LTE X2邏輯介面或WiMAX R8介面。另外，通訊鏈路可為無線鏈路。回載通訊鏈路715及直接通訊鏈路725可由(例如)第3圖中所示之無線存取節點275中之回載介面模組285提供。應瞭解，為便於解釋，第7圖說明簡單之無線通訊網路，且應瞭解，其他無線通訊網路可具有許多額外元件。
第7圖之無線通訊網路700中亦說明使用者設備750。使用者設備750通常在任何給定時間與無線存取節點775中之僅單個節點通訊。使用者設備750可視為附接至與之通訊的無線存取節點。然而，使用者設備750可在一些時間定位於能夠與多個無線存取節點775通訊之位置。當使用者設備750為諸如行動電話之行動裝置時，使用者設備750可(例如)自與第一無線存取節點775a之較好通訊訊號轉變至與第二無線存取節點775b之較 好通訊訊號。當此類轉變發生時，使用者設備750可自第一無線存取節點775a交接至第二無線存取節點775b。當交接發生時，某些資訊可自第一無線存取節點傳遞至第二無線存取節點，以便促進與使用者設備750之通訊傳遞通過第二無線存取節點。在無線存取節點775之間傳遞之資訊可包括(例如)使用者設備識別及鑒別資訊、加密及安全資訊、未傳資料及已傳但尚未確認之資料。
當使用者設備750執行自第一無線存取節點775a至第二無線存取節點775b之交接時，益處在於有關使用者資料流之特徵的資訊可自第一無線存取節點775a通訊至第二無線存取節點775b。舉例而言，第二無線存取節點775b可能並不知曉使用者資料流之特徵。此可在(例如)特徵在流開始處傳訊(藉由HTTP漸進下載法)或在流之前傳訊(藉由RTSP串流)時發生。在前一情境下，若第一無線存取節點將使用者資料流之特徵通訊至第二無線存取節點，則第二無線存取節點能夠執行增強型排隊及其他方法以便改進如上文所描述之資料封包流之處理之區分。
資料流特徵係經由通訊路徑自第一無線存取節點775a通訊至第二無線存取節點775b。若第一無線存取節點775a與第二無線存取節點775b之間存在直接通訊鏈路725a，則可較佳選擇直接通訊鏈路725a。若第一無線存取節點與第二無線存取節點之間並不存在直接通訊鏈路 或直接通訊鏈路不可用，則選擇經由核心網路元件705之間接路徑。
在一實施例中，第一無線存取節點775a查詢第二無線存取節點775b，以便判定第二無線存取節點775b之增強型檢查、分類及查詢能力。查詢可在交接時進行或可在交接前進行，例如，在無線存取節點初始化期間或在週期性更新無線存取節點相鄰者列表之後。若第二無線存取節點775b能夠利用偵測到之資料流特徵，第一無線存取節點775a將其所具有之特徵傳送至第二無線存取節點775b。
在一實施例中，第一無線存取節點775a儲存含有有關應用之特徵之資訊的封包，並在交接時將封包傳送至第二無線存取節點775b。所儲存之封包可為(例如)含有有關保存以用於統計分析之資料流或封包之設立資訊的封包。第二無線存取節點775b可再次儲存所轉送之封包及任何含有有關第二無線存取節點775b自伺服器直接接收之應用之特徵之資訊的額外封包。第二無線存取節點775b(例如)藉由使用上文所描述之增強型分類技術而自此等封包擷取應用之特徵。當使用者設備150移離第二無線存取節點775b至第三無線存取節點775c時，第二無線存取節點775b可將此等封包轉發至第三無線存取節點775c，依此類推。
在一實施例中，第5圖之增強型分類及排隊模組515為無線存取節點775之部分，且經設置以檢查可用以建 立多媒體串流會話之即時串流協定(RTSP)封包。第一無線存取節點775a可緩衝所有含有應用之特徵的RTSP請求及回應訊息。此類訊息之實例包括藉由DESCRIBE及SETUP方法、自客戶端至伺服器之RTSP請求訊息及自伺服器至客戶端之對應回應訊息。在另一實例中，增強型分類及排隊模組515經設置以檢查可用以建立基於HTTP之多媒體傳輸會話之HTTP封包。在使用HTTP漸進下載法來傳輸視訊之應用中，HTTP請求訊息含有有關視訊流及主機之URL之資訊，且回應訊息可包括諸如視訊容器檔案格式及視訊流長度之資訊。在使用者設備交接期間，第一無線存取節點775a可將HTTP請求及回應訊息之完整HTTP標頭轉送至第二無線存取節點775b。在使用HTTP串流技術(諸如，Apple HTTP Live Streaming(Apple HTTP即時串流)、Microsoft Smooth Streaming(Microsoft平滑串流)、Adobe HTTP Dynamic Streaming(Adobe HTTP動態串流)、MPEG/3GPP DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)(HTTP動態自適應串流)或其他變型)之應用中，播放列表檔案或清單檔案係自伺服器傳送至客戶端，以便提供有關HTTP串流會話之資訊。在使用者設備交接期間，第一無線存取節點可將播放列表或清單檔案轉送至第二無線存取節點。另外，用於當前正傳送之電影片段之HTTP請求及回應訊息的HTTP標頭可自第一無線存取節點轉送至第二無線存取節點。
交接通常當某預定義條件得以滿足時觸發。舉例而 言，交接通常在來自第二無線存取節點之訊號比來自第一無線存取節點強至少特定量時開始。可能的情形是，當交接條件得以滿足時建立串流會話。舉例而言，在使用RTSP串流之應用中，交接條件可在一些RTSP訊息進行交換之後但在建立完整會話之前得以滿足。在另一實例中，當交接條件得以滿足時，分段成多個TCP片段之一個RTSP訊息可能僅傳送了部分。在一實施例中，無線存取節點可延遲交接直至建立串流會話為止。在另一實施例中，第一無線存取節點可將訊息或部分訊息傳送至第二無線存取節點。
在替代實施例中，第一無線存取節點傳送上文所識別之特徵中之任何者，諸如，資料流或載體中存在之應用類別或具體應用。所傳送之特徵可包括繼續偵測帶有特定特徵之封包所必要之資訊。所傳送之特徵之實例包括源位址、目的地位址、埠識別符、diffserv標記、反向DNS查找結果、WHOIS查詢結果、HTTP標頭內容、RTSP訊息內容、協定類型(例如，經由TCP或UDP之RTP)、視訊類型(例如，H.264)、傳送時間、剩餘歷時、會話歷時、訊框率、訊框大小、訊框尺寸及編解碼器。
舉例而言，當使用者裝置750附接到第一無線存取節點775a時RTSP視訊串流會話(其視訊及音訊流藉由經由UDP之RTP傳輸)開始，第一無線存取節點偵測視訊串流會話之開始。第一無線存取節點亦偵測視訊及音訊流之伺服器資訊、目的地IP位址及目的地埠號。當使用者裝 置自第一無線存取節點775a交接至第二無線存取節點775b時，第一無線存取節點將視訊及音訊流之應用類別(其為RTSP串流)、伺服器資訊、目的地IP位址及目的地埠號發送至第二無線存取節點。資訊係經由間接通訊鏈路715a或直接通訊鏈路725a發送。第二無線存取節點將能夠識別屬於相同視訊串流會話之封包，並以類似於在即使第二無線存取節點並未接收及分析RTSP封包的情況下視訊串流會話之封包傳遞通過第一無線存取節點時之處理方式的方式處理此等封包。
對於另一實例而言，當使用者裝置750附接到第一無線存取節點775a時使用者裝置使用HTTP漸進下載法來開始視訊回放，第一無線存取節點偵測視訊回放會話中之開始。另外，第一無線存取節點偵測使用者裝置之IP位址及視訊流之目的地埠號。當使用者裝置自第一無線存取節點775a交接至第二無線節點775b時，第一無線存取節點將發送應用類別(其為HTTP漸進下載)、伺服器資訊(其含有具體應用之資訊)、使用者裝置之IP位址及目的地埠號。第二無線存取節點將能夠識別屬於相同HTTP漸進下載會話之封包，並對此等封包施加相同之較佳處理。在此等實例中，僅傳送有關應用類別及具體應用之資訊及識別封包所必要之資訊。在其他實施例中，可傳送有關上文所描述之具體會話之額外資訊。
歷史資訊亦可經傳送至第二無線存取節點。歷史資訊可包括統計資訊，諸如，流或應用之觀測資料率，或視 訊流之觀測圖片分組(GOP)結構。流由第一無線存取節點載送時，資訊亦可包括歷史流品質之估計。歷史流品質可基於諸如通訊通道品質(例如，接收功率位準、SNR、CINR、Eb/No、BER或BLER)或封包發送效能(例如，封包延遲、抖動、重傳或丟棄)之特徵。在一實施例中，歷史資訊可用作封包排程器之輸入，以優先化某些流以使其優於其他流。舉例而言，若2個串流視訊競爭有限之通道容量，排程器可將較高優先權給予具有較好歷史品質之流，從而維持一致QoE。在又一實施例中，第二無線存取節點可使用歷史流品質來一致地實施歷時忽略及時近效應技術。
或者，或另外，歷史資訊可包括當前並未參與特定應用之使用者先前已執行且因此有可能再次如此執行之知識。
除了資料流特徵以外，第一無線存取節點可傳送有關用以判定資料流特徵及內容之偵測方法的資訊。第二無線存取節點可使用接收到之資訊來設置進行中之偵測。舉例而言，可能有益的是，第二無線存取節點知曉藉由檢查諸如RTSP或IMS傳訊之設立協定來偵測特定流之特徵，而並非直接檢查流資料封包。
在一實施例中，第一無線存取節點在交接之後將有關應用之資料傳送的歷史資訊傳送至第二無線存取節點。歷史資訊之一個實例為上文所描述之傳送時間(Tt)。第二無線存取節點可使用歷史資訊來繼續估計客戶端緩衝佔 用度，以便最佳化總系統效能。
在一些無線網路中，目的地為特定使用者設備但尚未傳送至第一無線存取節點的第一無線存取節點處之資料可在使用者設備自第一無線存取節點交接至第二無線存取節點之後轉送至第二無線存取節點。尚未傳送之資料可經由回載通訊鏈路715或直接通訊鏈路725通訊。
舉例而言，在LTE系統中，資料載體可以確認模式或未確認模式運作。當使用者設備執行自第一無線存取節點至第二無線存取節點之交接時，在確認模式下運作之資料載體之尚未傳送之任何資料自第一無線存取節點轉送至第二無線存取節點，且在未確認模式下運作之資料載體之資料被丟棄。資料載體在確認模式還是未確認模式下運作係在設立載體時確定，且可由LTE eNB決定。與未確認模式載體相比，確認模式載體使用更多管理負擔且具有更多延遲，但歸因於確認及重傳而更可靠。因此，提供視訊服務之載體可在確認模式下運作，而預設載體可在未確認模式下運作，從而依賴於應用在需要高可靠性之情況下選擇TCP，且在偏好低潛時之情況下選擇UDP。
諸如TCP、UDP及IP之許多協定並未在假定無線環境中存在交接之前提下進行設計。在一實施例中，增強型封包檢查模組510識別到將獲益於交接期間之轉送之應用類別或具體應用的封包。使用者設備執行交接時第一無線存取節點將所識別之封包轉送至第二無線存取節 點，從而改進資料持續性並降低資料漏失及/或資料重傳。另外，若封包檢查判定轉送原本將正常轉送之封包並無益處或益處有限，可丟棄該等封包。
在替代實施例中，當增強型封包檢查模組510識別到將獲益於交接期間之轉送之應用類別或具體應用的封包時，若資料載體藉以運作之無線系統中可行，無線存取節點可將資料載體自未確認模式更改為確認模式。
熟習該項技術者應瞭解，結合本文所揭示之實施例而描述之各種例示性邏輯方塊、模組、單元及演算步驟通常可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為了清晰說明硬體與軟體之間之互換性，上文就功能性描述了各種例示性組件、單元、方塊、模組及步驟。此類功能性實施為硬體或軟件取決於特定系統及施加於總系統之設計約束。熟習該項技術者可針對特定系統以變化之方式實施所描述之功能性，但不應將實施決定理解為導致偏離本發明之範疇。另外，為了便於解釋，將該等功能分組至單元、模組、方塊或步驟中。具體功能或步驟可在不偏離本發明之情況下移離一個單元、模組或方塊。
結合本文所揭示之實施例而描述之各種例示性邏輯方塊、單元、步驟及模組可由通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)或其他可程式邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或以上各者之組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，但在替代情況下，處理器可為任何 處理器、控制器或微控制器。處理器亦可實施為計算裝置之組合，例如，DSP及微處理器之組合，複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器，或任何其他此類設置。
結合本文所揭示之實施例而描述之方法或演算法之步驟及方塊或模組之流程可直接實施於硬體、由處理器執行之軟體模組(或單元)或以上兩者之組合。軟體模組可駐留於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、可移磁碟、CD-ROM，或機器或電腦可讀取存儲媒體之任何其他形式。例示性儲存媒體可耦接至處理器以使得處理器可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫至儲存媒體。在替代情況下，儲存媒體可整合至處理器。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。
各種實施例亦可主要實施於使用(例如)諸如特殊應用積體電路(「ASICs」)或現場可程式閘陣列(「FPGAs」)之組件的硬體。熟習該項技術者亦顯而易見能夠執行本文所描述之功能之硬體狀態機的實施。亦可使用硬體及軟件兩者之組合來實施各種實施例。
提供所揭示實施例之以上描述，以使得任何熟習該項技術者能夠製造或使用本發明。熟習該項技術者將顯而易見此等實施例之各種更改，且本文所描述之一般原則可在並不偏離本發明之精神或範疇之情況下應用於其他實施例。因此，應理解，本文所呈現之描述及圖式表示 本發明之當前較佳實施例，且因此表示本發明所廣泛預期之標的物。應進一步瞭解，本發明之範疇完全涵蓋熟習該項技術者可顯而易見之其他實施例。
100‧‧‧通訊網路
101‧‧‧網際網路服務提供者(ISP)網路
102‧‧‧核心網路
103‧‧‧企業閘道
104‧‧‧覆蓋陰影
110‧‧‧大型基地台
120‧‧‧辦公大樓
130‧‧‧特微型基地台
140‧‧‧企業用毫微微蜂巢式基地台
150‧‧‧用戶台
160‧‧‧寬頻連接
170‧‧‧回載連接
200‧‧‧通訊網路
203‧‧‧DSL數據機
220‧‧‧住宅
240‧‧‧住宅用毫微微蜂巢式基地台
260‧‧‧寬頻連接
275‧‧‧無線存取節點
279‧‧‧發送器-接收器模組
281‧‧‧處理器模組
283‧‧‧儲存模組
285‧‧‧回載介面模組
410‧‧‧電話
415‧‧‧通訊鏈路
420‧‧‧網際網路
425‧‧‧網路路由器
430‧‧‧通訊鏈路
435‧‧‧行動網路
440‧‧‧行動網路閘道
445‧‧‧鏈路
450‧‧‧無線電存取網路
455‧‧‧無線電-頻率連接
460‧‧‧使用者終端
505‧‧‧輸入流量
510‧‧‧增強型封包檢查模組
515‧‧‧增強型分類及排隊系統模組
520‧‧‧排程組
525‧‧‧排程組
530‧‧‧排程組
591‧‧‧資料佇列
592‧‧‧資料佇列
593‧‧‧資料佇列
594‧‧‧資料佇列
595‧‧‧額外資料佇列
605‧‧‧另一邏輯模組
610‧‧‧RTP流偵測模組
620‧‧‧視訊流偵測模組
700‧‧‧無線通訊網路
705‧‧‧核心網路元件
715‧‧‧回載通訊鏈路
725‧‧‧直接通訊鏈路
750‧‧‧使用者設備
775‧‧‧無線存取節點
藉由學習附圖，可部分瞭解本發明之結構及運作上之詳情，附圖中之類似元件符號表示類似部分，其中：第1圖為根據本發明之態樣之無線通訊網路之圖；第2圖為根據本發明之態樣之另一無線通訊網路之圖；第3圖為根據本發明之態樣之無線存取節點之功能性方塊圖；第4圖為根據本發明之態樣之無線通訊系統之方塊圖；第5圖為根據本發明之態樣之增強型分類及排隊系統之功能性方塊圖及圖形表示；第6圖為根據本發明之態樣之封包檢查模組之功能性方塊圖；以及第7圖為根據本發明之態樣之無線通訊網路之圖。
700‧‧‧無線通訊網路
705‧‧‧核心網路元件
715‧‧‧回載通訊鏈路
725‧‧‧直接通訊鏈路
750‧‧‧使用者設備
775‧‧‧無線存取節點

Claims (28)

  1. 一種無線存取節點，包括：一發送器-接收器模組，經設置以以無線方式與多個使用者裝置通訊，所述使用者裝置包括第一使用者裝置；一回載介面模組，經設置以與一核心網路元件通訊；以及一處理器模組，耦接至該發送器-接收器模組及該回載介面模組，且經設置以檢查與該第一使用者裝置相關聯的資料封包的一或多個欄位，以偵測與該第一使用者裝置相關聯的一或多個資料流；檢查與所偵測的每一所述資料流相關聯的所述資料封包的一或多個欄位，以判定與所偵測的所述資料流相關聯的應用類別，並判定與所偵到的所述資料流相關聯的一或多個資料流特徵；將所述資料封包分離至多個資料佇列，每一所述資料佇列與多個排程組的其中一個相關聯，且每一所述資料佇列與至少一排程參數相關聯；更改與一或多個所述資料佇列相關聯的所述至少一排程參數，所述更改至少部分地基於與所偵測的所述一或多個資料流相關聯的所述資料流特徵，所述一或多個資料流與具有對應的所述資料佇列中之所述資料封包的該第一使用者裝置相關聯； 在慮及所更改的所述排程參數之情況下排程來自所述資料佇列之所述資料封包以便用於自該無線存取節點之發送；判定該第一使用者裝置將交替至一第二無線存取節點；以及將與該第一使用者裝置相關聯的該應用類別以及所偵測的每一所述資料流的所述一或多個資料流特徵傳送至該第二無線存取節點。
  2. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中所述一或多個資料流特徵包括由該回載介面模組接收以發送至該等使用者裝置之封包所判定之資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中所述一或多個資料流特徵包括由該發送器-接收器模組自該等使用者裝置接收之封包所判定之資訊。
  4. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中所述一或多個資料流特徵包括由該回載介面模組接收以發送至該等使用者裝置之封包，及由該發送器-接收器模組自該等使用者裝置接收之封包所判定之資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中所述一或多個資料流特徵包括一應用類別及一具體應用之一識別。
  6. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中所述檢查與所偵測的每一所述資料流相關聯的一或多個欄位包括使用偵測有關所述一或多個資料流特徵之資訊的方 法。
  7. 如申請專利範圍第6項之無線存取節點，其中該偵測有關所述一或多個資料流特徵的該資訊的方法包括分析含有用於所偵測的所述資料流之一設立協定的資料封包。
  8. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中該處理器模組進一步經設置以儲存可用於判定所述一或多個資料流特徵的至少一資料封包，以及其中傳送至該第二無線存取節點的與該第一使用者裝置相關聯的所偵測的每一所述資料流的所述一或多個資料流特徵包括所儲存之所述至少一資料封包。
  9. 如申請專利範圍第8項之無線存取節點，其中該儲存之資料封包包括為一訊息之部分的資料封包。
  10. 如申請專利範圍第8項之無線存取節點，其中所儲存之所述至少一資料封包包括自該第一使用者裝置接收的至少一資料封包及經該回載介面模組接收以發送至該第一使用者裝置的至少一資料封包。
  11. 如申請專利範圍第8項之無線存取節點，其中所儲存之所述至少一資料封包包括為一用於所偵測的所述資料流之設立訊息之部分的至少一資料封包。
  12. 如申請專利範圍第8項之無線存取節點，其中所儲存之所述至少一資料封包包括可用於所偵測的該資料流之統計分析的至少一資料封包。
  13. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中所述一 或多個資料流特徵包括所偵測的所述資料流對應的所述使用者裝置中的一者中的一緩衝器之佔用度估計。
  14. 如申請專利範圍第13項之無線存取節點，其中該緩衝器之該佔用度估計利用一利用所偵測的所述資料流之一開始時間及一當前時間計算的傳送時間。
  15. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中該處理器模組進一步經設置以查詢該第二無線存取節點，以便判定該第二無線存取節點利用所述一或多個資料流特徵之能力。
  16. 如申請專利範圍第15項之無線存取節點，其中傳送至該第二無線存取節點之所述一或多個資料流特徵係基於該第二無線存取節點利用所述一或多個資料流特徵之該能力。
  17. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中與該第一使用者相關聯的所偵測的每一所述資料流的所述一或多個資料流特徵係經由該核心網路元件傳送至該第二無線存取節點。
  18. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中與該第一使用者裝置相關聯之所偵測的每一所述資料流的所述一或多個資料流特徵係經由直接通訊鏈路傳送至該第二無線存取節點。
  19. 如申請專利範圍第18項之無線存取節點，其中該直接通訊鏈路包括一路由器。
  20. 如申請專利範圍第1項之無線存取節點，其中該處理 器模組進一步經設置以自該第二無線存取節點接收與一第二使用者裝置相關聯之至少一資料流的一或多個資料流特徵，該第二使用者裝置將由該第二無線存取節點交接至該無線存取節點，且使用所接收的與該第二使用者裝置相關聯之所述至少一資料流的所述一或多個資料流特徵來判定與該第二使用者裝置相關聯之所述至少一資料流對應的至少一所述資料佇列之所述排程參數。
  21. 一種無線存取節點，包括：一發送器-接收器模組，經設置以以無線方式與多個使用者裝置通訊；一回載介面模組，經設置以與一核心網路元件通訊；以及一處理器模組，耦接至該發送器-接收器模組及該回載介面模組，且經設置以將資料封包分離至多個資料佇列，每一所述資料佇列與多個排程組的其中一個相關聯，且每一所述資料佇列與至少一排程參數相關聯；更改與一或多個所述資料佇列相關聯的所述至少一排程參數，所述更改至少部分地基於與所述資料流相關聯的一或多個資料流特徵，所述資料流與具有對應的所述對應資料佇列中之資料封包；在慮及所更改的該等至少一排程參數之情況下排程來 自該等資料佇列之該等資料封包以便用於自該無線存取節點之發送；以及自一第二無線存取節點接收與所述使用者裝置其中之一相關聯之應用類別及至少一資料流的資料流特徵，所述使用者裝置其中之一將自該第二無線存取節點交接至該無線存取節點，其中所述所接收的應用類別及資料流特徵用以判定用於至少一所述資料佇列的排程參數。
  22. 如申請專利範圍第21項之無線存取節點，其中在接收到所述資料流特徵的情況下，所接收的所述資料特徵包括由以下各者組成之群組其中之一：一具體應用之一識別，一用以偵測所關聯的所述資料流的其他資料流特徵及應用類別的至少一個的方法，來自含有用於該資料流之一設立協定之資料封包的資訊，資料封包，可用於判定有關與該第二無線存取節點先前所儲存之該等資料封包相關聯之該資料流的一或多個資料流特徵的資訊，可用於該資料流之統計分析的資料封包，以及在所述資料流對應的該等使用者裝置之一者中的一緩衝器之佔用度估計。
  23. 如申請專利範圍第20項之無線存取節點，其中該處理器模組進一步經設置以將其利用所述一或多個資料流特徵之能力傳訊至該第二無線存取節點。
  24. 一種操作一無線通訊網路之方法，該方法包括：在一第一無線存取節點處接收資料封包，該等資料封包中之一些與與該第一無線存取節點通訊之第一使用者裝置相關聯；檢查與該第一使用者裝置相關聯的該等資料封包的一或多個欄位，以偵測與該第一使用者裝置相關聯的一或多個資料流；檢查與所偵測的每一所述資料流相關聯的所述資料封包的一或多個欄位，以判定與所偵測的該資料流相關聯的應用類別，並判定與所偵測的該資料流相關聯的一或多個資料流特徵；將該等資料封包分離至多個資料佇列，每一所述資料佇列與多個排程組其中之一相關聯，且每一所述資料佇列與至少一排程參數相關聯；更改與一或多個所述資料佇列相關聯的所述至少一排程參數，所述更改至少部分地基於與所偵測的所述一或多個資料流相關聯的所述資料流特徵，所述一或多個資料流與具有對應的所述資料佇列中之所述資料封包的該第一使用者裝置相關聯；在慮及所更改的所述排程參數之情況下將所述資料封包自所述資料佇列排程至一輸出佇列；自該輸出佇列發送所述資料封包；判定該第一使用者裝置將交替至一第二無線存取節點； 將與該第一使用者裝置相關聯之所偵測的每一所述資料流的所述一或多個資料流特徵自該第一無線存取節點傳送至該第二無線存取節點；在該第二無線存取節點處接收與該第一使用者裝置相關聯的所偵測的至少一所述資料流相關聯之其他資料封包；以及在該第二無線存取節點處利用所傳送的一或多個資料流特徵來將所接收的所述其他資料封包排程以從該第二無線存取節點發送至該第一使用者裝置。
  25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該利用所傳送的所述一或多個資料流特徵包括：將所述其他資料封包分離至該第二無線存取節點的多個資料佇列，每一所述資、料佇列與多個排程組的其中一個相關聯；判定該第二無線存取節點之所述資料佇列的排程參數，所述排程參數至少部分地基於所傳送的所述一或多個資料流特徵；排程自該第二無線存取節點之所述資料佇列的所述資料封包，以用於自該第二無線存取節點發送。
  26. 如申請專利範圍第24項之方法，其中與所偵測的每一所述資料流相關聯的所述一或多個資料流特徵更包括一具體應用之一識別。
  27. 如申請專利範圍第24項之方法，其中所述檢查與所偵測的每一所述資料流相關聯的所述資料封包的一或多 個欄位以判定與所偵測的所述資料流相關聯的一或多個資料流特徵包括判定為在一第一方向上發送之所述資料流之一設立訊息之部分的資料封包之資料流特徵，且其中自該設立訊息判定之所述資料流特徵用於判定與在相對於該第一方向之第二方向上發送之所述資料封包相關聯之所述排程參數。
  28. 如申請專利範圍第24項之方法，其中所述檢查與所偵測的每一所述資料流相關聯的所述資料封包的一或多個欄位以判定與所偵測的所述資料流的一或多個資料流特徵包括儲存用於判定與所述資料封包相關聯之一或多個資料流特徵的至少一所述資料封包，以及其中傳送與該第一使用者裝置相關聯之所偵測的每一所述資料流的所述一或多個資料流特徵包括傳送所儲存的所述至少一資料封包。
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