CN111193563A - 异质网络聚合启动方法与相关的移动通信基地台装置 - Google Patents

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Abstract

本公开为一种异质网络聚合启动方法与相关的移动通信基地台装置，应用于使用者移动装置以及无线网络存取点装置之间，该方法包含下列步骤：接收一组数据封包以及一信号强度信息，其中该组数据封包的通信位址指向该使用者移动装置，而该信号强度信息代表该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度；以及因应该组数据封包于一单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合一预设条件，将后续收到的数据封包的一第一部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将后续接收到的数据封包的一第二部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。

Description

异质网络聚合启动方法与相关的移动通信基地台装置
技术领域
本公开为一种异质网络聚合启动方法与相关的移动通信基地台装置，特别涉及应用于移动通信***中的一种异质网络聚合启动方法与相关的移动通信基地台装置。
背景技术
请参见图1A，其是一现有的移动通信***方框示意图，其中移动通信基地台装置10可以用来与通信范围内的多个使用者移动装置(UserEquipment，以下简称UE)111、112来完成信号连接。而移动通信基地台装置10可以是移动通信规格中定义的演进节点B(Evolved Node B，以下简称eNB)，例如在长期演进技术(Long Term Evolution，以下简称LTE)的移动通信***中，移动通信基地台装置10则可以是演进通用地面射频存取(网络)节点B(Evolved Universal Terrestrial Radio Access(Network)Node B，简称E-UTRANNode B)，其信号涵盖范围100如图所示。至于使用者移动装置111、112则可以是智能手机等个人移动装置。另外，由图可以看出，在同一个移动通信基地台装置10的范围内，电信供应商还可设置有一个无线区域网络(Wireless Local Area Network，以下简称WLAN)存取点装置121，其信号涵盖范围1210，可以与使用者移动装置111或使用者移动装置112来进行连线。
而在传统的应用中，电信供应商需要分别维护与监看无线区域网络存取点装置121以及移动通信基地台装置10的状况，用以达到让使用者能够随时随地进行网际网络的连接与应用。但是，在同一时间，使用者移动装置(UserEquipment，以下简称UE)111、112却只能使用其中一种无线技术来进行网络的数据传输。这样的配置显然是一件浪费资源的事。
于是，异质网络聚合技术便被提出，例如图1B所示的长期演进技术-无线区域网络聚合(LTE-WLAN Aggregation，以下简称LWA)技术的***方框示意图。它是将两种不同的无线信号传输技术资源(例如上述的LTE、WLAN)做聚合运用。让例如是智能手机等使用者移动装置(UE)111能够同时利用不同的无线传输技术来收发数据，进一步达到频宽提升的技术手段。
其中无线区域网络存取点装置121与移动通信基地台装置10之间以紧密耦合架构(Tight coupling system architecture)201来完成信号连接而整合成一个无线异质网络聚合基地台20，再通过后端的核心网络(Core Network)21与网际网络22完成连接。而演进分组数据闸道(ePDG)/可信无线接入闸道(TWAG)模块23则使无线区域网络存取点装置121与核心网络(CoreNetwork)21间，可以使用松散耦合架构(Loose coupling systemarchitecture)来完成信号连接。至于无线区域网络存取点装置121与网际网络22之间则不存在直接的信号耦合关系。如此一来，LWA可以将异质无线技术进行数据聚合，来突破无线技术的上限，并且WLAN的部分除了原先使用WLAN技术的设备，还能另外增加使用LTE技术的设备，增加资源利用率并且电信供应商不需要监测WLAN设备的联外状态，因为所有数据都可以是由LTE的后端来进行进行发送与管理。
但是，当同时间有多个使用者设备(UE)在同一个无线网络(wifi)存取点上完成登录而同时使用LWA技术时，就会发生多个使用者设备(UE)抢食同一个无线网络存取点的资源的情况。而这种情况容易造成各个使用者设备(UE)在无线资源上分配不均的情形，导致整体使用者都会无法感受到使用LWA技术后带来的传输速率提升的效果，最后导致LWA技术反而无法正常发挥应有的功用。而如何能有效改善此一现有手段的缺失，让整体数据传输效能低落或不稳定的情形减少发生，为发展本公开的主要目的。
发明内容
本公开为一种异质网络聚合启动方法，应用于一使用者移动装置、一无线网络存取点装置以及一移动通信基地台装置之间，该方法包含下列步骤：接收一组数据封包以及一信号强度信息，其中该组数据封包的通信位址指向该使用者移动装置，而该信号强度信息代表该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度；以及因应该组数据封包于一单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合一预设条件，将后续收到的数据封包的一第一部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将后续接收到的数据封包的一第二部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
如上述构想所述的异质网络聚合启动方法，其中该信号强度信息符合该预设条件为：该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度大于一预设门限值。
如上述构想所述的异质网络聚合启动方法，其中该组数据封包于该单位时间内的数据传输量符合该预设条件为：一固定数量数据封包的头尾两数据封包到达时间之间隔长度小于一预设时间，且该固定数量的数据封包的位元组长度皆大于一预设位元组长度。
如上述构想所述的异质网络聚合启动方法，其中该组数据封包于该单位时间内的数据传输量或该信号强度信息未符合该预设条件，维持将该组数据封包的由该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置。
如上述构想所述的异质网络聚合启动方法，其中因应该组数据封包于该单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合该预设条件，将接收到的该组数据封包的一第三部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将该组数据封包的一第四部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
本公开的另一方面为一种移动通信基地台装置，应用于至少一使用者移动装置与至少一无线网络存取点装置之间，该装置包含：一节点主体；信号连接于网际网络且无线连接于该使用者移动装置与该无线网络存取点装置，用以接收一组数据封包以及一信号强度信息，其中该组数据封包的通信位址指向该使用者移动装置，而该信号强度信息代表该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度；以及一分流判断单元，信号连接于该节点主体与该无线网络存取点装置，因应该组数据封包于一单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合一预设条件，将后续收到的数据封包的一第一部分分配给该节点主体来传送给该使用者移动装置，并将该组数据封包的一第二部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
如上述构想所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元所进行该信号强度信息符合该预设条件的判断为：该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度大于该预设门限值。
如上述构想所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元所进行该组数据封包于该单位时间内的数据传输量符合该预设条件为：一固定数量数据封包的头尾两数据封包到达时间之间隔长度小于一预设时间，且该固定数量的数据封包的位元组长度皆大于一预设位元组长度。
如上述构想所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元于该组数据封包于该单位时间内的数据传输量或该信号强度信息未符合该预设条件时，维持将该组数据封包的由该节点主体来传送给该使用者移动装置。
如上述构想所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元因应该组数据封包于该单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合该预设条件时，将该组数据封包的一第三部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将该组数据封包的一第四部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
附图说明
图1A，其是一现有的移动通信***方框示意图。
图1B，其是现有的长期演进技术-无线区域网络聚合(LWA)技术的***方框示意图。
图2，其是本公开为改善现有手段的缺失所发展出来的异质网络聚合启动方法的流程步骤示意图。
图3，其是本公开为改善现有手段的缺失所发展出来的移动通信***方框示意图。
图4A-4F，其是以信号传输协定与信号传输层为表达方式的数据监测与分流示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 移动通信基地台装置
100 信号涵盖范围
111、112 使用者移动装置
121 无线区域网络存取点装置
1210 信号涵盖范围
201 紧密耦合架构
20 无线异质网络聚合基地台
21 核心网络
22 网际网络
23 演进分组数据闸道/可信无线接入闸道模块
310、311 使用者移动装置
32 无线网络存取点装置
33 移动通信基地台装置
331 节点主体
332 分流判断单元
3 网际网络
30 核心网络
40 数据伫列
41 封包数据汇聚协定模块
42 无线连结控制模块
43 媒体存取控制模块
44 无线区域网络路径
具体实施方式
请参见图2，其是本公开为改善现有手段的缺失所发展出来的异质网络聚合启动方法的流程步骤示意图，其主要应用于如图3所示的移动通信***的功能方框示意图，图3所表示的移动通信***主要包含有至少一无线网络存取点装置32、移动通信基地台装置33(其中包含有节点主体331以及分流判断单元332)以及至少一使用者移动装置(本图例中有使用者移动装置310、311)，当网际网络3通过核心网络30将一连串的数据封包(例如格式是协定数据单元(Protocol Data Unit,简称PDU)的数据封包)送至移动通信基地台装置33时，运行在移动通信基地台装置33中的封包数据汇聚协定(PDCP)便可扮演分流判断单元332的角色来进行下列步骤：
首先，移动通信基地台装置33中的节点主体331用以接收一连串的数据封包与至少一信号强度信息(步骤21)，而移动通信基地台装置33可以用来识别出每个数据封包的通信位址，解读出该数据封包是指向登录在移动通信基地台装置33上多个使用者移动装置中的某一个使用者移动装置。以本例而言，是以使用者移动装置310、311为例的两个使用者移动装置来进行说明，当然也可以是仅登录有一个使用者移动装置或多于两个使用者移动装置。于是，移动通信基地台装置33便会接收到对应至该使用者移动装置的一信号强度信息，该信号强度信息则代表该使用者移动装置与该无线网络存取点装置32间的信号强度。以本图例而言，移动通信基地台装置33会分别收到相对应于使用者移动装置310与该无线网络存取点装置32间的第一信号强度信息以及使用者移动装置311与该无线网络存取点装置32间的第二信号强度信息。而第一信号强度信息以与第二信号强度信息除了可以从使用者移动装置310、311所发出的信号中来得到，另外也可以从该无线网络存取点装置32中所暂存的信号强度信息或其发出信号中所内含的信号强度信息来得到。
接着，为能确认使用者移动装置310、311与该无线网络存取点装置32间的信号强度是足够的，于是本公开方法便可选择让移动通信基地台装置33中的分流判断单元332来执行步骤22：判断相对应的信号强度信息是否符合一预设条件，举例来说，使用者移动装置310与该无线网络存取点装置32间的信号强度是否大于一个预设门限值。若是，则代表该无线网络存取点装置32已具有可以分摊数据传输至使用者移动装置310的能力，因此在具有可以开启长期演进技术-无线区域网络聚合(LTE-WLAN Aggregation，以下简称LWA)功能的前提下，进入下一个步骤23来进行另一判断。若否，表示使用者移动装置310可能与该无线网络存取点装置32间的距离太远而导致信号强度不足，因此尚不适合开启LWA功能而回到步骤22继续监控。另外，而在此处的判断还可以扩展到一个移动通信基地台装置33的服务范围中建置有多个无线网络存取点装置的情况，用以判断多个使用者移动装置与多个无线网络存取点装置间的多个信号强度中是否有大于预设门限值，甚至再引入其他条件，例如”使用者移动装置注册数目较少的无线网络存取点装置”等，以多个条件来进行筛选，进而挑选出可以进行分流的一个或多个无线网络存取点装置，而该无线网络存取点装置具有信号足够强且较少使用者注册来瓜分网络资源的特征。
于是接下来便判断准备传送至某一个使用者移动装置的数据封包是否过量，因此步骤23为判断一特定通信位址的该组数据封包于一单位时间内的数据传输量是否皆符合该预设条件，若是，则代表具有可以开启LWA功能的条件已成立，便进入步骤24，进而将后续接收到的数据封包的一第一部分分配给该移动通信基地台装置33来传送给该使用者移动装置310，并将后续接收到的数据封包的一第二部分分配给该无线网络存取点装置32来传送给该使用者移动装置310，当然也可以将皆符合该预设条件的该组数据封包的一第三部分分配给该移动通信基地台装置33来传送给该使用者移动装置310，并将该组数据封包的一第四部分分配给该无线网络存取点装置32来传送给该使用者移动装置310。若否，则表示单位时间内的数据传输量不足，还不需要开启LWA功能而回到步骤22(另外一例或是步骤23)继续监控。另外，在本例中是以一个移动通信基地台装置33中建置有一个无线网络存取点装置的情况来进行说明，当然也可以扩展到一个移动通信基地台装置33中建置有多个无线网络存取点装置的情况，进而利用一个或多个无线网络存取点装置来进行分流。
如上所述，本公开可以利用上述方法来检测出何时要启动某一使用者移动装置与本公开***间的LWA功能，如此一来，将可以让真正需要大量数据传输需求的使用者移动装置来使用LWA功能，把频宽资源分配给真正需要的使用者移动装置。
而在LTE协定中，封包数据汇聚协定(PDCP)是用来进行数据的处理，所以在本公开所提出的技术中，便可利用封包数据汇聚协定(PDCP)来扮演分流判断单元332的角色，用以将数据分别传输至原先的LTE传输路径并额外增加一条给WLAN技术的传输路径。为能更清楚解释本公开的技术手段，本公开再以信号传输协定与信号传输层为表达方式，利用图4A-4F来进一步举例说明。首先，已确认使用者移动装置310与无线网络存取点装置32间的信号强度是足够的，所以针对使用者移动装置310便可以开始评估其是否需要开启LWA的分流功能。
图4A中是表示出分属两个特定通信位址的一连串数据封包由网际网络3以及核心网络30传送到移动通信基地台装置33，而一连串的数据封包(例如格式是协定数据单元(Protocol Data Unit,简称PDU)被运行在移动通信基地台装置33的封包数据汇聚协定(PDCP)模块41接收后，便会利用数据伫列40来进行封包暂存与排序，其中封包编号为***数字的数据封包代表是传送给使用者移动装置310，封包编号为国字的数据封包代表是使用者移动装置311。于是本公开技术手段便在此处对于封包的数量进行累计与速率评估。例如，将传送给使用者移动装置310的封包10的到达时间减去(传送给使用者移动装置310的)封包1的到达时间，所得到的时间长度T1是否小于一预设时间T(例如1秒)，若时间长度T1大于预设时间T，表示数据封包产生的时间间隔太长，数据传输速率不高，所以就对该数据封包累计数来重新计数，而变成如图4B的所示，重新计算封包20的到达时间与封包11的到达时间之间隔。
图4C则表示出当传送给使用者移动装置310的封包20的到达时间减去(传送给使用者移动装置310的)封包11的到达时间，所得到的时间长度T2已小于预设时间T(例如1秒)时，便进一步检视每个封包的位元组长度是否大于一预设位元组长度(例如1300位元组)。而在此例则并非如此，所以还是对该数据封包累计数来重新计数而进入如图4D的所示，重新计算封包30的到达时间与封包21的到达时间之间隔。
图4E则表示出当传送给使用者移动装置310的封包30的到达时间减去(传送给使用者移动装置310的)封包21的到达时间，所得到的时间长度T3已小于预设时间T(例如1秒)，且每个封包的位元组长度亦大于该预设位元组长度(例如1300位元组)时，便可停止对传送给使用者移动装置310的封包的速率监控而开启属于使用者移动装置310的LWA分流功能。但仍持续对使用者移动装置311的速率监控。
图4F则表示出使用者移动装置310的LWA分流功能已开始运行，进而将欲传给使用者移动装置310的数据封包的一部分(例如图中的封包31、32、34、35、37、38、40)改通过无线区域网络路径44来进行分流传送。至于欲传给使用者移动装置310的数据封包的另一部分(例如图中的封包33、36、39)以及欲传给使用者移动装置311的全部数据封包(例如图中所示的封包七、八)还是通过原本无线连结控制(RLC)模块42、媒体存取控制(MAC)模块43的LTE传输路径来进行传送。如此一来，本公开技术将可以有效地解决数据量过大的问题，进而达到资源分配的最佳化。另外，当该组数据封包于该单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合该预设条件时，还可以持续将后续接收到的数据封包的一第三部分分配给该移动通信基地台装置33来传送给该使用者移动装置310，并将该组数据封包的一第四部分分配给该无线网络存取点装置32来传送给该使用者移动装置310，并于一段预定时间后再进入上述步骤22再进行监测。
再者，本公开还可以整合至针对一个移动通信基地台装置10搭配多个无线区域网络(Wireless Local Area Network，以下简称WLAN)存取点装置的情况下来进行资源分配(相关技术可以参考申请人所申请的107134192号申请案说明书)，通过找出信号强度较强且使用者注册数目较少的存取点装置来进行LWA分流功能，如此更能最佳化资源分配的效果。
综上所述，本发明可以让LWA在适当的时期点才开启分流程序，借此最佳化资源分配的效果，而且也可以在放入多个无线网络存取点装置来进行聚合时有效进行资源分配，进而改善现有手段的缺失，因此可以达到发展本公开的主要目的。本公开得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims (10)

1.一种异质网络聚合启动方法，应用于一使用者移动装置、一无线网络存取点装置以及一移动通信基地台装置之间，该方法包含下列步骤：
接收一组数据封包以及一信号强度信息，其中该组数据封包的通信位址指向该使用者移动装置，而该信号强度信息代表该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度；以及
因应该组数据封包于一单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合一预设条件，将后续收到的数据封包的一第一部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将后续接收到的数据封包的一第二部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
2.如权利要求1所述的异质网络聚合启动方法，其中该信号强度信息符合该预设条件为：该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度大于一预设门限值。
3.如权利要求2所述的异质网络聚合启动方法，其中该组数据封包于该单位时间内的数据传输量符合该预设条件为：一固定数量数据封包的头尾两数据封包到达时间之间隔长度小于一预设时间，且该固定数量的数据封包的位元组长度皆大于一预设位元组长度。
4.如权利要求1所述的异质网络聚合启动方法，其中该组数据封包于该单位时间内的数据传输量或该信号强度信息未符合该预设条件，维持将该组数据封包的由该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置。
5.如权利要求1所述的异质网络聚合启动方法，其中因应该组数据封包于该单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合该预设条件，将接收到的该组数据封包的一第三部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将该组数据封包的一第四部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
6.一种移动通信基地台装置，应用于至少一使用者移动装置与至少一无线网络存取点装置之间，该装置包含：
一节点主体；信号连接于网际网络且无线连接于该使用者移动装置与该无线网络存取点装置，用以接收一组数据封包以及一信号强度信息，其中该组数据封包的通信位址指向该使用者移动装置，而该信号强度信息代表该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度；以及
一分流判断单元，信号连接于该节点主体与该无线网络存取点装置，因应该组数据封包于一单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合一预设条件，将后续收到的数据封包的一第一部分分配给该节点主体来传送给该使用者移动装置，并将该组数据封包的一第二部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
7.如权利要求6所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元所进行该信号强度信息符合该预设条件的判断为：该使用者移动装置与该无线网络存取点装置间的信号强度大于一预设门限值。
8.如权利要求7所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元所进行该组数据封包于该单位时间内的数据传输量符合该预设条件为：一固定数量数据封包的头尾两数据封包到达时间之间隔长度小于一预设时间，且该固定数量的数据封包的位元组长度皆大于一预设位元组长度。
9.如权利要求6所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元于该组数据封包于该单位时间内的数据传输量或该信号强度信息未符合该预设条件时，维持将该组数据封包的由该节点主体来传送给该使用者移动装置。
10.如权利要求9所述的移动通信基地台装置，其中该分流判断单元因应该组数据封包于该单位时间内的数据传输量与该信号强度信息皆符合该预设条件时，将该组数据封包的一第三部分分配给该移动通信基地台装置来传送给该使用者移动装置，并将该组数据封包的一第四部分分配给该无线网络存取点装置来传送给该使用者移动装置。
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