移动通信装置、电信网络、及处理接入网络寻找与选择功能规则的方法

摘要

本公开文本提供了一种移动通信装置、电信网络、及处理接入网络寻找与选择功能规则的方法。其中，移动通信装置具有第一无线模块、第二无线模块、以及控制器模块。第一与第二无线模块分别用以使用蜂窝式无线技术、短距无线技术执行与电信网络、接入点之间的无线传输与接收。控制器模块用以透过第一无线模块从电信网络接收无线接入网络规则、接入网络寻找与选择功能规则、以及指标，并根据指标决定使用无线接入网络规则、或接入网络寻找与选择功能规则，以透过第二无线模块将数据流量从电信网络卸载到接入点。本申请的方案提供了一种更具弹性的操纵数据流量的方法，能够在异质网络间操纵针对移动台的数据流量。

说明书

技术领域

本发明主要涉及跨异质网络提供通信服务的技术，尤其涉及一种处理 接入网络寻找与选择功能(Access Network Discovery and Selection  Function，ANDSF)规则的装置与方法，适用于使用蜂窝式无线(cellular) 技术的电信网络与使用短距无线(Short Range Wireless，SRW)技术的接入 点(Access Point，AP)之间卸载针对一移动通信装置的数据流量(data  traffic)。

背景技术

近年来，由于大众对普适(ubiquitous)运算与网络的需求大幅增长， 于是各种无线技术纷纷问世，例如：短距无线技术以及蜂窝式无线技术， 其中短距无线技术包括无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)技术、蓝牙技 术、以及群蜂(Zigbee)技术等；蜂窝式无线技术包括全球移动通信系统 (Global System for Mobile communications，GSM)技术、通用封装无线服 务(General Packet Radio Service，GPRS)技术、全球增强型数据传输 (Enhanced Data rates for Global Evolution，EDGE)技术、宽带码分多址 (Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)技术、码分多址- 2000(Code Division Multiple Access 2000，CDMA-2000)技术、时分同步 码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD- SCDMA)技术、全球互通微波接入(Worldwide Interoperability for  Microwave Access，WiMAX)技术、长期演进(Long Term Evolution， LTE)技术、长期演进强化(LTE Advanced，LTE-A)技术、以及时分长期 演进(Time-Division LTE，TD-LTE)技术等。

考虑到使用者的便利性及使用弹性，现今多数的移动台(Mobile  Station，MS)(或可称为使用者装置(User Equipment，UE))皆具备两个或 两个以上的无线通信模块，以支持不同的无线技术。然而，每种无线技术 皆有其不同的特性，例如：频宽、涵盖范围、以及服务率等，特别是，每 个无线网络所能提供的频宽与涵盖范围必须视移动台所在位置及当下时间 而定。

举例说明，同时具备有宽带码分多址模块与无线保真模块的一移动 台，其可选择性地使用宽带码分多址技术或无线保真技术以取得无线服 务。一般而言，使用宽带码分多址技术所取得的无线服务具有较为受限的 频宽，但具有较佳的移动性；相较之下，使用无线保真技术所取得的无线 服务具有较充足的频宽，但其移动性较差。然而，对移动台而言，透过宽 带码分多址网络所取得的无线服务虽然具有较佳的移动性，但常遭遇到急 遽的信号品质变化，相较之下，透过无线保真的接入点所取得的无线服务 虽然移动性较差，但通常可维持相对稳定的信号品质。因此，亟需有一种 更具弹性的操纵数据流量的方法，能够在异质网络间操纵针对移动台的数 据流量。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的一实施例提供了一种移动通信装 置，包括一第一无线模块、一第二无线模块、以及一控制器模块。上述第 一无线模块用以使用一蜂窝式无线技术(cellular)执行与一电信网络之间 的无线传输与接收。上述第二无线模块用以使用一短距无线(Short Range  Wireless，SRW)技术执行与一接入点(Access Point，AP)的间无线传输 与接收。上述控制器模块用以透过上述第一无线模块从上述电信网络接收 至少一无线接入网络(Radio Access Network，RAN)规则、至少一接入网 络寻找与选择功能(Access Network Discovery and Selection Function， ANDSF)规则、以及至少一指标，以及根据上述指标决定使用上述无线接 入网络规则、或上述接入网络寻找与选择功能规则，以透过上述第二无线 模块将数据流量从上述电信网络卸载到上述接入点。

本发明的另一实施例提供了一种电信网络，包括一接入网络、以及接 入网络。上述接入网络用以使用一蜂窝式无线技术传送至少一无线接入网 络规则至一移动通信装置。上述核心网络用以透过上述接入网络传送至少 一接入网络寻找与选择功能规则、以及至少一指标至上述移动通信装置， 以协助上述移动通信装置根据上述指标决定使用上述无线接入网络规则、 或上述接入网络寻找与选择功能规则而将数据流量从上述电信网络卸载到 使用一短距无线技术的一接入点。

本发明的又一实施例提供了一种处理接入网络寻找与选择功能规则的 方法，适用于使用一蜂窝式无线技术的一电信网络与使用一短距无线技术 的一接入点之间卸载针对一移动通信装置的数据流量。上述方法包括以下 步骤：由上述电信网络传送至少一无线接入网络规则、至少一接入网络寻 找与选择功能规则、以及至少一指标至上述移动通信装置；以及由上述移 动通信装置根据上述指标决定使用上述无线接入网络规则或上述接入网络 寻找与选择功能规则以将数据流量从上述电信网络卸载到上述接入点。

本申请的方案提供了一种更具弹性的操纵数据流量的方法，能够在异 质网络间操纵针对移动台的数据流量。

关于本发明其他附加的特征与优点，本领域技术人员，在不脱离本发 明的精神和范围内，当可根据本申请实施方法中所公开的移动通信装置、 电信网络、以及处理接入网络寻找与选择功能规则的方法做些许的更动与 润饰而得到。

附图说明

图1是根据本发明一实施例所述的无线通信环境的示意图。

图2是根据本发明一实施例所述的移动通信装置110的示意图。

图3是根据本发明一实施例所述的处理接入网络寻找与选择功能规则 的方法流程图。

图4是根据本发明一实施例所述的处理接入网络寻找与选择功能规则 以将数据流量从电信网络120卸载至接入点130或140的信息序列图。

[主要元件附图标记说明]

100  无线通信环境

110  移动通信装置

120  电信网络

121  接入网络

122  核心网络

130、140  接入点

10、20  无线模块

30   控制器模块

S310～S320、S401～S410步骤

具体实施方式

本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式，目的在于说明本发明的精 神而非用以限定本发明的保护范围，应理解下列实施例可经由软件、硬 件、固件、或上述任意组合来实现。

图1是根据本发明一实施例所述的无线通信环境的示意图。无线通信 环境100包括移动通信装置110、电信网络120、以及接入点130、140。移 动通信装置110可为智能手机、平板电脑、笔记型电脑、或任何电子计算 装置，只要其可支持接入点130、140所使用的短距无线技术、以及电信网 络120所使用的蜂窝式无线技术。移动通信装置110可选择性地连接至电 信网络120、以及接入点130/140的其中一者或同时连接至两者，以取得无 线服务。

接入点130、140可各自建立一短距无线网络，以作为提供无线服务给 移动通信装置110的另一种选择。举例来说，接入点130、140可由电信网 络120的经营业者所布建、或与电信网络120以合作模式运作。明确来 说，接入点130、140可透过以太网缆线连接至有线区域网络，且通常用以 接收、暂存、以及传送针对移动通信装置110的数据流量。如图1所示， 接入点130、140可直接连接至核心网络122、或透过网际网络间接地连接 至核心网络122。一般来说，若接入点130、140所使用的短距无线技术为 无线保真技术，则其平均具有20公尺(在有障碍物的地方，例如：墙壁、 楼梯间、电梯等)到100公尺(在空旷开放的地方)不等的信号涵盖范 围。除了无线保真技术之外，接入点130、140也可使用其他的短距无线技 术，例如：蓝牙技术、群蜂技术等，且本发明不在此限。

电信网络120可以是使用长期演进技术为基础的系统，例如：长期演 进系统、长期演进强化系统、或时分长期演进系统等，端视所使用的蜂窝 式无线技术而定。电信网络120至少包括接入网络121与核心网络122，其 中接入网络121由核心网络122所控制以提供无线传输与接收的功能。举 例来说，如果电信网络120为长期演进系统、长期演进强化系统、或时分 长期演进系统，则接入网络121可为演进式通用陆地无线电接入网络 (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，其包括 至少一演进式基地台(evolve Node B，eNB)，而核心网络122可为演进封 装核心(Evolved Packet Core，EPC)，其包括了：本地用户伺服器(Home  Subscriber Server，HSS)、移动管理实体(Mobility Management Entity， MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)、封装数据网络网关 (Packet Data Network Gateway，PDN-GW/P-GW)、策略与计费规则功能 (Policy and Charging Rules Function，PCRF)实体、以及接入网络寻找与 选择功能实体。

接入网络寻找与选择功能实体负责协助移动通信装置110以寻找非第 三代合作计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)的网络，例如： 由接入点130、140所建立的短距无线网络、或全球互通微波接入网络等。 除了第三代合作计划的网络(例如：电信网络120)之外，非第三代合作计 划的网络可作为提供数据通信服务的另一种选择。另外，接入网络寻找与 选择功能实体还负责提供规则(或可称为接入网络寻找与选择功能规则) 给移动通信装置110，用以规范与非第三代合作计划的网络的连线。

图2是根据本发明一实施例所述的移动通信装置110的示意图。移动 通信装置110包括无线模块10、20、以及控制器模块30。无线模块10用 以提供与电信网络120之间的无线传输与接收功能，无线模块20用以提供 与接入点130或140之间的无线传输与接收功能。控制器模块30用以控制 无线模块10、20的运作、以及控制其他功能元件(未绘示)，例如：用作 人机界面(Man-Machine Interface，MMI)的显示单元以和/或按键、用以储 存应用或通信协议的程序码的储存单元、以及用以取得位置信息的全球定 位系统(Global Positioning System，GPS)单元等。特别是，控制器模块30 还控制无线模块10、20以执行本发明所述的处理接入网络寻找与选择功能 规则的方法。

进一步说明，无线模块10、20可分别为一射频(Radio Frequency， RF)单元，而控制器模块30可为基频单元或基频芯片的微控制器(Micro  Control Unit，MCU)。举例来说，无线模块10可为一长期演进射频单元， 控制器模块30可为长期演进基频单元的微控制器，而无线模块20可为无 线保真基频单元与无线保真射频单元的整合元件。或者，无线模块10、20 皆为整合了基频单元的一射频单元，而控制器模块30可为一通用处理器、 应用处理器、或微控制器。例如：无线模块10可为整合了长期演进基频单 元的一长期演进射频单元，无线模块20可为整合了无线保真基频单元的一 无线保真射频单元，而控制器模块30可为一微控制器。

基频单元可包括多个硬件装置以执行基频信号处理，包括模拟数字转 换(analog-to-digital conversion，ADC)/数字模拟转换(digital-to-analog  conversion，DAC)、增益(gain)调整、调变与解调变、以及编码/解码 等。射频单元可接收射频无线信号，并将射频无线信号转换为基频信号以 交由基频单元进一步处理，或自基频单元接收基频信号，并将基频信号转 换为射频无线信号以进行传送。射频单元也可包括多个硬件装置以执行上 述射频转换，举例来说，射频单元可包括一混频器(mixer)以将基频信号 乘上无线通信系统的射频中的一震荡载波，其中该射频可为无线保真技术 所使用的2.4吉赫、3.6吉赫、4.9吉赫、或5吉赫，或长期演进或长期演进 强化技术所使用的900兆赫、2100兆赫、或2.6吉赫，或分时长期演进技 术所使用的1880-1920兆赫、2496-2690兆赫、或3.5/3.6吉赫，或端视所使 用的无线技术而定。

虽未绘示，也当可理解接入网络121至少包括一接入节点，例如：进 化式基地台，且类似于图2的实施例，该接入节点可包括一无线模块与一 控制器模块，其中该无线模块用以提供与移动通信装置110之间的无线传 输与接收的功能，而该控制器模块用以控制该无线模块的运作。关于无线 模块与控制器模块的详细说明请参照图2的实施例，在此不再赘述。

图3是根据本发明一实施例所述的处理接入网络寻找与选择功能规则 的方法流程图。本发明所述的方法可施作于移动通信装置与电信网络之间 所使用的通信协议中的应用(application，APP)层。在此实施例，移动通 信装置初步地先从电信网络取得无线服务。首先，电信网络传送至少一无 线接入网络规则、至少一接入网络寻找与选择功能规则、以及至少一指标 至移动通信装置(步骤S310)。无线接入网络规则是由电信网络中的接入 网络所指定，接入网络寻找与选择功能规则是由电信网络中的核心网络所 指定。明确来说，无线接入网络规则、或接入网络寻找与选择功能规则的 每一者皆包括第一有效条件与第二有效条件，其中第一有效条件指定电信 网络的信号品质必须低于第一阈值，而第二有效条件指定接入点的信号品 质必须高于第二阈值。或者，无线接入网络规则、或接入网络寻找与选择 功能规则的每一者还可再包括其他有效条件，例如：指定电信网络的系统 负载必须低于预定阈值、或指定接入点的系统负载必须低于预定阈值。

举例来说，第一有效条件可由以下公式定义：

RSRP or RSRQ<A

其中RSRP是指电信网络的参考信号接收功率(Reference Signal  Received Power)，RSRQ是指电信网络的参考信号接收品质(Reference  Signal Received Quality)。另外，第二有效条件可由以下公式定义：

RSSI>B

其中RSSI是指接入点的接收信号强度指标(Received Signal Strength  Indicator)。

除了第一有效条件与第二有效条件之外，接入网络寻找与选择功能规 则还可再包括时间条件、以及位置条件，其中时间条件用以指定一天之中 的一预定时间区段(例如：00:00～06:00AM)，位置条件用以指定一预定位 置(例如：台北市)。

在一实施例，无线接入网络规则可以和需要被卸载的数据流量大小、 以及需要被回报的数据流量单位一起被传送至移动通信装置。需要被回报 的数据流量单位系用以指定以数据无线承载(Data Radio Bearer，DRB)、 封装数据网络(Packet Data Network，PDN)连线、或封装数据网络为单位 基准。在一实施例，接入网络寻找与选择功能规则可以和需要被卸载的数 据流量相关连的网络协议(Internet Protocol，IP)数据流或接入点名称 (Access Point Name，APN)一起被传送至移动通信装置。

在一实施例，无线接入网络规则透过无线资源控制连线重设(RRC  CONNECTION RECONFIGURATION)信息而被传送至移动通信装置，接 入网络寻找与选择功能规则以及指标透过开放移动联盟(Open Mobile  Alliance，OMA)装置管理(Device Management，DM)信息而被传送至移 动通信装置。

在步骤S310之后，移动通信装置根据指标决定使用无线接入网络规 则、或接入网络寻找与选择功能规则，以将数据流量从电信网络卸载到接 入点(步骤S320)，并结束方法流程。

在一实施例，所述指标为一来源指标，用以指示无线接入网络规则优 先于接入网络寻找与选择功能规则、或接入网络寻找与选择功能规则优先 于无线接入网络规则。

当来源指标被设为0时，表示无线接入网络规则优先于接入网络寻找 与选择功能规则，所以移动通信装置忽略掉接入网络寻找与选择功能规 则，并以无线接入网络规则来选择接入点进行数据流量的卸载，其中所选 择的接入点必须满足无线接入网络规则中的一或多个有效条件。

当来源指标被设为1时，表示接入网络寻找与选择功能规则优先于无 线接入网络规则，所以移动通信装置忽略掉无线接入网络规则，并以接入 网络寻找与选择功能规则来选择接入点进行数据流量的卸载，其中所选择 的接入点必须满足接入网络寻找与选择功能规则中的一或多个有效条件。

在另一实施例，所述指标为一动作指标，分别关连至接入网络寻找与 选择功能规则的一者，用以指示无线接入网络规则优先于接入网络寻找与 选择功能规则、或接入网络寻找与选择功能规则优先于无线接入网络规 则、或接入网络寻找与选择功能规则以及无线接入网络规则为同等优先。

当动作指标被设为1时，表示无线接入网络规则优先于接入网络寻找 与选择功能规则，所以移动通信装置忽略掉接入网络寻找与选择功能规 则，并以无线接入网络规则来选择接入点进行数据流量的卸载，其中所选 择的接入点必须满足无线接入网络规则中的一或多个有效条件。

当动作指标被设为2时，表示接入网络寻找与选择功能规则以及无线 接入网络规则为同等优先，所以移动通信装置同时使用无线接入网络规 则、以及接入网络寻找与选择功能规则来选择接入点进行数据流量的卸 载，其中所选择的接入点必须同时满足无线接入网络规则、以及接入网络 寻找与选择功能规则。举例来说，如果接入网络寻找与选择功能规则中的 有效条件指定电信网络的系统负载必须低于0.6(即60％)，而无线接入网 络规则中的有效条件指定电信网络的系统负载必须低于0.4(即40％)，则 移动通信装置必须在电信网络的系统负载低于0.4时才能发起数据流量的卸 载。需注意的是，电信网络可周期性地广播或特地传送其系统负载信息给 移动通信装置。

当动作指标被设为3时，表示接入网络寻找与选择功能规则优先于无 线接入网络规则，所以移动通信装置忽略掉无线接入网络规则，并以接入 网络寻找与选择功能规则来选择接入点进行数据流量的卸载，其中所选择 的接入点必须满足接入网络寻找与选择功能规则中的一或多个有效条件。

在另一实施例，所述指标可预设在移动通信装置中，而电信网络就不 需要再传送指标给移动通信装置。也就是说，移动通信装置可使用预设的 指标来处理无线接入网络规则、以及接入网络寻找与选择功能规则。

需注意的是，本申请与传统设计不同之处在于，本申请在无线接入网 络规则、以及接入网络寻找与选择功能规则之外，还提供了指标以协助移 动通信装置去解决无线接入网络规则、以及接入网络寻找与选择功能规则 之间可能存在的规则重叠或规则之间相互矛盾的问题。

图4是根据本发明一实施例所述的处理接入网络寻找与选择功能规则 以将数据流量从电信网络120卸载至接入点130或140的信息序列图。首 先，电信网络120透过无线资源控制连线重设信息，将无线接入网络规则 清单、需要被卸载的数据流量大小、以及需要被回报的数据流量单位传送 至移动通信装置110(步骤S401)。然后，移动通信装置110传送无线资 源控制连线重设完成(RRC CONNECTION RECONFIGURATION  COMPLETE)信息至电信网络120，以确认接收到无线资源控制连线重设 信息(步骤S402)。

接着，电信网络120透过开放移动联盟的装置管理信息，将接入网络 寻找与选择功能规则清单、以及指标传送至移动通信装置110(步骤 S403)。需注意的是，在此实施例，由于电信网络120与移动通信装置110 之间是以推播(PUSH)模式来传递接入网络寻找与选择功能规则清单、以 及指标，所以移动通信装置110无需回复确收给电信网络120。在另一实施 例，如果电信网络120与移动通信装置110之间是使用索取(PULL)模 式，则移动通信装置110必须先向电信网络120发起请求，而电信网络120 在接收到请求之后才执行步骤S403。

在另一实施例，接入网络寻找与选择功能规则清单、以及指标的传送 可早于无线接入网络规则的传送，也就是说，步骤S403可在步骤S401与 S402之前进行。

之后，移动通信装置110根据指标决定使用无线接入网络规则、或接 入网络寻找与选择功能规则(步骤S404)。关于如何使用指标来解决无线 接入网络规则、以及接入网络寻找与选择功能规则之间可能存在的规则重 叠或规则之间相互矛盾的问题，详细说明请参照图3的实施例，在此不再 赘述。

当无线接入网络规则、或接入网络寻找与选择功能规则的任一者被满 足时，移动通信装置110决定与需要被卸载的数据流量相关的数据无线承 载(步骤S405)，并且透过承载资源修改请求(BEARER RESOURCE  MODIFICATION REQUEST)信息，将数据无线承载的信息、被满足的规 则的识别码、以及接入点130或140的识别码传送给电信网络120(步骤 S406)。

当接收到承载资源修改请求信息时，电信网络120传送修改演进封装 系统的承载内容请求(MODIFY EPS BEARER CONTEXT REQUEST)信 息，以请求移动通信装置110释放数据无线承载(步骤S407)。

当接收到修改演进封装系统的承载内容请求信息时，移动通信装置110 释放掉数据无线承载(步骤S408)，并回复修改演进封装系统的承载内容 接受(MODIFY EPS BEARER CONTEXT ACCEPT)信息给电信网络120 (步骤S409)。之后，移动通信装置110对接入点130或140启动连线建 立程序，以将释放掉的数据无线承载相关的数据流量进行卸载(步骤 S410)。

本发明虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定 本发明的范围，任何熟悉该本领域技术的普通技术人员，在不脱离本发明 的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限 定本发明的范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为 准。

需注意的是，权利要求中所使用的序数“第一”、“第二”等等并非 表示其所描述的元件之间存在任何时间先后次序、优先等级的差别、或其 它关系上的先后次序，而是用以区别具有相同名称的不同元件。