移动通讯装置、服务网络、代理服务器及通讯延迟方法

摘要

一种移动通讯装置、服务网络、代理服务器及通讯延迟方法。该移动通讯装置具有无线模块以及控制器模块。无线模块执行与服务网络之间的无线传输与接收。控制器模块在检测到要通过无线模块传送数据封包到服务网络时决定移动通讯装置的作业状态，以及根据作业状态与数据封包的参数以延迟数据封包的传送。

说明书

技术领域

本发明主要关于无线通讯技术，特别有关于一种通讯延迟方法，用以 延迟服务网络与移动通讯装置之间所进行的通讯，能够节省移动通讯装置 的电力消耗、或避免移动通讯装置遭受耗电式攻击(battery draining  attack)。

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 (cellular)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 括全球移动通讯系统(Global System for Mobile communications，GSM) 技术、通用封包无线服务(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、宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access， WCDMA)技术、码分多址接入-2000(Code Division Multiple Access 2000， CDMA-2000)技术、时分同步码分多址接入(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。通过使用上述无线技术之一，移动通讯装置便可无线地连接至网际网 络或服务网络，以随时随地取得无线服务。

然而，当连接到网际网络或服务网络时，移动通讯装置会被配置一私 人或公开的网际网络协议(Internet Protocol，IP)地址，且会因为这个网 际网络协议地址而能够被网络上的其他装置或使用者找到，因此使得移动 通讯装置容易成为网络上恶意攻击的潜在目标，常见的恶意攻击包括：网 络端口扫描(port scanning)攻击、阻断服务(Denial of Service，DoS) 攻击、以及耗电式攻击等。一般来说，攻击者会通过不断传送恶意的数据 封包给移动通讯装置，使其无法进入休眠模式而造成不必要的电力消耗。 另一方面，某些安装的应用程式也可能会频繁地传送小数据量的封包，例 如：保活(keep-alive)信息、状态更新信息、或询问信息等，而这些小 数据量的封包将造成移动通讯装置必须频繁地离开低耗电状态。

由于移动通讯装置的电力来源通常是电池，其电量是相当有限的，因 此，亟需有一种针对移动通讯装置更省电的通讯管理方式。

发明内容

为了解决上述问题，本发明主张把移动通讯装置要传送的、或要传送 给移动通讯装置的低优先级或可疑的数据封包进行延迟，使得移动通讯装 置的有限电量得以被延长，并且能够避免移动通讯装置遭受耗电式攻击。

本发明的第一实施例提供了一种移动通讯装置，包括一无线模块、以 及一控制器模块。上述无线模块用以执行与一服务网络之间的无线传输与 接收。上述控制器模块用以当检测到要通过上述无线模块传送一数据封包 到上述服务网络时决定上述移动通讯装置的一作业状态，以及根据上述作 业状态与上述数据封包的一或多个参数以延迟上述数据封包的传送。

本发明的第二实施例提供了一种通讯延迟方法，适用于一移动通讯装 置以延迟与一服务网络之间所进行的通讯，该通讯延迟方法包括：当检测 到要传送一数据封包到上述服务网络时，决定上述移动通讯装置的一作业 状态；以及根据上述作业状态与上述数据封包的一或多个参数以延迟上述 数据封包的传送。

本发明的第三实施例提供了一种服务网络，包括一接入网络、以及一 核心网络。上述接入网络包括至少一基站用以执行与一移动通讯装置之间 的无线传输与接收。上述核心网络用以当检测到要通过上述接入网络传送 一数据封包到上述移动通讯装置时决定上述移动通讯装置的一作业状态， 以及根据上述作业状态与上述数据封包的一或多个参数以延迟上述数据 封包的传送。

本发明的第四实施例提供了另一种服务网络，包括一接入网络、以及 一核心网络。上述接入网络包括至少一基站用以执行与一移动通讯装置之 间的无线传输与接收。上述核心网络，用以接收要传送给上述移动通讯装 置的一数据封包，其中上述接入网络更因应上述核心网络接收到上述数据 封包而决定上述移动通讯装置的一作业状态，以及根据上述作业状态与上 述数据封包的一或多个参数以延迟上述数据封包的传送。

本发明的第五实施例提供了一种通讯延迟方法，适用于一服务网络以 延迟与一移动通讯装置之间所进行的通讯，该通讯延迟方法包括：当检测 到要传送一数据封包到上述移动通讯装置时，决定上述移动通讯装置的一 作业状态；以及根据上述作业状态与上述数据封包的一或多个参数以延迟 上述数据封包的传送。

本发明的第六实施例提供了一种代理服务器，包括一连接模块、以及 一控制器模块。上述连接模块用以提供与一服务网络的通讯服务，上述服 务网络无线地连接至一移动通讯装置。上述控制器模块用以通过上述连接 模块从上述服务网络接收上述移动通讯装置的一作业状态以及上述服务 网络要传送给上述移动通讯装置的一数据封包，根据上述作业状态与上述 数据封包的一或多个参数以决定是否延迟上述数据封包的传送，以及通过 上述连接模块将决定结果提供给上述服务网络。

本发明的第七实施例提供了一种通讯延迟方法，适用于一代理服务器 以延迟一服务网络与一移动通讯装置之间所进行的通讯，该通讯延迟方法 包括：从上述服务网络接收上述移动通讯装置的一作业状态以及上述服务 网络要传送给上述移动通讯装置的一数据封包；根据上述作业状态与上述 数据封包的一或多个参数以决定是否延迟上述数据封包的传送；以及将决 定结果提供给上述服务网络。

关于本发明其他附加的特征与优点，此领域的技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，当可根据本案实施方法中所公开的移动通讯装置、 服务网络、代理服务器、以及通讯延迟方法做些许的更动与润饰而得到。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所述的无线通讯环境的示意图。

图2为根据本发明一实施例所述的移动通讯装置110的示意图。

图3为根据本发明一实施例所述在移动通讯装置及服务网络之间进 行的通讯延迟方法的流程图。

图4为显示本发明一实施例将数据封包的传送延迟一预定时长。

图5为显示本发明另一实施例将数据封包的传送延迟一预定时长。

图6为显示本发明一实施例将低优先级或可疑的数据封包延迟传送 直到检测到高优先级或非可疑的数据封包要传送。

图7为显示本发明一实施例将数据封包的传送延迟直到累积了一预 定数量的被延迟数据封包。

图8为根据本发明一实施例所述移动通讯装置的作业状态的状态转 移图。

其中，附图标记说明如下：

100  无线通讯环境

110  移动通讯装置

120  服务网络

121  接入网络

122  核心网络

130  代理服务器

140  网际网络

10  显示装置

20  无线模块

30  储存装置

40  控制器模块

S310～S320  步骤

DT1、DT2  预定时长

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为根据本发明一实施例所述的无线通讯环境的示意图。无线通讯 环境100包括移动通讯装置110、服务网络120、代理服务器130、以及 网际网络140，其中移动通讯装置110无线连接至服务网络120以取得无 线服务，包括语音及/或数据服务。移动通讯装置110可为功能型手机、 智能型手机、平板电脑、笔记型电脑、或任何电子计算装置，只要其可支 持服务网络120所使用的无线技术。服务网络120可为全球移动通讯系统、 通用封包无线服务系统、全球增强型数据传输系统、宽带码分多址接入系 统、码分多址接入-2000系统、时分同步码分多址接入系统、全球互通微 波接入系统、长期演进系统、长期演进强化系统、或时分长期演进系统等， 端视所使用的无线技术而定。代理服务器130可为介于服务网络120与网 际网络140之间的中继服务器，其可包括一连接模块(未绘示)用以提供 与服务网络120的通讯服务、以及一控制器模块(未绘示)用以对来自服 务网络120的数据封包进行分类并针对不同数据封包分别决定要采用的 延迟策略。

进一步说明，服务网络120包括接入网络121与核心网络122，其中 接入网络121用以处理无线电信号、支持终端无线电协议、以及连接移动 通讯装置110与核心网络122，而核心网络122用以执行移动管理、网络 端的验证、以及与公众网络(例如：网际网络140)的介接。接入网络121 至少包括一基站用以提供服务网络120的无线传输与接收功能。或者，接 入网络121还可再包括一基站控制器，用以控制基站的运作，或基站控制 器可直接整并到基站中。

举例来说，如果服务网络120为全球移动通讯系统、通用封包无线服 务系统、全球增强型数据传输系统、或宽带码分多址接入系统，则接入网 络121可为基站子系统(Base Station Subsystem，BSS)，其至少包括一 基站收发台(Base Transceiver Station，BTS)与基站控制器(Base Station  Controller，BSC)，而核心网络122可为通用封包无线服务核心，其包括 了：归属位置寄存器(Home Location Register，HLR)、至少一服务通用 封包无线服务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)、以及至 少一网关通用封包无线服务支持节点(Gateway GPRS Support Node， GGSN)。或者，如果服务网络120为长期演进系统、长期演进强化系统、 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 UTRAN，E-UTRAN)，其包括至少一演进式基站(evolve Node  B，eNB)，而核心网络122可为演进封包核心(Evolved Packet Core，EPC)， 其包括了：归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、移动管理 实体(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(Serving Gateway， S-GW)、以及封包数据网络网关(Packet Data Network Gateway， PDN-GW/P-GW)。

图2为根据本发明一实施例所述的移动通讯装置110的示意图。移动 通讯装置110包括显示装置10、无线模块20、储存装置30、以及控制器 模块40。显示装置10可为液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、 发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)显示器、或电子纸显示器 (Electronic Paper Display，EPD)等，用以提供视觉性的显示功能。或者， 显示装置10还可包括设置于其上或其下的一或多个触碰检测器，用以检 测导电物体(例如：手指、触控笔)的接触或靠近，以提供触控方式的人 机界面操作，使得显示装置10成为一具有触碰检测功能的显示装置。

无线模块20用以提供与服务网络120之间的无线传输与接收功能。 举例来说，无线模块20可包括天线、射频(Radio Frequency，RF)单元、 以及基带单元。基带单元可包括多个硬件装置以执行基带信号处理，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、调制与解调制、以及 编码/解码等。射频单元可自天线接收射频无线信号，并将射频无线信号 转换为基带信号以交由基带单元进一步处理，或自基带单元接收基带信 号，并将基带信号转换为射频无线信号以通过天线进行传送。射频单元亦 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)以将基带信号乘上无线通讯系统的射频中的一振荡载波， 其中该射频可为全球移动通讯技术、通用封包无线服务技术、或全球增强 型数据传输技术所使用的900兆赫、1800兆赫、或1900兆赫，或宽带码 分多址接入技术所使用的900兆赫、1900兆赫、或2100兆赫，或长期演 进技术、长期演进强化技术、或时分长期演进技术所使用的900兆赫、2100 兆赫、或2.6吉赫，或端视所使用的无线技术而定。

储存装置30可为存储器(例如：随机接入存储器(Random Access  Memory，RAM)、快闪存储器(Flash memory)、或非易失性随机接入存储 器(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)等)、磁性储存装置(例 如：磁带或硬盘)、光学储存装置(例如：只读光盘(Compact Disc Read-Only  Memory，CD-ROM))、或上述的任意组合，用以储存指令集、应用及/ 或通讯协议的程序码等，并用以暂存被延迟的数据封包。

控制器模块40可为通用处理器、微处理器(Micro-Control Unit， MCU)、应用处理器、或数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP) 等，用以提供数据处理及运算的功能并且用以控制显示装置10及无线模 块20的运作、以及从储存装置30中载入并执行指令集及/或程序码以执 行本发明的通讯延迟方法以延迟与服务网络120之间的通讯。在另一实施 例，控制器模块40可以是整合在无线模块20中的一基带芯片的微处理器。

虽未绘示，移动通讯装置110还可进一步包括其他功能元件，例如： 输入输出装置(例如：按钮、键盘、滑鼠、或触碰板等)、电源、以及用 以辨识可疑活动的防火墙模块等，且本发明不在此限。

图3为根据本发明一实施例所述在移动通讯装置及服务网络之间进 行的通讯延迟方法的流程图。在此实施例，通讯延迟方法可施作于移动通 讯装置端或服务网络端。首先，当检测到要从服务网络传送一数据封包到 移动通讯装置时、或当检测到要从移动通讯装置传送一数据封包到服务网 络时，服务网络或移动通讯装置决定移动通讯装置的一作业状态(步骤 S310)，然后根据上述作业状态与上述数据封包的一或多个参数以延迟上 述数据封包的传送(步骤S320)。

明确来说，上述数据封包的传送于以下情况发生时而被延迟：当上述 作业状态指示了上述移动通讯装置运作于一低耗电状态、或运作于一活跃 (active)状态但即将进入上述低耗电状态；以及当上述参数指示了上述 数据封包为低优先级或关联至一可疑活动。其中，上述低耗电状态指移动 通讯装置以低耗电模式运作的状态，而上述活跃状态指移动通讯装置以高 耗电模式运作的状态。

举例说明，上述低耗电状态可为空闲模式，例如：无线资源控制的空 闲状态(RRC(Radio Resource Control)_IDLE)、或非连续接收的空闲状态 (Discontinuous Reception(DRX)OFF)(意即处于非连续接收作业的空 闲时段下的状态)，而上述活跃状态可为无线资源控制的连接状态 (RRC_CONNECTED)、或非连续接收的忙碌状态(DRX ON)(意即 处于非连续接收作业的忙碌时段下的状态)。

上述参数包括以下至少一者：服务质量(Quality of Service，QoS) 级别识别码(QoS Class Identifier，QCI)、分配与保持优先级(Allocation  and Retention Priority，ARP)、来源识别码(如：来源端的网际网络协议 地址)、目的识别码(如：目的端的网际网络协议地址、目的端的代理服 务器的网际网络协议地址、目的端的国际移动用户识别码(International  Mobile Subscriber Identity，IMSI))、应用类型(如：语音通话、或网络 电话(Voice over IP，VoIP))、指示封包交换(Packet Switched，PS)领域 或电路交换(Circuit Switched，CS)领域的一领域类型、以及先前数据封 包传输的历史信息。

举例说明，具有较高的服务质量级别识别码、或分配与保持优先级的 数据封包可被分类为高优先级数据封包，而具有较低的服务质量级别识别 码、或分配与保持优先级的数据封包可被分类为低优先级数据封包。与电 路交换领域相关联的数据封包可被分类为高优先级数据封包，而与封包交 换领域相关联的数据封包可被分类为低优先级数据封包。与延迟敏感的应 用(如：语音通话、或网络电话)相关联的数据封包可被分类为高优先级 数据封包，而与延迟容忍的应用(如：机器对机器(Machine-to-Machine， M2M)通讯)、或与传送小数据量(如：保活信息、状态更新信息、或询 问信息)的应用相关联的数据封包可被分类为低优先级数据封包。若数据 封包具有可疑的流量样式(traffic pattern)，则可被决定为关联至可疑活 动(如：阻断服务攻击、网络端口扫描攻击、以及耗电式攻击等)，其中 可使用一般可得的防火墙规则并根据来源识别码、目的识别码、以及/或 先前数据封包传输的历史信息等数据来辨识出可疑的流量样式。需注意的 是，由于防火墙规则不在本发明探讨的范围，故相关的详细说明在此省略 不提。

进一步说明，本发明的通讯延迟方法可施作于服务网络中的接入网络 的一实体(如：演进式基站)、或核心网络的一或多个实体(如：封包数 据网络网关、服务网关、以及移动管理实体)。举例来说，如果移动通讯 装置作业于空闲状态，而通讯延迟方法施作于服务网络中的封包数据网络 网关或服务网关，则封包数据网络网关或服务网关可根据一延迟计时器先 把要传送给移动通讯装置的数据封包暂存起来，然后等到延迟计时器届期 时再触发或继续(resume)移动管理实体的控制面(control plane)运作 (如：呼叫(paging)程序)。或者，如果移动通讯装置作业于空闲状态， 而通讯延迟方法施作于服务网络中的服务网关及移动管理实体，则服务网 关可根据一延迟计时器先把要传送给移动通讯装置的数据封包暂存起来， 然后移动管理实体把跟暂存的数据封包相关的呼叫程序暂停住，直到延迟 计时器届期时再触发或继续。再或者，如果移动通讯装置作业于连接状态， 而通讯延迟方法施作于服务网络中的演进式基站，则演进式基站可根据一 延迟计时器先把要传送给移动通讯装置的数据封包排程暂停住，直到延迟 计时器届期时再继续。

或者，本发明的通讯延迟方法可施作于服务网络之外的代理服务器， 其由服务网络接收移动通讯装置的作业状态、以及要传送给移动通讯装置 的数据封包，再根据移动通讯装置的作业状态与数据封包的一或多个参数 决定是否延迟数据封包的传送，之后将决定的结果提供给服务网络，由服 务网络根据取得的决定结果来处理数据封包。也就是说，如果决定结果指 示要延迟数据封包的传送，则服务网络即延迟传送数据封包给移动通讯装 置；反之，如果决定结果指示不延迟数据封包的传送，则服务网络立即传 送数据封包给移动通讯装置。

至于数据封包的传送应被延迟多久，以下分别以图4～7说明不同的实 施例。

图4为显示本发明一实施例将数据封包的传送延迟一预定时长。如图 4所示，移动通讯装置作业于活跃状态时检测到前两个要传送的数据封包， 所以该两者数据封包便立即被传送出去。之后，移动通讯装置作业于低耗 电状态时检测到第三个要传送的数据封包，所以该数据封包的传送就被延 迟一预定时长(图中标示为DT1)。在等待了预定时长DT1之后，第三 个要传送的数据封包才被传送出去。在一实施例，可在检测到第三个要传 送的数据封包时，启动一延迟计时器以计时预定时长DT1，并将延迟计时 器的届期时间设定在移动通讯装置作业于活跃状态的时。或者，如果延迟 计时器届期于移动通讯装置作业于低耗电状态的时，则延迟的预定时长可 进一步被延长直到移动通讯装置进入活跃状态。

图5为显示本发明另一实施例将数据封包的传送延迟一预定时长。如 图5所示，移动通讯装置作业于活跃状态、且尚离进入低耗电状态还很久 时，检测到前两个要传送的数据封包，所以该两者数据封包便立即被传送 出去。之后，移动通讯装置还作业于活跃状态、但即将进入低耗电状态(意 即已无足够的时间可完成下个数据封包的传送)时，检测到第三个要传送 的数据封包，所以该数据封包的传送就被延迟一预定时长(图中标示为 DT2)。在等待了预定时长DT2之后，第三个要传送的数据封包才被传送 出去。类似于图4的实施例，可使用一延迟计时器以计时预定时长DT2。

图6为显示本发明一实施例将低优先级或可疑的数据封包延迟传送 直到检测到高优先级或非可疑的数据封包要传送。如图6所示，高优先级 或非可疑的数据封包是以菱形图式标记，而低优先级或可疑的数据封包则 以方形图式标记。移动通讯装置作业于活跃状态时检测到第一个高优先级 或非可疑的数据封包要传送、以及第一个低优先级或可疑的数据封包要传 送，所以该两者数据封包便立即被传送出去。之后，移动通讯装置作业于 低耗电状态时检测到第二个低优先级或可疑的数据封包要传送，于是该数 据封包的传送就被延迟直到检测到下一个高优先级或非可疑的数据封包 要传送。明确来说，移动通讯装置作业是在低耗电状态时检测到第二个高 优先级或非可疑的数据封包要传送，所以，移动通讯装置接着进入活跃状 态，以传送第二个高优先级或非可疑的数据封包，待第二个高优先级或非 可疑的数据封包传送完毕，移动通讯装置继续保持在活跃状态以接着传送 被延迟的第二个低优先级或可疑的数据封包。

图7为显示本发明一实施例将数据封包的传送延迟直到累积了一预 定数量的被延迟数据封包。如图7所示，移动通讯装置作业于活跃状态时 检测到前两个要传送的数据封包，所以该两者数据封包便立即被传送出 去。之后，移动通讯装置作业于低耗电状态时检测到后续几个要传送的数 据封包，而该等数据封包的传送则被延迟直到累积了一预定数量(在本实 施例中设定为4)的被延迟数据封包。也就是说，当移动通讯装置作业于 低耗电状态时，持续检测到4个要传送的数据封包(换句话说，以总数看 则代表在检测到第6个要传送的数据封包时)，所以，移动通讯装置接着 从低耗电状态进入活跃状态，以传送被延迟的数据封包。

图8为根据本发明一实施例所述移动通讯装置的作业状态的状态转 移图。如图8所示，除了活跃状态与低耗电状态之外，还额外引入一个「延 迟状态」，其代表有数据封包的传送被延迟的状态。在移动通讯装置作业 于低耗电状态时，如果检测到一个低优先级或可疑的数据封包要传送，则 延迟该数据封包的传送且作业状态转移至延迟状态。在移动通讯装置作业 于延迟状态时，如果检测到一个高优先级或非可疑的数据封包要传送、或 延迟计时器届期、或累积了一预定数量的被延迟数据封包，则作业状态转 移至活跃状态，以传送检测到的高优先级或非可疑的数据封包、以及被延 迟的数据封包。

在移动通讯装置作业于低耗电状态时，如果检测到一个高优先级或非 可疑的数据封包要传送，则作业状态转移至活跃状态，以传送检测到的高 优先级或非可疑的数据封包。在移动通讯装置作业于活跃状态时，如果不 活动(inactivity)计时器届期，则作业状态转移至低耗电状态。明确来说， 不活动计时器于作业状态初转移至活跃状态时被启动以计时移动通讯装 置应保留在活跃状态的时长。

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，任何本领域技术人员，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所附的权利要求所界定者为准。