具脱机运作的无线网络系统及其运作方法与流程

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具脱机运作的无线网络系统及其运作方法与流程

本发明系有关于一种无线通信系统及其运作方法,特别系有关于无线基地台未连线至核心网络服务器时,无线基地台可以仿真核心网络服务器而脱机运作的一种无线网络系统及其运作方法。



背景技术:

随着无线网络科技的逐渐成熟与普及,现今无线上网已经成为民众日常生活中不可或缺的一部分,由于因特网早已融入日常生活中,因此执行网络连线的相关设备已经成为居家必备的电子设备。网络用户可以透过具有无线通信功能的电子装置(如智能型手机、数字行动助理、笔记本电脑或平板计算机等)与无线基地台进行通讯,以此种通讯方法不需要透过实体的线路(如光纤、同轴电缆),即可连接因特网,进行数据的浏览与分享,其是一种便利的网络连接技术。

基地台(BS,Base Station)又称作基站,其是设置于一地点的一种具高功率且多信道的无线讯号收发端。基地台典型的用途是作为智能型手机、数字行动助理、笔记本电脑、平板计算机、或者其他低功率无线通信设备的中继站,由上述设备所发出的无线讯号会被基地台接收并且发送,无线讯号经过多个基地台的接收与发送后,无线讯号将被发送到核心网络(EPC,Evolved Packet Core)服务器(如网络业者的服务器),再透过核心网络服务器使无线讯号传送至因特网。

然而,当无线基地台未与核心网络服务器连线时,例如有意外状况发生(如核心网络服务器所在地断电或者中继节点损坏等),使得无线基地台所发出的无线讯号无法确实地被核心网络服务器接收,所以与此无线基地台连线的电子装置即会与因特网失去连线,在这样的情况下,电子装置中的相关网络的应用功能也会随的无法正常运作。

此外,也会有像是一些研究单位会进行无线网络相关的研究,或是电子厂商在电子装置的生产在线需要测试电子装置的无线网络功能,然而基 于信息安全考虑或是其他因素使得上述执行无线网络功能,必须是在无线基地台不连线至核心网络服务器的状况下进行,但是又必须使用到核心网络服务器的部分或全部功能,才能运用无线网络功能。更有可能企业或政府机关想建置一个供内部使用的封闭式无线局域网络而无线基地台不与核心网络服务器连线的情况。

因此,如何在没有核心网络服务器的情况下,可以使得电子装置依然认为已经连线上核心网络服务器,让电子装置的相关网络的应用功能可以使用,或者是如何在无线基地台没有与核心网络服务器连线的情况下,可以让电子装置使用核心网络服务器的部分或全部功能,进而建立一个封闭式的无线局域网络,实为一个重要的课题。



技术实现要素:

本发明的主要目的,在于提供一种具脱机运作的无线网络系统及其运作方法,当无线基地台未与核心网络服务器连线时,无线基地台可以仿真核心网络服务器,让电子装置可以执行无线网络功能,进而以脱机运作方式建立无线局域网络。

为达上述指称的各目的与功效,本发明的一实施例系揭示一种适用于一无线基地台未与一核心网络服务器连线的状态的具脱机运作的无线网络运作方法,其包含无线基地台仿真核心网络服务器;连接无线基地台的一无线通信模块与该仿真核心网络服务器;以及至少一电子装置透过该无线通信模块而与该仿真核心网络服务器连线。

于本发明的一实施例中,更包含搜寻处于模拟状态的至少一周围无线基地台,该无线基地台并与该周围无线基地台相互连线。

于本发明的一实施例中,是以Ping、地址解析协议、群组广播、邻近列表或分布式哈希表的方式搜寻处于模拟状态的至少一周围无线基地台。

于本发明的一实施例中,该仿真核心网络服务器分配一局域网络协议地址给每一该电子装置。

此外,本发明提供一种具脱机运作的无线网络系统,该系统包含一无线基地台及至少一电子装置,无线基地台包含一仿真核心网络服务器及一 无线通信模块,仿真核心网络服务器仿真一核心网络服务器,无线通信模块连线核心网络服务器或者仿真核心网络服务器,电子装置透过无线通信模块连线核心网络服务器或者连线仿真核心网络服务器,当无线基地台未与核心网络服务器连线时,仿真核心网络服务器仿真该核心网络服务器,无线通信模块与仿真核心网络服务器连线,电子装置透过无线通信模块连线仿真核心网络服务器。

于本发明的一实施例中,无线基地台包含一搜寻模块,其搜寻处于模拟状态的至少一周围无线基地台,无线基地台并与该周围无线基地台相互连线。

于本发明的一实施例中,搜寻模块是以Ping、地址解析协议、群组广播、邻近列表或分布式哈希表的方式搜寻处于模拟状态的至少一周围无线基地台。

附图说明

图1:其为本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络运作方法的流程图;

图2:其为本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络系统的方块图;

图3A至图3C:其为本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络系统的运作示意图;

图4:其为本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络运作方法的流程图;

图5:其为本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络系统的方块图;以及

图6A至图6B:其为本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络系统的运作示意图。

【图号对照说明】

10 第一无线基地台

101 无线通信模块

103 第一仿真核心网络服务器

105 处理单元

107 搜寻模块

30 电子装置

50 核心网络服务器

70 第二无线基地台

701 无线通信模块

703 第二仿真核心网络服务器

705 处理单元

707 搜寻模块

90 电子装置

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识,特用较佳的实施例及配合详细的说明,说明如下:

先前的技术中,如何让电子装置的相关网络的应用功能在无线基地台没有与核心网络(EPC,Evolved Packet Core)服务器连线的情况下可以继续使用(有部分应用程序在开启时会先检测电子装置是否有连线上网络,当电子装置未连线上网络时,即使电子装置内有临时文件依然无法开启此应用程序),或者如何在无线基地台没有与核心网络服务器连线的情况下可以让电子装置使用核心网络服务器的部分或全部功能,且进而可以建立一个封闭式的无线局域网络,两者为需要被解决的重要议题。因此,本发明提出一种具脱机运作的无线网络系统及其运作方法,使无线基地台在未与核心网络服务器连线时,可以仿真核心网络服务器,使得电子装置可以藉由连线至仿真核心网络服务器而使用相关网络的应用功能及核心网络服务器的部分或全部的功能,进而可以建立一个无线局域网络。

在此说明本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络运作方法的流程,请参阅图1,其为本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络运作方法的流程图。如图所示,本实施例的无线网络运作方法的步骤包含如下。

步骤S1:检查无线基地台是否与核心网络服务器连线,此核心网络服务器例如为网络业者的服务器,若无线基地台与核心网络服务器连线,则持续进行步骤S1,若无线基地台未与核心网络服务器连线,则进行步骤S3。

步骤S3:无线基地台仿真核心网络服务器,而具有仿真核心网络服务器。

步骤S5:连接无线基地台的无线通信模块与仿真核心网络服务器。

步骤S7:电子装置与仿真核心网络服务器连线。电子装置透过无线基地台的无线通信模块而与仿真核心网络服务器连线。

接着说明本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络系统,请参阅图2,其为本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络系统的方块图。如图所示,本发明的无线网络系统包含一第一无线基地台10,第一无线基地台10包含一无线通信模块101、一第一仿真核心网络服务器103及一处理单元105。至少一电子装置30与第一无线基地台10连线。

上述的无线通信模块101为一具有接收及发送无线讯号的功能的模块,无线通信模块101可使用LTE、Wifi、GPRS或其他无线传输协议接收及发送无线讯号。

上述第一仿真核心网络服务器103用于仿真一核心网络服务器,如此可让第一无线基地台10仿真核心网络服务器,第一仿真核心网络服务器103具有一般核心网络服务器的部分或全部的功能,第一仿真核心网络服务器103可包含行动管理实体(MME,Mobility Management Entity)、服务网关(SGW,Serving Gateway)、封包数据网络网关(PGW,Packet Data Network Gateway)或归属用户服务器(HSS,Home Subscriber Server)的其中之一或多者。

上述的处理单元105为具有算数及逻辑运算的电子单元。上述的电子装置30可为智能型手机、个人数字助理(PDA)、平板计算机、笔记本电脑、桌面计算机等具有无线网络功能的电子装置。

以下将说明本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络运作方法执行时的流程,请参阅图3A至图3C并搭配图1及图2。如图3A所示,在正常状况下,电子装置30透过第一无线基地台10的无线通信模块101而与核心网络服务 器50连线,并且第一无线基地台10会执行步骤S1。若第一无线基地台10未与核心网络服务器50连线,则执行步骤S3至S7。

于步骤S1中,检查第一无线基地台10是否与核心网络服务器50连线,处理单元105每隔一段时间会检查无线通信模块101与核心网络服务器50之间的连线是否正常。处理单元105是依据无线通信模块101对核心网络服务器50进行Ping utility或是SCTP协议中的Heartbeat侦测的回传结果来判断无线通信模块101与核心网络服务器50的连线是否正常。当处理单元105判断无线通信模块101与核心网络服务器50连线正常时会继续执行步骤S1,而当处理单元105判断无线通信模块101未与核心网络服务器50连线时,则进入步骤S3。

于本发明的另一实施例中,于步骤S1,处理单元105每隔一段时间除了会检查无线通信模块101与核心网络服务器50的连线是否正常外,更会进一步地检查无线通信模块101与网源管理系统(EMS,Element Management System)之间的连线,此网源管理系统是用以管理及设定第一无线基地台10的参数与状态的系统。处理单元105是依据无线通信模块101对网源管理系统进行HTTP协议的keep-alive的回传结果来判断无线通信模块101是否与网源管理系统连线。

于步骤S3中,无线基地台仿真核心网络服务器,如第3B图所示,当处理单元105判断无线通信模块101未与核心网络服务器50连线后,如第3C图所示,处理单元105启动第一仿真核心网络服务器103,透过第一仿真核心网络服务器103第一无线基地台10即能仿真核心网络服务器50。若第一仿真核心网络服务器103包含行动管理实体、服务网关、封包数据网络网关或归属用户服务器的其中之一或多者,而处理单元105启动第一仿真核心网络服务器103时,第一仿真核心网络服务器103所包含的行动管理实体、服务网关、封包数据网络网关或归属用户服务器亦会一并启动。处理单元105亦可视需求启动第一仿真核心网络服务器103的管理实体、服务网关、封包数据网络网关或归属用户服务器的其中之一或多者。

于本发明的一实施例中,于步骤S3,处理单元105是先重新启动第一无线基地台10后,才接续启动第一仿真核心网络服务器103,可藉此清除第一无线基地台10内的暂存资料。

于步骤S5中,链接第一无线基地台10的无线通信模块101与第一仿真核心网络服务器103。于步骤S7中,电子装置30与第一仿真核心网络服务器103连线。如图3C所示,电子装置30透过无线通信模块101与第一仿真核心网络服务器103连线,因为第一仿真核心网络服务器103具备有核心网络服务器50的全部或是部分功能,电子装置30会视同已连上核心网络服务器50,使得一些需要事先测试网络连线状况的应用程序可以正常使用。电子装置30连线至第一仿真核心网络服务器103后,第一仿真核心网络服务器103分配一局域网络协议地址(Local IP)给电子装置30。当与第一仿真核心网络服务器103连线的电子装置30为复数个时,第一仿真核心网络服务器103会分别分配一个局域网络协议地址给每一电子装置30。

上述的第一仿真核心网络服务器103分配局域网络协议地址给电子装置30时,第一仿真核心网络服务器103是依据第一无线基地台10的网络协议地址分配局域网络协议地址给电子装置30,举例而言,第一无线基地台10的网络协议地址为10.102.81.22,第一仿真核心网络服务器103分配电子装置30的局域网络协议地址即可为192.168.22.1~192.168.22.254其中之一,藉此即可形成一无线局域网络。

于此即完成本发明的第一实施例的具脱机运作的无线网络运作方法,此方法在无线基地台没有与核心网络服务器连线的情况下,藉由无线基地台仿真核心网络服务器,使得电子装置可以藉由连线至仿真核心网络服务器而使用电子装置的相关网络的应用功能及核心网络服务器的部分或全部的功能,如此于实验、开发或测试电子装置的功能时,可让电子装置与无线基地台的仿真核心网络服务器连线而未与一般核心网络服务器连线,藉此实验或开发电子装置的相关网络的功能或测试电子装置的相关网络的功能是否正常,因不须对外连线,可以避免实验、开发或测试的数据外流,亦可以节省租用核心网络服务器的成本。除此的外,更可以藉由仿真核心网络服务器分配局域网络协议地址给每一个与仿真核心网络服务器连线的电子装置,而建立一个无线局域网络。

接着说明本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络运作方法的流程,请参阅图4,其为本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络运作方 法的流程图。本实施例的流程与第一实施例的差异在于本实施例中更包含步骤S9:搜寻处于仿真状态的至少一周围无线基地台,以及步骤S11:无线基地台与处于仿真状态的至少一周围无线基地台连线。

接着说明本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络系统,请参阅图5,其为本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络系统的方块图。本实施例的系统与第一实施例的系统差异在于本实施例更包含一第二无线基地台70及至少一电子装置90,且该第一无线基地台10更包含一搜寻模块107。上述的第二无线基地台70包含一无线通信模块701、一第二仿真核心网络服务器703、一处理单元705及一搜寻模块707。至少一电子装置90与第二无线基地台70连线。上述的搜寻模块107可透过有线或无线网络的方式发送询问封包,以寻找位于第一无线基地台10周围的无线基地台。于本实施例中,第二无线基地台70即为周围无线基地台。

上述的第二无线基地台70的无线通信模块701与第一无线基地台10的无线通信模块101具有相同的功能。上述的第二仿真核心网络服务器703与第一仿真核心网络服务器103具有相同的功能。上述的第二无线基地台70的处理单元705与第一无线基地台10的处理单元105具有相同的功能。上述的第二无线基地台70的搜寻单元707与第一无线基地台10的搜寻单元107具有相同的功能。上述的电子装置90可为智能型手机、个人数字助理(PDA)、平板计算机、笔记本电脑、桌面计算机等具有无线网络功能的电子装置。

于本实施例中是以一个第二无线基地台70作为说明,于实际情况下,本发明可以运用于复数个第二无线基地台70的情况。

以下将说明本发明的第二实施例的具脱机运作的无线网络运作方法的流程,请参阅图6A至图6B并搭配图4及图5。本实施例中步骤S1至步骤S7皆与第一实施例的步骤S1至步骤S7相同,于此不再赘述。

于步骤S9中,搜寻处于模拟状态的至少一周围无线基地台。如图6A所示,由于无线基地台皆是透过人工设置,其设置的位置亦是经过通讯范围、传输功率、讯号衰减率等考虑,因此通常来说,一个无线基地台的周围会有邻 近的其他无线基地台,因此,第一无线基地台10的搜寻模块107会搜寻其他同样仿真该核心网络服务器50而处于仿真状态的周围无线基地台。

在设置无线基地台的过程中,相邻的无线基地台会预先设定好属于同一网段,搜寻模块107即可以Ping指令来寻找周围的其他无线基地台,举例而言,第一无线基地台10属于10.102.81.XX的网段,搜寻模块107可以对第一无线基地台10所处的网段中的至少一网络协议地址,也就是10.102.81.1~10.102.81.255发送一Ping封包,若搜寻模块107收到对应所发送出的Ping封包的一响应封包,即表示此网络协议地址所对应的周围无线基地台处于仿真状态,举例而言,搜寻模块107对网络协议地址10.102.81.1至10.102.81.255发送Ping封包,并收到两个回应封包,此二响应封包所对应的网络协议地址分别为10.102.81.5及10.102.81.91,即表示此二网络协议地址所对应的无线基地台处于仿真状态。

此外,搜寻模块107亦可以是透过地址解析协议(ARP,Address Resolution Protocol)搜寻其他处于仿真状态的周围无线基地台。搜寻模块107可以对第一无线基地台10所处的网段中的至少一网络协议地址,也就是10.102.81.1~10.102.81.255发送一ARP询问封包,若搜寻模块107收到对应此ARP询问封包的一地址解析协议响应封包,即表示对应地址解析协议响应封包的周围无线基地台处于仿真状态。

接续上述,第一无线基地台10也可以在设置的过程中设定与周围无线基地台属于同一个群组,若搜寻模块107接收到一群组广播封包,即表示群组广播封包中的网络协议地址所对应的周围无线基地台处于仿真状态。

接续上述,亦可以在设置第一无线基地台10的过程中,于第一无线基地台10中储存一邻近列表(Neighbor list),此邻近列表纪录有位于第一无线基地台10周围的至少一周围无线基地台的网络协议地址,搜寻模块107会依据此邻近列表内所记录的网络协议地址发送询问封包,若搜寻模块107收到对应询问封包的一响应封包,则表示网络协议地址所对应的周围无线基地台处于仿真状态。

接续上述,搜寻模块107亦可以透过分布式哈希表(DHT,Distributed Hash Table)的方式搜寻其他无线基地台,搜寻模块107于搜寻时依据一关键值发 送一询问封包至周围无线基地台,若搜寻模块107收到对应该询问封包的一响应封包,则表示周围无线基地台处于仿真状态。

于步骤S11中,无线基地台与处于仿真状态的至少一周围无线基地台连线。第一无线基地台10与于步骤S9中搜寻到的处于仿真状态的周围无线基地台连线,以增加每一电子装置可连接其他电子装置的数量,即可扩大每一电子装置的通讯范围。如图6B所示,当第一无线基地台10的搜寻模块107经由步骤S9搜寻到邻近其他处于仿真状态的周围无线基地台(于本实施例中,搜寻模块107找到第二无线基地台70)后,第一仿真核心网络服务器103连线至第二仿真核心网络服务器703,其中第一仿真核心网络服务器103是透过有线网络或无线网络的方式连线至第二仿真核心网络服务器703。

于本发明的一实施例中,第二无线基地台70储存有一邻近列表,此邻近列表纪录有第二无线基地台70的周围无线基地台的网络协议地址。于步骤S9中,搜寻模块107是依据储存于第一无线基地台10的邻近列表搜寻其他处于仿真状态的周围无线基地台,当搜寻模块107搜寻到第二无线基地台70并第一无线基地台10与第二无线基地台70连线后,第二无线基地台70发送本身的邻近列表至第一无线基地台10,第一无线基地台10的处理单元105比对第二无线基地台70的邻近列表所纪录的网络协议地址与第一无线基地台10的邻近列表所纪录的网络协议地址,若第二无线基地台70的邻近列表纪录有未记录于第一无线基地台10的邻近列表的网络协议地址时,处理单元105即更新第一无线基地台10的邻近列表,其更新的方法为处理单元105将第二无线基地台70的邻近列表所记录但未记录于第一无线基地台70的邻近列表的网络协议地址纪录于第一无线基地台70的邻近列表上,搜寻单元107依据更新后的邻近列表的网络协议地址发送询问封包,以搜寻其他处于仿真状态的周围无线基地台。

于本实施例执行完后,无线局域网络的范围即扩大到第一无线基地台10及第二无线基地台70所连线的电子装置30与90,电子装置30可透过第一无线基地台10的第一仿真核心网络服务器103及第二无线基地台70的第二仿真核心网络服务器703与电子装置90进行数据传输。

上文仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的 范围,凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的权利要求范围内。

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