将网络流量卸载至点对点通信的方法与流程

本发明涉及一种卸载网络流量的方法，尤其涉及一种将网络流量卸载至点对点通信的方法。

背景技术：

第三代合作伙伴计划(the 3rd Generation Partnership Project,3GPP)发展的第三代(3rd Generation,3G)网络系统包含通用移动电信系统(universal mobile telecommunications system,UMTS)和全球移动通信系统尖端无线电接入网络(global system for mobile communications edge radio access network,GERAN)等，特色在于提供高度频谱利用效率、高覆盖率、高质量及高速率的多媒体资料传输。通用移动电信系统中通用陆地全球无线电接入网络(universal terrestrial radio access network,UTRAN)可视为一无线电接入网络，其中网络端包含有多个基站(Node-B,NB)，用来与客户端的多个用户设备(user equipment,UE)进行通信。此外，为了改良通用移动电信系统，第三代合作伙伴计划进一步地制定第四代(4th Generation,4G)长期演进(long term evolution,LTE)系统，以满足用户日益增加的需求。长期演进系统被视为提供高数据传输率、低潜伏时间、封包优化以及改善系统容量和覆盖范围的一种新无线接口及无线网络架构，包含有由多个演进式基站(evolved Node-B,eNB)所组成的演进式通用陆地全球无线电接入网络(evolved universal terrestrial radio access network,E-UTRAN)，其一方面用以与客户端进行通信，另一方面用以与处理非存取层(non-access stratum,NAS)控制的核心网路(core network,CN)进行通信，而核心网络包含伺服网关(serving gateway)及移动管理单元(mobility management entity,MME)等装置。

两用户设备可利用点对点(device-to-device,D2D)通信来直接进行数据传输，而不需要通过基站。现有长期演进系统允许用户设备和基站之间的信号传输，但尚未规范两用户设备之间的直接交流。即使两用户设备位于彼此通信范围内，发送端用户设备还是需要通过基站来传送数据至接收端用户设备，如此会增加网络负载。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种将网络流量卸载至一点对点通信的方法，以减轻网络负载。

为达到上述目的，本发明公开一种将网络流量卸载至点对点通信的方法，其包含具备一第一频段能力的一第一用户设备发送一点对点通信要求至具备一第二频段能力的一第二用户设备﹔所述第一用户设备执行相关于一特定无线电接入技术的一第一全频段搜寻且所述第二用户设备执行相关于所述特定无线电接入技术的一第二全频段搜寻﹔以及当根据所述第一频段能力、所述第二频段能力、所述第一全频段搜寻的结果，和所述第二全频段搜寻的结果能选取一点对点频率时，所述第一用户设备以所述点对点频率来和所述第二用户设备进行点对点通信。

为达到上述目的，本发明公开一种将网络流量卸载至点对点通信的方法，其包含在具备一第一频段能力的一第一用户设备内建立一第一数据库，以及在具备一第二频段能力的一第二用户设备内建立一第二数据库，其中每一数据库内存一名单和频段信息，所述名单包含能在一个或多个地理区域内提供服务的所有可用营运商，且所述频段信息包含相关于每一营运商的一个或多个频率索引、一个或多个上链路频率和一个或多个下链路频率﹔所述第一用户设备发送一点对点通信要求至所述第二用户设备﹔在收到所述点对点通信 要求后，所述第二用户设备将所述第二频段能力回报给所述第一用户设备﹔所述第一用户设备根据所述第一数据库、所述第一频段能力和所述第二频段能力来将一特定地理区域内一可用的特定营运商指定给所述第二用户设备﹔所述第一用户设备通过扫描所述第一数据库内相关于所述特定营运商的所有频率来执行一第一部分频段搜寻且所述第二用户设备通过扫描所述第二数据库内相关于所述特定营运商的所有频率来执行一第二部分频段搜寻﹔以及当根据所述第一部分频段搜寻的结果和所述第二部分频段搜寻的结果能选取一点对点频率时，所述第一用户设备以所述点对点频率来和所述第二用户设备进行点对点通信。

附图说明

图1为本发明实施例中一种将网络流量卸载至点对点通信的方法流程图。

图2A和图2B为本发明另一实施例中一种将网络流量卸载至点对点通信的方法流程图。

图3为本发明实施例中一种无线通信系统的功能方块图。

其中，附图标记说明如下：

100～200 步骤

310 网络

320 用户设备

322 储存单元

324 联机单元

326 处理单元

具体实施方式

图1为本发明实施例中一种将网络流量卸载至点对点通信的方法流程图，其包含下列步骤﹕

步骤100﹕在具备第一频段能力(band capacity)的第一用户设备和具备第二频段能力的第二用户设备内分别建立数据库，以储存能在一个或多个地理区域内提供服务的所有可用营运商的相关信息﹔执行步骤110。

步骤110﹕第一用户设备和第二用户设备执行一点对点搜寻(D2D discovery)程序﹔执行步骤120。

步骤120﹕第一用户设备发送一点对点通信要求至第二用户设备﹔执行步骤130。

步骤130﹕第一用户设备执行相关于一特定无线电接入技术(radio access technology,RAT)的第一全频段搜寻(full band search)，而第二用户设备执行相关于特定无线电接入技术的第二全频段搜寻﹔执行步骤132。

步骤132﹕第二用户设备将第二频段能力和第二全频段搜寻的结果回报给第一用户设备﹔执行步骤134。

步骤134﹕第一用户设备判断是否能根据数据库、第一频段能力、第二频段能力、第一全频段搜寻的结果，和第二全频段搜寻的结果来选取一点对点频率﹔若是，执行步骤200﹔若否，执行步骤160。

步骤160﹕判断第一用户设备和第二用户设备是否目前都驻留(camp on)在一特定营运商提供的一特定网络上﹔若是，执行步骤170﹔若否，执行步骤180。

步骤170﹕第一用户设备判断在特定网络内是否允许进行点对点通信﹔若是，执行步骤190﹔若否，执行步骤180。

步骤180﹕第一用户设备使用一公共频率来和第二用户设备进行点对点通信。

步骤190﹕第一用户设备使用特定营运商指定的频率来和第二用户设备进行点对点通信。

步骤200﹕第一用户设备使用被选取的点对点频率来和第二用户设备进行点对点通信。

在步骤100中，在第一用户设备和第二用户设备内建立的数据库可储存能在一个或多个地理区域内提供服务的所有可用营运商的相关信息。下列表一显示了数据库内存相关信息的实施例。

表一

在本发明一实施例中，地理区域可为一个或多个国家，而每一国家内可能有一个或多个合法授权的营运商。每一营运商的频段信息可包含其授权的一个或多个频率索引、上链路频率和下链路频率。

如本领域普通技术人员熟知，点对点通信为近距离应用，也就是说两用户设备彼此之间相隔的距离不能太远(通常是在同一地理区域)才能进行点对点通信。第一频段能力意味着第一用户设备能从多少营运商接收正常服务，而第二频段能力意味着第二用户设备能从多少营运商接收正常服务。举例来说，支持3G/4G双网的用户设备比仅支持3G单网的用户设备具备较好的频段能力。在一实施例中，假设第一用户设备和第二用户设备都位于国家1内，而国家1内有5家合法授权的营运商A1～A5，第一用户设备可从所有营运商A1～A5接收正常服务，而第二用户设备仅能从营运商A1～A4接收正常服务。

在执行任何点对点通信前，具备点对点通信能力的用户设备需要先执行点对点搜寻程序，以在通信范围内通知自己具备点对点通信能力，并搜寻其它具备点对点通信能力的用户设备。在步骤110中，第一用户设备和第二用户设备可使用无线保真(wireless fidelity,WiFi)技术、蓝芽(Bluetooth)技术、近场通信(near field communication,NFC)技术、一第三代合作伙伴计划网络的无线接口，或其它无线通信技术来执行点对点搜寻程序。然而，执行点对点搜寻程序的方式并不限定本发明的范畴。

在步骤120中，第一用户设备可发送点对点通信要求至第二用户设备。在步骤130中，第一用户设备可通过扫描特定无线电接入技术的所有可用频率来执行第一全频段搜寻，例如通过扫描所有LTE频率来执行LTE全频段搜寻﹔第二用户设备可通过扫描特定无线电接入技术的所有可用频率来执行第二全频段搜寻，例如通过扫描所有LTE频率来执行LTE全频段搜寻。第一全频段搜寻和第二全频段搜寻的结果相关于第一用户设备的目前位置、第二用户设备的目前位置、所有合法授权的营运商提供的无线电接入技术类型，以及特定无线电接入技术的覆盖范围。举例来说，假设第一用户设备和第 二用户设备都在国家1内运作，而国家1内有5家合法授权的营运商A1～A5。若第一用户设备目前位于国家1内的一第一地点，此时在执行第一全频段搜寻时可能只能搜寻到3个LTE营运商A1～A3﹔若第二用户设备目前位于国家1内的一第二地点，此时在执行第二全频段搜寻可能只能搜寻到2个LTE营运商A1～A2。

在步骤132中，第二用户设备可将第二频段能力和第二全频段搜寻的结果回报给第一用户设备。

在步骤134中，第一用户设备可判断是否能根据数据库、第一频段能力、第二频段能力、第一全频段搜寻的结果，和第二全频段搜寻的结果来选取一点对点频率。在本发明一实施例中，第一用户设备可使用下列公式(1)来选定一营运商，其中数据X1代表第一用户设备目前所在的特定地理区域内所有可用的营运商，数据X2代表第一频段能力，资料X3代表第二频段能力，资料X4代表第一全频段搜寻的结果，而资料X5代表第二全频段搜寻的结果。

选定营运商＝(X1∩X2∩X3)-X4-X5…(1)

下列假设是为了说明何种状况下在步骤134中能够选取点对点频率。假设第一用户设备和第二用户设备都在国家1内运作且位于彼此的通信范围内，也就是X1＝A1+A2+A3+A4+A5。假设第一用户设备能够注册在国家1内所有合法授权的营运商，也就是X2＝A1+A2+A3+A4+A5。假设第二用户设备能够注册在国家1内除了营运商A5的外所有合法授权的营运商，也就是X3＝A1+A2+A3+A4。假设第一用户设备在执行第一全频段搜寻后能够侦测到营运商A2～A3，也就是X4＝A2+A3。假设第二用户设备在执行第二全频段搜寻后能够侦测到营运商A3～A4，也就是X5＝A3+A4。在上述假设下，根据公式(1)得到的结果是营运商A1，此 时第一用户设备会在步骤200中使用被选取的点对点频率(数据库内营运商A1提供的下链路频率或上链路频率)来和第二用户设备进行点对点通信。

下列假设是为了说明何种状况下在步骤134中无法选取点对点频率。假设第一用户设备和第二用户设备都在国家1内运作且位于彼此的通信范围内，也就是X1＝A1+A2+A3+A4+A5。假设第一用户设备能够注册在国家1内所有合法授权的营运商，也就是X2＝A1+A2+A3+A4+A5。假设第二用户设备能够注册在国家1内除了营运商A5的外所有合法授权的营运商，也就是X3＝A1+A2+A3+A4。假设第一用户设备在执行第一全频段搜寻后能够侦测到营运商A1～A3，也就是X4＝A1+A2+A3。假设第二用户设备在执行第二全频段搜寻后能够侦测到营运商A2～A4，也就是X5＝A2+A3+A4。在上述假设下，根据公式(1)得到的结果是0，此时第一用户设备会执行步骤160。

在步骤160中，本发明会判断第一用户设备和第二用户设备是否目前都驻留在特定营运商提供的同一特定网络。若判断第一用户设备和第二用户设备目前都驻留在特定营运商提供的特定网络，特定网络的资源足够时会在步骤170中允许进行点对点通信，使得第一用户设备在步骤190中能使用特定营运商指定的频率来和第二用户设备进行点对点通信。

若第一用户设备和第二用户设备目前分别驻留不同网络、第一用户设备和第二用户设备至少其中之一目前并未驻留在任何网络，或特定网络在步骤170中因资源不足而不允许进行点对点通信，此时第一用户设备在步骤180中会使用公共频率和第二用户设备进行点对点通信。公共频率可为在授权频段内的一WiFi频率、一蓝芽频率或一NFC频率。然而，公共频率的类型并不限定本发明的范畴。

图2A和图2B为本发明另一实施例中一种将网络流量卸载至点对点通信的方法流程图，其包含下列步骤﹕

步骤100﹕在具备第一频段能力的第一用户设备和具备第二频段能力的第二用户设备内分别建立一数据库，以储存能在一个或多个地理区域内提供服务的所有营运商的相关信息﹔执行步骤110。

步骤110﹕第一用户设备和第二用户设备执行点对点搜寻程序﹔执行步骤120。

步骤120﹕第一用户设备发送一点对点通信要求至第二用户设备﹔执行步骤140。

步骤140﹕第二用户设备将第二频段能力回报给第一用户设备﹔执行步骤142。

步骤142﹕第一用户设备根据数据库、第一频段能力和第二频段能力来将一特定地理区域内一可用的特定营运商指定给第二用户设备﹔执行步骤144。

步骤144﹕第一用户设备执行一第一部分频段搜寻(partial band search)以扫描相关于特定营运商的所有频率﹔执行步骤146。

步骤146﹕第二用户设备执行一第二部分频段搜寻以扫描相关于特定营运商的所有频率，并将第二部分频段搜寻的结果回报给第一用户设备﹔执行步骤148。

步骤148﹕第一用户设备判断是否能根据第一部分频段搜寻的结果和第二部分频段搜寻的结果来选取一点对点频率﹔若是，执行步骤200﹔若否，执行步骤150。

步骤150﹕第一用户设备判断特定地理区域内所有可用的营运商是否都曾被指定给第二用户设备﹔若是，执行步骤160﹔若否，执行步骤142。

步骤160﹕判断第一用户设备和第二用户设备是否目前都驻留在一特定营运商提供的一特定网络﹔若是，执行步骤170﹔若否，执行步骤180。

步骤170﹕第一用户设备判断是否允许在特定网络内进行点对点通信﹔若是，执行步骤190﹔若否，执行步骤180。

步骤180﹕第一用户设备使用一公共频率来和第二用户设备进行点对点通信。

步骤190﹕第一用户设备使用特定营运商指定的频率来和第二用户设备进行点对点通信。

步骤200﹕第一用户设备使用被选取的点对点频率来和第二用户设备进行点对点通信。

在图2A和图2B所示的实施例中，步骤100～120和160～200的执行方式和图1所示的实施例相同，在此不另加赘述。然而，图2A和图2B所示的方法会执行步骤140～150，但不包含图1的步骤130～134。

在步骤140中，第二用户设备会将第二频段能力回报给第一用户设备。如前所述，第一频段能力意味着第一用户设备能从多少营运商接收正常服务，而第二频段能力意味着第二用户设备能从多少营运商接收正常服务。

在步骤142中，第一用户设备可根据数据库、第一频段能力和第二频段能力来将特定地理区域内可用的营运商指定给第二用户设备。举例来说，当第一用户设备和第二用户设备都在国家1内运作， 而国家1内有5家合法授权的营运商A1～A5，具备第一频段能力的第一用户设备可能可以从所有营运商A1～A5接收正常服务，而具备第二频段能力第二用户设备可能仅能从营运商A1～A4接收正常服务。在这种情形下，第一用户设备可将营运商A1～A4其中的一指定给第二用户设备。

在步骤144中，第一用户设备可执行第一部分频段搜寻以扫描相关于特定营运商的所有频率。第一部分频段搜寻的结果可能相关于第一用户设备目前的位置和特定营运商的覆盖范围。举例来说，若指定营运商A1或营运商A2，第一用户设备在执行第一部分频段搜寻时可能可以扫描到至少一个包含在频段信息Band_A1中的频率或至少一个包含在频段信息Band_A2中的频率﹔若指定营运商A3或营运商A4，第一用户设备在执行第一部分频段搜寻时可能无法扫描到至少任何包含在频段信息Band_A3或频段信息Band_A4中的频率。

在步骤146中，第二用户设备可执行第二部分频段搜寻以扫描相关于特定营运商的所有频率，并将第二部分频段搜寻的结果回报给第一用户设备。第二部分频段搜寻的结果可能相关于第二用户设备目前的位置和特定营运商的覆盖范围。举例来说，若指定营运商A1或营运商A3，第二用户设备在执行第二部分频段搜寻时可能可以扫描到至少一个包含在频段信息Band_A1中的频率或至少一个包含在频段信息Band_A3中的频率﹔若指定营运商A2或营运商A4，第二用户设备在执行第二部分频段搜寻时可能无法扫描到至少任何包含在频段信息Band_A2或频段信息Band_A4中的频率。

在步骤148中，若在执行第一部分频段搜寻和第二部分频段搜寻时都无法扫描到相关于特定营运商的频率时，第一用户设备可判断能够选取点对点频率。举例来说，若指定营运商A1，第一用户设备 和第二用户设备在分别执行第一部分频段搜寻和第二部分频段搜寻时可能可以扫描到至少一个包含在频段信息Band_A1中的频率﹔若指定营运商A2，第一用户设备在执行第一部分频段搜寻时可能可以扫描到至少一个包含在频段信息Band_A2中的频率，而第二用户设备在执行第二部分频段搜寻时可能无法扫描到任何包含在频段信息Band_A2中的频率﹔若指定营运商A3，第一用户设备在执行第一部分频段搜寻时可能无法扫描到任何包含在频段信息Band_A3中的频率，而第二用户设备在执行第二部分频段搜寻时可能可以扫描到至少一个包含在频段信息Band_A3中的频率﹔若指定营运商A4，第一用户设备和第二用户设备在分别执行第一部分频段搜寻和第二部分频段搜寻时可能都无法扫描到任何包含在频段信息Band_A4中的频率。在这种情况下，第一用户设备会在步骤200中以被选取的点对点频率(数据库内营运商A4提供的下链路频率或上链路频率)来和第二用户设备进行点对点通信。

若第一用户设备和第二用户设备在分别执行第一部分频段搜寻和第二部分频段搜寻时能够扫描到至少一个相关于特定营运商的频率，此时会接着执行步骤160～190，详细方式如说明书先前所述。

图3为本发明实施例中一种无线通信系统300的功能方块图。无线通信系统300包含一网络310和多个用户设备(图3仅显示一个用户设备320)。用户设备320包含一储存单元322、一联机单元324，以及一处理单元326。网络310可实作成具备任何3GPP通信能力，例如2G、2.5G、3G或4G网络。用户设备320可包含任何具备第三代合作伙伴计划规范和点对点通信能力的电子装置，例如移动电话、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、手持计算机、平板计算机、迷你计算机(nettop)、笔记本电脑，或其它具备通信功能的电子装置。然而，网络310和用户设备320的种类并不限定本发明的范畴。

储存单元322可包含随机存取内存(random access memory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、硬盘、软盘、光盘，或能够在步骤100中储存数据库的其它类型装置。然而，储存单元322的种类并不限定本发明的范畴。

联机单元324可包含一个或多个调制解调器(modem)、调制解调器库(modem bank)、以太网(Ethernet)装置、通用串行总线(universal serial bus,USB)装置、串行接口、光纤分布式数据接口(fiber distributed data interface,FDDI)装置、无线局域网络(wireless local area network,WLAN)装置、分码多重存取(code division multiple access,CDMA)装置、UMTS/LTE无线收发装置、全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)装置，或/及其它现有连网装置。通过联机单元324，用户设备320可和网络310进行通信，或是和其它用户设备进行点对点通信。然而，联机单元324的种类并不限定本发明的范畴。

处理单元326可包含一个或多个处理器，进而以同时地或依序地执行本发明的方法，或由其中单一特定处理器来执行本发明的方法。然而，处理单元326的种类或架构并不限定本发明的范畴。

本发明根据第一用户设备和第二用户设备的频段能力与执行频段搜寻的结果来选取一点对点频率，第一用户设备再使用点对点频率来和第二用户设备进行点对点通信。第一用户设备也可使用网络指定频率或公共频率来和第二用户设备进行点对点通信。因此，本发明能将网络流量卸载至点对点通信以减轻网络负载，且能增加点对点通信的带宽。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。