多个无线网络的分载判断系统、服务器以及其方法与流程

本发明是有关于一种多个无线网络的流量分载技术，且是有关于一种多个无线网络的分载判断系统、实现其的服务器以及其方法。

背景技术：

行动网络随着智能型行动装置(如，智能型手机、平板计算机、笔记本电脑)的普及而使得用户数量以及信息流量快速成长。为了让用户都能享受到良好的行动网络服务质量，部分行动电信营运商逐渐采用行动数据流量卸除(Mobile Data Traffic Offloading)技术(或称为Wi-Fi卸除(Offloading)技术)，让智能型行动装置能够藉由Wi-Fi认证与漫游机制(如，Hotspot 2.0技术或是存取网络寻找与选择机制(Access Network Discovery and Selection Function；ANDSF)以无缝地从行动网络(如，GPRS网络、3G网络或LTE网络)切换至Wi-Fi网络，藉以自动地将原先需要透过行动网络来传送的数据流量透过附近的Wi-Fi基站进行传送，避免行动网络的壅塞。

然而，由于行动数据流量卸除技术并未考虑行动网络或是Wi-Fi基站当下的服务质量(Quality of Service；QoS)，因此智能型行动装置仍有可能发生网络壅塞。举例来说，当智能型行动装置位于Wi-Fi基站的通讯范围内时，无论行动网络或是Wi-Fi基站是否处于网络壅塞，行动数据流量卸除技术皆会让智能型行动装置仅使用Wi-Fi基站来传递数据。如此一来，当Wi-Fi基站的数据已经发生壅塞情况时，行动数据流量卸除技术还是没办法解决网络壅塞的问题。

另一方面，部分的行动电信营运商导入了智能型资料计费(Smart Data Pricing)机制，此机制可依据各时段以及各种网络的数据使用量来调整计费方式。用户可根据自己的网络用量与预算选择要使用何种网络(如选择性使用行动网络或Wi-Fi网络)以降低网络使用成本，藉以降低使用行动 网络的机率。但是，用户无法得知当下的行动网络与Wi-Fi网络的服务质量，仅能凭借实际的使用情况来手动地切换行动网络或Wi-Fi网络。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种多个无线网络的分载判断系统、服务器以及其方法，可自动地且动态地评估位于这些无线网络中的用户装置在未来时点中使用这些无线网络当中的何者为佳，从而达到最低的数据传输成本或是最佳的服务质量。对各个无线网络的基站而言，也可以易于平衡基站的负载状况。

本发明实施例所述的多个无线网络的分载判断系统包括服务器、第一无线基站、第二无线基站以及用户装置。第一无线基站用以提供第一无线网络。第二无线基站用以提供第二无线网络。用户装置位于第一无线网络与第二无线网络的通讯范围内。所述服务器具备有关于所述用户装置的传输资费信息。所述服务器分别监测并获得所述第一无线基站与所述第二无线基站的服务质量(QoS)信息，依据所述传输资费信息以及所述服务质量信息来评估所述第一无线基站与所述第二无线基站的数据传输效益信息，并将所述数据传输效益信息传输给所述用户装置。所述用户装置依据所述数据传输效益信息来选择性地使用所述第一无线网络及所述第二无线网络的其中之一。

本发明实施例所述的服务器包括第一无线网络收发器、第二无线网络收发器以及处理器。第一无线网络收发器用以获得第一无线基站的服务质量信息，其中所述第一无线基站用以提供第一无线网络。第二无线网络收发器用以获得第二无线基站的服务质量信息，其中所述第二无线基站用以提供第二无线网络。处理器耦接所述第一无线网络收发器以及所述第二无线网络收发器。所述处理器获得有关于用户装置的传输资费信息，依据所述传输资费信息以及所述服务质量信息来评估该所述第一无线基站与所述第二无线基站的数据传输效益信息，并将所述数据传输效益信息传输给所述用户装置。所述用户装置依据所述数据传输效益信息来选择性地使用所述第一无线网络及所述第二无线网络的其中之一。

本发明实施例所述的多个无线网络的分载判断方法适用于服务器。所述分载判断方法包括下列步骤。获得有关于用户装置的传输资费信息。分别监测并获得第一无线基站与第二无线基站的服务质量信息。依据所述传输资费信息以及所述服务质量信息来评估该所述第一无线基站与所述第二无线基站的数据传输效益信息。以及，将所述数据传输效益信息传输给所述用户装置，其中所述用户装置依据所述数据传输效益信息来选择性地使用所述第一无线基站提供的第一无线网络及所述第二无线基站提供的第二无线网络的其中之一。

基于上述，本发明实施例所述的多个无线网络的分载判断系统、服务器以及其方法可藉由各个无线网络的服务质量信息来自动地且动态地计算位于这些无线网络基站自身的负载情况。并且，依据使用情境(如，希望资费最低或具备最大的无线网络带宽)以及用户装置所使用的资费信息来自动地评估每个用户装置在未来时点中使用这些无线网络当中的何者为佳，从而达到最低的数据传输成本或是最佳的服务质量。对各个无线网络的基站而言，也可以易于平衡基站的负载状况。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的一种多个无线网络的分载判断系统的示意图。

图2是依照本发明一实施例的一种服务器的功能方块图。

图3是依照本发明一实施例的一种多个无线网络的分载判断方法的流程图。

【符号说明】

100：多个无线网络的分载判断系统

110：服务器

120：第一无线基站

130：第二无线基站

140：用户装置

150：核心网络

160：互联网

170：网络网关

210：第一无线网络收发器

220：第二无线网络收发器

230：处理器

S310～S350：步骤

R1：第一无线网络的通讯范围

R2：第二无线网络的通讯范围

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例的服务器可协助用户装置在可使用多个无线网络的情况下，透过其所使用的传输资费信息以及自动计算这些无线网络基站自身的负载，来自动地评估在未来时点中使用这些无线网络当中的何者为佳，从而依据用户所希望的使用情境来达到达到最低的数据传输成本或是最佳的服务质量。换句话说，本发明实施例透过外部服务器来收集位于用户装置所在地的至少两个无线网络以及相关的参考数据，这些参考数据报含数据传输资费、各个无线网络的服务质量、无线网络基站自身的负载...等信息。外部服务器便可藉此来监测不同无线网络(例如，行动网络与Wi-Fi网络)中的封包流量，进而预测在未来时点中这些无线网络的使用状态以及数据传输效益，并将这些预测信息经由这些无线网络的基站来广播或推播给用户装置。藉此，用户装置便可藉由这些预测信息来选择性地使用这些无线网络其中之一。以下以实例来左证本发明的精神。

图1是依照本发明一实施例的一种多个无线网络的分载判断系统100的示意图。分载判断系统100包括服务器110、第一无线基站120、第二无线基站130以及用户装置140。第一无线基站120用以提供第一无线网络，第一无线网络的通讯范围在图1绘示为R1。第二无线基站130用以 提供第二无线网络，第二无线网络的通讯范围在图1绘示为R2。用户装置140位于第一无线网络的通讯范围R1与第二无线网络的通讯范围R2内。

第一无线网络可属于无线广域网(Wireless Wide Area Network；WWAN)，例如第一无线网络是长期演进(Long Term Evolution；LTE)行动网络、第三代(3G)行动通讯网络、或是通用封包无线服务(General Packet Radio Service；GPRS)行动通讯网络。第二无线网络可属于无线区域型网络(Wireless Local Area Network；WLAN)，例如是Wi-Fi网络。第二无线网络也可属于无线都会网络(Wireless Metropolitan Area；WMAN)，例如是全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)网络、长期演进(Long Term Evolution；LTE)行动网络、第三代(3G)行动通讯网络、或是通用封包无线服务(General Packet Radio Service；GPRS)行动通讯网络。为了方便说明以下实施例，本发明实施例的第一无线网络以LTE行动网络来实现，第一无线基站120可以是微型基站(small cell)或是巨型基站(macro BS)，且第一无线基站120透过核心网络150以与互联网160相互连结；本发明实施例的第二无线网络以Wi-Fi网络来实现，第二无线基站130可以是Wi-Fi基站，且第二无线基站130透过网络网关170与核心网络150以与互联网160相互连结。

用户装置140可侦测并选择性地使用第一无线网络以及第二无线网络，并透过被选择的无线网络来连接互联网160以使用网络资源、上传及下载数据。用户装置140例如是智能型行动装置、平板计算机、笔记本电脑、或掌上型游乐装置等。

为让用户装置140能够获得用户装置140所在的第一无线网络基站120自身的负载情况、第二无线网络基站130自身的负载情况以及用户装置140所具备的数据传输资费信息，本发明实施例的服务器110可分别监测所有区域的第一无线基站120与第二无线基站130，并分别从第一无线网络及第二无线网络的封包中获得相对应第一无线基站120与第二无线基站130的服务质量信息。另一方面，服务器110也会在平时自动地收集每个行动网络供货商所提供的数据传输资费信息。服务器110可与用户装置140相互通讯以得知用户装置140所使用的数据传输资费信息为何。

当第一无线基站120为LTE行动网络的微型基站时，由于微型基站将会定时地广播系统信息给位于通讯范围R1内的各个用户装置140，因此服务器110只要在通讯范围R1内便可获得第一无线网络(LTE行动网络)的系统信息，且此系统信息便具备有服务质量信息。LTE行动网络的服务质量信息可包括微型基站自身的负载信息、传输资源的分配信息以及无线区域型网络的相关信息(如，发射功率(RSSI)阀值、收费支持系统(BSS)阀值以及信号测量阀值)。本发明实施例的「基站自身的负载信息/负载状态」可以是基站自身处理器(如，中央处理单元)的使用率。「基站自身的负载信息/负载状态」也可以是是基站中随机存取内存的使用程度，这些负载信息可以利用百分比(％)来呈现。另一方面，当第二无线基站130为Wi-Fi网络的Wi-Fi基站时，由于Wi-Fi基站不会主动地广播Wi-Fi网络的系统信息/服务质量信息，因此服务器110可以透过存取网络查询协议(Access Network Query Procotol；ANQP)(由IEEE 802.11u定义)来向Wi-Fi基站获得Wi-Fi网络的服务质量信息。于本实施例中，Wi-Fi基站具备ANQP模块来实现ANQP功能。在Wi-Fi网络的服务质量信息中，可以包括Wi-Fi基站的连线状态、连线类型(对称型传输或非对称型传输)、上行链路与下行链路的传输速度以及Wi-Fi基站自身的负载状态。藉此，服务器110可在许多的特定时点分别监测、获得并储存这些无线网络的服务质量信息，藉以得知在这些特定时点上各个无线网络上行链路及下行链路的数据传输速度以及无线网络基站120、130自身的负载状态。

此外，于符合本发明的部分实施例中，若是这些无线网络自身已具备自我组织网络(Self Organizing Network；SON)结构，则服务器110也可藉由自我组织网络服务器来得知第一无线网络120以及第二无线网络130的服务质量信息及其他信息。

以下提出举例以解释服务器110如何利用传输资费信息以及多个无线网络的服务质量信息来评估数据传输效益信息。假设目前时点为10：00，表1为用户装置140在未来时点(例如，10：00～10：30之间)的传输资费列表。为减少篇幅，在此仅列出未来时点所需的传输资费，服务器所获得的传输资费信息应可列出所有时点相对应的传输资费。在表1中是以每一字节(Byte)所需的新台币(NTD)费用来说明。

表1：

表2以及表3则为服务器110在特定时点(如，9：30～10：00)上经由服务质量信息(上行链路及下行链路的数据传输速度、无线网络基站120、130自身的负载状态)所统整的在每个时点上各个无线网络的传输速度历史信息(表2)以及基站负载状态的历史信息(表3)。在表2中是以每秒传输多少位来判断传输流量。

表2：

在表3中是以百分比(％)来判断第一无线基站以及第二无线基站的负载状态。

表3：

基于上述表1至表3，服务器110便可透过马可夫决策程序(Markov Decision Process；MDP)模式以依据这些特定时点的数据传输速度以及传输资费信息来计算数据传输效益信息(动态参考表)。马可夫决策程序模式可以基于已知的带宽数据来评估未来的数据流量趋势，并藉由这些数据来产生动态参考表，如下表4所示。动态参考表(表4)的字段包括多个未来时间点(如，10：00、10：10、10：20、10：30)、与未来时间点对应的使用情境以以及建议使用的网络类型。所述的网络类型为第一无线网络与第二无线网络当中的其中之一。表4中的使用情境可以区分为『数字传输最高质量』、『具备一定传输质量(传输速率至少大于一预设数值)』以及『最低价格』。表4中的『L』表示第一无线网络(LTE无线网络)，且『W』表示第二无线网络(Wi-Fi网络)。

表4：

例如，若用户的使用情境为『数字传输最高质量』的话，服务器110建议用户装置140在未来时点10：00、10：20以及10：30使用第二无线网络(Wi-Fi网络)为佳，而在未来时点10：10使用第一无线网络(LTE网络)为佳。若用户的使用情境为『具备一定传输质量』的话，服务器110建议用户装置140在未来时点10：00、10：10以及10：20使用第二无线网络(Wi-Fi网络)为佳，而在未来时点10：30使用第一无线网络(LTE网络)为佳。若用户的使用情境为『最低价格』的话，服务器110建议用户装置140在未来时点10：00及10：10使用第二无线网络(Wi-Fi网络)为佳，而在未来时点10：20及10：30使用第一无线网络(LTE网络)为佳。

藉此，服务器110便将数据传输效益信息(如表4)传输给用户装置140。用户装置140便可依据数据传输效益信息(表4)来选择性地使用第一无线网络(LTE网络)及第二无线网络(Wi-Fi网络)的其中之一。此外，由于服务器110会持续不断地监测第一无线基站120以及第二无线网络基站130的服务质量信息，因此当这些服务质量信息有所改变时，服务器110便会动态地产生更新的动态参考表(表4)并将此动态参考表(表4)推播至用户装置140，以进行动态调整。

除了可将动态参考表(表4)直接传输给用户装置140以外，服务器110还可透过第一无线基站120原有的信息推播功能以小区广播(cell broadcast)方法或是小区单播(cell unicast)方法来将数据传输效益信息推播至用户装置140。若全部的用户装置140皆采用相同的资费的话，则服务器110便可在该区域以小区广播方法来传递数据传输效益信息。于本实施例中，小区广播也可以藉由第一无线基站120以短信推播系统(Short Message System；SMS)来实现。另一方面，当每个用户装置140采用不同的资费时，服务器110则需要客制化该用户装置140的数据传输效益信息，并透过第一无线基站120以小区单播方法来传输数据传输效益信息至用户装置140。

用户装置140可依照表4的评估结果来自动地调整所使用的无线网络，也可将表4的评估结果提供给用户，藉以决定使否需要动态调整或是用户自行手动调整无线网络。

图2是依照本发明一实施例的一种服务器110的功能方块图。服务器110包括第一无线网络收发器210、第二无线网络收发器220以及处理器230。第一无线网络收发器210可以是LTE行动网络存取芯片或网络模块，第二无线网络收发器220可以是Wi-Fi网络或网络模块，处理器230则是中央处理器、系统芯片或集成电路。

图3是依照本发明一实施例的一种多个无线网络的分载判断方法的流程图，此分载判断方法主要适用于服务器110。请同时参考图1至图3，于步骤S310中，服务器110的处理器230可透过网络以获得有关于用户装置140的传输资费信息。于步骤S320中，服务器110的处理器230分别藉由第一无线网络收发器210以及第二无线网络收发器220来监测并获得第一无线基站120与第二无线基站130的服务质量信息。于步骤S330中，处理器230依据所述传输资费信息以及所述服务质量信息来评估第一无线基站与第二无线基站的数据传输效益信息。于步骤S340中，处理器230可将数据传输效益信息直接地或间接地(如，透过第一无线基站120或第二无线基站130)传输给用户装置140。藉此，于步骤S350中，用户装置140便可自行依据此数据传输效益信息来选择性地使用第一无线网络及第二无线网络的其中之一。分载判断方法的其他详细实现方式可参照上述实施例。

综上所述，本发明实施例所述的多个无线网络的分载判断系统、服务器以及其方法可藉由各个无线网络的服务质量信息来自动地且动态地计算位于这些无线网络基站自身的负载情况。并且，依据使用情境(如，希望资费最低或具备最大的无线网络带宽)以及用户装置所使用的资费信息来自动地评估每个用户装置在未来时点中使用这些无线网络当中的何者为佳，从而达到最低的数据传输成本或是最佳的服务质量。对各个无线网络的基站而言，也可以易于平衡基站的负载状况。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求请求保护范围所界定者为准。