专利摘要:
一種在毫微微蜂窩式網路中利用通訊裝置減少換手次數之方法,其步驟包含:利用一通訊裝置測量無線電訊號強度,並將對應之服務基地台資訊儲存至一快取記憶體;檢查快取記憶體之儲存內容是否屬於毫微微蜂窩式基地台資訊;若是,則由通訊裝置將測量報告中的宏蜂窩式基地台資訊刪除,並傳送至服務基地台;當通話中斷時,檢查快取記憶體之儲存內容是否屬於毫微微蜂窩式基地台資訊;若是,則啟動一計時器;在計時器之時效內,偵測一可用的毫微微蜂窩式基地台;傳送通話重建請求訊息至上述可用的毫微微蜂窩式基地台,以重建通話。
公开号:TW201311023A
申请号:TW100129639
申请日:2011-08-18
公开日:2013-03-01
发明作者:Phone Lin;Chia-Peng Lee;Chin-Liang Wang;Whai-En Chen
申请人:Nat Univ Tsing Hua;
IPC主号:H04W36-00
专利说明:
在毫微微蜂窩式網路中利用通訊裝置減少換手次數之方法
本發明係關於一種通信方法,特別係關於一種在毫微微蜂窩式基地台網路間減少換手次數之方法。
通訊科技的蓬勃發展之下,手機(或行動電話)已逐漸成為人們生活中不可或缺的必需品,其中,造就手機普及化的最大功臣即為發達且密集的通訊基地台網路,藉由這些基地台,使得手機能連結至通訊網路並與其他用戶端進行通訊。
一般而言,基地台可包含毫微微蜂窩式基地台(femtocell)及宏蜂窩式基地台(macrocell)。其中,毫微微蜂窩式基地台又可稱為家用基地台,其涵蓋範圍小,主要是用來彌補其它基地台無法涵蓋的區域及提升數據傳輸速率,通常用於住宅或小型商業環境。宏蜂窩式基地台服務範圍大,其可提供使用者無間斷的服務,但傳輸速度較慢。相較之下,毫微微蜂窩式基地台服務範圍較小且不連續,但其具有傳輸速度較快的優點。因此,在毫微微蜂窩式基地台之服務範圍內,使用者較易於使用其進行傳輸,以利提升傳輸速度、及通話品質。當使用者從一毫微微蜂窩式基地台移動至另一個時,通訊裝置將會有一段時間在宏蜂窩式基地台的服務範圍內。在現有的移動管理機制中,為了保持通話不中斷,通訊裝置將與宏蜂窩式基地台建立無線電鍵結。一般而言,這樣的機制可稱為交遞或換手(handoff or handover)。
如上所述,通訊裝置在進行語音或數據服務時,由目前的毫微微蜂窩式基地台移動到另一個的過程中,將有一段時間只會在宏蜂窩式基地台的服務範圍內,但若宏蜂窩式基地台目前已經沒有多餘的無線電資源時,將導致通訊裝置正在進行的通話服務將被迫中斷,而造成使用者滿意度大幅降低。另一方面,若通訊裝置能順利切換到宏蜂窩式基地台繼續通話,也有可能在此基地台停留一小段時間後便又立即交遞到毫微微蜂窩式基地台來增進傳輸品質。然而,這樣的情形將使得通訊裝置進行交遞的頻率過高,進而增加切換基地台所造成的延遲時間,從而使得通話品質嚴重下降。
綜上所述,這些傳統換手作業之缺點包括處理成本的負擔、通訊延遲、以及通訊中斷等諸多缺點。當基地台之數量增加時,各基地台執行換手作業之次數亦隨之增加,嚴重時,甚至會導致通訊網路之停擺。因此,如何設計一個有效率的交遞管理機制以降低通話中斷的可能性、減少切換基地台所需頻率的延遲時間並增加整體網路服務量將是通訊網路發展非常重要的關鍵。
有鑑於此,本發明特別提供一種可有效在毫微微蜂窩式通訊網路間減少換手次數之方法。
本發明之一目的係在不改變現有的通訊網路硬體架構下,有效地降低換手次數,故可易於應用到現有的通訊網路系統中,而無需消耗過多的成本來修改硬體架構。
本發明之另一目的係用以在毫微微蜂窩式網路中,透過減少換手次數的機制,使得宏蜂窩式基地台有多餘的頻寬以服務更多的使用者。
本發明之又一目的在於減少蜂窩式網路中的換手或交遞次數,藉以減少切換基地台所消耗的延遲時間,進而提升通話品質。
本發明之再一目的在於提升毫微微蜂窩式基地台(femtocell)的使用頻率,以有效利用蜂窩式基地台的頻寬,從而提升網路的整體服務量,進而增加通話品質。
為了達到上述目的,本發明提供一種在毫微微蜂窩式網路中減少換手次數之方法,其步驟如下所述:首先,利用一通訊裝置週期性地測量無線電訊號強度,並將一服務基地台之資訊儲存至一快取記憶體,其中,上述服務基地台係指與上述通訊裝置進行無線電鏈結之基地台,亦即,此通訊裝置係透過服務基地台來進行通話服務;然後,透過上述通訊裝置檢查上述快取記憶體之儲存內容是否屬於毫微微蜂窩式基地台資訊;若是,則由上述通訊裝置修改一測量報告,將測量到的宏蜂窩式基地台資訊刪除,並將上述測量報告傳送至上述服務基地台;當通話中斷時,通訊裝置會檢查快取記憶體之儲存內容是否屬於毫微微蜂窩式基地台資訊;若是,則由上述通訊裝置啟動一計時器;在上述計時器之時效內,由上述通訊裝置偵測是否存在一可用的(available)毫微微蜂窩式基地台;若存在,則由通訊裝置向此可用的毫微微蜂窩式基地台傳送一通話重建請求訊息,以重建通話。
誠如以上技術特徵所示,本發明在使用者端之通訊裝置上增設一快取記憶體及一計時器,並提供一種新穎的演算法,以利延遲換手的發生,其中,快取記憶體係用以儲存與通訊裝置正在進行無線電鏈結之基地台資訊,在此可稱為服務基地台;計時器係用於當通訊裝置移出原基地台之服務範圍時,暫緩換手機制的發生,並於其時效內,由通訊裝置偵測是否存在可用的毫微微蜂窩式基地台,倘若存在,則由此基地台進行服務,而無需換手至宏蜂窩式基地台,藉以降低換手的頻率及次數,從而降低宏蜂窩式基地台之負擔、減少換手次數所造成的延遲時間、並進一步提升傳輸速度及通話品質。
以上所述係用以闡明本發明之目的、達成此目的之技術手段、以及其產生的優點等等。而本發明可從以下較佳實施例之敘述並伴隨後附圖式及申請專利範圍使讀者得以清楚了解。
本發明將以下述較佳實施例及觀點加以敘述,此類敘述係解釋本發明之方法,僅用以說明而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此,除說明書中之較佳實施例以外,本發明亦可廣泛實行於其他實施例中。
以下所述之通訊裝置可包含,但不侷限於,行動電話、個人數位助理(PDA)、智慧型手機(smartphone)等各種移動式通訊裝置,其可相容於各種通訊協定,例如:W-CDMA、CDMA2000、CDMA2001、TD-CDMA、TD-SCDMA、UWC0136、DECT、3G、4G及其他類似系統。
請先參閱圖1所示,本圖係顯示本發明所揭露之毫微微蜂窩式網路架構之一實施例。其中,核心網路端可包含本籍註冊資料庫(HLR)103、客籍註冊資料庫(VLR)104,以及行動交換中心(MSC)105。一般而言,由於行動交換中心105與客籍註冊資料庫104之功能密不可分,例如行動交換中心105可用以詢問客籍註冊資料庫104有關行動裝置之臨時識別碼的資訊,故客籍註冊資料庫104通常係與行動交換中心105建置在一起,並可經由網路與本籍註冊資料庫103互相連接,以利資料的交換。此外,行動交換中心105更可將通話訊號連接至公用交換電話網路。無線電網路控制器(RNC)106可連接至客籍註冊資料庫104及行動交換中心105,其係用以管理無線電資源,以分配資源給所屬的宏蜂窩式基地台102,舉例而言,當通訊裝置109需要換手時,會由無線電網路控制器106要求宏蜂窩式基地台102保留資源,以供通訊裝置109進行通話。毫微微蜂窩式閘道器107係連結至客籍註冊資料庫104及行動交換中心105,其功能與無線電網路控制器106相似,差異在於其係用以管理及分配資源給複數個毫微微蜂窩式基地台101,而非宏蜂窩式基地台102。於本實施例中,當通訊裝置要進行換手程序時,會由無線電網路控制器106及毫微微蜂窩式閘道器107分別管理宏蜂窩式基地台102及毫微微蜂窩式基地台101之無線電資源,以將通訊裝置之無線電鏈結由毫微微蜂窩式閘道器101轉移到宏蜂窩式閘道器102,而完成換手機制。於本實施例中,毫微微蜂窩式閘道器107可經由寬頻網路108以連結至多個毫微微蜂窩式基地台101。
請參閱圖2所示,本圖顯示了本發明所揭露之通訊裝置之一實施例。如圖所示,通訊裝置109至少包含一控制單元203,分別耦合至控制單元203之快取記憶體201、計時器202、及通訊模組204。於本實施例中,快取記憶體201係用以儲存一服務基地台資訊,在此所稱之服務基地台係指與通訊裝置109有無線電鏈結之基地台,亦即,係用以提供通訊裝置109進行通話或電信服務之基地台,其可為宏蜂窩式基地台或毫微微蜂窩式基地台。計時器202係用在通訊裝置204移出服務基地台之服務範圍時,暫緩換手機制的發生,並於計時器202之時效內,由通訊模組204偵測是否存在可用的毫微微蜂窩式基地台可供使用。通訊模組204係用以與服務基地台進行資料傳輸及交換,較佳為一射頻(RF)模組。熟悉本技術領域之技藝者應可知悉,通訊模組可包含天線及收發裝置,藉以接收或傳送訊號。另外,通訊模組204也可包含CODEC、DSP以及數位類比轉換器等基本元件,用以進行訊號處理。惟,通訊模組204並非本發明之特徵,為了便於說明書之簡潔,以下並不詳加贅述。
請接著參閱圖3a及圖3b所示,本圖將介紹本發明在毫微微蜂窩式網路中減少換手次數之較佳實施例,其步驟詳如下述。首先,於步驟301中,一通訊裝置利用一測量模組週期性地測量鄰近基地台的無線電訊號強度,並將服務基地台之資訊儲存至快取記憶體中,其中,服務基地台係指與通訊裝置進行無線電鏈結之基地台;然後,於步驟302中,通訊裝置之處理器檢查其內部的快取記憶體之儲存內容是否屬於毫微微蜂窩式基地台資訊,若是,則進入步驟303中,由通訊裝置修改一測量報告並傳送至服務基地台,具體而言,通訊裝置係將測量報告中的宏蜂窩式基地台資訊刪除後,再傳送至服務基地台,藉此,服務基地台將認為通訊裝置周遭僅存在毫微微蜂窩式基地台,而無宏蜂窩式基地台;另外,若快取記憶體之儲存內容不屬於毫微微蜂窩式基地台,則進入步驟304,由通訊裝置直接將測量報告傳送至服務基地台,而無需修改。換言之,在這樣的情況下,服務基地台可根據測量報告而知悉通訊裝置附近存在著宏蜂窩式基地台及/或毫微微蜂窩式基地台可供使用。於步驟316中,當通訊裝置與服務基地台仍保持無線電鏈結時,通話將持續正常進行。
然而,若通訊裝置與服務基地台之無線電鏈結暫時失效且測量報告之該宏蜂窩式基地台資訊已被刪除(步驟317),而導致通話中斷時(步驟305),則緊接著進入步驟306,由通訊裝置檢查快取記憶體之儲存內容是否屬於毫微微蜂窩式基地台資訊。若不屬於毫微微蜂窩式基地台,則進入步驟307,由通訊裝置初始一基地台重選程序,接著,於步驟308中,由通訊裝置搜尋訊號最佳之基地台,其可包含,並不侷限於,毫微微蜂窩式基地台或宏蜂窩式基地台。然後,於步驟309中,由通訊裝置傳送通話重建請求訊息至此訊號最佳的基地台,以重建通話。換言之,在這樣的狀況下,若宏蜂窩式基地台訊號較佳,則由其進行通話服務,相反地,倘若偵測到比宏蜂窩式基地台訊號更佳之毫微微蜂窩式基地台,則由其進行通話服務。
回到步驟306,倘若快取記憶體所儲存內容係屬於毫微微蜂窩式基地台,則進入步驟310中,由通訊裝置啟動一計時器,開始進行基地台重選程序;緊接著,於步驟311中,在計時器之時效內,由通訊裝置尋找一訊號最佳的基地台;然後,於步驟312中,由通訊裝置偵測是否存在一可用的(available)毫微微蜂窩式基地台,於此所稱之「可用的」係代表此毫微微蜂窩式基地台之訊號強度高於一門檻值,以供通訊裝置進行通話服務;若存在,則進入步驟313中,由通訊裝置向此可用的毫微微蜂窩式基地台傳送一通話重建請求訊息,以重建通話;若通訊裝置無偵測到任何可用的毫微微蜂窩式基地台,則進入步驟314中,確認計時器是否已超過時效,倘若無超過時效,則會到步驟311中,持續尋找訊號最佳的基地台,倘若計時器已超時,則進入步驟315中,由通訊裝置向一宏蜂窩式基地台傳送通話重建請求訊息,以重建通話。
由此可知,通話中斷後,通訊裝置可在計時器之時效內尋找毫微微蜂窩式基地台,並由其進行通話服務,而無需立即換手至宏蜂窩式基地台,故可有效降低換手的次數及頻率,從而降低宏蜂窩式基地台之頻寬負擔、減少換手所消耗的延遲時間,並更有效地利用毫微微蜂窩式基地台,以提升整體的網路服務量。
請參閱圖4所示,本圖係描繪本發明所述之通話重建方法,其步驟如下所述。首先,於步驟401中,藉由通訊裝置進行基地台重選程序,以尋找一訊號最佳之基地台;接著,於步驟402中,當通訊裝置找到訊號最佳之基地台後,則利用通訊裝置傳送一基地台更新(cell update)訊息至此訊號最佳之基地台,為了便於說明的簡潔,以下將此訊號最佳之基地台簡稱為新基地台,並將原服務基地台簡稱為舊基地台;然後,於步驟403中,由新基地台傳送基地台更新訊息至舊基地台。舉例而言,通訊裝置所搜尋到的新基地台可轉送包含基地台更新訊息之無線電鏈結轉移(Uplink Signaling Transfer Indication)訊息至原用的舊基地台;接著,於步驟404中,當舊基地台接收到基地台更新訊息後,則要求新基地台保留資源,以服務通訊裝置;然後,於步驟405中,當新基地台收到要求後,則開始評估是否具有足夠的資源可供通訊裝置使用;若是,則進入步驟406,由新基地台保留資源後,傳送保留資源成功訊息至舊基地台;然後,於步驟407中,當舊基地台接收保留資源成功訊息後即釋放其無線電資源,並傳送無線電鏈結轉移成功訊息至新基地台;最後,於步驟408中,由新基地台傳送一基地台更新成功訊息至通訊裝置,以完成通話重建程序。
上述敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者,在不脫離本專利精神或範圍內,所作之更動或潤飾,均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計,且應包含在下述之申請專利範圍內。
101...毫微微蜂窩式基地台
102...宏蜂窩式基地台
103...本籍註冊資料庫
104...客籍註冊資料庫
105...行動交換中心
106...無線電網路控制器
107...毫微微蜂窩式閘道器
108...寬頻網路
109...通訊裝置
201...快取記憶體
202...計時器
203...控制單元
204...通訊模組
301-317...步驟
401-408...步驟
圖1係顯示本發明毫微微蜂窩式網路架構之一實施例;
圖2係顯示本發明通訊裝置之一實施例;
圖3a及圖3b係描述本發明在毫微微蜂窩式網路中減少換手次數之較佳實施例;
圖4係描述本發明之通話重建方法。
301-317...步驟
权利要求:
Claims (13)
[1] 一種在毫微微蜂窩式網路中減少換手次數之方法,包含下列步驟:利用一通訊裝置測量周遭基地台之無線電訊號,並將該服務基地台之資訊儲存至該通訊裝置之一快取記憶體;及若該通訊裝置檢查該快取記憶體所儲存之該服務基地台之資訊,確定該服務基地台是一毫微微蜂窩式基地台,則該通訊裝置修改一測量報告,將測量到的一或多宏蜂窩式基地台資訊刪除,其中在一通話中斷時,當該通訊裝置檢查該快取記憶體所儲存之該服務基地台之資訊並認定目前所使用之該服務基地台是該毫微微蜂窩式基地台時,則執行以下步驟:由該通訊裝置啟動一計時器;在該計時器之時效內,由該通訊裝置偵測是否存在一可用的毫微微蜂窩式基地台,以重建通話。
[2] 如請求項1所述之方法,其中該通話中斷係源自於該通訊裝置與該服務基地台之無線電鏈結暫時失效且該測量報告之該宏蜂窩式基地台資訊已被刪除。
[3] 如請求項1所述之方法,更包含以下步驟:若超過該計時器之時效後仍未偵測到該可用的毫微微蜂窩式基地台,則該通訊裝置向一宏蜂窩式基地台傳送一通話重建請求訊息,以重建通話。
[4] 如請求項1所述之方法,更包含以下步驟:當該通話中斷時,若該快取記憶體所儲存之該服務基地台之資訊不屬於該毫微微蜂窩式基地台,則由該通訊裝置搜尋一訊號最佳之基地台。
[5] 如請求項4所述之方法,其中該訊號最佳之基地台包含一宏蜂窩式基地台或一毫微微蜂窩式基地台。
[6] 如請求項1所述之方法,其中該通話重建之步驟包含:利用該通訊裝置傳送一基地台更新訊息至該可用的毫微微蜂窩式基地台;由該可用的毫微微蜂窩式基地台傳送該基地台更新訊息至該服務基地台;利用該服務基地台要求該可用的毫微微蜂窩式基地台保留資源;藉由該可用的毫微微蜂窩式基地台評估是否具有足夠的資源,以供該通訊裝置使用;若是,則由該可用的毫微微蜂窩式基地台保留該資源,並傳送一保留資源成功訊息至該服務基地台;該服務基地台接收該保留資源成功訊息後即釋放無線電資源,並傳送一無線電鏈結轉移成功訊息至該可用的毫微微蜂窩式基地台;以及由該可用的毫微微蜂窩式基地台傳送一基地台更新成功訊息至該通訊裝置。
[7] 如請求項6所述之在毫微微蜂窩式網路中減少換手次數之方法,其中該可用的毫微微蜂窩式基地台係將該基地台更新訊息包含於一無線電鍵結轉移訊息,並傳送至該服務基地台。
[8] 如請求項1所述之方法,其中該可用的毫微微蜂窩式基地台之訊號強度係高於一門檻值,以服務該通訊裝置。
[9] 一種在毫微微蜂窩式網路中減少換手次數之通訊裝置,包含:一測量模組,其測量周遭基地台之無線電訊號;一快取記憶體,其用以儲存周遭基地台中一服務基地台之資訊;及一處理器,其檢查該快取記憶體所儲存之該服務基地台之資訊,若確定該服務基地台是一毫微微蜂窩式基地台,則修改一測量報告,將測量到的一或多宏蜂窩式基地台資訊刪除:一計時器,於一通話中斷時開始計時,以在一時效內,由該測量模組偵測是否存在一可用的毫微微蜂窩式基地台,以重建通話。
[10] 如請求項9所述之通訊裝置,其中該通話中斷係源自於該通訊裝置與該服務基地台之無線電鏈結暫時失效且該測量報告之該宏蜂窩式基地台資訊已被刪除。
[11] 如請求項9所述之通訊裝置,其中若超過該時效後仍未偵測到該可用的毫微微蜂窩式基地台,則向一宏蜂窩式基地台傳送一通話重建請求訊息,以重建通話。
[12] 如請求項9所述之通訊裝置,其中當該通話中斷時,若該快取記憶體所儲存之該服務基地台之資訊不屬於該毫微微蜂窩式基地台資訊,則該通訊裝置搜尋一訊號最佳之基地台。
[13] 如請求項12所述之方法,其中該訊號最佳之基地台包含一宏蜂窩式基地台或一毫微微蜂窩式基地台。
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