TW201801548A - 用於控制網路流量的方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於管理無線接入網（radio access network）的網路流量的方法，其特徵在於，包括以下步驟：通過一基頻帶單元（Baseband Unit，BBU）的處理器辨識接收自至少一用戶設備（User Equipments）的數據流量的至少一特性；因應接收自該用戶設備的該數據流量的至少一特性，通過該處理器判斷是否於一緣節點或於一遠程服務網路本地地進行處理。

Description

用於控制網路流量的方法及裝置

本發明是關於無線通信的領域，尤其是關於一種具有邊緣計算能力的無線接入網（radio access network）的控制及管理網路流量的方法及裝置。

為了處理增加中的用戶的應用及服務的需求，於近十年中移動通信網路的使用已經增加。其結果，為了處理該需求，該網路上所傳輸的數據內容變得越來越複雜。所增加的需求結果也導致各種通信裝置、新穎的網路設備、新穎的伺服器以及新型通信裝置產生以處理各種新類型的數據。在分布式或以雲端為基礎的網路環境（例如以雲端為基礎的無線接入網（Cloud－based Radio Access Network，C－RAN））中多數個通信裝置能夠互相通信或互動，以於網路上跨越不同服務及應用而進行信息的分享、收集與分析，有效率地處理及處理因越來越多種的通信裝置而產生的複雜數據內容逐漸變得有挑戰性。因此，有效率地控制網路數據流及有效地使用該網路資源的系統的開發尚有改善的餘地。

為了實現所提供的標的的不同特徵，本發明提供許多不同的實施例。為了簡化本發明，以下敘述組成與配置的特定例。當然，這些僅為例子而非限定於此。此外，本發明可能於各種實施例中重複參考文獻數字及／或文字。此重複是為了簡化及明確而非規定所討論的各種實施例及／或結構之間的關係。

「耦接」的用詞定義為相連的，無論其間的構成是直接或間接，且並非一定限制於物理性的連結。該連結可指物體永久地相連或是可分離地相連。當使用「包括」的用詞時，意指「包含，但不限定於此」，尤其是指所描述的組合、群組、系列等的開放式的包含或關係。

本發明揭示了一種用於管理無線接入網的網路流量的方法，該方法包括以下步驟：通過一基頻帶單元的處理器辨識接收自至少一用戶設備（User Equipments，UEs）的數據流量的至少一特性以及因應接收自該用戶設備的該數據流量的至少一特性，通過該處理器判斷是否於一緣節點或於一遠程服務網路本地地進行處理。

某些實施例中，該數據流量的該特性包括一延遲特性，當該處理器辨識該數據流量為一延遲敏感數據流量時，配置該處理器以本地地處理該延遲敏感數據流量且將該數據流量發送至一緣節點，且當該處理器辨識該數據流量為一延遲容忍數據流量時，配置該處理器以將該延遲容忍數據流量發送至一通信地連接於該基頻帶單元的服務網路。

某些實施例中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的應用處理的計算資源。

某些實施例中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的通信處理的計算資源

某些實施例中，該數據流量的該通信處理包括基頻帶處理以及更高層協定處理。

某些實施例中，該數據流量包括至少一數據封包。

某些實施例中，該方法進一步包括因應一延遲特性，通過該緣節點分配計算資源。

某些實施例中，該延遲特性包括一延遲容忍特性以及一延遲敏感特性。

某些實施例中，該方法進一步包括因應至少一上行鏈路流，通過該緣節點分配計算資源。

某些實施例中，該方法進一步包括因應至少一下行鏈路流，通過該緣節點分配計算資源。

某些實施例中，該方法進一步包括因應至少一應用處理，通過該緣節點分配計算資源。

某些實施例中，該應用處理包括一霧計算應用。

某些實施例中，該方法進一步包括因應至少一非預期的流入流量，通過該緣節點保留計算資源。

某些實施例中，該方法進一步包括因應至少一計算負載喘振（computational load surge），通過該緣節點保留計算資源。

某些實施例中，該方法進一步包括因應至少一背景處理任務，通過該緣節點分配計算資源。

某些實施例中，該方法進一步包括因應該流量流的一部分與該流量流的剩餘部分的比例，通過該霧無線接入網的網路節點，將至少一流量流發送至一雲端應用伺服器。

某些實施例中，該網路節點包括一基頻帶伺服器。

某些實施例中，該方法進一步包括通過該霧無線接入網的一網路節點，將一延遲敏感流發送至該霧無線接入網中的一應用伺服器。

某些實施例中，該方法進一步包括因應所接收的該數據流量通過該緣節點將一個或更多個響應封包發送至該基頻帶單元以及通過該基頻帶單元將所接收的一個或更多個響應封包發送至該用戶設備。

某些實施例中，該方法進一步包括因應所接收的該數據流量，通過該處理器將一個或多數個響應封包發送至該基頻帶單元，以及通過該基頻帶單元，將所接收的一個或多數個響應封包發送至該用戶設備。

某些實施例中，該方法進一步包括通過該處理器將該基頻帶單元中的一本地應用計算資源分配作為該緣節點，該緣節點用於處理移動邊緣計算（Mobile Edge Computing，MEC）作業。

本發明揭示一種無線接入網，該無線接入網包括一流量控制裝置，該流量控制裝置執行一用於管理一網路流量的方法，該流量控制裝置包括：一存儲器，配置該存儲器以存儲一接納控制策略，其中，該接納控制策略調控用於接收自一用戶設備的一數據流量的至少一數據處理路徑；一處理器，該處理器耦接於該存儲器且被配置而辨識該數據流量的至少一特性，且因應該數據流量的至少一該特性，判斷是否於一緣節點或是於一遠程服務網路本地地進行處理。

某些實施例中，該數據流量的該特性包括一延遲特性，其中，當該處理器辨識該數據流量為一延遲敏感數據流量時，使該處理器本地地處理該延遲敏感數據流量並將該數據流量發送至該緣節點，且當該處理器辨識該數據流量為一延遲容忍數據流量時，使該處理器將該延遲容忍數據流量發送至通信地連接於該基頻帶單元的一服務網路。

某些實施例中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的應用處理的計算資源。

某些實施例中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的通信處理的計算資源。

某些實施例中，該數據流量的該通信處理包括基頻帶處理以及更高層協定處理。

某些實施例中，因應一延遲特性配置該緣節點以分配計算資源。

某些實施例中，該延遲特性包括一延遲容忍特性以及一延遲敏感特性。

某些實施例中，因應至少一上行鏈路流，配置該緣節點以分配計算資源。

某些實施例中，因應至少一下行鏈路流，配置該緣節點以分配計算資源。

某些實施例中，因應至少一應用處理，配置該緣節點以分配計算資源。

某些實施例中，該應用處理包括一霧計算應用。

某些實施例中，因應至少一非預期的流入流量，配置該緣節點以保留計算資源。

某些實施例中，因應至少一計算負載喘振，配置該緣節點以保留計算資源。

某些實施例中，因應至少一背景處理任務，配置該緣節點以分配計算資源。

某些實施例中，該無線接入網進一步包括一網路節點，因應該流量流的一部分與該流量流的剩餘部分的比例配置該網路節點，以將至少一流量流發送至一雲端應用伺服器。

某些實施例中，該網路節點包括一基頻帶伺服器

某些實施例中，該無線接入網進一步包括一網路節點，配置該網路節點以將一延遲敏感流發送至該霧無線接入網中的一應用伺服器。

某些實施例中，該數據流量包括至少一數據封包。

某些實施例中，因應所接收的數據流量，配置該緣節點以將一個或多數個響應封包發送至該基頻帶單元。

某些實施例中，因應所接收的數據流量，配置該處理器以將一個或多數個響應封包發送至該基頻帶單元。

某些實施例中，配置該處理器以分配該基頻帶單元中的一本地應用計算資源作為用於處理移動邊緣計算作業的緣節點。

在一用於數據流量控制及用於網路邊緣計算的路由的功能性計算機處理系統的文章中廣泛地描述本發明的實施例。本發明也可被實現於一配置在數據承載介質（data bearing media）上的計算機可讀取的產品，該產品是與任何合適的具備通信處理能力（例如長期演進技術(Long Term Evolution，LTE)協定處理）的計算機的數據處理裝置一起使用。此種數據承載介質可為用於機器可讀的信息的傳輸介質或可記錄的介質，包括磁性介質、光學介質或其他合適的介質。可記錄的介質的例子包括硬碟或磁片中的磁碟、用於光學驅動機的光碟、磁帶以及其他本技術領域中會提及者。傳輸介質的例子包括用於聲音通信的電話網路以及數位數據通信網路如乙太網路。

本領域技術人員可知，任何具有合適的程序設計工具的計算機系統能夠如一計算機可讀的產品所體現般執行本發明的方法的步驟。本領域技術人員可知，雖然本說明書中所描述的一些實施例是以所安裝的軟體及於計算機硬體上的執行為目的，然而，其他作為韌體或作為硬體或硬體及軟體的組合而實施的實施例也包含於本發明中。

本領域中已知，由於長的數據傳輸路徑造成高等待時間，以雲端為基礎的無線接入網只能夠服務延遲容忍的數據流量，而無法服務延遲敏感的數據流量，因此存在以雲端為基礎的無線接入網架構並未解決次世代無線接入網（例如5G／新無線）標準技術的重配線（heavy distribution）、低等待時間以及彈性需求的情形。本發明揭示一種方法以及一種多層網路架構，可使用一本地基頻帶單元（Baseband unit，BBU）及／或一核心網路中可獲得的計算資源及／或剩餘的計算資源，本地地提供計算服務及處理數據流量，由此提供縮短的數據傳輸路徑以及低等待時間服務。

本發明進一步揭露於該本地基頻帶單元及／或核心網路中執行的流量接納控制及資源分配的方法或策略，以同時服務低等待時間（或延遲敏感）以及高等待時間（或延遲容忍）的流量。具體而言，當延遲敏感的流量抵達時，該本地基頻帶單元可基於可獲得的計算資源及／或剩餘的計算資源，決定是否本地地處理流入的數據流量或是將流入的數據流量發送至下一個以計算為基礎的層位（例如一核心網路或一服務／應用網路）。

圖1表示一本發明的實施例的霧無線接入網的網路架構。圖1表示採用了以雲端為基礎的無線接入網多層網路架構的霧無線接入網（Fog Radio Access Network，Fog－RAN）100的網路架構。某些實施例中，該霧無線接入網100進一步採用了一流量接納控制策略，用於有效地且有效率地控制及處理該網路中的數據流。

如圖1所示，該霧無線接入網100包括：一個或更多個用戶設備101a至101n、一包括多數個遠端射頻收發裝置（Radio Remote Head，RRH）站103a、103b至103k的遠端射頻收發裝置基礎設施網路（infrastructure network）、一基頻帶單元107、一核心網路109以及一服務網路113。

於一實施例中，各該用戶設備101a至101n包括智能手機、平板電腦、可穿戴裝置、筆記本電腦以及車載通信裝置（例如車、船）。某些實施例中，該霧無線接入網100中，該用戶設備101a至101n包括所有同一類型或所有不同類型的用戶設備。

本實施例中，當於一通信網路上的個別的遠端射頻收發裝置103的覆蓋中操作該用戶設備101，該霧無線接入網100中的一個或更多個用戶設備101a至101n（也總稱為用戶設備101）與各種遠端射頻收發裝置站103a至103k（也總稱為遠端射頻收發裝置103）互動，其中，k及n為整數。某些實施例中，該遠端射頻收發裝置103進一步與前端（fronthaul）網路105上的基頻帶單元107通信。

本實施例中，該前端網路105配備有一軟體定義前端（Software-Defined Fronthaul，SD－FH）控制器（未明確圖示），該軟體定義前端控制器可管理該前端網路資源及建立該基頻帶單元107與該遠端射頻收發裝置103之間的橋接。本實施例中，該橋接包括實體網路連接，且被實施於有線鏈、無線鏈或數種鏈的類型的組合。於至少一實施例中，該橋接利用通用公共無線接口（Common Public Radio Interface，CPRI）標準技術、開放式基站架構（Open Base Station Architecture Initiative，OBSAI）標準技術或其他合適的前端通信標準技術，或這些標準技術的組合。

本實施例中，該基頻帶單元107服務該霧無線接入網100的第一層且控制該霧無線接入網100中的數據流量流。該基頻帶單元107包括一中央處理節點、一緣節點、軟體及硬體，這些是執行必要的信號的傳輸／接收、計算作業以及長期演進技術（或5G）通信處理所必須。

本實施例中，該中央節點監控該緣節點的計算資源，以分配該緣節點所分享的計算資源且執行通信處理，包括數據通信、長期演進技術處理、基頻帶處理、L1至L3（低層協定處理）與L4（高層協定處理）。本實施例中，該緣節點執行應用服務以及移動邊緣計算作業以本地地處理數據，其至少包括流入的數據流量的處理、視頻編碼／解碼、緩存、發佈請求以及獲取回應，但並非限定於此。

本實施例中，該緣節點通過一安裝於該基頻帶單元107中的本地應用伺服器而被執行。於另一實施例中，該緣節點被配置於該基頻帶單元107附近或接近該基頻帶單元107的位置。某些實施例中，該緣節點包括一具有計算與通信處理能力的電子裝置執行。

某些實施例中，該基頻帶單元107進一步包括一安裝於其中的接納控制模組（圖1未明確圖示），用於執行一接納控制策略及管理網路資源。該基頻帶單元107一接收來自一個或更多個遠端射頻收發裝置103的流入數據流量，該接納控制模組即根據該接納控制策略，作業性地管理該流入數據流量並安排該流入數據流量的路由。更具體而言，一接收到由該用戶設備101發送的流入數據流量，該接納控制模組根據該接納控制策略，作業性地判斷是否允許該流入數據流量至該基頻帶單元107、允許流入數據流量的多寡以及該流入數據流量的處理者，例如是否於該緣節點本地地處理該數據流量或是將該流量發送至下一層（例如核心網路109或伺服器網路113）。

考慮到如流量負載、當前網路設備（例如該緣節點）的計算負載以及用於所允許的流量流的計算負載等因素，可配置該接納控制策略，但並非限定於此。

於一實施例中，可因應數據流量流的延遲需求（例如延遲敏感的數據流量流、延遲容忍的數據流量流）配置該接納控制策略。

於一實施例中，考慮到該流入數據流量的容量，可配置該接納控制策略。一流量流的傳輸率可能影響網路設備的中央處理器計算負載。例如，一通用處理器（General Purpose Processor，GPP）平臺中，一10 Mbps的流可能較9Mbps的流消耗更多計算資源。因此，伴隨一10Mbps的流入數據流量，該接納控制模組可基於當前的中央處理器計算負載以及用於處理該數據流量所需的計算資源，判斷是否本地地處理該數據流量或將該數據流量發送至下一層。

於一實施例中，可基於在該本地應用伺服器（或該緣節點）能夠獲得的計算資源以及流入數據流量（即允許一新的流入數據流量至該緣節點後，該中央處理器計算負載的總量）的應用處理所需的計算資源，配置該接納控制策略。例如，在該可獲得的以計算資源為基礎的接納控制策略下，當該通用處理器平臺上的當前中央處理器負載低且足以處理及處理該數據流量時，該接納控制模組可允許更多的數據流量。

於一實施例中，可基於該流入數據流量的通信處理（例如基頻帶處理與更高層協定處理）所需的計算資源配置該接納控制策略。

於一實施例中，可根據該流入數據流量的容量、於該本地應用伺服器（或該緣節點）可獲得的計算資源、通信處理所需的計算資源以及這些的任意組合中的至少一者，配置該接納控制策略。

於某些實施例中，可通過所寫入的韌體或所設計的軟體，將該接納控制策略預先配置及預先存儲於該本地應用伺服器的存儲器。

該接納控制模組可安裝於一具有移動邊緣計算能力的小型小區基站（cell base），例如該基頻帶單元107。於另一實施例中該接納控制模組也可被安裝於一具備一基頻帶處理單元池（例如以雲端為基礎的無線接入網）的網路基礎設施網路設備，其中，該以雲端為基礎的無線接入網設備可至少包括用於服務或應用處理的計算能力（例如霧計算能力或移動邊緣計算能力）。於另一實施例中，該接納控制模組可被安裝於一以通用處理器為基礎的無線網路基礎設施設備中，如一以中央處理器為基礎（例如x86平臺），運行長期演進技術協定軟體（或5G協定軟體）且可執行編碼／解碼以及基頻帶處理的基站平臺。本領域技術人員可基於該網路架構與作業需求，配置及安裝該接納控制模組。

可根據設備的類型以及安裝該接納控制模組的設備的系統架構，通過軟體或硬體的執行而執行該接納控制模組。

該核心網路109作為霧無線接入網100的第二層，且經由該基頻帶單元107的卸載計算負載提供用於該霧無線接入網100的網路通信。該核心網路109通信地耦接於該基頻帶單元107以及該服務網路113。具體而言，該核心網路109可物理性地或無線地連接於該基頻帶單元107。該核心網路109經由一使用網際網路協定與全球資訊網的網際網路111與該服務網路113通信。該核心網路109可包括動性管理實體（Mobility Management Entity，MME）、分組數據網關（Packet Data Network Gateway，PDN-GW）以及服務網關（Serving Gateway，S-GW）。

該服務網路113作為該霧無線接入網100的第三層且執行與應用／服務有關的數據計算及處理。於一實施例中，可通過一雲端計算伺服器或一遠程應用伺服器實施該服務網路113。於一實施例中，也可通過一數據中心或任何以雲端為基礎的計算平臺實施該服務網路113。

簡單而言，當該基頻帶單元107的中央節點經由對應的該遠端射頻收發裝置103及該前端網路105接收來自一個或更多個用戶設備101的流入數據流量（例如數據封包）時，該基頻帶單元107的接納控制模組根據該數據流量的類型以及該接納控制策略（例如數據流量類型、數據流量容量、可獲得的計算資源、處理該數據流量所需的計算資源等），作業性地判斷允許至該基頻帶單元107的用於本地處理的數據流量的總量，且判斷是否將該數據流量發送至之後的層（例如該核心網路109及／或該服務網路113）進行處理。

值得注意的是，圖1說明了使用該接納控制策略的三層霧無線接入網架構，該接納控制策略包括一緣節點、一核心網路以及一服務網路。然而，於另一實施例中，該接納控制策略可進一步與第五世代移動通信參考架構（the fifth generation mobile communication reference architecture，5GMF）一同被採用，該第五世代移動通信參考架構包括一緣節點（例如一基頻帶單元池）、一核心雲以及一服務雲。在又一實施例中，該接納控制策略可與二層霧無線接入網架構一同被採用，該二層霧無線接入網架構包括一緣節點或一邊緣雲以及一服務雲。因此，圖1僅作為一例示性的多層霧無線接入網架構，用於說明該接納控制方法論，而本發明並非限定於此。

於一實施例中，當該基頻帶單元107的接納控制模組判斷該流入數據流量為延遲容忍數據流量，或判斷於該本地應用伺服器（或該緣節點）能夠獲得的計算資源足以處理該流入數據流量時，如圖2A中的傳輸路徑T1（雙箭頭虛線）所示，該基頻帶單元107的接納控制模組會使該中央節點將該流入數據流量發送至該服務網路113。於該服務網路113結束該流入數據流量的處理後，該服務網路113可產生一個或更多個反應該流入數據流量的響應封包。該服務網路113可進一步將一個或更多個響應封包發送至該基頻帶單元107。該基頻帶單元107接著將來自該服務網路113的一個或更多個響應封包發送至該通信網路之間的該個別的用戶設備101。

舉另一例而言，當該基頻帶單元107的接納控制模組判斷接收自至少一用戶設備101（例如具備計算能力的溫度傳感器或一裝有溫度檢測及反饋機制的運輸載具如車輛）的流入數據流量是以數據收集為目的，如一特定環境的環境溫度的度數時，該接納控制模組會使該中央節點將該度數發送／排定路由至該服務網路113，以進行後續有關於應用／服務（例如溫度監控應用）的後續數據處理與記載。該服務網路113發送一確認回應至該基頻帶單元107，而該基頻帶單元107接著將該回應發送至該個別的用戶設備101。

於一實施例中，當該基頻帶單元107的接納控制模組判斷該流入數據流量為延遲敏感數據流量，或判斷於該本地應用伺服器（或該緣節點）能夠獲得的計算資源足以處理該流入數據流量時，如圖2B中的傳輸路徑T2（雙箭頭虛線）所示，該基頻帶單元107的接納控制模組會使該中央節點將該流入數據流量發送至該本地應用伺服器（或該緣節點）且本地地處理該流入數據流量。如此，該傳輸路徑縮短，因此降低了整體等待時間且增強了網路性能。當該本地應用伺服器（或該緣節點）結束該流入數據流量的處理時，該本地應用伺服器（或該緣節點）可產生一個或更多個反應該流入數據流量的響應封包。該基頻帶單元107接著將該一個或更多個響應封包發送至該個別的用戶設備101。

舉例而言，當該基頻帶單元107所接收的該數據流量為延遲敏感者，例如通過一假設發生意外的運輸載具（例如車輛、火車或摩托車）傳輸的緊急刹車警告信息時，該接納控制模組會使該中央節點將該信息發送至該本地應用伺服器（或該緣節點）以執行移動邊緣計算及數據處理。該本地應用伺服器（或該緣節點）會發送回應至該基頻帶單元107，以使該基頻帶單元107發送該回應（例如一警告信息）至該個別載具或附近的載具，該回應作為一警告信息，可為一個或更多個數據封包的形式。

通過將該接納控制模組安裝於該霧無線接入網架構的其中一層（例如第一層），該接納控制模組會判斷於當前的層中要處理的數據流量流、於下一層（例如第二層或第三層）中要處理的數據流量流、處理該數據流量的層、當前網路設備所保留的通信處理資源（例如所保留的用於基頻帶／應用處理的中央處理器資源）以及所保留的應用處理資源。

於一實施例中，該接納控制模組可基於該接納控制策略允許或管理延遲容忍流及延遲敏感流的許可，該接納控制策略是根據該本地應用伺服器的該中央處理器能力區域而配置。該允許速率可因應應用所需的計算資源、該通信流量速率（例如下行鏈路或上行鏈路速率）及／或處理與處理該數據流量速率所需的計算資源而定。

圖3A至圖3C為表示本發明的實施例的用於延遲容忍與延遲敏感的流量負載的中央處理器計算負載能力的圖表。水平軸（例如X軸）表示該延遲容忍流量負載而垂直軸（例如Y軸）表示可獲得的延遲敏感流量負載。於圖3A、3B、3C中，曲線C31至C33分別各自表示基於數據流量類型及中央處理器計算負載能力所產生的不同的允許速率。舉例而言，根據曲線C31所表示的中央處理器能力區域，當該延遲容忍流量負載大約為15Mbps時，該可獲得的延遲敏感流量負載大約為20Mbps。

由圖3A至3C可更進一步注意的是，該延遲容忍流量負載以及可獲得的延遲敏感流量負載形成一反比關係，也就是說，當該延遲容忍流量負載增加時，用於延遲敏感流量負載的計算能力會減少，反之亦然。

於一實施例中，伴隨n維能力區域，該接納控制模組可處理n種類型的流量流。圖3Ａ至圖3Ｃ的目的僅在於說明，且本發明並非限定於此。

圖4為一本發明的一實施例的霧無線接入網的數據處理及發送作業的圖表。圖4描述一霧無線接入網400的網路架構，其採用以雲端為基礎的無線接入網的兩層網路架構。該霧無線接入網400也採用一流量接納控制策略，用於有效地且有效率地控制及處理網路中的數據流。該霧無線接入網400包括一個或更多個用戶設備401a至401n、一遠端射頻收發裝置基礎設施網路（因簡化而省略）、一基頻帶單元池420以及一雲端應用伺服器430（配置於一服務網路中）。該用戶設備401a至401n可於一無線通信網路上與該基頻帶單元池420通信，該無線通信網路與該基頻帶單元池420通信地耦合。該基頻帶單元池420可於一有線或無線通信網路上與該雲端應用伺服器430通信。

於一實施例中，該雲端應用伺服器430可配置於一服務雲的數據中心或雲端計算平臺。

於一實施例中，各該用戶設備401a至401n可包括具備通信能力的運輸載具、智能手機、平板電腦、可穿戴裝置及筆記本電腦。該用戶設備401a至401n可為該霧無線接入網400中同類型或不同類型的用戶設備。

關於一延遲容忍上行鏈路場景，如一數據傳輸路徑延遲容忍＿上行鏈路所示，上行鏈路中由用戶設備401a至401n所發送的數據流量（例如一個或更多個數據封包）首先被發送至該基頻帶單元池420以判斷適合進行處理的層。舉例而言，該數據流量尤其先被發送至一延遲容忍佇列422以在傳送到一基頻帶伺服器423（例如一基頻帶單元）之前進行處理，其中，該延遲容忍佇列422可為一先進先出（First In First Out，FIFO）佇列或一先進後出（First In Last Out，FILO）佇列。該延遲容忍佇列422基於所採用的數據佇列策略，作業性地將該數據流量發送至該基頻帶伺服器423。該數據流量接著從該基頻帶伺服器423被發送至一接納控制模組424，該接納控制模組424判斷是否於當前的層（例如緣節點）本地地處理該數據流量或是將該數據流量發送至該雲端應用伺服器430。

關於一延遲敏感上行鏈路場景，如一數據傳輸路徑延遲敏感＿上行鏈路所示，上行鏈路中由用戶設備401a至401n所發送的數據流量於一通信網路上首先被發送至該基頻帶單元池420的一延遲敏感佇列421。同樣地，該延遲敏感佇列421可為一先進先出（First In First Out，FIFO）佇列或一先進後出（First In Last Out，FILO）佇列。該延遲敏感佇列421將該數據流量經過該基頻帶伺服器423輸出至該接納控制模組424的一流量分類單元4243以辨識該數據流量的容量及一本地應用伺服器427的中央處理器負載。當該流量分類單元4243判斷該數據流量的容量對於當前的中央處理器負載而言過大而無法處理時，該接納控制模組424會將該數據流量發送至該雲端應用伺服器430。另一方面，當該流量分類單元4243判斷該數據流量的容量低而當前的中央處理器負載有足夠的計算資源處理該數據流量時，該流量分類單元4243會將該數據流量發送至一應用佇列425，其中，該應用佇列425會輸出該數據流量至該本地應用伺服器427，該數據流量於該基頻帶單元池420中的本地應用伺服器427被本地地處理。

關於一以雲端為基礎的無線接入網場景下的延遲敏感及延遲容忍下行鏈路，如一數據傳輸路徑延遲敏感／延遲容忍＿下行鏈路＿以雲端為基礎的無線接入網所示，該回應（相當於所處理的數據流量）通過該雲端應用伺服器430被直接傳輸至該基頻帶單元池420的基頻帶伺服器423。該基頻帶單元池420的基頻帶伺服器423接著將該下行鏈路中所接收的回應於該通信網路上經由延遲容忍佇列422往下傳輸到各個用戶設備410a至410n。

關於一霧無線接入網場景下的延遲敏感及延遲容忍下行鏈路，如一數據傳輸路徑延遲敏感＿下行鏈路_霧無線接入網所示，該回應（相當於該數據流量）通過該本地應用伺服器427傳輸至處理優先順序決定單元（processing prioritization unit）4241，該處理優先順序決定單元4241相應地（例如基於該延遲敏感度或處理順序）決定優先順序且安排該數據流量回應至該基頻帶伺服器423的路徑，以使該基頻帶伺服器423於該下行鏈路中回傳至對應的用戶設備401a至401n。

圖5為一表示本發明的實施例的用於管理網路流量的方法的圖表。圖5所描述的該接納控制方法可適用於一霧無線接入網的網路架構，該霧無線接入網採用以雲端為基礎的無線接入網多層網路架構，例如圖一中的霧無線接入網100或圖4中的霧無線接入網400，採用了用於有效地且有效率地控制及處理網路中的數據流的流量接納控制策略。所述的接納控制模組經由韌體寫入或軟體程序設計實施該接納控制方法。尤其該接納控制模組可通過設計一可執行計算處理（例如長期演進技術處理（或5G）、基頻帶處理、協定處理等）的通用處理器而與必須的編碼或韌體一同實施，以實施圖5所描述的接納控制方法。

於方塊510內，一霧無線接入網的至少一用戶設備（例如運輸載具、智能手機、平板電腦或可穿戴電子裝置）於一通信網路上將一個或更多個數據封包（集體地形成至少一數據流量）傳輸至一基頻帶單元。

於方塊520內，該基頻帶單元中一內設的接納控制模組辨識該數據流量（例如一延遲敏感數據流量或一延遲容忍數據流量）的延遲特性並判斷是否於一緣節點本地地處理該數據封包或依據一預先配置的接納控制策略發送至一遠程服務網路。

可基於至少一流入數據流量的容量、於該本地伺服器（或該緣節點）可獲得的計算資源、用於通信處理所需的計算資源及這些的組合，產生及配置該接納控制策略。

於方塊530內，當該基頻帶單元的接納控制模組判斷該數據流量為延遲容忍流量及／或該本地應用伺服器的計算負載（例如中央處理器負載）足以應付及處理該數據流量時，該基頻帶單元接著將該數據流量（例如一個或更多個數據封包）發送至一遠程服務網路的雲端應用伺服器，以進行後續應用處理。

於方塊540內，所接收的該數據流量（例如一個或更多個數據封包）處理一結束，該雲端應用伺服器即因應所處理的數據流量（例如一個或更多個數據封包）將一個或更多個響應封包（例如確認、內容提供或請求響應）發送至該基頻帶單元。

於方塊550內，當該基頻帶單元的接納控制模組判斷該數據流量（例如一個或更多個數據封包）為延遲敏感流量及／或該中央處理器的計算負載足以支援該數據流量時，該基頻帶單元將該數據封包發送至該緣節點的一本地應用伺服器。一實施例中的該緣節點可結合於該基頻帶單元中（例如於一應用層中）。

於方塊560內，所接收的一個或更多個數據封包的處理一結束，位於該緣節點的該本地應用伺服器即因應該數據封包將一個或更多個響應封包發送至該基頻帶單元，以將該響應封包發送回對應的用戶設備。

於方塊570內，該基頻帶單元將接收自該下行鏈路中的該本地應用伺服器或該雲端應用伺服器的一個或更多個響應封包發送至對應的用戶設備。

圖6A表示一本發明的實施例的用於一霧無線接入網的資源分配設定。該資源監控及管理機制是用於一緣節點（例如演進節點B（Evolved Node B，eNB）或次世代通訊節點（next generation Node B，gNB））。該緣節點可基於通用處理器平臺（例如用於處理長期演進技術或5G數據流量的以x86伺服器為基礎的架構）而配置。於一資源分配設定中，可配置本地基頻帶單元607以接收一x（Mbps）數據流量的上行鏈路延遲敏感流量負載，該上行鏈路延遲敏感流量負載是從用戶設備601經由遠端射頻收發裝置網路（遠端射頻收發裝置603a至603k）及前端網路605傳輸至本地基頻帶單元607，且該本地基頻帶單元607將一y（Mbps）的上行鏈路延遲容忍流量經由一網際網路發送至一服務網路613。該本地基頻帶單元607可分配εAPP*上行鏈路負載值(Mbps)或εAPP*（Mbps）的計算資源以處理x（Mbps）的該上行鏈路延遲敏感流量負載。假設該本地基頻帶單元607的計算能力是無限的， 該本地基頻帶單元607於處理後可發送回一用於一霧無線接入網應用（延遲敏感）的γFog*x（Mbps）的下行鏈路數據流量負載。該服務網路613於處理後可發送回一用於一以雲端為基礎的無線接入網（延遲容忍）的γCloud*y（Mbps）的下行鏈路數據流量負載。需注意的是εAPP、γFog及γCloud為網路配置係數，是基於網路應用及通信需求而配置。

圖6B表示一本發明的實施例的用於霧無線接入網的下行鏈路／上行鏈路資源分配模型。如圖6B所示，與該中央處理器於該緣節點相聯繫的計算資源可基於延遲需求（例如延遲容忍、延遲敏感等）而分配。與該中央處理器於該緣節點相聯繫的計算資源可基於上行鏈路流量流或下行鏈路流量流而分配。與該中央處理器於該緣節點相聯繫的計算資源可基於霧應用處理（例如霧計算應用或霧服務應用）而分配。進而，可保留某些計算資源（圖未示）以用於非預期的流入數據流量或通信處理（例如更高層MAC／RRC／TCP計算或計算負載喘振）。與該中央處理器於該緣節點相聯繫的計算資源可被分配用於背景處理任務（例如長期演進技術或5G處理）。

圖6C表示一本發明的一實施例的用於霧無線接入網的資源分配設定。於一資源分配實施例中，載具網路中的警報服務收集載具的數據例如地理及移動信息（例如速度、方向），且若預報有車禍則對載具所有者發送警報。該用戶設備（例如一運輸載具或一流量基礎設施）可向上傳訊背景數據，該背景數據封包括但並非限定於地理（GPS數據）及速度信息。當該上行鏈路數據為延遲敏感數據流量時，該本地基頻帶單元607可本地地處理該上行鏈路數據。該本地基頻帶單元607可分配0.2x（％）的計算資源作為低計算處理的處理需求，且可基於該上行鏈路數據提供下行鏈路，該下行鏈路包括一大小為0.01x（Mbps）的微小信息，例如一安全信息或一警告信息。

圖6D表示一本發明的一實施例的用於霧無線接入網的資源分配設定。於另一資源分配實施例中，例如一體育場中的視頻流廣播服務。舉例而言，於一體育場中用戶將他們的用戶設備（例如平板電腦或智能手機）用於視頻流／廣播服務（例如觀賞精彩場面或重播畫面）。於本實施例的該霧無線接入網架構下，該廣播視頻可以存儲於該本地基頻帶單元607，用戶設備601（例如平板電腦以及智能手機）僅需發送一傳送要求至該本地基頻帶單元607，且能夠接收來自該本地基頻帶單元607的視頻流作為回應的要求。由於視頻流為延遲敏感數據流量，該本地基頻帶單元607可本地地處理該上行鏈路數據。該本地基頻帶單元607可分配0.2x（％）的計算資源且提供大小為10x（Mbps）的大的下行鏈路數據（例如視頻內容）至對應的用戶設備601。

假設可預期用於該基頻帶處理的計算資源的消耗為一線性函數，將該基頻帶單元607使用於上行鏈路傳輸可表示為CBB=αUL*（上行鏈路負載）＋βUL。將該基頻帶單元607使用於下行鏈路傳輸可表示為CBB=αDL*（下行鏈路負載）＋βDL。將該基頻帶單元607使用於霧應用可表示為μAPP*負載值。αUL、βUL、αDL以及βDL為基於網路流量及該基頻帶單元607的計算負載能力而配置的上行鏈路與下行鏈路數據計算負載係數。

圖6E及圖6F表示一本發明的實施例的用於本地基頻帶單元的中央處理器資源分配及能力區域的圖表。曲線C61與C61’表示伴隨霧無線接入網計算的用於延遲容忍及延遲敏感流量兩者的中央處理器負載能力模型。曲線C62與C62’表示用於延遲容忍及延遲敏感數據流量兩者的中央處理器負載能力模型。曲線C63及C63’表示用於延遲容忍數據流量的中央處理器負載能力模型。於圖6E所示的分配設定下，大部分的計算資源被用於延遲容忍及延遲敏感上行鏈路基頻帶處理。於圖6F所示的分配設定下，該計算資源大部分被用於延遲容忍下行鏈路傳輸。

於另一實施例中，用於虛擬實境（Virtual Reality，VR）應用中，該本地基頻帶單元607可作為用戶設備的虛擬實境伺服器。於此設定下，該本地基頻帶單元607可將其大部分的計算資源用於虛擬實境計算。因此，該本地基頻帶單元607將會需要更多用於虛擬實境服務計算應用的計算資源。

圖7表示一本發明的實施例的網路流量發送作業模型，該網路流量發送作業模型是用於一以基於雲端的無線接入網為基礎的霧無線接入網。一霧無線接入網700包括一遠程設頻頭710、一基頻帶單元池720以及一雲端應用伺服器730。該基頻帶單元池720採用一流量發送機制，該流量發送機制是用於處理及選擇性地將該流入數據流量從該遠程設頻頭710流發送至多層架構的下一層。舉例而言，一基頻帶伺服器722（例如一霧演進節點B）可依據一流量發送策略，於一通信網路上將流量發送至一雲端應用伺服器730。

具體而言，該基頻帶單元池722可伴隨本地應用處理資源或一本地應用伺服器724而本地地服務一部份的流入數據流量，且將流入數據流量剩下的部分發送至應用處理資源，例如該雲端應用伺服器730的下一層。該本地應用伺服器724可為演進節點B中或以雲端為基礎的無線接入網中的移動邊緣計算資源。

該流量發送策略可基於一比例而配置。具體而言，該流量發送策略可基於一概率參數α而配置。舉例來說，該基頻帶單元池720的基頻帶伺服器722可將流量的固定部分（α）發送至下一層，並服務於本地應用伺服器724中剩餘的流量(1－α)部分。於本地應用伺服器中被服務的該數據封包可基於流量流類型或延遲容忍類型而被優先處理。於一實施例中，該流量發送策略為了延遲敏感數據流量流而可優先進行該本地處理。

於一實施例中，基於網路作業需求或網路狀況或計算負載而可配置該概率參數α。另一例中，各數據封包伴隨概率參數α被隨機地決定發送至下一層且伴隨概率1－α而於本地應用伺服器724中被服務。於一例中，該概率參數α可為一基於網路作業需求或網路狀況而配置的參數。

本發明進一步提供了一種霧無線接入網，該霧無線接入網包括一流量控制裝置，該流量控制裝置執行一用於管理網路流量的方法。某些實施例中，該流量控制裝置被安裝於一基頻帶單元中。該流量控制裝置包括一存儲器以及一處理器。該存儲器與該處理器耦接。該存儲器將一用於調控該數據流量流的接納控制策略存儲於該霧無線接入網中。該接納控制策略因應一數據流量的至少一特性而調控該數據處理路徑。某些實施例中，該特性包括延遲特性。因此，該數據流量包括一延遲敏感數據流量及一延遲容忍數據流量。配置該處理器以辨識接收自一用戶設備的數據流量的延遲特性。該數據流量包括由該用戶設備產生及發送的至少一數據封包。

當該處理器辨識該數據流量為一延遲敏感數據流量時，該處理器會判斷本地地處理該延遲敏感數據流量且將該數據流量發送至一緣節點。當該處理器辨識該數據流量為一延遲容忍數據流量時，該處理器會判斷將該延遲容忍數據流量發送至一服務網路，該服務網路通信地連接於該基頻帶單元。

由於所述的數個實施例的特徵，本領域中的技術人員可更好地理解本發明的各方面。本領域中的技術人員應能領會可以將本發明作為設計或調整其他程序或結構的基礎，以實現與本文所介紹的實施例相同的目的及／或達成與本文所介紹的實施例相同的優點。本領域中的技術人員也應該知道此種等效的結構並未脫離本發明的精神及範圍，並可不脫離本發明的精神及範圍而實施各種變化、替代以及改變。

100、400、600‧‧‧霧無線接入網
101a、101n、410a、410n、601‧‧‧用戶設備
103a、103b、103k、603a、603b、603k、710‧‧‧遠端射頻收發裝置
105、605‧‧‧前端網路
107、607‧‧‧基頻帶單元
109、609‧‧‧核心網路
111、611‧‧‧網際網路
113、613‧‧‧服務網路
L1、L2、L3‧‧‧低層協定處理
L4‧‧‧高層協定處理
T1、T2‧‧‧傳輸路徑
C31、C32、C33、C61、C62、C63、C61’、C62’、C63’‧‧‧曲線
420、720‧‧‧基頻帶單元池
421‧‧‧延遲敏感佇列
422‧‧‧延遲容忍佇列
423、722‧‧‧基頻帶伺服器
424‧‧‧接納控制模組
4241‧‧‧處理優先順序決定單元
4243‧‧‧流量分類單元
425‧‧‧應用佇列
427、724‧‧‧本地應用伺服器
430、730‧‧‧雲端應用伺服器
510、520、530、540、550、560、570‧‧‧方塊

圖1為一本發明的實施例的以雲端為基礎的無線接入網的例示性系統架構的圖表。

圖2A及圖2B為一本發明的實施例的以雲端為基礎的無線接入網的網路作業的示意圖。

圖3A至圖3C為一本發明的實施例的用於延遲容忍與延遲敏感的流量負載的中央處理器計算能力的圖表。

圖4為一本發明的實施例的霧無線接入網的數據處理及發送作業的圖表。

圖5為一本發明的實施例的用於管理網路流量的例示性方法的圖表。

圖6A表示本發明的實施例的用於一霧無線接入網的資源分配設定。

圖6B表示本發明的實施例的用於一霧無線接入網的下行鏈路／上行鏈路資源分配模型。

圖6C及圖6D表示本發明的實施例的用於多數個霧無線接入網的資源分配設定。

圖6E及圖6F為本發明的實施例的用於該本地基頻帶單元的該中央處理器資源分配及該能力區域的圖表

圖7為表示一本發明的一實施例的用於一霧無線接入網的網路流量處理作業模型的圖表。

100‧‧‧霧無線接入網

101a、101n‧‧‧用戶設備

103a、103b、103k‧‧‧遠端射頻收發裝置

105‧‧‧前端網路

107‧‧‧基頻帶單元

109‧‧‧核心網路

111‧‧‧網際網路

113‧‧‧服務網路

L1、L2、L3‧‧‧低層協定處理

L4‧‧‧高層協定處理

Claims (42)

1. 一種用於管理無線接入網（radio access network）的網路流量的方法，其包括以下步驟： 通過一基頻帶單元（Baseband Unit，BBU）的處理器辨識接收自至少一用戶設備的數據流量的至少一特性； 因應接收自該用戶設備（User Equipments）的該數據流量的至少一特性，通過該處理器判斷是否於一緣節點或於一遠程服務網路本地地進行處理。
2. 如申請專利範圍第1項的方法，該數據流量的該特性包括一延遲特性，其中， 當該處理器辨識該數據流量為一延遲敏感數據流量時，配置該處理器以本地地處理該延遲敏感數據流量且將該數據流量發送至一緣節點，且 當該處理器辨識該數據流量為一延遲容忍數據流量時，配置該處理器以將該延遲容忍數據流量發送至一通信地連接於該基頻帶單元的服務網路。
3. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的應用處理的計算資源。
4. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的通信處理的計算資源。
5. 如申請專利範圍第4項的方法，其中，該數據流量的該通信處理包括基頻帶處理以及更高層協定處理。
6. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該數據流量包括至少一數據封包。
7. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應一延遲特性，通過該緣節點分配計算資源。
8. 如申請專利範圍第7項的方法，其中，該延遲特性包括一延遲容忍特性以及一延遲敏感特性。
9. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應至少一上行鏈路流，通過該緣節點分配計算資源。
10. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應至少一下行鏈路流，通過該緣節點分配計算資源。
11. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應至少一應用處理，通過該緣節點分配計算資源。
12. 如申請專利範圍第11項的方法，其中，該應用處理包括一霧計算應用。
13. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應至少一非預期的流入流量，通過該緣節點保留計算資源。
14. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應至少一計算負載喘振（computational load surge），通過該緣節點保留計算資源。
15. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應至少一背景處理任務，通過該緣節點分配計算資源。
16. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應該流量流的一部分與該流量流的剩餘部分的比例，通過該霧無線接入網的網路節點，將至少一流量流發送至一雲端應用伺服器。
17. 如申請專利範圍第16項的方法，其中，該網路節點包括一基頻帶伺服器。
18. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括通過該霧無線接入網的一網路節點，將一延遲敏感流發送至該霧無線接入網中的一應用伺服器。
19. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應所接收的該數據流量通過該緣節點將一個或更多個響應封包發送至該基頻帶單元以及通過該基頻帶單元將所接收的一個或更多個響應封包發送至該用戶設備。
20. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括因應所接收的該數據流量，通過該處理器將一個或多數個響應封包發送至該基頻帶單元，以及通過該基頻帶單元，將所接收的一個或多數個響應封包發送至該用戶設備。
21. 如申請專利範圍第1項的方法，其中，該方法進一步包括通過該處理器將該基頻帶單元中的一本地應用計算資源分配作為該緣節點，該緣節點用於處理移動邊緣計算作業。
22. 一種無線接入網，其包括一流量控制裝置，該流量控制裝置執行一用於管理一網路流量的方法，該流量控制裝置包括： 一存儲器，配置該存儲器以存儲一接納控制策略，其中，該接納控制策略調控用於接收自一用戶設備的一數據流量的至少一數據處理路徑； 一處理器，該處理器耦接於該存儲器且被配置而辨識該數據流量的至少一特性，且因應該數據流量的至少一該特性，判斷是否於一緣節點或是於一遠程服務網路本地地進行處理。
23. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，該數據流量的該特性包括一延遲特性，其中， 當該處理器辨識該數據流量為一延遲敏感數據流量時，使該處理器本地地處理該延遲敏感數據流量並將該數據流量發送至該緣節點，且 當該處理器辨識該數據流量為一延遲容忍數據流量時，使該處理器將該延遲容忍數據流量發送至通信地連接於該基頻帶單元的一服務網路。
24. 如申請專利範圍第22項的方法，其中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的應用處理的計算資源。
25. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，該數據流量的該特性進一步包括用於該數據流量的通信處理的計算資源。
26. 如申請專利範圍第25項的無線接入網，其中，該數據流量的該通信處理包括基頻帶處理以及更高層協定處理。
27. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應一延遲特性配置該緣節點以分配計算資源。
28. 如申請專利範圍第27項的無線接入網，其中，該延遲特性包括一延遲容忍特性以及一延遲敏感特性。
29. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應至少一上行鏈路流，配置該緣節點以分配計算資源。
30. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應至少一下行鏈路流，配置該緣節點以分配計算資源。
31. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應至少一應用處理，配置該緣節點以分配計算資源。
32. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，該應用處理包括一霧計算應用。
33. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應至少一非預期的流入流量，配置該緣節點以保留計算資源。
34. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應至少一計算負載喘振，配置該緣節點以保留計算資源。
35. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應至少一背景處理任務，配置該緣節點以分配計算資源。
36. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，該無線接入網進一步包括一網路節點，因應該流量流的一部分與該流量流的剩餘部分的比例配置該網路節點，以將至少一流量流發送至一雲端應用伺服器。
37. 如申請專利範圍第36項的無線接入網，其中，該網路節點包括一基頻帶伺服器。
38. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，該無線接入網進一步包括一網路節點，配置該網路節點以將一延遲敏感流發送至該霧無線接入網中的一應用伺服器。
39. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，該數據流量包括至少一數據封包。
40. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應所接收的數據流量，配置該緣節點以將一個或多數個響應封包發送至該基頻帶單元。
41. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，因應所接收的數據流量，配置該處理器以將一個或多數個響應封包發送至該基頻帶單元。
42. 如申請專利範圍第22項的無線接入網，其中，配置該處理器以分配該基頻帶單元中的一本地應用計算資源作為用於處理移動邊緣計算作業的緣節點。