路由网关选择方法、控制器及交通网络系统技术方案

本公开提供一种路由网关选择方法、控制器及交通网络系统。此方法适于配置于由多个交通工具经配置成的车队中的控制器，以从多个网关中选择路由存取点的路由网关。路由网关选择方法包括：预测各网关的频宽；基于各网关的负载情况、频宽以及与存取点之间的跳跃数计算各网关路由存取点的传输成本；依据各网关的传输成本在多个网关中选择路由存取点的路由网关。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种路由网关选择方法、控制器及交通网络系统。
技术介绍
一般公路、铁路以及高速公路、高速铁路在许多国家都是很重要的交通工具，且交通网络亦日趋复杂与交错。随着通讯技术发展与通讯装置的普及，在具有移动速度的情境下，对于交通相关网络技术的需求亦快速增加。以高速铁路为例，其行驶的最高时速大约为每小时280公里。在如此高的移动速度下，信号品质在短时间内变动幅度相当大。并且，受到多普勒效应的影响，接收端的解码错误率上升，进而导致移动装置因连线中断而大量地尝试重传数据。在此情况下，原本信号就不稳定的网络需负担更多的数据处理量，常较易造成所有使用者皆无法顺畅地使用网络。而于网络阻塞情境下，如何改善，遂成为研发议题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出一种路由网关选择方法、控制器及交通网络系统，藉由动态调整交通网络系统的路由方式，以提升整体交通网络的传输效率。本公开提供一种路由网关选择方法，适于控制器从多个网关中选择路由存取点的路由网关。路由网关选择方法包括：预测各网关的频宽；基于各网关的负载情况、频宽以及与存取点之间的跳跃数计算各网关路由存取点的传输成本；依据各网关的传输成本在多个网关中选择路由存取点的路由网关，其中控制器配置于由多个交通工具经配置成的车队中。本公开提供一种控制器，用以从多个网关中选择路由存取点的路由网关。控制器包括存取单元以及处理单元。存取单元存取多个模块。处理单元电性连接至存取单元，存取并执行所述多个模块。所述多个模块包括预测模块、计算模块以及选择模块。预测模块预测各网关的频宽。计算模块基于各网关的负载情况、频宽以及与存取点之间的跳跃数计算各网关的传输成本。选择模块依据各网关的传输成本在多个网关中选择路由存取点的路由网关，其中控制器配置于由多个交通工具经配置成的车队中。本公开提供一种交通网络系统，包括存取点、多个网关以及一或多个控制器。控制器控制多个网关其中全部或部分网关与多个存取点其中全部或部分存取点，经配置以：预测所控制各网关的频宽；基于所控制各网关的负载情况、频宽以及与所控制存取点之间的跳跃数计算所控制各网关路由存取点的传输成本；依据所控制各网关的传输成本在所控制的网关中选择路由所控制存取点的路由网关，其中控制器配置于由多个交通工具经配置成的车队中。基于上述，本公开提出的路由网关选择方法、控制器以及交通网络系统可透过控制器来计算各网关路由存取点的传输成本，并据以为存取点选择适合的路由网关。为让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1A、1B是一般的交通网络系统一情境示意图。图2是依据本公开的交通网络系统一实施例示意图。图3是依据本公开的路由网关选择方法一实施例。图4是依据本公开的基于自回归模型机制预测通道品质的一实施例流程图。图5是依据本公开的基于加权移动平均机制预测通道品质的一实施例流程图。图6是依据本公开的依据传输成本选择路由网关的一实施例示意图。图7A至图7C是依据本公开多个实施例绘示的负载平衡示意图。图8是依据本公开的具多控制器的交通网络系统一实施例示意图。【附图标记说明】100、100’：车队100_1～100_5：交通工具102_1～102_5、206_1～206_3、S1～S12、AP1～AP5：存取点104_1～104_3、204_1～204_2、G1～G3、GW1～GW4：网关106、620、720：网络200、600、700：交通网络系统800_1、800_2：交通网络208_1、208_2、630：使用者设备300、610、710、810、820：控制器312：存取单元312_1：预测模块312_2：计算模块312_3：选择模块314：处理单元S310～S330、S412～S438、S512～S528：步骤具体实施方式图1A是一般的交通网络系统一情境示意图。图1A的车队(a fleet of vehicles)100以及本公开中提及的各个车队为由多交通工具经配置成的车队。可以是火车列车、高速铁路的列车(train)或其他由多车厢(cars)所组成的车队，而交通工具即为火车列车的车厢、高速铁路列车的车厢或其他具有多车厢车队的车厢；或亦可以是由多车辆经配置成的车队，车辆可以是譬如汽车、卡车、巴士等等交通工具，但可不以此为限。以下举例说明，譬如一车队100可包括5个车厢或其他交通工具(以下统称为交通工具(vehicles))，交通工具100_1～100_5，各交通工具间网络的传输方式，主要是以无线网络连接的方式所构成的一个整体网络。在此例中，存取点(access point，AP)102_1～102_5可分别配置于交通工具100_1～100_5中，用以个别提供交通工具100_1～100_5中乘客网络存取功能。举例而言，存取点102_1可供交通工具100_1中的乘客以移动装置(例如手机、平板电脑、笔记型电脑或其他类似装置)存取，而存取点102_2可供交通工具100_2中的乘客以移动装置存取，其余存取点102_3～102_5亦同。如图1A所示，车队100可仅在交通工具100_3中配置有单一对外(outbound)网关104_1(例如是客户端设备(customer premise equipment，CPE)网关)。网关104_1可连接至存取点102_1～102_5，并作为存取点102_1～102_5与网络106通讯的媒介。网络106例如是长程演进(long term evolution，LTE)、全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)、第三代移动通讯网络、第四代移动通讯网络或其他类似的网络，但不限于此。应可了解，虽然图1A中未明确绘示网络106的组态，但其实质上可依据所使用的通讯标准而包括对应的网络实体。举例而言，若网络106与网关104_1之间使用LTE来通讯，网络106可包括例如增强节点B(evolved Node B，eNB)、移动管理实体(mobility management entity，MME)、服务网关(serving gateway，S-GW)以及封包数据网络网关(packet data network gateway，P-GW)等网络实体，但可不限于此。于此例中，由于车队100上仅具有单一对外网关104_1，因而使得网关104_1与网络106之间的通道品质在车队100移动时也随之而快速变化。换言之，网关104_1与网络106之间通道容量(channel capacity)的变动率相当高。并且，当网关104_1的流量负载过重时也没有其他的网关可用来将流量分流，导致车队100上所有的乘客皆需忍受不好的网络品质。在一实施例中，通道品质例如可表征为载波干扰噪声比(carrier to interference and noise ratio，CINR)、载波噪声比(carrier to noise ratio，CNR)、信号噪声比(signal to noise ratio，SNR)和/或信号干扰噪声比(signal to interference and noise ra本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路由网关选择方法，适于控制器从多个网关中选择路由存取点的路由网关，其特征在于，包括：预测各该网关的频宽；基于各该网关的负载情况、该频宽以及与该存取点之间的跳跃数计算各该网关路由该存取点的传输成本；以及依据各该网关的该传输成本，在该些网关中选择路由该存取点的该路由网关，其中，该控制器配置于由多个交通工具经配置成的车队中。

【技术特征摘要】
2015.06.17 TW 1041195581.一种路由网关选择方法，适于控制器从多个网关中选择路由存取点的路由网关，其特征在于，包括：预测各该网关的频宽；基于各该网关的负载情况、该频宽以及与该存取点之间的跳跃数计算各该网关路由该存取点的传输成本；以及依据各该网关的该传输成本，在该些网关中选择路由该存取点的该路由网关，其中，该控制器配置于由多个交通工具经配置成的车队中。2.如权利要求1所述的路由网关选择方法，其中该控制器为软件定义网络控制器，该控制器利用控制信号控制该些网关，要求提供该负载情况，且该存取点以及该些网关配置于该车队中。3.如权利要求1所述的路由网关选择方法，更包括：基于该些网关以及该车队个别的历史信息建立各该网关的通道品质估计模型；以及取得该车队的当下移动信息以及各该网关的当下通道信息。4.如权利要求3所述的路由网关选择方法，其中预测各该网关的该频宽的步骤更包括：基于该当下移动信息、各该网关的该当下通道信息以及该通道品质估计模型预测各该网关的通道品质；以及依据各该网关的该通道品质估计各该网关的该频宽。5.如权利要求4所述的路由网关选择方法，其中该通道品质包括载波干扰噪声比、载波噪声比、信号噪声比、信号干扰噪声比，且依据各该网关的该通道品质估计各该网关的该频宽的步骤更包括：查找各该网关的该通道品质对应的自适应调变和编码方案，并基于该自适应调变和编码方案估计各该网关的该频宽。6.如权利要求4所述的路由网关选择方法，还包括：取得通道品质估计值，并基于自回归模型机制，以预测该通道品质。7.如权利要求4所述的路由网关选择方法，还包括：计算多个权重值，并基于加权移动平均机制，预测该通道品质。8.如权利要求1所述的路由网关选择方法，其中该些网关中的第s个网关路由该存取点的该传输成本表征为： c ( s ) = w 1 ( m a x - h s + 1 ) + w 2 × r s + w 3 × q s ]]>

，其中hs为该存取点与所述第s个网关之间的该跳跃数，max为预设最大跳跃数，rs为所述第s个网关的该频宽，qs为所述第s个网关的该负载情况，w1至w3为预设权重值。9.如权利要求1所述的路由网关选择方法，其中依据各该网关的该传输成本在该些网关中选择路由该存取点的该路由网关的步骤更包括：选择该些网关中具有最低传输成本的其中之一作为路由该存取点的该路由网关。10.如权利要求1所述的路由网关选择方法，其中该控制器电性连接或无线通讯连接至该存取点以及该些网关。11.如权利要求1所述的路由网关选择方法，其中所述交通工具包括：火车列车的车厢、高速铁路列车的车厢、或具有多车辆车队中的车辆。12.一种控制器，用以从多个网关中选择路由存取点的路由网关，其特征在于，包括：存取单元，存取多个模块；以及处理单元，电性连接至该存取单元，存取并执行该些多个模块，该些多个模块包括：预测模块，预测各该网关的频宽；计算模块，基于各该网关的负载情况、该频宽以及与该存取点之间的跳跃数计算各该网关的传输成本；以及选择模块，依据各该网关的该传输成本在该些网关中选择路由该存取点的该路由网关，其中，该控制器配置于由多个交通工具经配置成的车队中。13.如权利要求12所述的控制器，其中该控制器为软件定义网络控制器，该控制器利用控制信号控制该些网关，要求提供该负载情况。14.如权利要求12或13所述的控制器，其中该存取点配置于该车队中。15.如权利要求14所述的控制器，其中各该些网关配置于该车队中。16.如权利要求12所述的控制器，其中该预测模块更经配置以：基于该些网关以及该车队个别的历史信息建立各该网关的通道品质估
\t计模型；以及取得该车队的当下移动信息以及各该网关的当下通道信息。17.如权利要求16所述的控制器，其中该预测模块经配置以：基于该当下移动信息、各该网关的该当下通道信息以及该通道品质估计模型预测各该网关的通道品质；以及依据各该网关的该通道品质估计各该网关的该频宽。18.如权利要求17所述的控制器，其中该通道品质包括载波干扰噪声比、载波噪声比、信号噪声比、信号干扰噪声比，且该预测模块经配置以：查找各该网关的该通道品质对应的自适应调变和编码方案，并基于该自适应调变和编码方案估计各该网关的该频宽。19.如权利要求17所述的控制器，还包括：取得通道品质估计值，并基于自回归模型机制，以预测该通道品质。20.如权利要求17所述的控制器，还包括：计算多个权重值，并基于加权移动平均机制，以预测该通道品质。21.如权利要求12所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨人顺，陈志成，徐培嘉，沈威辰，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71