本公開涉及一種延后認(rèn)證用戶設(shè)備的方法、控制器及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高速鐵路在許多國家都是很重要的交通工具，例如法國的TVG、德國的ICE、日本的新干線以及中國臺(tái)灣高鐵。隨著高速鐵路發(fā)展與通信裝置的普及，在高速移動(dòng)的情境下，對于網(wǎng)絡(luò)的需求亦快速增加。一般而言，高速鐵路行駛最高的時(shí)速大約每小時(shí)280公里。在如此高的移動(dòng)速度下，信號質(zhì)量在短時(shí)間內(nèi)變動(dòng)幅度相當(dāng)大。并且，受到多普勒效應(yīng)的影響，接收端的解碼錯(cuò)誤率上升，進(jìn)而導(dǎo)致用戶設(shè)備(user equipment，UE)因連線中斷而大量地嘗試重傳數(shù)據(jù)。一般而言，在用戶設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)之前，需先接受例如認(rèn)證授權(quán)計(jì)費(fèi)(authentication，authorization and accounting server，AAA)服務(wù)器的認(rèn)證。然而，若用戶設(shè)備在接受認(rèn)證的過程中因連線中斷而導(dǎo)致認(rèn)證失敗，則用戶設(shè)備將不斷地重新嘗試發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)，一直到完成認(rèn)證為止。

然而，在已知列車上所布建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，由于只配置單一對?outbound)網(wǎng)關(guān)，因此當(dāng)出現(xiàn)用戶設(shè)備認(rèn)證失敗的情況時(shí)，將使得此對外網(wǎng)關(guān)的傳輸隊(duì)列中充斥著所述認(rèn)證數(shù)據(jù)，進(jìn)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)壅塞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本公開提供一種延后認(rèn)證用戶設(shè)備的方法、控制器及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所述方法可在未完全認(rèn)證用戶設(shè)備時(shí)先提供這些用戶設(shè)備限制的網(wǎng)絡(luò)能力，并安排適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)以完全認(rèn)證這些用戶設(shè)備，進(jìn)而提升整體傳輸?shù)男室约案纳剖褂谜唧w驗(yàn)。

本公開提供一種延后認(rèn)證用戶設(shè)備的方法，適于連接至網(wǎng)關(guān)的控制器。所述方法包括：當(dāng)至少一用戶設(shè)備連接至由網(wǎng)關(guān)路由的至少一接入點(diǎn)時(shí)，判斷網(wǎng)關(guān)的對外信道質(zhì)量是否高于門限值；當(dāng)對外信道質(zhì)量不高于門限值時(shí)，不完全認(rèn)證至少一用戶設(shè)備，并控制至少一接入點(diǎn)提供給至少一用戶設(shè)備限 制的網(wǎng)絡(luò)能力；估計(jì)網(wǎng)關(guān)的未來信道容量；依據(jù)各用戶設(shè)備的等待認(rèn)證時(shí)間、認(rèn)證失敗次數(shù)以及接入點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間的跳躍數(shù)的至少其中之一計(jì)算各用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值；依據(jù)未來信道容量及各用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值從至少一用戶設(shè)備中選擇至少一候選用戶設(shè)備，并在對應(yīng)于未來信道容量的時(shí)間點(diǎn)安排用于完全認(rèn)證至少一候選用戶設(shè)備的認(rèn)證機(jī)制。

本公開提供一種控制器，其包括存儲(chǔ)單元及處理單元。存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)多個(gè)模塊。處理單元電性連接至存儲(chǔ)單元，接入并執(zhí)行所述多個(gè)模塊。所述多個(gè)模塊包括判斷模塊、控制模塊、估計(jì)模塊、計(jì)算模塊以及選擇模塊。當(dāng)至少一用戶設(shè)備連接至由網(wǎng)關(guān)路由的至少一接入點(diǎn)時(shí)，判斷模塊判斷網(wǎng)關(guān)的對外信道質(zhì)量是否高于門限值。當(dāng)對外信道質(zhì)量不高于門限值時(shí)，控制模塊不完全認(rèn)證至少一用戶設(shè)備，并控制至少一接入點(diǎn)提供給至少一用戶設(shè)備限制的網(wǎng)絡(luò)能力。估計(jì)模塊估計(jì)網(wǎng)關(guān)的未來信道容量。計(jì)算模塊依據(jù)各用戶設(shè)備的等待認(rèn)證時(shí)間、認(rèn)證失敗次數(shù)以及接入點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間的跳躍數(shù)的至少其中之一計(jì)算各用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值。選擇模塊依據(jù)未來信道容量及各用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值從至少一用戶設(shè)備中選擇至少一候選用戶設(shè)備，并在對應(yīng)于未來信道容量的時(shí)間點(diǎn)安排用于完全認(rèn)證至少一候選用戶設(shè)備的認(rèn)證機(jī)制。

一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其包括網(wǎng)關(guān)、至少一接入點(diǎn)以及控制器。至少一接入點(diǎn)電性連接網(wǎng)關(guān)，并由網(wǎng)關(guān)路由至網(wǎng)絡(luò)?？刂破麟娦赃B接網(wǎng)關(guān)及至少一接入點(diǎn)，經(jīng)配置以：當(dāng)至少一用戶設(shè)備連接至由網(wǎng)關(guān)路由的至少一接入點(diǎn)時(shí)，判斷網(wǎng)關(guān)的對外信道質(zhì)量是否高于門限值；當(dāng)對外信道質(zhì)量不高于門限值時(shí)，不完全認(rèn)證至少一用戶設(shè)備，并控制至少一接入點(diǎn)提供給至少一用戶設(shè)備限制的網(wǎng)絡(luò)能力；估計(jì)網(wǎng)關(guān)的未來信道容量；依據(jù)各用戶設(shè)備的等待認(rèn)證時(shí)間、認(rèn)證失敗次數(shù)以及接入點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間的跳躍數(shù)的至少其中之一計(jì)算各用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值；依據(jù)未來信道容量及各用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值從至少一用戶設(shè)備中選擇至少一候選用戶設(shè)備，并在對應(yīng)于未來信道容量的時(shí)間點(diǎn)安排用于完全認(rèn)證至少一候選用戶設(shè)備的認(rèn)證機(jī)制。

基于上述，本公開提出一種延后認(rèn)證用戶設(shè)備的方法、控制器及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所述方法可在網(wǎng)關(guān)的信道質(zhì)量不佳時(shí)控制接入點(diǎn)在用戶設(shè)備未完成認(rèn)證的情況下暫時(shí)提供用戶設(shè)備限制的網(wǎng)絡(luò)能力(例如限制的帶寬、流量及時(shí)間等)。并且，可通過特定的機(jī)制從未完成認(rèn)證的用戶設(shè)備中找出需優(yōu)先進(jìn)行認(rèn)證的數(shù)個(gè)候選用戶設(shè)備，并安排可讓這些候選用戶設(shè)備完成認(rèn)證的時(shí)間點(diǎn)。

為讓本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是已知的列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。

圖2是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。

圖3是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的延后認(rèn)證用戶設(shè)備方法流程圖。

圖4是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。

圖5是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。

【符號說明】

100：列車

100_1～100_5：車廂

102_1～102_5：接入點(diǎn)

104、220：網(wǎng)關(guān)

106：網(wǎng)絡(luò)

200、400、500：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

210、410、510：控制器

212：存儲(chǔ)單元

212_1：判斷模塊

212_2：控制模塊

212_3：估計(jì)模塊

212_4：計(jì)算模塊

212_5：選擇模塊

214：處理單元

230：接入點(diǎn)

240：網(wǎng)絡(luò)

250、440、540：認(rèn)證服務(wù)器

260_1～260_N、430、530：用戶設(shè)備

420_1：第一接入點(diǎn)

420_2：第二接入點(diǎn)

520：特定接入點(diǎn)

S310～S350：步驟

具體實(shí)施方式

圖1是已知的列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。圖1的列車100以及本公開中提及的各個(gè)列車可以是火車、高速鐵路或是其他具有固定行進(jìn)路線的多車廂交通工具。列車100可包括5個(gè)車廂100_1～100_5。在此例中，接入點(diǎn)(access point，AP)102_1～102_5可分別配置于車廂100_1～100_5中，用以個(gè)別提供車廂100_1～100_5中乘客網(wǎng)絡(luò)接入功能。舉例而言，接入點(diǎn)102_1可供車廂100_1中的乘客以移動(dòng)裝置(例如手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)或其他類似裝置)接入，而接入點(diǎn)102_2可供車廂100_2中的乘客以移動(dòng)裝置接入，其余接入點(diǎn)102_3～102_5亦同。

如圖1所示，列車100僅在車廂100_3中配置有單一對外網(wǎng)關(guān)104(例如是客戶端設(shè)備(customer premise equipment，CPE)網(wǎng)關(guān))。網(wǎng)關(guān)104可連接至接入點(diǎn)102_1～102_5，并作為接入點(diǎn)102_1～102_5與網(wǎng)絡(luò)106通信的媒介。網(wǎng)絡(luò)106例如是長期演進(jìn)(long term evolution，LTE)、全球互通微波接入(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)、第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或其他類似的網(wǎng)絡(luò)，但不限于此。應(yīng)可了解，雖然圖1中未明確繪示網(wǎng)絡(luò)106的組態(tài)，但其實(shí)質(zhì)上可依據(jù)所使用的通信標(biāo)準(zhǔn)而包括對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)物理。舉例而言，若網(wǎng)絡(luò)106與網(wǎng)關(guān)104之間使用LTE來通信，網(wǎng)絡(luò)106可包括例如增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)B(evolved Node B，eNB)、移動(dòng)管理物理(mobility management entity，MME)、服務(wù)網(wǎng)關(guān)(serving gateway，S-GW)以及分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(packet data network gateway，P-GW)等網(wǎng)絡(luò)物理，但可不限于此。

由于列車100上僅具有單一對外網(wǎng)關(guān)104，因而使得網(wǎng)關(guān)104與網(wǎng)絡(luò)106之間的信道質(zhì)量在列車100移動(dòng)時(shí)也隨之而快速變化，進(jìn)而可能時(shí)常發(fā)生連線中斷的情形。如先前所提及的，當(dāng)用戶設(shè)備因連線中斷而導(dǎo)致例如認(rèn)證失敗的情況時(shí)，將使得網(wǎng)關(guān)104的傳輸隊(duì)列中充斥著認(rèn)證數(shù)據(jù)，進(jìn)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)壅塞。

此外，即便在網(wǎng)關(guān)104的布建處(即，車廂100_3)額外布建一冗余(redundancy)網(wǎng)關(guān)來分流網(wǎng)關(guān)104的流量，整體的傳輸效率仍將因此冗余網(wǎng)關(guān)的信道質(zhì)量與網(wǎng)關(guān)104相近而無法達(dá)到信道質(zhì)量多樣(diversity)的效果。

因此，本公開提出一種延后認(rèn)證用戶設(shè)備的方法，其可在網(wǎng)關(guān)的信道質(zhì)量不佳時(shí)控制接入點(diǎn)在用戶設(shè)備未完成認(rèn)證的情況下暫時(shí)提供用戶設(shè)備限制的網(wǎng)絡(luò)能力(例如限制的帶寬、流量及時(shí)間等)。并且，所述方法可通過一機(jī)制從未完成認(rèn)證的用戶設(shè)備中找出需優(yōu)先進(jìn)行認(rèn)證的數(shù)個(gè)候選用戶設(shè)備，并安排可讓這些候選用戶設(shè)備完成認(rèn)證的時(shí)間點(diǎn)。以下將進(jìn)行詳細(xì)說明。在一實(shí)施例中，信道質(zhì)量例如可表征為參考信號接收功率(reference signal receiving power，RSRP)、載波干擾噪聲比(carrier to interference and noise ratio，CINR)、載波噪聲比(carrier to noise ratio，CNR)、信號噪聲比(signal to noise ratio，SNR)和/或信號干擾噪聲比(signal to interference and noise ratio，SINR)，但可不限于此。

圖2是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。在本實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)200包括控制器210、網(wǎng)關(guān)220以及接入點(diǎn)230。相似于圖1中的配置方式，本實(shí)施例的及接入點(diǎn)230也可配置于一列車的某個(gè)車廂上，用以服務(wù)此車廂中的用戶設(shè)備。網(wǎng)關(guān)220可電性連接至接入點(diǎn)230，用以協(xié)助接入點(diǎn)230將來自于用戶設(shè)備260_1～260_N(N為正整數(shù))的數(shù)據(jù)流路由至網(wǎng)絡(luò)240。在一實(shí)施例中，當(dāng)來自于用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)流為認(rèn)證數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)關(guān)220也可協(xié)助接入點(diǎn)230將這些認(rèn)證數(shù)據(jù)路由至認(rèn)證服務(wù)器250(例如是AAA服務(wù)器)。

不同于圖1之處在于，圖2的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)200還包括電性連接或無線通信連接至網(wǎng)關(guān)220及接入點(diǎn)230的控制器210。在一實(shí)施例中，控制器210可為軟件定義網(wǎng)絡(luò)(software defined network，SDN)控制器，其可包括存儲(chǔ)單元212以及處理單元214。存儲(chǔ)單元212例如是存儲(chǔ)器、硬盤或是其他任何可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的元件，而可用以記錄多個(gè)程序代碼或模塊。處理單元214電性連接至存儲(chǔ)單元212。處理單元214可為一般用途處理器、特殊用途處理器、傳統(tǒng)的處理器、數(shù)字信號處理器、多個(gè)微處理器(microprocessor)、一個(gè)或多個(gè)結(jié)合數(shù)字信號處理器內(nèi)核的微處理器、控制器、微控制器、特殊應(yīng)用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列電路(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)、任何其他種類的集成電路、狀態(tài)機(jī)、基于進(jìn)階精簡指令集機(jī)器(Advanced RISC Machine，ARM)的處理器以及類似品。

在一實(shí)施例中，接入點(diǎn)230可整合有SDN交換器(SDN switch)的功能， 以基于SDN的通信協(xié)議(例如，OpenFlow)來與控制器210交換數(shù)據(jù)。在其他實(shí)施例中，所述SDN交換器也可實(shí)施為獨(dú)立于接入點(diǎn)230之外的裝置，用以協(xié)助接入點(diǎn)230與控制器210進(jìn)行溝通?；赟DN中將數(shù)據(jù)平面(data plane)以及控制平面(control plane)分離的概念，圖2中繪示了數(shù)據(jù)流及控制流的傳輸路徑。

此外，雖然圖2中僅繪示單一個(gè)網(wǎng)關(guān)220及單一個(gè)接入點(diǎn)230以便于說明本實(shí)施例的概念，但其不應(yīng)被理解為限制本公開可能的實(shí)施方式。在其他實(shí)施例中，本公開的概念同樣適用于具有多個(gè)網(wǎng)關(guān)及多個(gè)接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

在本實(shí)施例中，處理單元214可接入并執(zhí)行存儲(chǔ)單元212中的判斷模塊212_1、控制模塊212_2、估計(jì)模塊212_3、計(jì)算模塊212_4以及選擇模塊212_5以執(zhí)行本公開提出的延后認(rèn)證用戶設(shè)備方法。

請參照圖3，圖3是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的延后認(rèn)證用戶設(shè)備方法流程圖。本實(shí)施例的方法可由圖2的控制器210執(zhí)行，以下即搭配圖2所示的各個(gè)元件來說明本實(shí)施例的細(xì)節(jié)。

首先，在步驟S310中，當(dāng)用戶設(shè)備260_1～260_N連接至由網(wǎng)關(guān)220路由的接入點(diǎn)230時(shí)，判斷模塊212_1可判斷網(wǎng)關(guān)220的對外信道質(zhì)量是否高于一門限值。所述對外信道質(zhì)量例如是網(wǎng)關(guān)220與網(wǎng)絡(luò)240之間的信道質(zhì)量(例如，SNR)。門限值例如是由設(shè)計(jì)者選定的任意數(shù)值(例如20dB)，此門限值可以被預(yù)設(shè)定、隨機(jī)選取或連結(jié)網(wǎng)絡(luò)時(shí)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送。在一實(shí)施例中，當(dāng)用戶設(shè)備260_1～260_N連接至接入點(diǎn)230時(shí)，接入點(diǎn)230例如可通過OpenFlow將用戶設(shè)備260_1～260_N的用戶信息(例如介質(zhì)訪問控制(medium access control，MAC)地址及國際性移動(dòng)用戶識別碼(international mobile subscriber identity，IMSI)等)發(fā)送至控制器210，但可不限于此。

在一實(shí)施例中，設(shè)計(jì)者也可依據(jù)門限值對應(yīng)的信道容量來決定門限值。舉例而言，設(shè)計(jì)者可找出足以傳輸至少一認(rèn)證數(shù)據(jù)的信道容量，并以此信道容量對應(yīng)的信道質(zhì)量作為門限值。在此情況下，當(dāng)對外信道質(zhì)量高于門限值時(shí)，即代表對外信道質(zhì)量對應(yīng)的信道容量足以傳輸至少一認(rèn)證數(shù)據(jù)。假設(shè)對外信道質(zhì)量對應(yīng)的信道容量足以傳輸兩筆認(rèn)證數(shù)據(jù)，則控制器210即可直接安排用戶設(shè)備260_1～260_N中的其中之二與認(rèn)證服務(wù)器250進(jìn)行認(rèn)證。另一方面，當(dāng)對外信道質(zhì)量不高于門限值時(shí)，即可能代表對外信道質(zhì)量對應(yīng)的信道容量不足以傳輸任何認(rèn)證數(shù)據(jù)。

因此，在步驟S320中，當(dāng)對外信道質(zhì)量不高于門限值時(shí)，控制模塊212_2可不完全認(rèn)證用戶設(shè)備260_1～260_N，并控制接入點(diǎn)230提供給用戶設(shè)備260_1～260_N限制的網(wǎng)絡(luò)能力。也就是說，控制模塊212_2可在未認(rèn)證或是僅部分認(rèn)證用戶設(shè)備260_1～260_N的情況下即讓用戶設(shè)備260_1～260_N以限制的網(wǎng)絡(luò)能力通過接入點(diǎn)230連上網(wǎng)絡(luò)240。以用戶設(shè)備260_1為例，控制模塊212_2可在未認(rèn)證或是僅部分認(rèn)證用戶設(shè)備260_1的情況下限制其通過接入點(diǎn)230接入網(wǎng)絡(luò)240的帶寬、流量或時(shí)間(例如20分鐘)，但可不限于此。如此一來，除了可暫時(shí)滿足用戶設(shè)備260_1上網(wǎng)的需求之外，也可避免用戶設(shè)備260_1在對外信道質(zhì)量不佳的情況下不斷地嘗試發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)。換句話說，本公開提出的方法除了可降低網(wǎng)關(guān)220上發(fā)生網(wǎng)絡(luò)壅塞的機(jī)率，還可同時(shí)改善使用者體驗(yàn)。

接著，本公開提出的方法可通過步驟S330～S350來從未完成認(rèn)證的用戶設(shè)備260_1～260_N中找出需優(yōu)先進(jìn)行認(rèn)證的數(shù)個(gè)候選用戶設(shè)備，并找出適于讓這些候選用戶設(shè)備完成認(rèn)證的時(shí)間點(diǎn)。

在步驟S330中，估計(jì)模塊212_3可估計(jì)網(wǎng)關(guān)220的未來信道容量。在一實(shí)施例中，估計(jì)模塊212_3可基于網(wǎng)關(guān)220以及列車個(gè)別的歷史信息建立網(wǎng)關(guān)220的信道質(zhì)量估計(jì)模型。所述列車的歷史信息例如包括其行進(jìn)路線及列車在此行進(jìn)路線上各個(gè)路段的行駛速度等。網(wǎng)關(guān)220的歷史信息例如包括在所述列車的行進(jìn)路線上所預(yù)先測量到的網(wǎng)關(guān)220的信道質(zhì)量。

具體而言，估計(jì)模塊212_3可預(yù)先測量網(wǎng)關(guān)220在列車行進(jìn)路線上各個(gè)路段的信道質(zhì)量。接著，估計(jì)模塊212_3可依據(jù)測量到的結(jié)果建立信道質(zhì)量與路段的對照表(即，網(wǎng)關(guān)220的信道質(zhì)量估計(jì)模型)。由于列車的行進(jìn)路線以及周圍基站位置為固定，因此所述對照表的可靠度相當(dāng)高。對于其他配置于所述列車上的網(wǎng)關(guān)(未繪示)而言，估計(jì)模塊212_3也可依據(jù)前述教示來建立對應(yīng)的信道質(zhì)量估計(jì)模型。

在建立網(wǎng)關(guān)220的信道質(zhì)量估計(jì)模型之后，估計(jì)模塊212_3可在列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)取得列車的當(dāng)下移動(dòng)信息，并據(jù)以推得列車的未來移動(dòng)信息。所述當(dāng)下移動(dòng)信息例如是列車當(dāng)下所在路段及行駛速度等可由配置于列車上的衛(wèi)星定位系統(tǒng)(global positioning system，GPS)模塊取得的信息。所述未來移動(dòng)信息例如是列車未來將行經(jīng)的路段及行駛速度。由于列車的行進(jìn)路線以及行駛速度一般為預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)，因此在取得當(dāng)下移動(dòng)信息之后，估計(jì)模 塊212_3可輕易得知列車未來將行經(jīng)的路段及行駛速度。

接著，估計(jì)模塊212_3可基于所述未來移動(dòng)信息以及信道質(zhì)量估計(jì)模型預(yù)測網(wǎng)關(guān)220的未來信道質(zhì)量。具體而言，估計(jì)模塊212_3例如可基于未來將行經(jīng)的路段及行駛速度查找所述對照表，進(jìn)而得到此路段對應(yīng)的信道質(zhì)量(即，未來信道質(zhì)量)。之后，估計(jì)模塊212_3可依據(jù)網(wǎng)關(guān)220的未來信道質(zhì)量估計(jì)網(wǎng)關(guān)220的未來信道容量。在一實(shí)施例中，假設(shè)估計(jì)模塊212_3所得到對應(yīng)于第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)(i為正整數(shù))的未來信道質(zhì)量可表征為SNR_i，則估計(jì)模塊212_3可將對應(yīng)于第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)的未來信道容量表征為：

C(i)＝B×log₂(1+SNR_i) (1)

，其中，B為網(wǎng)關(guān)220的頻帶范圍。

由于屬于同一認(rèn)證機(jī)制下的認(rèn)證數(shù)據(jù)的尺寸相異不大，因此在推得第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)的未來信道容量(即，C(i))之后，估計(jì)模塊212_3可計(jì)算C(i)除以認(rèn)證數(shù)據(jù)尺寸的商數(shù)(以下以j代稱)來得知網(wǎng)關(guān)220在第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)可傳送的認(rèn)證數(shù)據(jù)數(shù)量，亦即網(wǎng)關(guān)220允許在第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)嘗試完成認(rèn)證的用戶設(shè)備數(shù)量。假設(shè)j為4，即代表網(wǎng)關(guān)220在第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)允許用戶設(shè)備260_1～260_N的其中之四分別向認(rèn)證服務(wù)器250傳送其認(rèn)證數(shù)據(jù)，以嘗試完成認(rèn)證。

在步驟S340中，計(jì)算模塊212_4可依據(jù)各用戶設(shè)備260_1～260_N的等待認(rèn)證時(shí)間、認(rèn)證失敗次數(shù)以及與網(wǎng)關(guān)220之間的跳躍數(shù)的至少其中之一計(jì)算各用戶設(shè)備260_1～260_N的優(yōu)先權(quán)值。

在一實(shí)施例中，用戶設(shè)備260_1～260_N中的第n個(gè)(n為介于1～N之間的整數(shù))用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值可表征為：

P(n)＝w₁×WT+(1-w₂^h)+(1-w₃×FT) (2)

其中，w₁至w₃為權(quán)重值，WT為第n個(gè)用戶設(shè)備的等待認(rèn)證時(shí)間，h為服務(wù)第n個(gè)用戶設(shè)備的接入點(diǎn)230與網(wǎng)關(guān)220之間的跳躍數(shù)，F(xiàn)T為第n個(gè)用戶設(shè)備的認(rèn)證失敗次數(shù)。w₁至w₃例如是由設(shè)計(jì)者依據(jù)其需求所選定的任何數(shù)值(包括0)，可被預(yù)設(shè)定、隨機(jī)設(shè)定或連結(jié)網(wǎng)絡(luò)時(shí)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送。WT例如是第n個(gè)用戶設(shè)備以限制的網(wǎng)絡(luò)能力接入網(wǎng)絡(luò)240的時(shí)間。h例如是接入點(diǎn)230將數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)關(guān)220所需經(jīng)過的裝置數(shù)量。假設(shè)接入點(diǎn)230直接連接至網(wǎng)關(guān)220，則此時(shí)的h為1。假設(shè)接入點(diǎn)230通過另外兩臺(tái)裝置(例如是 其他的接入點(diǎn))連接至網(wǎng)關(guān)220，則此時(shí)的h為3。FT為第n個(gè)用戶設(shè)備已嘗試發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)但未成功完成認(rèn)證的次數(shù)。

在其他實(shí)施例中，用戶設(shè)備260_1～260_N中的第n個(gè)用戶設(shè)備的優(yōu)先權(quán)值也可依設(shè)計(jì)者的需求表征為其他形式，例如以下的式(3)至式(9)，但本公開的可實(shí)施方式不限于此。

P(n)＝w₁×WT+w₂×h+(1-w₃×FT) (3)

P(n)＝w₁×WT (4)

P(n)＝w₂×h (5)

P(n)＝(1-w₃×FT) (6)

P(n)＝w₁×WT+w₂×h (7)

P(n)＝w₁×WT+(1-w₃×FT) (8)

P(n)＝w₂×h+(1-w₃×FT) (9)

在步驟S350中，選擇模塊212_5可依據(jù)未來信道容量及各用戶設(shè)備260_1～260_N的優(yōu)先權(quán)值從用戶設(shè)備260_1～260_N中選擇候選用戶設(shè)備，并在對應(yīng)于未來信道容量的時(shí)間點(diǎn)安排用于完全認(rèn)證候選用戶設(shè)備的認(rèn)證機(jī)制。

在一實(shí)施例中，選擇模塊212_5可依據(jù)各用戶設(shè)備260_1～260_N的優(yōu)先權(quán)值降冪排序用戶設(shè)備260_1～260_N，并依據(jù)未來信道容量(即，C(i))以及認(rèn)證數(shù)據(jù)尺寸計(jì)算特定數(shù)量。所述特定數(shù)量例如是C(i)除以認(rèn)證數(shù)據(jù)尺寸的商數(shù)(即，j)，但可不限于此。接著，選擇模塊212_5可從用戶設(shè)備260_1～260_N中選取排序在前的特定數(shù)量個(gè)用戶設(shè)備作為候選用戶設(shè)備。也就是說，選擇模塊212_5可從用戶設(shè)備260_1～260_N中選擇具有較高優(yōu)先權(quán)值的j個(gè)用戶設(shè)備作為候選用戶設(shè)備。接著，選擇模塊212_5可在第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)安排完全認(rèn)證這些候選用戶設(shè)備的認(rèn)證機(jī)制。

當(dāng)上述候選用戶設(shè)備完成認(rèn)證時(shí)，選擇模塊212_5可更控制接入點(diǎn)230提供給這些候選用戶設(shè)備不限制的網(wǎng)絡(luò)能力。換句話說，完成認(rèn)證的用戶設(shè)備即可以未限制的帶寬、流量及時(shí)間接入網(wǎng)絡(luò)240。

簡言之，當(dāng)控制器210判斷網(wǎng)關(guān)220當(dāng)下的對外信道質(zhì)量不佳時(shí)，控制器210可在用戶設(shè)備260_1～260_N未完成認(rèn)證的情況下暫時(shí)讓用戶設(shè)備260_1～260_N以限制的網(wǎng)絡(luò)能力接入網(wǎng)絡(luò)。接著，當(dāng)控制器210預(yù)測未來某 個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信道質(zhì)量將改善時(shí)，控制器210可安排用戶設(shè)備260_1～260_N中具有較高優(yōu)先權(quán)值的候選用戶設(shè)備在此時(shí)間點(diǎn)嘗試發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)至認(rèn)證服務(wù)器250以進(jìn)行認(rèn)證。

在其他實(shí)施例中，本公開的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可配置分別用以提供限制/未限制網(wǎng)絡(luò)能力的接入點(diǎn)。請參照圖4，圖4是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。在本實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)400包括控制器410、第一接入點(diǎn)420_1及連接至認(rèn)證服務(wù)器440的第二接入點(diǎn)420_2。第一接入點(diǎn)420_1例如是預(yù)設(shè)為可讓未完全認(rèn)證的用戶設(shè)備430連接，進(jìn)而提供用戶設(shè)備430限制的網(wǎng)絡(luò)能力的接入點(diǎn)。如先前所提及的，當(dāng)用戶設(shè)備430連接至第一接入點(diǎn)420_1時(shí)，第一接入點(diǎn)420_1可通過OpenFlow將用戶設(shè)備430的用戶信息轉(zhuǎn)發(fā)至控制器410。接著，控制器410即可依據(jù)先前實(shí)施例中的教示安排可讓用戶設(shè)備430嘗試進(jìn)行認(rèn)證的時(shí)間點(diǎn)。并且，控制器410可藉由控制協(xié)議通知用戶設(shè)備430在此時(shí)間點(diǎn)從第一接入點(diǎn)420_1切換連接至第二接入點(diǎn)420_2，以讓認(rèn)證服務(wù)器440通過第二接入點(diǎn)420_2完全地認(rèn)證用戶設(shè)備430。所述控制協(xié)議例如是接入網(wǎng)絡(luò)尋找與選擇機(jī)制(access network discovery and selection function，ANDSF)，但可不限于此。在認(rèn)證服務(wù)器440完全地認(rèn)證用戶設(shè)備430之后，控制器410即可控制第二接入點(diǎn)420_2提供給用戶設(shè)備430不限制的網(wǎng)絡(luò)能力，以讓用戶設(shè)備430可以未限制的帶寬、流量及時(shí)間接入網(wǎng)絡(luò)。

此外，認(rèn)證服務(wù)器440認(rèn)證用戶設(shè)備430的方式則可依用戶設(shè)備430的類型而有所不同。舉例而言，當(dāng)用戶設(shè)備430為運(yùn)行于全球移動(dòng)系統(tǒng)(global system for mobile，GSM)標(biāo)準(zhǔn)下的裝置時(shí)，認(rèn)證服務(wù)器440可基于用于用戶識別模塊(subscriber identification module，SIM)的延伸認(rèn)證協(xié)議(extensible authentication protocol，EAP)(即，EAP-SIM)來認(rèn)證用戶設(shè)備430。舉另一例而言，當(dāng)用戶設(shè)備430為運(yùn)行于通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(universal mobile telecommunications system，UMTS)標(biāo)準(zhǔn)下的裝置時(shí)，認(rèn)證服務(wù)器440可基于用于安全認(rèn)證與金鑰分配(Authentication and Key Agreement，AKA)的EAP(即，EAP-AKA)來認(rèn)證用戶設(shè)備430。

在其他實(shí)施例中，本公開的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也可配置可同時(shí)提供限制/未限制網(wǎng)絡(luò)能力的特定接入點(diǎn)。請參照圖5，圖5是依據(jù)本公開的一實(shí)施例繪示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。在本實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)500包括控制器510及連接至認(rèn)證 服務(wù)器540的特定接入點(diǎn)520。特定接入點(diǎn)520可包括第一端口及第二端口。所述第一端口例如是預(yù)設(shè)為可讓未完全認(rèn)證的用戶設(shè)備530連接，進(jìn)而提供用戶設(shè)備530限制的網(wǎng)絡(luò)能力的端口。如先前所提及的，當(dāng)用戶設(shè)備530連接至所述第一端口時(shí)，特定接入點(diǎn)520可通過OpenFlow將用戶設(shè)備530的用戶信息轉(zhuǎn)發(fā)至控制器510。接著，控制器510即可依據(jù)先前實(shí)施例中的教示安排可讓用戶設(shè)備530嘗試進(jìn)行認(rèn)證的時(shí)間點(diǎn)。并且，控制器510也可通過OpenFlow控制特定接入點(diǎn)520通知用戶設(shè)備530在此時(shí)間點(diǎn)從第一端口切換連接至第二端口，以讓認(rèn)證服務(wù)器540通過第二端口完全地認(rèn)證用戶設(shè)備530。在認(rèn)證服務(wù)器540完全地認(rèn)證用戶設(shè)備530之后，控制器510即可控制特定接入點(diǎn)520提供給用戶設(shè)備430不限制的網(wǎng)絡(luò)能力，以讓用戶設(shè)備430可通過第二端口以未限制的帶寬、流量及時(shí)間接入網(wǎng)絡(luò)。

在一實(shí)施例中，第一端口例如可表征為未設(shè)置密碼的服務(wù)設(shè)定識別碼(service set identifier，SSID)，而第二端口則可表征為有設(shè)置密碼的SSID。在此情況下，未認(rèn)證的用戶設(shè)備530將只能連接至對應(yīng)至第一端口的SSID。當(dāng)特定接入點(diǎn)520通知用戶設(shè)備530切換連接至第二端口時(shí)，特定接入點(diǎn)520可一并將第二端口的密碼告知用戶設(shè)備530，以讓用戶設(shè)備530據(jù)以切換連接至第二端口的SSID。在其他實(shí)施例中，第二端口也可實(shí)現(xiàn)為有設(shè)置密碼但被隱藏的SSID。亦即，未認(rèn)證的用戶設(shè)備530無法在顯示第一端口的SSID清單中找到關(guān)于第二端口的信息，但本公開的可實(shí)施方式不限于此。

綜上所述，本公開提供一種延后認(rèn)證用戶設(shè)備的方法、控制器及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當(dāng)控制器判斷網(wǎng)關(guān)當(dāng)下的對外信道質(zhì)量不佳時(shí)，控制器可基于本公開提出的方法在用戶設(shè)備未完成認(rèn)證的情況下暫時(shí)讓用戶設(shè)備以限制的網(wǎng)絡(luò)能力接入網(wǎng)絡(luò)。接著，當(dāng)控制器預(yù)測未來某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信道質(zhì)量將改善時(shí)，控制器可安排用戶設(shè)備中具有較高優(yōu)先權(quán)值的候選用戶設(shè)備在此時(shí)間點(diǎn)嘗試發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)至認(rèn)證服務(wù)器以進(jìn)行認(rèn)證。如此一來，本公開提出的方法除了可降低網(wǎng)關(guān)上發(fā)生網(wǎng)絡(luò)壅塞的機(jī)率，還可同時(shí)改善使用者體驗(yàn)。

雖然本公開已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本公開的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本公開的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書界定范圍為準(zhǔn)。