共享频谱中的高度可用的无线电接入网的制作方法

背景技术：

在部署诸如私有企业网络的无线网络中，频谱是最宝贵的商品。诸如使用长期演进(lte)标准提供无线连接的网络的蜂窝通信系统提供了比未经授权的频带(诸如wi-fi)中由传统的基于竞争的服务提供的类似服务相更可靠的服务和更高的服务质量(qos)。可用于蜂窝通信的最有价值的频谱是在6吉赫兹(ghz)以下的频率，因为在这些频率的传输不需要在发射器和接收器之间的清晰视线。6ghz以下的许多频谱已经作为静态授权频谱被拍卖给实现蜂窝通信系统(诸如，lte网络)的各种移动网络运营商(mno)。3.1-4.2ghz频谱被诸如固定卫星系统(fss)的现任者以及诸如美国政府或军事实体的联邦现任者占用。例如，3550-3700mhz频带(cbrs带)此前被保留供包括美国海军和固定卫星服务(fss)地球站的现任者独有。该频带经常未被充分利用。因此，组织和垂直行业(诸如包裹分发公司、能源生产商、港口、矿山、医院和大学)无法接入6ghz以下的频谱，并因此无法建立私有企业网络来提供诸如lte的蜂窝服务。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，且其众多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。

图1是根据一些实施例的通信系统的框图。

图2是根据一些实施例的网络功能虚拟化(nfv)架构的框图。

图3是根据一些实施例的示出针对现任者、授权用户和一般接入用户的频带分配和接入优先级的框图。

图4是根据一些实施例的实现分层频谱接入的通信系统的框图。

图5是根据一些实施例的实现频谱控制器云以支持私有企业网络在共享频谱中的部署的通信系统的框图。

图6是根据一些实施例的包括在市民宽带无线电服务设备(cbsd)和频谱接入系统(sas)之间的接口的通信系统的框图。

图7是根据一些实施例的经由冗余端口提供对sas实例的接入的通信系统的框图。

图8是根据一些实施例的实现主要sas实例和辅助sas实例的通信系统的框图。

图9是根据一些实施例的选择性地尝试将连接切换到sas的不同端口的方法的流程图。

图10是根据一些实施例的包括边缘云与区域云之间的冗余回程链路的通信系统的框图。

图11是根据一些实施例的选择性地尝试将连接切换到sas的不同回程链路的方法的流程图。

具体实施方式

联邦通信委员会(fcc)已开始提供由联邦实体拥有的频谱，以用于与商业运营共享。例如，美国联邦法规(cfr)47第96部分中新发布的fcc规定允许现任者和其他运营商之间对3550-3700mhz公民宽带无线电服务(cbrs)的共享。cbrs根据分层接入架构操作，该分层接入架构在现任者、已收到符合47cfr§96.23及以下等规定的优先级接入许可(pal)的运营商以及被授权实施符合47cfr§96.33及以下等的一个或多个公民宽带无线电服务设备(cbsd)的一般授权接入(gaa)运营商之间加以区分。现任者、pal被许可方和gaa运营商需要从频谱接入系统(sas)请求接入，该系统向运营商分配频带，例如用于3550-3700mhz频带内的cbrs。频带被分配给与特定地理区域内，并且在一些情况下在特定的时间间隔期间的运营商相关联的cbsd。sas使用执行现任检测的环境传感能力(esc)(例如使用雷达来检测港口中海军舰船的存在)来确定在现任者是否存在于相应的地理区域内。每个sas都能服务于包括大量cbsd(诸如，基站、enodeb、微小区、微微小区等)的多个私有企业网络。

分层接入架构向现任者提供优先级接入，其包括被获准在47cfr§96.11中指定的频率上的主要基础上运行的祖父级无线宽带被许可方。当现任者在特定地理区域中存在时，现任者被授予对cbrs频谱的部分的独占接入。例如，如果海军舰船进入港口，则该舰上的通信系统将被授予对3550-3700mhz频带内的20-40mhz频带的独占接入。已接收pal和gaa运营商的运营商需腾出分配给该舰船的频带。只要没有已被分配有预定地理区域内的3550-3700mhz频带的重叠部分的现任者，pal许可就可以授予对该预定地理区域内的3550-3700mhz频带的部分的独占接入。只要没有已被分配在同一时间段内在同一地理区域内的重叠部分的现任者或pal被许可方，gaa运营商就可以被给予对该地理区域内的3550-3700mhz频带的部分的接入。如果其他gaa运营商被分配有相同的部分，则gaa运营商还需共享3550-3700mhz频带的分配部分。

在cbrs频谱中提供无线连接性的每个cbsd必须在sas的直接控制下。因此，cbsd对sas注册以开始提供无线连接性。cbsd的状态使用在经注册的cbsd与其控制sas之间交换的心跳消息来监测。心跳消息以预定的时间间隔(例如，20秒、30秒、60秒等)来交换，并且只要至少一个心跳消息在超时间隔(诸如，240秒或300秒或其他超时间隔)内被成功接收，cbsd对sas的注册就被维持。心跳消息的中止超过超时间隔导致cbsd在cbrs频带中由sas授予的信道上停止其传输，并因此招致服务停机时间，这对于商业部署是不可接受的。在某些情况下，即使控制sas是起作用的并继续传输心跳消息，由于网络连接性问题，cbsd(或针对多个cbsd聚合消息的域代理dp)也会检测到心跳消息的中止。网络连接性问题可以包括与sas接口网络端口、边缘云基础设施与sas区域云之间的回程连接性等相关联的带宽的中断或降级等。由于cbsd或dp与sas的对应实例之间的中止和网络连接性而导致的服务停机时间对于商业部署是不可接受的。

一种提供高可用性的方法是实现地理冗余，例如，通过将每个cbsd与一个位置的主要sas和另一位置的辅助sas相关联。如果主要sas故障，则cbsd将连接到辅助sas，并恢复cbrs频带操作。但是，在主要sas和辅助sas之间切换需要cbsd在由主要sas授权的信道上停止其当前cbrs频带操作，以符合由fcc建立的cbrs频带规则。然后，cbrs将注册请求发送到辅助sas，以获得用于提供无线连接的共享频谱中的新信道。辅助sas通过发送授权消息将信道分配给cbsd。实验室性能测试表明，在地理冗余sas之间切换会导致cbsd几分钟的服务停机时间。对于除了cbrs共享频谱外无权接入任何许可频谱的许多客户(例如工业自动化客户)，此持续时间的服务停机时间是不能接受的。因此，仅地理冗余sas实例并不能解决cbrs频带网络的服务中断问题，并且需要附加架构解决方案以避免在地理冗余sas实例之间切换可能导致的任何潜在服务停机时间。

图1-11公开了一种高可用性架构，该架构实施网络冗余以确保区域云上sas的完全运行实例与在无线电接入网络(ran)边缘云基础设施中实现的域代理(dp)或cbsd之间的可靠连接。在一些实施例中，该架构包括将每个cbsd(或dp)与在一个位置中的主要sas和在另一个位置中的辅助sas相关联的sas的地理冗余实例。cbsd(或dp)监测cbsd(或dp)与关联sas的第一个端口之间的连接，如果架构包含sas的地理冗余实例，则该关联sas为主要sas。cbsd(或dp)的一些实施例监测连接的消息时延或在cbsd(或dp)和sas之间交换的心跳消息的连续失败的数目。如果指示器指示与第一端口的连接的可能失败，则cbsd(或dp)将连接从相关联的sas的第一端口切换到第二端口。相关联的sas的不同端口由不同的因特网协议(ip)地址指示。切换在超时间隔(诸如，240秒或300秒)到期之前被执行，以使得cbsd(或dp)不被强制关闭并且能够继续传输。该过程迭代进行，直到cbsd(或dp)例如基于测量的消息时延或心跳消息的成功接收定位相关联sas的起作用的端口，或者直到cbsd(或dp)已尝试经由所有可用端口来连接到sas。如果cbsd(或dp)无法定位相关联的sas的起作用的端口，则cbsd(或dp)将连接性切换到辅助sas，诸如，地理冗余辅助sas。

在一些实施例中，网络冗余由边缘云基础设施与区域云之间的冗余回程链路来提供。冗余回程链路的示例包括由卫星回程、光纤、拨号调制解调器等支持的链路。冗余回程链路上所需的带宽相对较小，因为在边缘云中实现的cbsd(或dp)与区域云中实现的sas实例之间的cbrs信令数量相对较小。cbsd(或dp)监测在回程链路中的一个回程链路上实施的连接。如果cbsd(或dp)的监测指示第一回程链路上的连接的可能失败，则cbsd(或dp)将连接切换到不同的回程链路。该过程迭代进行，直到起作用的回程链路被检测到或者所有回程链路均已尝试失败。如果cbsd(或dp)无法找到满意的回程链路，则cbsd(或dp)返回到sas的本地实例或充当sas代理的dp以维持cbsd的操作，并同时发出针对补救动作的警报。在远离动态保护区(dpa)且因此不太可能受到现任实体影响的区域(例如，在远离沿海地区的国家中部地区)中，使用本地sas实例或sas代理服务是合适的。数据中心的区域云镜像软件组件的一些实施例来减少由于区域云中的失败组件而导致通信中断的可能性。

图1是根据一些实施例的通信系统100的框图。通信系统100根据联邦法规(cfr)47第96部分中阐述的fcc规定操作，其允许现任者与其他运营商之间共享3550-3700mhz公民宽带无线电服务(cbrs)。然而，通信系统100的一些实施例根据支持现任者与其他设备之间共享频带的其他规定、标准或协议来操作，以使得如果现任设备在地理区域内存在，则该频带可用于对现任设备的独有分配。在该情况下，其他设备需腾出与被分配给现任设备的频带的另一部分重叠的频带的任何部分。例如，如果通信系统100被部署(至少部分地)在港口附近，并且诸如航空母舰101的海军舰船到达该港口，则在该港口附近的地理区域中的在被分配给航空母舰101的频带中的一部分提供无线连接性的设备需要腾出频带的该部分以向航空母舰101提供对该地理区域内的该频带的独有接入。

通信系统100包括区域云105，区域云105为私有企业网络110提供基于云的支持。区域云105的一些实施例包括一个或多个服务器，该一个或多个服务器被配置为提供用于私有企业网络110的操作和维护(o&m)管理、客户门户、网络分析、软件管理和中央安全。区域云105还包括sas实例115以将频带分配给运营商，例如分配给私有企业网络110以用于3550-3700mhz带内的cbrs。通信系统100还包括具有sas实例116的另一区域云106。在所示的实施例中，区域云105、106位于不同的地理位置，并且因此用于提供地理冗余。因此，在某些情况下，sas实例116被称为地理冗余sas实例116。sas实例115、116的冗余实例通过sas-sas接口(为了清楚起见未在图1中示出)彼此通信。通信系统100的一些实施例包括附加的区域云和sas实例，其可以是地理冗余的并且通过对应sas-sas接口通信，也可以不是这样。尽管为了清楚起见，在图1中示出了单个私有企业网络110，但sas115、116可以服务多个私有企业网络。sas115、116的操作在下面被更详细地公开。

区域云105、106经由用户界面门户被配置到一个或多个外部计算机120，为了清楚起见，图1中仅示出了一个。例如，外部计算机120提供用于服务管理的客户用户界面门户、数字自动化云管理用户界面门户以及用于配置sas115、116的sas用户界面门户。

私有企业网络110包括与区域云105、106通信以支持私有企业网络110的即插即用部署的边缘云125。边缘云125的一些实施例支持自动配置和自助服务、工业协议、具有低延迟的本地连接、基于lte的通信和本地安全性、高可用性、以及用于私有企业网络110的其他可选应用。在所示的实施例中，边缘云125实施域代理130，该域代理130提供对一组cbsd131、132、133的管理接入和策略控制，这些cbsd131、132、133使用基站、基站路由器、微型宏小区、微小区、室内/室外微微小区、毫微微小区等实现。如本文所使用的，术语“基站”是指提供无线连接并且在私有企业网络110中作为cbsd操作的任何设备，如a类cbsd(室内)，b类cbsd(室外)或客户驻地装置(cpe)。因此，cbsd131、132、133在本文中被称为基站131、132、133，并且统称为“基站131-133”。域代理130的一些实施例在区域云105、106中实现。

域代理130在sas115、116与基站131-133之间传达。为了利用共享频谱，基站131-133向sas115、116中的一个sas传输请求，以请求频带的一部分的分配。如本文所述，域代理130将sas115、116中的一个sas标识为最初用于支持共享频谱中通信的主要sas，并且将sas115、116中的另一sas标识为辅助sas，其用作在对主要sas的服务中断的情况下的备用。该请求包括标识该频带的部分的信息，诸如一个或多个信道、与请求基站的覆盖区域相对应的地理区域以及在一些情况下指示所请求的频带的部分何时用于通信的时间间隔。在所示的实施例中，基站131-133的覆盖区域对应于私有企业网络110所包围的区域。通过将来自多个基站131-133的请求聚合为从域代理130被传输到sas115、116的较少数目的消息中，域代理130的一些实施例降低了域代理130与sas115、116之间的信号负载。基站131-133提供与相应用户设备135、136、137(在本文中统称为“用户设备135-137”)的无线连接来响应于sas实例115，该sas实例115将频带的部分分配给基站131-133”。

由基站131-133传输的请求不一定包括相同的信息。来自基站131-133的请求的一些实施例包括指示频带的不同部分、不同地理区域或不同时间间隔的信息。例如，如果私有企业网络110被部署在商场或购物中心中，并且基站131-133用于在具有不同营业时间的不同商店内提供无线连接性，则基站131-133请求在不同的时间间隔中使用频带的部分。因此，域代理130在每个cbsd的基础上使用单独的(并且可能不同的)策略来管理基站131-133。在一些实施例中，域代理130响应于从相应基站131-133接收到请求来接入针对基站131-133的策略。域代理130基于该策略，例如通过将策略中的信息与请求的一个或多个强制字段中的信息相比较，来确定基站131-133是否被准许接入sas实例115。域代理130根据基站131-133是否被准许接入sas115、116来选择性地将请求提供给sas115、116。如果是，则该请求被传输到sas115、116或与其他请求聚集在一起以用于向sas115、116传输。否则，该请求被拒绝。

图2是根据一些实施例的网络功能虚拟化(nfv)架构200的框图。nfv架构200用于实现图1所示的通信系统100的一些实施例。nfv架构200包括硬件资源201，硬件资源201包括诸如一个或多个处理器或其他处理单元的计算硬件202、诸如一个或多个存储器的存储硬件203以及诸如一个或多个发送器、接收器或收发器的网络硬件204。虚拟化层205提供硬件资源201的抽象表示。由虚拟化层205支持的抽象表示可以使用虚拟化基础设施管理器210来管理，该虚拟化基础架构管理器210是nfv管理和协作(m&o)模块215的部分。管理器210的一些实施例被配置为收集和转发可能在nfv架构200中发生的性能测量和事件。例如，性能测量可以转发到在nfvm&o215中实施的协调器(orch)217。硬件资源201和虚拟化层205可以用于实施包括虚拟计算资源221、虚拟存储资源222和虚拟联网资源223的虚拟资源220。

虚拟网络功能(vnf1、vnf2、vnf3)运行在nfv基础设施(例如，硬件资源201)上并利用虚拟资源220。例如，虚拟网络功能(vnf1、vnf2、vnf3)可以使用由虚拟计算资源221支持的虚拟机、由虚拟存储资源222支持的虚拟存储器或由虚拟网络资源223支持的虚拟网络来实施。元件管理系统(ems1、ems2、ems3)负责管理虚拟联网功能(vnf1、vnf2、vnf3)。例如，元件管理系统(ems1、ems2、ems3)可能负责失败和性能管理。在一些实施例中，虚拟联网功能(vnf1、vnf2、vnf3)中的每个虚拟联网功能由相应vnf管理器225来控制，vnf管理器225与管理器210或协调器217交换信息并协调动作。

nfv架构200可以包括运营支持系统(oss)/业务支持系统(bss)230。oss/bss230使用oss功能来处理包括失败管理的网络管理。oss/bss230还使用bss功能来处理客户和产品管理。nfv架构200的一些实施例使用一组描述符235来存储由nfv架构200支持的服务、虚拟网络功能或基础设施的描述。例如，描述符235可以用于存储图1所示代理175的虚拟网络功能实施的描述。描述符235中的信息可以由nfvm&o215来更新或修改。

nfv架构200可以用于实施提供用户平面或控制平面功能的网络切片240。网络切片240是提供通信服务和网络能力的完整逻辑网络，这些通信服务和网络能力可以随切片而变化。用户设备可以同时接入多个切片。用户设备的一些实施例向网络提供网络切片选择辅助信息(nssai)参数，以帮助选择用户设备的切片实例。单个nssai可能导致多个切片的选择。nfv架构200还可以使用设备能力、订阅信息和本地运营商策略来做选择。nssai是较小组件，单个-nssai(s-nssai))，的集合，各自包括切片服务类型(sst)和可能的切片区分符(sd)。切片服务类型指的是功能和服务方面的预期网络行为(例如，专门针对宽带或大规模iot)，而切片区分符可以帮助在若干相同类型的网络切片实例之间选择，例如，将与不同服务相关的流量分为不同的切片。

图3是根据一些实施例的示出针对现任者、许可用户和一般接入用户的频带分配300和接入优先级301的框图。分配300和接入优先级301用于确定诸如图1所示的基站131-133的cbsd是否被准许在频带的部分中建立无线通信链路。频带从3550mhz延伸到3700mhz，并且因此对应于被分配用于cbrs的频谱。诸如图1所示的sas115、116的sas将频带的部分分配给设备来用于在地理区域内提供无线连接性。例如，sas可以将频带的20-40mhz的部分分配给不同设备以作为通信信道使用。

频带的部分从块305被分配给现任联邦无线电定位设备(诸如，海军舰船)，块305对应于可用频带中的所有频率。频带的部分从块310被分配给现任fss仅接收地球站。频带的部分从块315被分配给祖父级现任无线宽带服务。如本文所讨论的，频带的部分从块305、310、315被分配以供现任者独有使用。

已获得符合47cfr§96.23及下列等等的优先接入许可证(pal)的运营商能够在块320中请求频带的部分的分配。被分配给持有pal的运营商的频带的部分在重叠频带和地理区域中不存在任何运营商的情况下可供运营商独有使用。例如，sas可以在cbrs带的整个150mhz的任何部分中分配pal信道，只要该信道不被现任者的存在抢占即可。块325内的频带的部分可用于分配给被授权实施与47cfr§96.33及下列等等相一致的一个或多个cbsd的一般授权接入(gaa)运营商。gaa运营商在重叠频带和地理区域中不存在任何现任者或pal被许可方的情况下提供在被分配部分中的无线连接性。如果存在现任者或pal被许可方，则gaa运营商还需要与其他gaa运营商共享所分配的部分。根据由第三代合作伙伴计划(3gpp)定义的协议，块330内的频带的部分对其他用户可用。

接入优先级301指示现任者具有最高优先级等级335。因此，现任者总是被授予对相应地理区域内的频带的部分的请求的独有接入权。较低优先级的运营商需要腾出被分配给地理区域内的现任者的频带的部分。接入优先级301指示pal被许可方具有次高优先级等级340，指示pal被许可方在不存在任何现任者的情况下接收对频带的被分配部分的独有接入。pal被许可方还享有在其pal的定义的时间、地理和频率限制内从其他pal被许可方中受到的保护。gaa运营商(以及在某些情况下，使用其他3gpp协议的运营商)收到最低优先级345。因此，gaa运营商需要腾出频带中的、与在重叠地理区域内被分配给现任者或pal被许可方的频带的部分重叠的部分。

图4是根据一些实施例的实施分层频谱接入的通信系统400的框图。在所示的实施例中，通信系统400经由wininforum架构在3550-3700cbrs带中实施分层频谱接入。通信系统400包括sas实例405，该sas实例405执行例如针对图3所示的cbrs信道的包括现任干扰确定和信道分配的操作。在所示实施例中，sas实例405是主要sas。fcc数据库410存储频率分配表，该频率分配表指示被分配给现任用户和pal被许可方的频率。通知现任者415向sas实例405提供指示现任者的存在的信息(例如，与现任者相关联的覆盖区域以及被分配的频率范围、时间间隔等)。sas实例405分配频率范围的其他部分，以提供在覆盖区域内对通知现任者415的独有接入。环境感测能力(esc)420使用在地理区域内的频率范围的一部分(例如，使用雷达感测设备425)来执行现任者检测以标识现任者。sas实例405的一些实施例经由对应的接口被连接到其他sas实例430，使得sas实例405、430在地理区域或时间间隔中协调对频率范围的部分的分配。在所示的实施例中，sas实例430是与主要sas实例415地理冗余的辅助sas。

域代理435经由对应接口来在sas实例405与一个或多个cbsd440、445、450之间传达通信。域代理435从cbsd440、445、450接收信道接入请求，并验证cbsd440、445、450被准许从sas实例405请求信道分配。域代理435将请求从被准许的cbsd440、445、450转发到sas实例405。在一些实施例中，在将经聚合的请求提供给sas实例405之前，域代理435聚合来自被准许的cbsd440、445、450的请求。域代理435基于聚合函数来聚合请求，该聚合函数是以下两个参数的组合：(1)可以被聚合到单个消息中的最大请求数目，以及(2)要被聚合到单个消息中的请求到达的最大等待持续时间。例如，如果等待持续时间被设置为300ms，并且最大请求数目为500，则域代理累积接收请求，直到等待持续时间达到300ms或累积的请求数目为500，以先到者为准。如果在300ms的等待持续时间内只有单个请求到达，则“经聚合的”消息包括单个请求。

因此，从sas实例405的角度来看，域代理435作为单个实体来运行，其隐藏或抽象多个cbsd440、445、450的存在并且在sas实例405与cbsd440、445、450之间传递通信。一个或多个cbsd455(为清楚起见，仅示出一个)直接连接到sas实例405，因此可以将信道接入请求直接传输到sas实例405。该架构的附加讨论被提供在来自无线创新论坛的题为“美国3550-3700mhz公民宽带无线电服务频带中的商业运营要求”的工作文件(winnf-ts-0112，版本v1.4.130，2018年1月16日)的附录b中，通过引用该工作文件将其并入本文。

图5是根据一些实施例的通信系统500的框图，该通信系统500实施频谱控制器云505以支持在共享频谱中的私有企业网络的部署。频谱控制器云505实例化支持一个或多个私有企业网络的域代理510的多个实例。频谱控制器云505还实例化支持一个或多个私有企业网络的多个sas实例515。尽管未在图5中示出，但sas实例515可以经由对应接口连接到例如在其他云中的其他sas实例。sas实例515的一些实施例彼此地理冗余。因此，sas实例515中的一个实例可以被选作主要sas，并且sas实例515中的另一实例可以被选作对应的辅助sas。共存管理(cxm)功能516和频谱分析(sa)功能518也在频谱控制器云505中被实例化。

一个或多个esc实例520被实例化并且用于检测现任者的存在。在所示实施例中，独立的esc传感器521、522、523(在本文中统称为“传感器521-523”)用于监测频带以检测诸如港口或港口附近的海军舰船的现任者的存在。响应于检测在相应地理区域中现任者的存在，esc实例520通知sas实例515的相应实例。然后，sas实例515能够例如通过定义dpa来指示服务地理区域的非现任设备以腾出与分配给现任者的频谱重叠的部分频谱。

私有企业网络中的一个或多个基站525、526、527(在本文中统称为“基站525-527”)通过演进的分组核心云(epc)530与域代理510和sas实例515中的一个或多个通信。基站525-527具有不同的操作特性。例如，基站525根据3.5ghz频带中的pal运作，基站526根据3.5ghz频带中的gaa运作，且基站525根据3.5ghz频带中的pal以及gaa运作。基站525-527被配置为类别a(最大功率为30dbm的室内操作)、类别b(最大功率为47dbm的室外操作)或cpe。然而，在其他实施例中，一个或多个基站525-527被配置为类别a、类别b或cpe。epc云530提供包括lteepc操作支持系统(oss)功能、诸如用于确定时延的流量分析的分析等的功能。

图6是根据一些实施例的包括cbsd与sas实例605之间的接口的通信系统600的框图。sas实例605用于实施图1所示的sas实例115和图4所示的sas实例405、430的一些实施例、以及图5所示的sas实例515的实例。sas实例605包括提供对sas实例605的接入的端口610、611、612、613(在本文中统称为“端口610-613”)。在所示的实施例中，sas实例605被选择作为主要sas。

接口620支持经由诸如因特网635的网络与端口610、611在sas实例605与cbsd625、630之间的通信。cbsd625经由接口620直接连接至sas实例605。cbsd630经由利用接口620连接到sas实例605的域代理64被连接到sas实例605。域代理640对应于图1所示的域代理130和图4所示的域代理510的一些实施例、以及图4所示的域代理510的实例。接口645支持通过诸如因特网655的网络和端口612在sas实例605与一个或多个其他sas650、651(为了清楚起见，仅在图6中示出一个)之间的通信。sas650、651可以由其他供应商拥有和运营。sas650、651的一些实施例被选择作为辅助sas以支持主要sas实例605。接口660支持经由端口613在sas实例605与一个或多个其他网络665之间的通信(为了清楚起见，仅在图6中示出一个)。

图7是根据一些实施例的通过冗余端口701、702、703提供对sas实例的接入的通信系统700的框图。通信系统700用于实施区域数据中心的一些实施例，诸如位于整个美国的不同位置的区域数据中心。通信系统700包括基站705、706、707、708(在本文中统称为“基站705-708”)和域代理710，域代理710聚合与基站707、708相关联的消息。基站705-708和域代理710使用不同的地址(诸如，不同的因特网协议(ip)地址)通过网络715(诸如，因特网)接入冗余端口701-703。通信系统700的一些实施例通过将通信系统700的域名(诸如，sas.east.ndac.com)解析为域名服务器(dns)条目来被接入，该域名服务器条目包括与端口701-703的ip地址相对应的记录。

端口701-703连接到路由器720，路由器720利用一个或多个负载平衡元件721、722、723，它们在本文中统称为“负载平衡元件721-723”。通信系统700包括一个或多个机架725、730，并且机架725、730中的每个机架保持或实施sas实例735、740(可以被称为sas核心)的多个实例和用于促进通信系统700中的实体之间的互连的网络前端745、750的多个实例。sas实例735、740共同构成一个地理冗余sas实例，诸如图4中的主要sas实例405。路由器720和负载平衡元件721-723将分组路由到sas实例735、740。通信系统700还包括可靠的、容错的sas数据库755，以存储针对基站705-708的记录。这些记录用于存储针对基站705-708的信道和状态信息。

在操作中，基站705-708或域代理710通过端口701-703中的一个端口建立连接。例如，域代理710最初通过端口701建立连接。路由器720和负载平衡元件721-723中的一个或多个负载平衡元件例如基于sas实例735、740上的当前负载将连接路由至sas实例735、740中的一个实例。域代理710然后监测连接以确定该连接是否正常工作或该连接是否存在可能失败、中断或降级。域代理710(或基站705-708)的一些实施例通过追踪在连接上交换的消息的时延或通过监测与sas实例735、740交换的心跳消息来监测连接。连接的可能失败是由消息时延的增加(例如，超过阈值的时延)来指示的或由无法接收到预定数目的连续心跳消息来指示的。

响应于检测到连接的可能失败，基站705-708或域代理710迭代地尝试将连接切换到不同的端口701-703。例如，如果域代理710(或基站705-708中的任何一个基站)最初通过端口701建立连接并且域代理710检测到连接的可能失败，则域代理710将连接切换到端口702并开始监测连接。如果监测指示连接正常工作，则域代理710维持与端口702的连接。如果监测指示连接的可能失败，则域代理710将连接切换到端口703并开始监测连接。该迭代过程持续到域代理710检测到起作用的端口701-703或在尝试与所有可用端口701-703连接之后域代理710无法检测到起作用的端口。在那种情况下，域代理710释放连接并尝试建立到地理冗余辅助sas(如果可用)的连接。迭代过程的定时被设置为使得该过程在用于交换心跳消息的超时间隔到期之前完成。例如，迭代过程应在240-300秒内完成，以避免必须关闭cbrs操作。

在一些实施例中，通信系统700中的元件被镜像以维持通信系统700内的冗余连接性。例如，路由器720的失败中断了到sas实例735、740的所有路径。路由器720因此被镜像(1+1)以维持到因特网的冗余连接性。对于另一示例，负载平衡元件721-723被镜像以提供冗余。如果负载平衡元件721-723以软件来实施，则负载平衡元件721-723被镜像(1+1)。如果负载平衡元件721-723使用独立器具或设备来实施，则该器具或设备应支持(1+1)冗余配置。对于另一示例，sas核心735、740、web前端745、750和sas数据库755的失败可以使用合适的框架来检测，以用于执行重新启动、失败转移和恢复。

图8是根据一些实施例的实施主要和辅助sas实例805、810的通信系统800的框图。主要和辅助sas实例805、810在对应地理冗余区域云815、820中实施。如本文所讨论的，主要和辅助sas实例805、810使用它们的ip地址通过对应端口825、830被接入。尽管为了清楚起见，针对每个sas实例805、810示出了单个端口825、830，但sas实例805、810的一些实施例包括多个端口，诸如，图7所示的端口701-703。

通信系统800包括基站835、836、837、838，它们在本文中统称为“基站835-838”。基站835、836连接到边缘云840，诸如图1所示的边缘云125。基站835、836在对应地理区域或小区内提供无线连接性。基站837、838连接到域代理845，诸如图1所示的域代理130。边缘云840连接到网络850，诸如因特网，其将边缘云840与区域云815、820互连。

基站835-838将sas实例805、810中的一个实例注册为主要sas实例，并使用sas实例805、810中的另一实例作为地理冗余辅助sas实例。在所示的实施例中，域代理845(或基站835-838中的一个基站)与(主要)sas实例805注册以建立用于提供无线连接性的sas服务。域代理845和主要sas实例805开始交换心跳消息，并且域代理845通过端口825监测连接。如本文所讨论的，在域代理845通过端口825检测到连接的可能失败的事件下，域代理845通过到sas实例805的不同端口迭代地尝试以维持该连接。如果域代理845无法定位支持起作用的连接的sas实例805的端口，则域代理845释放到sas实例805的连接并例如通过端口830重新连接到辅助sas实例810。在一些实施例中，主要sas实例805和辅助sas实例810共享sas数据库，诸如图7所示的sas数据库755。在那种情况下，与辅助sas实例810交换的心跳消息中的标识符(例如，基站835-838或域代理845的标识符)用于取回现有记录，从而减少了建立新连接时的延迟。否则，基站835-838或域代理845被迫重新注册，这导致建立新连接时的较长的延迟。

位于同一地点的基站835-838的集合的一些实施例被配置为使得它们使用不同的主要sas实例，以避免在主要sas实例与辅助sas实例之间切换期间的停机时间。例如，基站835和837使用sas实例805作为它们的主要sas，并且使用sas实例810作为它们的辅助sas。相反，基站836和838使用sas实例810作为它们的主要sas，而使用sas实例805作为它们的辅助sas。在从主要sas实例805切换到辅助sas实例810是不可避免的情形中，这将导致服务停机时间，影响将仅在给定地理覆盖区域中的单个基站上。例如，基站835和837受到从主要sas实例805到辅助sas实例810的改变的影响，但基站836和838不受影响。附接到基站835和837的用户设备在地理上重叠的覆盖区域中分别切换到基站836和838，而不导致服务停机时间。

图9是根据一些实施例的选择性地尝试将连接切换到sas的不同端口的方法900的流程图。方法900在图1所示的通信系统100、图4所示的通信系统400、图5所示的通信系统500、图6所示的通信系统600、图7所示的通信系/700和图8所示的通信系统800的一些实施例中实施。

在块905，基站或域代理建立到sas的端口的连接，以使得该基站或域代理能够支持共享cbrs频谱中的无线连接性。在所示的实施例中，多个端口提供到sas的接入，并且该多个端口使用不同ip地址被接入。建立到sas端口的连接包括向sas注册基站或域代理，以及协商用于交换心跳消息的周期或时间间隔。

在块910，基站或域代理开始在通过到sas的端口建立的连接上与sas交换心跳消息。心跳消息以协商的周期被交换。基站或域代理还监测连接以用于可能失败的指示，诸如增加到超过阈值时延的消息时延或未能接收到预定数目的连续心跳消息。

在判定块915，基站或域代理确定监测是否已经检测到可能失败的指示。该指示包括通过连接传输的消息的增加的时延、心跳消息的连续失败数目等。如果未检测到可能失败的指示，则方法900进行到块920，并且基站或域代理通过端口维持与sas的连接。基站或域代理还在块910处继续交换心跳消息。如果基站或域代理检测到可能失败的指示，则方法900进行到判定块925。

在判定块925，基站或域代理确定是否存在可用于接入sas的附加端口。如果不存在，则方法900进行到块930，并且基站或域代理切换到辅助sas，如果没有可用的辅助sas，则基站或域代理停止传输。如果基站或域代理确定存在至可用于接入sas的至少一个附加端口，则方法900进行到块935。

在块935，基站或域代理将连接切换到下一可用端口，该下一可用端口由与当前端口不同的ip地址指示。方法900然后进行到块910，并且基站或域代理开始通过新端口与sas交换心跳消息。基站或域代理还监测连接以检测可能失败的指示。因此，方法900通过可用端口迭代，直到基站或域代理找到接入sas的起作用的端口或确定没有可用端口能够提供到sas的连接。

图10是根据一些实施例的通信系统1000的框图，该通信系统1000包括边缘云1005与区域云1010之间的冗余回程链路。边缘云1005包括域代理1015，该域代理1015连接到基站1020、1021、1022，在本文中将它们统称为“基站1020-1022”。在所示的实施例中，域代理1015驻留在边缘云1005中，并将基站1020-1022连接到应用数据块1025、控制块1030和管理块1035。应用数据块1025将边缘云1005连接到客户内部网1040。控制块1030对边缘云1005执行控制操作。控制块1035管理边缘云1005和区域云1010之间的连接。

边缘云1005通过一组冗余回程链路1050、1051、1052(在本文中统称为“回程链路1050-1052”)连接到网络1045(诸如，因特网)。在所示的实施例中，回程链路1050被实施为卫星回程，回程链路1051被实施为光纤回程，并且回程链路1052使用拨号调制解调器来实施。然而，在其他实施例中，其他类型的回程链路被用于实施回程链路1050-1052。此外，在通信系统1000的一些实施例中实施更多或更少的冗余回程链路。在表1中示出了针对不同的接入时间间隔的用来支持冗余回程链路1050-1052的一些实施例所需的回程容量或回程带宽。

表1

域代理1015存储标识当前正用于支持基站1020-1022与在区域云1010中实施的sas实例之间的连接的回程链路的信息。域代理1015还监测该连接以检测可能失败的指示，诸如增加的信息时延或未能接收到预定数目的连续心跳消息。如果域代理1015检测到可能失败(以及在sas包括多个端口的情况下，域代理1015无法定位起作用的端口)，则域代理1015迭代地连接到不同的回程链路1050-1052并监测每个链接以确定连接是否被成功建立。如果域代理1015找到起作用的回程链路，则连接通过起作用的回程链路来进行。否则，域代理1015可以恢复为本地sas实例，或者充当sas代理来维持连接，使得基站1020-1022继续提供共享cbrs频谱中的连接。域代理1015还可以在通信系统1000内针对补救动作发出适当的警报。

在域代理1015返回到本地sas实例的情况下，本地sas实例不被通告并且使用周期性的sas到sas信息交换仅与由同一供应商通告的sas实例同级，例如，图8中的sas实例805和sas实例810。本地sas实例不与和其他供应商相关联的sas实例同级。所通告的sas实例805和810通过周期性的sas到sas信息交换与其他供应商sas实例同级。因此，本地sas接收由与其他供应商关联的sas实例管理的紧邻的cbsd的所有更新的部署信息。本地sas在远离dpa或沿海地区的部署场景中可用，例如在风电场的中西部或远离任何现任者的位置。在这些情况下，本地sas实例利用与当前pal保护区执行(如果定义)来保持cbrsran可操作，直到恢复到区域云1010的回程连接。然后，域代理1015将操作从本地sas恢复到区域云sas实例，而对任何现任者或cbsd操作没有任何影响。cbsd没有到注意sas实例中的任何切换，因为它通过域代理1015建立了主要和辅助sas链接，域代理1015还充当多个cbsd的聚合器。因此，域代理1015无缝地执行从托管在区域云上的sas到本地sas的切换。

图11是根据一些实施例的选择性地尝试将连接切换为到sas的不同回程链路的方法1100的流程图。方法1100在图1所示的通信系统100、图4所示的通信系统400、图5所示的通信系统500、图6所示的通信系统600、图7所示的通信系统700、图8中所示的通信系统800以及图10所示的通信系统1000的一些实施例中实施。

在块1105，基站或域代理通过回程链路建立到sas的连接，使得基站或域代理能够支持共享cbrs频谱中的无线连接。在所示的实施例中，多个冗余回程链路可用于支持基站或域代理与sas之间的连接，例如，图10所示的回程链路1050-1052。建立到sas的连接包括将基站或域代理注册到sas，并协商用于交换心跳消息的周期或时间间隔。

在块1110，基站或域代理开始在通过回程链路建立的连接上与sas交换心跳消息。心跳消息以协商的周期来交换。基站或域代理还针对可能失败的指示而监测连接，诸如增加消息时延或无法接收连续心跳消息的指示。

在判定块1115，基站或域代理确定监测是否已经检测到可能失败的指示。该指示包括在连接上传输的消息的增加的时延、心跳消息的连续失败数目等。如果未检测到可能失败的指示，则方法1100进行到块1120，并且基站或域代理通过回程链路维持与sas的连接。基站或域代理还在块1110继续交换心跳消息。如果基站或域代理检测到可能失败的指示，则方法1100进行判定块1125。

在判定块1125，基站或域代理确定是否存在到sas的附加冗余回程链路。如果不存在，则方法1100进行到块1130。如果基站或域代理确定存在可用于到sas的至少一个附加回程链路，则方法1100进行到块1135。

在块1130，基站或域代理恢复为本地sas实例或实例化sas代理，使得即使原始sas不可接入也保持连接。然后，方法1100进行到块1140，并且基站或域代理发送另一警报消息以向系统警告可用回程链路的潜在失败。

在块1135，基站或域代理将连接切换到下一可用回程链路。然后，方法1100进行到块1110，并且基站或域代理开始通过新的回程链路与sas交换心跳消息。基站或域代理还监测连接以检测可能失败的指示。因此，方法1100通过可用端口迭代，直到基站或域代理发现用以接入sas的起作用的回程链路，或者确定没有可用的回程链路能够提供到sas的连接。如果回程链接中的一个回程链路被修复，则域代理将把操作从本地sas实例恢复到地理冗余sas实例。

在一些实施例中，上述技术的某些方面可以由执行软件的处理系统的一个或多个处理器来实施。该软件包括一组或多组可执行指令，该一组或多组可执行指令被存储或以其他方式被有形地体现在非瞬态计算机可读存储介质上。软件可以包括指令和某些数据，这些指令和数据在由一个或多个处理器执行时操纵一个或多个处理器以执行上述技术的一个或多个方面。非瞬态计算机可读存储介质可以包括例如磁盘或光盘存储设备、诸如闪存的固态存储设备、高速缓存、随机存取存储器(ram)或其他一个或多个非易失性存储设备等等。存储在非瞬态计算机可读存储介质上的可执行指令可以是源代码、汇编语言代码、目标代码或由一个或多个处理器解释或以其他方式可执行的其他指令格式。

计算机可读存储介质可以包括在使用期间由计算机系统可访问以向计算机系统提供指令和/或数据的任何存储介质或存储介质的组合。这样的存储介质可以包括但不限于光学介质(例如，光盘(cd)、数字通用光盘(dvd)、蓝光光盘)、磁介质(例如，软盘、磁带或磁硬盘驱动)、易失性存储器(例如，随机存取存储器(ram)或高速缓存)、非易失性存储器(例如，只读存储器(rom)或闪存)或基于微机电系统(mems)的存储介质。计算机可读存储介质可以被嵌入在计算系统(例如，系统ram或rom)中，固定地附接到计算系统(例如，磁硬盘驱动)，可移除地附接到计算系统(例如，光盘或基于通用串行总线(usb)的闪存)，或通过有线或无线网络(例如，网络可访问的存储装置(nas))耦合到计算机系统。

如在本申请中所用，术语“电路系统”可以指以下一项或多项或全部：

a)仅硬件电路实施方式(诸如仅模拟和/或数字电路系统中的实施方式)和

b)硬件电路和软件的组合，诸如(如适用)：

(i)(多个)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及

(ii)带有软件的(多个)硬件处理器的任何部分(包括一起工作以使诸如移动电话或服务器的装置执行各种功能(多个)数字信号处理器、软件和(多个)存储器)和

c)(多个)硬件电路和/或(多个)处理器(诸如，(多个)微处理器或(多个)微处理器的部分)，其需要软件(例如，固件)用于操作，但当该软件不被需要用于操作时其可能不存在。

电路系统的这种定义适用于该术语在本申请中的所有使用，包括在任何权利要求中。作为进一步的示例，如本申请中所使用的，术语“电路系统”还覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器及其(或它们)随附软件和/或固件的部分的实施方式。术语电路系统还覆盖例如并且如果适用于特定权利要求元素的用于移动设备的基带集成电路或处理器集成电路或在服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路。

应注意，在一般描述中的上述所有活动或元素不一定都是必需的，特定活动或设备的部分可能不是必需的，并且一个或多个的其他活动可以被执行，或者，可以包括除了所描述的内容之外的元素。更进一步地，活动列出的顺序不一定是它们被执行的顺序。另外，已参考特定实施例描述了概念。然而，本领域的普通技术人员应理解，在不脱离如下面的权利要求书中所阐述的本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。

上面已经关于特定实施例描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，这些益处、优势、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优势或问题的解决方案出现或变得更加明显的任何(多个)特征都不应别解释为任何或全部权利要求的关键、必需或必要的特征。此外，以上公开的特定实施例仅是说明性的，因为所公开的主题可以以对受益于本文教导的本领域技术人员显而易见的不同但等效的方式来修改和实践。除了在下面的权利要求书中描述的以外，没有意图限制本文所示的构造或设计的细节。因此，显而易见的是，以上公开的特定实施例可以被更改或修改，并且所有这样的变型都被认为在所公开的主题的范围内。因此，本文所寻求的保护如以下权利要求书所述。