本公开一般地涉及数字通信，更具体地，涉及一种用于数据分组调度和传送的系统和方法。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2015年4月30日提交的题为“用于数据分组调度和传送的系统和方法”的美国专利申请no.14/701,293的优先权，其通过引用如同复制其全部内容一样并入本文。
背景技术：
通常，高速交通是非常容易预测的。举例来说，高速公路上的车辆通常在高速公路上保持相对恒定的速度和/或方向。类似地，列车通常在铁轨上保持恒定的速度。例外情况可以包括由事故、交通繁忙等引起的延迟。
与车辆相关的网络业务可能非常繁忙。作为说明性示例，在高速公路的500米的路段上，可以有大约50辆汽车，这意味着数百个活动连接(例如：用户观看视频、导航、实时会议等)。预计未来，随着自动车辆和智能高速公路的发展，连接密度会急剧增加。
因此，需要支持用于高速交通的连接，例如：调度和传送分组。
技术实现要素：
本公开的示例性实施例提供了一种用于分组调度和传送的系统和方法。
根据本公开的示例性实施例，提供了一种用于向移动设备发送数据分组的方法。该方法包括由通信设备根据第一移动设备的移动性信息和其他相关移动性信息来生成第一移动设备的时间-位置信息，其中该时间-位置信息包括对可操作地耦合到所述通信设备的多个收发器设备的覆盖区域何时覆盖所述第一移动设备的预测，其中所述通信设备服务所述第一移动设备；以及由所述通信设备根据位置信息和与第一数据分组相关联的第一传送时间，从所述多个收发器设备中选择第一收发器设备。该方法包括由通信设备根据第一传送时间将第一数据分组发送至第一收发器设备，其中第一数据分组配置用于提示第一收发器设备向所述第一移动设备传送所述第一数据分组。
根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种适于向移动设备发送数据分组的通信设备。通信设备包括处理器和计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储由处理器执行的编程。该编程包括用于根据第一移动设备的移动性信息和其他相关移动性信息生成第一移动设备的时间-位置信息的指令，其中该时间-位置信息包括对可操作地耦合到所述通信设备的多个收发器设备覆盖区域何时覆盖所述第一移动设备的预测，其中所述通信设备服务所述第一移动设备；根据所述时间-位置信息和与第一数据分组相关联的传送时间，从所述多个收发器设备中选择第一收发器设备；并且根据所述传送时间将所述第一数据分组发送至所述第一收发器设备，其中所述第一数据分组配置用于提示所述第一收发器设备向所述第一移动设备传送所述第一数据分组。
根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种适于向移动设备发送数据分组的方法。所述方法包括由收发器设备生成第一移动设备的第一移动性信息，其中所述收发器设备是多个收发器设备的一部分，并且其中所述多个收发器设备的覆盖区域覆盖所述第一移动设备；由所述收发器设备将所述第一移动性信息发送到通信设备；由所述收发器设备根据与所述数据分组相关联的传送时间来接收数据分组，其中根据所述时间-位置信息从多个收发器设备中选择所述收发器设备，并且所述时间-位置信息与所述第一移动设备的所述第一移动性信息和其他相关移动性信息相关联；以及由所述收发器设备向所述第一移动设备发送所述数据分组。
根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种适于向移动设备发送数据分组的收发器设备。收发器设备包括处理器和存储由处理器执行的编程的计算机可读存储介质。所述编程包括生成第一移动设备的第一移动性信息的指令，其中所述收发器设备是多个收发器设备的一部分，并且其中所述多个收发器设备的覆盖区域覆盖所述第一移动设备；将所述第一移动性信息发送到通信设备；根据与所述数据分组相关联的传送时间接收数据分组，其中根据时间-位置信息从多个收发器设备中选择所述收发器设备，并且其中所述时间-位置信息与第一移动设备的第一移动性信息和其他相关移动性信息相关联；以及将所述数据分组发送到所述第一移动设备。
实施例的一个优点是提供了一种低成本系统和方法，用于提供在高速和高密度环境中的连接性。低实施成本有助于接受和进行部署。
实施例的另一优点在于，所述系统和方法还可以用于监视高速公路，从而提供用于监视交通流的附加技术。
实施例的有利特征可以包括：通信系统，其包括：多个收发器设备，用于向移动设备传送数据分组；以及可操作地耦合到所述多个收发器设备的协调设备，所述协调设备配置用于根据所述第一移动设备的移动性信息和其他相关移动性信息来生成第一移动设备的时间-位置信息，其中所述时间-位置信息包括对所述多个收发器设备的覆盖区域何时覆盖所述第一移动设备的预测；根据所述时间-位置信息和与第一数据分组相关联的传送时间从所述多个收发器设备中选择第一收发器设备；以及根据所述传送时间将所述第一数据分组发送到所述第一收发器设备，其中所述第一数据分组配置用于提示所述第一收发器设备向所述第一移动设备传送所述第一数据分组。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行以下描述，其中：
图1示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性高速公路；
图2a示出了根据本文描述的示例性实施例的部署在高速公路上的第一示例性通信系统；
图2b示出了根据本文描述的示例性实施例的部署在多个高速公路上的第二示例性通信系统；
图3示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性通信系统的一部分；
图4示出了根据本文描述的示例性实施例的作为时间函数的rsu服务的示意图；
图5示出了根据本文描述的示例性实施例的在rsc中发生的示例性操作的流程图；
图6示出了根据本文描述的示例性实施例的在rsu中发生的示例性操作的流程图；
图7示出了根据本文描述的示例性实施例的在回程中发生的示例性操作的流程图；
图8示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性第一通信设备；
图9示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性第二通信设备；
图10示出了根据本文描述的示例性实施例的示例性第三通信设备；以及
图11为实现本文公开的设备和方法的处理系统的方框图。
具体实施方式
下面详细讨论当前示例性实施例的操作及其结构。然而，应当理解，本公开提供了体现于各式具体上下文中的许多可应用的发明概念。所讨论的具体实施例仅仅是对本公开具体结构和操作方式的说明，并非限制本公开的范围。
本公开的一个实施例涉及分组调度和传送。例如，协调设备根据第一用户的移动性信息和其他相关移动性信息生成第一用户的时间-位置信息；根据所述时间-位置信息，从可操作地耦合到通信设备的多个收发器设备中选择第一收发器设备，其中所述第一收发器设备配置用于向所述第一用户发送第一数据分组；并将所述第一数据分组发送到所述第一收发器设备。
本公开将根据具体上下文中的示例性实施例来描述，即，利用使用移动性信息来调度分组并将分组传送到设备的通信系统。本公开可以应用于符合标准的通信系统，例如符合第三代合作伙伴计划(3gpp)、gsm、ieee802.11等技术标准通信系统，以及符合非标准的通信系统，其使用移动性信息调度分组和传送调度的分组。
图1示出了示例性高速公路100。高速公路100可以包括多个车道，每条车道均支持高速车辆交通。高速公路105可以是单向或双向的。如果高速公路100是受控进入高速公路，则在其上行驶的车辆可以仅在特定点进入或离开，而在非受控进入高速公路上行驶的车辆可以容易地在任何点进入或离开。
诸如车辆110、车辆112、车辆114和车辆116之类的车辆可以在高速公路100上行驶。一般来说，车辆的移动性是非常容易预测的，车辆通常保持大体恒定的速度和行驶方向(沿着高速公路行驶)，除非发生事故或当交通繁忙(即拥堵)时。举例来说，在时间t以速度v行驶在高速公路105上的车辆被预期会在时间t+x处于位置l，除非由于拥堵、事故等车辆必须改变速度。
根据示例性实施例，用于分组调度和传送的系统和方法可以利用车辆交通(以及受控路径上的其他类型交通，例如铁路交通等)的可预测性来及时传送分组。车辆(以及火车、公共汽车和具有可预测移动性的其他机动化实体)及其中用户的可预测移动性可被用于调度和传送分组。
图2a示出了部署在高速公路205上的第一示例性通信系统200。尽管本文讨论的是与高速公路结合部署的通信系统200，但是本文给出的示例性实施例也可以部署在铁路、地铁、受控进入道路、非受控进入道路、轻轨等上。诸如车辆210、车辆212、车辆214和车辆216的车辆可以在高速公路205上行驶，并且可以由通信系统200进行服务。通信系统200可以为车辆、车辆中的部分设备、乘坐车辆的用户使用的设备，或其组合服务。不失一般性地，车辆、车辆中的部分设备、乘坐车辆的用户使用的设备等均被简称为用户。
通信系统200可以包括回程220。回程220也可以被称为因特网，并且可以包括控制面软件定义网络。回程220可以为耦合到通信系统200的设备提供交通工程(te)以及移动性预测。te可被用于在源和目的地之间选择路径解决方案(一个或多个路径的集合)，以及交通流量的划分以适应该路径解决方案。回程220可以连接到向耦合到通信系统200的用户提供内容的服务225。
回程220可以连接到路侧协调器(rsc)上，例如rsc230和rsc232。rcs可以看上去像到回程220的接入点(ap)。一般来说，rsc可以负责将从回程220接收的分组发送到用户，使得分组可以及时到达。rsc还可以将从用户接收的分组转发到回程220，它们可以被提供给服务225。每个rsc可以耦合到多个路侧单元(rsu)，例如将rsc230耦合到rsu235、rsu237和rsu239，而将rsc232耦合到rsu241。rsu可以是分布式天线、远端射频头、毫微微蜂窝基站、微微蜂窝基站等。rsu可以设有用于缓冲分组的存储器。请注意，rsc可以耦合到图2a中未示出的其他rsu上。此外，单个rsu可以耦合到多个rsc上。
每个rsu可以具有覆盖区域，其中它与在其覆盖区域内操作的用户进行通信。作为说明性示例，rsu235可以具有覆盖区域245，rsu241可以具有覆盖区域247。当用户处于rsu的覆盖区域中时，rsu可以能够向用户发送分组，以及从用户处接收分组。举例来说，车辆212在覆盖区域245中，因此，rsu235可以向车辆212发送分组。当车辆移出第一rsu的覆盖区域时，它可以移动到第二rsu的覆盖区域中。第二rsu可以耦合到与第一rsu相同的rsc上，或者第二rsu可以耦合到与第一rsu不同的rsc上。作为另一个示例，车辆212最初可能在rsu235的覆盖区域245中。然而，当车辆212继续移动时，车辆212可以离开覆盖区域245并移动到rsu241的覆盖区域247中。
rsc可以协调到rsu的分组传送，以确保分组能及时到达它们各自的用户，使得用户可以接收连续的服务，没有显著或不可接受的中断。根据示例性实施例，由rsc执行的协调可以基于时间-位置信息，该时间-位置信息从由rsc服务的用户的移动性信息中导出。时间-位置信息预测用户何时处于耦合至rsc的rsu的覆盖区域中。移动性信息可以包括有关用户移动性的信息，诸如速度、加速度等，并且rsc可以使用该信息来选择将分组传送给用户所使用的rsu。除了用户的移动性信息之外，时间-位置信息还可以从其他rsc的用户的移动性信息中导出。换句话说，不由第一rsc服务的用户的移动性信息可以由第一rsc使用，以导出由第一rsc服务的用户的时间-位置信息。此外，可以使用用户使用的路径的拓扑信息(例如：高速公路、铁路、地铁的拓扑等)来导出时间-位置信息。同样地，可以使用历史信息(诸如已知的交通模式、事故频率信息、星期、节假日时间表等)来导出时间-位置信息。另外，网络的拓扑信息可以用于导出时间-位置信息。可以用于导出时间-位置信息的其他示例包括但不限于：一天中的时间、事故或事件信息、天气信息、位置信息等。可以用于导出时间-位置信息的信息的另一示例可以包括：对用户轨迹具有影响的直接发送给用户的信息。作为说明性示例，由地图服务基于高速公路上的交通状况导出的地图信息可以为用户提供当检测到拥堵和/或事故时的替代路线，以导出时间-位置信息。通信系统状态信息也可以用于导出时间-位置信息。共同地，用于导出不包括由rsc服务的用户的移动性信息的时间-位置信息的信息可以被分类为其他相关移动性信息。
作为说明性示例，考虑用户a以恒定速度沿着高速公路205移动。发送到rsc的移动性信息可提供这种信息。rsc可以使用移动性信息(以及其他相关移动性信息)来预测用户a的时间-位置信息，例如：在时间x，用户a将在rsu235的覆盖区域245中，在x+1秒，用户a将在rsu237的覆盖区域248中，并且在时间x+2秒，用户a将在rsu239的覆盖区域中。基于用户a的时间-位置信息，rsc可以选择rsu235以传送分组z到z+l(其中分组z是在时间x要传送的分组，l是用户a将在1秒内消耗的分组的数目)，而选择rsu237以传送分组z+l+1到z+2l，等等。时间-位置信息可以用作路由表以选择rsu。
要理解的是，通信系统可以采用多个回程，以及具有多个与任何数量的车辆通信的rsu的rsc，为了简单起见，仅示出了两个rsc、四个rsu和多个车辆。
图2b示出了部署在多个高速公路上的第二示例性通信系统。虽然本文中讨论的通信系统250与高速公路部署在一起，但是本文提出的示例性实施例还可以部署在铁路、地铁、受控进入道路、非受控进入道路、轻轨等上。车辆可以在第一高速公路255和第二高速公路257上行驶，并且可以由通信系统250提供服务。通信系统250可以服务车辆、作为车辆一部分的设备、乘坐车辆的用户使用的设备，或其组合。不失一般性地，车辆、作为车辆一部分的设备、乘坐车辆的用户使用的设备等均被简称为用户。
通信系统250可以包括回程260。回程260也可以被称为因特网，并且可以包括控制面软件定义网络。回程260可以为耦合到通信系统250的设备提供交通工程(te)以及移动性预测。te可被用于在源和目的地之间选择路径解决方案(一个或多个路径的集合)，以及交通流量的划分以适应该路径解决方案。回程260可以连接到向耦合到通信系统250的用户提供内容的服务265。
回程260可以包括连接到服务第一高速公路255的rsc(诸如rsc275和rsc277)的第一网关270和连接到服务第二高速公路257的rsc(诸如rsc279)的第二网关272。一般来说，rsc可以负责将从回程260接收的分组发送到用户。rsc还可以将从用户接收的分组转发到回程260，它们可以被提供给服务265。每个rsc可以耦合到多个rsu。rsu可以是分布式天线、远端射频头、毫微微蜂窝基站、微微蜂窝基站等。rsu可以设有用于缓冲分组的存储器。请注意，rsc可以耦合到图2b中未示出的其他rsu上。此外，单个rsu可以耦合到多个rsc上。
根据另一示例性实施例，rsu实际上是指向一个特定rsu覆盖区域的波束成型，其中所述波束成型从可以覆盖部分或全部rsc控制区域的多天线单元(例如：天线阵列)获得。可以认为简单的rsu或更复杂的rsu(例如：分布式天线、远端射频头、毫微微蜂窝基站、微微蜂窝基站等)在逻辑上是等同的。换句话说，rsc将简单的rsu或更复杂的rsu视为简单的rsu。实际上，当根据移动性信息和其他相关移动性信息选择用于分组传送的rsu(例如，简单rsu或更复杂的rsu(例如波束成型))时，rsc以相同的方式工作。可以在将数据分组转发到rsu之前执行数据分组的预编码。对于不同的rsu，预编码(如果有的话)可以不同。
图3示出了示例性通信系统300的一部分。通信系统300包括回程305。回程305可以包括向其他通信系统、内容提供商、服务提供商等提供连接性的核心网络。回程305可以包括向耦合到回程305的rsc提供te支持的控制面sdn307。控制面sdn307还可以提供移动性预测(即，基于如前所述的用户的移动性信息以及其他相关移动性信息，由rsc服务的用户的未来位置)。所述移动性预测可被用于选择rsc以协调用户的通信。移动性预测可以类似于时间-位置信息，其可以用于rsc选择而不是rsu选择。回程305可以包括网关309。网关309可以是进入和/或退出回程305的分组的入口和/或出口。控制面sdn307可以向rsc提供分组和移动性信息。换句话说，rsc跟踪用户并协调分组到不同rsu的传送，以将分组传送到用户，分组由控制面sdn307提供给rsc。作为说明性示例，控制面sdn307可以提供rsc信息，例如：预期用户在时间t以速度v进入rsc的覆盖区域、要传送到该用户的数据分组等等。
回程305可以耦合到多个rsc，例如rsc315。通信系统300中耦合到回程305的其他rsc可以与rsc315相同或不同。然而，可以预期它们以类似的方式发挥作用。rsc315可以包括控制面317，其提供促进与用户通信的接入点和/或天线(即，rsu)的选择。注意，在rsc中执行的移动性预测可以不同于由回程执行的移动性预测。在rsc中执行的移动性预测与从服务到用户的路由中分组的最终跳跃相关，而在回程中执行的移动性预测是针对从服务到用户的整个路由。还应注意，由于rsu选择是发生在分组传送的最后一个跳跃处，所以从第一rsu(用于将第一分组发送到用户)到第二rsu(用于将第二分组发送到用户)的改变不需要会话改变。因此，与第一rsu进行的会话不需要被拆除，然后可建立与第二rsu的会话。通信系统300中的每个rsc可以耦合到多个rsu，例如rsu325。rsc可以经由有线、无线和/或光链路耦合到rsu。通信系统300中的rsu可以与rsu325相同或不同。当作为蜂窝基站实现时，诸如毫微微蜂窝基站或微微蜂窝基站，rsu325可以包括为发送给用户的分组提供tti调度的控制面327。或者，rsu325可以作为放大和转发中继(aaf)(或解码和转发(daf)中继)、分布式天线等得以实现，而无需控制面。rsu还可以作为多跳跃点进行操作，其连接其他rsu，以用于扩展覆盖、广域覆盖等。
根据示例性实施例，可以在中级时间窗以及在由rsu支持的定义路径上协调和/或分配资源。协调可以发生在路由(用于确定源(如服务)和目的地(如用户)之间的路径的高级结构)和每个发送时间间隔(tti)调度(用于确定要用于传送分组的网络资源(如时间-频率资源、空间资源、码资源、时间资源或频率资源)的低级结构)之间的级别中。根据示例性实施例，协调器(以下称为rsc)，例如可以检查用户的移动性信息和其他相关移动性信息(例如网络拓扑、(由相同的rsc和/或其他rsc服务的)其他用户的移动性信息、用户使用的物理路径的拓扑信息、历史信息、一天中的时间、事故或事件信息、天气信息、通信系统状态信息(例如缓冲状态信息、到达速率、潜伏期等)等)的协调以及与用户相关联的位置信息(例如定位信息)，以确定哪些rsu、在什么时间应当接收将要用于该用户的分组。作为说明性示例，网络拓扑信息可以用于向rsc提供关于哪些rsu可用于服务用户的信息，而用户的移动性信息和位置信息可以用于选择一个或多个rsu，这些rsu可以及时向用户提供数据分组。为了讨论，如果rsc知道用户正沿着高速公路在特定方向上行驶，当它选择rsu以将分组传送到用户时，其可以使用网络拓扑信息来仅考虑沿着高速公路定位的rsu、不考虑不沿着高速公路定位的rsu。
根据示例性实施例，在执行分组协调时，当用户通过多种rsu的覆盖区域时，rsc尝试最大化分组到用户的传送，确保恰好能及时传送并且最小化空中数据分组冲突，产生此冲突的原因是由于rsu交叉干扰或由于用户的过期移动性信息以及其他相关移动性信息而导致的不适当的rsu选择。潜在地，可以使用可允许多输入多输出(mimo)操作的天线阵列以最小化干扰，其中在其他相邻rsu处传送的数据信息可以在一个rsu处使用以消除干扰和/或发送对准。然而，本文给出的示例性实施例可以利用简单rsu或更复杂的rsu(例如：单个发送天线与天线阵列)进行操作。
作为说明性示例，参考图2a，如果用户在高速公路205上以稳定速度移动，则rsc230可以确定(根据用户的移动性信息以及潜在地其他相关移动性信息)，在第一时间(或第一时间间隔)，将编号为10-20的分组发送到rsu239，以传送给用户；在第二时间(或第二时间间隔)，将编号为21-30的分组发送到rsu237，以传送给用户；并且在第三时间(或第三时间间隔)，将编号为31-40的分组发送到rsu235，以传送给用户等。请注意，当用户继续移动时，可以改变rsc。作为说明性示例，当上述用户继续在高速公路205上从右向左移动时，可以从由rsc230提供服务变为由rsc232提供服务。在这种情况下，rsc之间的协调以及回程220的辅助可有助于确保向用户及时传送分组。
根据示例性实施例，rsc可以检查实时(或接近实时)移动性信息(诸如速度、方向、加速度等用户的信息)的组合，以及其他相关移动性信息以确定哪些rsu、在什么时间应当接收预定给用户的分组。根据另一示例性实施例，rsc还可以检查其他相关移动性信息，例如实时(或接近实时)移动性信息和其他用户的位置信息，以确定哪些rsu、在什么时间应当接收预定给用户的分组。作为说明性示例，如果第一用户的移动性信息和位置信息指示其正在以发布的限速沿着高速公路移动，但是如果第二用户的移动性信息和位置信息指示其在同一高速公路的一英路后是不移动的，rsc可能会调整rsu，该rsu确定将接收用于第一用户的分组。根据另一示例性实施例，rsc还可以检查其他相关移动性信息，例如扇区内的所有用户的实时(或接近实时)移动性信息和位置信息，以确定哪些rsu、在什么时间应当接收预定给用户的分组。
扇区可以表示覆盖区域的一区域或部分。作为说明性示例，覆盖区域可以被划分成(等大或不同大小的)三个扇区。此外，扇区可以跨越一个或多个覆盖区域。
根据示例性实施例，rsc可为用户维护(实时或接近实时的)移动性信息和位置信息等。rsc可以共享(实时或接近实时的)移动性信息和其他相关移动性信息等，以帮助保持对用户的连续服务。根据示例性实施例，rsu对其各自覆盖区域中的用户测量移动性信息和其他相关移动性信息等。rsu可以向rsc提供信息。
根据又一示例性实施例，rsc还可以检查其他相关移动性信息，例如关于通信信道(即rsu和用户之间的无线链路)的信道或环境信息，以帮助确定哪个rsu、在什么时间应当接收预定给用户的分组。作为说明性示例，如果一个rsu与在其覆盖区域中操作的用户具有特别良好的连接，则协调器可以为该rsu分配更多分组，因为该车辆可以在该rsu的覆盖区域内停留延长的时间。
图4示出了作为时间函数的rsu服务的图400。图400显示三辆车(veh-1405、veh-2410和veh-3415)，即用户，以及在所述车辆移动时服务这些车辆的rsu。veh-1405最初由rsu-1服务，然后由rsu-2和rsu-3服务，而veh-2410最初由rsu-4服务，然后由rsu-3，rsu-2和rsu-1服务。类似地，veh-3415最初由rsu-2服务，然后由rsu-3和rsu-4服务。作为说明性示例，服务veh-2410的vsc可以选择在第一时间将分组流的第一部分(基于移动性信息和相关联的预测)传送到rsu-4，在第二时间将分组流的第二部分传送到rsu-3，在第三时间将分组流的第三部分传送到rsu-2，以及在第四时间将分组流的第四部分传送到rsu-1。
根据示例性实施例，连接到rsu的rsc选择使用哪个rsu(一个或多个)转发分组，使得当车辆(用户)在rsu的覆盖区域中时，分组处在该rsu处。在考虑可用资源(即rsu)的同时，rsc可能需要解决冲突约束(如满足需求和/或公平性)。rsc还可能需要连续跟踪用户移动性的变化。作为说明性示例，如果用户改变方向、速度、车道等，则先前选择的rsu可能不再是正确的。rsc可能需要选择替代的rsu。rsc可能需要在100毫秒或几秒的量级上执行该选择。请注意，虽然服务用户的rsu可以随时间改变，但是在连续的rsu之间可能没有切换。然而，rsu选择可以不在tti调度器(其可以由rsu或耦合到rsu的rsc执行)的水平上执行，因为tti调度为更精细的时间尺度，并且可以在rsu选择之后执行。
作为说明性示例，考虑(例如：在车辆中的)用户沿着高速公路以120km/h移动的情况。用户大约花费15s来通过500m的路段。如果每个路段有10个天线(即rsu)，则用户将大约花费1.5s来通过每个天线的覆盖区域。这是密度的下限，因为自动车辆被期望以更高的速度行驶。实际上，对路段中的rsu进行控制的rsc可被概念化为路由器，其从通信系统的其余部分和用户处快速且透明地重新定义路由，以在不实际经历切换过程的情况下适应用户的移动。rsc可以被认为是接入点。rsc(在rsu是简单天线的情况下)或rsu(在rsu是蜂窝基站的情况下)可以在tti级别执行分组到资源块的实际调度。换句话说，可以在时间和空间上对分组流进行分离，并将分组流推送到rsu以使分组流中的分组在用户到达时可用于用户。rsc可以执行分组流的分离。
图5示出了在rsc中进行的示例性操作500的流程图。操作500可以指示在rsc中发生的操作，例如rsc230和rsc232。
操作500可以开始于rsc接收用户的分组流的数据分组(方框505)。rsc可以接收分组流中数据分组的一部分，或者rsc可以接收分组流的整个数据分组。作为说明性示例，rsc可以在rsc控制的rsu覆盖区域内、在期望保持用户的持续时间内接收分组流中数据分组的一部分。rsc可以为用户确定移动性信息以及位置信息(框510)。rsc可以从连接到该rsc的rsu接收信息(或其一部分)(移动性信息和位置信息)。所述rsc可以从其他rsc接收信息(或其一部分)。所述rsc可以从回程和/或核心网络接收信息(或其一部分)。所述rsc还可以从图像数据、视频数据、多普勒数据等中导出信息(或其一部分)。
rsc可以生成用户的时间-位置信息(方框515)。如前所述，当用户继续移动通过由rsc控制的rsu的覆盖区域时，时间-位置信息可以在不同时间提供用户的预期位置。可以基于由rsu提供的用户的移动性信息和位置信息以及其他相关移动性信息来生成时间-位置信息。其他相关移动性信息可以包括其他用户的移动性信息和位置信息。其他相关移动性信息还可以包括历史信息。其他相关移动性信息的其他示例可以包括由用户使用的路径的拓扑信息、网络的拓扑信息、一天中的时间、事故或事件信息、天气信息、位置信息、通信系统状态信息等。时间-位置信息还可以从发送给用户的某些形式的数据中生成。作为说明性示例，如果用户以恒定速度移动并且在一般区域中的其他用户也以恒定速度移动，则rsc可以容易地预测出用户将保持其恒定速度并且相应地生成时间-位置信息。作为另一个说明性示例，如果用户以恒定速度移动，但是其他用户的移动性信息显示沿着路1英里处所有交通已中断，则rsc可以预测出用户将很快开始减速并且随后到达到完全停止状态并相应地生成时间-位置信息。作为又一说明性示例，如果用户在平日的下午5点以恒定速度移动，但是历史信息显示有95％的概率沿着高速公路的1英里处将存在严重的交通堵塞，rsc可以预测用户将很快开始减速并相应地生成时间-位置信息。
基于与数据分组相关联的时间-位置信息和传送时间，rsc可以选择一个或多个rsu来向用户传送数据分组(方框520)。一个或多个rsu的选择可以基于用户的时间-位置信息和与要传送给用户的数据分组相关联的传送时间。作为说明性示例，如果用户的时间-位置信息预测：在时间x，用户将由rsu1进行服务；在时间z，用户将由rsu2进行服务，那么对于要在时间x传送的数据分组，rsc可以选择rsu1，并且对于要在时间z传送的数据分组，rsc可以选择rsu2。还可以基于用户的数据业务需求以及其他用户的数据业务需求选择一个或多个rsu。作为说明性示例，如果第一用户的qos要求是严格且具有可容忍的低延迟，第二用户的qos要求较低且具有可容忍的高延迟，则rsc可以给予第一用户选择的rsu比第二用户选择的rsu更高的优先级。继续该示例，如果rsu1负载较重、又沿着该高速路的rsu2负载较轻，由于第一用户严格的qos要求和对延迟的低容忍，则rsc可以在第一时间仅为第一用户选择rsu1，而在第二时间为两个用户选择rsu2。
作为说明性示例，考虑了要传送给用户的第一数据分组和第二数据分组。rsc可以选择第一rsu向用户发送第一数据分组。可以根据时间-位置信息和与第一数据分组相关联的第一传送时间选择第一rsu。rsc可以选择第二rsu来向用户传送第二数据分组。可以根据时间-位置信息和与第二数据分组相关联的第二传送时间选择第二rsu。rsc可以根据第一传送时间和第二传送时间将第一数据分组和第二数据分组转发到相应的第一和第二rsu。第一数据分组和第二数据分组可以是一个分组流的一部分。或者，第一数据分组和第二数据分组是不同分组流的一部分。
一个或多个rsu的选择在本质上可以是暂时的，这意味着所述rsu并不是永久被选择的。相反，仅当用户被预测在rsu各自的覆盖区域内时，会选择该rsu。举例来说，第一rsu可被选择仅用于第一持续时间，第二rsu可被选择仅用于第二持续时间等。一个或多个rsu的选择还可以基于关于通信信道、缓冲器状态、分组速率等的信道或环境信息。rsc可以分离分组流的数据分组(方框525)。rsc可以基于其选择的一个或多个rsu来分离分组流的数据分组。作为说明性示例，rsc可以选择4个rsu向用户传送数据分组。rsc可以将数据分组分离成4个部分，其中第一部分被分配给第一选择的rsu、第二部分被分配给第二选择的rsu，等等。rsc可以将分离的数据分组转发到所选择的一个或多个rsu上(方框530)。rsc可以根据数据分组的传送时间将数据分组转发到rsu。作为说明性示例，rsc可以在大体等于数据分组的传送时间转发数据分组。作为另一说明性示例，rsc可以在数据分组的传送时间之前的少量时间转发数据分组，以解决网络延迟的问题。作为又一说明性示例，rsc可以在显著早于数据分组的传送时间的时间转发数据分组，允许rsu在需要时处理数据分组和/或缓冲数据分组。注意，rsc可以在不同的时间将数据分组发送到不同的rsu上。作为说明性示例，rsc可以在基本上等于数据分组的传送时间的时间发送第一rsu的数据分组，而在稍早于数据分组的传送时间的时间发送第二rsu的数据分组，在显著早于数据分组的传送时间的时间发送第三rsu的数据分组。说明性示例意在用于讨论目的，并且其他示例是可能的。
如果在rsu处使用波束形成，则rsc可以在将分离的数据分组转发到所选择的一个或多个rsu之前，根据选择的rsu来对数据分组进行预编码。或者，rsu可以执行数据分组的预编码。
rsc可以一次(或基本上一次)将分离的数据分组转发到一个或多个rsu。rsc可以以顺序方式将分离的数据分组转发到一个或多个rsu，其中第一选择的rsu被传送第一部分，然后第二选择的rsu被传送第二部分，以此类推。rsc可以将数据分组转发到rsu，以确保数据分组及时被传送到rsu。
混合式自动重传请求(harq)过程可以用于检测和/或恢复数据分组的失败传送。用户的harq过程可以发送与数据分组的成功或不成功传送以及解码相对应的确认或否定确认。harq过程还可以发送对应于不存在期望的数据分组的否定确认。注意，不成功的数据分组传送可能是由于较差的信道条件导致的不良传送，而非移动性知识中的错误。在这种情况下，rsu或rsc可以尝试重传数据分组。
在rsc处，否定确认可以使得rsc重新评估移动性信息、位置信息、时间-位置信息以及其他相关移动性信息。作为说明性示例，rsc可以请求对移动性信息、位置信息和/或其他相关移动性信息进行更新，并且基于此更新重新生成时间-位置信息。重新生成的时间-位置信息可以用于重新选择一个或多个rsu，以将数据分组传送给用户(这里称为新选择的rsu，而不是先前选择的rsu)。如果新选择的rsu不同于先前选择的rsu，则rsc可以通知先前选择的rsu将数据分组转发到新选择的rsu。或者，如果rsc在将数据分组发送到rsu之前缓冲数据分组，则rsc可以简单地将适当的数据分组转发到新选择的rsu。在这种情况下，rsc可以通知先前选择的rsu丢弃数据分组。
根据示例性实施例，用户的移动性信息还可以用于检测用户所使用的移动性基础设施的移动性条件。移动性条件可以触发移动性基础设施提供商的动作。举例来说，如果用户在汽车中，则用户速度可以用于检测交通拥塞、事故、受伤的操作员、有故障的设备等的存在和位置。拥塞、事故等的存在和位置可以提供给急救机构，急救机构然后可以调查并帮助清除事故。此外，与事故相关的信息可以通过道路标志、消息等提供给用户，例如通过提供替代路线以帮助避免事件严重性升级。
图6示出了在rsu中进行的示例性操作600的流程图。操作600可以指示在诸如rsu235、rsu237、rsu239和rsu241之类的rsu中发生的操作。
操作600可以开始于rsu确定用户的移动性信息以及位置信息(方框605)。用户可能已经在rsu的覆盖区域内。用户可以在指定的时间内来到rsu的覆盖区域内。rsu可以测量移动性信息和位置信息。rsu可以基于从用户接收的信号的测量(例如：多普勒测量允许rsc从多个rsu的多普勒报告中推断出位置和速度)来测量信息(移动性信息和位置信息)。rsu可以接收由用户发送的信息，例如从全球定位系统(gps)信息等。rsu还可以具有沿着交通流方向的视频摄像机，例如，捕获车辆和/或用户的图像数据。车辆和/或用户可以使用其车牌、视觉标签(例如条形码、识别标签等)等来进行标识。rsu可以分析图像数据以导出信息(移动性信息和位置信息)。rsu还可以连接到沿着道路、在道路中、在道路上等布置的传感器，以获取和导出信息。rsu可以从先前为用户服务的其他rsu处接收信息。rsu可以将信息发送到控制rsu的rsc(方框610)。rsu可以向rsc报告信息(移动性信息和位置信息)。rsu还可以将该信息报告给其他rsc，例如附近或相邻的rsc。根据示例性实施例，在多个用户紧邻(例如：多个用户在一个车辆中，例如货车、公共汽车、火车车厢等)的情况下，rsu可以报告一个用户的信息而不是报告每个用户的信息，从而减少通信开销。或者，rsu可以报告用户子集的信息，而不是报告所有用户的信息。rsu可以接收将要传送给用户的数据分组(方框615)。在rsu报告紧邻的多个用户的信息的情况下，rsu仍然可以为每个用户接收单独的数据。rsu可以向用户传送数据分组(方框620)。rsu可以调度数据分组以通过资源块向用户传送。
图7示出了在回程中进行的示例性操作700的流程图。操作700可以指示在回程中发生的操作，例如回程220。
操作700可以开始于回程接收移动性信息以及用户的位置信息(方框705)。回程可以接收来自耦合到该回程的rsc的信息(移动性信息和位置信息，以及其他相关移动性信息)。回程可以接收用户的分组流(方框710)。该回程可以基于该信息选择rsc以服务于所述用户和分组流(方框715)。举例来说，回程可以选择在用户所位于(或者很快将位于)的覆盖区域内控制rsu的rsc。如果用户在快速移动，和/或如果分组流比用户由rsc服务的期望时间量更长，则回程可以选择多个rsc。回程可以将分组流发送至rsc(或多个rsc)(方框720)。如果回程选择了多个rsc，则回程可以将分组流划分为适当数量的部分，并将这些部分发送到相应的rsc。
图8示出了示例性第一通信设备800。通信设备800可以是rsc的实现。通信设备800可以用于实现本文所讨论的各种实施例。如图8所示，发送器805配置用于发送数据分组、移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。通信设备800还包括接收器810，其配置用于接收数据分组、移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。
信息处理单元820配置用于处理信息，诸如移动性信息，以及其他相关移动性信息，诸如位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息、发送给用户的某些形式的数据等，以生成(例如：预测)时间-位置信息。选择单元822配置用于基于信息处理单元820的输出，即时间-位置信息，选择耦合到通信设备800的一个或多个rsu。选择单元822配置用于基于数据分组的传送时间来选择耦合到通信设备的一个或多个rsu。选择单元822配置用于基于用户的数据业务需求来选择耦合到通信设备800的一个或多个rsu。分组处理单元824配置用于基于由选择单元822选择的一个或多个rsu来划分分组流，以便传送到一个或多个rsu。分组处理单元824配置用于在rsu处使用波束成形的情况下对数据分组进行预编码。存储器830配置用于存储移动性信息，其他相关移动性信息，诸如位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等，数据分组，分组流，选择的rsu等。
通信设备800的元件可以被实现为特定的硬件逻辑块。在替代方案中，通信设备800的元件可被实现为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代方案中，通信设备800的元件可被实现为软件和/或硬件的组合。
举例来说，接收器810和发送器805可以被实现为特定的硬件块，而信息处理单元820、选择单元822和分组处理单元824可以是在微处理器(例如：处理器815)中执行的软件模块，或者定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列。信息处理单元820、选择单元822和分组处理单元824可以是存储在存储器830中的模块。
图9示出了示例性第二通信设备900。通信设备800可以是rsu的实现。通信设备900可以用于实现本文所讨论的各种实施例。如图9所示，发送器905配置用于发送数据分组、移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。通信设备900还包括接收器910，其配置用于接收数据分组、移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。
信息生成单元920配置用于生成信息，例如移动性信息，以及其他相关移动性信息，如位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。生成的信息可以被报告给rsc控制通信设备900。分组处理单元922配置用于接收预定给用户的数据分组，并且执行所需的处理以将它们传送到其各自的用户。存储器930配置用于存储信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息、数据分组等。
通信设备900的元件可以被实现为特定的硬件逻辑块。在替代方案中，通信设备900的元件可被实现为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代方案中，通信设备900的元件可被实现为软件和/或硬件的组合。
举例来说，接收器910和发送器905可以被实现为特定硬件块，而信息生成单元920和分组处理单元922可以是在微处理器(例如：处理器915)中执行的软件模块，或者定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列。信息生成单元920和分组处理单元922可以是存储在存储器930中的模块。
图10示出了示例性第三通信设备1000。通信设备1000可以是回程网关的实现。通信设备1000可以用于实现本文所讨论的各种实施例。如图10所示，发送器1005配置用于发送数据分组、移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。通信设备1000还包括接收器1010，其配置用于接收数据分组、移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。
信息处理单元1020配置用于处理信息，诸如移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等。选择单元1022配置用于基于信息处理单元1020的输出，即移动性信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息等，选择耦合到通信设备1000的一个或多个rsc。流处理单元1024配置用于基于由选择单元1022选择的一个或多个rsc来划分分组流，以便传送到一个或多个rsc。存储器1030配置用于存储信息、位置信息、拓扑信息、信道状况信息、通信系统状态信息、数据分组、分组流、所选择的rsc等。
通信设备1000的元件可以被实现为特定的硬件逻辑块。在替代方案中，通信设备1000的元件可被实现为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代方案中，通信设备1000的元件可被实现为软件和/或硬件的组合。
举例来说，接收器1010和发送器1005可以被实现为特定硬件块，而信息处理单元1020、选择单元1022和流处理单元1024可以是在微处理器(诸如处理器1015)中执行的软件模块，或者定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列。信息处理单元1020、选择单元1022和流处理单元1024可以是存储在存储器1030中的模块。
图11为用于实现本文公开的设备和方法的处理系统1100的方框图。特定设备可以利用所示的所有元件，或仅元件的子集，并且集成度可以随设备而变化。此外，设备可以包含诸如多个处理单元、处理器、存储器、发送器、接收器等元件的多个实例。处理系统可以包括配备有诸如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、键盘、打印机、显示器等一个或多个输入/输出设备的处理单元。所述处理单元可以包括连接到总线的中央处理单元(cpu)、存储器、大容量存储设备、视频适配器和i/o接口。
总线可以是任何类型的多种总线架构中的一种或多种，其包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、视频总线等。cpu可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器可以包括任何类型的系统存储器，诸如静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、同步dram(sdram)、只读存储器(rom)或其组合等。在实施例中，存储器可以包括在启动时使用的rom，以及在执行编程时使用的用于程序和数据存储的dram。
大容量存储设备可以包括用于存储数据、程序和其他信息并且使得数据、程序和其他信息可经由总线进行访问的任何类型的存储设备。大容量存储设备可以包括固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等的一个或多个。
视频适配器和i/o接口提供用于将外部输入和输出设备耦合到处理单元的接口。如图所示，输入和输出设备的示例包括耦合到视频适配器的显示器和耦合到i/o接口的鼠标/键盘/打印机。其他设备可以耦合到处理单元，并且可以使用附加的或更少的接口卡。可以使用诸如通用串行总线(usb)(未示出)的串行接口为打印机提供接口。
处理单元还包括一个或多个网络接口，其可以包括接入节点或不同网络的诸如以太网电缆等的有线链路和/或无线链路。网络接口允许处理单元经由网络与远程单元通信。例如，网络接口可以经由一个或多个发送器/发送天线和一个或多个接收器/接收天线进行无线通信。在一实施例中，处理单元耦合到局域网或广域网，用于进行数据处理以及与诸如其他处理单元、因特网、远程存储设施等远程设备进行通信。
虽然已经详细描述了本公开及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开精神和范围的情况下，可以在此进行各种改变、替换和变更。