用于异构无线技术共存的频谱管理的制作方法

1.本技术于2020年12月31日作为pct国际专利申请提交，并要求2020年1月7日提交的序列号为16/736,620的美国非临时专利申请的优先权，该申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。
2.本公开总体涉及异构无线技术的共存。


背景技术：

3.非许可长期演进(lte-u)是在非许可频段中操作的lte标准的改编版本。根据第三代合作伙伴计划(3gpp)目前的定义，lte-u的目标是5ghz和其他非许可频段。此外，其他非许可无线广域网(包括许可辅助接入(laa)和multefire)也使用5ghz范围内的频段。因此，lte-u、laa、multefire和其他非许可无线广域网技术在为电气和电子工程师协会(ieee)802.11标准定义的某些相同频段中(例如，5ghz频段)运行。非许可和wi-fi之间的频谱重叠可能会给在给定地理区域中在彼此的传输范围内同时运行的无线接入点和enodeb/enodeg带来频谱访问和干扰问题。
附图说明
4.附图，并入并构成本公开的一部分，它们示出了本公开的各种实施例。在附图中：
5.图1是操作环境的框图；
6.图2是为异构无线技术的共存提供频谱管理的方法的流程图；
7.图3是在频率与功率分析中的长期演进(lte)和wi-fi信号的框图；以及
8.图4是计算设备的框图。
具体实施方式
9.概述
10.可以提供用于异构无线技术共存的频谱管理。可以从第一服务端点接收第一射频(rf)事件度量。第一rf事件度量可以包括第一事件发生的时间。可以从第二服务端点接收第二rf事件度量。第二rf事件度量可以包括第二事件发生的时间。然后可以确定第一事件发生的时间和第二事件发生的时间基本一致。接下来，响应于确定第一事件发生的时间和第二事件发生的时间基本一致，可以将第一服务端点和第二服务端点分组在第一rf组中，从而允许跨类似的rf组的频率重用。然后可以为第一服务端点和第二服务端点分配不同的信道。
11.前述概述和以下示例实施例都只是示例和说明性的，不应被视为限制所描述和要求保护的本公开的范围。此外，除了所描述的那些之外，还可以提供特征和/或变体。例如，本公开的实施例可以针对在示例实施例中描述的各种特征组合和子组合。
12.示例实施例
13.以下详细描述参考附图。在可能的情况下，在附图和以下描述中使用相同的参考
标号来指代相同或相似的元素。尽管可以描述本公开的实施例，但是修改、改编和其他实现方式是可能的。例如，可以对图中所示的元素进行替换、添加或修改，并且可以通过对所公开的方法进行替换、重新排序或添加阶段来修改本文描述的方法。因此，以下详细描述不限制本公开。相反，本公开的适当范围由所附权利要求限定。
14.非许可频段(例如2.4ghz工业、科学和医疗(ism)和5ghz u-nii(非许可国家信息基础设施频段))在扩大无线技术的范围和渗透力方面发挥了作用。电气和电子工程师协会(ieee)的无线局域联网标准(即802.11a/b/g/n/ac/ax)是移动应用的非许可频段技术激增的示例。在全球范围内，5ghz频段内有高达500mhz的非许可频谱可用，即使是已许可频谱的运营商也可以部署可利用此免费频谱的解决方案。例如，为了克服频谱短缺和提高蜂窝网络容量，蜂窝服务提供商可能会在5ghz频段部署非许可长期演进(lte)。因此，非许可5ghz频段已成为启动新无线应用和服务的频谱。这导致了异构网络可能在任何给定位置竞争它们在非许可频谱中的份额的部署场景。这种情况可能会变得更加复杂，因为相互竞争的技术通常无法相互理解(例如，multefire与802.11wi-fi标准)，或者当它们相互理解时，它们可能倾向于以不同的方式使用相同的频谱(802.11a与802.11ax)。计划外和非管理部署可能会影响用户体验。因此，本公开的实施例可以提供可以允许异构技术一起工作以便优化频谱使用的共存过程。
15.图1示出了操作环境100。如图1所示，操作环境100可以包括共享频谱管理器(ssm)105、第一射频(rf)组110、第二rf组115和多个服务端点。多个服务端点可以包括第一服务端点120、第二服务端点125、第三服务端点130、第四服务端点135、第五服务端点140和第六服务端点145。第一rf组110可以包括第一服务端点120、第二服务端点125和第四服务端点135。第二rf组115可以包括第三服务端点130、第五服务端点140和第六服务端点145。
16.多个客户端设备可以与多个服务端点相关联。多个客户端设备中的各个客户端设备可以包括但不限于智能电话、个人计算机、平板设备、移动设备、电缆调制解调器、蜂窝基站、电话、遥控设备、机顶盒、数字录像机、物联网(iot)设备、网络计算机、大型机、路由器或其他类似的基于微型计算机的设备。
17.第一服务端点120、第四服务端点135和第五服务端点140可以包括无线接入点(ap)，这些ap可以使用连接到服务提供商的路由器，通过无线局域网(wlan)使用wi-fi技术提供网络接入。第二服务端点125、第三服务端点130和第六服务端点145可以包括可以连接到蜂窝网络并且可以直接和无线地与客户端设备通信的设备。蜂窝网络可以包括但不限于由服务提供商运营的长期演进(lte)宽带蜂窝网络、第四代(4g)宽带蜂窝网络或第五代(5g)宽带蜂窝网络。例如，第二服务端点125、第三服务端点130和第六服务端点145可以包括enodeb(enb)或gnodeb(gnb)。
18.第一服务端点120、第四服务端点135和第五服务端点140可以使用与第二服务端点125、第三服务端点130和第六服务端点145不同的无线标准来操作。例如、第一服务端点120、第四服务端点135和第五服务端点140可以使用电气和电子工程师协会(ieee)802.11标准来操作。相反，第二服务端点125、第三服务端点130和第六服务端点145可以例如使用非许可频谱中的长期演进(lte-u)标准、许可辅助接入(laa)标准或multefire标准来操作。
19.本公开的实施例可以提供一种将非许可频谱中的频率范围动态地分配给竞争的无线技术的过程。ssm 105可以优化共享的非许可频谱的使用，并且还可以允许异构无线技
术共存。虽然ssm 105可以在图1中示出为独立系统，本公开的实施例还可以包括ssm 105作为无线电资源管理(rrm)系统内或无线lan控制器内的软件模块。
20.操作环境100的上述元素(例如，ssm 105、第一服务端点120、第二服务端点125、第三服务端点130、第四服务端点135、第五服务端点140和第六服务端点145)可以在硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)或任何其他电路或系统中实施。操作环境100的元素可以在包括分立电子元件的电路、包含逻辑门的封装或集成电子芯片、利用微处理器的电路中或在包含电子元件或微处理器的单个芯片上实施。此外，操作环境100的元素也可以使用能够执行诸如and(与)、or(或)和not(非)之类的逻辑运算的其他技术实施，包括但不限于机械、光学、流体和量子技术。如下面关于图4更详细地描述的，操作环境100的元素可以在计算设备400中实施。
21.图2是阐述与本公开的实施例一致的用于为异构无线技术的共存提供频谱管理的方法200中涉及的一般阶段的流程图。方法200可以使用如上面关于图1更详细描述的ssm 105来实现。下面将更详细地描述实现方法200的各个阶段的方式。
22.方法200可以起始于开始框205并且前进到阶段210，在该阶段ssm105可以从第一服务端点120接收第一rf事件度量。例如，尝试使用非许可频谱的第一服务端点120可以周期性地向ssm 105报告关键rf度量。端点120可以通过使用专用监控无线电或通过来自其服务无线电的定期信道外测量来编译这些rf度量。第一rf事件度量可以包括第一事件发生的时间。第一事件可以包括例如第一服务端点120进行发送或第一服务端点120检测到干扰。
23.在本公开的一些实施例中，第一服务端点120可以使用用户可配置的控制信道来帮助邻居发现。第一服务端点120可以使用这个用户可配置的控制信道来发送邻居发现帧并且还测量来自其他发送邻居的干扰。例如，第一服务端点120可以在用户可配置控制信道上进行上述发送，或者第一服务端点120可以检测用户可配置控制信道中的干扰。可以在第一rf事件度量中报告这些事件(例如，发送和干扰检测)在用户可配置控制信道上发生的时间。
24.方法200可以从阶段210，其中ssm 105从第一服务端点120接收第一rf事件度量，前进到阶段220，其中ssm 105可以从第二服务端点125接收第二rf事件度量。例如，尝试使用非许可频谱的第二服务端点125可以周期性地向ssm 105报告关键rf度量。端点125可以通过使用专用监控无线电或通过来自其服务无线电的周期性信道外测量来编译这些rf度量。第二rf事件度量可以包括第二事件发生的时间。第二事件可以包括例如第二服务端点125进行发送或第二服务端点125检测到干扰。
25.在本公开的一些实施例中，第二服务端点125可以使用用户可配置控制信道来帮助邻居发现。第二服务端点125可以使用这个用户可配置控制信道来发送邻居发现帧并且还测量来自其他发送邻居的干扰。例如，第二服务端点125可以在用户可配置控制信道上进行上述发送，或者第二服务端点125可以检测用户可配置控制信道中的干扰。可以在第二rf事件度量中报告这些事件(例如，发送和干扰检测)在用户可配置控制信道上发生的时间。
26.一旦ssm 105从第二服务端点125接收到第二rf事件度量，方法200可以继续到阶段230，其中ssm 105可以通过确定第一事件发生的时间和第二事件发生的时间基本一致，来确定第一服务端点120和第二服务端点125相关。基本一致可以包括第一事件的时间和第二事件的时间彼此在0ms到5ms的范围内。例如，试图利用非许可频谱的服务端点(例如，第
一服务端点120和第二服务端点125)周期性地向ssm 105报告它们的关键rf度量。虽然这些服务端点可能没有发现使用不同技术的相邻服务端点的能力，但ssm 105可以使在服务端点rf度量中捕获的各种rf事件相关。例如，当enb(例如，第二服务端点125)在其发送到ssm105的rf度量中报告发送事件时，相邻ap(例如，第一服务端点120)可以在其rf度量中报告针对相同时间窗口的干扰。类似地，当ap例如(第一服务端点120)在其发送到ssm 105的rf度量中报告发送事件时，相邻enb(例如，第二服务端点125)可以在其rf度量中报告针对相同时间窗口的干扰。
27.enb(例如，第二服务端点125)和ap(例如，第一服务端点120)之间的这种关系可以由图3来说明。当它们一致时(即，基本上同时发生)，enb(例如，第二服务端点125)发送305可以包括对ap(例如，第一服务端点120)发送310的干扰，并且ap(例如，第一服务端点120)发送310可以包括对enb(例如，第二服务端点125)发送305的干扰。ssm 105可以使用任何相关过程使发送的报告与干扰的报告相关以识别相邻服务端点。
28.在ssm 105通过在阶段230中确定第一事件发生的时间和第二事件发生的时间基本一致来确定第一服务端点120和第二服务端点125相关之后，方法200可以进行到阶段240，其中响应于确定第一事件发生的时间和第二事件发生的时间基本一致，ssm 105可以将第一服务端点120和第二服务端点125分组在第一rf组110中。例如，ssm 105如上所述可以使发送的报告与干扰的报告相关，以识别相邻服务端点，然后可以将相邻服务端点分组成rf组。因为第一服务端点120和第二服务端点125相关，所以它们可以被分组成第一rf组110。因为第三服务端点130可能不与第一服务端点120和第二服务端点125相关，所以它可能不与第一服务端点120和第二服务端点125一起分组。相反，第三服务端点130可能与第五服务端点140和第六服务端点145相关，因此由ssm 105分组到第二rf组115中。
29.在一些实施例中，ssm 105可以依赖由专用多技术监控无线电报告的rf度量来识别相邻服务端点并将其分组为rf组。这种监控无线电可以与ap和enb共处一地。在一些实施例中，诸如移动电话和膝上型电脑之类的多技术无线客户端设备可以由服务端点查询以获取空中扫描报告，这些空中扫描报告然后被转发到ssm 105。ssm 105然后可以使客户端设备的空中扫描报告与客户端设备的位置相关以将相邻的服务端点分组为rf组。例如，只要可能，客户端设备就可以通过gps用位置标记其空中扫描报告，或者可以使用第三方服务推断它们的位置。
30.在一些实施例中，诸如有源传感器之类的多技术传感器可以定期地将空中扫描报告转发给ssm 105。ssm 105然后可以使传感器报告与其位置相关以将相邻服务端点分组为rf组。与无线客户端设备一样，有源传感器可以例如在可能的情况下通过gps用位置标记其空中扫描报告，或者可以使用第三方服务推断其位置。
31.从阶段240，其中ssm 105响应于确定第一事件发生的时间和第二事件发生的时间基本一致将第一服务端点120和第二服务端点125分组在第一rf组110中，方法200可以前进到阶段250，其中ssm 105可以响应于将第一服务端点120和第二服务端点125分组到第一rf组110中，而将不同的信道分配给第一服务端点120和第二服务端点125。例如，将相邻端点布置成rf组(即，第一rf组110和第二rf组115)允许ssm105跨rf组重用频段。这是因为来自属于一个rf组的服务端点的发送不会对属于不同rf组的服务端点造成明显的干扰。一旦布置了rf组，ssm105就可以例如基于诸如其无线电能力、客户端设备能力、流量和服务质量之
类的特性来确定rf组内每个服务端点的资源需求分数。
32.关于无线电能力，ssm 105可以考虑rf组中每个服务端点的无线电能力。例如，支持正交频分多址(ofdma)的无线电可能比非ofdma无线电更好地应对动态频率选择(dfs)信道，因为支持ofdma的无线电可能会在雷达击中时“打断”它们的发送，而非ofdma无线电可能不得不腾出整个信道。
33.关于客户端设备能力，ssm 105可以考虑与rf组中的每个服务端点相关联的客户端设备的能力。例如，与服务于iot客户端设备的无线电相比，服务于许多高效客户端设备(例如膝上型计算机或移动电话)的无线电可能需要被分配更大的带宽份额或更清洁的信道。
34.关于流量，ssm 105可以考虑实际上服务于上行链路/下行链路流量的服务端点。例如，与空闲无线电相比，可以为服务于上行链路/下行链路流量的无线电分配更大的带宽或更清洁的信道。
35.关于服务质量，ssm 105可以考虑无线电上的流量类型。例如，与服务于例如尽力而为流量的无线电相比，服务于语音或视频流量的无线电可以被分配更大的带宽或更清洁的信道。
36.可以通过将权重分配给上述示例特性中的每一个来确定资源需求分数。ssm 105然后可以按照rf组(例如，第一rf组110和第二rf组115)中的每个服务端点的资源需求分数对它们进行排名。可以为分数最高的服务端点分配最佳可能信道，而可以为分数最低的服务端点分配质量较差的信道。
37.为了评估rf组的每个信道的质量，ssm 105可以考虑由rf组的服务端点报告的rf度量，并将它们的噪声、干扰和负载度量组合成基于单个接收信号强度指示符(rssi)的度量，称为成本度量。该成本度量可以表示特定信道的信号干扰加噪声比(sinr)，并且可以用于评估一个信道相对于另一信道的吞吐量潜力。在此之后，ssm 105可以将一个或多个最佳信道与可能具有最高资源需求分数的服务端点匹配，以使得可以跨rf组最小化预期的同信道干扰。这可以使用优化过程来完成，例如线性规划或博弈论。在一些实施例中，在给定rf组中的所有服务端点的资源需求分数和带宽约束的情况下，ssm 105可以请求rrm确定它们的信道计划。
38.通过最小化同信道干扰，ssm 105可以确保异构服务端点可以共存，并且还可以确保每个竞争技术(例如，lte与wi-fi)可以接收匹配他们的需求的非许可频谱的公平份额。一旦ssm 105在阶段250中响应于将第一服务端点120和第二服务端点125分组在第一rf组110中而将不同信道分配给第一服务端点120和第二服务端点125，方法200然后可以在阶段260结束。
39.图4示出了计算设备400。如图4所示，计算设备400可以包括处理单元410和存储器单元415。存储器单元415可以包括软件模块420和数据库425。当在处理单元410上执行时，软件模块420可以执行例如如上面关于图2所描述的用于提供用于异构无线技术共存的频谱管理的过程。例如，计算设备400可以为ssm 105、第一服务端点120、第二服务端点125、第三服务端点130、第四服务端点135、第五服务端点140或第六服务端点145提供运行环境。ssm 105、第一服务端点120、第二服务端点125、第三服务端点130、第四服务端点135、第五服务端点140和第六服务端点145可以在其他环境中运行，并且不限于计算设备400。
40.计算设备400可以使用wi-fi接入点、蜂窝基站、平板设备、移动设备、智能电话、电话、遥控设备、机顶盒、数字录像机、电缆调制解调器、个人计算机、网络计算机、大型机、路由器、交换机、服务器集群、类似智能电视的设备、网络存储设备、网络中继设备或其他类似的基于微型计算机的设备来实现。计算设备400可以包括任何计算机操作环境，例如手持设备、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的发送器电子设备、小型计算机、大型计算机等。计算设备400也可以在分布式计算环境中实践，其中任务由远程处理设备执行。前述系统和设备是示例并且计算设备400可以包括其他系统或设备。
41.例如，本公开的实施例可以被实现为计算机过程(方法)、计算系统或制造品，例如计算机程序产品或计算机可读介质。计算机程序产品可以是计算机系统可读并且对用于执行计算机过程的指令的计算机程序进行编码的计算机存储介质。计算机程序产品还可以是在载体上的传播信号，该载体可由计算系统读取并且对用于执行计算机过程的指令的计算机程序进行编码。因此，本公开可以体现在硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)中。换言之，本公开的实施例可以采用计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可用或计算机可读存储介质具有体现在介质中的计算机可用或计算机可读程序代码，供其使用或与指令执行系统结合使用。计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何介质。
42.计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。更具体的计算机可读介质示例(非详尽列表)，计算机可读介质可以包括以下：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤和便携式光盘只读存储器(cd-rom)。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是在上面打印程序的纸或其他合适的介质，因为程序可以通过例如纸或其他介质的光学扫描以电子方式捕获，然后如有必要则以适当的方式编译、解释或进行其他处理，然后存储在计算机存储器中。
43.虽然已经描述了本公开的某些实施例，但可能存在其他实施例。此外，虽然本公开的实施例已被描述为与存储在存储器和其他存储介质中的数据相关联，但是数据也可以存储在其他类型的计算机可读介质上或从其他类型的计算机可读介质中读取，例如辅助存储设备，如硬盘、软盘或cd-rom、来自互联网的载波或其他形式的ram或rom。此外，可以以任何方式修改所公开的方法的阶段，包括通过重新排序阶段和/或插入或删除阶段，而不背离本公开。
44.此外，本公开的实施例可以在包括分立电子元件的电路、包含逻辑门的封装或集成电子芯片、利用微处理器的电路中或在包含电子元件或微处理器的单个芯片上实施。本公开的实施例还可以使用能够执行诸如and、or和not的逻辑运算的其他技术来实施，包括但不限于机械、光学、流体和量子技术。此外，本公开的实施例可以在通用计算机内或任何其他电路或系统中实施。
45.本公开的实施例可以通过片上系统(soc)来实施，其中图1所示的元件中的每个或许多可以集成到单个集成电路上。这样的soc器件可以包括一个或多个处理单元、图形单元、通信单元、系统虚拟化单元和各种应用功能，所有这些都可以作为单个集成电路集成(或“刻录”)到芯片基板上。当通过soc操作时，本文关于本公开的实施例描述的功能可以通
过与计算设备400的其他组件集成在单个集成电路(芯片)上的专用逻辑来执行。
46.例如，上面参考根据本公开实施例的方法、系统和计算机程序产品的框图和/或操作说明描述了本公开的实施例。块中注明的功能/行为可能不按任何流程图中所示的顺序出现。例如，根据所涉及的功能/动作，连续显示的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。
47.虽然说明书包括示例，但本公开的范围由所附权利要求表明。此外，虽然已经以特定于结构特征和/或方法行为的语言描述了说明书，但权利要求不限于上述特征或行为。相反，以上描述的具体特征和行为作为本公开的实施例的示例而公开。