一种灵敏无线接入网的方法及系统的制作方法
【专利说明】一种灵敏无线接入网的方法及系统
[0001]本申请要求于2013年6月5日递交的发明名称为“一种灵敏无线接入网的方法及系统”的第61/831，296号美国临时申请案的在先申请优先权，以及于2013年11月1日递交的发明名称为“一种灵敏无线接入网的方法及系统”的第14/069，948号美国非临时申请案的在先申请优先权，该两个在先申请的内容以引入的方式并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及一种无线通信方法和系统，尤其在特定的实施例中，涉及一种灵敏无线接入网的方法和系统。
【背景技术】
[0003]现有无线网络一般部署的无线节点(例如，宏蜂窝基站(BS))分布松散，从而为在无线节点覆盖区域内的终端(例如，用户设备(UE))提供接入链路功能。相比之下，预计未来的无线网络是密集部署的异构网络，其具有多种类型的无线节点，该无线节点配备有回程和交换/路由功能以及可配置的接入链路功能。例如，现有的无线网络可以在每平方公里范围内部署一个或两个宏蜂窝。相比之下，未来的无线网络可以在每平方公里范围内部署几百个低功率无线节点(例如，微蜂窝或微微蜂窝)。预计私有部署的网络及节点的数量也会大幅增加，同时私有部署的网络及节点可以集成到这些未来的网络中。
[0004]不幸的是，现有无线接入网(RAN)的回程基础结构地形一般在部署时就固定了。现有无线节点只提供有限的无线回程接入功能，同时现有网络不能基于网络流量要求(例如，体验质量(QoE)要求、检测到的拥塞或预测到的网络负荷的变化)的变化为异构网络节点按需地分配带宽。进一步地，无线节点回程基础结构的动态配置和私有网络节点的集成都无法实现。
【发明内容】
[0005]本发明优选实施例提供了一种灵敏无线接入网的方法及系统，一般可以解决或规避这些问题以及其他问题，同时一般可以实现技术上的优势。
[0006]根据一实施例，一种管理灵敏无线接入网的方法包括:通过网络控制器确定无线接入网中无线节点的能力和邻居关系。之后网络控制器根据无线节点的能力以及邻居关系，为无线接入网配置回程网络基础结构。
[0007]根据另一实施例，网络控制器包括处理器和用于存储处理器执行的程序的计算机可读存储介质。程序包括用于实现以下操作的指令:确定网络控制器控制的无线接入网区域中的无线节点的能力以及邻居关系；根据无线节点的能力以及无线节点的邻居关系，为无线接入网区域配置回程网络基础结构。
[0008]根据再一实施例，网络控制器包括处理器和用于存储处理器执行的程序的计算机可读存储介质。程序包括用于实现以下操作的指令:从网络状态分析器接收网络控制器控制的无线接入网区域的网络流量状况。网络控制器从网络状态分析器接收网络控制器控制的无线接入网区域的网络流量状况。网络控制器根据节点数据库确定无线接入网区域中无线节点的能力以及邻居关系。网络控制器还根据私有节点数据库确定无线接入网中私有部署的无线节点的可用性，并根据资源池数据库确定无线接入网区域的网络资源利用信息。程序包括用于实现以下操作的指令:根据网络流量状况、无线节点的能力、无线节点的邻居关系、私有部署的无线节点的可用性以及网络资源利用信息，为无线接入网区域配置回程网络基础结构；将回程网络基础结构通过信号通知给一个或更多个可用最终用户终端、一个或更多个可用无线节点、一个或更多个可用私有部署的无线节点以及无线接入网区域的控制平面；以回程网络基础结构更新资源池数据库以及地形数据库。
【附图说明】
[0009]为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中:
[0010]图1A至图1C为根据各个实施例的灵敏无线接入网的框图；
[0011]图2A至图2C为根据各个实施例的灵敏网络基础结构管理的流程图；
[0012]图3A至图3C为根据各个实施例的私有网络节点集成的流程图；以及
[0013]图4为根据实施例的用于实现例如此处描述的方法以及设备的计算系统的框图。
【具体实施方式】
[0014]下文将详细论述实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中实现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0015]各个实施例针对特定的上下文、即无线接入网(RAN)的一种灵敏基础结构来描述。但各个实施例也可以应用于各个不同的网络以及网络节点。
[0016]各个实施例提供了一种灵敏网络基础结构的框架，所述灵敏网络基础结构根据网络流量状况，对运营商部署的网络节点进行按需的回程网络基础结构配置并对私有网络节点进行按需的集成。还提供无线回程基础结构的灵敏配置的针对性框架，以使得可用回程资源的利用满足变化的流量状况、检测到的拥塞、预测的网络负荷的变化以及预测的流量负荷迀移，进而满足体验质量(QoE)的要求等。
[0017]—实施例的灵敏RAN基础结构包括针对按需的回程和接入链路带宽管理、按需的回程链路管理(例如，在运营商开发的网络中，添加、引导以及移除节点)、按需的私有固定节点管理以及按需的移动节点管理的机制或功能。灵敏RAN基础结构可以基于网络状态、流量负荷迀移以及可用的网络资源(例如，硬频谱资源和软频谱资源)来动态配置。
[0018]图1A示出了各个实施例的网络100。网络100支持按需的回程网络基础结构配置以及管理(例如，在网络节点中，添加、移除以及引导回程链路)。网络100包括多个密集部署的运营商小区，例如地理覆盖区域102中的无线节点104(标为104A和104B)。例如，在网络100中，覆盖区域102中每平方公里范围内可能有一百个以上低功率无线节点104。无线节点104可以是接入网(AN)，例如长期演进(LTE)基站(BS)微蜂窝、LTE BS微微蜂窝、无线网络控制器(RNC)、WiFi接入点(AP)、未来的AN，或其组合等，其为区域102上的最终用户终端，例如用户设备(UE) 154提供接入链路功能。进一步地，无线节点104可以支持根据各个通信制式比如码分多址(CDMA)、LTE、全球移动通信系统(GMS)、通用移动电信系统(UMTS)、未来的通信制式以及以上组合等的通信。每个无线节点104能够或不能根据超过一个以上的制式进行通信。
[0019]在网络100中，每个密集部署的无线节点104可以用于例如基于终端的地理以及接收的通道状况，为特定的最终用户终端(例如，UE 154)提供接入链路。无线节点104可以为最终用户终端提供特定的空中无线接入链路接口。
[0020]无线节点104通过核心回程网络150为终端提供接入链路功能，其可以包括多个通过有线连接互相连接的网关152。某些无线节点(节点104A)可以通过到网关152的有线回程链路108直接与核心回程网络150连接。然而，由于无线节点104部署密集，直接有线回程链路可能并不适用于所有的无线节点104。因此，某些无线节点(节点104B)可能具有至核心回程网络150的多跳连接。也就是说，无线节点104B通过其他的无线节点104使用间接回程链路106与核心回程网络150连接，其中间接回程链路106可以是有线或无线回程链路。无线回程链路106可以是在比无线节点104与终端(例如，UE 154)之间的接入链路较高的射频(RF)波段处配置的窄波束链路。这些无线回程链路106可以是在两个可用的端点无线节点104之间形成的很窄的波束，且可以类似于有线链路，从而对网络100中的其他无线通信的干扰最小。为了支持多跳连接，至少一些无线节点104有交换/路由功能来从核心回程网络150转发分组给目标无线节点104，反之亦然。然而，其他无线节点104可能没有交换/路由功能。
[0021]一般地，跳数指的是无线节点104B与至核心回程网络150的网关152之间的节点数。例如，直接与无线节点104A连接的无线节点104B是一跳远，而通过另一个无线节点104B与无线节点104A连接的无线节点104B是两跳远。尽管图1A中示出的最大跳数是3，根据网络配置在各个实施例中构思了无线节点与回程网络之间有四跳或更多跳连接的其他配置。
[0022]无线节点104可以有一个或更多个用于回程链路的回程端口。也就是说，无线节点104处的附加回程端口允许至核心回程网络150的附加回程链路(直接或间接)。进一步地，无线节点104可能够支持一个或更多个载波带宽上的通信。网络100中所支持的回程端口数和/或载波数可以在无线节点104之间不同。因此，详情如下文所述，网络100可以通过配置回程网络基础结构、例如根据无线节点104的能力和网络流量状况激活/去激活附加载波以及激活/去激活附加回程链路等，为无线节点104动态分配回程链路带宽。
[0023]因此，至少部分无线节点104是多功能的无线节点(MFRN)。也就是说，无线节点104可以支持根据一个或更多个通信制式的通信、一个或多个回程端口、一个或多个载波、路由/交换功能、可配置的接入链路功能、带外感知，或其组合等。
[0024]可用节点104的列表、节点104的邻居关系(例如，可以与之建立回程连接的附近节点104)以及网络100中每个节点104的能力可以存储在节点数据库114中。节点数据库114可以在网络100部署时被创建，并且可以在向网络添加或从网络移除无线节点时被更新。除了无线节点的能力之外，节点数据库114可以包括关于每个无线节点的其他相关信息，例