Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТРАФИКА ЧЕРЕЗ ЛИЦЕНЗИРОВАННЫЕ ИЛИ НЕЛИЦЕНЗИРОВАННЫЕ СПЕКТРЫ НА ОСНОВЕ ОГРАНИЧЕНИЙ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ (QoS) ТРАФИКА

В данной заявке на патент заявлен приоритет по предварительной заявке США №61/994,734, поданной 16 мая 2014 г. под названием "System and Method for Integrated Licensed-Unlicensed QoS-Driven Spectrum Access," и на предварительной заявке США No. 14/670,069, поданной 26 марта, 2015 г. под названием "System and Method for Communicating Traffic over Licensed or Un-Licensed Spectrums based on Quality of Service (QoS) Constraints of the Traffic", которые тем самым представлены здесь по ссылке, как если бы они были полностью воспроизведены.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к администрированию выделением ресурсов в сети, и в конкретных вариантах осуществления, к системе и способам для передачи трафика в лицензированном или нелицензированном спектрах, на основе ограничений качества обслуживания (QoS) трафика.

Уровень техники

Правительственные органы резервируют полосы беспроводного спектра для различного использования. Например, Федеральная комиссия по связи (FCC), Международный союз электросвязи (ITU) и другие контролирующие органы резервируют некоторые части спектра для лицензированных действий (например, радиопередач, телевизионных передач, спутниковых передач, мобильной передачи данных и т.д.), резервируя при этом другие части спектра для нелицензированных действий. Лицензированные спектры могут подвергаться законодательному регулированию, установленному законодательным контролирующим органом, а также рабочими протоколами, согласованными с общественными организациями и/или юридическими лицами, участвующими в лицензированной активности. Спектр, зарезервированный для нелицензированной передачи данных, также может представлять собой субъект правовой регуляции, установленный соответствующим правоустанавливающим органом, в частности в отношении мощности передачи и совместно используемого доступа.

Сущность изобретения

Технические преимущества, в общем, достигаются в вариантах осуществления данного раскрытия, в которых описаны система и способы для передачи трафика через лицензированный или нелицензированный спектры на основе ограничений качества обслуживания (QoS) трафика.

Технические преимущества, в общем, достигаются в вариантах осуществления данного раскрытия, в которых описаны система и способы для передачи трафика через лицензированный или нелицензированный спектры на основе ограничений качества обслуживания (QoS) трафика.

В соответствии с вариантом осуществления, предусмотрен способ для выделения трафика через лицензированные и нелицензированные полосы. В данном примере способ включает в себя: идентифицируют объединенный радиоинтерфейс, продолжающийся между точкой передачи и точкой приема. Объединенный радиоинтерфейс выполнен с возможностью транспортирования беспроводных сигналов, охватывающих, как первичную полосу, лицензированную для сотовой передачи данных, так и дополнительную полосу, зарезервированную для нелицензированной передачи данных. Способ дополнительно включает в себя: генерируют назначение трафика для трафика, передаваемого через объединенный радиоинтерфейс. Назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан либо через первичную полосу, или через дополнительную полосу, в соответствии с параметром качества обслуживания (QoS) трафика. Способ дополнительно включает в себя: передают назначения трафика в точку передачи или в точку приема. Также предусмотрено устройство для выполнения этого способа.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с вариантом осуществления, назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через первичную полосу, когда трафик ассоциирован с детерминистическим ограничением QoS.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через дополнительную полосу, когда дополнительная полоса должна быть передана для удовлетворения статистического ограничения QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через первичную полосу, когда дополнительная полоса не позволяет удовлетворять статистическим ограничениям QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через первичную полосу, когда ограничение QoS трафика удовлетворяет критериям. Назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через дополнительную полосу, когда ограничение QoS трафика не удовлетворяет критериям, и когда условие канала дополнительной полосы является достаточным для удовлетворения ограничения QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через первичную полосу, когда условие канала дополнительной полосы не достаточно для удовлетворения ограничения QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, ограничение QoS содержит, по меньшей мере, одно из требования к латентности, требования к флуктуациям, требования к порядку передачи пакетов, частоте потерь пакета, требования к пропускной способности и частоте ошибок.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, ограничение QoS трафика удовлетворяет критериям, когда требование к латентности трафика превышает пороговое значение.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения в соответствии с вариантом осуществления, ограничение QoS трафика удовлетворяет критерии, когда требование к флуктуациям трафика превышает пороговое значение.

В соответствии с другим вариантом осуществления предусмотрен способ для передачи трафика через лицензированные и нелицензированные полосы. В этом примере способ включает в себя: устанавливают унифицированный радиоинтерфейс между точкой передачи и точкой приема. Унифицированный радиоинтерфейс выполнен с возможностью транспортирования беспроводных сигналов, охватывающих, как первичную полосу, лицензированную для сотовой передачи данных, так и дополнительную полосу, зарезервированную для нелицензированной передачи данных. Способ дополнительно включает в себя: принимают назначения трафика из планировщика. Назначения трафика: назначают трафик, передаваемый через объединенный радиоинтерфейс, либо для первичной полосы или дополнительной полосы, в соответствии с параметром качества обслуживания (QoS) трафика. Способ дополнительно включает в себя: передают данные через объединенный радиоинтерфейс, в соответствии с назначениями трафика. Также предусмотрено устройство для выполнения данного способа.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с другим вариантом осуществления, котором назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через первичную полосу, когда ограничение QoS трафика удовлетворяет критериям. Назначения трафика назначают трафик, который должен быть передан через дополнительную полосу, когда ограничение QoS трафика не удовлетворяет критериям, и когда условие канала дополнительной полосы достаточно для удовлетворения ограничения QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, назначения трафика назначают трафик, предназначенный для транспортирования через первичную полосу, когда условие канала дополнительной полосы не достаточно для удовлетворения ограничения QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, ограничение QoS содержит, по меньшей мере, одно из требований к латентности, требований к флуктуации, требований к порядку пакетов, скорости потерь пакета, требований к пропускной способности и частоте ошибок.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, ограничение QoS трафика удовлетворяет критериям, когда требование к латентности трафика превышает пороговое значение.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, ограничение QoS трафика удовлетворяет критериям, когда требование к флуктуации трафика превышает пороговое значение.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или в соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления передача данных, передаваемых через объединенный радиоинтерфейс, в соответствии с назначениями трафика, содержит: принимают, с помощью точки передачи, входящие данные, адресованные в точку приема; передают входящие данные через объединенный радиоинтерфейс, через беспроводную передачу, охватывающую первичную полосу, когда ограничение QoS входящих данных удовлетворяет критериям; и передают входящие данные через объединенный радиоинтерфейс, через беспроводную передачу, охватывающую дополнительную полосу, когда ограничение QoS входящих данных не удовлетворяет критериям, и условия канала дополнительной полосы могут удовлетворять ограничениям QoS входящих данных.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или в соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, передача данных, передаваемых через объединенный радиоинтерфейс, в соответствии с назначениями трафика, содержит: планируют с помощью точки приема, данные, которые должны быть переданы через ресурсы, основанные на разрешении первичной полосы, когда ограничение QoS данных удовлетворяет критериям.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или в соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, передача данных через объединенный радиоинтерфейс, в соответствии с назначениями трафика, содержит: принимают, с помощью точки приема, данные через не разрешенные ресурсы дополнительной полосы, когда ограничение QoS данных не удовлетворяет критериям, и когда условие канала дополнительной полосы позволяет удовлетворять ограничениям QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или в соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, передача данных через объединенный радиоинтерфейс, в соответствии с назначениями трафика, содержит: выполняют, через объединенный радиоинтерфейс, первую беспроводную передачу данных, охватывающую первичную полосу, в соответствии с первым набором параметров передачи; и выполняют, через объединенный радиоинтерфейс, вторую беспроводную передачу, охватывающую дополнительную полосу, в соответствии со вторым набором параметров передачи, второй набор параметров передачи отличается от первого набора параметров передачи.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или в соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, дополнительно содержащих: принимают инструкции программно-определенных радиосигналов (SDR), инструкции SDR, инструктирующие точку передачи выполнить передачу через первичную полосу, в соответствии с первым набором параметров передачи, и выполнять передачу через дополнительную полосу, в соответствии со вторым набором параметров передачи.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, первый набор параметров передачи содержит другую форму колебаний, структуру фрейма или схему доступа, чем второй набор параметров передачи.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения другого варианта осуществления, точка передачи содержит оборудование пользователя (UE) или базовую станцию (BS).

В соответствии с еще одним, другим вариантом осуществления, предусмотрен способ для приема трафика через лицензированные и нелицензированные полосы. В данном примере способ включает в себя: устанавливают объединенный радиоинтерфейс между точкой передачи и точкой приема. Объединенный радиоинтерфейс выполнен с возможностью транспортирования беспроводных сигналов, охватывающих, как первичную полосу, лицензированную для сотовой передачи данных, так и дополнительную полосу, зарезервированную для нелицензированной передачи данных. Способ дополнительно включает в себя: принимают трафик через объединенный радиоинтерфейс. Трафик принимают через первичную полосу, когда требование к качеству обслуживания (QoS) трафика удовлетворяет первым критериям, и трафик принимают через дополнительную полосу, когда требование QoS трафика удовлетворяет вторым критериям. Также предусмотрено устройство для выполнения данного способа.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с еще одним вариантом осуществления, требование QoS трафика удовлетворяет первым критериям, когда требование QoS содержит детерминистическое ограничение QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения еще одного варианта осуществления, требование QoS трафика удовлетворяет вторым критериям, когда требование QoS содержит статистическое ограничение QoS трафика и когда условие в дополнительной полосе достаточно для удовлетворения статистических ограничений QoS трафика.

В возможной форме варианта выполнения способа или устройства в соответствии с аспектом или соответствии с любой из предыдущих форм варианта выполнения еще одного варианта осуществления, точка приема содержит оборудование пользователя (UE) или базовую станцию (BS).

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего раскрытия и его преимуществ далее сделана ссылка на следующее описание, которое следует рассматривать совместно с приложенными чертежами, на которых:

на фиг. 1 показана схема сети беспроводной передачи данных в соответствии с вариантом осуществления;

на фиг. 2 представлена схема беспроводной сети в соответствии с вариантом осуществления, выполненная с возможностью транспортирования беспроводной передачи данных, охватывающей части как первичного, так и дополнительного спектров, через адаптивный радиоинтерфейс;

на фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления для назначения трафика для передачи либо в первичной или в дополнительной полосе адаптивного радиоинтерфейса;

на фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления для передачи трафика либо в первичной или в дополнительной полосе адаптивного радиоинтерфейса;

на фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций другого способа в соответствии с вариантом осуществления для передачи трафика либо в первичной или в дополнительной полосе адаптивного радиоинтерфейса;

на фиг. 6 показана схема сетевой архитектуры в соответствии с вариантом осуществления выполненная с возможностью предоставления доступа к интегрированному спектру на основе QoS;

на фиг. 7 показана схема в соответствии с вариантом осуществления объединенного радиоинтерфейса для поддержки беспроводных передач, охватывающих как и первичную, так и дополнительную полосы;

на фиг. 8 показана блок-схема алгоритма в соответствии с вариантом осуществления для определения процента расширенного спектра, в котором следует выполнять разгрузку трафика;

на фиг. 9 показана схема структуры фрейма в соответствии с вариантом осуществления;

на фиг. 10 показана схема вычислительной платформы в соответствии с вариантом осуществления; и

на фиг. 11 показана схема устройства передачи данных в соответствии с вариантом осуществления.

Соответствующие номерами и символы на разных чертежах, в общем, относятся к соответствующим частям, если только не указано другое. Фигуры вычерчены для ясной иллюстрации соответствующих аспектов вариантов осуществления и необязательно представлены в масштабе.

Подробное описание вариантов осуществления

Ниже подробно описана подготовка и использование вариантов осуществления данного раскрытия. Следует понимать, однако, что концепции, раскрытые здесь, могут быть воплощены в широком разнообразии конкретных контекстов, и что конкретные варианты осуществления, описанные здесь, являются только иллюстративными и не используются для ограничения объема формулы изобретения. Кроме того, следует понимать, что различные изменения, замены и исправления могут быть выполнены здесь без выхода за пределы сущности и объема данного раскрытия, которые определены в приложенной формуле изобретения.

Множество протоколов беспроводной передачи данных, таких как усовершенствованный протокол программы долгосрочного развития (LTE) (LTE-A), работают исключительно в полосах частот, лицензированных для сотовой передачи данных, которые совместно называются "первичной полосой" в данном описании. Другие протоколы беспроводной передачи данных, такие как протокол Wi-Fi, работают исключительно в нелицензированной полосе, которая называется здесь "дополнительной полосой" в данном раскрытии. Термин "лицензированная полоса" может использоваться взаимозаменяемо с термином "первичная полоса", и термин "нелицензированная полоса" может использоваться взаимозаменяемо с термином "дополнительная полоса". Следует отметить, что полосы частот, лицензированные для сотовой передачи данных, могут изменяться время от времени, и термин "первичная полоса" могут также относиться к полосам частот, повторно лицензированным для сотовой передачи данных после подачи данной заявки. Дополнительная полоса может включать в себя спектры, зарезервированные не с целью передачи данных, такие как промышленная, научная и медицинская (ISM) полоса. Протоколы передачи данных, работающие в первичной полосе, часто обеспечивают более надежную передачу данных, в то время как протоколы передачи данных, работающие в дополнительной полосе, часто выполнены с возможностью поддержки передачи данных с большой латентностью и большим объемом, хотя с меньшей надежностью.

Объединенный радиоинтерфейс, выполненный с возможностью транспортирования беспроводной передачи данных с охватом частей, как первичной и дополнительной полос, описан в заявке на патент США 14/669,333 (номер патентного поверенного HW 91017895US02), которая представлена здесь по ссылке, как если бы была воспроизведена полностью. Аспекты данного раскрытия направлены на технологии для передачи трафика либо через первичную полосу, или дополнительную полосу объединенного радиоинтерфейса на основе ограничений качества обслуживания (QoS) трафика. В некоторых вариантах осуществления трафик, имеющий детерминистические ограничения QoS назначают для первичной полосы, в то время как трафик, имеющий статистические ограничения QoS, назначают для дополнительной полосы, когда дополнительная полоса выполнена с возможностью удовлетворения статистических ограничений QoS трафика. Если условие в дополнительной полосе не позволяет удовлетворять статистическое ограничение QoS трафика, тогда трафик может быть назначен для первичной полосы. Могут использоваться другие критерии для назначения трафика для первичной и дополнительной полосы также. Эти и другие детали более подробно описаны ниже.

Используемый здесь термин "объединенный радиоинтерфейс" относится к радиоинтерфейсу, в котором совместно используется общее физическое соединение и соединение для управления доступом к среде (MAC), что может соответствовать интерфейсу, работающему в соответствии с общей технологией радиодоступа (RAT), такой как сотовая сеть радиодоступа (RAN) в системе LTE пятого поколения (5G). В некоторых вариантах осуществления объединенный радиоинтерфейс включает в себя, по меньшей мере, две конфигурации радиоинтерфейса, зависимые от типа спектра, включая в себя одну конфигурацию радиоинтерфейса для первичной полосы, лицензированной для сотовой передачи данных, и одну конфигурацию радиоинтерфейса для дополнительной полосы, зарезервированной для нелицензированной передачи данных.

На фиг. 1 иллюстрируется сеть 100 для передачи данных. Сеть 100 содержит базовую станцию 110, имеющую зону 101 обслуживания, множество мобильных устройств 120 и сеть 130 обратного соединения. Как показано, базовая станция 110 устанавливает соединения по восходящему каналу передачи данных (пунктирная линия) и/или нисходящему каналу передачи данных (пунктирная линия) с мобильными устройствами 120, которые используются для передачи данных из мобильных устройств 120 в базовую станцию 110 и наоборот. Данные, переносимые через соединения восходящего/нисходящего каналов передачи данных, могут включать в себя передача данных, передаваемых между мобильными устройствами 120, а также передача данных, передаваемых в/из дальнего конца (не показан), используя сеть 130 обратного соединения. Используемый здесь термин "базовая станция" относится к любому компоненту (или соединению компонентов), выполненному с возможностью предоставления беспроводного доступа к сети, такому как расширенная базовая станция (eNB), макросота, фемтосота, точка доступа Wi-Fi (АР) или другие устройства, выполненные с возможностью работы с беспроводными каналами передачи данных. Базовые станции могут обеспечивать беспроводный доступ в соответствии с одним или больше протоколами беспроводной передачи данных, например, протоколом долгосрочного развития, усовершенствованным LTE (LTE-A), высокоскоростным пакетным доступом (HSPA), Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac и т.д. Используемый здесь термин "мобильное устройство" относится к любому компоненту (или набору компонентов), выполненному с возможностью установления беспроводного соединения с базовой станцией, такому как оборудование пользователя (UE), мобильная станция (STA) и другие устройства, выполненные с возможностью беспроводной передачи данных. В некоторых вариантах осуществления сеть 100 может содержать различные другие беспроводные устройства, такие как устройства релейной передачи, узлы низкой мощности и т.д.

Как описано в заявке на патент США №14/669,333 (Номер патентного поверенного HW 91017895US02), объединенный радиоинтерфейс, который поддерживает беспроводную передачу данных, охватывающую части, как первичного, так и дополнительного спектров, может быть установлен между точкой передачи и точкой приема. На фиг. 2 иллюстрируется пример беспроводной сети 200, выполненной с возможностью передачи данных при беспроводной передаче данных, охватывающей части, как первичного, так и дополнительного спектров. Как показано, беспроводная сеть 200 содержит точку 210 передачи, точку 230 приема и планировщик 270. Точка 210 передачи может представлять собой любое устройство, выполненное с возможностью излучения для беспроводной передачи, и точка 230 приема может представлять собой любое устройство, выполненное с возможностью приема беспроводного сигнала, передаваемого точкой 210 передачи. Например, точка 210 передачи может представлять собой базовую станцию, станцию релейной передачи или мобильную станцию. Аналогично, точка 230 приема может также представлять собой базовую станцию, станцию релейной передачи или мобильную станцию.

Унифицированный радиоинтерфейс 213 установлен между точкой 210 передачи и точкой 230 приема и выполнен с возможностью переноса беспроводной передачи 290, которая охватывает, по меньшей мере, часть первичной полосы и часть дополнительной полосы. Беспроводная передача 290 может представлять собой беспроводный сигнал любого типа. Например, беспроводная передача 290 может представлять собой сигнал нисходящего канала передачи, сигнал восходящего канала передачи, сигнал из устройства-в-устройство, сигнал, передаваемый через беспроводное обратное соединение (например, между соседними базовыми станциями и т.д.) Или любой другой беспроводный сигнал, передаваемый между точкой передачи и точкой приема. Беспроводная передача 290 также может иметь разные форматы/характеристики передачи. Например, беспроводная передача 290 может представлять собой одноадресную передачу, многоадресную передачу или широковещательную передачу. В качестве другого примера, беспроводная передача может включать в себя передачу сигналов на одном уровне и/или передачу сигналов на множестве уровней, которые передают через одну антенну или через множество антенн, например, передачу данных с множеством входов/множеством выходов (MIMO) для одного пользователя (SU), передачу данных MIMO для множества пользователей и т.д.

Планировщик 270 может представлять собой объект уровня управления, выполненный с возможностью планирования трафика через объединенный радиоинтерфейс 213. В некоторых вариантах осуществления планировщик 270 представляет собой интегральный компонент для точки 210 передачи. Например, точка 210 передачи может представлять собой базовую станцию, и планировщик 270 может представлять собой бортовой компонент базовой станции, выполненный с возможностью планирования передачи данных по нисходящему каналу передачи. В других вариантах осуществления планировщик 270 представляет собой интегральный компонент для точки 230 приема. Например, точка 230 приема может представлять собой базовую станцию, и планировщик 270 может представлять собой бортовой компонент базовой станции, выполненный с возможностью планирования передачи данных по восходящему каналу передачи из точки 210 передачи. В еще одних, других вариантах осуществления планировщик 270 является независимым от точки 210 передачи и точки 210 приема. В качестве одного примера, планировщик 270 может представлять собой централизованный контроллер, выполненный с возможностью планирования для кластера базовых станций. В качестве другого примера, точка 210 передачи и/или точка 230 приема может представлять собой узел с малой мощностью, и планировщик 270 может представлять собой бортовой компонент макробазовой станции, выполненный с возможностью планирования для узла с малой мощностью. В еще одном, другом примере, точка 210 передачи и точка 230 приема могут представлять собой мобильные устройства или машины, и планировщик 270 может представлять собой бортовой компонент базовой станции, выполненный с возможностью планирования для передачи данных из устройства в устройство (D2D) или из машины в машину (М2М) между 210 передачи и точкой 230 приема. Также возможны другие варианты осуществления.

В одном варианте осуществления планировщик 270 может планировать трафик, имеющий детерминистические ограничения QoS, для транспортирования через первичную полосу, и планировать трафик, имеющий статистические ограничения QoS, для транспортирования через дополнительную полосу, когда дополнительная полоса выполнена с возможностью удовлетворения статистических ограничений QoS трафика. Как описано здесь, "детерминистические ограничения QoS" требуют, чтобы каждый пакет в потоке трафика был передан таким образом, чтобы удовлетворялось требование QoS, в то время как "статистическое ограничение QoS" может удовлетворяться даже если некоторые пакеты (например, часть или все пакеты) будут переданы таким образом, что нарушается требование QoS. Например, детерминистическое требование к латентности удовлетворяется, когда каждый пакет в потоке передают в границах задержки. И, наоборот, статистическое требование к латентности может удовлетворяться, когда определенный процент пакетов будет передан в пределах границы задержки.

Аспекты данного раскрытия направлены на технологии для назначения трафика, передаваемого через объединенный радиоинтерфейс, либо в первичной, или в дополнительной полосах на основе ограничения качества обслуживания (QoS) трафика. На фиг. 3 иллюстрируется способ 300 для назначения трафика, который должен быть передан через либо в первичной, либо в дополнительной полосе, который может выполняться в планировщике. Как показано, способ 300 начинается на этапе 310, где планировщик идентифицирует объединенный радиоинтерфейс, продолжающийся между точкой передачи и точкой приема. Затем способ 300 переходит на этап 320, где планировщик генерирует назначения трафика, которые назначают трафик, который должен быть передан либо через первичную полосу, или через дополнительную полосу объединенного радиоинтерфейса на основе ограничения QoS трафика. В одном варианте осуществления трафик, имеющий детерминистические ограничения QoS, назначают для первичной полосы, в то время как трафик, имеющий статистические ограничения QoS, назначают для дополнительной полосы, когда дополнительная полоса позволяет удовлетворять статистическим ограничениям QoS трафика.

В других вариантах осуществления трафик назначают для первичной полосы, когда ограничение QoS трафика удовлетворяет критериям, например, превышают уровень приоритета, когда требование к флуктуациям превышает пороговое значение, требование к частоте потери пакета превышает пороговое значение, требование к латентности превышает пороговое значение и т.д. В таких вариантах осуществления трафик может быть назначен для дополнительной полосы, когда ограничение QoS не позволяет удовлетворять критериям, до тех пор, пока дополнительная полоса позволяет удовлетворять ограничениям QoS трафика. Если дополнительная полоса не может удовлетворять ограничениям QoS трафика, тогда трафик назначают для первичной полосы.

Позволяет или нет дополнительная полоса удовлетворять ограничениям QoS (статистическим или другим) может зависеть от различных факторов. В некоторых вариантах осуществления возможность дополнительной полосы удовлетворять заданным ограничениям QoS зависит, по меньшей мере, частично от состояния дополнительной полосы. Например, дополнительная полоса может быть выполнена с возможностью удовлетворения заданным ограничениям QoS, когда уровень конфликтов ниже порогового значения. В качестве другого примера, дополнительная полоса может быть выполнена с возможностью удовлетворять заданным ограничениям QoS, когда трафик в буферах очереди данных, ожидающий передачи через дополнительную полосу, ниже порогового значения. В других вариантах осуществления возможность дополнительной полосы удовлетворять заданным ограничениям QoS зависит, по меньшей мере, частично от конфигурации дополнительной полосы, например, параметров прослушивания перед передачей, ограничений по мощности передачи, ширине спектра, охватывающего дополнительную полосу, количеству не разрешенных ресурсов, доступных на основе конфликтов и т.д.

После того, как назначения трафика будут сгенерированы, способ 300 переходит на этап 330, где планировщик передает назначения трафика в точку передачи или в точку приема. Когда планировщик представляет собой бортовой компонент точки передачи или точки приема, этап передачи назначений трафика может включать в себя: воплощают политику планирования, например, сохраняют назначения трафика в таблице планирования и т.д.

В некоторых вариантах осуществления назначения трафика генерируют и/или передают в точку передачи или в точку приема перед установлением объединенного радиоинтерфейса. Например, назначения трафика могут быть переданы в базовую станцию перед установлением соединения радиодоступа между базовой станцией и UE, например, перед передачей мобильного терминала, перед установлением соединения и т.д. В таких вариантах осуществления этап идентификации объединенного радиоинтерфейса может содержать: идентифицируют или классифицируют радиоинтерфейсы, через которые следует применять назначения трафика, например, интерфейсы восходящего канала передачи, интерфейсы нисходящего канала передачи, радиоинтерфейсы с пользователями на кромке соты, радиоинтерфейсы, установленные между устройствами, имеющими конкретные характеристики или возможности и т.д. Например, назначения трафика могут применять набор политик планирования для передачи трафика через радиоинтерфейсы, продолжающиеся до определенного класса UE, например, UE на кромке соты, UE следующего поколения и т.д.

На фиг. 4 иллюстрируется способ 400 для передачи трафика либо через первичную, или дополнительную полосу, на основе назначений трафика, принятых из планировщика, которые могут быть выполнены точкой передачи или точкой приема. Как показано, способ 400 начинается на этапе 410, где объединенный радиоинтерфейс устанавливают между точкой передачи и точкой приема. Затем способ 400 переходит на этап 420, где назначения трафика принимают из планировщика. Назначения трафика назначают трафик либо для первичной полосы, или для дополнительной полосы на основе ограничений QoS трафика. После этого способ 400 переходит на этап 430, где данные передают через объединенный радиоинтерфейс на основе назначения трафика.

В некоторых вариантах осуществления трафик может быть назначен либо для первичной, или для дополнительной полосы на основе одного или больше параметров QoS трафика. На фиг. 5 иллюстрируется способ 500 для передачи трафика, либо через первичную, или дополнительную полосу на основе параметров QoS трафика, и может быть выполнен точкой передачи. Как показано, способ 500 начинается на этапе 510, где пакет принимают в точке передачи. Затем способ 500 переходит на этап 520, где точка передачи определяет, превышает ли уровень приоритета пакета пороговое значение. Если это так, пакет передают через первичную полосу на этапе 570. В противном случае, способ переходит на этап 530, где точка передачи определяет, ассоциирован ли пакет с детерминистическим ограничением QoS. Если это так, пакет передают через первичную полосу на этапе 570. В противном случае, способ переходит на этап 540, где точка передачи определяет, позволяет ли дополнительная полоса удовлетворять статистическим ограничениям QoS пакета. Если нет, пакет передают через первичную полосу на этапе 570. Если дополнительная полоса выполнена с возможностью удовлетворять статистическим ограничениям QoS пакета, тогда пакет передают через дополнительную полосу на этапе 550.

В некоторых вариантах осуществления потоки трафика могут быть мультиплексированы в первичной и дополнительной полосах. В таких вариантах осуществления разные соотношения трафика могут быть выделены для соответствующих первичной и дополнительной полос на основе ограничения QoS в отношении трафика. На фиг. 6 иллюстрируется вариант осуществления сетевой архитектуры, выполненной для предоставления доступа к интегрированному спектру на основе QoS. В этом примере первое UE (UE1) имеет первый набор статистических ограничений QoS (γ₁, δ₁, ε₁), в то время как второе UE (UE2) имеет второй набор статистических ограничений QoS (γ₂, δ₂, ε₂), который отличается от первого набора статистических ограничений QoS. Как показано, трафик, ассоциированный с первым UE, мультиплексирован, как в первичном, так и в дополнительном спектрах, в то время как трафик, ассоциированный со вторым UE, передают исключительно через дополнительный спектр. Блокированные нелицензированные ресурсы могут обозначать коллизию между передачами первого UE или второго UE и другими устройствами, пытающимися получить доступ к невыделенным ресурсам дополнительной полосы.

В некоторых вариантах осуществления беспроводные сети могут создавать наборы спектров (лицензированных и нелицензированных) и могут управлять трафиком через эти наборы в соответствии с возможностями и надежностью сети. Трафик в лицензированных и нелицензированных наборах может быть передан, используя разные формы колебаний, выбранные в соответствии с характеристиками частотных полос и проектируемым трафиком в каждой полосе.

Маршрутизация может быть выполнена с учетом того, что нелицензированный спектр может быть менее надежным, чем лицензированный спектр, например, из-за присутствия других пользователей и/или взаимных помех, вызванных бытовыми приборами, такими как микроволновые печи или другие RAT, управляемые тем же или разными операторами или принадлежащие другим RAT, такие, как системы Wi-Fi.

Аспекты данного раскрытия предусматривают системы и способы для выполнения беспроводной передачи, которые охватывают, как лицензированные и нелицензированные полосы спектра, через объединенный радиоинтерфейс (AI), такой как следующее поколение или 5-е поколение радиоинтерфейса. Аспекты данного раскрытия позволяют увеличить общую пропускную способность системы, также удовлетворяя специфичным для приложения требованиям к качеству услуги (QoS). Аспекты данного раскрытия расширяют беспроводные сети на нелицензированный спектр для улучшения пропускной способности сети. Аспекты данного раскрытия обеспечивают технологии динамического переключения между лицензированным и нелицензированным спектром; гибкое балансирование нагрузки между спектрами; минимальные взаимные помехи через лицензированный спектр; и уменьшение потребностей в лицензированном спектре. Лицензированный спектр, также называемый первичной полосой и/или основной полосой/спектром, может использоваться для трафика с высоким приоритетом и трафика с детерминистическими требованиями к QoS. Он может использоваться, как запасной спектр (например, на основе потребностей) для трафика, имеющего статистические требования к QoS. Нелицензированный спектр, также называемый дополнительной полосой и/или вспомогательной полосой/спектром, может использоваться для разгрузки трафика, и в некоторых вариантах осуществления может использоваться для трафика на условиях наилучших усилий и трафик со статистическим требованием к QoS.

На фиг. 7 иллюстрируется вариант осуществления объединенного радиоинтерфейса для поддержки беспроводной передачи данных, охватывающей, как первичную, так и дополнительную полосы. Первичная полоса может использоваться для трафика с более высоким приоритетом, такого как сигналы управления, службы неотложного реагирования, безопасность, доступ к сети, широковещательная передача данных, синхронизированные каналы и трафик с детерминистическими требованиями к QoS. Нелицензированный спектр может использоваться в нужное время с целью разгрузки трафика и для трафика на основе принципа наилучших усилий (устойчивого к задержкам) (например, загрузка содержания, такого как кинофильмы, фотографии и музыка), а также для трафика со статистическими требованиями к QoS. Сетевые элементы могут динамически переключать трафик между первичной и дополнительной полосами для удовлетворения требований к QoS на основе трафика и/или специфичных для приложения. Это обеспечивает расширение/сужение спектра с учетом нагрузки.

В варианте осуществления дополнительный спектр используется для различных задач, таких как трафик разгрузки данных из первичной полосы и для адаптивного расширения-сужения спектра на основе требований с учетом нагрузки. Следует отметить, что, поскольку используются различные полосы спектра, различные радиоинтерфейсы (AI) могут использоваться для первичной и дополнительной полос. В качестве альтернативы, один и тот же радиоинтерфейс может использоваться для переноса передаваемых данных, с охватом, как первичной, так и дополнительной полос. В варианте осуществления зависящий от типа спектра SoftAI обеспечивает разные параметры передачи (например, конструкции на основе физического уровня (PHY)) для первичной полосы и дополнительной полосы. Это может обеспечить возможность использования разных форм колебаний, разных схем доступа, структуры фрейма, канализации и т.д. Объединенная схема администрирования радиоресурсами (RRM) на основе ассоциации виртуального ресурса (V-RA) может использоваться для определения потребности в нелицензированном спектре с учетом взаимодействия точки передачи (TP) и взаимодействия UE. Механизм отслеживания индикатора ключевых характеристик (KPI) для операции возврата к лицензированному спектру может быть добавлен для обеспечения удовлетворения требований к QoS.

На фиг. 8 иллюстрируется блок-схема алгоритма варианта осуществления для определения процента расширенного спектра, в котором следует выполнять разгрузку трафика. Процент дополнительной полосы, используемой для разгрузки лицензированного трафика может гибко и динамически регулироваться с учетом равнодоступности к сетевым ресурсам и для получения оптимизированных рабочих характеристик, например, для уменьшения влияния на другие существующие системы, на основе факторов, таких как средняя нагрузка трафика в нелицензированных полосах, условия в канале для лицензированного и нелицензированного спектров, и требований к QoS лицензированного трафика, таких как минимальная скорость, чувствительность к задержке, приоритет и другие, в то же время, улучшая рабочие характеристики 5G RAT путем разгрузки трафика с учетом нагрузки.

Чувствительность спектра может использоваться для идентификации неиспользуемых частей нелицензированного спектра, который предназначен для использования в нужное время для разгрузки трафика. OFDM представляет собой наиболее часто используемую форму колебаний множества несущих, но известно, что в нем присутствует большое количество боковых лепестков за пределами полосы в его плотности спектральной мощности. Это может привести к проблемам с взаимными помехами в соседних каналах для существующих систем и требованию использования защитных полос. В качестве альтернативы, динамический доступ к дополнительной полосе может потребовать использования более ограниченной по спектру и масштабируемой форме колебаний в основной полосе пропускания.

Фильтрация может использоваться для уменьшения излучения за пределами полосы OFDM. Отфильтрованный OFDM (F-OFDM) с адаптивными фильтрами, динамически разработанными для конкретных фрагментов частоты, может представлять собой более спектрально эффективную и масштабируемую форму колебаний для динамического доступа к фрагментам с разрывами нелицензированного спектра.

OFDM/OQAM представляет собой форму колебаний с множеством несущих с банком фильтров (FBMC), которые имеют большее спектральное наполнение, чем форма колебаний OFDM (не требуется защитная полоса или циклический префикс) и также предлагает большую гибкость в средах с динамическим совместным использованием спектра, таких как нелицензированный спектр, и может предлагать лучшие характеристики, чем F-OFDM за счет большей сложности и большей латентности.

Аспекты данного раскрытия направлены на систему с множеством несущих, зависящих от типа спектра, в которой комбинируется использование проверенной формы колебаний с множеством несущих, таких как OFDM в первичной полосе и/или формы колебаний, которая в большей степени пригодна для сред с динамическим совместным использованием спектра, таких как формы колебаний F-OFDM или FBMC в дополнительной полосе.

Для доступа к спектру в расширенном нелицензированном спектре может потребоваться соблюдать определенные законодательные постановления в некоторых регионах, такие, как законодательное постановление типа использования прослушивания перед передачей (LBT). Адаптивная и гибкая структура фрейма в дополнительной полосе может быть приспособлена к законодательным ограничениям, таким как механизм LBT, а также может обеспечить возможность передачи измерительного канала и канала синхронизации. В одном варианте осуществления структура фрейма в нелицензированном спектре, где длительность времени для доступа без конфликтов и доступа на основе конфликтов можно регулировать в соответствии с периодическими результатами измерений в канале, может быть установлена, как представлено на фиг. 9.

Запланированный доступ на основе разрешения может использоваться в первичной полосе, в то время как доступ на основе конфликтов может использоваться в дополнительной полосе. Использование доступа на основе конфликтов в дополнительной полосе может позволить совместно использовать спектр с существующими системами. В варианте осуществления могут быть определены два уровня конфликтов. Первый представляет собой конфликт между разными технологиями радиодоступа (RAT), в то время как второй представляет собой конфликт внутри RAT. Конфликт в случае между RAT происходит между технологиями радиодоступа, используя дополнительную полосу (например, между 5G RAT и другими RAT). Конфликт в случае внутри RAT происходит между объектами аналогичных технологий (например, объектами сети 5G с контроллером трафика на основе наилучших усилий одного и/или разных 5G операторов).

В варианте осуществления используется специально разработанный протокол MAC для эффективного использования дополнительной полосы и правильной обработки двух уровней конфликтов в дополнительной полосе. Это может обеспечить возможность использования определенной формы процедуры случайного доступа LBT, центральный объект может определять, следует ли для 5G RAT использовать дополнительную полосу на основе средней нагрузки трафика в нелицензированном спектре. Когда определяют, что нелицензированная полоса незначительно загружена, центральный объект может адаптивно увеличить вероятность для доступа 5G RAT нелицензированного спектра и наоборот. Такой центральный объект может использовать либо запланированный доступ или доступ на основе конфликтов для администрирования конфликта внутри RAT.

Централизованный контроллер может использоваться для выбора, какой спектр должен использоваться каким UE, в зависимости от сценария приложения, типа трафика, требований к QoS и к безопасности. В качестве альтернативы, правила и условия могут быть отправлены в UE для обеспечения возможности UE участвовать в процессе принятия решения.

В одном примерном сценарии данные с высоким QoS, такие как голосовые данные, специфичные для оператора услуги или носители данных с высокой защитой могут быть переданы через лицензированный спектр для обеспечения удовлетворения требований к QoS. В то же время, эластичный трафик, например, на основе оптимальной работы или носители данных, устойчивые к задержке, могут быть переданы через нелицензированный (и менее надежный) спектр. Централизованный контроллер может непрерывно или периодически измерять QoS, предлагаемый в нелицензированной полосе, и динамически переключать UE и трафик обратно на лицензированный спектр всякий раз, когда ожидаемое значение QoS не может быть гарантировано. Механизм возврата может использоваться для гарантирования того, что всякий раз, когда требования к QoS не могут быть выполнены в нелицензированном спектре, будет выполнен возврат в лицензированный спектр.

Предположим, что UE_i имеет периодический трафик с характеристиками QoS, которые захватывают по трем параметрам (γ₁, δ_i, ε_i), где γ представляет собой частоту прибытия пакетов, δ представляет собой максимальную допустимую флуктуацию (разница между временем отправки 2 последовательных пакетов и временем прибытия 2 последовательных пакетов), и ε представляет собой допустимую вероятность нарушений из-за флуктуаций.

Для UE с детерминистическим значением QoS гарантируется, что ε_i равно нулю. Поскольку отсутствует запас для нарушений из-за флуктуаций в этом случае, тогда централизованный контроллер назначает UE с детерминистическим QoS использовать лицензированный спектр. Для достижения такого эффективного использования спектральных ресурсов, централизованный контроллер может назначать ресурсы нелицензированного спектра для UE со статистическими требованиями к QoS. Нелицензированный спектр может быть ненадежным, поэтому, его ресурсы отличаются определенной частотой блокирования q. Централизованный контроллер может отслеживать среднюю частоту блокирования в нелицензированном спектре и может на основе этих характеристик назначать для UE со статистическим QoS использование нелицензированного спектра до тех пор, пока QoS находится в пределах допустимых уровней, например, q<ε_i.

Для специалиста в данной области техники будет понятно, что существующие решения не обеспечивают решение, которое позволяет получить интегрированный способ доступа к спектру, в котором эффективно используются, как и лицензированная, так и нелицензированная полосы спектра, используя унифицированный радиоинтерфейс, одновременно с этим, обеспечивая максимальную общую пропускную способность системы и удовлетворение ограничений QoS для различных типов трафика (например, эластичный в отличие от неэластичного трафика). В описанном выше решении может использоваться преимущество характеристики специфичного для приложения QoS для эффективного использования, как лицензированного и нелицензированного спектра, для расширения характеристики сети радиодоступа 5G.

На фиг. 10 иллюстрируется блок-схема системы обработки, которая может использоваться для воплощения раскрытых здесь устройства и способов. В конкретных устройствах могут использоваться все представленные компоненты, или только поднаборы компонентов, и уровни интеграции могут изменяться от устройства к устройству. Кроме того, устройство может содержать множество экземпляров компонентов, таких как множество модулей обработки, процессоров, запоминающих устройств, передатчиков, приемников и т.д. Система обработки может содержать модуль обработки, в котором установлено одно или больше устройств ввода/вывода, таких как громкоговоритель, микрофон, мышь, сенсорный экран, кнопочная панель, клавиатура, принтер, дисплей и т.п. Модуль обработки может включать в себя центральное процессорное устройство (CPU), запоминающее устройство, устройство-накопитель большой емкости, видеоадаптер и интерфейс I/O, соединенный с шиной.

Шина может представлять собой один или больше из любого типа нескольких архитектур шины, включая в себя шину памяти или контроллер памяти, периферийную шину, видеошину и т.п. CPU может содержать любой тип электронного процессора данных. Запоминающее устройство может содержать любой тип системной памяти, такой как статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM), динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), их комбинацию и т.п. В варианте осуществления запоминающее устройство может включать в себя ROM, которое используется при загрузке системы, и DRAM для сохранения программы и данных, которые используются при выполнении программ.

Устройство накопитель большой емкости может содержать любой тип устройства накопителя, выполненный с возможностью сохранения данных, программ и другой информации и для обеспечения возможности доступа к этим данным, программам и другой информации через шину. Устройство накопитель большой емкости может содержать, например, одно из твердотельного привода, привода жесткого диска, привода магнитного диска, привода оптического диска и т.п.

Видеоадаптер и I/O интерфейс обеспечивают интерфейсы для соединения внешних устройств ввода и вывода с модулем обработки. Как представлено, примеры устройств ввода и вывода включают в себя дисплей, соединенный с видеоадаптером, и мышь/клавиатуру/принтер, соединенные с интерфейсом I/O. Другие устройства могут быть соединены с модулем обработки, и могут использоваться дополнительные, или меньшее количество карт интерфейса. Например, последовательный интерфейс, такой как универсальная последовательная шина (USB) (не показана) может использоваться для обеспечения интерфейса для принтера.

Модуль обработки также включает в себя один или больше из сетевых интерфейсов, которые могут содержать проводные соединения, такие как кабель Ethernet и т.п., и/или беспроводные соединения, для доступа к узлам разных сетей. Сетевой интерфейс позволяет модулю обработки связываться с удаленными модулями через сети. Например, сетевой интерфейс может обеспечивать беспроводную передачу данных через одну или больше из антенн передатчика/передающих антенн и одну или больше антенн приемников/приемных антенн. В варианте осуществления модуль обработки соединен с локальной вычислительной сетью или глобальной вычислительной сетью для обработки данных и обмена данными с удаленными устройствами, такими как другие модули обработки, Интернет, удаленные объекты накопителей и т.п.

На фиг. 11 иллюстрируется блок-схема варианта осуществления устройства 1100 передачи данных, которое может быть эквивалентным одному или больше устройствам (например, UE, NB и т.д.) описанным выше. Устройство 1100 передачи данных может включать в себя процессор 1104, запоминающее устройство 1106 и множество интерфейсов 1110, 1112, 1114, которые могут быть (или которые могут не быть) размещены, как показано на фиг. 11. Процессор 1104 может представлять собой любой компонент, выполненный с возможностью выполнения расчетов и/или других задач, связанных с обработкой, и запоминающее устройство 1106 может представлять собой любой компонент, выполненный с возможностью сохранения программ и/или инструкций для процессора 1104. Интерфейсы 1110, 1112, 1114 могут представлять собой любой компонент или набор компонентов, которые позволяют для устройства 1100 передачи данных выполнять передачу данных, используя сотовый сигнал, и могут использоваться для приема и/или передачи информации через сотовое соединение в сотовой сети.

Хотя описание было подробно представлено выше, следует понимать, что различные изменения, замены и модификации могут быть выполнены без выхода за пределы сущности и объема данного раскрытия, как определено в приложенной формуле изобретения. Кроме того, объем раскрытия не должен быть ограничен конкретными вариантами осуществления, описанными здесь, поскольку для специалиста обычного уровня в данной области техники будет понятно из данного раскрытия, что обработка, устройства, производство, составы веществ, средства, способы или этапы, существующие в настоящее время или которые будут разработаны в будущем, могут выполнять, по существу, ту же функцию или достигать, по существу, того же результата, что и соответствующие варианты осуществления, описанные здесь. В соответствии с этим, приложенная формула изобретения предназначена для включения в свой объем такой обработки, устройств, производства, составов веществ, средств, способов или этапов.