CN105191228B - 用于业务感知媒体接入选择的系统和方法 - Google Patents

Abstract

通过动态地在基于竞争的与基于调度的媒体接入控制(MAC)通信方案之间进行选择可以有效地以同步的方式传达不同的业务类型。此类机制在具有基于竞争的接入资源和基于调度的接入资源的网络中可以是特别有利的。基于竞争的资源和基于调度的资源可以在共同的时间段上出现，并且可以在频域中和/或在码域中正交。所述动态选择可以基于业务特征或网络特征，并且可以在逐包的基础上执行。选择标准可以经动态地更新以适应变化的网络条件，并且可以经由控制信道或更高层信令传达到各个发送器。

Description

用于业务感知媒体接入选择的系统和方法

本发明要求2013年5月6日递交的发明名称为“用于业务感知媒体接入选择的系统和方法(Systems and Methods for Traffic-Aware Medium Access Selection)”的第13/887,914号美国非临时申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明大体上涉及无线通信，且在特定实施例中，涉及用于业务感知媒体接入选择的方法和系统。

背景技术

在传统无线接入网络中，移动设备以或者基于竞争的媒体接入控制(MAC)传输模式或者非竞争的MAC传输模式进行操作。当以基于竞争的MAC传输模式进行操作时，移动设备根据基于竞争的接入技术来传达所有业务。同样地，当以非竞争的MAC传输模式进行操作时，移动设备使用基于调度的接入来传达所有业务。每个MAC传输模式具有其优点和缺点。举例来说，基于调度的接入通常比基于竞争的接入提供更高服务质量(QoS)，而基于竞争的接入通常实现更低的时延时间，特别是针对较小净负荷业务。

随着移动设备能力的提升，很可能用户会想要同步传送不同的业务类型。举例来说，用户可能想要与使用基于竞争的接入传达第二业务流(例如，不容时延的/低容量的数据流)同时地使用基于调度的接入传达第一业务流(例如，高QoS业务流)。当前，取决于UE以哪种MAC传输模式进行操作，移动台将需要使用相同的MAC传输技术来传达这两种业务流。因此，需要用于有效地传达不同业务类型的新的机制。

发明内容

通常通过描述用于业务感知媒体接入选择的方法和系统的本发明的实施例来实现技术优点。

根据一个实施例，提供一种用于使用多种媒体接入控制(MAC)接入技术来传达数据的方法。在此实例中，所述方法包含获得第一业务流和第二业务流，并且在网络上同步地传达第一业务流和第二业务流。第一业务流根据基于调度的接入MAC通信方案来传达，且第二业务流根据基于竞争的接入MAC通信方案来传达。还提供一种用于执行此方法的装置。

根据另一实施例，提供一种用于传达控制信息的方法。在此实例中，所述方法包含根据网络条件确定媒体接入控制(MAC)选择标准，并且将MAC选择标准传达到网络中的一或多个移动设备。MAC选择标准指定在确定是使用基于竞争的接入MAC通信方案还是基于调度的接入MAC通信方案来传达业务时将由所述移动设备使用的规则或参数。还提供一种用于执行此方法的装置。

根据又一实施例，提供另一种用于使用多种媒体接入控制(MAC)接入技术来传达数据的方法。在此实例中，所述方法包含获得多个包、在逐包的基础上确定是使用基于竞争的还是基于调度的接入来传达所述多个包、并且在网络上同步地传达第一包和第二包。第一包根据基于调度的接入MAC通信方案来传达，且第二包根据基于竞争的接入MAC通信方案来传达。

附图说明

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：

图1示出了用于传达数据的无线网络的图；

图2示出了用于传输数据的实施例方法的流程图；

图3示出了用于配置MAC选择标准的实施例方法的流程图；

图4示出了用于传达数据的实施例设备的方框图；

图5示出了用于选择用于传达数据的MAC传输模式的实施例方法的流程图；

图6示出了用于配置MAC选择标准的实施例通信序列的协议图；

图7示出了实施例通信信道的图；

图8示出了实施例通信信道的图；以及

图9示出了实施例通信设备的方框图。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。

具体实施方式

下文将详细论述本发明实施例的制作和使用。应了解，本文所揭示的概念可以在多种具体环境中实施，且所论述的具体实施例仅作为说明而不限制权利要求书的范围。进一步的，应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。

本文所揭示的是用于使用基于调度的接入和基于竞争的接入MAC通信方案两者来同步地传达业务流的技术。更确切地说，本发明的各方面使得移动台能够使用基于调度的接入MAC通信方案传达第一业务流，同时所述移动台使用基于竞争的接入MAC通信方案传达第二业务流。两种类型的同步传输通过同步地使用不同的物理资源(例如：频率、时间、扩频码或其任意组合)来完成。在实施例中，移动台可以动态地在基于调度与基于竞争的接入之间进行选择以用于在网络上传达给定业务流。移动台可以根据MAC选择标准来选择MAC通信方案，所述MAC选择标准可以包含业务流的特征和/或网络的特征。举例来说，MAC选择标准可以包含业务流的服务质量(QoS)要求(例如，差错率等)、业务流的时延要求、通过业务流承载的数据的量、与数据流相关联的开销的量、基于竞争的接入信道的拥塞程度(例如，如通过回退时间或以其它方式指示)、与基于调度的接入信道相关联的时延延迟或任意其它因素。选择标准可以从移动台的先验信息、通过控制器/基站传达的控制信息或其组合获得。

图1示出了用于传达数据的网络100。网络100包括具有覆盖区域112的接入点(AP)110、多个用户设备(UE)120以及回程网络130。AP 110可以包括能够尤其通过建立与例如基站、增强型基站(eNB)、毫微微小区及其它无线启用设备等UE 120的上行链路(虚线)及/或下行链路(点线)连接而提供无线接入的任意部件。UE 120可以包括能够建立与AP 110的无线连接的任意部件。回程网络130可以是允许数据在AP 110与远端(未示出)之间交换的任意部件或部件的集合。在一些实施例中，网络100可以包括各种其它无线设备，例如中继器、毫微微小区等。

本发明的各方面提供用于动态地选择基于竞争的或基于调度的MAC通信方案以用于在网络上传达业务的机制。在一个实施例中，无线接入网络可以包含具有基于竞争的接入的第一MAC通信信道以及具有基于调度的接入的第二MAC通信信道。基于竞争的接入信道可以根据电气和电子工程师学会(IEEE)802.11ad(2012年)进行操作，所述文献好像全文复制一样以引入的方式并入本文本中。

图2示出了如可以通过移动台执行的用于传输数据的实施例方法200。如图所示，方法200开始于步骤210，其中移动台产生和/或接收业务流。其后，方法200前进到步骤220，其中移动台选择或者基于竞争的接入或者基于调度的接入MAC通信方案以用于在网络上传达业务流。在一个实施例中，移动台的选择可以是基于MAC选择标准。MAC选择标准可以通过基站传达或可以是移动台的先验信息。MAC选择标准可以包含业务流的服务质量(QoS)要求(例如，差错率等)、业务流的时延要求、通过业务流承载的数据的量、与数据流相关联的开销的量、基于竞争的接入信道的拥塞程度(例如，如通过回退时间或以其它方式指示)、与基于调度的接入信道相关联的时延延迟或任意其它因素。

随后，方法200可以前进到步骤230，其中移动台可以使用所选择的MAC通信方案来传达业务流。在其中移动台选择基于调度的MAC通信方案的情况下，移动台可以请求来自基站的上行链路授予资源。在其中移动台选择基于竞争的MAC通信方案的情况下，移动台可以在不请求上行链路授予资源的情况下传达业务流。举例来说，移动台可以使用“先听后讲”方法来在基于竞争的通信信道上传达业务。

在一些实施例中，通信控制器或基站可以将MAC选择标准传达到移动台。实际上，基站可以根据网络条件来动态地选择MAC选择标准。这可以允许接入网络更有效地操作和/或适应变化的网络条件，例如业务类型、负荷条件等。图3示出了如可能通过基站执行的用于配置MAC选择标准的方法300。如图所示，方法300可以开始于步骤310，其中基站根据网络条件确定MAC选择标准。其后方法300可以前进到步骤320，其中基站将MAC选择标准传达到网络中的一或多个移动设备。举例来说，基站可以将消息发送到网络中的一或多个移动台。消息可以是广播消息、多播消息或单播消息。消息可以经由控制信道或替代地通过例如无线电资源控制(RRC)信令等更高层信令来传达。

图4示出了用于传输业务流的设备400。如图所示，设备400包含包调度程序410、MAC模式选择器420、基于竞争的MAC通信模块430、基于调度的MAC通信模块440以及混合自动重传请求(HARQ)模块450。包调度程序410可用于接收业务流。业务流可以包含一或多个包，并且可以与彼此并行地被接收。在一个实施例中，业务流可以包含单个包。包调度程序410可以将所接收的业务流的业务特征传达到MAC模式选择器420。MAC模式选择器420可以选择用于业务流中的每一者的MAC模式，并且将所选择的MAC模式传达到包调度程序410。

包调度程序410随后可以取决于用于相应业务流的所选择MAC模式将业务流转发到或者基于竞争的MAC通信模块430或者基于调度的MAC通信模块440。基于竞争的MAC通信模块430可以根据基于竞争的MAC通信技术来传达所接收的流，而基于调度的MAC通信模块440可以根据基于调度的MAC通信技术来传达所接收的流。因此，业务流可以随后被转发到HARQ模块450，所述模块可以提供用于设备400的HARQ功能。举例来说，HARQ模块450可以传达确认和否定确认以确定传输由基站成功地接收，以及必要时重新传达未被成功地接收的传输。在一个实施例中，MAC模式选择器420通过基站设置有一组QoS特征。在另一实施例中，如果到MAC模式选择的业务流是相当静态的(例如，一或多个业务流映射到基于竞争的MAC一段时间)，那么业务流可以完全绕过包调度程序且直接经由基于竞争的MAC传输。在实施例中，基于竞争的MAC通信模块430和基于调度的MAC通信模块440同步地传达包级流。

图5示出了如根据本发明实施例可以通过移动台执行的用于选择MAC传输模式的流程图500。如图所示，移动台可以首先将每个服务质量(QoS)队列映射到时延和可靠性标准。接着，移动台可以等待新的包到达，或替代地等待时延定时器到时。移动台随后可以根据包的相应时延要求对包进行排序，并且识别在使用基于调度的接入MAC通信方案进行传输时将超出其最大时延的包。如本文中所论述，在使用基于调度的接入进行传输时将超出其最大时延要求的包被视为违规包，而在使用基于调度的接入进行传输时将不超出其最大时延要求的包被视为非违规包。移动台使用基于竞争的接入MAC通信方案传输违规包。移动台捆绑非违规包，并且随后确定非违规包束是否超出最小的基于调度的包大小。如果是，那么非违规包束是根据基于调度的接入MAC通信方案传输。如果所述束对于基于调度的传输而言太小，那么移动台确定非违规包束是否可以作为基于竞争的业务来传输。举例来说，非违规包束可以或可以不具有能防止(或以其它方式阻止)基于竞争的传输的业务特征(例如，QoS要求、开销等)。当可能时，使用基于竞争的接入来传输非违规包束。如果无法使用基于竞争的接入来传输非违规包束，那么将所述束放回到基于调度的传输队列中以与另外的非违规包一起重新捆绑。其后，重置时延定时器。

图6示出了如可能在控制器与UE之间发生的用于传达MAC选择标准的协议图600。如图所示，控制器选择MAC选择标准，随后将所述MAC选择标准传达到UE。在一些实施例中，控制器可以在初始化阶段期间发送用于在基于竞争的与基于调度的传输之间进行选择的规则，这可以允许UE例如基于QoS范围、标头限制等临时对包进行分类。其后，控制器可以传达MAC选择参数，这可以允许UE执行包分类。从控制器发送到UE的消息可以是广播消息、多播消息或单播消息。在对包进行分类之后，UE可以执行数据传输。

基于调度的接入资源和基于竞争的接入资源可以在频域中和/或在码域中正交。图7示出了其中基于调度的接入逻辑资源和基于竞争的接入逻辑资源定位在共同时间间隔/时间段期间的不同频率资源上的传输方案700。图8示出了其中基于调度的接入逻辑资源和基于竞争的接入逻辑资源定位在共同时间间隔/时间段的不同扩频序列/码上的传输方案800。

图9图示可等效于上文所论述的一或多个设备(例如，UE、NB等)的通信设备900的实施例的框图。通信设备900可包括处理器904、存储器906、蜂窝接口910、辅助无线接口912以及回传接口914，它们可以(或可以不)按照图9所示进行布置。处理器904可以是能够进行计算和/或其它有关处理的任务的任意部件，存储器906可以是能够为处理器904存储程序和/或指令的任意部件。蜂窝接口910可以是允许通信设备900使用蜂窝信号进行通信的任意部件或部件的集合，并且可用于在蜂窝网络的蜂窝连接上接收和/或发送信息。辅助无线接口912可以是允许通信设备900通过Wi-Fi、蓝牙协议或控制协议等非蜂窝无线协议进行通信的任意部件或部件的集合。设备900可使用蜂窝接口910和/或辅助无线接口912与任意无线启用部件(例如基站、中继设备或移动设备等)进行通信。回传接口914可以是允许通信设备900通过包括有线协议的附加协议进行通信的任意部件或部件的集合。在实施例中，辅助接口914可允许设备900和另一个组件，例如回程网络组件进行通信。

尽管进行了详细的描述，但应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围不希望限于本文中所描述的特定实施例，所属领域的一般技术人员将从本发明中容易了解到，过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤(包括目前存在的或以后将开发的)可执行与本文所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文所述对应实施例大致相同的效果。相应地，所附权利要求范围包括这些流程，机器，制造，物质组分，构件，方法，及步骤。

Claims (11)

1.一种用于使用多种媒体接入控制MAC接入技术来传达数据的方法，其特征在于，包括：

通过发送器获得第一业务流和第二业务流；

在网络上同步地传达所述第一业务流和所述第二业务流，其中所述第一业务流根据基于调度的接入MAC通信方案来传达，并且其中所述第二业务流根据基于竞争的接入MAC通信方案来传达；

根据选择标准来选择所述基于调度的接入MAC通信方案以传达所述第一业务流；所述选择标准包含时延要求；

根据所述选择标准来选择所述基于竞争的接入MAC通信方案以传达所述第二业务流；

根据所述选择标准选择所述基于竞争的接入MAC通信方案以用于传达所述第二业务流包括：确定用于所述第二业务流的最大时延时间段超出与所述基于调度的接入MAC通信方案相关联的延迟时间段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同步地传达所述第一业务流和所述第二业务流包括：

传输所述第一业务流；并且

在开始传输所述第一业务流之后但在完成所述第一业务流的传输之前传输所述第二业务流的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同步地传达所述第一业务流和所述第二业务流包括：

传输所述第二业务流；并且

在开始传输所述第二业务流之后但在完成所述第二业务流的传输之前传输所述第一业务流的至少一部分。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同步地传达所述第一业务流和所述第二业务流包括：

在与所述第二业务流不同的频率上传达所述第一业务流。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同步地传达所述第一业务流和所述第二业务流包括：

根据不同扩频序列传达所述第一业务流和所述第二业务流。

6.一种用于使用多种媒体接入控制MAC接入技术来传达数据的装置，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储用于通过所述处理器执行的程序设计的计算机可读存储媒体，所述程序设计包含用于进行以下操作的指令：

获得第一业务流和第二业务流；以及

根据选择标准来选择基于调度的接入MAC通信方案以传达所述第一业务流；所述选择标准包含时延要求；

根据所述选择标准来选择基于竞争的接入MAC通信方案以传达所述第二业务流；

在网络上同步地传达所述第一业务流和所述第二业务流，其中所述第一业务流根据基于调度的接入MAC通信方案来传达，并且其中所述第二业务流根据基于传达的接入MAC通信方案来传达；

其中，根据所述选择标准选择所述基于竞争的接入MAC通信方案以用于传达所述第二业务流包括：确定用于所述第二业务流的最大时延时间段超出与所述基于调度的接入MAC通信方案相关联的延迟时间段。

7.一种用于传达控制信息的方法，其特征在于，包括：

根据网络条件来确定媒体接入控制MAC选择标准；并且

通过通信控制器将所述MAC选择标准传达到所述网络中的一或多个移动设备，其中所述MAC选择标准指定在确定是使用基于竞争的接入MAC通信方案还是基于调度的接入MAC通信方案来传达业务时将由所述移动设备使用的规则或参数；

所述MAC选择标准指定针对所述基于竞争的接入MAC通信方案和所述基于调度的接入MAC通信方案中的至少一者的时延要求；

所述MAC选择标准使得：

针对用于业务流的最大时延时间段超出与所述基于调度的接入MAC通信方案相关联的延迟时间段，所述移动设备选择基于竞争的接入MAC通信方案传达所述业务流。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述MAC选择标准传达到所述一或多个移动设备包括：

将单播消息传输到所述网络中的至少一个移动设备。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述MAC选择标准传达到所述一或多个移动设备包括：

将多播消息传输到所述网络中的至少一个移动设备。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述MAC选择标准传达到所述一或多个移动设备包括：

将消息广播到所述网络中的所有移动设备。

11.一种控制器，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储用于通过所述处理器执行的程序设计的计算机可读存储媒体，所述程序设计包含用于进行以下操作的指令：

根据网络条件来确定媒体接入控制MAC选择标准；以及

将所述MAC选择标准传达到所述网络中的一或多个移动设备，其中所述MAC选择标准指定在确定是使用基于竞争的接入MAC通信方案还是基于调度的接入MAC通信方案来传输业务时将由所述移动设备使用的规则或参数；

所述MAC选择标准指定针对所述基于竞争的接入MAC通信方案和所述基于调度的接入MAC通信方案中的至少一者的时延要求；

所述MAC选择标准使得：

针对用于业务流的最大时延时间段超出与所述基于调度的接入MAC通信方案相关联的延迟时间段，所述移动设备选择基于竞争的接入MAC通信方案传达所述业务流。