CN107005999B - 用于时域帧结构的动态优化的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用在网络部件上的方法，和一种系统，用于在非授权频谱带中预留资源。所述方法包括确定网络运营商的排队流量的服务质量要求。进一步，所述方法包括根据所述服务质量要求，在非授权频谱带中为网络运营商预留资源从而形成所述流量的协作帧，所述协作帧具有来自所述非授权频谱的资源的灵活比例。

Description

用于时域帧结构的动态优化的方法和系统
本申请要求享有于2014年12月12日提交、申请号为14/568,743、名称为“用于时域帧结构的动态优化的方法和系统”的美国非临时性专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本公开涉及移动通信，尤其涉及运用非授权频谱的移动通信。
背景技术
无线数据使用量已经历且继续经历着显著的增长。一些预测显示，在不远的将来，数据使用量的增长将超过现有使用量的1000倍。该增长的成因包括诸如智能手机或平板电脑等移动设备上更高的数据使用量，以及在其他新兴领域诸如机器对机器，设备对设备或其他流量类型等领域的数据使用。
当前，网络运营商提供着大量的数据。例如，数据可在诸如第三代合作伙伴项目(3GPP)标准所描述的蜂窝网络上进行提供。这些移动技术包括但不限于：诸如全球移动通讯系统(GSM)和码分多址(CDMA)等第二代网络，诸如通用移动通信系统(UMTS)等第三代网络，及诸如长期演进技术(LTE)等第四代网络。另外，第五代(5G)网络开始日趋成熟。网络运营商运用这些标准的技术为用户设备提供数据服务。
无线数据也可以其他方式提供，包括，例如，用于无线局域网(WLAN)的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准。
然而，无线频谱在许多情况下由网络运营商大量使用，且为了适应显著的数据增长，正在探索各种用于5G通信的选择。
发明内容
本公开的一个实施例提供了一种在网络部件上的方法和一种系统，用于在非授权频谱带中预留资源。所述方法包括确定网络运营商的排队的流量的服务质量要求。进一步，所述方法包括，根据所述服务质量要求，在非授权频谱带中为所述网络运营商预留资源，以为所述流量形成协作帧，所述协作帧具有来自所述非授权频谱的资源的灵活比例。
本公开的另一个实施例进一步提供了一种网络部件，配置用于在非授权频谱带中预留资源。所述网络部件包括：处理器，配置用于确定蜂窝网络运营商的排队的流量的服务质量要求。进一步，所述网络部件配置用于，根据所述服务质量要求，在非授权频谱带中为所述网络运营商预留资源以为所述流量形成协作帧，其中所述协作帧具有来自所述非授权频谱的资源的灵活比例。
附图说明
参照附图，本公开将可更好地理解，其中：
图1为示出一个示例网络构架的方框图；
图2为示出另一示例网络构架的方框图，其中加入了能够运用非授权频谱进行通信的用户设备；
图3为示出提供通信时间份额的一个示例中逻辑块的方框图；
图4为示出根据本发明实施例的用于优化共存帧和分配优化的共存帧的逻辑块的方框图。
图5为示出根据本发明实施例的非授权信道上的共存帧的分配情况的方框图；
图6为示出根据本发明的实施例的用于在共存帧结束点发送NAV的选项的方框图；
图7为示出根据本发明的实施例的观察时段，多个协作帧，主动感知阶段和共存帧的时序图；
图8为示出根据本发明的实施例在信道中的共存帧期间的资源分配情况的时序图；
图9为示出根据本发明的实施例对共存帧的资源进行优化的过程的方框图；
图10为示出根据本发明的实施例的计算平台的方框图；和
图11示出了通信设备实施例的方框图。
具体实施方式
本公开的实施例提供了利用非授权频谱的方法和系统，从而减轻授权频谱的负担。在本公开的一方面，非授权频谱的使用也实现了不同应用情境和流量类型的目标服务质量(QoS)和体验质量(QoE)。
本公开一方面提供了介质访问控制(MAC)机制以与非授权频谱的当前占用者时频联合共存。所述当前占用者可包括但不限于：WLAN和雷达系统。特别地，本公开的一个实施例提供了一种系统和方法，用于高效而灵活的，基于服务质量的，下一代载波型空中接口与已存在的系统在非授权频谱中的时域共存。
如此处所用的，“授权频谱”是指专门授权给一个地理区域内的被许可人的无线电频谱部分。例如，各种监管机构，诸如美国联邦通信委员会(FCC)和美国国家电信和信息管理局(NTIA)可向被许可人提供给定波段中的部分无线电频谱的频率分配。所述授权通常界定了频率范围，地理位置，最大功率水平，以及其他规定。
如此处所用到的，“非授权频谱”是指已经由监管机构分配的对于未注册的用户可用的频率波段。即，所述非授权频谱是无专用被许可人的无线电频谱部分。法规可限制所述非授权频谱上的传输功率。
一方面，所述共存由运营商传输点(TP)集群所用，且其还允许在非授权频谱中与现存的传统的和现有技术的WLAN系统共存。特别地，专属的软通信时间份额可针对一些帧在一个或更多频率信道上授权给无线接入集群(RAC)。所述帧，例如，可在所述时域中与非授权频谱的包括WLAN在内的其他用户共存。此处所用的术语“软通信时间份额”是指在给定的时隙，灵活的信道资源比例的分配情况。然而，在给定时隙，由发送器所用的信道比例可能比分配的量更高从而满足QoS要求，只要之后该接入时间被重新分配给利用该信道和未来时隙的其他人。此外，由发送器所使用的信道比例可能低于分配的量。术语“软”是指所述分配是一个更长期的目标通信时间比例，其可在一系列优化的物理共存帧中实现。
因此，给定在即将到来的时间窗口内在非授权频谱中信道上分配给TP集群的软通信时间份额，本公开的实施例提供了以QoS优化的时分复用传输时隙形成共存帧的形式来动态执行资源预留。优化可考虑：非授权频谱的使用及其对载波型空中接口的适用性，通过以开销的形式消除通信时间损失而获得的共存效率，被服务的流的服务质量要求，以及可适用的现存WLAN的服务质量接入类别。
在一个实施例中，对时分复用的传输时隙的预留可作为中央频谱管理控制器(CSMC)的部分动态功能，而所述中央频谱管理控制器通常处理在授权和非授权频谱中的联合操作。
现参考图1，其示出了运营于一个地理位置中的两个网络运营商的示例。如图1所示，多种基站110为覆盖区域内的用户设备提供宏小区覆盖。基站110属于一个特定运营商，且在图1示例中基站110中的一些基站可归属第一运营商，而一些基站可归属第二运营商。
另外，图1示例中示出了多个接入点112。这些接入点可能，例如，归属于诸如微微或毫微微小区的小的小区，以及远程无线电头端(RRHs)和其他选项。所述小小区可从宏小区分流一些流量，尤其在接近小区边界或在密集使用的区域。
WLAN接入点114可用于将一些流量分流到WLAN所用的非授权频谱上。
此外，如图1中实施例所示，用户设备可包括诸如笔记本电脑120，智能手机122和其他一些设备。所述用户设备可通过WLAN接入点114接入WLAN中，且可通过基站110或小小区接入点112接入蜂窝网络或未来的无线网络，例如不具有小区ID的无线网络。
每个网络运营商还可具有中央频谱管理控制器(CSMC)。所述控制器可为运营商网络中的传输点(TP)管理频谱分配。在图1中的示例中，CSMC 130由第一网络运营商运行，而CSMC 132由第二网络运营商运营。
为了提升数据吞吐量，从图1可知，一个选项是将数据流量分流到WLAN。然而，所述分流对用户是非透明的，且未考虑到通常由3GPP空中接口所提供的服务质量要求。
就这一点而言，在本公开的一个方面，所述方法和系统将3GPP空中接口(AI)的益处转至非授权频谱。
诸如5G通信(此处称第五代非授权频谱的使用为5G-U)等移动通信的非授权频谱的使用可带来诸多挑战。在一个实施例中，一个挑战就是在地理上重叠部署的网络共享非授权频谱。
5G-U的另一个挑战是，在授权频谱中的公共信道上或者通过诸如中间人等第三方来协调运营商都是不切实际的。如上所述，授权频谱通常意味着频谱授权给某网络运营商且可由该网络运营商专属使用。
此外，任何使用非授权频谱的解决方案均可能要求运营商之间的公平性，以及对该非授权频谱的当前使用者的公平性。例如，如果5GHz波段用于非授权通信，现存的用户可能包括WLAN应用，以及诸图1中雷达140等应用。
5G-U的使用机制是执行先听后讲(LBT)。然而，如果个体传输点(TP)和用户设备(UE)单纯地使用先听后讲，可能不可预知时间频率资源且可能无法实现良好的服务质量和体验质量。此外，所述机制不是提供用于确保定期的测量和同步信令的资源。此外，使用先听后讲通常不会考虑到高级传输方案，包括多点协作(CoMP)或联合传输(JT)。在LBT系统中，上行链路也可能由于低传输功率而遭受攻击。
使用非授权频谱的另一个挑战是遵守地区特定法规。例如，在一些区域，特定非授权频谱可由任何人使用，但在其他区域，该频谱可能禁止使用。
因此，为了在非授权频谱上实现载波型空中接口，下文将描述多种系统。下文系统将围绕5G运营进行描述。然而，这不旨在具有限制性且本公开可同其他标准或传输技术等同地使用。5G-U的使用因此仅旨在作为一个示例。
现参考图2。如图2所示，所述网络同图1的相似。特别地，第一运营商具有第一区域，第二运营商在相似的地理区域内运营。每个均使用基站210。基站210中的一些基站归属于第一运营商，而一些归属于第二运营商。
小小区的接入点212归属于第一运营商或第二运营商。WLAN接入点214可归属于家庭或企业或可由运营商使用以提供Wi-Fi分流。
用户设备，诸如笔记本电脑220或智能手机222可接入运营商的授权频谱或通过WLAN接入点214接入WLAN。
此外，每个运营商包括CMSC，第一运营商的显示为CSMC 230，第二个运营商的显示为CSMC 232。
雷达236可使用部分非授权频谱。
在图2中的示例中，UE 234能使用非授权频谱以根据本公开进行5G-U通信。特别地，如图2所示，非授权频谱240的图谱提供非授权频谱内的多个信道242。例如，每个信道242均可具有20MHz的带宽。然而，这只是个示例且可把其他频带宽度分配给信道
因此，本公开提供了针对5G通信使用非授权频谱。在本公开的一个方面中，软通信时间授权由每个CSMC或虚拟频谱访问协调器(VSAC)提供。软通信时间份额接下来可转化为实际帧，该实际帧使用基于服务质量的在自分配信道上对共存帧进行的动态优化，如下文所述。
本公开不限于向TP或TP集群授权软通信时间份额的任何特定系统或方法。可能存在针对该授权的各种技术。下文将围绕图3描述授权软通信时间份额的系统的一个示例。然而，图3仅作为一个示例。
现参考图3，其示出了提供软通信时间份额授权的概览的方框图。如图3所示，对于每个中央频谱管理控制器或虚拟频谱访问控制器，提供了多个逻辑块。
第一逻辑块320是多节点被动感知信道测量和选择块。在一个实施例中，所述多节点被动感知可由地理区域内的每个传输点(TP)来完成。在其他实施例中，所述网络可仅配置几个TP来做被动感知。例如，这可能包括一组执行感知的感知节点。
在块320处的所述被动感知允许TP生成候选信道列表。一旦完成在块320处的被动感知，图3的实施例就为块330提供在被动感知过程中发现的选定的候选信道的列表。
块330执行多种功能，包括执行主动感知阶段和生成每信道RAC集。所述功能可能，例如，在CSMC或VSAC执行。特别地，在子块332，每个CMSC或虚拟频谱接入协调器(VSAC)为每个信道配置协作RAC集合。此外，在子块334，所述主动感知阶段包括接收和传输信标。总的来说，块330的操作提供了生成RAC并且随后在网络中发现每个RAC的邻居是谁的方式。
被动感知块320中的信息及从子块332中配置的每信道协作RAC集合都提供给每信道协作信息块340。
块340代表提供给调度块350的输入信息，调度块350运行每个信道的调度器。调度器中的信息由块360表示的专属软通信时间授权构成，块360是示出为每个信道分配软通信时间份额的调度块的结果的逻辑块。
所述软通信时间份额接下来可用以在确保服务参数质量的同时在非授权频谱上提供5G空中接口。
因此，图3提供了在信道上分配软通信时间份额的一个选项。根据本公开，接下来利用用于有效而灵活的、基于服务质量的、下一代载波型空中接口的时域共存的系统和方法，将每个软通信时间份额转化为帧。特别地，本公开以QoS优化的时分复用的传输时隙形成共存帧的形式来动态执行软通信时间份额的资源预留。现参考图4。
如图4所示，基于QoS的对共存帧块410的动态优化提供了对自分配信道上的帧的动态优化。特别地，块410提供了灵活的基于服务质量的时域共存。通过灵活，5G-U分配的帧结构不是静态的。并且，服务质量优化使通信时间更有效地被利用。为了实现这一点，在一个实施例中，假定RAC中的接收器，包括TP，具有监听WLAN信标的能力。
块410，包括作为输入由CMSC或VSAC分配给特定RAC的软通信时间份额，由输入412显示。
此外，联合操作块420提供在授权和非授权频谱中的联合操作。所述联合操作块420为优化块410提供服务质量统计信息，如箭头422所示，以及关于与授权频带传输的同步的信息，如块424所示。
基于输入，动态优化块410计算由确定性共存帧块440所表示的确定性物理帧分配。
每个块都会在下文更加详细地描述。
现参考图5，其示出了多个信道和两个软通信时间份额的授权情况，以及那些通信时间份额内的优化的共存帧。特别地，如图5所示，第一非授权信道510连同第二非授权信道512一同示出。图5的示例仅用作例证，在现实世界的实施例中，非授权频谱中可存在多个非授权信道。
如图5所示，非授权信道512以专属的软通信时间份额的形式分配给了运营商的RAC。所述专属软通信时间份额持续一个协作时段，其包括主动感知阶段520及该协作时段的剩余时间，该剩余时间用于一个或更多共存帧的分配。
在任何给定的协作时段530中，软通信时间向诸如WLAN等非授权频谱的现有用户提供部分通信时间。其也向各种RAC中的一个RAC提供通信时间。在图5的示例中，在第一协作时间段中，所述WLAN接收65％的通信帧的分配，由块532所示。那么，所述RAC接收剩下的35％的分配。
同样地，在第二协作时间段540，所述WLAN接收40％的分配，由块542所示。与第一时隙中不同的RAC接收60％通信时间的分配，由块544所示。
在图5中，信道512的示例未规定共存帧的实际分配。然而，基于上述的优化块410可分配所述共存帧。在图5的实施例中示出了关于信道510的这种分配。
特别地，在图5的实施例中，向协作时间帧550提供了软通信时间分配，其包括由块552所示的用于WLAN的37％以及由块554所示的用于RAC的63％。
接下来，优化所述分配以生成实际帧。这些帧例如由帧562，564及566等示出。此外，协作时段550包括协作时段内的主动感知阶段块568。在一个实施例中，如图5所示，共存帧564仅包括5G网络的资源。作为替代的实施例，共存帧可以仅包括WLAN网络的资源。
由图4的块410所执行的上述帧分配优化考虑到了共存帧方面的灵活性。从而，帧分配不限于固定的载波帧的尺寸。指定的帧也不限于WLAN信标间隔，也被称为目标信标传输时间(TBTT)。通过考虑到具有灵活的帧尺寸，可对通信时间进行优化。特别地，由于灵活定时允许控制器抓取未使用的通信时间，从而没有通信时间或共存开销损失。
此外，优化将5G空中接口队列中数据包的延迟预算考虑在内。其也考虑了5G-U数据包的测量、同步和控制的最大持续时间。而且，所述优化考虑了成功传输所需的WLAN增强型分布式信道接入(EDCA)要求。
如下所述，在任何共存帧和共存时间之前，传输点在WLAN前监听并获取信道。其接下来使用多节点传输的伪WLAN清除发送(CTS)信号来预留后续共存帧的优化部分。如果RAC具有多个TP，CTS信号的传输可能是在RAC内部TP之间联合进行的或者可能是按顺序进行的，这取决于系统设计。
再次参考图5，在第二时间帧580中，分配给所述WLAN 60％的通信帧，由块582示出，且分配给RAC40％的通信帧，由块584示出。在这种情况下，分配了各种帧，其中所述帧进行了优化以在协作时间段580中使用，所述优化的帧用编号586，587和588示出。
用于5G通信帧的非授权频谱中的帧接下来能够利用与那些用于5G的授权频谱相似的技术。特别地，如图5所示，在优化的通信帧期间，可向UE提供例如数据协作多点(CoMP)传输技术，而控制信号从宏基站提供，由块590示出。块590进一步提供对传输和频谱利用的其他优化，包括在非授权频谱上的设备对设备(D2D)通信。
相似地，块592显示一个不同运营商的使用及相似技术的RAC。
基于上述，块410的优化具有多种功能。在第一方面，在考虑了多种考虑事项的同时，所述优化对即将到来的共存帧的长度进行最大化。第一考虑事项是，运营商空中接口同步和控制测量的定时要求。如此，根据第一考虑事项，需要分配适当的定时以确保可有效实现定期的载波型控制、测量和同步信令。
为了最大化灵活共存帧长度，第二考虑因素是排队的运营商数据包的当前服务质量要求。换言之，关于即将到来的共存帧的长度，数据包延迟预算被考虑在内。
第三个考虑事项可包括通过检测附近被服务的接入类别(AC)而将最严格的WLANQoS要求作为因素考虑在内。该考虑事项仅与现有技术的WLAN诸如802.11e或802.11acWLAN相关。在其他情况下，缺省值可用于WLAN QoS要求。
为了最大化长度，第四考虑事项是针对即将到来的共存帧，基于过去的帧内的实际通信时间来均衡WLAN的通信时间部分，以维持运营商与WLAN通信时间份额的总体比率。换言之，如果，由于服务质量要求，之前共存帧中由RAC使用的比例高于所分配的，那么随后的共存帧可通过分配给WLAN更多资源以补偿该过度使用。
为了抓获通信时间资源，在本公开中的一个方面，RAC可用多节点传输方式发送伪WLAN CTS/请求发送(RTS)帧，以有效地从周围的WLAN传输中清理介质。如果所述RAC包括多个TP，所述多点传输可以是联合的，其中RAC中的全部TP联合发送伪WLAN CTS/RTS，或可以是按顺序的。如果RAC中仅存在一个TP，从TP发送所述WLAN CTS/RTS以清理所述介质。所述伪WLAN/RTS帧通过为WLAN设定网络分配向量(NAV)来保护集群的即将到来时隙的优化持续时间，从而强制竞争延迟。在所述向量中设定的时间段，所述NAV将阻止WLAN争夺信道资源。
在另一方面，在WLAN完成传输后，可在接近共存帧结束点处获取所述介质。在这种情况下，WLAN传输时隙中剩余的时间段可能不足以进行另一个成功的WLAN传输。在这种情况下，该时间可授权给5G-U空中接口。换言之，如果所述WLAN传输靠近其帧的结束点，且没有充足的资源用于另一个WLAN进行传输，那么RAC可利用伪WLAN CTS/RTS投机性地抓获信道资源。
在本公开的另一方面，非授权频带中优化的时隙内的传输的符号级同步与授权频带上现存的信号相符。考虑到统一的空中接口，这可基于来自运营商网络中联合操作管理器的信号，以使两个频带的物理符号相对齐。
现参考图6，其示出了共存时段内的传输块。如图6所示，共存帧610形成协作时段的一部分。在图6的示例中，所述协作时段通过软通信时间份额动态分配给WLAN 65％的资源，而在协作过程中第一RAC具有35％的资源。
主动感知阶段612之后，通过发布CTS/TRS抓取所述5G-U，其中NAV是针对特定的持续时间而设定的。此通过块620示出。
块620传输之后，所述5G-U在NAV内设定的持续时间内拥有该信道。因此，在块624中，所述5G-U可用与授权的5G频谱的空中接口相似的方式执行下行和上行传输。可利用块624内的时间，例如，将数据从授权频谱分流到非授权频谱以及利用空中接口来优化该数据转移。
在块624的末尾处，如块626所示，所述WLAN被授权接入信道。实际的授权时间由公式(1-SAT2.1，n)Tcoex(t，0)确定，其中SAT2.1，n是5G-U通信的授权软通信时间百分比，且在共存帧过去后实现。
共存帧到期之前，所述网络部件再一次通过发布CTS/RTS来控制信道，NAV设定为特定的持续时间。如果，如块626所示，在最大传输机会之前传输结束，则，如块628所示，存在一段时间用于WLAN分配。在一个实施例中，如标记630所示，在发送NAV之前，所述RAC可一直等待，直到最大传输机会结束。如此，所述NAV被发送，由块632示出。
在发送NAV之后，由块636所示的另外的时隙可用于5G-U传输。
可替换地，如标记640所示，所述NAV可提早发送。这将会在下面的情况发生，例如，如果WLAN传输在整个最大传输机会持续，从而块628的剩余时间的长度不足以具有另一个完整的WLAN传输。如标记640所示，在这种情况下，NAV提早发送，如块642所示，并且接下来5G-U传输利用该信道，如块644所示。
在另一个替代性实施例中，由标记650示出所述NAV可能被联合发送。如此，所述NAV传输由块652示出。在NAV传输之后，如块654所示，所述信道可用于5G-U传输。
在上文中，如果各NAV顺序发送，各NAV设定信号则具有时间间隔，该时间间隔小于点协作功能(PCF)帧间间距(PIFS)。
如果NAV提早发送，由于5G-U传输捕获了WLAN缺口，所述优化更有效地利用了所述信道。在优化后续的Coex帧时，可尝试补偿该WLAN缺口。
现参考图7，其示出了软通信时间分配的分解。图7示出了观察的时间线和协作时间尺度，以及上述主动感知阶段。如图7所示，提供了长短期观察时段。特别地，长观察时段用Tobs表示，用于信道的被动观测以确保软通信时间被适当地在合适的信道上分配。较短的时间尺度，用Tcoord表示，用于感知阶段和RAC的生成及通过软通信时间授权接入信道。在图7中，示出的Tobs时间段710比Tcoord时间段720长得多。
此外，如图7所示，在Tcoord时间段期间，存在一个主动感知阶段730和多个共存帧740。所述主动感知阶段730由RAC使用以向邻近RAC提供信标，允许RAC编译一张邻居和邻居属性的列表。一旦该过程完成，可根据软通信时间授权来授权RAC接入共存帧。
参考图8，针对基于服务质量的软通信时间份额分配，提供了共存帧动态优化。图8的示例是这样一个示例，其显示了对通信时间授权进行分配，以适应5G-U空中接口及其服务质量要求，以及WLAN接口和其服务质量要求。
在图8的实施例中，提供了两个共存帧，即共存帧810和812。共存帧的时间段，对于共存帧810用Tcoex(t，i)表示，对于共存帧812用Tcoex(t，i+1)表示。
在图8的示例中，每个共存帧包括5G-U传输和WLAN传输。在共存帧810中，5G-U传输用标记数字820示出，且WLAN传输用标记数字822示出。
每个协作时段由主动感知阶段和共存帧构成。这可根据下述的等式1来表示。
如上述等式1所示，全部共存时段之和等于协作时段减去主动感知阶段的时段。
在每个协作帧中，分配给5G-U传输的部分用SATl，n(t)表示。目标WLAN SAT因此由下述的等式2表示。
λ(t，0)＝1-SATl，n(t) (2)
在一些情况下，并不是所有的实际目标WLAN SAT都被WLAN使用。例如，在图8中，WLAN传输时段822显示成Tw，Actual(t，i)，用标记数字824表示，其小于WLAN的软通信时间分配，如标记数字826所示。
进一步，一旦传输时间结束，所述RAC可发送其NAV，如块830所示。
优化算法中的一个参数确保分配给WLAN的时间总量达到最小值阈值。特别地，即将到来的共存帧中的WLAN传输绝不能违背最小值数据包延迟预算。例如，关于下述的等式3，其示出了共存帧的长度乘以WLAN的分配，当加到用于设定NAV的时间上时，必小于最小数据包延迟预算，其中WLAN分配的值落在0和1之间。
对于优化的进一步的考虑事项是，5G-U时隙之间的间隔应支持参考和测量信号。这可在，例如，下述的等式4中示出。
如上等式4所示，缺省的共存帧尺寸，用TCoex(t，i)表示，其必小于参考和测量信号所要求的最大时间。
在优化的另一方面，即将到来的共存帧中的所述WLAN传输应充分大，以考虑到竞争和最长的增强型分布式信道接入(EDCA)传输机会。这在，例如，下文等式5中示出。
DIFS+CWmax+maxTXOP≤λ(t，i)TCoex(t，i)，λ(t，i)＞0 (5)
如上文等式5所示，分布式帧间间隔(DIFS)，加上最大竞争窗口(CWmax)加上最大传输机会应小于或等于分配给WLAN的共存帧的比例，其中至少子帧的部分被分配给WLAN，用λ(t，i)表示，其大于0。
优化的另一考虑事项是，当5G-U由于服务质量原因获得了比分配的通信时间更多的通信时间的情况下，对WLAN进行补偿。这种均衡，例如，可在下述的等式6中示出。
如等式6所示，在号码为i+1的共存帧中分配的信道百分比加上过去的子帧中为WLAN实际分配的总和，应等于目标WLAN SAT乘以下一个共存时间帧与过去的共存帧总和之和。
在另一优化参数中，由于剩下的时间段对于WLAN太短，废弃的通信空间对于WLAN是无用的，其可用于5G-U传输。可替代地，如果由于5G-U服务质量要求而违反了目标SAT，可将完整的时间帧给予WLAN。用下述的等式7示出。
如上述的等式7所示，如果用于协作的时间小于阈值时间，WLAN下一个子帧的比例是0，并且如果WLAN的实际使用比由软通信帧授权所分配的比例小很多，那么WLAN下一个子帧的比例是1。
上述可根据图9的流程图加以概述。参考图9，示例流程在块910开始，其中基于检测的WLAN服务质量AC来配置最大传输机会，竞争窗口，和潜在的其他因素。所述流程接下来进行到块920，在其中执行多种初始化。在第一初始化中，设定WLAN SAT。进一步，设定最大共存帧尺寸和缺省共存尺寸。
所述流程从块920继续进行到块930，其中下一个共存帧尺寸设定为共存帧尺寸和最小数据包延迟预算减去用于设定NAV的时间除以WLAN的SAT这二者中的最小值。
一旦在块930中设定了共存帧尺寸，所述流程进行到块940，在此处进行检查以判断上一个WLAN传输是否进行到结束点。如果不是，所述流程继续循环到块940直到发现了WLAN传输的结束点。在这一点，所述流程继续进行到块942，在此处计算出协作时段的结束点，以及用于WLAN的实际传输时间。
所述流程接下来进行到块944，在此处计数器为共存帧递增，且所述流程接下来继续进行到块946，在此处进行检查以判断协作时段的结束点是否小于DIFS+CWmax加上最大传输机会。这确定了剩余的时间段是否太少以致无法再完成WLAN传输。
如果时间太短，那么所述流程继续从块946进行到948。在块948处，WLAN的分配被设定为0，且所述流程继续进行到块950，在此处共存帧时间段设定到协作时段的结束点且所述流程接下来继续进行到块952并结束。
从块946，如果时间对于WLAN是充足的，那么所述流程继续进行到块960，在此处进行检查以判断对WLAN的实际分配是否远小于所授权的分配。如果是，那么所述流程继续进行到块962，其中，下一个协作帧整体授权给WLAN。从块962，所述流程继续进行到块950，其结束了共存帧且所述流程接下来继续进行到块952并结束。
从块960，如果所述分配没有远小于所授权的分配，那么所述流程继续进行到块964，在其中设定WLAN传输所需的最小时间，且所述流程接下来继续进行到块966。在块966处，进行检查以确定DIFS+CWmax加最大传输机会是否小于最小传输要求。如果不是，那么所述流程继续进行到块968，此处WLAN SAT设定为0，且所述流程接下来继续进行到块970。
在块970处，共存时间帧的尺寸被设定为剩余时间段且所述流程接下来继续回返到块942。
从块966，如果有充足的时间以分配时间给WLAN，那么流程继续进行到块980，在此处计算共存帧时段。在块982，所述共存时间段被设为块980所计算出来的共存时间段和直到该协作时段的结束点的时间这二者中的最小值。
所述流程接下来继续进行到块984，在此处进行检查以确定所分配的时间是否大于0。如果是，那么在块986设置分配给WLAN的帧的比例，且所述流程继续回返到块940。
相反，如果共存时段不大于0，那么所述流程继续从块984进行到块990，在此处，WLAN的下一个时间段的SAT设定为缺省SAT值，且下一个时间帧的共存帧时间设定为剩余时间。所述流程从块990继续回返到块940并结束。
从而，上文提供了TP集群的时域共存而非个体基站。
上文进一步提供了灵活而非静态的超帧尺寸。这消除了通信时间开销，且其提供了灵活性以满足服务质量要求。
为了抓获所述信道，可在共存集群中通过多节点传输来发送在地理上散播的伪WLAN帧。所述传输可以是联合的或按时间顺序的，且提供有效保护避免WLAN传输，尤其对于功率水平可能不被WLAN监测到的上行链路。
上文所述还提供对将到来的灵活共存帧的长度的优化。特别地，考虑到了运营商空中接口的控制，测量和同步的最大定时要求。此外，对队列中的运营商数据包的当前服务质量要求进行考虑，以确保满足数据包延迟预算。
通过优化即将到来的共存帧的长度，通过确保接入类别被监测到且在支持该接入类别的WLAN的附近被提供服务来满足最严格的WLAN QoS服务要求。
此外，基于过去的帧之内的实际通信时间对即将到来的共存帧中的WLAN的通信时间部分进行均衡，这维持了运营商与WLAN通信时间份额的总体比率，进而确保5G-U传输的公平性。
在另一方面，所述优化考虑到通过与授权波段中的传输的符号级同步来实现统一的载波型空中接口。
上述功能可在网络部件中的任何一个或其组合上实现。图10示出了可用于实现本文所公开设备和方法的处理系统1000的方框图。特定设备可应用所示的全部组件，或仅仅所述组件的一个子集，且整合级别可根据设备的不同而不同。此外，设备可包括组件的多个实例，诸如多个处理单元，处理器，存储器，发送器，接收器等。所述处理系统1000可包括装备有一个或更多输入/输出设备的处理单元，例如扬声器，麦克风，鼠标，触摸屏，小键盘，键盘，打印机，显示器以及类似设备。所述处理单元可包括中央处理器(CPU)1010，存储器1020，大容量存储设备1030，视频适配器1040，以及与总线1060连接的I/O接口1050。
所述总线1060可以是一个或更多任何类型的总线构架，包括存储总线或存储控制器，外围总线，视频总线或类似结构。所述CPU 1010可包括任何类型的电子数据处理器。存储器1020可包括任何类型的系统存储器，诸如静态随机存取存储器(SRAM)，动态随机访问存储器(DRAM)，同步动态随机访问存储器(SDRAM)，只读存储器(ROM)，其组合或类似设备。在一个实施例中，存储器可包括启动时使用的ROM，及执行程序时使用的用于存储程序和数据的DRAM。
所述大容量存储设备1030可包括任何类型的存储设备，其配置用于存储数据，程序和其他信息，并使数据，程序和其他信息通过总线可存取。所述大容量存储设备1030可包括，例如，一个或更多固态驱动器，硬盘驱动器，磁盘驱动器，光盘驱动器或类似设备。
所述视频适配器1040和I/O接口1050提供接口以将外部输入和输出设备耦合到处理单元上。如图所示，输入和输出设备的示例包括与视频适配器耦合的显示器1042以及与I/O接口耦合的鼠标/键盘/打印机1052设备。其他设备可与处理单元耦合，且可应用额外的或更少的接口卡。例如，诸如通用串行总线(USB)(未示出)等串行接口可用以为打印机提供接口。
处理单元1000还包括一个或更多网络接口1070，其可包括有线通信线路，诸如以太网电缆或类似线路，和/或到达接入节点或不同网络的无线通信线路。所述网络接口1070允许处理单元与远程单元通过网络进行通信。例如，所述网络接口1070可经由一个或更多发送器/发送天线及一个或更多接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中，所述处理单元1000耦合到局域网或广域网，如网络1072所示，用以数据处理和与诸如其他处理单元，因特网，远程存储设备或类似设备等远程设备进行通信。
图11示出了通信设备1100的一个实施例的方框图，所述通信设备1100可等同于上述的一个或更多设备(例如UE，NB等)。通信设备1100可包括处理器1104，存储器1106，蜂窝接口1110，补充无线接口1112及补充接口1114，其可能(或可能不)如图11所示进行安排。处理器1104可以是任何能执行计算和/或其他相关处理的组件，且存储器1106可以是能为处理器1104存储程序和/或指令的任何组件。所述蜂窝接口1110可以是允许通信设备1110使用蜂窝信号进行通信的任何组件或组件组，且可用于在蜂窝网络的蜂窝连接上接收和/或发送信息。所述补充无线接口1112可以是允许所述通信设备1100通过诸如Wi-Fi协议或蓝牙协议或控制协议等非蜂窝无线协议进行通信的任何组件或组件组。所述设备1100可使用蜂窝接口1110和/或补充无线接口1112来与任何无线使能组件，例如基站，中继器，移动设备等进行通信。所述补充接口1114可以是允许通信设备1100通过包括有线协议在内的补充协议进行通信的任何组件或组件组。在实施例中，所述补充接口1114可允许设备1100与诸如回程网络组件等另外的组件进行通信。
通过对前述实施例的描述，本公开的教导可通过仅使用硬件或使用软件硬件的组合来实现。用以实现一个或更多实施例或实施例的一个或更多部分的软件或其他计算机可执行指令，可以存储在任何合适的计算机可读存储介质上。所述计算机可读存储介质可以是有形的或暂时性/非暂时性介质，诸如光学(例如，CD，DCD，蓝光等)，磁性，硬盘，易失的或非易失性的，固态，或其他任何技术领域内所知的存储介质类型。
本技术领域内技术人员将理解本公开的附加特性和优势。
文中描述的及图中所示的特定实施例的结构，特性，附件，和替代例旨在普遍适用于本公开的所有教导，包括文中所描述和说明的全部实施例，只要它们是兼容的。换言之，特定实施例的结构，特性，附件和替代例不是旨在仅限于特定实施例，除非如此表示。
此外，根据本公开提供了上文详细描述以使本领域技术人员能够作出或使用一个或更多实施例。对那些实施例的各种修改将对本领域技术人员显而易见，且在不违背本文教导的精神和范围的情况下本文所定义的通用原则可应用于其他实施例。如此，本方法，系统以及或设备不旨在限于本文所公开的实施例。所述权利要求的范围不应限于这些实施例，而应给予总体上与描述相一致的最广泛的解释。关于单数元件，除非特别如是陈述，诸如冠词“一个”的使用不旨在表示“一个且仅一个”的意思，而是表示“一个或更多个”。所述权利要求内容旨在包含由本领域技术人员已知的或之后将了解的，与本公开全篇所描述的多种实施例元素等同的全部结构性或功能性元件。
此外，本文不旨在提供现有技术或公知常识。此外，本申请中对任何文件的引用和标识并不是承认该文件可作为现有技术，或任何引用可构成技术领域中公知常识的一部分。此外，本文所公开的内容不是旨在致力于社会公众，不论权利要求中是否叙述了该公开。

Claims (32)

1.一种在网络部件上的方法，用于在非授权频谱带中预留资源，所述方法包括：
确定网络运营商的排队的流量的服务质量要求；以及
根据所述服务质量要求，在所述非授权频谱带中为所述网络运营商预留资源以为所述流量形成协作帧，
其中所述协作帧包括来自所述非授权频谱的资源的灵活比例。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述协作帧包括至少一个灵活尺寸共存帧。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述共存帧中的资源与所述非授权频谱带的其他用户的资源进行时分复用。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述非授权频谱中的其他用户的资源包括无线局域网资源，且其中所述确定服务质量要求还包括确定无线局域网的流量的服务质量要求。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定服务质量要求包括确定所述网络运营商的队列中的数据包的延迟预算。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述灵活尺寸共存帧包括来自所述网络运营商和无线局域网至少一方的资源。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述网络部件在先前的共存帧到期之前对帧进行控制。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述网络部件通过在所述先前的共存帧到期之前指示在所述非授权频谱带上从传输点发送网络分配请求来进行控制。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述网络部件通过在所述先前的共存帧到期之前指示在所述非授权频谱带上从传输点集群中的多个传输点发送网络分配请求来进行控制，且其中所述网络分配请求由所述传输点集群中的多个传输点进行联合发送。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述网络部件通过在先前的共存帧到期之前指示在非授权频谱带上从传输点集群中的多个传输点发送网络分配请求来进行控制，且其中所述网络分配请求被指示由所述传输点集群中的多个传输点进行顺序发送。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，如果实际的无线局域网传输时间小于最大无线局域网传输机会，所述网络分配请求被指示在所述最大无线局域网传输机会结束之前进行发送。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述共存帧基于所述协作帧中剩余的时间进行分配，其中，如果剩余时间对无线局域网传输不充足，则所述共存帧被分配给所述网络运营商。
13.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述共存帧包括来自所述无线局域网的资源时，调整所述共存帧的尺寸以确保无线局域网的传输满足最小数据包的延迟预算。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，预留资源包括，如果所述频谱带中所述网络运营商之前所使用的资源份额大于分配给所述网络运营商的资源，对无线局域网进行补偿。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述网络运营商进行的各次资源预留之间的间隔足够所述网络运营商维护定期的载波型参考和测量信号。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预留资源允许与授权频谱带中的传输进行符号级同步。
17.一种网络部件，配置用于在非授权频谱带中预留资源，所述网络部件包括处理器，其配置用于：
确定网络运营商的排队的流量的服务质量要求；以及
根据所述服务质量要求，在非授权频谱带中为网络运营商预留资源以为所述流量形成协作帧，
其中所述协作帧包括来自所述非授权频谱的资源的灵活比例。
18.根据权利要求17所述的网络部件，其中，所述协作帧包括至少一个灵活尺寸共存帧。
19.根据权利要求18所述的网络部件，其中，所述共存帧中的资源与所述非授权频谱带的其他用户的资源进行时分复用。
20.根据权利要求19所述的网络部件，其中，所述非授权频谱中的其他用户的资源包括无线局域网资源，且其中所述确定服务质量还包括确定无线局域网的流量的服务质量要求。
21.根据权利要求17所述的网络部件，其中，所述确定服务质量包括确定所述网络运营商的队列中的数据包的延迟预算。
22.根据权利要求18所述的网络部件，其中，所述灵活尺寸共存帧包括来自所述网络运营商和无线局域网至少一方的资源。
23.根据权利要求22所述的网络部件，其中，所述网络部件在先前的共存帧到期之前对帧进行控制。
24.根据权利要求23所述的网络部件，其中，所述网络部件通过在所述先前的共存帧到期之前指示在所述非授权频谱带上从传输点发送网络分配请求来进行控制。
25.根据权利要求23所述的网络部件，其中，所述网络部件通过在所述先前的共存帧到期之前指示在非授权频谱带上从传输点集群中的多个传输点发送网络分配请求来进行控制，且其中所述网络分配请求被指示由所述传输点集群中的多个传输点进行联合发送。
26.根据权利要求23所述的网络部件，其中，所述网络部件通过在所述先前的共存帧到期之前指示在非授权频谱带上从传输点集群中的多个传输点发送网络分配请求来进行控制，且其中所述网络分配请求被指示由所述传输点集群中的多个传输点进行顺序发送。
27.根据权利要求24所述的网络部件，其中，如果实际的无线局域网传输时间小于最大无线局域网传输机会，所述网络分配请求在所述最大无线局域网传输机会结束之前进行发送。
28.根据权利要求22所述的网络部件，其中，所述共存帧基于所述协作帧中剩余的时间进行分配，其中，如果剩余时间对无线局域网传输不充足，则所述共存帧被分配给所述网络运营商。
29.根据权利要求22所述的网络部件，其中，当共存帧包括来自所述无线局域网的资源时，所述共存帧被调整尺寸以确保无线局域网的传输满足最小数据包的延迟预算。
30.根据权利要求17所述的网络部件，其中，所述网络部件配置用于，如果所述频谱带中所述网络运营商之前所使用的资源份额大于分配给所述网络运营商的资源，通过补偿无线局域网来预留资源。
31.根据权利要求17所述的网络部件，其中，为所述网络运营商进行的各次资源预留之间的间隔足够网络运营商维护定期的载波型的参考和测量信号。
32.根据权利要求17所述的网络部件，其中，所述网络部件配置用于预留资源以允许与授权频谱带中的传输进行符号级同步。
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