CN107006014A - 具有与用户平面解耦和的控制平面的多频带蜂窝网络 - Google Patents

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Abstract

公开了一种蜂窝网络(100)。该蜂窝网络包括多个控制平面收发器站(105)，每个被配置为在对应的第一覆盖区域(105A)上提供无线电覆盖以允许所述第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)与控制平面收发器站(105)交换信令流量。对于每个控制平面收发器站(105)，蜂窝网络(100)还包括位于所述第一覆盖区域(105A)内的一个或多个用户收发器站(115(i))，每个用户收发器站(115(i))被配置为在对应的第二覆盖区域(115(i)A)上提供无线电覆盖，以允许所述第二覆盖区域(115(i)A)内的用户设备(110)通过利用在相应的频带集合中的所选择的频带与用户收发器站(115(i))交换用户流量。当所述第一覆盖区域中的一个第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)请求交换用户流量时，蜂窝网络(100)被配置为：基于该用户设备(110)在所述一个第一覆盖区域(105A)内的位置，选择位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的一组候选用户收发器站(115(i))；基于以下各项中的至少一个来选择在位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的用户收发器站(115(i))的频带集合中的一组候选频带：指示请求类型的请求参数、指示用户类别的用户参数、以及指示用户设备类别的用户设备参数(110)，以及允许用户设备(110)基于所选择的该组候选收发器站(115(i))和所选择的该组候选频带之间的映射利用所选择的频带与一个或多个所选择的用户收发器站(115(i))交换用户流量。

Description

具有与用户平面解耦和的控制平面的多频带蜂窝网络
技术领域
本发明一般地涉及无线通信网络，诸如蜂窝网络之类。
背景技术
蜂窝网络的演进在扩展和性能方面已经经历了显著的增长，并且在3GPP(“第三代合作伙伴计划”)内，LTE(“长期演进”)/LTE-高级(LTE-Advanced)的规范已被定义。
为允许在相应覆盖区域(小区)上辐射无线电波的固定位置收发器基站或节点(例如，eNodeB)与该覆盖区域内的用户设备(例如，诸如蜂窝电话之类的用户终端)之间高速运输数据构想了3GPP LTE/LTE-高级标准。
目前，蜂窝网络在新用户数量和数据吞吐量要求方面在增加。新的高级用户设备(诸如智能电话和平板电脑之类)的不断增长的可用性已经使得终端用户可获得大量的客户端应用，所述客户端应用中的许多导致频繁的数据发送和接收。
这意味着蜂窝网络必须管理数量不断增长的信令信息。如本领域技术人员已知的，对于信令信息(或简称“信令”)，其意味着在蜂窝网络的节点和用户设备之间交换以确保用户设备正确地链接到蜂窝网络的信息。与用户信息(用户信息对应于基于用户设备所请求的服务的具体类型在用户设备和网络之间交换的实际内容数据)相对比，信令信息与用户设备和网络之间的连接的建立、控制和管理有关。信令信息流量增加是由一些因素引起的，诸如例如智能电话、平板电脑和一般现代移动设备所需的“永久在线”IP连通性、需要非常频繁的定期更新的用于移动设备的应用(“App”)的广泛可用性、以及机器对机器(M2M)设备的增长之类。
如例如在Juha Korhonen，Artech House的2003年第2版的“Introduction to 3Gmobile communications”第7.2节第134页所公开的，蜂窝网络可被认为是由称为控制平面(简称为“C-平面”)和用户平面(简称为“U-平面”)的两部分形成。C-平面是蜂窝网络的主要针对于管理信令信息流量的部分，而U-平面是蜂窝网络的主要针对于管理用户信息流量的部分。
在当前的蜂窝网络中，通常将信令信息流量(或简称为“信令流量”)和用户信息流量(或简称为“用户流量”)作为单个实体进行管理。在这种情况下，C-平面和U-平面之间的分离主要仅在逻辑层面上发生。这些蜂窝网络的每个节点，无论其对应的覆盖区域的大小如何，都被配置为在其覆盖区域内并针对所述覆盖区域中的每个用户设备来管理信令和用户流量两者。因此，信令信息和用户信息可以由相同网络节点例如通过利用不同的时间和/或频率资源来发送/接收。
为了提高蜂窝网络的效率和可靠性，最近已经进行了研究以提供其中C-平面和U-平面在逻辑和物理层面都被解耦和的网络架构，以允许信令流量与用户流量分离地行进。为了简洁起见，这种类型的蜂窝网络现在将被称为“解耦和网络”。该类型的架构例如在Globecom 2012 Workshop：International Workshop on Emerging Technologies forLTE-Advanced and Beyond 4G的第624-630页的H.Ishii等人的“A novel architecturefor LTE-B:C-plane/U-plane split and Phantom Cell Concept”中描述。解耦和网络的节点可以属于与C-平面相关联的第一类别，或属于与U-平面相关联的第二类别。
通常由网络的宏节点实现的第一类别的节点(也称为“C-平面节点”)负责C-平面覆盖，并且专门主要管理信令流量，在由已知蜂窝系统当前使用的频率的低频带(例如，800MHz)处工作。C-平面节点被配置为保证信令信息的交换以及与用户设备的基本连通性。就基本连通性而言，其意味着连接能够允许交换具有某些(有限的)服务质量(QoS)约束的用户流量，这些约束是在诸如比特率、误比特率(BER)、延迟(latency)之类的QoS参数方面体现的。例如，C-平面节点可能能够建立能够允许仅低比特率的用户流量交换的连接。
通常由网络的小节点实现的第二类别的节点(也称为“U-平面节点”)代而负责U-平面覆盖，并且专门主要管理用户流量。
每个C-平面节点的覆盖区域大小通常大于每个U-平面节点的覆盖区域大小。解耦和网络的所有C-平面节点的覆盖区域(可能有重叠地)覆盖解耦和网络所位于的领域的部分。U-平面节点位于解耦和网络的每个C-平面节点的覆盖区域内，其中所述U-平面节点的覆盖区域(可能有重叠地)覆盖继而被对应的C-平面节点的覆盖区域覆盖的领域的至少部分。从现在开始，当用户设备被称为在C-平面节点的覆盖区域内时，这意味着所述用户设备适宜建立到所述C-平面节点的链路以便处于C-平面节点的控制下并且能够与其(主要地)交换信令流量。类似地，当用户设备被称为在U-平面节点的覆盖区域内时，这意味着所述用户设备适宜建立到所述U-平面节点的链路并且能够与其交换用户流量。
为了增加蜂窝网络的总体容量，可以有利地设计U-平面节点以便在不同的频带(例如包括比由已知蜂窝系统当前利用的频带高得多的频带(例如，60GHz))处工作，允许以非常高的比特率(诸如例如10Gbit/s)交换用户流量。实际上，在高频处，存在更多的频谱可用性，并且通信能够利用具有宽带宽的信道，以便使得能够以非常高的比特率进行传输。
在本领域中已经面临利用不同频带的蜂窝网络(多频带蜂窝网络)的概念。
例如，M.Mouly、M.B.Pautet的“The GSM System for Mobile Communications”(1992，ISBN 2-9507190-0-7，第218-223页(第4.2.2.2节))描述了在GSM系统中采用的“跳频”的综合技术。为了通过利用频率分集和干扰分集两者来改善性能，在通信期间使用的载波频率根据在发送和接收侧都已知的法则在预定义的载波频率集合内(以给定的周期性)变化。以这种方式，潜在的干扰和衰落被避免(或至少减少)。
Molish等人的“Propagation issues for cognitive radio”(IEEE论文集，卷97，No.5，2009年5月，第787-804页)涉及与认知无线电概念有关的传播问题。根据认知无线电原理，系统意识到环境并使其传输参数(包括载波频率)动态地适应环境。为了改善认知无线电系统中的频谱使用，改变载波的频率。例如，次要用户可以利用许可给主要用户的临时未使用的载波。然后次要用户可以根据通过频谱感测过程或通过数据库访问实时发现的空闲频谱来改变其载波。
Lachlan L.H.的“Measurement-Based Band Allocation in Multiband CDMA”(IEEE Transactions on Wireless Communications，卷4，No.2，2005年3月)描述了一种用于基于路径增益测量或距离将呼叫分配给CDMA系统中的不同可用频带的方法。
US 6,954,645公开了一种用于在多频带无线网络中进行信道分配以减少移动台的呼叫阻塞概率和呼叫切换率的系统和方法。该系统包括微小区基站、至少一个宏小区基站、移动台和信道分配中心。当移动站做出/接收呼叫或执行切换时，信道分配中心使用按需重新打包(repacking on demand,RoD)方案向移动台分配宏小区基站或微小区基站的无线电信道。RoD具有以下步骤。首先，如果微小区信道可用，则试图分配微小区信道。如果没有微小区信道可用，则尝试分配宏小区信道。第三，如果没有宏小区信道可用，则执行重新打包以执行从宏小区到另一个微小区的另一个移动台的呼叫的切换，并且向移动台分配回收的宏小区信道。否则，没有重新打包呼叫可用，并且移动台被阻止或强制终止。
US 2012/0321005公开了通过使用两个不同的频率载波来实现对发射机和接收机之间的通信链路的快速调节的方法。接收机从传输比特串检测前导码。当确定在前导码之后的有效载荷的范围内修改的比特的数量总和超过特定阈值时(当检测到通信链路的接收状态已经降级时)，接收机通过使用作为相对低频载波的通信链路向发射机发出用于改变针对传输比特串的传输参数(四个参数可用于增强/降低)的请求。另一方面，发射机接收改变请求，并且在保持传输比特串中的有效载荷的传输的同时执行用于改变针对传输比特串的传输参数的请求。
US 2014/0064227公开了一种用于多频带无线通信的系统、装置和方法。频带和/或传输格式在用于无线通信的范围内被识别为可用。系统针对每个频带评估信号质量度量，并基于所述评估来选择通信方法。系统可以利用多个频带和通信方法，使得许可的、未许可的、半许可的和重叠的频带的组合可以同时用于通信。系统监视通信并且可以报告链路性能，以便对所选择的通信方法进行适应性地控制。
WO 2012/166975公开了一种混合用户设备和小节点设备数据卸载(offload)架构。在该混合架构中，小节点设备包括到电信网络和/或因特网的回程链路。用户设备可以使用回程链路通过小节点设备发送和接收数据。根据该公开的一个方面，提供了一种用于在蜂窝电信系统中卸载数据流量的小节点设备，包括：宏基站到小节点设备(BS2D)通信部，被配置为通过BS2D通信链路从基站接收第一控制平面消息；用户设备到小节点设备(D2UE)通信部，被配置为通过响应于第一控制平面消息建立的无线D2UE通信链路向用户设备发送用户平面数据；以及回程通信部，被配置为通过回程链路从网络服务器接收用户平面流量数据。
US 8,755,407公开了一组新的无线电链路协议(RLP)，被配置为在多链路通信系统中提供有效的数据传输。在实施例中，上层分组被分割成要通过多个通信链路发送的链路层分组，每个链路层分组包括根据预定顺序的第一顺序号。第二顺序号被进一步添加到要首次发送的每个链路层分组。第二顺序号被配置为在与特定通信链路相关联的顺序空间中，并且可用于检测丢失的分组。
发明内容
申请人已经认识到，上述现有技术文献都没有处理如何管理多频带解耦和网络中的频率的问题。申请人已经认识到，当涉及这种U-平面节点与用户设备之间的用户流量交换的新的或正在进行的服务请求诸如比特率增加之类的比特率变化时，上述现有技术文献都不能有效地和/或动态地管理向多频带解耦和网络的U-平面节点的频带分配。
鉴于以上，申请人已经解决了提供具有有效且动态地管理对U-平面节点的频带分配的能力的多频带网络的问题。
本发明的一个方面提供了一种蜂窝网络，所述蜂窝网络包括多个控制平面收发器站，每个控制平面收发器站被配置为在对应的第一覆盖区域上提供无线电覆盖，以允许所述第一覆盖区域内的用户设备与控制平面收发器站交换信令流量。
对于每个控制平面收发器站，所述蜂窝网络还包括位于所述第一覆盖区域内的一个或多个用户收发器站。每个用户收发器站被配置为在对应的第二覆盖区域上提供无线电覆盖，以允许所述第二覆盖区域内的用户设备通过利用在相应的频带集合中的所选择的频带与用户收发器站交换用户流量。
当所述第一覆盖区域中的一个第一覆盖区域内的用户设备请求交换用户流量时，所述蜂窝网络被配置为：
-基于所述用户设备在所述一个第一覆盖区域内的位置，选择位于所述一个第一覆盖区域内的一组候选用户收发器站；
-基于以下各项中的至少一个来选择在位于所述一个第一覆盖区域内的用户收发器站的频带集合中的一组候选频带：指示请求类型的请求参数、指示用户类别的用户参数、以及指示用户设备类别的用户设备参数，以及
-允许所述用户设备基于所选择的该组候选收发器站和所选择的该组候选频带之间的映射，利用所选择的频带与一个或多个所选择的用户收发器站交换用户流量。
根据本发明的实施例，每个控制平面收发器站还被配置为在其对应的第一覆盖区域上提供无线电覆盖，以在交换用户流量的所述请求涉及与控制平面收发器站的服务质量约束兼容的服务质量时允许所述第一覆盖区域内的用户设备与所述控制平面收发器站交换用户流量。
根据本发明的实施例，每个控制平面收发器站还被配置为在其对应的第一覆盖区域上提供无线电覆盖，以在交换用户流量的所述请求涉及与控制平面收发器站的服务质量约束不兼容的服务质量并且同时不能够与任何用户收发器站建立链路的情况下允许所述第一覆盖区域内的用户设备与所述控制平面收发器站交换用户流量。
根据本发明的实施例，所述控制平面收发器站的所述服务质量约束包括以下各项中的至少一个：
-所述控制平面收发器站能够管理的最大用户率比特率；
-所述控制平面收发器站能够管理的最小用户流量误比特率；
-所述控制平面收发器站能够管理的最小用户流量延迟。
根据本发明的实施例，所述蜂窝网络被配置为依据最小路径损耗，基于用户收发器站到用户设备的电磁接近度，选择位于所述一个第一覆盖区域内的一组候选用户收发器站。
根据本发明的实施例，所述蜂窝网络还被配置为根据指示请求类型的所述请求参数、指示用户类别的所述用户参数和指示用户设备类别的所述用户设备参数中的至少一个，以有序顺序对所选择的组中的候选频带进行排序，所选择的所述频带被用于允许用户设备与由所述蜂窝网络基于候选频带的所述有序顺序选择的一个或多个所选择的用户收发器站交换用户流量。
根据本发明的实施例，指示请求类型的所述请求参数包括用户设备的请求所涉及的以下各项中的至少一个：
-服务质量，
-流量/服务的类型，以及
-要传递的数据量。
根据本发明的实施例，指示用户类别的所述用户参数包括用户的用户订户简档。
根据本发明的实施例，所述蜂窝网络还被配置为基于对第一候选频带的先前使用性能的统计分析来从候选频带的有序顺序中移除所述第一候选频带。
根据本发明的实施例，所述映射为每个候选频带并为位于所述一个第一覆盖区域内的每个候选用户收发器站明确所述候选用户收发器站是否实际上能够利用所述候选频带。
根据本发明的实施例，所述蜂窝网络被配置为基于以下各项中的至少一个来执行所述映射：
-候选用户收发器站在实际能够使用的频带方面的能力；
-候选用户收发器站在计算能力、无线电资源或回程方面对可用资源的评估；
-候选用户收发器站在无线电链方面的能力；
-候选用户收发器站在频率间切换时间方面的能力；
-电磁发射约束。
根据本发明的实施例，所述蜂窝网络还被配置为基于以下各项中的至少一个来执行所述映射：
-节能目的；
-连接到相同候选用户收发器站的多个用户设备的管理指南。
根据本发明的实施例，所述蜂窝网络还被配置为按照使得该组候选频带中的每个候选频带具有能够在这样的候选频带上进行发送的至少一个对应的候选用户收发器站的方式来执行所述映射。
根据本发明的实施例，蜂窝网络还被配置为：
-定期检查用户设备和一个或多个用户收发器站之间的所允许的用户流量交换的服务质量；
-适应于所述定期检查，选择新的一个或多个用户收发器站用于用户流量交换。
本发明的另一方面提供：在包括多个控制平面收发器站的蜂窝网络中，每个控制平面收发器站被配置为在对应的第一覆盖区域上提供无线电覆盖，以允许所述第一覆盖区域内的用户设备与控制平面收发器站交换信令流量，其中对于每个控制平面收发器站，蜂窝网络还包括位于所述第一覆盖区域内的一个或多个用户收发器站，每个用户收发器站被配置为在对应的第二覆盖区域上提供无线电覆盖，以允许所述第二覆盖区域内的用户设备通过利用在相应的频带集合中的所选择的频带与用户收发器站交换用户流量，一种方法，当所述第一覆盖区域中的一个第一覆盖区域内的用户设备请求交换用户流量时包括以下阶段：
-基于所述用户设备在所述一个第一覆盖区域内的位置，选择位于所述一个第一覆盖区域内的一组候选用户收发器站；
-基于以下各项中的至少一个来选择在位于所述一个第一覆盖区域内的用户收发器站的频带集合中的一组候选频带：指示请求类型的请求参数、指示用户类别的用户参数、以及指示用户设备类别的用户设备参数，以及
-允许所述用户设备基于所选择的该组候选收发器站和所选择的该组候选频带之间的映射，利用所选择的频带与一个或多个所选择的用户收发器站交换用户流量。
附图说明
通过以下对本发明的一些示例性和非限制性实施例的描述，将使得本发明的这些和其它特征和优点清楚；为了更好的可理解性，应当参考附图阅读以下描述，在附图中：
图1示意性地示出了其中可以应用根据本发明的实施例的概念的解耦和网络，并且
图2是根据本发明的实施例的用于管理图1的网络中的频带分配的过程的主要阶段的流程图。
具体实施方式
参考附图，图1中示意性地示出了其中可以应用根据本发明的实施例的概念的解耦和网络100。解耦和网络100包括多个(仅一个在图中示出)称为C-平面节点105的宽覆盖收发器站。每个C-平面节点105被配置为在相对宽的地理区域(称为覆盖区域105A)上提供无线电覆盖，用于允许覆盖区域105A内的用户设备110(例如，移动电话)与C-平面节点105交换信令流量。尽管在图中未示出，但是每个C-平面节点105可以包括一组(例如，三个)天线，每一个天线被配置为在覆盖区域105A的一部分(称为扇区)上提供无线电覆盖。每个C-平面节点105还被提供有基本的用户流量交换能力，即，其被配置为允许覆盖区域105A内的用户设备110还以诸如例如以下各项之类的(有限的)QoS约束与C-平面节点105交换用户流量：
-低比特率，低于对应的C-平面节点最大用户流量比特率阈值，
-高BER(误比特率)，高于对应的C-平面节点最小用户流量BER阈值，和/或
-高延迟，高于对应的C-平面节点最小用户流量延迟阈值。
如图所示，解耦和网络100还包括位于每个C-平面节点105的覆盖区域105A内的N个更小覆盖的收发器站(称为U-平面节点115(i)(i＝1,2，...N))。每个U-平面节点115(i)通常被配置为在被称为覆盖区域115(i)A的相对小的地理区域上提供无线电覆盖，以允许覆盖区域115(i)A内的用户设备110与U-平面节点115(i)交换用户流量。所述U-平面节点115(i)的覆盖区域115(i)A可以(可能有重叠地)覆盖继而被对应的C-平面节点105的覆盖区域105A覆盖的地理区域的至少部分。
根据本发明的实施例，每个U-平面节点115(i)能够通过利用频带FB的相应集合FBS(i)来建立到用户设备110的链路，用于与与用户设备110交换用户流量。
如果U-平面节点115(i)另外配备有能够管理不同频带FB的选择性可操作的软件和/或硬件资源，则对应于所述U-平面节点115(i)的频带FB的集合FBS(i)可以包括多个可切换的不同频带FB。在这种情况下，节点的覆盖区域115(i)A可以基于所选择的频带FB而改变。
如果代替地，U-平面节点115(i)是配备有能够管理单个频带FB的标准软件和/或硬件资源的标准节点，则对应于所述U-平面节点115(i)的频带FB的集合FBS(i)仅包括所述单个频带FB。
每个C-平面节点105被配置为在其对应的覆盖区域105A中执行一些信令功能，例如信标信号传输、公共信令管理、移动性管理和向位于其覆盖区域105A内的U-平面节点115(i)路由用户流量。每个C-平面节点105还被配置为将用户流量路由到其覆盖区域105A中的U-平面节点115(i)当中的最适合的U-平面节点115(i)，以优化用户体验。另外，每个C-平面节点105被配置为独立于U-平面节点115(i)用于交换用户流量数据的技术来管理与其覆盖区域105A内的用户设备110有关的信令流量。与移动的用户设备110(其位置正穿过C-平面节点105的覆盖区域105A的边界)有关的信令流量通过与传统切换过程类似的过程(在这种情况下限于信令流量)而与相邻的C-平面节点105交换。新的C-平面节点105随后将把用户流量路由到其覆盖区域105A内的U-平面节点115(i)当中的最适合的U-平面节点115(i)，以优化用户体验。如上面已经提到，每个C-平面节点105还被配置为以(有限的)QoS约束，例如，以非常低的比特率，与其对应覆盖区域105A中的用户设备110交换用户流量。
每个U-平面节点115(i)被配置为通过利用频带FB的相应集合FBS(i)在上行链路中和在下行链路中处理由用户设备110在U-平面节点115(i)的覆盖区域115(i)A内产生的用户流量。此外，每个U-平面节点115(i)可能能够执行非常有限的信令功能，诸如例如与功率管理相关的信令功能、维持与用户设备110的流量链路和/或确认与重发相关联的消息。
上述解耦和网络100是两级网络，其中第一级包括针对于主要执行C-平面信令流量传输的节点(即，C-平面节点105)，以及第二级包括针对于主要执行U-平面用户流量传输的节点(即，U-平面节点115(i))。然而，如果解耦和网络100包括多于两个级别(例如包括针对于执行C-平面信令流量传输的宽覆盖区域节点的第一级，包括针对于执行U-平面用户流量传输的中等覆盖区域节点的第二级，以及包括针对于执行U-平面用户流量传输的小覆盖区域节点的第三级)，则应用类似的考量。
图2是根据本发明的实施例的用于管理图1的解耦和网络100中的频带FB的分配的过程200的主要阶段的流程图。通过利用硬件和软件资源，利用一组功能、数据、程序指令来执行过程200，所述资源主要位于C-平面节点105中和/或集中在解耦和网络100的控制单元中，诸如O&M(Operation and Maintenance，运营和维护)系统之类。
根据本发明的实施例的过程200的第一阶段(块201)为位于C-平面节点105的覆盖区域105A上的用户设备110做准备。用户设备110可以处于空闲状态(即，刚刚开启并注册到解耦和网络100)，或者还具有已经建立的与C-平面节点105的链路和/或具有已经建立的与包括在所述C-平面节点105的覆盖区域105A内的U-平面节点115(1)的链路。
当用户设备110在新服务的请求之后请求新链路时，或者当用户设备110请求增加在已经建立的链路上运行的服务的QoS时，发生过程200的下一阶段(块205)。这样的请求可以由机器介入或由用户设备110的用户直接触发。
此时，进行检查以评估其覆盖区域105A内具有所述用户设备110的C-平面节点105是否能够为该请求服务(块208)。所述检查由C-平面节点105本身自主地进行。
如果C-平面节点105能够为由用户设备110做出的请求服务(块208的出口分支Y)，即因为所请求的QoS与所述C-平面节点105的QoS约束兼容，例如，因为以下条件(或其子集)得到验证：
-这种请求所要求的比特率低于对应的C-平面节点最大用户流量比特率阈值，
-这种请求所容许的BER高于对应的C-平面节点最小用户流量BER阈值，
-这种请求所容许的延迟高于对应的C-平面节点最小用户流量延迟阈值，则用户设备110由C-平面节点105直接服务，其中用户设备110和C-平面节点105使用解耦和网络的独特的设置过程(例如参见国际专利申请WO 2012/166975的第14-15页)建立用于交换用户流量的链路(块210，然后返回到块205)。
如果C-平面节点105不能够服务由用户设备110做出的请求(块208的出口分支N)，即因为所请求的QoS与所述C-平面节点105的QoS约束不兼容，例如，因为以下条件中的至少一个得到验证：
-这种请求所要求的比特率高于对应的C-平面节点最大用户流量比特率阈值，
-这种请求所容许的BER低于对应的C-平面节点最小用户流量BER阈值，
-这种请求所容许的延迟低于对应的C-平面节点最小用户流量延迟阈值，
则执行验证以检查是否可以激活经由(一个或多个)U-平面节点115(i)的一个或多个链路(块211)。例如，所述验证可以包括关于用户设备110是静态还是以低于特定阈值的速度移动的检查，或者可以包括对用户设备110本身的能力的检查。如果不可以与U-平面节点115(i)建立链路(块211的出口分支N)，则C-平面节点105保证与QoS约束兼容的最小链路(返回到块210)。否则，如果存在能够建立所述一个或多个链路的一个或多个U-平面节点115(i)(块211的出口分支Y)，则过程200继续，如根据本发明的实施例将在下面描述。
根据本发明的实施例，过程200提供用于发现用户设备110在覆盖区域105A内的位置，以便通过依据最小路径损耗，利用U-平面节点115(i)到用户设备110的电磁接近度来获得附近的候选U-平面节点115(i)的列表UL(块222)。在研究项目“Small cellenhancements for E-UTRA and E-UTRAN”(技术报告3GPP TR 36.872第6.2段)中，3GPP(版本12)中的标准设置目前对定位和发现机制感兴趣。例如，可以考虑当前或修改的同步信号或参考信号的有效使用，可能地，与基于由U-平面节点115(i)收听的用户设备110的导频上行链路信号的传输的其他机制相结合来检测激活的用户设备110的接近度。因此，以这种方式生成的候选U-平面节点115(i)的结果列表UL取决于用户设备110在覆盖区域105A内的位置。这种阶段由C-平面节点105本身自主地执行。
根据本发明的实施例，过程200的下一阶段(块224)提供用于生成候选频带FB的有序列表FBL，其可以用于满足用户设备110所做出的请求。基于指示请求类型的请求参数和/或基于指示做出请求的用户类别的用户参数和/或基于指示用户用于做出请求的用户设备的类别的用户设备参数，根据从最理想的频带FB到最不优选的频带FB的有序顺序对频带FB进行排序。为了获得上述排名，可以应用一组标准。分析可以由关于不同可用频带FB的一般使用的具体网络运营商策略指导。作为非限制性示例，这样的请求参数可以包括QoS(例如，关于比特率、BER和延迟中的至少一个)、流量/服务的类型(实时、非实时)、要传递的数据的总量(当可用时)中的至少一个，这样的用户参数可以包括被分组在若干用户类别中的用户订户简档(例如，具有高优先级的高级用户，具有标准优先级的标准用户，等等)，并且这样的用户设备参数可以包括用户设备的具体类别(例如，智能电话、平板电脑等)。例如，允许10Gbit/s的峰值速率的60GHz频带中的宽带信道对于音频流服务(具有其可用频带的小部分的实时使用)不会是理想的，但完全适合HD电影的快速下载。另外，作为另一示例，高优先级用户可以享有具有保证的比特率和高吞吐量的数据链路，从而要求具有比由较低优先级用户所使用的频带中的信道更宽的信道的频带。所述阶段由C-平面节点105(如有必要)使用解耦和网络100O&M或核心网络节点数据库来执行。
根据本发明的实施例，过程200的以下阶段(块226)提供用于对在前一阶段(块224)中生成的频带FB的有序列表FBL的可选过滤。这种可选过滤提供用于基于对这种频带FB在应当建立链路的区域中的先前使用性能的统计分析来从列表FBL中移除一个(或多个)特定频带FB。所述统计分析可以利用知识库系统来跟踪在不同地理区域中的不同频带FB的性能。作为示例，分析的区域可以被假设为与C-平面节点105的覆盖区域105A一样宽，以便允许分布式架构，在分布式架构中(可能)利用例如O&M系统中的中央备份存储在每个C-平面节点105中本地地存储和管理关于先前使用性能的信息。该知识库系统能够帮助挑出一些频带FB上的(例如在毫米波范围中)由于恶劣的天气条件或由于传输的过多障碍物的局部和暂时的发生(即，如在M.Abouelseoud，G.Charlton的“System Level Performance ofMillimeter-wave Access Link for Outdoor Coverage”(IEEE无线通信和网络会议(WCNC)2013，第4146-4151页)中指出的人们的大型聚集)而产生的可能的性能不佳。所述阶段由C-平面节点105执行。
根据本发明的实施例，一旦已生成候选U-平面节点115(i)集合(在列表UL中列出)和候选频带FB集合(在(可选地经过滤的)列表FBL中列出)，C-平面节点105就(如有必要)使用解耦和网络100O&M或核心网络节点数据库在这样的候选U-平面节点115(i)和候选频带FB之间执行映射，以便为每个频带FB和为每个U-平面节点115(i)明确U-平面节点115(i)是否实际上能够利用这样的频带FB(块228)。列表FBL中的根据映射可以被在列表UL中列出的U-平面节点115(i)中的至少一个利用的频带FB被列出在遵循列表FBL的相同顺序的另一有序列表FBLAM中(如果列表FBL的频带FB中的每一个被映射到至少一个对应的U-平面节点115(i)，则列表FBLAM与列表FBL一致)。
根据本发明的实施例，这种映射得自于一组约束和运营商策略。作为非限制性示例，可以涉及以下约束：
·通过检查频带FB(U-平面节点115(i)被配置为利用所述频带FB)的集合FBS(i)而获得的候选U-平面节点115(i)在可以实际使用的频带FB方面的能力；
·候选U-平面节点115(i)在容量方面的能力(在其他用户设备110已经连接到U-平面节点115(i)的情况下，应当在计算能力、无线电资源、回程等方面执行对可用资源的仔细评估)
·候选U-平面节点115(i)在无线电链方面的能力(即，U-平面节点115(i)可以是具有包括多于一个频带FB的频带FB的集合FBS(i)的多频率节点但是配备有仅一个无线电链，使得U-平面节点115(i)一次能够利用仅一个频带FB；或者，U-平面节点115(i)可以配备有已经被其他用户设备110使用的一些无线电链)；
·候选U-平面节点115(i)在频率间切换时间方面的能力(即，考虑到在其他频带FB上的其他用户设备110的存在，频带FB之间的切换时间可被认为与所请求的服务不兼容或不适合于所请求的服务)；
·电磁发射约束(例如，在多无线电链节点中，由于技术或监管问题，可能会产生对最大发射功率的约束)。
作为非限制性示例，可以列出以下运营商策略：
·多频率U-平面节点115(i)的管理指南(即，在可用的频带FB和节点之间均匀分配流量，或者在非高峰时段，为了节能目的而努力使连接集中于已经激活的U-平面节点115(i)(或频带FB)上，以便使其他节点(或它们中的部分)保持关闭或处于备用状态)；
·连接到相同U-平面节点115(i)的多个用户设备110的管理指南。根据U-平面节点115(i)的能力(资源)，可以设想在与多个用户设备110的多个连接的管理方面的不同方法，每个连接都具有将被运营商仔细评估的重要性。作为示例，在多频率多址(当不同频带FB中的不同连接可以同时是激活的时)中，现任用户设备110(即，在给定时间连接到网络中的U-平面节点115(i)的用户设备110)保留其相应的频带FB，而在单频率多址(当不同的用户设备110共享相同频带FB时)中，可能需要使现任用户设备110强制切换到新的频带FB。
根据本发明的实施例，按照使得有序列表FBLAM中的每个频带FB具有至少一个能够在这样的频带FB上进行发送的对应的候选U-平面节点115(i)的方式来执行候选U-平面节点115(i)和候选频带FB之间的映射。
基于候选U-平面节点115(i)和候选频带FB之间的映射，C-平面节点105提供用于选择一个或多个U-平面节点115(i)并驱动其根据该映射利用候选频带FB当中的U-平面节点115(i)实际上能够使用的所选择的频带FB来向用户设备110发送参考信号(块230)。考虑到在列表FBLAM中列出所述候选频带FB的顺序来执行对候选频带FB当中的(一个或多个)U-平面节点115(i)实际上能够利用的频带FB的选择。
在根据本发明的实施例的过程的下一阶段(块232)中，用户设备110收集(一个或多个)参考信号的无线电质量测量结果，并将它们发送到C-平面节点105。
此时，基于所收集的测量，C-平面节点105评估通过使用所选择的频带FB要在一个或多个所选择的U-平面节点115(i)和用户设备110之间建立的(一个或多个)链路是否满足质量标准(诸如由关于无线电信号强度(RSS)或信号与干扰加噪声比(SINR)的可配置阈值定义的标准)(块234)。
根据本发明的实施例，如果(一个或多个)链路都没有被评估为满足这种质量标准(块234的出口分支N)，则C-平面节点105检查在列表FBLAM中是否存在(一个或多个)U-平面节点115(i)实际上能够利用的其他候选频带FB(块236)。在肯定情况下(块236的出口分支Y)，选择新的频带FB，并且控制一个或多个U-平面节点115(i)以利用新选择的所述频带FB来发送参考信号(返回到块230)。在否定情况下(块236的出口分支N)，这意味着由映射提供的候选频带FB中没有一个满足质量标准，即，解耦和网络100此时不能满足用户设备110的请求。在这种情况下，在等待时间(块250)之后，过程返回到块205。
根据本发明的实施例，如果存在至少一个被评估为满足质量标准的链路(块234的出口分支Y)，则根据本发明的实施例，C-平面节点105命令用户设备110和一个或多个所选择的U-平面节点115(i)通过利用所选择的频带FB来激活一个或多个所选择的U-平面节点115(i)和用户设备110之间的(一个或多个)链路(块252)。必须激活多于一个链路的情况对应于多链路流量连接场景，提供用于具有两个开放物理信道的载波聚合(例如参见US 8,755,407)。
因此(块254)，用户设备110和一个或多个所选择的U-平面节点115(i)通过使用解耦和网络的独特的建立过程(诸如，例如在2014年10月6日至10日中国上海#87-bis的3GPPRAN2会议期间公开的文档R2-144660的10.1.2.X.1节中描述的过程(http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_87bis/Docs/))来利用所选择的频带FB建立(一个或多个)链路。
此外，如果策略需要，则在所选择的频带FB上执行已经连接到相同的U-平面节点115(i)的现任用户设备110的小区内频率间切换。
此时，用户设备110实际上使用所建立的链路来使所请求的新服务可用或者使已经运行的服务对于增加的QoS可用以便交换用户流量(块256)。
在已经使服务可用之后，用户设备110请求C-平面节点105释放相关联的无线电资源并终止链路(块260)。
然后，例如当用户设备110在新服务的请求之后请求新的链路时，过程200返回到块205。
根据本发明的实施例(未在图中示出)，用户设备110被配置为定期地检查所提供的服务的QoS。在所检查的QoS降级，诸如例如降级到使得以下条件中的至少一个得到验证的程度的情况下：
-所提供的服务的比特率低于对应的最小比特率阈值，
-所提供的服务的BER高于对应的最大BER阈值，
-所提供的服务的信号与干扰比高于对应的最大信号与干扰阈值，
或者在链路故障的情况下，用户设备110向C-平面节点105通知所述事件发生。在这种情况下，C-平面节点105通过将发生的事件记录在知识库系统中以供未来在块226中使用来跟踪发生的事件。如果C-平面节点105认为需要在服务请求、用户设备110状态和位置、频带FB使用、U-平面节点115(i)和频带FB之间的映射和参考信号的测量结果方面完全重新评估场景，则过程200返回到块205。存在认为不需要完全重新评估的情况。例如，在静止用户设备110的情况下，可以跳过对应于块222的阶段，并且过程200直接返回到块224，或者在整个操作上下文不变时的快速响应的情况下，过程200直接返回到块230。
当然，为了满足本地和具体要求，本领域技术人员可以向上述解决方案应用许多逻辑和/或物理修改和变型。更具体地，尽管已经参照本发明的优选实施例以一定程度的特殊性描述了本发明，但是应当理解，形式和细节方面的各种省略、替换和变化以及其他实施例是可能的。特别地，本发明的不同实施例甚至可以在没有为了提供对本发明的更透彻理解而在前面描述中阐述的具体细节的情况下实施；相反，众所周知的特征可能已经被省略或简化，以便不以不必要的细节妨碍描述。另外，清楚意图是结合本发明的任何公开的实施例描述的具体元件和/或方法步骤可以作为一般设计选择主体被并入任何其他实施例中。

Claims (15)

1.一种蜂窝网络(100)，所述蜂窝网络(100)包括多个控制平面收发器站(105)，每个控制平面收发器站(105)被配置为在对应的第一覆盖区域(105A)上提供无线电覆盖，以允许所述第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)与控制平面收发器站(105)交换信令流量；
对于每个控制平面收发器站(105)，所述蜂窝网络(100)还包括位于所述第一覆盖区域(105A)内的一个或多个用户收发器站(115(i))，每个用户收发器站(115(i))被配置为在对应的第二覆盖区域(115(i)A)上提供无线电覆盖，以允许所述第二覆盖区域(115(i)A)内的用户设备(110)通过利用在相应的频带集合中的所选择的频带与用户收发器站(115(i))交换用户流量，
其特征在于
当所述第一覆盖区域中的一个第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)请求交换用户流量时，所述蜂窝网络(100)被配置为：
-基于所述用户设备(110)在所述一个第一覆盖区域(105A)内的位置，选择位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的一组候选用户收发器站(115(i))；
-基于以下各项中的至少一个来选择在位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的用户收发器站(115(i))的频带集合中的一组候选频带：指示请求类型的请求参数、指示用户类别的用户参数、以及指示用户设备类别的用户设备参数(110)，以及
-允许所述用户设备(110)基于所选择的该组候选收发器站(115(i))和所选择的该组候选频带之间的映射，利用所选择的频带与一个或多个所选择的用户收发器站(115(i))交换用户流量。
2.如权利要求1所述的蜂窝网络(100)，其中每个控制平面收发器站(105)还被配置为在其对应的第一覆盖区域(105A)上提供无线电覆盖，以在交换用户流量的所述请求涉及与控制平面收发器站(105)的服务质量约束兼容的服务质量时允许所述第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)与所述控制平面收发器站(105)交换用户流量。
3.如权利要求1所述的蜂窝网络(100)，其中每个控制平面收发器站(105)还被配置为在其对应的第一覆盖区域(105A)上提供无线电覆盖，以在交换用户流量的所述请求涉及与控制平面收发器站(105)的服务质量约束不兼容的服务质量并且同时不能够与任何用户收发器站(115(i))建立链路的情况下允许所述第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)与所述控制平面收发器站(105)交换用户流量。
4.如权利要求2或3所述的蜂窝网络(100)，其中所述控制平面收发器站(105)的所述服务质量约束包括以下各项中的至少一个：
-所述控制平面收发器站(105)能够管理的最大用户率比特率；
-所述控制平面收发器站(105)能够管理的最小用户流量误比特率；
-所述控制平面收发器站(105)能够管理的最小用户流量延迟。
5.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝网络(100)，其中，所述蜂窝网络(100)被配置为依据最小路径损耗，基于用户收发器站(115(i))到用户设备(110)的电磁接近度，选择位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的一组候选用户收发器站(115(i))。
6.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝网络(100)，其中所述蜂窝网络(100)还被配置为根据指示请求类型的所述请求参数、指示用户类别的所述用户参数和指示用户设备类别的所述用户设备参数中的至少一个，以有序顺序对所选择的组中的候选频带进行排序，所选择的所述频带被用于允许用户设备(110)与由所述蜂窝网络(100)基于候选频带的所述有序顺序选择的一个或多个所选择的用户收发器站(115(i))交换用户流量。
7.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝网络(100)，其中指示请求类型的所述请求参数包括用户设备(110)的请求所涉及的以下各项中的至少一个：
-服务质量，
-流量/服务的类型，以及
-要传递的数据量。
8.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝网络(100)，其中，指示用户类别的所述用户参数包括用户的用户订户简档。
9.如权利要求6所述的或者如从属于权利要求6时的权利要求7或8所述的蜂窝网络(100)，其中，所述蜂窝网络(100)还被配置为基于对第一候选频带的先前使用性能的统计分析来从候选频带的有序顺序中移除所述第一候选频带。
10.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝网络(100)，其中所述映射为每个候选频带并为位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的每个候选用户收发器站(115(i))明确所述候选用户收发器站(115(i))是否实际上能够利用所述候选频带。
11.如权利要求10所述的蜂窝网络(100)，其中所述蜂窝网络(100)被配置为基于以下各项中的至少一个来执行所述映射：
-候选用户收发器站(115(i))在实际能够使用的频带方面的能力；
-候选用户收发器站(115(i))在计算能力、无线电资源或回程方面对可用资源的评估；
-候选用户收发器站(115(i))在无线电链方面的能力；
-候选用户收发器站(115(i))在频率间切换时间方面的能力；
-电磁发射约束。
12.如权利要求10或11所述的蜂窝网络(100)，其中所述蜂窝网络(100)还被配置为基于以下各项中的至少一个来执行所述映射：
-节能目的；
-连接到相同候选用户收发器站(115(i))的多个用户设备(100)的管理指南。
13.如权利要求10、11或12所述的蜂窝网络(100)，其中所述蜂窝网络(100)还被配置为按照使得该组候选频带中的每个候选频带具有能够在这样的候选频带上进行发送的至少一个对应的候选用户收发器站(115(i))的方式来执行所述映射。
14.如前述权利要求中任一项所述的蜂窝网络(100)，其中，所述蜂窝网络(100)还被配置为：
-定期检查用户设备(110)和一个或多个用户收发器站(115(i))之间的所允许的用户流量交换的服务质量；
-适应于所述定期检查，选择新的一个或多个用户收发器站(115(i))用于用户流量交换。
15.在包括多个控制平面收发器站(105)的蜂窝网络(100)中，每个控制平面收发器站(105)被配置为在对应的第一覆盖区域(105A)上提供无线电覆盖，以允许所述第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)与控制平面收发器站(105)交换信令流量，其中
对于每个控制平面收发器站(105)，蜂窝网络(100)还包括位于所述第一覆盖区域(105A)内的一个或多个用户收发器站(115(i))，每个用户收发器站(115(i))被配置为在对应的第二覆盖区域(115(i)A)上提供无线电覆盖，以允许所述第二覆盖区域(115(i)A)内的用户设备(110)通过利用在相应的频带集合中的所选择的频带与用户收发器站(115(i))交换用户流量，
一种方法，其特征在于当所述第一覆盖区域中的一个第一覆盖区域(105A)内的用户设备(110)请求交换用户流量时包括以下阶段：
-基于所述用户设备(110)在所述一个第一覆盖区域(105A)内的位置，选择位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的一组候选用户收发器站(115(i))；
-基于以下各项中的至少一个来选择在位于所述一个第一覆盖区域(105A)内的用户收发器站(115(i))的频带集合中的一组候选频带：指示请求类型的请求参数、指示用户类别的用户参数、以及指示用户设备类别的用户设备参数(110)，以及
-允许所述用户设备(110)基于所选择的该组候选收发器站(115(i))和所选择的该组候选频带之间的映射，利用所选择的频带与一个或多个所选择的用户收发器站(115(i))交换用户流量。
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