CN108337683A - 线缆蜂窝异构网络 - Google Patents

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CN108337683A CN201711392672.1A CN201711392672A CN108337683A CN 108337683 A CN108337683 A CN 108337683A CN 201711392672 A CN201711392672 A CN 201711392672A CN 108337683 A CN108337683 A CN 108337683A
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Abstract

本公开涉及线缆蜂窝异构网络。描述了一种方法，并且在一个实施例中，该方法包括：经由线缆连接在节点和订户驻地处的用户设备之间提供物理连接，其中，节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范(“DOCSIS”)远程PHY设备(“RPD”)；在节点处接收来自连接到蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路(“DL”)数据信号；将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游(“DS”)信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及经由线缆连接将组合DS数据信号从节点转发到用户设备。

Description

线缆蜂窝异构网络
优先权声明
本申请要求于2016年12月22日递交的、名称为“CABLE CELLULAR HETEROGENEOUSNETWORK(线缆蜂窝异构网络)”的美国临时申请No.62/438,130在35U.S.C.§119(e)之下的优先权的权益。该在先申请的公开内容被视为本申请的公开内容的一部分(并且通过引用结合于此)。
技术领域
本公开总体涉及通信网络的领域，并且更具体地，涉及线缆蜂窝异构网络(“HetNet”)。
背景技术
“HetNet”通常表示在无线网络中使用多种类型的接入节点。例如，广域网(“WAN”)可以使用宏小区、微微小区和毫微微小区来在各种覆盖区域(从室外到建筑物内部到地下区域)中提供无线覆盖。HetNet提供宏小区、小小区和WiFi网络元件之间的复杂互操作，以提供广泛的覆盖网络，以及网络元件之间的切换能力。HetNet是多技术、多领域、多频谱、多运营商和多供应商。
在结构上，HetNet可被视为包括传统的宏无线电接入网络(“RAN”)功能、RAN传输能力、小小区和Wi-Fi功能，所有这些项在联网环境中都越来越多地被虚拟化和传送，在联网环境中，控制的范围包括与计算、联网和存储相关联的数据中心资源。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种方法，该方法包括：经由线缆连接在节点和订户驻地处的用户设备之间提供物理连接，其中，节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范(“DOCSIS”)远程PHY设备(“RPD”)；在节点处接收来自连接到蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路(“DL”)数据信号；将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游(“DS”)信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及经由线缆连接将组合DS数据信号从节点转发到用户设备。
根据本公开的另一实施例，提供了一个或多个非暂态有形介质，包括用于执行的代码，当由处理器执行时，该代码可操作来执行操作，该操作包括上述方法中的步骤。
根据本公开的又一实施例，提供了一种装置，包括：节点，该节点经由线缆连接被连接到订户驻地处的用户设备，其中，该节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范(“DOCSIS”)远程PHY设备(“RPD”)，并且其中，该装置被配置用于：在节点处接收来自连接到蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路(“DL”)数据信号；将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游(“DS”)信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及经由线缆连接将组合DS数据信号从节点转发到用户设备。
附图说明
为了提供对本公开及其特征和优势的更完整的理解，参考以下结合附图的描述，在附图中，相同的参考标号表示相同的部分，其中：
图1是示出根据本文描述的实施例的特征的可被部署的蜂窝HetNet的简化高层框图；
图2是示出根据本文描述的实施例的特征的可被部署的蜂窝HetNet的更详细的高层框图；
图3是根据本文描述的实施例的特征的线缆蜂窝HetNet的简化高层框图；
图4是根据本文描述的实施例的特征的用于实现线缆蜂窝HetNet的DOCSIS网络的简化框图。
图5A是示出根据本文描述的实施例的LTE功能分解的简化框图；
图5B是示出根据本文描述的实施例的CMTS功能分解的简化框图；
图6是示出美国运营商频率使用的图表；
图7是示出根据本文描述的实施例实现的线缆蜂窝HetNet和线缆蜂窝去程之间的比较的图表；
图8是根据本文描述的实施例实现的线缆蜂窝HetNet的简化框图，其示出了蜂窝到线缆本地卸载/装载使用情况示例；
图9是根据本文描述的实施例实现的线缆蜂窝HetNet的简化框图，其示出蜂窝到蜂窝局部卸载/装载使用情况示例；
图10是包括通信网络的元件的机器的简化框图，在其中可以实现本文描述的用于线缆蜂窝HetNet的实施例。
具体实施方式
概览
描述了一种方法，并且在一个实施例中，该方法包括：经由线缆连接在节点和订户驻地处的用户设备之间提供物理连接，其中，节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范(“DOCSIS”)远程PHY设备(“RPD”)；在节点处接收来自连接到蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路(“DL”)数据信号；将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游(“DS”)信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及经由线缆连接将组合DS数据信号从节点转发到用户设备。
示例实施例
当前，移动网络运营商(“MNO”)正面临许多挑战，包括：较高小区站点成本、较差室内覆盖、以及多小区干扰。此外，大部分资本支出(“CAPEX”)和运营支出(“OPEX”)都与小区站点相关(建筑、租赁、维护等)。作为响应，本文提出了一种用于包括线缆网络技术作为蜂窝HetNet架构的一部分以用于最后一英里无线接入的技术。在一些实施例中，线缆数据服务接口规范(“DOCSIS”)远程PHY设备(“RPD”)和移动小小区(或小小区PHY)被组合成单个设备，以此将移动技术嵌入到线缆技术中。
对蜂窝服务的关键要求之一是无处不在的覆盖。室内覆盖对于MNO一直是最大的挑战。通过同轴线缆分发蜂窝信号提供了良好的室内覆盖，这补充了通过宏/微小区的MNO室外覆盖。多系统运营商(“MSO”)可以用作移动虚拟网络运营商(“MVNO”)，这允许其接入蜂窝宏/微小区(以及其他现有蜂窝基础设施)。利用它们自己的室内网络来增强，MSO/MVNO可以提供好得多的覆盖和用户体验。可以通过MSO而不是MNO来利用相对低的成本提供室内覆盖，因为对于MSO几乎不存在站点建设和租用成本，这些蜂窝网络中最大的成本。
移动宽带流量已经超过了语音流量，并且正在持续快速增长。这一趋势将继续下去。主要由新服务和终端能力的引入而驱动的这类流量增长和用户对于类似于固定宽带的数据速率的期望是并行的。若干考虑影响高效HetNet设计。从需求角度来看，流量容量和位置以及目标数据速率是值得考虑的。从供应角度来看，重要的考虑包括：无线电环境、宏蜂窝覆盖、站点可用性、回程传输、频谱、以及与现有宏网络的集成。商业方面，包括：技术竞争、商业模式、以及营销/定价策略，也必须考虑。
关于无线网络部署，许多网络运营商正在使用例如移动虚拟网络运营商(“MVNO”)或移动其他授权运营商(“MOLO”)模型作为初始步骤来进入移动空间。网络运营商包括但不限于：多系统运营商(“MSO”)、电信公司(“telcos”)、卫星运营商(包括高速卫星宽带服务)、光纤运营商和UAV互联网提供商。MVNO是不拥有全部或部分无线网络基础设施的无线通信服务提供商，运营商通过这些无线网络基础设施向其客户提供服务。MVNO可以进入具有移动网络运营商(“MNO”)的商业布置，以便以批发价格获得对网络服务的批量接入，并然后独立地设定零售价格。MVNO可以使用其自己的客户服务、计费、营销和销售人员，或者可以使用移动虚拟网络使能器(“MVNE”)的服务。利用现有的混合光纤同轴(“HFC”)基础设施，诸如MSO之类的网络运营商能够容易地部署移动小小区、以及回程(backhaul)/去程(fronthaul)/中程(midhaul)(下文统称为“拖(haul)”或“拖运(hauling)”)它们自己的网络流量。MSO可以利用小小区来实现更好的MVNO经济性。此外，利用MVNO/MONO模型的网络运营商能够回程MNO支持的小小区/远程无线电头端连接的无线设备与MNO的移动核心之间的MNO网络流量。
如本文使用的，术语“小小区”是指在具有比“宏小区”更小的范围的授权和未授权频谱二者中操作的一系列低功率无线电接入节点，包括微小区、微微小区和毫微微小区。将认识到的是，尽管本文公开的技术主要参考小小区来描述，但这些技术可以广泛地适用于其他类型和大小的无线电，包括：例如，宏小区、微小区、微微小区和毫微微小区。此外，根据本文描述的实施例的特征，小小区可被实现为独立小小区、或简单地被实现为小小区(“SC”)或eNodeB(“eNB”)，其中，其功能被包含在单个组件中，或者它可被实现为分离小小区，其中，其功能被分离在单独的组件中，包括中央小小区(“cSC”)和远程小小区(“rSC”)。
认识到的是，小小区技术将在未来的5G网络中发挥重要的作用。一些5G应用(例如，任务关键MTC、VR、触觉互联网)需要1-10ms的端到端确定性延迟。这包括被分配用于设备处理、空中接口往返时间(“RTT”)和网络处理的时间。回程延迟也必须符合该端到端延迟预算。3GPP“新无线电”侧重于实现延迟预算的新的空中接口设计；然而，今天的回程导致更多数量级的延迟。具有较低回程延迟的网络将能够提供出色的5G体验并服务小生境5G应用。其他应用包括Wi-Fi、3G、4G、LTE等。
图1示出了结合本文描述的实施例的可被部署的蜂窝HetNet 10的高层图示。如图1所示，蜂窝HetNet 10包括例如经由各种接入技术互连以向用户设备(“UE”)提供网络接入的多个宏小区12、微小区14、毫微微小区16和微微小区18。如前所述，HetNet包括不同小区类型和不同接入技术的组合。HetNet是无线接入网络不断演进以满足用户需求(容量和覆盖)的结果。
图2示出了结合本文描述的实施例的可被部署的蜂窝HetNet 30的更详细的框图。如图2所示，例如，蜂窝HetNet 30包括用于接入IP网络38和公共交换电话网络(“PSTN”)40的3G接入网络32、4G LTE接入网络34和WiFi接入网络36。
在所示实施例中，3G接入网络32包括通用陆地无线电接入网络(“UTRAN”)42，其包括多个NodeB 44，每一个由多个互连无线电控制节点(“RNC”)46中的一个来控制。UTRAN 42被连接到3G电路切换(“CS”)核心48以及3G分组切换(“PS”)核心54，其中，3G CS核心48包括移动切换中心(“MSC”)/访问者位置寄存器(“VLR”)50和网关MSC(“GMSC”)52，3G PS核心54包括服务GPRS支持节点(“SGSN”)56和网关GPRS支持节点(“GGSN”)58。
4G接入网络34包括E-UTRN 60，其包括多个eNodeB 62。E-UTRAN60被连接到演进分组核心(“EPC”)64，其包括移动管理实体(“MME”)66、策略和计费规则功能(“PCRF”)68、服务网关(“SGW”)70、PDN网关(“PGW”)72和归属订户服务器(“HSS”)73，该HSS 73可以提供到SGSN 56的连接。EPC 64经由IP多媒体系统(“IMS”)74连接到IP网络38和PSTN 40，该IMS 74包括移动网关(“MGW”)76、媒体网关计费功能(“MGCF”)78、以及代理/询问/服务呼叫会话控制功能(“P/I/S-CSCF”)80。
如将在下文更详细地描述的，线缆网络非常适于为小小区和其他类型的网络(包括：例如，光纤网络、其他光网络和卫星网络)提供回程。线缆网络和无线接入部分当前是独立的链路；不存在最大化有线或无线链路上的效率的联合优化。尽管将理解的是，本文描述的实施例可被应用于许多去程和回程网络，但为了清楚并改善理解起见，本公开的其余部分将针对线缆网络、MSO、以及DOCSIS和回程应用。这不以任何方式意味着是限制性的。
线缆数据服务接口规范(“DOCSIS”)是能够通过现有有线TV(“CATV”)网络来实现高速数据传输的国际电信标准。DOCSIS可以由有线电视运营商(还称为多系统运营商(“MSO”))采用以通过其现有混合光纤同轴(“HFC”)基础设施来提供互联网接入，并且可以提供在开放系统互连(“OSI”)层1和层2(即物理层和数据链路层)处可用的各种选项。
DOCSIS已经使得有线电视运营商能够在CATV系统上广泛部署高速数据服务。这类数据服务允许诸如个人计算机等之类的订户侧设备通过普通的CATV网络来进行通信。线缆调制解调器终端系统(“CMTS”)将CATV网络连接到诸如互联网之类的数据网络。DOCSIS指定线缆调制解调器根据请求/授权方案来获得上行带宽。当订户设备需要将流量上行发送到线缆网络中时，线缆调制解调器向CMTS发送带宽分配请求。CMTS使用带宽分配MAP消息来授权这些请求。如服务消费者的任意系统，对速度、延迟、处理时间、同步等进行优化对系统设计者、网络架构师和工程师等提出了巨大的挑战。
HFC网络通常将包括经由传输环连接到多个分发集线器的头端。例如，电视频道被频分多路复用到光束上，该光束穿过从分发集线器扇出到布置在本地社区中的多个光学节点的光纤中继线。在一些实施例中，光学节点20中的每一个可以服务500-2000个家庭；然而，该范围仅是代表性的而不旨在是限制性的。在每个光学节点处，接收到的光信号被转换成RF电信号，该RF电信号通过同轴线缆被分发给各个订户家庭。中继RF放大器和线路RF放大器可以沿着同轴线缆来布置，以确保RF信号的幅度在整个系统中保持足够。
在更传统的回程架构中，期望将小小区部署在宏小区覆盖区域之内或之外以增加容量、增强覆盖范围等。传统地，经由移动运营商的光纤基础设施来实现回程。针对小小区扩展该传统回程架构存在两个主要问题。首先，当需要为每个小小区运行光纤时，成本可能变高。移动核心和每个宏小区之间的传统对等架构对于传统的稀疏宏小区部署模型有效。其次，缺乏对X2接口的支持。缺乏小小区之间的低延迟逻辑链路导致低效和非最优的网络传输。相反，根据本文描述的实施例的特征，部署DOCSIS 3.1CMTS以支持有限数目的商业级集成DOSIS小小区。重新使用现有的HFC基础设施；相应地，不存在与将新的光纤运行到小小区站点相关联的新的成本。此外，根据LTE流量的对等点，可以由CMTS支持不需要返回到移动核心的流量的本地疏导。CMTS可以实现智能调度器以基于各种因素来对小小区进行动态负载平衡。
将认识到，对蜂窝服务的关键要求之一是无处不在的覆盖，室内覆盖始终为MNO提供最大的挑战。通过同轴线缆(例如，经由DOCSIS线缆网络)分发蜂窝信号提供了良好的室内覆盖，这补充了通过宏/微小区的MNO室外覆盖。在一些实施例中，MSO可以用作MVNO，使得能够访问蜂窝网络宏/微小区(以及其他现有蜂窝基础设施)。利用它们自己的室内网络来增强，MSO/MVNO可以提供好得多的覆盖和卓越的用户体验。
通过MSO比通过MNO可以相对更廉价地提供室内覆盖，因为MSO几乎不存在站点建设和租用成本，这些是蜂窝网络配设中最大的成本。将注意的是，超过80％的无线流量来自室内位置；因此，良好的室内覆盖和容量直接转化为改善的用户体验。在一些实施例中，经由线缆蜂窝HetNet提供的服务(例如，室内覆盖)可被卖回到MNO以抵消MVNO资本支出(“CAPEX”)和运营支出(“OPEX”)。图3示出了根据本文描述的实施例的特征的线缆蜂窝HetNet 100的简化框图。
如图3所示，可以经由同轴电缆(即线缆)网络104来分发来自蜂窝网络102的小小区无线电信号。下面将更详细地描述图3所示的线缆蜂窝HetNet的元件。图4是根据本文描述的实施例的用于实现线缆蜂窝HetNet的DOCSIS或线缆网络120的更详细的框图。
如图4所示，组合节点122包括线缆远程PHY设备(“RPD”)124、小小区(或小小区PHY)126、回声消除模块(“EC”)128、多路复用器130和RF信道器(滤波器)132。RF信道器(滤波器)132是附加模块，并且对于RPD 124和小小区126操作是透明的。在小小区接收器路径中需要由回声消除模块128提供的回声消除，因为小小区接收器路径的上行链路(“UL”)位于DOCSIS下游(“DS”)频谱的中间。组合线缆调制解调器(“CM”)134包括DOCSIS CM 136和信道调谐器138。信道调谐器138可以是附加模块或可被集成到包括CM 134的硅中。组合节点122经由N+0/N+1设备140连接到组合CM。如下面将更详细描述的，组合节点122从蜂窝集成网络(“CIN”)142接收信号。
图5A是示出根据本文描述的实施例的LTE功能无线电协议栈的简化框图。如图5A所示，LTE功能包括：分组数据汇聚协议(“PDCP”)/无线电链路控制(“RLC”)层140、包括MAC调度功能的高介质访问控制(“MAC”)层142、包括混合自动重复请求(“HARQ”)过程管理功能的低MAC层144、包括HARQ解码和指示功能的高物理(“PHY”)层146、以及低PHY层148。图5B是示出根据本文描述的实施例的CMTS功能分解的简化框图。如图5B所示，CMTS功能包括：高MAC层150、包括MAC调度功能的低MAC层152、以及PHY层154。还如图5B所示，远程MAC/PHY设备(“RMD”)分离被定义为高MAC层150和低MAC层152之间的分裂，并且远程PHY设备(“RPD”)分离被定义为低MAC层152和PHY层154之间的分离。
再次参考图4，网络120支持经由射频(“RF”)接口将至少一个用户设备装置(“UE”)(未示出)连接到独立CIN 142中的蜂窝节点。如本文使用的，UE可以与希望经由某个网络来在通信系统中发起通信的客户端、客户、或终端用户相关联。术语“用户设备”包括用于发起通信的设备，例如，计算机、个人数字助理(PDA)、膝上型或电子笔记本电脑、蜂窝电话、iPhone、IP电话、或能够在通信系统内发起语音、音频、视频、媒体或数据交换的任意其他设备、组件、元件或对象。UE还可以包括与人类用户的适当接口，例如，麦克风、显示器、或键盘或其他终端设备。UE还可以是试图代表另一实体或元件(例如，程序、数据库)来发起通信的任意设备、或能够在通信系统内发起交换的任意其他组件、设备、元件或对象。如在本文件中使用的，数据指代任意类型的数字、语音、视频、媒体或脚本数据、或任意类型的源代码或目标代码、或按照可以从一个点被传送到另一点的任意适当格式的任意其他适当的信息。在加电时，UE可以被配置为发起用于与服务提供商的连接的请求。用户协议可以由服务提供商基于各种服务提供商凭证(例如，订户身份模块(“SIM”)、通用SIM(“USIM”)、认证等)来进行认证。更具体地，设备可以由服务提供商使用某种预定义的财务关系来认证。
再次参考图4，组合节点122经由N+0/N+1设备140连接到组合CM134。将认识到的是，“N+m”用于描述线缆设备拓扑。N代表“节点”并且m是节点和CM之间的放大器的数据。因此，“N+0”表示在节点和CM之间不存在放大器；“N+1”表示节点和CM之间存在一个放大器。在一些实施例中，组合CM 134可被连接到一个或多个组合节点，例如，组合节点122。如下面将更详细地示出和描述的，组合CM 134例如经由混合光纤同轴(“HFC”)被连接到线缆调制解调器终端系统(“CMTS”)，该HFC将组合节点122/组合CM 134连接到无线核心，该无线核心可被实现为LTE分组核心。将认识到的是，无线核心还可包括WiFi核心、5G核心、或任意其他无线网络核心。将理解的是，RPD 124可以与小小区126共址，或者可以与小小区126分开并独立地定位。
在一些实施例中，CM包括蜂窝调谐器的RF部分以及天线。在DS方向，调谐器从DOSIS DS信号提取蜂窝下行链路(“DL”)信号并将其引导至天线。在DOCSIS上游(“US”)方向，蜂窝UL信号被天线获得、由调谐器清除、并然后被添加到DOCSIS US信号中。组合节点包括共址小小区和专用调谐器，以从DOCSIS DS频谱提取蜂窝UL信号，并且经由回声消除模块将其馈送到小小区接收器。蜂窝DL信号被添加到DOSIS DS信号中。
天线可被实现为无源天线(具有或不具有滤波器)或有源天线(其提供放大，从线缆设备汲取电力来这样做)、被实现为单个高功率天线或多个低功率天线、以及被实现在建筑物内部和/或外部。
如图3所示，使用4×4多用户多输入多输出(“MU-MIMO”)来支持具有单个小小区无线电的4腿节点。再次参考图4，多路复用器多路复用具有DOCSIS流量的小小区回程流量(蜂窝信号在DOCSIS隧道外部)。
图6示出了美国运营商频率使用。所有列出的频谱落入同轴线缆可操作频带内，为本文描述的实施例所实现线缆扩展频率范围提供了较强的使用情况。
对多个运营商/通信公司的支持取决于MVNO模型。例如，MSO可以坚持一个MNO，在这种情况下，线缆蜂窝HetNet将需要支持单个运营商。相反，若MSO与多个MNO一起工作，则线缆蜂窝HetNet将需要运载多个运营商。为了支持多个运营商，可能需要多个小小区或支持多个运营商的一个小小区、组合节点处支持多个运营商的RF信道器、CMP处支持多个运营商的信道调谐器。
关于服务质量(“QoS”)，线缆蜂窝HetNet将室内网络与蜂窝基础设施无缝地集成，从而保证端到端流量QoS，而室内毫微微小区/小小区将流量路由到蜂窝基础设施之外，在这种情况下，QoS不能得到保证。WiFi提供较差的QoS，因为空中接口未被设计为支持实时应用。
关于数据可访问性，使用线缆蜂窝HetNet，用户数据是可以访问的，潜在地导致新的服务，而利用室内毫微微小区/小小区，业务被路由到蜂窝网络之外。利用WiFi，流量将被路由到蜂窝网络之外。
关于网络规划(频率重新使用和多小区干扰减轻)，使用线缆蜂窝HetNet作为整个蜂窝HetNet的部分，可以整体地协调频率规划和干扰减轻并且可以支持多个运营商/通信公司。相反，使用室内毫微微小区/小小区，存在较少控制并且小区可能被移动到不同区域，可能对室外宏小区/微小区造成干扰。此外，室内毫微微小区/小小区不是蜂窝HetNet的部分，需要多个盒子来支持多个供应商/通信公司。
线缆蜂窝HetNet可以被视为通过利用MSO的现有基础设施而特别适用于MSO的新颖且低成本的分布式天线系统(“DAS”)。具体地，利用现有无源同轴网络(“PCN”)并且与RPD部署同步的线缆蜂窝HetNet具有较小部署成本或没有额外的部署成本。相反，传统的DAS需要昂贵的线缆布局，仅适用于大型企业建筑并且不适合住宅部署，并且其成本与小小区的部署有关。
图7示出了如本文描述的线缆蜂窝HetNet和线缆蜂窝去程之间的比较。线缆蜂窝去程表示多个远程无线电头端(位于CM)并且通过数字链路连接到中央控制器。线缆蜂窝去程对于同轴设备是非常挑战性的。
线缆蜂窝HetNet允许MSO来重新定位同轴网络作为蜂窝HetNet的一部分，并且以部分成本来提供室内覆盖。线缆蜂窝HetNet符合MSO对MVNO的长期愿景，并且给予MSO激励来继续投资同轴网络。线缆蜂窝HetNet将有助于拉动RPD，反之亦然。若需要支持N+1设备(DOCSIS DS中间的蜂窝UL信号)，则全双工放大器变得相关。蜂窝线缆蜂窝HetNet提供了小小区和DOCSIS融合(CMTS+LTE GW、本地卸载/装载)的使用情况。
在一些实施例中，接入汇聚(线缆蜂窝HetNet)允许CMTS/LTE GW处的本地卸载/装载。本地卸载/装载减少了LTE演进分组核心(“EPC”)上的网络流量，利用了MSO网络容量，可以减少MVNO OPEX(EPC使用)，并且可以改善用户体验。具体地，利用本地卸载/装载，到达LTE GW(SB接口)的流量将基于例如目的地(终接设备是非移动设备，例如，CM)、网络拥塞和SLA而被分类以用于潜在的卸载。到达CMTS(NB接口)的流量将基于例如目的地(终接设备是移动设备)而被分类以用于潜在的装载。图8示出了移动-CM本地卸载/装载示例。图9示出了移动-移动本地卸载/装载示例。
参考图8，路径180表示未实现下文描述的卸载/装载技术的、移动设备181A和CM181B之间的通过线缆蜂窝HetNet 182的LTE流量的原始数据路径，而路径184表示根据本文描述的实施例的特征的、其中来自移动设备181A和CM 181B的LTE数据流量从LTE GW 186被卸载到CMTS188从而绕过EPC 190的LTE流量的数据路径。如路径180所示，未使用卸载/装载技术，流量经过EPC 190。类似地，从CM 181B到移动设备181A的数据流量从CMTS 188被卸载到LTE GW 186，再次绕过EPC 190。
参考图9，路径200表示未实现卸载/装载技术的、移动设备201A和移动设备201B之间的通过线缆蜂窝HetNet 202的LTE流量的原始数据路径，而路径204表示根据本文描述的实施例的特征的、其中从移动设备201A到201B的LTE数据流量从LTE GW 206被卸载到CMTS208并且从CMTS 210被卸载到LTE GW 212从而绕过EPC 214、216的LTE流量的数据路径。类似地，从移动设备201B到201A的LTE数据流量从LTE GW 212被卸载到CMTS 210并且从CMTS208被卸载到LTE GW 206，再次绕过EPC 214、216。
转到图10，图10示出了示例机器(或设备)230的简化框图，在一些实施例中，该机器(或装置)230可以是可以在本文描述的实施例中实现的分类器或转发元件。示例机器230对应于可以部署在通信网络中的网络元件和计算设备，例如，分类器或转发元件。具体地，图10示出了机器的示例形式的框图表示，其中，软件和硬件使得机器230执行本文讨论的动作或操作中的任意一个或多个。如图10所示，机器230可以包括处理器232、主存储器233、辅助存储装置234、无线网络接口235、有线网络接口236、用户接口237、以及包括计算机可读介质239的可移除介质驱动器238。诸如系统总线和存储器总线之类的总线231可以提供处理器232和机器230的存储器、驱动器、接口以及其他组件之间的电子通信。
处理器232(还可被称为中央处理单元(“CPU”))可以包括能够如机器可读指令所指示的来执行机器可读指令并且对数据执行操作的任意通用或专用处理器。主存储器233可以由处理器232直接访问以访问机器指令，并且可以是随机存取存储器(“RAM”)或任意类型的动态存储装置(例如，动态随机存取存储器(“DRAM”))的形式。辅助存储装置234可以是能够存储包括可执行软件文件的电子数据的任意非易失性存储器，例如，硬盘。外部存储的电子数据可以通过一个或多个可移除介质驱动器238被提供给计算机230，该一个或多个可移除介质驱动器238可以被配置为接收任意类型的外部介质，例如，光盘(“CD”)、数字视频盘(“DVD”)、闪存驱动器、外部硬盘驱动器等。
可以提供无线和有线网络接口235和236以实现机器230和其他机器或节点之间的电子通信。在一个示例中，无线网络接口235可以包括具有适当的发送和接收组件(例如，收发器)的无线网络控制器(“WNIC”)，以用于在网络内进行无线通信。有线网络接口236可以使得机器230能够通过电缆线路(例如，以太网线缆)来物理地连接到网络。无线和有线网络接口235和236二者都可以被配置为使用适当的通信协议(例如，互联网协议组(“TCP/IP”))来促进通信。仅为了说明性目的，机器230被示出为具有无线和有线网络接口235和236二者。尽管一个或多个无线和硬连线接口可以在机器230内提供或可被外部地连接到机器230，但仅需要一个连接选项来实现机器230到网络的连接。
可以在一些机器中提供用户接口237以允许用户与机器230进行交互。用户接口237可以包括诸如图形显示设备(例如，等离子显示面板(“PDP”)、液晶显示器(“LCD”)、阴极射线管(“CRT”)等)之类的显示设备。此外，还可以包括任意适当的输入机构，例如，键盘、触摸屏、鼠标、轨迹球、语音识别、触摸板等。
可移除介质驱动器238表示被配置为接收任意类型的外部计算机可读介质(例如，计算机可读介质239)的驱动器。体现本文描述的动作或功能的指令可被存储在一个或多个外部计算机可读介质上。此外，这类指令在执行期间还可以或替代地至少部分地驻留在机器230的存储器元件内(例如，在主存储器233或处理器232的缓存存储器中)、或机器230的非易失性存储器元件(例如，辅助存储装置234)内。因此，机器230的其他存储器元件也构成计算机可读介质。因此，“计算机可读介质”意味着包括能够存储用于由机器230执行的指令的任意介质，这些指令使机器执行本文公开的动作中的任意一个或多个。
图10中未示出的是可被适当地耦合到处理器232的另外的硬件以及以下列形式的其他组件：存储器管理单元(“MMU”)、附加对称多处理(“SMP”)元件、物理存储器、外围组件互连(“PCI”)总线和相应的桥接器、小型计算机系统接口(“SCSI”)/集成驱动电子装置(“IDE”)元件等。机器230可以包括辅助其操作的任意另外的适当硬件、软件、组件、模块、接口、或对象。这可以包括允许数据的有效保护和传送的适当的算法和通信协议。此外，还可以在机器230中配置任意适当的操作系统以适当地管理其中的硬件组件的操作。
参考机器230所示出和/或描述的元件旨在用于说明性目的，并且不意味着暗示机器(例如，根据本公开所使用的那些机器)的架构限制。此外，在适当的情况下并且基于特定需要，每个机器可以包括更多或更少的组件。如本说明书中使用的，术语“机器”意味着包括任意计算设备或网络元件，例如，服务器、路由器、个人计算机、客户端计算机、网络设备、交换机、桥、网关、处理器、负载平衡器、无线LAN控制器、防火墙、或可操作来影响或处理网络环境中的电子信息的任意其他适当的设备、组件、元件或对象。
在特定实施例中，各个组件可以包括在具有适当的端口、处理器、存储器元件、接口、以及有助于本文描述的功能的其他电气和电子组件的专用硬件设备(例如，适当地配置的服务器)上执行的软件应用。在一些实施例中，各个组件可以在单独的硬件设备上执行和/或可以包括执行本文描述的操作的软件应用或其组合。
注意的是，尽管本文相对于线缆网络架构描述了操作和系统，但这些操作和系统可以和任意适当的相关网络功能(包括负载平衡器、防火墙、WAN加速器等)以及与其相关联的设备(例如，用户驻地设备(CPE)、线缆调制解调器(CM)等)一起使用。
注意的是，在本说明书中，对包括在“一个实施例”、“示例实施例”、“实施例”、“另一实施例”、“一些实施例”、“各个实施例”、“其他实施例”、“替代实施例”等中的各个特征(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作、特性等)的引用表示任意这类特征被包括在本公开的一个或多个实施例中，但可以或不一定被组合在相同的实施例中。此外，词语“进行优化”、“优化”及相关术语是本领域中指代特定结果的速度和/或效率方面的提升的术语，并且不意在指示用于实现已经实现的特定结果、或能够实现“最优”或完美快速/完美高效状态的过程。
在示例实现方式中，本文概述的动作中的至少一些部分可以在存储在存储器设备中并且由一个或多个处理器执行的适当模块中的软件中实现。在一些实施例中，这些特征中的一个或多个可以在硬件中实现、在这些元件的外部提供、或以任意适当的方式来合并以实现预期的功能。各个组件可以包括软件(或往复软件)，这些软件可以合并以便实现如本文概述的操作。在又其他实施例中，这些元件可以包括有助于其操作的任意适当的算法、硬件、软件、组件、模块、接口或对象。
此外，本文描述和示出的这类软件模块(和/或其相关联的结构)还可以包括用于在网络环境中接收、发送、和/或以其他方式传送数据或信息的适当的接口。此外，与各个节点相关联的一些处理器和存储器元件可以被移除、或以其他方式被合并，以使得单个处理器和单个存储器元件负责一些动作。在一般意义上，附图中描绘的布置在其表示中可以更加逻辑，而物理架构可以包括这些元件的各种置换、组合和/或混合。有必要注意的是，可以使用无数可能的设计配置来实现本文概述的操作目标。因此，相关联的基础设施具有无数的替代布置、设计选择、设备可能性、硬件配置、软件实现方式、设备选项等等。
在一些示例实施例中，一个或多个存储器元件可以存储用于本文描述的操作的数据。这包括能够将指令(例如，软件、逻辑、代码等)存储在非暂态介质中，以使得指令被执行以执行本说明书中描述的活动的存储器元件。处理器可以执行与数据相关联的任意类型的指令以实现在本说明书中详细描述的操作。在一个示例中，处理器可以将元件或物品(例如，数据或电子信号)从一种状态或事物转换为另一状态或事物。在另一示例中，可以利用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现本文概述的动作，并且本文标识的元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、包括数字逻辑、软件、代码、电子指令的ASIC、闪速存储器、光盘、CD-ROM、DVD ROM、磁卡或光卡、适用于存储电子指令的其他类型的机器可读介质、或其任意适当的组合。
这些设备还可以将信息保持在任意适当类型的非暂态存储介质(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、现场可编程门阵列(FPGA)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)等)、软件、硬件中，或在适当的情况下并且基于特定需要将信息保持在任意其他适当的组件、设备、元件或对象中。被跟踪、发送、接收、或存储在通信系统10中的信息可以基于特定需要和实现方式被提供在任意数据库、寄存器、表、缓存、队列、控制列表或存储结构中，所有这些项都可以在任意适当的时间帧中被参考。本文讨论的任何存储器项应该被理解为被包含在广义术语“存储器元件”中。类似地，本说明书中描述的任何可能的处理元件、模块和机器应被解释为被包含在广义术语“处理器”中。
还重要的是注意到，参考上述附图所描述的操作和步骤仅示出了可以由系统执行、或可以在系统中执行的可能场景中的一些。在适当的情况下可以删除或移除这些操作中的一些操作，或者可以在不脱离所讨论的概念的范围的情况下相当大地修改或改变这些步骤。此外，可以相当大地改变这些操作的时序并仍实现本文公开所教导的结果。已经为了示例和讨论的目的提供了上述操作流程。系统提供了很大的灵活性，因为可以在不脱离所讨论的概念的教导的情况下提供任意适当的布置、年表、配置和时序机制。
尽管已经参考特定布置和配置详细描述了本公开，但可以在不脱离本公开的范围的情况下显著地改变这些示例配置和布置。例如，尽管已经参考涉及某些网络接入和协议的特定通信交换描述了本公开，但本文描述的通信系统可以适用于其他交换或路由协议。此外，尽管已经参考有助于通信过程的特定元件和操作示出了通信系统，但这些元件和操作可以由实现本文的各个通信系统的预期功能的任意适当的架构或过程来代替。
许多其他改变、替代、变化、更改和修改对于本领域技术人员可以是确定的，并且旨在本公开包含落入所附权利要求的范围内的所有这些改变、替代、变化、更改和修改。为了协助美国专利及商标局(USPTO)，以及此外，在此申请上发布的任何专利的任何读者来解释所附权利要求，申请人希望注意到的是，申请人：(a)不旨在任何所附权利要求调用其递交日期存在的U.S.C35 112节的第六(6)段，除非在特定权利要求中具体使用了词语“用于…的装置”或“用于…的步骤”；以及(b)不旨在通过本说明书中的任意陈述来以所附权利要求中未反映的任何方式限制本公开。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
经由线缆连接在节点和订户驻地处的用户设备之间提供物理连接，其中，所述节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范DOCSIS远程PHY设备RPD；
在所述节点处接收来自连接到所述蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路DL数据信号；
将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到所述DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游DS信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及
经由所述线缆连接将所述组合DS数据信号从所述节点转发到所述用户设备。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述节点处从所述用户设备接收组合上游US数据信号，所述组合US数据信号包括蜂窝上行链路UL数据信号和DOCSIS US信号；
从所述组合US数据信号提取所述蜂窝UL数据信号；并且
经由所述蜂窝小小区设备将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备包括线缆调制解调器，所述线缆调制解调器包括用于从所述组合DS数据信号提取所述蜂窝DL信号的蜂窝调谐器，以及用于从所述蜂窝调谐器接收所提取的蜂窝DL信号的天线。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述节点包括复用器，所述复用器被连接到所述DOCSIS PHY和所述蜂窝小节点，并且其中，所述组合包括使用所述复用器来复用DOCSIS DS信号和所述蜂窝DL数据信号。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述节点还包括调谐器，并且其中，所述提取包括：
使用所述调谐器来从所述组合US数据信号提取所述蜂窝UL数据信号；并且
将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述节点还包括回声消除EC模块，并且其中，将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备还包括经由所述EC模块将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备。
7.一个或多个非暂态有形介质，包括用于执行的代码，当由处理器执行时，所述代码可操作来执行操作，所述操作包括：
经由线缆连接在节点和订户驻地处的用户设备之间提供物理连接，其中，所述节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范DOCSIS远程PHY设备RPD；
在所述节点处接收来自连接到所述蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路DL数据信号；
将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到所述DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游DS信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及
经由所述线缆连接将所述组合DS数据信号从所述节点转发到所述用户设备。
8.根据权利要求7所述的介质，其中，所述操作还包括：
在所述节点处从所述用户设备接收组合上游US数据信号，所述组合US数据信号包括蜂窝上行链路UL数据信号和DOCSIS US信号；
从所述组合US数据信号提取所述蜂窝UL数据信号；并且
经由所述蜂窝小小区设备将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝网络。
9.根据权利要求7所述的介质，其中，所述用户设备包括线缆调制解调器，所述线缆调制解调器包括用于从所述组合DS数据信号提取所述蜂窝DL信号的蜂窝调谐器，以及用于从所述蜂窝调谐器接收所提取的蜂窝DL信号的天线。
10.根据权利要求7所述的介质，其中，所述节点包括复用器，所述复用器被连接到所述DOCSIS PHY和所述蜂窝小节点，并且其中，所述组合包括使用所述复用器来复用DOCSIS DS信号和所述蜂窝DL数据信号。
11.根据权利要求7所述的介质，其中，所述节点还包括调谐器，并且其中，所述提取包括使用所述调谐器来从所述组合US数据信号提取所述蜂窝UL数据信号，并且将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备，并且其中，所述节点还包括回声消除EC模块，并且其中，将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备还包括经由所述EC模块将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备。
12.一种装置，包括：
节点，所述节点经由线缆连接被连接到订户驻地处的用户设备，其中，所述节点包括与蜂窝小小区设备共址的线缆数据服务接口规范DOCSIS远程PHY设备RPD，并且其中，所述装置被配置用于：
在所述节点处接收来自连接到所述蜂窝小小区设备的蜂窝网络的蜂窝下行链路DL数据信号；
将接收到的蜂窝DL数据信号和来自连接到所述DOCSIS RPD的蜂窝网络的DOCSIS下游DS信号进行组合，以创建组合DS数据信号；以及
经由所述线缆连接将所述组合DS数据信号从所述节点转发到所述用户设备。
13.根据权利要求12所述的装置，还被配置用于：
在所述节点处从所述用户设备接收组合上游US数据信号，所述组合US数据信号包括蜂窝上行链路UL数据信号和DOCSIS US信号；
从所述组合US数据信号提取所述蜂窝UL数据信号；并且
经由所述蜂窝小小区设备将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝网络。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述用户设备包括线缆调制解调器，所述线缆调制解调器包括用于从所述组合DS数据信号提取所述蜂窝DL信号的蜂窝调谐器，以及用于从所述蜂窝调谐器接收所提取的蜂窝DL信号的天线。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述线缆连接包括混合光纤同轴HFC连接。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述节点包括复用器，所述复用器被连接到所述DOCSIS PHY和所述蜂窝小节点，并且其中，所述组合包括使用所述复用器来复用DOCSISDS信号和所述蜂窝DL数据信号。
17.根据权利要求13所述的装置，还被配置用于在所述蜂窝小小区的接收器路径中执行回声消除。
18.根据权利要求12所述的装置，其中，所述节点包括射频RF信道器。
19.根据权利要求13所述的装置，其中，所述节点还包括调谐器，并且其中，所述提取包括：
使用所述调谐器来从所述组合US数据信号提取所述蜂窝UL数据信号；并且
将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述节点还包括回声消除EC模块，并且其中，将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备还包括经由所述EC模块将所提取的蜂窝UL数据信号转发到所述蜂窝小小区设备。
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