CN109804656A - 对电信设备数据交换模式的动态选择 - Google Patents

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Abstract

可以实现系统和过程以评估关于电信设备的当前网络条件并且在多输入多输出(MIMO)通信模式和载波聚合(CA)通信模式之间动态地切换设备。该设备可以使用该MIMO模式或该CA模式与网络运营商交换数据，同时保持锁定在主基站。因此，不是基于固定优先级静态地指派以使用特定通信模式与主基站进行数据交换，例如将所有支持MIMO 4x4的设备指派为在主小区内的整个时间内使用MIMO 4x4，而是，设备可以动态指派和重新指派以基于哪种模式将实现最佳性能而在不同时间使用多种不同的通信模式。

Description

对电信设备数据交换模式的动态选择
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2016年10月11日提交的申请序列号为15/290,857的美国实用专利申请的优先权。序列号为15/290,857的申请通过引用被全部并入本文。
背景
取决于用户设备的当前配置，现代电信网络和用户设备可以支持多种通信技术。例如，电信设备可以在锁定到第一基站时经由4×4 MIMO交换数据，然后经由载波聚合移交给第二基站。然而，许多设备不能并发地执行诸如4x4 MIMO和载波聚合之类的各种技术。通常，电信设备就在任何给定时间使用哪种技术服从于特定基站。此外，基站指示设备根据固定优先级排序来利用技术。例如，能够执行载波聚合和MIMO 4x4的设备将被指示在其被锁定到特定小区的持续时间内采用4x4 MIMO操作。然而，每种技术都与依赖于网络条件的各种益处和损害相关联。例如，虽然MIMO 4x4可以提供增加的频谱效率，但是在最大化数据传输速率方面仍然可能无法超越载波聚合。因此，通常优选于另一种技术的技术可能仍然不普遍优于其他技术。
图式简要说明
参考附图阐述详细描述。在附图中，参考标号的最左边的数字标识首次出现参考标号的图。在不同附图中使用相同的参考标号表示相似或相同的条目或特征。
图1示出示例环境，其中电信设备被指示在多输入多输出(MIMO)通信模式和载波聚合(CA)通信模式之间动态地切换，同时保持锁定到主基站。
图2示出示例环境，其中电信设备在主小区内的各个位置之间移动，并且基于各个位置的网络条件，被致使在MIMO模式和CA模式之间切换。
图3示出主基站同时与以MIMO通信模式和CA通信模式二者操作的多个电信设备交换数据。
图4示出示例计算设备，其配置有连接管理器，用于基于通信模式选择标准实时地确定各个电信设备的优选通信模式，并且一旦确定，命令各个电信设备根据通信优选模式操作。
图5是针对实时容量数据和设备性能度量动态评估通信模式选择标准以确定最佳通信模式的说明性过程的流程图。
图6是迭代地将当前信号强度与动态可变信号强度阈值进行比较以用于在MIMO和CA通信模式之间切换设备的说明性过程的流程图。
具体实施方式
本公开部分地描述了用于评估关于电信设备的当前网络条件并使电信设备在通信模式之间动态切换的技术。通信模式可以包括多输入多输出(MIMO)模式和载波聚合(CA)模式-其中任何一个可以在任何特定时间点使用以与网络运营商交换数据，同时保持锁定在主基站。因此，不是基于固定优先级静态地指派以使用特定通信模式与主基站进行数据交换(例如，将所有支持MIMO4x4的设备指派为在主小区内的整个时间内使用MIMO4x4)，而是，设备可以动态指派和重新指派，以基于哪种模式将获得最佳性能而在不同时间使用多种不同的通信模式。
为了在任何特定电信设备的通信模式之间进行动态选择，网络运营商可以从各个电信设备接收能力信息。例如，在最初变为“锁定”到主基站时，电信设备可以通知连接管理器，该连接管理器配备为经由MIMO模式或CA模式中的任何一个进行通信。然后，在电信设备被“锁定”到主基站的整个时间，连接管理器可以连续地和/或周期性地分析各种因素，以重新评估电信设备应该使用MIMO模式或CA模式中的哪种模式来获得最佳性能，并周期性地指示电信设备根据当前优选的通信模式重新配置其自身。应当理解，尽管本公开描述了若干示例和相关实施例，但是，本公开内容并非旨在包括所有内容，也不旨在在其描述中详尽无遗。因此，应当理解，可以合理地修改、重新布置或以其他方式改变本公开的相关主题，以获得类似的结果。
图1示出示例环境100，其中电信设备104被指示在多输入多输出(MIMO)通信模式和载波聚合(CA)通信模式之间动态地切换，同时保持锁定到主基站。各种所描绘的操作发生的顺序不是限制性的，因此与本文描述的附图相关联的操作可以不同的顺序执行和/或一些操作可以与其他操作并行地执行和/或一些操作可以被省略。
如图1所示，一旦与主基站102建立连接，电信设备104可以将能力信息106发送网络运营商108，该网络运营商108操作或与连接管理器110通信。能力信息106可以指示多种通信模式，电信设备104可配置在任何给定时间以该多种通信模式操作。在一些实施例中，电信设备104可以是用户设备类别，其能够以MIMO模式和CA模式中的任何一个操作但不能并发地操作。例如，为了在通信模式之间切换，电信设备可能需要重新配置组件以特定地使能特定模式，使得如果组件被配置为以MIMO模式执行，则该组件不能执行CA模式，直到被重新配置为如此为止。此外，电信设备104可以服从关于使用哪种特定通信模式的命令。特别地，在各种实施例中，电信设备104不单方面地确定以哪种通信模式操作，而是服从于从某个外部实体(例如，经由主基站102的连接管理器110)接收的通信模式命令。
在各种实施例中，网络运营商108可以是任何类型的网络运营商，例如运营电信基础设施(包括接入网络和核心网络)以提供电信服务的电信服务提供商，电信服务例如语音呼叫、视频呼叫、消息传递、电子邮件和数据(例如，流式视频和音频或网页浏览)。网络运营商108可以提供这些服务，以作为电信设备用户订购的服务计划的一部分，或者可以允许以增量方式购买服务(例如，每个分组、每个通信会话、每个连接等)。
在各种实施例中，连接管理器110可以提供远程设备连接管理服务，以便控制电信设备104通过哪些基站和/或其分量载波将数据交换到网络运营商108。连接管理器110可以与网络运营商108相关联，例如可以是网络运营商108的部门或子公司。连接管理器110还可以是单独的实体，例如网络运营商108订购的服务，以帮助管理通信模式和/或信道。除了接收来自网络运营商108的基站的当前容量数据122之外，连接管理器110还可以从电信设备104接收能力数据106和性能度量116。然后，连接管理器110可以使用通信模式选择标准来实时地确定优选的通信模式。
在各种实施例中，网络运营商108和连接管理器110中的每一个可以与一个或更多个计算设备相关联。这样的计算设备可以是服务器或服务器群、多个分布式服务器群、大型机、工作站、个人计算机(PC)、膝上型计算机、平板计算机、嵌入式系统或任何其他类型中的任何一个。在一些实施例中，计算设备可以形成云计算设备。在一些实施例中，计算设备可以包括一个或更多个虚拟机。示例计算设备在图4中示出并且在下面参考该图描述。
在各种实施例中，电信设备104可以是能够使用多个离散通信模式进行数据交换的任何类型的设备。例如，电信设备104可以是任何智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、膝上型计算机、媒体中心、工作站等。示例的电信设备104在图3中示出并且在下面参考该图描述。
在一些实施例中，一旦接收到能力信息106，连接管理器110可以初始确定电信设备104在“锁定到特定基站”的同时将开始操作哪种通信模式。例如，如果能力信息106指示电信设备104能够将其自身配置为在MIMO模式或CA模式下操作，则连接管理器110可以确定电信设备104应该最初在MIMO模式下操作；因此，连接管理器110可以向电信设备104发送MIMO命令112，以使电信设备104将其自身配置为在MIMO模式下操作。在接收到MIMO命令112之后，电信设备104可以相应地配置其自身以使用MIMO模式从主基站102接收和/或向主基站102发送第一数据114。
在一些实施例中，连接管理器110可以发送MIMO命令112，以作为默认命令，例如可以在能够使用MIMO模式的任何电信设备锁定到主小区102后发送MIMO命令。然后，一旦在网络运营商108和电信设备104之间开始通信，连接管理器110就可以开始动态地确定电信设备104当前应该使用哪种通信模式。在一些实施例中，连接管理器110可以在发送初始通信模式命令之前进行关于当前优选哪种通信模式的特定确定。例如，甚至在最初发送MIMO命令112之前，连接管理器110可以基于信号强度数据和可用容量数据确定MIMO模式是优选的。
当电信设备104“锁定”到主基站102时，连接管理器110可以接收与确定哪种通信模式当前是最佳相关的各种类型的数据。例如，电信设备104可以生成与由网络运营商108提供的当前服务状态相关联的性能度量116和/或与主基站106和一个或更多个其他基站(例如，次要基站118和/或第三基站120)相关联的信号质量。作为更具体但非限制性的示例，性能度量116可以指示主基站102的信号强度在电信设备104处相对较弱，并且来自基站118和/或120的信号也是可用的。在一些实施例中，性能度量116包括信号强度数据，其形式为信号在跨越其指定带宽上的功率的平均值。例如，性能度量116可以包括为在基站选择、重选和切换触发中使用而生成的标准接收信号接收功率(RSRP)测量。在各种实施例中，性能度量116还可以关于一个或更多个基站离散地指示信噪比(SNR)、信号干扰加噪声比(SINR)、信号噪声加失真比(SNDR)或其任何组合。在一些实施例中，电信设备104可以计算信道质量指示符(CQI)以包括在性能度量116内。例如，可以使用任何相关因素来计算CQI，例如RSRP、SNR、SINR，SNDR或其任何组合。
除了从电信设备104接收性能度量116之外，连接管理器110还可以从除电信设备104之外的来源接收相关数据。例如，当电信设备104“锁定”到主基站102时，连接管理器110还可以接收非特定于设备的数据，例如与各种基站的可用容量相关联的当前容量数据122，例如对应于主基站102的当前容量数据122(1)或对应于次要基站118的当前容量数据122(2)。在一些实施例中，与任何特定基站相关联的当前容量数据122指示特定基站的多个离散载波的特定可用容量。这种载波可以存在于单个频带中或跨越多个频带。例如，网络运营商108可以访问(例如，被许可使用)多个频带，其中一些或全部频带可以包括多个载波或信道。如这里所使用的，术语“载波”或“信道”指的是根据频率(在某些情况下为时间)定义的特定频谱资源块。另外，术语“分量载波”用于表示已经与一个或更多个其他载波逻辑分组或聚合在一起并且然后分配给同一电信设备的载波。多个载波的这种聚合，其可以是连续的或非连续的和/或来自相同的频带或不同的频带，使得电信设备能够同时从主服务小区和/或附加服务小区在多个分量载波上交换(接收和/或发送)数据，从而增加可由电信设备使用的可用带宽。例如，根据高级LTE标准的版本10，通过聚合多达5个分量载波，可以同时为设备分配100MHz的最大带宽，每个分量载波的大小可以高达20MHz。
在接收到性能度量116和当前容量数据122之后，连接管理器110可以使用通信模式选择标准来实时地或本质上实时地确定优选通信模式。例如，当电信设备104正在接收第一数据114时，连接管理器110可以基于(i)性能度量116，其指示与第一数据相关联的传输速率和/或质量差，并且电信设备104在基站118和120的一个或更多个其他载波的范围内，和(ii)可用容量数据122，其指示一个或更多个其他载波具有过剩容量，从而连接管理器110可以确定从MIMO模式到CA模式的切换将提高性能。因此，可以将CA命令124发送到电信设备104以使设备重新配置其自身以在CA模式下操作。一旦重新配置过程完成，电信设备104可以开始使用一个或更多个其他载波作为CA模式的分量载波来接收第二数据126。例如，在一些情况下，电信设备104可以开始从基站102、118和120中的每一个接收第二数据126的一部分。
在一些实施例中，确定使用哪种通信模式可以具体基于来自电信设备104对数据的当前需求。例如，电信设备的用户可能需要整天访问电子邮件，并且还可以享受在电信设备104上观看流式视频内容，同时搭乘公共汽车上下班。因此，在用户通勤期间，当用户开始在她搭乘公共汽车的过程中流式传输视频内容时，来自电信设备104的数据需求可能急剧增加。因此，连接管理器110可以识别对数据的增加需求，并且可以在本质上实时地确定优选通信模式时将这个因素考虑在内。例如，就在用户发起流式视频内容之前，电信设备104可以在特定载波或信道内以MIMO模式(例如，MIMO4x4)操作。虽然该特定运营商的频谱使用效率可能足以发送和接收电子邮件和/或流式音频内容，但是特定运营商仍可能无法提供足够高的数据速率以使视频内容不间断地流式传输，例如缺少适当的缓冲和暂停播放。因此，在一些实现中，连接管理器110可以基于来自设备104的对数据的增加需求以及对具有足够可用容量以用作CA操作模式中的次要分量载波(或第三分量载波等)的一个或更多个载波的识别，将CA命令124发送到电信设备104。
图2示出示例环境200，其中电信设备104在主小区202内的位置内移动，并且基于各个位置的网络条件在MIMO模式和CA模式之间切换。各种因素(诸如，例如，与任何特定基站的距离或与各基站上加载(例如，从其要求数据)的其他电信设备的距离)可以影响在任何给定时间点和/或在各个位置中的任何一个位置优选哪种通信模式。例如，如图所示，电信设备104被示出行进到主小区内的三个不同位置，即设备104首先从主小区202的左手侧(即第一位置)行进到与第三小区204邻接的主小区202的底部(即第二位置)，然后到与次要小区206邻接的主小区202的右侧(即第三位置)。整个电信设备104在主小区202的时间内，它保持“锁定”到主基站102和/或来自主基站102的主载波208(其可以用作CA模式中的主分量载波)。最初，在第一位置，电信设备104以MIMO通信模式操作以与主基站102交换(例如，上载和下载)数据。在附图中，将用于基于MIMO的数据交换的载波或信道示出为具有用于交换数据的相应数量的天线，例如，在第一位置处正使用主载波208执行4×4 MIMO通信。由于在第一位置处主载波208的CQI得分相对较高和/或主基站102与电信设备104之间的数据交换所需速率相对较低，因此在该第一位置处MIMO通信模式可以优选于CA通信模式。
一旦电信设备104移动到与第三小区204邻接的第二位置，主载波208的信号强度可能下降，并且主载波208可能无法向电信设备104提供足够高的数据速率。因此，连接管理器110可以分析当前网络条件以重新评估哪种通信模式是优选的。例如，连接管理器110可以确定一个或更多个次要载波210在电信设备104处都具有可用容量和足够强的信号，以通过切换到CA模式来改善网络性能。因此，连接管理器110可以将CA命令124发送到电信设备104以使设备104重新配置其自身并且开始通过主载波208作为主分量载波和将一个或更多个次要载波210作为次要分量载波接收第二数据126。在一些实现中，连接管理器110还可以考虑在各个基站上的负载，以确定从哪个基站提供次要分量载波。例如，由于在电信设备104处于第二位置时，第三基站120当前服务来自其他设备212的大量业务，因此，连接管理器110可以确定不从基站204提供任何分量载波，而是单独依赖于主基站102用于主分量载波和次要分量载波二者。如图所示，在第二位置处，电信设备104在CA模式下操作，其中两个信道被聚合-两者都从主基站202提供。当电信设备104在CA模式下操作时，可以从任何可行数量的基站聚合任何可行数量的信道。
然后，电信设备104可以从第二位置移动到与次要小区邻接的第三位置。当电信设备104移动到第三位置时，连接管理器110可以再次重新评估网络条件并且可以确定，例如CA模式仍然优选于MIMO模式，但是可以通过添加由次要基站118提供的第三分量载波214来进一步提高性能。由于服务很少的其他设备216，次要基站118可以具有比第三基站120更多的可用容量来提供第三信道。因此，在第三位置处，除了主分量载波208和次要分量载波210之外，通信管理器110还可以使电信设备104通过第三分量载波214交换数据。
在一些实施例中，配置管理器110独立于一些或所有其他电信设备212和/或216来管理电信设备104的连接。例如，在电信设备104使用CA操作模式在第三载波214上交换数据的同时，另一设备216(1)可以服从通信管理器110的命令以在单载波上使用MIMO模式与次要基站118交换数据。特别地，在一些实施例中，每个基站可以与在多个不同通信模式下操作的多个不同电信设备交换数据。
最后，电信设备104可以行进返回到第一位置，此时连接管理器110再次重新评估网络条件并确定MIMO通信模式再次优于CA模式。因此，可以将另一个MIMO命令112发送到电信设备104，指示其在MIMO模式下再次开始操作。
图3示出主基站102同时与以MIMO通信模式和CA通信模式或其组合操作的多个电信设备交换数据。如图所示，即使在与相同基站通信时，各个电信设备也可以在任何给定时间以与其他设备正以其操作的不同的通信模式操作。例如，图3示出了在T1处，电信设备104正在使用MIMO通信模式(以执行4×4 MIMO)与主基站102交换数据，而同时电信设备302正在使用CA通信模式与主基站交换数据，在三个分量载波中的任何一个上使用没有MIMO技术。然后，在T2，电信设备104使用CA通信模式与主基站102交换数据，并且稍后在T3处仍然与主基站102以及次要基站118两者通过第三分量载波214(在图2中标记)交换数据。如图所示，图3的T1对应于图2的第一位置，图3的T2对应于图2的第二位置等等。对于电信设备302，在T2，设备302已成功从使用CA通信模式切换到使用MIMO通信模式以继续与主基站102交换数据。最后，在T3，电信设备已切换回CA模式，但仅使用两个分量载波而不是在T1使用三个分量载波。因此，在任何给定时间，主基站102可以使用MIMO技术和CA技术与设备交换数据，这取决于对关于每个设备的通信模式选择标准的评估。
如图3所示，诸如设备216(1)之类的单独电信设备可以供应有订户身份模块(SIM)304，以相对于网络运营商、一个或更多个无线收发器、性能度量模块308和通信模式配置模块310来认证和标识设备306。
在一些实施例中，电信设备可以包括一个或更多个无线收发器306，用于使用各种通信模式(例如，MIMO和/或CA通信模式)经由一个或更多个基站与网络运营商交换数据。一个或更多个收发器306可以包括多个天线，使得电信设备可以使用MIMO技术在同一载波上同时交换多个数据信号，即该设备执行基于MIMO的通信技术。另外，一个或更多个收发器306可以被配置为在CA通信模式下操作，以同时从主服务小区和/或附加服务小区在多个分量载波上交换数据。在一些实施例中，收发器306可以能够在CA通信模式中使用的一个或更多个分量载波上执行基于MIMO的通信。例如，如图3所示，在T1和T2中的每一处，电信设备216(1)正在执行MIMO2×2以通过其主分量载波与基站118(该设备的主基站)交换数据。在一些实施例中，电信设备(例如216(1)和104)可能缺乏足够的能力来同时执行基于MIMO的通信和基于CA的通信。也就是说，在任何给定的时间点，电信设备可以仅在MIMO通信模式和CA通信模式中的一个中操作。在一些实施例中，当在MIMO通信模式下操作时，收发器可能能够仅通过单个载波进行通信。一个或更多个无线收发器306可以是能够进行无线、射频(RF)通信的任何种类的无线收发器。无线收发器306还可以包括其他无线调制解调器，例如用于进行WiFi、WiMax、蓝牙或红外通信的调制解调器。
在一些实施例中，电信设备可以包括性能度量模块308，用于向网络运营商108和/或连接管理器110报告可用于本质上实时地确定优选通信模式的各种指标。如上所述，示例性性能度量116可以是与由网络运营商108提供的当前服务状态相关联的任何度量和/或与主基站106和一个或更多个其他基站(例如，次要基站118和/或第三基站120)相关联的信号质量。因此，示例性性能度量包括但不限于RSRP、SNR、SINR、SNDR或其任何组合的测量。在一些实施例中，性能度量模块308可以使用一个或更多个离散测量来单独地或结合离散测量来计算CQI。在一些实施例中，性能度量模块308报告的性能度量116还可以包括与任何网络连接或其组件(例如特定载波上的MIMO连接)相关联的延迟、抖动和/或分组丢失率。
在一些实施例中，电信设备包括通信模式配置模块310，用于重新配置电信设备的组件以在MIMO模式和/或CA模式操作。例如，通信模式配置模块310可用于重新配置一个或更多个无线收发器306以在当前优选的通信模式操作。在一些实施例中，通信模式配置模块310可以在对应于到收发器306或来自收发器306的传输的持续时间的每个传输时间间隔(TTI)处在MIMO模式和CA模式之间切换电信设备。例如，在具有1ms的指定TTI的基于长期演进(LTE)的网络中，通信模式配置模块310可以重新配置电信设备以每1ms执行特定模式。此外，在一些实施例中，连接管理器110可以在每个TTI重新评估使用哪种模式并相应地指示设备。例如，在连接管理器110中可以在每个TTI发送通信模式命令，或者，自从发送最后一个通信模式命令以来优选模式已经改变，例如如果设备可能以非优选模式运行，连接管理器110可以在每个TTI对电信设备进行评估，并且发送通信模式命令。
除了许多应用之外，示例电信设备还可以包括存储性能度量模块308和通信模式配置模块310的系统存储器。此外，除了收发器306和SIM 304之外，示例性电信设备还包括一个或更多个处理器、系统存储器、可移除存储和不可移除存储、一个或更多个输入设备和一个或更多个输出设备。在各种实施例中，系统存储器是易失性的(例如RAM)、非易失性的(例如ROM，闪存等)或两者的某种组合。性能度量模块308、通信模式配置模块310和存储在系统存储器中的应用程序可以包括方法、线程、进程、应用程序或任何其他种类的可执行指令。性能度量模块308、通信模式配置模块310和应用程序还可以包括文件和数据库。在一些实施例中，一个或更多个处理器是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)，或CPU和GPU两者，或本领域中已知的其他处理单元或组件。
示例性电信设备还可以包括附加数据存储设备(可移除和/或不可移除)，例如磁盘、光盘或磁带。有形计算机可读介质可以包括以用于存储信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。系统存储器、可移除存储和不可移除存储都是计算机可读存储介质的示例。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备，或可用于存储所需信息并且可由电信设备访问的任何其他介质。任何这种有形计算机可读介质可以是电信设备的一部分。
示例性电信设备还可以包括一个或更多个输入设备，诸如小键盘、光标控制、触敏显示器、语音输入设备等，以及一个或更多个输出设备，诸如显示器、扬声器等。这些设备在本领域中是公知的，这里不需要详细讨论。
图4示出示例计算设备，其配置有连接管理器110，用于基于通信模式选择标准实时确定各个电信设备的优选通信模式，并且一旦确定，命令各个电信设备根据通信优选模式操作。如图所示，计算设备402包括存储连接管理器110、通信模式选择标准406、网络条件408和性能度量410的系统存储器404。此外，计算设备402包括一个或更多个处理器412、可移除存储414和不可移除存储416、一个或更多个输入设备418、一个或更多个输出设备420和一个或更多个网络接口422。计算设备402可以与和网络运营商112相关联的相关联。
在各种实施例中，系统存储器404是易失性的(诸如RAM)、非易失性的(诸如ROM、闪存等)或两者的某种组合。存储在系统存储器404中的连接管理器110、通信模式选择标准406、网络条件408和性能度量410可以包括方法、线程、进程、应用程序或任何其他种类的可执行指令。例如，连接管理器110包括能够动态地确定由网络运营商108服务的多个电信设备中的各个电信设备的优选通信模式(例如，MIMO或CA)并且如本文中更详细描述的那样相应地指示各个设备执行的任何逻辑。连接管理器110、通信模式选择标准406、网络条件408和性能度量410还可以包括文件和数据库。
在一些实施例中，一个或更多个处理器412是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)，或CPU和GPU两者，或本领域中已知的其他处理单元或组件。计算设备402还可以包括附加数据存储设备(可移除和/或不可移除)，例如磁盘、光盘或磁带。这种附加存储在图4中由可移除存储414和/或不可移除存储416示出。有形计算机可读介质可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。系统存储器404、可移除存储414和不可移除存储416都是计算机可读存储介质的示例。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备，或可用于存储所需信息并且可由计算设备402访问的任何其他介质。任何这种有形计算机可读介质可以是计算设备402的一部分。
计算设备402还可以包括一个或更多个输入设备418，诸如小键盘、光标控制、触敏显示器、语音输入设备等，以及一个或更多个输出设备420，诸如显示器、扬声器等。这些设备在本领域中是公知的，这里不需要详细讨论。
计算设备402还包括一个或更多个网络接口422，用于通过一个或更多个网络，诸如任何基站(例如，基站102、118和/或120)、公共网络、专用网络或互联网，与其他计算设备进行有线和/或无线通信。这种网络接口在本领域中是公知的，这里不需要详细讨论。
图5是针对实时容量数据和设备性能度量动态评估通信模式选择标准以确定最佳通信模式的说明性过程500的流程图。以下框的顺序不是限制性的，并且因此与以下的框相关联的操作可以以不同的顺序执行和/或一些操作可以与其他操作并行地执行和/或可以省略一些操作。
在框502处，连接管理器110可以与电信设备建立无线通信链路，该电信设备被配置为选择性地以两种或更多种通信模式操作。例如，电信设备可以被配置为以MIMO模式或CA模式操作。在一些实施例中，当电信设备从另一个基站“切换”到特定基站时，可以由该基站建立通信链路。此外，该基站可以被指定为电信设备的主基站，直到网络条件(例如各个站的相对信号强度)触发电信设备切换到另一个基站。
在框504处，连接管理器110可以通过通信链路从电信设备接收能力信息，该能力信息指示电信设备被配置为在其中操作的各种通信模式，例如MIMO模式和CA模式。在一些实施例中，可以直接指示能力信息，例如通过在每次设备连接到基站时发生的标准信息交换期间传送的专用信息。在一些实施例中，可以间接指示能力信息，例如通过从其他信息推断。例如，电信设备可以将某种形式的识别信息发送到连接管理器110，其随后将被用于推断设备能力。示例性类型的识别信息包括可从设备SIM获得的认证信息或设备类型或类别的指示。例如，基于行业定义的标准，设备被标记为“类别6”的任何设备可能能够支持基于CA的通信或基于MIMO的通信中的任一个，即两种技术都存在于设备上但不能并发地执行。
在框506处，连接管理器110可以向电信设备发送命令，指示其以第一通信模式操作。例如，在一些电信网络中，被配置为以MIMO模式或CA模式中的任一个操作的电信设备却可以被配置为服从来自一个或更多个网络组件(例如基站)关于在任何给定时间以何种模式操作的指令。因此，一旦电信设备连接到任何特定基站，可能需要来自该站的使用何种技术以用于进一步通信的特定指令。一旦在框506处接收到命令，电信设备可以开始通过指定的通信模式在至少第一载波上接收第一数据量。在一些实施例中，在使电信设备切换到CA模式以聚合来自其他载波的带宽以增加用于电信设备的指派频谱的后续指令后，第一载波可以被指定为用作主分量载波。
在框508处，连接管理器110可以监控至少第一或主分量载波以及一个或更多个其他载波的当前容量数据。例如，连接管理器可以监控其他设备在各基站及其可用载波上的当前需求。如本文其他地方所讨论的，来自一个或更多个潜在次要分量载波的较高可用容量可能支持将设备切换到CA模式。
在框510处，连接管理器可以从电信设备接收性能度量。在一些实施例中，性能度量包括对应于第一数据的接收的各种测量和/或计算。例如，性能度量可以指示在各个时间点与载波相关联的信号强度和/或CQI。
在框512处，连接管理器可评估通信模式选择标准以在框504处识别的可用通信模式之间进行选择。评估通信模式选择标准可以包括执行各种因素的加权分析，所述各种因素与确定设备可用通信模式的哪种模式当前优选相关。例如，诸如用于设备的良好CQI的强RF条件可能权衡支持指示设备以MIMO通信模式操作，其中数据交换被分层在单个载波上以有效地获得非常高的频谱。作为另一示例，对增加数据传输速率(例如，流式传输HD视频内容)的需求可能权衡支持指示设备以CA通信模式操作。作为又一示例，主基站上的非常高的负载(例如由于许多其他设备连接到主基站并要求数据)可能通过指示设备采用从主基站以外的基站指派的次要(第三等)分量载波以CA模式操作，而权衡支持从主基站卸载需求。
在一些实施例中，在框512处评估通信模式选择标准可以包括当电信设备在对应于基站的地理小区内时分析比较当前容量数据，以在多个间隔处在MIMO通信模式和CA通信模式之间进行选择。特别地，在一些实施例中，在“锁定”到任何一个主基站时，电信设备不被静态地分配以使用任何一种通信模式。
在框514处，连接管理器可以向电信设备发送命令，指示其使用CA通信模式从基站接收第二数据。在框514之后，连接管理器可以继续监控各种因素以重新评估当前优选的通信模式，并且在稍后的某个时间点指示设备将其自身重新配置为MIMO模式。
图6是用于迭代地将当前信号强度与动态可变信号强度阈值进行比较以用于在MIMO和CA通信模式之间切换设备的说明性过程600的流程图。
在框512处，连接管理器可以评估通信模式选择标准以在可用通信模式之间进行选择。评估通信模式选择标准可以包括执行与确定定义主载波的信号强度的信号强度阈值相关的各种因素的加权分析，在该信号强度阈值处连接管理器将指示设备切换到CA模式。在一些实施例中，可以在框602处基于指示主基站和/或一个或更多个其他基站的当前容量的当前容量数据来改变信号阈值。例如，如果来自主站和/或其他站的潜在分量载波处于相对高的负载，使得服务附加设备的当前容量低，则可以降低信号阈值，使得来自主站的信号载波必须相对较低，以便连接管理器指示设备使用CA模式。替代地，如果可用容量很大，则可以增加信号阈值，使得即使在主载波的相对高的信号强度，命令管理器也可以指示设备使用CA模式。
在框604处，命令管理器可以从电信设备接收信号强度数据。例如，电信设备可以向命令管理器发送性能度量，其包括用于主载波和一个或更多个其他载波的一个或更多个CQI。
在判定框606处，命令管理器可以确定主载波的当前强度是否低于阈值。如果信号强度低于阈值，则过程进行到框608，其中命令管理器命令设备在CA模式下操作以聚合多个载波以增加频谱宽度。如果信号强度不低于阈值，则过程进行到框610，其中命令管理器命令设备在MIMO模式下操作以提高频谱效率。然后，在框608或框610中的任一个之后，过程返回到框512。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但应理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于所描述的具体特征或动作。而是，具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
从电信设备经由基站接收能力信息，所述能力信息指示所述电信设备被配置为选择性地以多输入多输出(MIMO)通信模式或载波聚合(CA)通信模式操作；
经由所述基站向所述电信设备发送第一命令，以使所述电信设备使用所述MIMO通信模式在第一载波上从所述基站接收第一数据；
监控与至少第二载波在第一时间的至少第一可用容量相关联的当前容量数据；和
基于所述第二载波在所述第一时间的所述第一可用容量，经由所述基站向所述电信设备发送第二命令，以使所述电信设备使用所述CA通信模式从所述基站接收第二数据。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：经由所述基站从所述电信设备接收性能度量，所述性能度量与使用所述MIMO通信模式接收所述第一数据相关联，并且其中，还基于所述性能度量发送所述第二命令。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述性能度量包括一个或更多个射频(RF)信号强度指示符。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：当所述电信设备在对应于所述基站的地理小区内时，至少将所述当前容量数据与通信模式选择标准进行比较以在多个间隔处在所述MIMO通信模式和所述CA通信模式之间进行选择。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述多个间隔中的至少一些间隔对应于一个或更多个传输时间间隔，所述一个或更多个传输时间间隔与一个或更多个分组大小相关联，所述一个或更多个传输时间间隔是规则间隔。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第二载波在第二时间的第二可用容量并且经由所述基站向所述电信设备发送第三命令，以使所述电信设备使用所述MIMO通信模式从所述基站接收第三数据。
7.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一载波或第三载波中的至少一个上从所述基站接收所述第二数据的第一部分，并且其中，在至少一个不同的载波上从至少一个不同的基站接收所述第二数据的第二部分。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
经由所述基站从第二电信设备接收第二能力信息，所述第二能力信息指示所述第二电信设备被配置为选择性地以所述MIMO通信模式或所述CA通信模式操作；和
经由所述基站使用所述MIMO通信模式向所述第二电信设备发送第三数据，同时使用所述CA通信模式从所述基站发送所述第二数据。
9.一种方法，包括：
通过主基站建立与电信设备的通信链路，所述电信设备被配置为选择性地以多输入多输出(MIMO)通信模式或载波聚合(CA)通信模式操作；
在第一时间通过所述主基站发送第一命令，以使所述电信设备使用所述MIMO通信模式在第一载波上接收来自所述主基站的第一数据；
在第二时间从所述电信设备接收所述第一载波在所述电信设备处的信号强度指示符；
通过所述主基站并且基于所述第一载波的所述信号强度低于阈值水平发送第二命令，以使所述电信设备使用所述CA通信模式从第二载波和所述第一载波或第三载波中的至少一个接收第二数据。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述MIMO通信模式用于在所述电信设备处于对应于所述主基站的地理小区内的第一位置时接收第一数据，并且其中，所述CA通信模式用于在所述电信设备处于所述地理小区内的第二位置时接收所述第二数据。
11.如权利要求9所述的方法，还包括：
监控与所述第一载波、所述第二载波和所述第三载波中的每一个相关联的当前容量数据；和
基于与所述第一载波、所述第二载波和所述第三载波相关联的所述当前容量数据来改变所述阈值水平。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
在所述第二时间之后的第三时间从所述电信设备接收在所述电信设备的所述第一载波的所述信号强度增加的第二指示；和
通过所述主基站并基于所述信号强度的增加发送第三命令，以使所述电信设备从所述CA通信模式切换回所述MIMO通信模式，从而在所述第一载波上从所述主基站接收第三数据。
13.如权利要求11所述的方法，其中，从与所述第二载波或所述第三载波中的至少一个相关联的次要基站接收所述第二数据中的至少一些。
14.如权利要求9所述的方法，还包括：
基于通信模式选择标准本质上实时地动态确定所述MIMO通信模式和所述CA通信模式中的优选模式；和
生成所述第二命令，以使所述电信设备响应于所述优选模式从所述MIMO通信模式改变为所述CA通信模式而使用所述CA通信模式。
15.一种电信网络通信模式管理系统，包括：
一个或更多个处理器；和
一个或更多个计算机可读介质，所述一个或更多个计算机可读介质存储由所述一个或更多个处理器执行的指令，以执行操作，所述操作包括：
通过第一基站建立与电信设备的通信链路，所述电信设备被配置为选择性地以多输入多输出(MIMO)通信模式或载波聚合(CA)通信模式操作；
将所述第一基站指定为主基站，以支持与所述电信设备的所述通信链路；
使所述电信设备使用所述MIMO通信模式在第一载波上接收来自所述主基站的第一数据；
在使所述电信设备使用所述MIMO通信模式之后并且所述第一基站仍被指定为所述主基站时：
动态监控与所述电信设备相关联的当前网络条件；
基于通信模式选择标准和所述当前网络条件，确定所述CA通信模式当前优于所述MIMO通信模式；
使所述电信设备从所述MIMO通信模式切换到所述CA通信模式，以从第二载波和所述第一载波或第三载波中的至少一个接收第二数据。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述动态监控与所述电信设备相关联的当前网络条件，包括：
监控与所述第一载波、所述第二载波和所述第三载波中的每一个相关联的当前容量数据，其中所述当前容量数据受到使用所述第一载波、所述第二载波和所述第三载波中的每一个的多个其他电信设备的影响；和
从所述电信设备接收与所述第一载波、所述第二载波和所述第三载波中的至少一个相关联的信号性能数据。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述信号性能数据包括信噪比数据、接收信号接收功率数据，或信道质量指示符数据中的至少一个。
18.如权利要求15所述的系统，所述操作还包括：
通过所述第一基站建立与多个其他电信设备的多个其他通信链路，所述多个其他电信设备被配置为在MIMO通信模式或CA通信模式下操作；
使所述多个其他电信设备中的至少一些与使用所述MIMO通信模式的所述电信设备同时使用MIMO通信模式，以在第一载波上从所述主基站接收所述第一数据。
19.如权利要求15所述的系统，其中所述动态监视与所述电信设备相关联的当前网络条件，包括：识别对应于所述电信设备的当前数据使用的增加，并且其中，至少部分地响应于所述当前数据使用的增加，使所述电信设备从所述MIMO通信模式切换到所述CA通信模式。
20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述电信设备还被配置为在以所述CA通信模式操作时，在至少一个分量载波上执行至少一些基于MIMO的通信。
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