CN111225381A - 基站节点内的频谱共享优化 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基站节点内的频谱共享优化。本公开描述了使电信网络能够在不同空中接口技术之间共享基站节点的小区内的可用带宽的技术，诸如长期演进(LTE)和5G‑新无线电(5G‑NR)。可以基于带宽分配规则和网络流量的分析，实时共享可用带宽。此外，描述了一种频谱共享优化(SSO)系统，该系统可以生成用于传递给基站节点的优化数据。优化数据可以包括动态使用时分(即，配置MBSFN子帧)和频分技术(即，配置BWP)以共享基站节点的小区内的可用带宽的计算机可执行指令。

Description

基站节点内的频谱共享优化
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2018年11月26日递交的序列号为62/771,546、名称为“经由带宽部分技术在5G-NR频谱内生成资源块(Generating Resource Blocks within a 5G-NRSpectrum via Bandwidth Parts Technology)”的共同未决、共同拥有的美国临时申请的优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
背景技术
目前，电信网络的无线网络被配置为在预定频率范围内操作。为了减轻干扰，电信网络的运营商被许可在特定带宽范围内操作。每个许可证可以指定一种或多种可以在特定带宽范围内使用的空中接口技术。例如，长期演进(LTE)空中接口技术可以被许可在各种频率下(尤其是在700MHz和2700MHz之间)操作，相比之下，5G-新无线电(5G-NR)空中接口技术可以被许可在各种频率下(尤其是在450MHz至6,000MHz之间)操作。
因此，期望电信网络有效地利用可用频谱资源，特别是可以在不同空中接口技术(诸如LTE和5G-NR)之间共享的可用带宽的一部分。当前，可用频谱可以以固定的方式在不同的空中接口技术之间分割，以避免传输干扰。例如，基站节点的各个小区可以支持各个空中接口技术。但是，这样的固定共享效率不高，因为实时网络流量会随着时间而显著变化。
附图说明
参照附图描述详细描述，其中附图标记的最左边的一个或更多个数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用相同附图标记表示相似或相同的条目。
图1示出了辅助频谱共享优化(SSO)系统的操作的电信网络的示例架构。
图2A至图2C示出了频谱共享优化(SSO)系统的框图，该系统将优化数据发送至基站节点，以用于配置不同空中接口技术之间的可用带宽。
图3示出了用于配置客户端设备与基站节点的小区之间的交互的SSO系统过程的框图。
图4示出了频谱共享优化(SSO)系统的各个组件的框图。
图5示出了用于生成优化数据并将其发送到基站节点，以共享在不同空中接口技术之间的基站节点的小区内的可用带宽的SSO系统过程。
具体实施方式
本公开描述了使电信网络能够在一种或更多种空中接口技术(诸如长期演进(LTE)和5G-新无线电(5G-NR))之间共享基站节点的小区内的可用带宽的技术。可用带宽的共享可以基于对实时或近实时网络流量的分析，并且可以使用各种时分和频分技术。在一个示例中，带宽部分(BWP)技术(即，频分技术)可以与时分双工(TDD)技术相结合，以辅助基站节点的单个小区内的重叠频谱的共存。所述技术进一步描述了基于实时或近实时地监控基站节点处的网络流量，并且基于实时网络需求，动态地将基站节点的小区内的可用频谱分配给不同频谱(即，LTE或5G-NR)。
在一个示例中，电信网络可以包括基站节点，该基站节点被配置为支持两种空中接口技术，即LTE和5G-NR。基站节点可以包括主小区和辅小区，每个主小区和辅小区都支持单独的空中接口技术的通信传输。例如，主小区可以被配置为支持LTE空中接口技术，并且辅小区可以被配置为支持5G-NR空中接口技术，反之亦然。在这些示例中，基站节点可以在每个小区内供应可用带宽，以便于经由与该小区相关联的空中接口技术的通信传输。换句话说，基站节点可以在被配置为支持LTE频谱的小区内供应可用的LTE带宽，并且类似地，在被配置为支持5G-NR频谱的小区内提供可用的5G-NR带宽。但是，在网络拥塞时，每个小区内的可用频谱可能无法支持与该小区支持的空中接口技术(即LTE或5G-NR)相关的实时网络需求。
因此，本公开内容描述了一种频谱共享优化(SSO)系统，该系统被配置为在多种空中接口技术之间动态地供应基站节点的小区内的可用带宽。SSO系统可能不依赖于基站节点的各个小区来支持各个空中接口技术(即LTE或5G-NR)的实时或近实时网络需求，而是会在单个小区内供应可用频谱，同时支持多种重叠空中接口技术(例如LTE或5G-NR)的实时网络需求。
在各种示例中，SSO系统可以使用频分技术、时分技术或二者的组合，来在两种支持的空中接口技术之间共享基站节点的小区内的可用带宽。带宽部分(BWP)技术是5G-NR环境中支持的频分技术的示例。BWP可以用于自适应地调整基站节点的小区的操作带宽，以适应一类5G-NR客户端设备或一类5G-NR服务(即下载数据、流式多媒体、与预定用户应用程序关联的通信传输等)。
每个BWP可以通过其自身的信号特性进行不同配置，从而可以更有效地使用5G-NR频谱和相应的5G-NR设备。例如，SSO系统可以使用BWP为5G-NR设备(例如，物联网(IoT)设备)创建节电效率，这通过为这些设备指派窄带宽而实现，从而降低其采样率，并相对于在较宽带宽内操作的类似客户端设备而减少其射频(RF)基带接口处理。值得注意的是，BWP技术是5G-NR空口技术的特征，因此可以用作5G-NR设备(而不是LTE设备)的频分技术。举例来说，考虑配置为服务LTE和5G-NR通信传输的基站节点的小区。特别地，小区可以被配置为包括一个或更多个BWP以服务于5G-NR通信传输，同时还包括时分，时分将子帧的一部分分配给5G-NR频谱并且将剩余子帧分配给LTE频谱。在此示例中，由于LTE空中接口技术无法识别BWP配置，因此LTE通信传输可以使用指派给LTE通信传输的可用带宽的全频，而不管一个或更多个BWP应用于5G-NR通信传输的频分。参照图2A至2C，更详细地讨论时分和频分技术之间的重叠。
此外，SSO系统可以使用频谱重新成帧作为时分技术，以与基站节点的小区在空中接口技术(即，LTE和5G-NR)之间共享可用带宽。术语“频谱重新成帧”是指将基站节点的小区内选定数目的子帧保留为多播广播单频网络(MBSFN)子帧，并且进一步配置MBSFN子帧，以辅助经由不同空中接口技术(例如LTE或5G-NR)的通信的过程。
SSO系统可以采用静态、半静态或动态技术，来在不同的空中接口技术之间分配基站节点的小区的可用带宽。静态共享是指不同空中接口技术之间的带宽预定分配。预定分配可以基于与每种空中接口技术相关联的客户端设备的市场渗透率(即普及率)。半静态共享可以将市场渗透与基站节点上的实时或近实时网络流量结合起来。动态共享可以指的是基于实时或近实时网络流量的可用带宽分配。
SSO系统可以监控基站节点处的实时网络流量，并且基于对实时网络流量的分析，将可用带宽指派给空中接口技术。可用带宽可以实时地、近实时地或由电信网络或SSO系统的管理员设置的预定时间表来指派。
在一些示例中，SSO系统可以基于在预定时间间隔内捕获的历史网络流量数据，使用一种或更多种训练过的机器学习算法来推断空中接口技术之间的可用带宽的分布。此外，SSO系统可以基于历史网络流量数据，来生成网络拥塞模型。SSO系统可以将实时网络流量与网络拥塞模型的数据点相关，以推断不同空中接口技术之间的可用带宽的分布。在一些示例中，网络拥塞模型可以包括识别实时网络流量的网络使用特性的数据点。网络使用特性可以包括使用网络的设备类型的标识符，用于流传输多媒体内容的带宽、下载多媒体内容的带宽，基于互联网协议的语音(VoIP)的带宽，基于互联网协议的视频(VioIP)的带宽等。
SSO系统可以使用归因于网络使用特性的数据点，来推断频分或时分技术的偏好。例如，对于表现出高带宽使用率的实时网络流量，SSO系统可以优先选择时分技术，例如频谱重新成帧技术。时分技术可以在同一频带内的不同时隙中分配通信传输。举例来说，时分技术可以允许在空中接口技术(即，LTE或5G-NR)内操作的客户端设备将时隙(即，一个或更多个子帧)的整个频率带宽用于通信传输。
相反，为了5G-NR设备的利益(即功率效率)或为了在频谱中操作的其他设备的利益，频分技术可便于将一组5G-NR设备隔离到窄带宽。参照后者，通过将5G-NR设备集指派给窄带宽，其他剩余设备可以无阻地共享剩余的频谱，而并且没有干扰。
此外，除了分析实时网络流量之外，SSO系统还可以基于一个或更多个调度标准来优化可用带宽的共享。调度标准可以被配置为针对通信传输的子集维持阈值服务质量(QoS)。QoS可能与分组丢失、时延、抖动、回声、下行链路吞吐量、整个上行链路、或其任何组合有关。在一些示例中，调度标准可以进一步基于用户优先级、设备优先级、服务优先级或其任意组合。用户优先级可以对应于电信网络内的用户状态；设备优先级可以对应于设备类型(即计算机、投射设备、移动设备、游戏设备、电视装置等)；和服务优先级可以对应于服务类型(即，下载数据、流式多媒体、VoIP、VioIP、与预定用户应用程序相关联的通信传输，等等)或功率优化标准。在一些示例中，调度标准可以包括基于用户优先级、设备优先级、服务优先级或其任意组合，来维持阈值QoS的规则。替代地或附加地，调度标准也可以基于通信传输本身的起点和/或目的地。例如，可以基于被发送到预定地理位置、预定地点或预定事件或从预定地理位置、预定地点或预定事件接收，来确定通信传输的优先级。预定事件可以包括公共或私人事件，例如娱乐音乐会、专题讨论会、工作事件、庆祝事件等。任何类型的公共或私人活动都是可能的。
此外，如本文所使用的术语“技术”可以指代一个或更多个系统、一个或更多个方法、一个或更多个计算机可读指令、一个或更多个模块、算法、硬件逻辑和/或一个或更多个操作，如在上述上下文以及整个文档中允许的范围内。
图1示出了辅助频谱共享优化(SSO)系统102的操作的电信网络的示例架构100。SSO系统102可以被配置为监控不同空中接口技术(例如，LTE和5G-NR)的实时或近实时网络流量。此外，SSO系统102可以动态地在基站节点的小区内供应可用带宽，以适应基站节点处变化的网络流量需求。
SSO系统102可以通信地耦合到与电信网络相关联的基站节点104，基站节点诸如下一代节点B(gNodeB)104(1)或演进的节点B(eNodeB)104(2)。gNodeB 104(1)对应于被配置为在客户端设备与5G-NR网络之间发送和接收无线通信的基站节点。相反，eNodeB 104(2)是被配置为在客户端设备和LTE网络之间发送和接收无线通信的基站节点。
SSO系统102可以实时地或接近实时地监控基站节点104处的网络流量，以确定是否动态地供应基站节点104的小区内的可用带宽。SSO系统102可以经由一个或更多个网络108，从基站节点104接收网络流量数据106。SSO系统102可以分析网络流量数据106，并且确定每个基站节点104内、需要容纳一种或更多种空中接口技术(即LTE和5G-NR)的实时网络流量的带宽需求。举例来说，SSO系统102可以确定与LTE空中接口技术相关联的实时网络流量的LTE带宽要求，并且类似地，确定与5G-NR空口技术相关联的实时网络流量的5G-NR带宽要求。
此外，SSO系统102可以确定可用的LTE带宽或5G-NR带宽小于对应的LTE或5G-NR带宽要求。这样做，SSO系统102可以生成优化数据110，以在LTE和5G-NR空中接口技术之间共享基站节点104的小区内的可用带宽。优化数据110可以包括计算机可执行指令，计算机可执行指令使基站节点104使用频分技术、时分技术或两者的组合来共享可用带宽。
时分技术的示例，SSO系统102可以识别与基站节点104的一个小区相关联的多个子帧中的所选择数目的子帧，以配置为MBSFN子帧。在该示例中，基站节点104的小区可以被配置为支持LTE空中接口技术，并且MBSFN子帧可以被配置为支持替代的5G-NR空中接口技术，反之亦然。类似地，作为频分技术的示例，SSO系统102可以确定用于基站节点的小区内的5G-NR通信传输的BWP。
在一些示例中，SSO系统102可以将优化数据110配置为包括调度标准，该调度标准优先使用用于特定的通信传输的基站的一部分小区。例如，调度标准可以对一部分5G-NR通信传输进行优先级排序，使其在基站节点的小区的BWP中发生。类似地，优化数据110可以包括调度标准，该调度标准将旨在支持LTE频谱的带宽部分的LTE通信传输优先级排序。
另外，SSO系统102可以将优化数据110配置为包括旨在用于客户端设备114(1)-114(P)的一个或更多个无线资源控制(RRC)信号112(1)-112(M)，其经由基站节点104与空中接口技术交互以访问诸如互联网的数据网络116。一个或更多个RRC信号112(1)-112(M)可以被配置为使一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)能够执行某些行为，例如添加、激活或选择小区或基站节点的小区的MBSFN子帧。一个或更多个RRC信号112(1)-112(M)可以进一步被配置为选择用于经由5G-NR空中接口技术的通信传输的BWP。在一些示例中，SSO系统102可以基于调度标准，配置一个或更多个RRC信号112(1)-112(M)，使得一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)的子集优先于其他子集。举例来说，调度标准可以包括用于5G-NR设备的功率优化标准。在该示例中，一个或更多个RRC信号112(1)-112(M)可以被配置为对在5G-NR空中接口技术内操作的客户端设备进行优先级排序，相对于在更宽的5G-NR带宽内操作的类似客户端设备，以经由窄带BWP发送和/或接收通信传输，以降低采样率并减少RF基带接口的基带处理。
此外，SSO系统102可以利用计算机可执行指令来配置优化数据110，该计算机可执行指令动态地将一个或更多个RRC信号112(1)-112(M)从基站节点104发送到一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)。
在所示示例中，一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)可以包括在电信网络中操作的任何种类的电子设备。一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)可以包括蜂窝电话、智能电话、平板计算机、电子阅读器、媒体播放器、游戏设备、个人计算机(PC)、膝上型计算机等等。一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)可以具有订户身份模块(SIM)(例如eSIM)，以向电信服务提供商(在此也称为“电信网络”)识别相应的电子设备。
SSO系统102可以在一个或更多个分布式计算资源上操作。一个或更多个分布式计算资源可以包括一个或更多个计算设备，计算设备以群集或其他配置进行操作，以共享资源、均衡负载、提高性能、提供故障转移支持或冗余、或出于其他目的。一个或更多个计算设备可以包括一个或更多个接口，以经由一个或更多个网络108，与其他联网设备(诸如基站节点104)进行通信。
一个或更多个网络108可以包括公共网络(诸如互联网)，私有网络(诸如机构和/或个人内网)，或者私有和公共网络的某种组合。一个或更多个网络还可以包括任何类型的有线和/或无线网络，包括但不限于一个或更多个局域网(LAN)，广域网(WAN)，卫星网络，电缆网络，Wi-Fi网络，Wi-Max网络，移动通信网络(例如3G、4G、LTE、5G NR等)或其任意组合。
此外，电信网络可以根据一种或更多种技术标准提供电信和数据通信，技术例如用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)、宽带码分多址(W-CDMA)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、5G新无线电(5G NR)、CDMA-2000(码分多址2000)等。示例性架构100可以包括核心网络，该核心网络可以向多个计算设备提供电信和数据通信服务，该多个计算设备诸如3G兼容计算设备以及LTE，LTE兼容计算设备(统称为一个或更多个计算设备)。电信网络可以包括可以向多个计算设备(诸如客户端设备114(1)-114(P))提供电信和数据服务的核心网络。
在各个示例中，一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)可以包括启用5G-NR的电子设备、演进型通用陆地无线电接入-新无线电、启用了EN-DC的电子设备、启用传输模式9的电子设备和LTE电子设备。启用EN-DC的电子设备可以经由5G-NR和LTE空中接口技术(即双连接)发送和/或接收通信传输。类似地，启用了传输模式9(TM9)的电子设备是配置有LTE空中接口技术下定义的传输模式的电子设备，但也可以经由5G-NR空中接口技术(即，双重连接)发送和/或接收通信传输。
图2A至图2C示出了频谱共享优化(SSO)系统102的框图，该系统将优化数据110发送到基站节点，以用于配置不同空中接口技术之间的可用带宽。图2A示出了优化数据110的实施例，该优化数据被配置为使用时分技术(即，频谱重新成帧技术)共享可用带宽。图2B示出了优化数据110的实施例，其被配置为使用时分和频分技术的组合来共享可用带宽。图2C示出了优化数据110的替代实施例，其被配置为使用时分和频分技术的组合来共享可用带宽。
如图2A所示，基站节点104可以包括一个或更多个小区，每个小区被配置为支持许可频谱，例如LTE或5G-NR空中接口技术。在所示的示例中，基站节点104可以包括：第一小区202，其被配置为支持在第一频谱上操作的客户端设备，例如LTE空中接口技术；以及第二小区204，其被配置为支持在第二频谱上操作的客户端设备，例如5G-NR空中接口技术。替代地，第一小区202可以支持5G-NR，并且第二小区204可以支持LTE。
第一小区202可以包括一个或更多个第一子帧206(1)-206(M)，第二小区204可以包括一个或更多个第二子帧208(1)-208(P)。每个子帧可以具有预定长度。预定长度可以是一毫秒(ms)，但是，任何预定长度都是可能的。
SSO系统102可以被配置为向基站节点104发送优化数据110。优化数据110可以包括对第一小区202或第二小区204执行一个或更多个优化动作的计算机可执行指令。在一个示例中，优化动作可以包括将第一小区202或第二小区204之一中的选定数目的子帧动态地指定为MBSFN子帧。在图2A，优化数据110可以被配置为将第二小区204的子帧208(P-1)和208(P)指定为MBSFN子帧。优化数据110可以进一步配置MBSFN子帧，以支持与第一小区202相关联的第一频谱，在该示例中，该第一频谱对应于LTE空中接口技术。
如图2B所示，SSO系统102可以生成包括计算机可执行指令的优化数据110，该计算机可执行指令动态地在第二小区204的一个或更多个子帧208(1)-208(P)内生成BWP。值得注意的是，由于BWP技术是5G-NR空中接口技术的一项特征，子帧208(1)-208(P)的频分不会影响LTE设备使用指定给LTE的子帧的全频谱的能力，即，子帧208(P-1)和子帧208(P)(即，参照图2A的MBSFN子帧)。例如，被配置为使用第二小区204的子帧208(P-1)和子帧208(P)的LTE设备可以使用全频谱，而不管BWP对第二小区204施加的频分。
举例来说，考虑第二小区204的子帧208(P-2)，这也是子帧208(1)和子帧208(2)的代表示例。在图2B中，子帧208(P-2)被配置为支持5G-NR空中接口技术，并经由启用5G-NR的客户端设备扩展通信传输。然而，值得注意的是，即使已经为5G-NR频谱配置了子帧208(P-2)，一些LTE客户端设备也可以在子帧208(P-2)内操作。例如，启用传输模式9(TM9)的客户端设备可以在5G-NR频谱内操作。启用TM9的客户端设备配置有LTE下定义的传输模式，其可以经由5G-NR空口技术中继通信传输。
再次参考图2B，子帧208(P-2)内的BWP可以定义用于5G-NR通信传输的操作带宽。换句话说，尽管启用TM9的客户端设备使用了5G-NR通信传输，但是仅在BWP的频率范围内可操作，使得子帧208(P-2)的剩余带宽未使用。在替代实施例中(为了清楚起见未在图2B中示出)，可以为5G-NR通信传输的子集定义第二小区204的BWP，诸如与IoT设备有关的那些传输。以此方式，除了分配给BWP的带宽之外，子帧208(P-2)的剩余带宽可用于其他启用5G-NR的客户端设备。同样，在此替代实施例中，启用TM9的客户端设备可以使用子帧208(P-2)的全频带宽，因为这些设备是在LTE下定义的，并且BWP技术不会在LTE频谱内强加频分。
此外，考虑第二小区204的子帧208(P)，其也是子帧208(P-1)的代表示例。在图2B，子帧208(P)包括施加在子帧208(1)-208(P)上的BWP，用于5G-NR通信传输。子帧208(P)还被配置为基于配置的MBSFN子帧，来支持LTE空中接口技术，如先前参考图2A所述。因此，子帧208(P)的BWP可以支持5G-NR通信传输，但是，由于BWP技术是5G-NR空中接口技术的特征，所以频分不会影响LTE设备使用子帧208(P)的全频谱的能力。因此，被配置为使用子帧208(P)的LTE设备可以使用全频谱，而不管BWP在第二小区204上施加的频分。
参考图2C，SSO系统102可以生成包括计算机可执行指令的优化数据110，该计算机可执行指令动态地在子帧208(1)-208(P)内生成多个BWP。为了简洁和便于描述，与图2C有关的各种细节在本文中省略到这样的程度：在上面已经相对于图2提供了相同或相似的细节。
在图2C，优化数据110被配置为在5G-NR通信传输的一个或更多个子帧208(1)-208(P)上强加两个BWP，即BWP 1和BWP 2。BWP 1和BWP 2彼此重叠，使得BWP 2在BWP 1的带宽域内。在一些示例中，BWP 1可以是用于第一组5G-NR通信传输的带宽分配，并且BWP 2可以是用于第二组启用5G-NR通信传输的带宽分配。第一组和第二组可以通过5G-NR客户端设备，与通信传输相关联的服务类型(即流多媒体内容、下载多媒体内容、互联网协议语音(VoIP)、互联网协议视频(VioIP))等或两者的组合进行区分。在替代实施例中，BWP 1可以与BWP 2相邻，从而BWP 1和BWP 2的带宽域不重叠，这意味着5G-NR通信传输的第一组和第二组不共享带宽分配。
图3示出了用于配置客户端设备302与基站节点104的小区之间的交互的SSO系统102过程的框图。客户端设备302可以对应于一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)之一。此外，对于启用5G-NR的客户端设备，客户端设备302可以被配置为与小区的BWP交互。替代地或附加地，客户端设备302可以被配置为与小区的一个或更多个MBSFN子帧交互，一个或更多个MBSFN子帧被配置用于与客户端设备302相关联的空中接口技术(即，LTE或5G-NR)。
SSO系统102可以监控基站节点104处的网络流量。SSO系统102可以按照预定时间表连续地或者响应于触发事件来监控网络流量。预定时间表可以基于15分钟、30分钟、1小时、12小时或24小时的时间间隔；但是，任何时间间隔都是可以的。此外，触发事件可以对应于接收到这样的指示：基站节点104处的实时网络流量已经超过预定阈值。
响应于监控事件，SSO系统102可以从基站节点104接收网络流量数据106。网络流量数据106可以包括用于基站节点的每个小区的带宽利用的遥测数据(即，LTE和5G-NR)。网络流量数据106可以包括网络使用特性，例如客户端设备标识符，设备类型标识符，用于流传输多媒体内容、下载多媒体内容的带宽指示，互联网协议语音(VoIP)，互联网协议视频(VioIP)等等。在一些示例中，SSO系统102可以使用网络使用特性，基于调度标准来确定是否在不同的空中接口技术(即，LTE和5G-NR)之间分配可用带宽。
SSO系统102可以分析网络流量数据106，并且在这样做时，生成优化数据110，以在不同空中接口技术(即，LTE和5G-NR)之间共享基站节点104的小区内的可用带宽。SSO系统102可以通过使网络流量数据106与网络拥塞模型的数据点相关，来分析网络流量数据106。以这种方式，SSO系统102可以基于历史网络流量数据的记录，来推断不同空中接口技术之间的可用带宽的分布。
优化数据110可以包括计算机可执行指令，计算机可执行指令使基站节点104使用频分技术、时分技术或两者的组合来共享可用带宽。在一些示例中，优化数据110可以进一步包括RRC信号，该RRC信号旨在用于经由支持的空中接口技术，与基站节点交互的一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)。SSO系统102可以至少部分地基于调度标准来生成RRC信号，该调度标准优先使用一部分带宽用于一部分通信传输。调度标准可以基于用户优先级、设备优先级、服务优先级或其任意组合。调度标准还可以基于通信传输本身的起点和/或目的地，例如公共或私人事件。响应于接收到优化数据110，基站节点104可以将一个或更多个RRC信号112(1)-112(M)发送到一个或更多个客户端设备114(1)-114(P)。
图4示出了频谱共享优化(SSO)系统的各个组件的框图。SSO系统102可以包括执行特定任务或实现抽象数据类型的例程、程序指令、对象和/或数据结构。此外，SSO系统102可以包括一个或更多个输入/输出接口402。一个或更多个输入/输出接口402可以包括本领域已知的任何类型的输出接口，诸如显示器(例如，液晶显示器)、扬声器、振动机制或触觉反馈机制。一个或更多个输入/输出接口402还包括用于一个或更多个外围设备的端口，例如耳机、外围扬声器或外围显示器。此外，一个或更多个输入/输出接口402可以进一步包括相机、麦克风、键盘/小键盘或触敏显示器。键盘/小键盘可以是按钮数字拨号盘(例如在典型的电信设备上)、多键键盘(例如常规的QWERTY键盘)、或一种或更多种其他类型的键或按钮，并且也可以包括类似操纵杆的控制器和/或指定的导航按钮等。
另外，SSO系统102可以包括一个或更多个网络接口404。一个或更多个网络接口404可以包括本领域中已知的任何种类的收发器。例如，一个或更多个网络接口404可以包括无线电收发器，其执行经由天线发送和接收射频通信的功能。另外，一个或更多个网络接口404还可以包括无线通信收发器和近场天线，用于通过未许可无线互联网协议(IP)网络(诸如本地无线数据网络和个人局域网(例如，蓝牙或近场通信(NFC)网络))进行通信。此外，一个或更多个网络接口404可以包括有线通信组件，诸如以太网端口或通用串行总线(USB)。
此外，SSO系统102可以包括可操作地连接到存储装置408的一个或更多个处理器406。在至少一个示例中，一个或更多个处理器406可以是一个或更多个中央处理单元(CPU)、一个或更多个图形处理单元(GPU)、CPU和GPU、或任何其他类型的一个或更多个处理单元。一个或更多个处理器308中的每一个可以具有执行算术和逻辑运算的多个算术逻辑单元(ALU)，以及一个或更多个控制单元(CU)，其从处理器缓存存储装置中提取指令和存储的内容，然后在程序执行过程中根据需要，通过调用ALU来执行这些指令。一个或更多个处理器406还可以负责执行存储在存储装置中的所有计算机应用程序，这些计算机应用程序可以与易失性(RAM)和/或非易失性(ROM)存储装置的常见类型相关联。
在一些示例中，存储装置408可以包括系统存储装置，该系统存储装置可以是易失性的(诸如RAM)，非易失性的(诸如ROM、闪存等)或两者的某种组合。存储装置还可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。
存储器310还可包括非暂时性计算机可读介质，例如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。系统存储装置、可移动存储器和不可移动存储器都是非临时性计算机可读介质的示例。非暂时性计算机可读介质的示例包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字多功能磁盘(DVD)、或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁性存储设备，或可用于存储所需信息的任何其他非暂时性介质。
在所示的示例中，存储装置408可以包括操作系统410、设备接口模块412、监控模块414、网络流量分析模块416、频谱优化模块418、和数据存储420。操作系统410可以是能够管理计算机硬件和软件资源的任何操作系统。
设备接口模块412可以使客户端设备能够向SSO系统102提供输入并从SSO系统102接收输出。示例数据输入可以包括带宽分配标准、调度标准、时间间隔的输入或调整，以用于监控实时网络流量的事件，或触发启动网络流量监控事件的事件。
监控模块414可以被配置为监控基站节点处的实时网络流量。监控模块414可以按照预定时间表连续地、或者响应于触发事件，来监控网络流量。预定时间表可以基于15分钟、30分钟、1小时、12小时或24小时的时间间隔；但是，任何时间间隔都是可以的。此外，触发事件可以对应于接收到基站节点处的实时网络流量已经超过预定阈值的指示。预定阈值可以与对应的通信传输的阈值服务质量(QoS)相关联。QoS可能与分组丢失、时延、抖动、回声、下行链路吞吐量、上行链路吞吐量或其任何组合有关。替代地或附加地，触发事件可以对应于接收到实时网络流量已经超过基站节点的小区的预定带宽容量的指示。
响应于监控事件，监控模块414可以从基站节点取回网络流量数据。网络流量数据可以包括针对基站节点的每个小区的带宽利用的遥测数据。网络流量数据还可以包括网络使用特性，例如客户端设备标识符、设备类型标识符、用于流式传输多媒体内容，下载多媒体内容的带宽指示，互联网协议语音(VoIP)、互联网协议视频(VioIP)等等。在一些示例中，网络使用特性还可包括经由基站节点发起或接收通信传输的客户端设备的地理位置数据。
网络流量分析模块416可以分析从基站节点接收的网络流量数据，以确定是否在不同的空中接口技术(即LTE和5G-NR)之间共享基站节点的小区内的可用带宽。网络流量分析模块416可以确定第一空中接口技术(即LTE或5G-NR)的带宽利用率是否大于或等于针对具有基站节点的小区的第一空中接口技术的预定带宽容量。预定带宽容量可以对应于小区的带宽容量的一部分，但不是全部。在该示例中，小区可以被配置为经由时分(即，MBSFN子帧)或频分(即，BWP)技术中的至少一种，同时支持5G-NR和LTE。因此，用于空中接口技术的预定带宽容量可以对应于经由时分和/或频分技术针对空中接口技术在小区上可用的带宽。附加地或可替代地，预定带宽容量可以对应于维持用于经由空中接口技术的通信传输的阈值QoS所需的带宽。
响应于确定带宽利用率大于或等于预定带宽容量，网络流量分析模块416可以将信号发送到频谱优化模块418，以调整基站节点的小区内的空中接口技术之间的带宽分配。
在一些示例中，网络流量分析模块416可以静态、半静态或动态地分析实时网络流量。静态分析可对应于对经由空中接口技术(即LTE或5G-NR)操作的客户端设备的相对市场渗透率的分析。半静态分析可以将市场渗透率分析与经由基站节点发送的实时网络流量的分析结合起来。动态分析可以对应于经由基站节点发送的实时网络流量的分析。
此外，网络流量分析模块416可以采用一种或更多种训练过的机器学习算法，来将网络流量数据与历史网络流量数据相关联，并且在这样做时，推断空中接口技术的带宽利用率是否可能大于或等于基站节点的小区中的空中接口技术的预定带宽容量。一种或更多种训练过的机器学习算法可以利用以下技术，诸如监督学习、非监督学习、半监督学习、朴素贝叶斯、贝叶斯网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模型和/或概率分类模型。
网络流量分析模块416可以基于预定时间间隔内的历史网络流量数据，来生成网络拥塞模型422。历史网络流量数据可以包括与网络流量数据类似的数据组分，例如用于基站节点的每个小区的带宽利用率的遥测数据，网络使用特性，其包括经由基站节点发起或接收通信传输的客户端设备的地理位置数据。网络流量分析模块416可以连续地评估历史网络流量数据，以逐步精细化网络拥塞模型422。随着更多的历史网络流量数据变得可用，可以开发出连续的、更准确的网络拥塞模型422。
在各个示例中，网络流量分析模块416可以将网络流量数据与网络拥塞模型422的数据点相关，并且在这样做时，推断空中接口技术的带宽利用率是否可能大于或等于基站节点的小区中的空中接口技术的预定带宽容量。可以通过测量实时网络流量和网络拥塞模型422的数据点之间的欧几里得距离，来确定实时网络流量和网络拥塞模型422的数据点之间的相似性。
值得注意的是，网络流量分析模块416可以针对与基站节点的小区共享公共资源的不同空中接口技术(即，LTE和5G-NR)，对网络流量数据执行相同的分析。这样，网络流量分析模块416可以向频谱优化模块418提供指示第一空中接口技术正在接近或已经超过分配的带宽容量的数据，而第二空中接口技术具有至少一个可用带宽容量。
在一些示例中，网络流量分析模块416可以分析被配置为在5G-NR频谱内操作的客户端设备的子集的能量需求。当基于客户端设备的子集的能量需求，确定客户端设备的子集的BWP的频率带宽时，能量需求对于频谱优化模块418可能是有用的。
频谱优化模块418可以被配置为生成优化数据，该优化数据在不同的空中接口技术之间共享基站节点的小区内的可用带宽。频谱优化模块418可以从网络流量分析模块416接收对网络流量数据的分析，并且在这样做时，采用一种或更多种训练过的机器学习算法来确定是否采用时分(即，配置MBSFN子帧)或频分(即，BWP)技术，在基站节点的一个小区内的不同空中接口技术(即LTE或5G-NR)之间共享可用带宽。
此外，频谱优化模块418可以使用带宽分配规则424，来在不同的空中接口技术之间分配可用带宽。带宽分配规则424可以包括监管要求，监管要求规定每个空中接口技术可用的阈值带宽。替代地或附加地，带宽分配规则424可以包括由电信服务提供商施加的、旨在确保用于通信传输的网络效率的阈值带宽。
带宽分配规则还可将5G-NR客户端设备(特别是IoT设备)的能耗率与频率带宽相关。例如，相对于较宽的带宽，IoT设备的较窄带宽可以通过降低采样率并减少其RF基带接口的基带处理，来创建省电效率。因此，带宽分配规则可以为将用于5G-NR客户端设备(即IoT设备)的子集的BWP定义窄频谱带宽。
附加地或可替代地，频谱优化模块418可以使用网络使用特性，来在不同的空中接口技术之间分配可用带宽。此外，在分配基站节点的小区内的可用带宽时，网络使用特性还可用于区分时分技术和频分技术的使用。特别地，频谱优化模块418可以针对表现出高带宽使用的实时网络流量的实例，优先选择时分技术(即，用MBSFN子帧配置单元)。在非限制性示例中，这些实例可以包括流传输或下载高分辨率多媒体内容。
相反，为了5G-NR设备(即，功率效率)的利益，或为了在频谱内操作的其他设备的利益，频谱优化模块418可以优先选择频分技术(即，BWP技术)，以辅助将5G-NR设备的集合隔离到窄带宽。参照后者，通过将5G-NR设备集指派给窄带宽，其他剩余的客户端设备可以无阻地共享剩余的频谱，并且没有干扰。
频谱优化模块418可以进一步生成RRC信号，该RRC信号旨在用于经由基站节点与空中接口技术交互的客户端设备。RRC信号可以被配置为使客户端设备能够执行某些行为，诸如添加、激活或选择基站的小区或小区的MBSFN子帧。RRC信号可以进一步被配置为选择经由5G-NR空中接口技术用于通信传输的BWP。
在一些示例中，频谱优化模块418可以被配置为至少部分地基于调度标准426，来优先于其他客户端设备的客户端设备的子集。调度标准可以基于空中接口技术(即5G-NR或LTE)、用户优先级、设备优先级、服务优先级或其任意组合。调度标准还可以基于通信传输本身的起点和/或目的地，例如公共或私人事件。在一些示例中，调度标准426可以被配置为基于用户优先级、设备优先级、服务优先级或其任意组合来维持阈值QoS。QoS可能与分组丢失、时延、抖动、回声、下行链路吞吐量、上行链路吞吐量或其任何组合有关。
数据存储420可以包括基站节点在预定时间间隔内捕获的历史网络流量数据。此外，数据存储420可以包括与经由一种或更多种空中接口技术(即LTE或5G-NR)进行操作的客户端设备的市场渗透率有关的数据记录。数据存储420可以进一步包括带宽分配规则424、调度标准426和网络拥塞模型422。
图5呈现了与SSO系统102的操作有关的过程500。过程500示出了逻辑流程图中的框的集合，其表示可以以硬件、软件或其组合来实现的一系列操作。在软件的上下文中，框代表计算机可执行指令，当指令由一个或更多个处理器执行时，计算机可执行指令执行所述操作。通常，计算机可执行指令可以包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被理解为限制性的，并且可以以任何顺序和/或并行地组合任意数量的所描述的框以实现该过程。为了讨论的目的，参考图1的示例性架构100描述了过程500。
图5示出了用于生成优化数据并将其发送到基站节点，以在不同空中接口技术之间共享基站节点的小区内的可用带宽的SSO系统过程。
在502处，SSO系统可以实时或接近实时地监控基站节点的网络流量。对于每个监控事件，SSO系统可以检索网络流量数据，该数据包括针对基站节点的每个小区的带宽利用率(即LTE和5G-NR)的遥测数据和网络使用特性。网络使用特性可以包括但不限于客户端设备标识符、设备类型标识符、用于流传输多媒体内容，下载多媒体内容的带宽指示、互联网协议语音(VoIP)、互联网协议视频(VioIP)、和经由基站节点进行通信的客户端设备的地理位置数据。
在504处，SSO系统可以分析网络流量数据，以确定基站节点的小区内的不同空中接口技术(即，LTE和5G-NR)的带宽利用。在该示例中，小区可以被配置为经由时分(即，MBSFN子帧)或频分(即，BWP)技术中的至少一种同时支持5G-NR和LTE。
在506处，SSO系统可以确定基站节点的小区内的空中接口技术(例如，LTE和5G)的带宽利用率是否大于或等于小区内的每个空中接口技术的预定带宽容量。空中接口技术的预定带宽容量可以对应于经由时分和/或频分技术，针对空中接口技术在小区上可用的带宽。附加地或可替代地，预定带宽容量可以对应于可用于维持经由相应的空中接口技术的、用于通信传输的阈值QoS的带宽。
响应于确定基站节点的小区内的空中接口技术的带宽利用率小于对于该小区内的每个空中接口技术的预定带宽容量，过程500可以返回到步骤502，并且继续实时或近实时地监控基站节点的网络流量。
替代地，响应于确定基站节点内的小区内的空中接口技术的带宽利用率小于小区内的每个空中接口技术的预定带宽容量，过程500可以继续至步骤508。
在508，SSO系统可以为基站节点的小区内的不同空中接口技术确定带宽分配。可以经由时分(即，用MBSFN子帧配置单元)、频分技术(即，BWP技术)或二者的组合，来实现带宽分配。此外，带宽分配可以至少部分地基于空中接口技术的带宽利用、带宽分配规则和网络使用特性。
在510处，SSO系统可以生成优化数据，以用于传递到基站节点。优化数据可以包括至少部分地基于带宽分配，来动态地执行不同空中接口技术的带宽分配的计算机可执行指令。
优化数据可以进一步包括RRC信号，该RRC信号旨在用于经由支持空中接口技术，与基站节点交互的客户端设备。RRC信号可以被配置为使客户端设备能够执行某些行为，诸如添加、激活或选择基站节点的小区或小区的MBSFN子帧。SSO系统可以基于调度标准来生成RRC信号。调度标准可以基于用户优先级、设备优先级、服务优先级或其任意组合。调度标准还可以基于通信传输本身的起点和/或目的地，例如公共或私人事件。
结论
尽管已经用特定于特征和方法动作的语言描述了主题，但是应该理解的是，所附权利要求书中定义的主题不必限于本文描述的特定特征或动作。而是，将特定特征和动作公开为实现权利要求的示例性形式。

Claims (15)

1.一种计算机实现的方法，包括：
在一个或更多个处理器的控制下：
监控在基站节点上的网络流量数据，所述基站节点包括至少一个小区，所述至少一个小区被配置用于经由5G-新无线电(5G-NR)频谱的5G-NR通信传输；
分析所述网络流量数据，以确定LTE带宽需求和5G-NR带宽需求；
至少部分地基于LTE带宽需求，识别与一个小区相关联的多个子帧中的被选择数目的子帧，以配置为用于LTE通信传输的多播广播单频网络(MBSFN)子帧；
至少部分地基于5G-NR带宽需求，为所述基站节点的所述一个小区内的5G-NR通信传输确定带宽部分(BWP)；和
生成用于传输到所述基站节点的优化数据，所述优化数据包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令将选择多个子帧配置为MBSFN子帧，并且进一步在所述基站节点的所述一个小区内配置BWP。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
从数据存储中检索与所述基站节点相关联的历史网络流量数据；
至少部分地基于所述历史网络流量数据，为所述基站节点生成网络拥塞模型；和
将所述网络流量数据与所述网络拥塞模型的数据点相关，和
其中，至少部分地基于所述网络流量数据和所述网络拥塞模型的数据点的相关性，确定所述LTE带宽需求和所述5G-NR带宽需求。
3.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：
至少部分地基于对所述网络流量数据的分析，识别被配置为在5G-NR频谱内操作的一个或更多个客户端设备；
分析与5G-NR通信传输相关联的一个或更多个客户端设备的能量需求，所述能量需求与所述5G-NR通信传输的采样率或基带处理相关联；和
至少部分地基于所述能量需求，确定BWP的频率带宽。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的计算机实现的方法，还包括：
至少部分地基于对所述网络流量数据的分析，识别被配置为在5G-NR频谱内操作的一个或更多个客户端设备；和
从数据存储中检索与所述一个或更多个客户端设备的能耗相关联的带宽分配规则，所述一个或更多个客户端设备配置为在5G-NR频谱内操作，和
还至少部分地基于所述带宽分配规则，确定BWP的频率带宽。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的计算机实现的方法，其中BWP是第一BWP，还包括：
至少部分地基于对所述网络流量数据的分析，识别被配置为在5G-NR频谱内操作的一个或更多个客户端设备；
将所述一个或更多个客户端设备的子集识别为低能量物联网(IoT)设备；和
确定用于与所述低能量IoT设备相关联的5G-NR通信传输的第二BWP，所述第二BWP相对于所述第一BWP具有较窄的带宽，以及
其中，生成用于传输到所述基站节点的所述优化数据还包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在所述基站节点的所述一个小区内配置所述第二BWP。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的计算机实现的方法，还包括：
至少部分地基于对所述网络流量数据的分析，识别被配置为在5G-NR频谱内操作的一个或更多个客户端设备；
生成无线电资源控制(RRC)信号数据，以传输到所述一个或更多个客户端设备，以在BWP的频率带宽内操作；和
向所述基站节点发送RRC信号数据。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的计算机实现的方法，其中，所述一个小区包括第一时分(TM)和第二TM，第一TM对应于MBSFN子帧，所述第二TM对应于多个子帧的剩余的子帧，其还包括：
至少部分地基于对所述网络流量数据的分析，识别与启用了传输模式9(TM9)的客户端设备相关联的LTE通信传输的子集；
生成RRC信号数据，所述数据优先化LTE通信传输的子集，以在所述第一TM内发生；和
向所述基站节点发送所述RRC信号数据。
8.一种或更多种非暂时性计算机可读介质，其存储了计算机可执行指令，所述指令在一个或更多个处理器上执行时，使所述一个或更多个处理器执行以下动作：
分析在电信网络内操作的基站节点处的网络流量数据，所述基站节点包括被配置用于经由第一频谱进行通信的至少一个小区；
至少部分地基于所述网络流量数据的分析，识别与一个小区相关联的多个子帧中的被选择数目的子帧，以配置为用于经由第二频谱的通信传输的多播广播单频网络(MBSFN)子帧；
标识配置为在5G-NR频谱内操作的多个客户端设备，所述5G-NR频谱对应于所述第一频谱或所述第二频谱中的一个；
至少部分地基于多个客户端设备的5G-NR带宽需求，为所述基站节点的所述一个小区内的5G-NR通信传输确定带宽部分(BWP)；和
生成用于传输到所述基站节点的优化数据，所述优化数据包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令将选择多个子帧配置为MBSFN子帧，并且进一步在所述基站节点的所述一个小区内配置BWP。
9.根据权利要求8所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质，其中所述第一频谱和所述第二频谱对应于所述5G-NR频谱或LTE频谱中的一个，和
其中，所述第二频谱不同于所述第一频谱。
10.根据权利要求8或9所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质，其中BWP是第一BWP，并且还存储指令，所述指令在一个或更多个处理器上执行时，使所述一个或更多个处理器执行动作，动作包括：
至少部分地基于能耗需求或带宽使用需求中的一个，来确定所述多个客户端设备中的客户端设备的第一子集和所述多个客户端设备中的客户端设备的第二子集；和
确定用于与客户端设备的所述第二子集相关联的通信传输的第二BWP，和
其中，生成用于传输至所述基站节点的所述优化数据还包括：动态配置所述第二BWP的计算机可执行指令。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质，其还存储指令，所述指令在一个或更多个处理器上执行时，使所述一个或更多个处理器执行动作，动作包括：
至少部分地基于对所述网络流量数据的分析，识别被配置为在所述第一频谱内操作的客户端设备的第一子集和被配置为在所述第二频谱内操作的客户端设备的第二子集；
生成RRC信号数据，所述RRC信号数据对与客户端设备的所述第二子集相关联的通信传输进行优先级排序，以在MBSFN子帧内发生，并且对与客户端设备的所述第一子集相关联的通信传输进行优先级排序，以在与所述一个小区相关联的多个子帧的其余子帧内发生；和
向所述基站节点发送所述RRC信号数据。
12.一种系统，包括：
一个或更多个处理器；
与所述一个或更多个处理器耦合的存储装置，所述存储装置包括一个或更多个模块，所述一个或更多个模块可以由所述一个或更多个处理器执行以：
监控在电信网络内操作的基站节点的网络流量数据，所述基站节点包括至少一个小区，所述至少一个小区被配置用于经由第一频谱通信；
至少部分地基于所述网络流量数据，识别与一个小区相关联的多个子帧中的选择数量的子帧，以配置为用于经由第二频谱的通信传输的多播广播单频网络(MBSFN)子帧；
至少部分地基于所述网络流量数据，为所述基站节点的所述一个小区内的5G-NR通信传输确定带宽部分(BWP)；和
生成用于传输到所述基站节点的优化数据，所述优化数据包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令将选择数量的子帧配置为MBSFN子帧，并且进一步在所述基站节点的所述一个小区内配置BWP。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或更多个模块还可以由所述一个或更多个处理器执行以：
从数据存储中检索与所述基站节点相关联的历史网络流量数据；
至少部分地基于所述历史网络流量数据，为基站节点生成网络拥塞模型；和
将所述网络流量数据与所述网络拥塞模型的数据点相关，和
其中至少部分地基于所述网络流量数据和所述网络拥塞模型的数据点的相关性，将用于所述选择数量的子帧识别为配置为MBSFN子帧。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述一个或更多个模块还能够由所述一个或更多个处理器执行以：
从数据存储中检索带宽分配规则，所述规则被配置为相对于所述第二频谱优先经由所述第一频谱进行通信传输，和
其中，至少部分地基于所述带宽分配规则，确定用于5G-NR通信传输的BWP。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的系统，其中所述第二频谱对应于5G-NR频谱，并且其中，所述一个或更多个模块还能够由所述一个或更多个处理器执行以：
从数据存储中检索调度标准，所述调度标准相对于5G-NR客户端设备的第二子集，对所述5G-NR客户端设备的第一子集相关联的通信传输优先，所述调度标准至少部分基于用户优先级、设备优先级或服务优先级；
生成RRC信号数据，所述RRC信号数据优先与所述BWP内的5G-NR客户端设备的所述第一子集相关联的通信传输；和
向所述基站节点发送所述RRC信号数据。
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