CN112042260B - 用于实现用户装置在增强型无线网络中的移动性的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于在增强的用户移动性下提供的统一高带宽、低时延数据服务的设备和方法。在一个实施例中，公开在现有基础设施的至少部分(例如，混合式光纤同轴电缆基础设施)上进行服务投递的网络架构，包含经由公共服务提供者的顺应标准的超低时延和高数据速率服务(例如，5G NR服务)。处所装置用于将基于5G的服务提供给处于给定处所和附近的用户。在另一变体中，局域(例如，“杆装式”)无线电装置用于提供补充RF覆盖范围，包含在移动性情境期间。当客户端装置在所述处所内外移动时，具有5G功能的网络通过在处所装置和外部无线电装置处利用公共波形协议(例如，基于3GPP的协议)在不同位置和时间与客户端装置通信来实现客户端装置处的无中断且“无缝”的数据交换。
Description
优先权及相关申请
本申请要求2018年4月16日提交且标题为“用于集成式大容量数据和无线网络服务的设备和方法(APPARATUS AND METHODS FOR INTEGRATED HIGH-CAPACITY DATA ANDWIRELESS NETWORK SERVICES)”的第62/658,465号美国临时专利申请的优先权益，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文中。本申请还要求2019年1月29日提交且标题为“用于实现用户装置在增强型无线网络中的移动性的设备和方法(APPARATUS ANDMETHODS FOR ENABLING MOBILITY OF A USER DEVICE IN AN ENHANCED WIRELESSNETWORK)”的第16/261,234号美国专利申请的优先权益，所述美国专利申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开大体上涉及数据网络和无线装置的领域，并且具体来说，在一个示范性方面中，涉及集成或统一多种不同位置和用例中的高速数据服务的提供的架构。
背景技术
数据通信服务现在普遍存在于用户处所(例如，家庭、办公室以及甚至车辆)中。这类数据通信服务可经由托管或非托管网络提供。例如，典型家庭拥有由一或多个网络服务提供者经由例如电缆或卫星网络的托管网络提供的服务。这些服务可包含内容投递(例如，线性电视、按需内容、个人或云DVR、“重新开始”等)，以及所谓的“过顶传输(over thetop)”第三方内容。类似地，还通常提供因特网和电话接入，并且可将前述内容投递功能捆绑到订阅套餐中，所述订阅套餐在其构造和内容上越来越特定于用户或特定于处所。这类服务还日益尝试采纳“任何位置”、“任何时间”的范式，使得用户(订户)可经由数个不同接收和呈现平台，例如在其家中的不同房间中，当行驶时在其移动装置上等，接入所要服务(例如，观看电影)。
托管电缆网络
网络运营商使用多种不同装置向客户投递数据服务(例如，宽带)和视频产品，进而使得其用户或订户能够在固定(例如，在其住宅)和移动(例如在行驶或离开家时)两者的数种不同情境中存取数据/内容。图1和2是说明用以向其用户和订户提供这类数据服务的典型现有技术托管(例如，电缆)内容投递网络架构的功能框图。
数据/内容投递可特定于网络运营商，例如其中网络运营商或其代理获取视频内容，并且将其作为网络运营商的产品或服务投递给网络用户或订户。例如，电缆多系统运营商(MSO)可从多个不同来源(例如，国家网络、内容聚合器等)获取内容，处理获取的内容，并且将其经由例如混合式光纤同轴电缆(HFC)电缆/光纤网络投递给MSO订户，例如投递到订户的机顶盒或DOCSIS电缆调制解调器。这类获取的内容视需要转码为必要格式(例如，MPEG-2或MPEG-4/AVC)，成帧并且置于适当的媒体容器格式中(“封装”)，并且经由例如统计多路复用在6MHz射频(RF)信道上发射到多节目传输流(MPTS)中以由订户RF调谐器接收，分用并且解码，并根据规定的译码格式在用户的呈现装置(例如，数字TV)上呈现。
在电缆线路设备(cable plant)内，VOD以及所谓的交换式数字视频(SDV)还可以用于提供内容，并且利用单节目传输流(SPTS)投递形态。例如，在美国电缆系统中，用于发射电视节目的下游RF信道是6MHz宽，并且占用54MHz和860MHz之间的6MHz谱隙。VOD服务的部署必须与已经确立的模拟和数字有线电视服务(例如上文所描述的服务)共享此频谱。在给定电缆线路设备内，电连接到贯穿社区的相同电缆馈线的所有住宅将接收相同的下游信号。出于管理例如VOD服务的目的，这些住宅分组成逻辑群组，通常称为服务群组。属于同一服务群组的住宅在同一组RF信道集上接收其VOD服务。
VOD服务通常是在给定数目(例如，4个)RF信道上从电缆中的可用频谱提供。因此，VOD服务群组由在相同的4个RF信道上接收VOD信号的住宅组成。
在大部分电缆网络中，使用MPEG(例如，MPEG-2)音频/视频压缩发射节目。由于使用正交振幅调制(QAM)方案发射电缆信号，因此在HFC系统上使用的典型调制速率(QAM-256)的可用有效负载位速率大致为38Mbps。例如，在多个VOD部署中，使用典型速率3.75Mbps以等效于NTSC广播信号的分辨率和质量发送一个视频节目。在数字电视术语中，这被称为标清(SD)电视分辨率。因此，使用MPEG-2和QAM调制使得能够在一个RF信道上载送10个SD会话(10×3.75＝37.5Mbps<38Mbps)。由于典型服务群组是由4个RF信道组成，因此可在服务群组内容纳40个同步SD VOD会话。
高清(HD)信号的娱乐质量发射需要是SD需要的带宽的约四倍的带宽。对示范性MPEG-2主规范-高级(MP@HL)视频压缩，每一HD节目需要约15Mbps位速率。
无线
许多无线连网技术(也被称作无线电接入技术(“RAT”))提供基于无线电的通信网络连接到用户装置的基础装置。这类RAT通常利用经许可射频频谱(即，由FCC按照委员会规则第2.106节所编纂的频率分配表所分配)。目前仅分配了9kHz和275GHz之间的频带(即，指定供一或多个地面或空间无线电通信服务或射电天文学服务在规定条件下使用)。例如，典型蜂窝式服务提供者可利用如下表1中所示的所谓的第三代(“3G”)和第四代(“4G”)无线通信的频谱：
表1
替代地，可利用例如所谓的ISM频段内的未经许可的频谱。ISM频段是由无线电法规的脚注5.138、5.150和5.280中的ITU无线电法规(第5章)定义。在美国，ISM频段的使用由美国联邦通信委员会(FCC)规则的第18部分管理，而第15部分含有用于未经许可的通信装置、甚至那些共享ISM频率的通信装置的规则。下表2示出典型ISM频率分配：
表2
还与(非ISM)无许可证通信应用(例如915MHz和2.450GHz频段中的无线传感器网络，以及915MHz、2.450GHz和5.800GHz频段中的无线LAN(例如，Wi-Fi)和无线手机)共享ISM频段。
另外，已分配5GHz频段供例如WLAN设备使用，如表3中所示：
表3
| 频段名称 | 频带 | 需要动态频率选择(DFS)？ |
| UNII-1 | 5.15到5.25GHz | 否 |
| UNII-2 | 5.25到5.35GHz | 是 |
| 经扩展UNII-2 | 5.47到5.725GHz | 是 |
| UNII-3 | 5.725到5.825GHz | 否 |
5G新无线电(NR)和下一代无线电区域网络(NG-RAN)-
NG-RAN或“NextGen无线电区域网络(RAN)”是3GPP“5G”下一代无线电系统的部分。3GPP目前规定版本15NG-RAN、其组件，以及所涉及节点(包含所谓的(下一代Node B或eNB(“gNB”))当中的交互。NG-RAN将提供极高带宽、极低时延(例如，约1ms或更小“往返”)无线通信，并且取决于应用，高效地利用前述多种部署情境中描述的类型的经许可和未经许可频谱两者，包含室内“点”使用、城市“宏”(大小区)覆盖、乡村覆盖、车辆中的使用，以及“智能”网格和结构。NG-RAN还将与4G/4.5G系统和基础设施集成，并且此外，使用新的LTE实体(例如，“演进型”LTE eNB或“eLTE eNB”)，其支持到演进包核心(EPC)和NR下一代核心(“NGC”)两者的连接性。
在一些方面中，示范性版本15NG-RAN利用现有LTE/LTE-A技术(通俗地称为4G或4.5G)的技术和功能，作为进一步功能发展和能力的基础。例如，在基于LTE的网络中，在启动后，eNB(基站)朝移动性管理实体(MME)建立S1-AP连接，eNB预期执行所述MME的命令。eNB可负责多个小区(换句话说，对应于E-UTRAN小区全局标识符的多个跟踪区域码)。供eNB用于确立前述S1-AP连接以及激活eNB支持的小区的程序被称为S1设立(SETUP)程序；尤其参见日期为2017年9月且标题为的“第三代合作伙伴计划；技术规范群组无线电接入网络；演进型通用陆地无线接入网(E-UTRAN)；S1应用协议(S1AP)(版本14)(3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)；S1ApplicationProtocol(S1AP)(Release 14))”3GPP TS 36.413V14.4.，其以全文引用的方式并入本文中。
顺便说一句，并且参考图3，CU 304(也被称作gNB-CU)是与NG核心303通信的NR架构300内的逻辑节点，并且包含gNB功能，例如用户数据传送、会话管理、移动性控制、RAN共享和定位；然而，将其它功能按照本文中随后更详细地描述的各种“拆分”选项排他地分配给DU 306(也被称作gNB-DU)。CU 304经由对应前传(Fs)用户平面和控制平面接口308、310，传送用户数据并且控制DU 306的操作。
因此，为实施Fs接口308、310，采用由组成(标准化)F1接口。其提供用于使NG-RAN内的gNB 302的gNB-CU 304和gNB-DU 306互连，或用于使E-UTRAN内的en-gNB的gNB-CU和gNB-DU互连的机构。F1应用协议(F1AP)通过3GPP TS 38.473中定义的传信程序支持F1接口的功能。
在这类架构300内，gNB-DU 306(或ngeNB-DU)受单个gNB-CU 304控制。当起始(包含通电)gNB-DU时，其执行F1设立程序(其通常是在上文提及的LTE的S1设立程序之后建模)以向控制性gNB-CU通知尤其任何数目个参数，例如F1设立请求消息中的小区的数目(以及每一特定小区的标识)。
多RAT装置和移动性
为了响应消费者对数据连接的强烈需求，无论是在室内还是室外“随行”，数据通信服务现在在整个用户处所(例如，家庭、办公室甚至车辆)以及大多数室外区域(例如，通过“数据计划”实现与蜂窝塔和节点的连接)中普遍存在。这种数据通信服务可以通过托管或非托管网络提供。例如，一个典型的家庭具有由一或多个网络服务提供者通过诸如有线或卫星网络的托管网络以及(独立的)MNO或MVNO(例如，蜂窝服务提供者)提供的服务。例如，MSO服务可包含内容投递(例如，线性电视、点播内容、个人或云DVR、“重新开始”等)以及所谓的“顶级”第三方内容。类似地，通常还提供因特网和电话接入，并且它们可以与上述内容投递功能捆绑到订阅包中，订阅包在其结构和内容方面日益变得更加特定于用户或处所。此类服务也越来越多地尝试采用“随地、随时”的范式，使得用户(订户)可以通过数个不同的接收和呈现平台来接入所要服务(例如，听音乐、使用电子邮件或社交媒体等移动应用、观看视频)，例如在他们家里的不同房间、旅行时在他们的移动装置上，等等。
用户客户端装置(例如，智能电话、平板计算机、平板手机、手提式计算机、智能手表或其它支持无线功能的装置、移动装置或其它)通常支持使得装置能够连接到彼此，或连接到网络(例如，因特网、内联网或外联网)的多个RAT，通常包含与经许可频谱和未经许可频谱两者相关联的RAT。特定来说，通过利用连接网络的硬件的无线技术使得客户端装置有可能无线接入其它网络，例如无线接入点(“WAP”或“AP”)、小型小区、超微型小区或蜂窝塔，其由服务提供者网络(例如，电缆网络)的后端或回程部分服务。用户通常可在节点或“热点”，即用户可通过连接到无线射程内的调制解调器、路由器、AP等获得接入的物理位置处接入网络。
使用户能够进行无线通信(例如，经由通过电缆网络运营商提供的服务)的一种这类技术是(IEEE标准802.11)，其已变成用于消费型电子装置中无线连网的被广泛接受标准。Wi-Fi允许客户端装置经由一或多个接入点方便高速接入网络(例如，无线局域网(WLAN))。
市面上，Wi-Fi能够将服务提供给场馆或处所内，例如受信任家庭或商业环境内，或受信任家庭或商业环境外，例如在咖啡馆、旅馆、商业中心、餐馆和其它公共区域内的用户群组。典型Wi-Fi网络设置可包含用户的客户端装置在与AP(和/或连接到AP的调制解调器)的无线通信中与后端通信，其中客户端装置必须在允许客户端装置检测来自AP的信号并且与AP进行通信的某一射程内。
广泛使用的另一无线技术是长期演进标准(还通俗地称为“LTE”、“4G”、“高级LTE”等等)。LTE网络以演进包核心(“EPC”)、基于因特网协议(IP)的网络架构和eNodeB演进NodeB或是无线电接入网络(RAN)的部分的E-UTRAN节点为动力，其能够将具有广泛覆盖区域的高速无线数据通信服务提供到多个支持无线功能的用户装置。
目前，大部分消费型装置包含多RAT能力，例如，同时或以“故障解决(fail over)”方式(例如经由在装置上运行的无线连接管理器处理程序)接入多个不同RAT的能力。例如，可支持智能电话进行LTE数据存取，但当不可用时，利用一或多个Wi-Fi技术(例如，802.11g/n/ac)用于数据通信。
不同RAT(例如LTE和Wi-Fi)的能力可极不相同，包含关于无线服务到给定客户端装置的建立。顺便说一句，LTE-U使得经由未经许可的频谱(例如，5GHz)中的LTE的数据通信能够提供用于数据发射的额外无线电频谱(例如，以补偿溢出流量)。LTE-LAA使用载波聚合将未经许可频谱(例如，5GHz)中的LTE与经许可频段组合。
增加用户数目(不管是前述标准的无线接口用户还是其它)总是造成频谱“拥挤”，包含干扰。干扰也可来自非用户来源，例如太阳辐射、电气设备、军事使用等。实际上，给定量的频谱对其可提供的带宽量具有物理限制，且随着并行添加更多用户，每一用户可能经历更多干扰和性能退化。
此外，例如Wi-Fi的技术具有受限射程(部分地归因于在那些频段中施加的未经许可的光谱功率屏蔽)，并且可受空间传播变化(尤其是在例如建筑物等结构内部)和部署密度问题困扰。Wi-Fi已变得如此普遍存在，尤其是在例如公寓大楼、招待单位(例如，旅馆)、商业集团、拥挤场所等高密度情境中，争用问题可为不可管理，即使是在安装过多的Wi-FiAP进行弥补的情况下。然而，此外，通常在这类AP之间无法协调，这类AP各自实际上在其回程中与其它AP争用带宽。
最关键的是，缺乏与由例如托管网络运营商(如MNO/MVNO)提供的其它服务的集成通常发生在Wi-Fi等未经许可的技术的情况中。Wi-Fi通常充当网络运营商/服务提供者不透明携带的“数据管道”。此数据管道在逻辑上与LTE/LTE-A甚至LTE-U或-LAA之类的移动宽带服务隔离或孤立；事实上，它们分别使用两套不同且不协调的技术标准，即IEEE标准802.11和3GPP E-UTRAN/5G NR。
需要更佳解决方案
即使现有4/4.5G(例如LTE/LTE-A)和WLAN(和其它未经许可的)系统提供的无线数据速率、稳健性和覆盖率取得了很大进步，但仍存在突出弊端。
一个这类问题涉及其中宽带用户从室内使用情况迁移到室外使用情况的情境。例如，用户利用其处所Wi-Fi AP只能获得非常有限的射程，可能100英尺左右，取决于处所构造和其它因素，之后就会经历退化并且最终丢失信号。如上文所提到，由于(i)不兼容或不协调的技术标准及(ii)例如WLAN服务提供者(MSO或ISP)和移动服务提供者(例如，MNO或MVNO)之间无协作，在例如Wi-Fi的较短射程技术与例如LTE的较长射程宽带蜂窝式系统之间不存在会话连续性。确切地说，用户必须终止其Wi-Fi会话并且继续使用新LTE(3GPP)会话。
从频谱管理的角度来看，这种“未经许可到经许可”(反之亦可)的频谱使用带来了独特的挑战，因为未经许可的系统通常未配置成与MNO系统集成(例如，WLAN AP未配置成遵循“未经许可的”3GPP eUTRAN或LTE-U/LAA或NR-U等其它这类标准来避免冲突或干扰频谱分配)。
此外，因为上述解决方案通常不是集成的或逻辑上统一，所以它们还需要预订和使用多个服务提供者技术和基础设施。例如，用户处所内的未经许可的WLAN AP可通过电缆或光纤或卫星MSO回传，而蜂窝式服务是由完全独立的MNO或MVNO使用经许可的蜂窝基础设施提供。
在其中MNO或其它无线电接入节点或基站通过另一提供者回传(例如，围绕HFC/DOCSIS构建的无线网络作为无线电和无线核心网络元件之间的回程)的情况下，遇到多个缺陷，包含(i)用于维持两个不同网络(即，有线和无线)的单独资本支出(CAPEX)和操作支出(OPEX)“仓”；和(ii)较低数据输送量效率和较高时延，这归因于通过例如DOCSIS(回传)协议包封无线数据包的额外开销。在前述5G超低时延要求(即，在端点节点之间的1ms或更小往返)的情境中，这类基础设施诱发的时延可造成无法满足这些要求，使得此架构可能不适合用于5G应用。
因此，需要改进利用现有网络基础设施的设备和方法，尤其是为了优化超高数据速率服务的投递(有线和无线两者)，它们在提供这类服务的同时还支持用户的无缝地理、平台内和跨平台(例如，跨RAT)移动性，并且支持例如IoT的初期应用和技术。
发明内容
本公开通过特别提供用于优化用户数据移动性，包含跨不同RAT优化用户数据移动性的方法和设备来解决上述需要。
在本公开的第一方面中，公开一种操作射频(RF)网络使得现有基础设施用于实现客户端装置的网内移动性的方法。在一个实施例中，所述方法包含：在所述现有基础设施的至少一部分上至少使用在频率上比所述现有基础设施的正常操作频段宽的频带发射正交频分复用(OFDM)波形；经由安置在一处所处的处所装置接收所发射的OFDM波形的至少一部分；经由在所述处所外部的无线电装置接收所述所发射的OFDM波形的至少一部分；实现所述客户端装置和所述处所装置之间的射频连接的建立；确定所建立射频连接(i)正在退化和/或(ii)未被优化；以及至少基于所述确定，建立所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的射频连接。
在一个变体中，所述现有基础设施包括混合式光纤同轴电缆(HFC)基础设施，并且(i)所述客户端装置和所述处所装置之间的所述射频连接及(ii)所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的所述射频连接中的至少一个配置成以超过1Gbps的速率进行数据投递。在一个实施方案中，在频率上比所述现有基础设施的正常操作频段宽的所述频带包括总计至少1.6GHz的带宽的频带，并且所述方法另外包含将总计至少1.6GHz的带宽的所述频带分配到两个或更多个子带。在另一变体中，(i)所述客户端装置和所述处所装置之间及(ii)所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的所述射频连接分别实现由所述处所装置接收的所述OFDM波形的至少部分和由在所述处所外部的所述无线电装置接收的所述OFDM波形的至少部分至少投递给所述客户端装置。
在另一变体中，所述方法包含：在所述处所外部的所述无线电装置和所述客户端装置之间的所述射频连接已经建立之后终止所述处所装置和所述客户端装置之间的所述射频连接；以及使去往所述客户端装置的所有OFDM波形发射到在所述处所外部的所述无线电装置。
在又一变体中，所述方法另外包含将经由所述处所装置接收的所述OFDM波形的所述至少一部分升频转换为用户频带。还可执行将经由在所述处所外部的所述无线电装置接收的所述OFDM波形的所述至少一部分升频转换为所述用户频带。
在一个实施方案中，所述处所装置和所述客户端装置之间及在所述处所外部的所述无线电装置和所述客户端装置之间的所述射频连接的建立各自包括经由第三代合作伙伴计划(3GPP)无线协议的建立，并且所述用户频带包括指定与至少一个3GPP未经许可的标准(例如以下中的至少一个：(i)5G新无线电未经许可(NR-U)标准，或(ii)长期演进(LTE)未经许可的标准)一起使用的至少一个未经许可频率。
在又一变体中，所述在所述现有基础设施的至少一部分上至少使用在频率上比所述现有基础设施的正常操作频段宽的频带上发射正交频分多路复用(OFDM)波形包括至少在同轴电缆上并且经由与所述同轴电缆相关联的多个放大级发射所述OFDM波形。
在本公开的另一方面中，公开一种配置成支持无线用户装置的网络架构。在一个实施例中，所述架构包含：分布节点，所述分布节点配置成将射频(RF)波形发射到网络的有线或光学介质上，所述RF波形经正交频分多路复用(OFDM)调制；至少一个用户节点，其与所述有线或光学介质数据通信且包括配置成接收所发射的OFDM调制波形的接收器设备；至少一个无线电节点，其与所述分布节点数据通信，所述至少一个无线电节点配置成向所述至少一个用户节点提供至少补充数据通信；以及控制器设备，其与所述至少一个用户节点和所述至少一个无线电节点数据通信。
在一个变体中，所述控制器设备配置成实行以下中的至少一个：无线用户装置至少从所述至少一个用户节点越区移交到所述至少一个无线电节点；和/或同时创建a)所述无线用户装置和所述至少一个用户节点及b)所述无线用户装置和所述至少一个无线电节点之间的无线连接。
在一个实施方案中，所述控制器节点包括3GPP 5G新无线电(NR)顺应中央单元(CU)，并且所述至少一个无线电节点包括3GPP 5G新无线电(NR)顺应分布式单元(DU)。
在另一实施方案中，所述网络架构另外包含与所述分布节点数据通信的至少一个无线局域节点控制器，所述至少一个无线局域节点控制器配置成与所述分布节点协作实现所述至少无线局域节点和所述至少一个无线电节点之间的一或多个无线会话的越区移交。例如，所述至少一个无线局域节点可在第一未经许可频带内操作，并且所述至少一个无线电节点可在不同于所述第一未经许可频段的第二未经许可频带内操作。
在本公开的另一方面中，公开一种操作内容分布网络的方法。在一个实施例中，所述方法包含：经由所述内容分布网络的至少一射频介质将波形投递到安置在一处所处的第一节点；实现无线用户装置和所述第一节点之间的第一无线通信会话，所述第一无线通信会话实现所述波形到所述无线用户装置的投递；确定迫使所述无线用户装置从所述第一节点越区移交的条件；经由所述内容分布网络的至少一射频介质将波形投递到安置在所述处所外部的第二节点；创建所述无线用户装置和所述第二节点之间的无线连接；使所述第一无线通信会话从所述第一节点越区移交到所述第二节点；以及经由所述无线用户装置和所述第二节点之间的所述无线连接继续操作所述第一无线通信会话，所述继续操作包括继续所述波形到所述无线用户装置的投递。
在一个变体中，所述方法另外包含从多个候选节点中选择所述第二节点，所述选择至少基于(i)相对于所述处所的空间或物理位置和/或(ii)所述内容分布节点内的拓扑位置中的至少一个。
在本公开的另一方面中，公开一种网络架构。在一个实施例中，所述网络架构包含与分布节点数据通信的至少一个无线局域节点控制器，所述至少一个无线局域节点控制器配置成与所述分布节点协作实现所述至少无线局域节点和第一多个用户节点中的至少一个之间的一或多个无线会话的越区移交。
所述至少一个无线局域节点可在第一未经许可频带内操作，且所述第一多个用户节点中的所述至少一个在第二未经许可频带内操作。例如，所述至少一个无线局域节点可根据IEEE标准802.11(Wi-Fi)协议操作，且所述第一多个用户节点中的所述至少一个可根据3GPP第五代新无线电(5G NR)协议操作。
在本公开的另一方面中，描述一种供在混合光纤/同轴电缆分布式网络内使用的控制器设备。在一个实施例中，所述控制器设备包含：射频(RF)通信管理模块；第一数据接口，其与所述RF通信管理模块数据通信以用于与网络核心处理程序数据通信；第二数据接口，其与所述RF通信管理模块数据通信以用于与所述混合光纤/同轴电缆分布式网络的第一RF分布节点数据通信；和第三数据接口，其与所述RF通信管理模块数据通信以用于与所述混合光纤/同轴电缆分布式网络的第二RF分布节点数据通信。
在一个变体中，所述射频(RF)通信管理模块包含计算机化逻辑，所述计算机化逻辑至少使得能够通过供所述第一RF分布节点和所述第二RF分布节点中的至少一个正常使用的RF频段之外的RF频段，从所述第一RF分布节点和所述第二RF分布节点中的所述至少一个发射数字数据。
在一个实施方案中，所述射频(RF)通信管理模块包含3GPP第五代新无线电(5GNR)gNB(gNodeB)控制器单元(CU)；用于与网络核心处理程序数据通信的所述第一数据接口包含具有第五代核心(5GC)的3GPP第五代新无线电(5G NR)Xn接口；且所述第二数据接口包含至少在有线数据承载介质上操作的3GPP第五代新无线电(5G NR)F1接口，所述第一RF分布节点包含3GPP第五代新无线电(5G NR)gNB(gNodeB)分布式单元(DU)；且所述第三数据接口包含至少在密集波分多路复用(DWDM)光学数据承载上操作的第五代新无线电(5G NR)F1接口，所述第二RF分布节点包含3GPP第五代新无线电(5G NR)gNB(gNodeB)分布式单元(DU)。
在一个方面中，公开用于使用共同控制节点实现具有异构介质的网络中的无缝移动性的方法和设备。在一个实施例中，所述方法包含使用共同网络元件和拆分CU-DU基站架构提供室内空间和室外空间之间的无缝移动性体验，所述室内空间和室外空间使用共同波形和协议通过异构介质(例如HFC和无线)连接。
在另一方面中，提供用于数据输送性能触发的在3GPP和Wi-Fi之间的移动性的方法和设备。在一个实施例中，利用集中式Wi-Fi控制器；经由Wi-Fi控制器和3GPP移动性控制器之间的数据通信，为室内和室外空间两者提供协调的3GPP和Wi-Fi服务覆盖。
在本公开的又一方面中，描述用于提供装置移动性的方法。在一个实施例中，所述方法包含经由HFC网络回传的支持无线功能的CPE提供室内无线覆盖，并且经由一或多个外部(例如，杆装式)接入节点提供室外无线覆盖。
在本公开的另一方面中，描述用于提供装置移动性的方法。在一个实施例中，所述方法包含首先经由HFC网络回传的支持无线功能的CPE提供室内/室外处所无线覆盖，并且随后在维持数据会话连续性的同时，经由一或多个外部(例如，杆装式)接入节点经由越区移交提供室外无线覆盖。
在本公开的另一方面中，描述用于将高速数据服务提供到装置的方法。在一个实施例中，所述方法包含经由HFC网络回传的支持无线功能的CPE提供室内无线覆盖，并且经由与CPE通信的一或多个外部(例如，杆装式)接入节点经由外部天线设备增补所述能力。在一个变体中，外部接入节点是由相同HFC网络回传，并且使用仅MSO控制功能来提供节点内移动性(即，不需要与MNO等外部实体介接)。
在另一方面中，公开和描述一种实施上述方面中的一或多个的计算机化装置。在一个实施例中，所述装置包含个人或手提式计算机。在另一实施例中，所述装置包含移动装置(例如，平板计算机或智能电话)。在另一实施例中，所述装置包含计算机化“智能”电视或呈现装置。
在另一方面中，公开和描述实施上述方面中的一或多个的集成电路(IC)装置。在一个实施例中，IC装置实现为芯片上系统(SoC)装置。在另一实施例中，专用IC(ASIC)用作装置的基础。在又一实施例中，公开芯片组(即，以协作方式使用的多个IC)。在又一实施例中，所述装置包含多逻辑块FPGA装置。
在另一方面中，公开和描述实施上述方面中的一或多个的计算机可读存储设备。在一个实施例中，所述计算机可读设备包含程序存储器，或EEPROM。在另一实施例中，所述设备包含固态驱动器(SSD)或其它大容量存储装置。在另一实施例中，所述设备包含USB或其它“快闪驱动器”或其它这类便携式可拆卸式存储装置。在又一实施例中，所述设备包含基于“云”(网络)的存储装置，在远处经由计算机化用户或客户端电子装置仍可存取所述存储装置。在又一实施例中，所述设备包含基于“雾(fog)”(网络)的存储装置，其分布在不同接近度的多个节点上并且经由计算机化用户或客户端电子装置可存取。
当根据本文所提供的公开内容考虑时，这些和其它方面应变得显而易见。
附图说明
图1和2是说明典型现有技术托管(例如，电缆)内容投递网络架构的功能框图。
图3是包含CU和多个DU的现有技术gNB架构的功能框图。
图4是包括本文中所描述的各种特征的示范性MSO网络架构的功能框图。
图5a是根据本公开的包含CUe和多个DUe的gNB架构的一个示范性实施例的功能框图。
图5b是根据本公开的包含多个CUe和多个对应DUe的gNB架构的另一示范性实施例的功能框图。
图5c是根据本公开的包含逻辑上交叉连接到多个不同核心的多个CUe的gNB架构的又一示范性实施例的功能框图。
图6a和6b说明随图5的HFC电缆线路设备内的距离而变的示范性下游(DS)和上游(US)数据输送量或速率。
图7是说明根据本公开的网络节点设备的示范性一般配置的功能框图。
图7a是说明根据本公开的网络节点设备被配置成用于3GPP 4G和5G能力的示范性实施方案的功能框图。
图8是说明根据本公开的CPEe设备的示范性一般配置的功能框图。
图8a是说明根据本公开的CPEe设备被配置成用于3GPP 4G和5G能力的示范性实施方案的功能框图。
图9a是说明根据本公开的支持室内增强型带宽能力的补充无线链路架构的示范性实施例的框图。
图9b是说明示范性5GC/Wi-Fi控制器集成式集线器架构及经由NG/Xn和N6接口的通信的框图。
图9c是说明根据本公开的支持室内/室外移动性转变的补充无线链路架构的示范性实施例的框图。
图9d是说明根据本公开的经由组合式小区覆盖率支持室外移动性的无线链路架构的示范性实施例的框图。
图10是说明根据本公开的例如图4的架构400内的路径或路线选择的方法的一个实施例的逻辑流程图。
图11是说明在例如图9a-9c的上下文中操作图4的架构400的一般化方法的一个实施例的逻辑流程图。
图12是说明在例如图9a-9c的上下文中操作图4的架构400的方法的另一实施例的逻辑流程图。
图13是说明在例如图9a-9c的上下文中操作图4的架构400的方法的又一实施例的逻辑流程图。
图14a-14d是说明根据本公开的在不同条件下向处所装置提供服务的方法的各种示范性实施方案的逻辑流程图。
所有图版权2017-2019特许通讯运营(Charter Communications Operating)有限责任公司。保留所有版权。
具体实施方式
现参考各图，其中相同数字贯穿各图指代相同部分。
如本文中所使用，术语“应用(application或app)”通常是指但不限于实施特定功能性或主题的可执行软件单元。应用的主题在任何数目的学科和功能上都有广泛的差异(例如按需内容管理、电子商务交易、经纪事务、家庭娱乐、计算器等)，且一个应用可具有多于一个主题。可执行软件单元通常在预定环境中运行；例如所述单元可包含在JavaTVTM环境内运行的可下载Java XletTM。
如本文中所使用，术语“中央单元”或“CU”是指但不限于无线网络基础设施内的集中式逻辑节点。例如，CU可实现为5G/NR gNB中央单元(gNB-CU)，其为托管gNB的RRC、SDAP和PDCP协议或en-gNB的RRC和PDCP协议的逻辑节点，并且端接与下文定义的一或多个DU(例如，gNB-DU)连接的F1接口，所述协议控制一或多个gNB-DU的操作。
如本文中所使用，术语“客户端装置”或“用户装置”或“UE”包含但不限于机顶盒(例如，DSTB)、网关、调制解调器、个人计算机(PC)和微型计算机(不管是台式计算机、手提式计算机还是其它计算机)，以及移动装置，例如手持型计算机、PDA、个人媒体装置(PMD)、平板计算机、“平板手机”、智能手机，以及车辆远程信息处理或信息娱乐系统或其部分。
如本文中所使用，术语“计算机程序”或“软件”意指包含执行功能的任何序列或人类或机器可认知步骤。这类程序可呈现在虚拟的任何编程语言或环境(包含例如C/C++、Fortran、COBOL、PASCAL、汇编语言、标记语言(例如，HTML、SGML、XML、VoXML)等等)，以及面向对象的环境(例如公共对象请求代理结构(CORBA)、JavaTM(包含J2ME、Java Beans等)等等)中。
如本文中所使用，术语“分布式单元”或“DU”是指但不限于无线网络基础设施内的分布式逻辑节点。例如，DU可实现为5G/NR gNB分布式单元(gNB-DU)，其为托管gNB或en-gNB的RLC、MAC和PHY层的逻辑节点，且其操作部分地受(上文所述)gNB-CU控制。一个gNB-DU支持一或多个小区，然而给定地区仅由一个gNB-DU。gNB-DU端接与gNB-CU连接的F1接口。
如本文中所使用，术语“DOCSIS”是指电缆数据服务接口规范(Data Over CableServices Interface Specification)的现有或规划变体中的任一个，包含例如DOCSIS版本1.0、1.1、2.0、3.0和3.1。
如本文中所使用，术语“首端”或“后端”通常是指受分配程序设计给使用客户端装置的MSO客户，或提供其它服务(例如高速数据投递和回传)的运营商(例如，MSO)控制的连网系统。
如本文中所使用，术语“因特网”和“互联网”可互换地用以指代交互网络，包含但不限于因特网。其它常见实例包含但不限于：外部服务器的网络、“云”实体(例如不在装置本地的存储器或存储装置、通常在任何时间可经由网络连接存取的存储装置等等)、服务节点、接入点、控制器装置、客户端装置等。
如本文中所使用，术语“LTE”是指但在适用时不限于长期演进无线通信标准的任一个变体或版本，包含(未经许可频谱中的长期演进(LTE-U)、经许可辅助接入的长期演进(LTE-LAA)、高级LTE(LTE-A)、4G LTE、WiMAX、LTE语音(VoLTE)，以及其它无线数据标准。
如本文中所使用，术语“存储器”包含适用于存储数字数据的任何类型的集成电路或其它存储装置，包含但不限于ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、“快闪”存储器(例如，NAND/NOR)、3D存储器和PSRAM。
如本文中所使用，术语“微处理器”和“处理器”或“数字处理器”通常意指包含所有类型的数字处理装置，包含但不限于数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)通用(CISC)处理器、微处理器、门阵列(例如，FPGA)、PLD、可重新配置的计算机组构(RCF)、阵列处理器、安全微处理器和专用集成电路(ASIC)。这类数字处理器可含于单个一体式IC裸片上，或分布在多个组件上。
如本文中所使用，术语“MSO”或“多系统运营商”是指电缆、卫星，或具有在那些介质上投递包含程序设计和数据的服务所需的基础设施的地面网络提供者。
如本文中所使用，术语“MNO”或“移动网络运营商”是指蜂窝、卫星电话、WMAN(例如，802.16)，或具有在那些介质上投递包含但不限于语音和数据的服务所需的基础设施的其它网络服务提供者。如本文中所使用的术语“MNO”进一步意图包含MVNO、MNVA和MVNE。
如本文中所使用，术语“网络”和“承载网络”通常是指任何类型的电信或数据网络，包含但不限于混合式光纤同轴电缆(HFC)网络、卫星网络、电话公司网络和数据网络(包含MAN、WAN、LAN、WLAN、互联网和内联网)。这类网络或其部分可利用任何一或多个不同拓扑(例如，圆环、总线、星、环圈等)、发射介质(例如，有线/RF电缆、RF无线、毫米波、光学等)和/或通信技术或网络连接协议(例如，SONET、DOCSIS、IEEE标准802.3、ATM、X.25、帧中继、3GPP、3GPP2、LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、5GNR、WAP、SIP、UDP、FTP、RTP/RTCP、RTP/RTCP、H.323等)。
如本文中所使用，术语“5G”和“新无线电(NR)”是指但不限于与3GPP版本15以及其针对于新无线电技术的任何修改、后续版本或修正案或补充(不管经许可还是未经许可)兼容的设备、方法或系统。
如本文中所使用，术语“QAM”是指用于经由例如电缆或其它网络发送信号的调制方案。这类调制方案可取决于网络细节而使用任何星座层级(例如QPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM等)。QAM也可指根据所述方案调制的物理信道。
如本文中所使用，术语“服务器”是指任何形式的任何计算机化组件、系统或实体，其被调适成将数据、文件、应用、内容或其它服务在计算机网络上提供到一或多个其它装置或实体。
如本文中所使用，术语“存储装置”是指但不限于计算机硬盘驱动器、DVR装置、存储器、RAID装置或阵列、光学介质(例如，CD-ROM、Laserdiscs、蓝光等)，或任何其它能够存储内容或其它信息的装置或介质。
如本文中所使用，数据的“发射(transmit/transmission)”包含但不限于发射包化数字数据，不管是以有线还是无线方式。数据的无线发射可以经由各种手段来实现，包含经由接口使用IEEE标准802.11(例如，WLAN Wi-Fi)或基于3GPP(例如，3G、4G LTE、LTE-U、LTE-LAA、LTE-A、4G/4.5G/5G)协议。此类发射允许客户端装置(例如，智能手机、笔记本电脑、平板电脑)从发射实体下载或流式传输数据。
如本文中所使用，术语“Wi-Fi”是指但在适用时不限于IEEE标准802.11或相关标准的任一变体，包含802.11a/b/g/n/s/v/ac/ax、802.11-2012/2013或802.11-2016，以及直连Wi-Fi(尤其包含“对等(P2P)Wi-Fi规范”，所述标准以全文引用的方式并入本文中)。
概述
在一个示范性方面中，本公开提供用于提供增强的超高数据速率服务的改进的架构、方法和设备，所述超高数据速率服务尤其利用现有托管网络(例如，电缆网络)基础设施。所公开的架构在不考虑环境的情况下实现高度统一用户体验(例如，室内/室外/移动性)，其中内容是消耗型的并且消除对区分固定宽带和移动宽带或上述内容与IoT的需要。
在一个实施例中，混合式光纤同轴电缆(HFC)设备基础设施和现有3GPP LTE和5GNR协议用作经由公共服务提供者提供标准兼容超低时延和高数据速率服务(例如，5G NR服务)的基础。在一个变体中，在HFC基础设施的同轴部分上使用扩展频带(例如，总计大致1.6GHz的带宽)，其分配给两个或更多个子带。宽带放大器设备用以支持所述子带投递到所述网络内的现有HFC网络节点(例如，集线器或分布点)，并且最终投递到处所装置。基于OFDM和TDD的存取和调制方案用以允许在HFC基础设施上分配带宽到UL和DL发射时的最大效率和灵活性。
支持5G的处所装置(例如，CPE)在上述架构内用以使用现有3GPP协议将服务提供给处于给定处所和附近的用户。在另一变体中，局域(例如，“杆装式”)无线接入节点与支持5G的CPE一起用以提供补充RF覆盖率，包含在移动性情境期间，以及扎堆室内用例(即，当CPE需要可由去往处所的HFC同轴电缆分接线单独提供的额外带宽时)为CPE提供补充能力，进而实现约10Gbps及更高的数据速率。
有利地，在示范性实施例中，在无以下各项的情况下提供上述增强的高数据速率、高移动性、低时延服务：(i)对用户装置(例如，移动UE)的任何模块或定制应用软件或协议的需要，以及(ii)对支付与布置新光纤和/或并行维持两个(例如，MSO和MNO)网络基础设施有关的CAPEX/OPEX的需要。
此外，尤其通过避免正常使用例如DOCSIS承载和设备(即，MSO核心内的DOCSIS调制解调器和CMTS设备)所必需的包封和其它网络/传输协议，减小所公开的基础设施内的时延。
经由在MSO基础设施的边缘处使用5G协议以及高带宽和增强的连接性，还支持重边缘(edge-heavy)解决方案(例如，雾(Fog)模型)。
通过HFC使用3GPP协议还实现源于富特征集、供应商分集和操作可靠性的宽带服务收益，3GPP已为3GPP 4G的超26亿全球订户开发了所述宽带服务收益。
改进的架构还有利地促进所谓的“网络片层”，包含为各种目标应用和用例提供差别服务(和QoS/QoE)。
示范性实施例的详细描述
现在详细地描述本公开的设备和方法的示范性实施例。虽然在先前提及的与服务提供者(例如，MSO)的托管网络相关联或至少部分地由其支持的无线接入节点(例如，gNB)的上下文中描述这些示范性实施例，但可与本公开一致地使用其它类型的无线电接入技术(“RAT”)、被配置成投递数字数据(例如，文本、图像、游戏、软件应用、视频和/或音频)的其它类型的网络和架构。这类其它网络或架构为宽带、窄带或其它，因而下文在性质上仅为示范性的。
还应了解，虽然通常在提供服务给顾客或消费者或终端用户或订户(即，在规定的服务区域、场馆或其它类型的处所内)的网络的上下文中进行描述，但本公开可容易适用于其它类型的环境，包含例如市售/零售，或商业集团领域(例如，企业)，或甚至政府使用。然而，其它应用是可能的。
所属领域的一般技术人员参考附图和下文给出的示范性实施例的详细描述将立即认识到本公开的其它特征和优点。
服务提供者网络架构-
现在参考图4，示出并且详细地描述增强型服务提供者网络架构400的一个实施例。
如所说明，架构400包含MSO网络内的一或多个集线器405(例如，无论是在所述网络的边缘部分附近，还是远离所述网络朝向核心)，包含5G NR核心(5GC)403。集线器405包含WLAN控制器处理程序415，并且服务一或多个“增强型”节点401，其各自包含gNB CUe 404和网络无线电节点409，在下文进行更详细地描述。节点401利用HFC基础设施，包含N路分接点412以将RF波形投递到各种服务处所(包含增强型CPE或CPEe)413并最终投递到用户装置407(例如，支持3GPP的UE)。
节点401还服务一或多个不支持CUe的节点411，包含支持4G/4.5G/5G的网络无线电节点409，其服务如图所示的额外处所。
在所说明的实施例中，节点401、411通过光纤回传，不过这仅是说明性的，可与本公开一致地使用其它类型的回程，包含例如高带宽无线。
类似地，一或多个杆装式无线电节点406a(和支持DU型功能性的可能其它移动客户端装置；例如，被授权从另一节点或客户端装置接收数据并根据用户域频带广播/接收信号)经由光纤(或另一介质)回传到MSO网络；这些节点406a尤其在室内和室外(和移动性)情形下提供补充容量/覆盖范围，如下文更详细描述。
在一个示范性实施例中，无线电节点406a位于网络的“边缘”上(即，充当靠近处所且远离核心的网络节点)，并且支持4G和/或5G通信，如下文更详细描述。向处所提供5G覆盖范围的给定DU由此通过CUe 404补充超低时延和高带宽服务。此外，如下文进一步描述，CUe可以在逻辑和功能上与一或多个DUe 406a成组，共同组成gNB。
在一个变体中，如上文所提到，移动装置可用作中间节点或瞬时“跳跃点”。此类装置可以是提供托管网络服务的集线器或核心的订户所拥有的那些装置，这些订户已选择(或尚未退出)使用其合格的装置作为节点。在其它变体中，由不同核心(例如，由不同实体管理)的订户拥有的装置可以包含在节点网络中。另外，这种联网方案通常被称为“雾联网”，它是一种分散型计算基础设施，其中数据、计算、存储和应用以高效的方式分布在数据源和目的地(例如，“云”服务器、处所设备、终端用户装置)之间，这与更加高度集中的架构不同。
Wi-Fi路由器装置417还存在于服务处所中以结合集线器405处的控制器415提供WLAN覆盖率。集中式Wi-Fi控制器415还在示范性架构400中用于紧密交互以及3GPP和Wi-Fi接入技术之间的更佳移动性，其中Wi-Fi路由器与消费者处所设备(例如，增强型CPE或CPEe)集成或连接。在各种实施例中，位于CUe 404和所服务处所之间的一或多个中间节点(例如，无线电节点406a)用于向处所提供额外的覆盖范围和带宽。接着，可触发用于任何用户的3GPP和Wi-Fi信道之间的移动性以获得最佳数据输送量，这例如基于(i)朝向用户的Wi-Fi信道的RF质量的估计，和/或(ii)Wi-Fi路由器的拥塞程度，并且不仅仅是基于在移动装置处测量的Wi-Fi接收信号强度指示符(RSSI)，所述RSSI可能并不表示用户可获得的服务水平。
在示范性配置中，控制器(例如，Wi-Fi控制器415)被配置成基于性能(相较于仅基于覆盖率/覆盖区域)选择其可用的最佳(最优)无线连接。现今通常是，优选接入方法是基于其接收信号强度预定和/或作为偏好装置(例如Wi-Fi可定义为用以分流移动无线网络的优选接入方法)。然而，在不考虑终端用户体验的情况下，此方法遇到盲目‘粘附(stickiness)’技术缺点。鉴于在本文中所描述的架构的示范性实施例中，Wi-Fi和经许可/未经许可3GPP接入技术两者均受网络运营商(例如MSO)控制，不需要仅为了分担用户流量而偏好接入方法。分担或使用户转向给定接入技术的决策可基于其它准则，例如精选关键性能指示符(KPI)集，例如用户感知的时延、输送量、丢包、抖动和位/包/帧差错率，其在任何给定层(例如，L1、L2或L3)由所述网络实时测量。例如，在一个实施方案中，一旦触发目标KPI阈值，便可由AMF功能(用于3GPP)或Wi-Fi控制器触发用户交换。此交换接着可触发替代性接入介质处的会话建立以使用户转到所述技术。这有助于优化用于经连接用户的QoE，这是由于与仅基于覆盖率或信号强度做出决策相比，控制器将始终尝试整体优化连接。
此架构还避免处所Wi-Fi和蜂窝之间的存在问题的转变，进而在用户移动时实现内容消费，且不会归因于例如蜂窝式网络中的新会话建立而减小QoE或中断。这是尤其通过Wi-Fi控制器415和CUe 404之间的通信实现，使得CUe可保持认知Wi-Fi和3GPP两者信道状态、性能和可用性。有利地，在示范性实施例中，在不需要用户装置(例如，移动UE)的任何模块或定制应用软件或协议的情况下提供上述增强的移动性，这是由于所有通信会话(不管是在CPEe和UE之间，还是补充无线电接入节点和UE)均(i)受共同系统控制，和(ii)利用现有3GPP(例如，4G/4.5G/5G)协议和架构元素。在一个变体中，GPRS隧道协议(GTP)用于维护异构RAN技术(例如，3GPP和IEEE标准802.11)之间的会话连续性。在另一变体中，基于代理移动IP(PMIP)的方法用于会话维护/越区移交。在又一变体中，出于这些目的利用基于描述于以下中的技术的方法：3GPP TS 23.234v13.1.0，“3GPP系统到无线局域网(WLAN)交互；系统描述(版本13)(3GPP system to Wireless Local Area Network(WLAN)interworking；System description(Release 13))”，以全文引用的方式并入本文中，(也称为“I-WLAN”)。如所属领域的技术人员鉴于本公开将了解，取决于特定应用(包含负责会话维护/越区切换的两种异构技术)，也可利用上述机制的组合。
图4的MSO网络架构400特别适用于与本公开的各种方面一致地投递包化内容(例如，承载于包或框架结构或协议内的经编码数字内容)。除了按需和广播内容(例如，实况视频程序设计)之外，图4的系统还可经由因特网协议(IP)和TCP(即，在5G无线电承载上)投递因特网数据和过顶传输(over-the-top，OTT)服务给终端用户(包含DUe 406的那些终端用户)，不过可替换数字通信领域中熟知的类型的其它协议和传输机制。
图4的架构400另外提供在有线和无线接口两者上对IPTV的一致且无缝用户体验。另外，在IP范式中，基于例如本地需求使用单播投递和多播/广播之间的动态交换。例如，在单个用户(装置)请求内容的情况下，可利用IP单播。对于多个装置(即，具有多个不同IP地址，例如不同处所)，可利用多播。此方法提供投递的高效响应性交换并且避免其它更多设备/CAPEX密集型方法。
此外，所述架构可同时用于宽带数据投递以及“内容”(例如，电影信道)两者，并且很大程度上避免用于“频段中”和DOCSIS(和OOB)传输的先前单独基础设施。具体地，通过DOCSIS(甚至FDX DOCSIS)，通常分配带宽用于视频QAM，且“拆分”知道下游和上游数据流量经硬译码。此硬拆分通常在所有网络元件甚至放大器上实施。相比之下，在本文中所公开的架构的示范性配置下，实际上横穿架构的所有流量是基于IP的，且因此在许多情况下，不需要分配QAMs和频率拆分用于不同程序或数据流。此“全IP”方法实现动态地基于例如任何给定时段或时间点处每一这类应用的需求，在发射介质上用于所有应用的可用带宽的灵活使用。
在某些实施例中，作为在本文中所描述的示范性投递模型下提供服务给用户的部分，服务提供者网络400还有利地准许订户或特定于帐户的数据(尤其包含与这类订户或账户相关联的特定CUe或DUe或E-UTRAN eNB/超微型小区装置的相关性)的聚合和/或分析。作为但仅作为一个实例，特定于装置的ID(例如，gNB ID、全局gNB标识符、NCGI、MAC地址等)可与网络首端407处维持的MSO订户数据交叉相关，以便尤其准许或至少促进(i)对MSO网络的用户/装置鉴认；(ii)具有在其中将服务提供给特定订户的能力的区域、处所或场馆、例如用于投递特定于位置的或目标的内容或播发或5G“片层”配置或投递的人口资料或设备位置的方面的相关；和(iii)对预订层级，且因此在适当时对某些服务的订户特权和接入的确定。
此外，MSO可维持用于特定装置(例如，3GPP 5g NR和支持WLAN的UE，或CPEe 413和任何相关联天线416等)的装置简档，使得MSO(或其自动化代理处理程序)可将装置建模以用于无线或其它能力。例如，一个(非补充)CPEe 413可建模为具有X Gbps的带宽能力，而另一处所的补充CPEe可建模为具有X+Y Gbps的带宽能力，且因此后者可符合不可用于前者的服务或“片层”的条件。
顺便说一句，5G技术定义包含以下各项的数个网络功能(NF)：
1、接入和移动性管理功能(AMF)-提供NAS传信终止、NAS完整性保护和加密、配准和连接和移动性管理、接入鉴认和授权，以及安全情境管理。AMF具有类似于先前演进包核心(EPC)的MME功能性的部分的功能。
2、应用功能(AF)-管理对业务路由选择、接入NEF、与用于策略控制的策略框架交互的应用影响。NR AF与EPC中的AF相当。
3、鉴认服务器功能(AUSF)-提供鉴认服务器功能性。AUSF类似于来自EPC的HSS的部分。
4、网络暴露功能(NEF)-管理能力和事件的暴露、信息从外部应用到3GPP网络的安全提供、内部/外部信息的转译。与EPC相比，NEF是全新实体。
5、网络片层选择功能(NSSF)-提供用于服务UE的网络片层个例的选择，确定允许的NSSAI，确定用以服务UE的AMF集。与EPC相比，NSSF是全新实体。
6、NF存储库功能(NRF)-支持服务发现功能，维持NF简档和可用的NF个例。与EPC相比，NRF是全新实体。
7、策略控制功能(PCF)-提供统一策略框架，提供策略规则给CP功能，并且在UDR中接入用于策略决策的预订信息。PCF具有来自EPC的PCRF功能性的部分。
8、会话管理功能(SMF)-提供用于会话管理(会话建立、修改、解除)、用于UE的IP地址分配和管理、DHCP功能、与会话管理相关的NAS传信的终止、DL数据通知、用于恰当业务路由选择的UPF的业务引导配置。SMF包含来自EPC的MME和PGW功能性的部分。
9、统一数据管理(UDM)-支持鉴认和密钥协商(AKA)凭证的产生、用户标识处置、接入授权、预订管理。这包括来自EPC的HSS功能性的一部分。
10、用户平面功能(UPF)-UPF提供包路由选择和转发、包检查、QoS处置，并且还充当与数据网络(DN)的互连的外部PDU会话点。UPF也可充当RAT内和RAT间移动性的锚点。UPF包含来自EPC的先前SGW和PGW功能性中的一些。
在5G NR架构内，控制平面(CP)和用户平面(UP)功能性划分于核心网络或下一代核心(NGC)内。例如，上文所论述的5G UPF支持UP数据处理，而其它节点支持CP功能。此划分的方法尤其有利地允许CP和UP功能的独立缩放。另外，网络片层可定制为支持不同服务，例如本文中关于例如WLAN和3GPP NR之间的会话越区移交所描述的那些服务，以及去往CPEe的补充链路。
除了上文所描述的NF之外，还在NG-RAN架构中使用数个不同标识符，包含UE的和其它网络实体的那些标识符，并且可指派给本文中所描述的各种实体。特定地：
-AMF标识符(AMF ID)用以标识接入和移动性管理功能(AMF)；
-NR小区全局标识符(NCGI)，用以在全局标识NR小区，并且由小区属于的PLMN标识，以及小区的NR小区标识(NCI)构成；
-gNB标识符(gNB ID)用以标识PLMN内的gNB，并且含于其小区的NCI内；
-全局gNB ID用以在全局标识gNB，并且由gNB属于的PLMN标识和gNB ID构成；
-跟踪区域标识(TAI)用以标识跟踪区，并且由跟踪区域属于的PLMN标识和跟踪区域的跟踪区域码(TAC)构成；和
-单网络片层选择辅助信息(S-NSSAI)用以标识网络片层。
因此，取决于什么数据适用于MSO或其客户，上述的各种部分可与MSO网络回传的特定gNB“客户端”或其组件相关联并且存储到所述特定gNB“客户端”或其组件。
分布式gNB架构
在图4的上下文中，本文中所描述的DUe可假设关于增强型CPE(CPEe)413和无线电节点406a(例如，杆装式外部装置)的任何数目个形式和功能。应认识到，一般来说，“DU”和“CU”是指3GPP标准化特征和功能，这些特征和功能可实施于任何数目方式和/或位置中，只要图4的架构400支持即可。此外，本公开提供的对这些组件的增强和/或扩展(在本文中被称为CUe和DUe)和其功能可同样地分布于整个架构400的各个节点和位置处，所说明的位置和部署仅为示范性。
值得注意的是，基于NR的“增强型”gNB架构利用现有基础设施(例如，由MSO(如本申请受让人)控制的现有HFC电缆线路的至少一部分)，同时扩展用于基础设施内信号传播的频谱(例如，总带宽为1.6GHz)。此外，可利用安装在场所或处所处的接入点或节点，尤其是基于“边缘”的节点(其中至少一些可以由MSO控制、许可、安装或租赁)，以向5G NR核心(例如，403、523)的订户提供基于5G的服务。通过所利用的这一基础设施实现的雾式联网允许订户在室内或室外接入接收和维护5G服务，事实上即使订户的位置在改变，例如从室内移动到室外、从室外移动到室内、在室内服务节点之间(例如，在一个大房子、办公室或住房综合体或场所内)移动以及在室外服务节点之间移动，也可如此。可以利用其它节点，包含选择(或未退出)参与雾网络的其它支持5G的移动装置。实际上，移动装置的普遍存在为超低时延(例如，1ms ping)和超高速(例如，10Gbps或更高)连接性的分布和投递创建了对等网络。在许多情况下，利用一或多个参与对等装置可以因为不需要到达驻留在云型网络后端部分的蜂窝塔、服务器或网关而获得更快的服务(例如，大大减少的ping)。
值得注意的是，在下文进一步描述的原理使订户能够维护5G服务(或任何其它基于3GPP或IEEE 802.11的连接)，而不会在会话之间丢弃或断开信号。换句话说，尽管节点可利用的至少一部分无线数据通信标准存在差异，但节点之间的连接性的“无缝”传递(类似于越区移交)是可能的。例如，安置在网络的“边缘”附近(即，在消费者处所附近)的CPEe和DUe各自能够经由基于3GPP的协议和/或基于IEEE 802.11的协议与例如移动用户装置通信数据。然而，订户不需要与不同的基站或调制解调器进行重新连接过程(与例如在Wi-Fi AP范围之外时建立与蜂窝数据服务的连接或在进入处所时连接回Wi-Fi AP的情况不同)，产生一种“无缝”的感觉，并进一步增加用户体验。
通过接入现有基础设施中使用的频谱的方式，这种增强型gNB架构为其订户提供了显著优势，例如如上文所提到和下文进一步描述的用户装置的经提高连接速度(例如，数据速率、响应时间、时延)和无缝移动性，所以相对于当前可用的服务，用户体验显著改善。此外，这种架构的运营商可以因为不需要对基础设施本身进行检修而有利地节省了跨长距离连接新电缆和管道的成本。
因此，现在参考图5a-5c，描述根据本公开的分布式(CUe/DUe)gNB架构的各种实施例。如图5a中所示，第一架构520包含gNB 522，其具有增强型CU(CUe)524和多个增强型DU(DUe)526。如本文中随后更详细描述，启用这些增强型实体以准许处理程序间传信和高数据速率、低时延服务(不考虑是自主地还是在另一逻辑实体(例如与gNB通信的NG核心523，或其组件)的控制下)，以及统一移动性和IoT服务。
图5a中的个别DUe 526经由插入的物理通信接口528和逻辑接口与CUe 524交换数据和消息接发。如先前所描述，这类接口可包含用户平面和控制平面，并且实施于规定的协议(例如F1AP)中。本文中随后更详细地描述每一DUe和CUe的操作；然而，应注意，在此实施例中，一个CUe 524与一或多个DUe 526相关联，而给定DUe仅与单个CUe相关联。同样地，单个CUe 524与例如由MSO操作的单个NG核心523通信。每一NG核心523可具有与其相关联的多个gNB 522(例如，图4中示出的类型404)。
在其它实施例中，每个gNB 522可包含多个CUe 524，它们各自配置成处理gNB的离散功能和任务。例如，在一个变体中一个CUe可处理下行链路通信(例如，与客户端装置和处所设备的通信)，且与第一个CUe数据通信的另一CUe可处理上行链路通信(例如，与NG核心523的通信)。
在另一变体中，每个CUe可管理和监督不同DUe群组，以便在多个CUe上分布计算负载。在一些实施方案中，每一Due群组可对应于一个地理区域或用户服务群组(SG)。
在另一实施方案中，一组DUe可对应于一特定服务层(例如，特定CUe可处理限于已实现5G服务的客户端装置的DUe，尚未退出的那些或已预订从NG核心接收付费内容的那些)。
在其它实施方案中，可以利用不同类别的DUe，每个类别具有不同能力，例如无线服务的范围、数据速率、连接数目(其中，例如，相比于服务住宅的CPEe，位于室外购物商场等人口稠密的区域中的DUe节点可能偏向能够进行更多连接)。
在又一实施方案中，特定CUe可处理次要内容的处理和投递，例如广告，而另一CUe处理其它数字内容的处理，由此使得每个CUe能够确定要匀出多少带宽和处理负载。在一个实施方案中，这些CUe和/或不同DUe群组依据它们的类别可能会重叠；它们可以用描述适用的地理区域、服务级别、内容类型等的元数据“标记”。
根据gNB的CUe和DUe部分的物理分布性质，gNB的各种功能同样可以在CUe和DUe之间拆分。但是，相关技术领域的普通技术人员应了解，CUe和DUe不需要一定封闭在一个物理节点中。同样见下文描述的功能拆分选项。
此外，每个CUe可以由一或多个处理器设备操作。在一些实施方案中，处理器可独立操作，并且能够执行指定操作，而不需要处理器之间存在主从关系。
用于内容处理的类似分布方案可以在多个gNB而不是多个CUe上实施。例如，每个gNB或gNB群组可处理内容投递的一个方面。现在关于图5b和5c描述多gNB实施例。
在图5b的架构540中，两个或更多个gNB 522a-n经由例如Xn接口527彼此通信，并且因此可至少进行CUe到CUe数据传送和通信。单独NG核心523a-n用于网络的控制和用户平面(和其它)功能。顺便说一句，Xn接口是NG-RAN架构内两个NG-RAN节点互连的接口。在一个实施例中，Xn接口(“Xn-C”类型)可以互连CUe 524a、524n。在另一实施例中，Xn接口可包括作为逻辑或虚拟分组而连接各种实体(例如DUe和CUe)的多个接口。在另一实施例中，Xn接口可经由包括核心和gNB的网络的后端部分连接NG核心523a、523n。
在图5c的架构560中，两个或更多个gNB 522a-n经由例如Xn接口527彼此通信，并且因此可至少进行CUe到CUe数据传送和通信。此外，单独NG核心523a-n逻辑上“交叉连接”到一或多个其它NG核心的gNB 522，使得一个核心可利用/控制另一核心的基础设施，且反之亦然。这可以“菊花链”方式(即，一个gNB与除其自身以外的另一NG Core通信，且所述NG核心又与除其自身以外的又一额外gNB 522通信等)或gNB 522和NG核心523可形成“网状”拓扑，其中多个核心523与多个gNB或多个不同实体(例如，服务提供者)通信。鉴于本公开，所属领域的技术人员将认识到其它拓扑。此交叉连接方法尤其有利地允许在两个MSO或在MNO和MSO之间共享基础设施，这尤其适用于例如可能无法支持例如不同服务提供者的多个RAN基础设施集的密集部署环境。
还应了解，虽然主要关于如图4-5c中所示的一体式gNB-CUe实体或装置404、524进行描述，但本公开决不受限于这类架构。例如，本文中所描述的技术可实施为分布式或解除聚合式或分布式CUe实体(例如，其中CUe的用户平面和控制平面功能解除聚合或分布在例如CUe-C(控制)和CUe-U(用户)的两个或更多个实体上)，且/或采用其它功能划分。
还应注意，可与图4-5c的架构一致地利用eNB或超微型小区(即，E-UTRAN LTE/LTE-A节点B或基站)和gNB的异构架构。例如，给定DUe可(除了支持如下文关于图7-7a更详细地论述的节点操作之外)，(i)仅用作DUe(即，5G NR PHY节点)并且在E-UTRAN宏小区外部操作，或(ii)与eNB或超微型小区物理上处于相同位置并且在eNB宏小区覆盖区域的一部分内提供NR覆盖，或(iii)与eNB或超微型小区物理上不处于相同位置，但仍提供宏小区覆盖区域内的NR覆盖。
根据5G NR模型，DUe 526包括逻辑节点，其取决于功能拆分选项，各自可包含gNB功能的不同子集。DUe操作受CUe 524控制(并且最终用于NG核心523的一些功能)。在本公开中的DUe和CUe之间的拆分选项可包含例如：
-选项1(RRC/PCDP拆分)
-选项2(PDCP/RLC拆分)
-选项3(RLC内拆分)
-选项4(RLC-MAC拆分)
-选项5(MAC内拆分)
-选项6(MAC-PHY拆分)
-选项7(PHY内拆分)
-选项8(PHY-RF拆分)
在选项1(RRC/PCDP拆分)下，无线电资源控制(RRC)处于CUe 524中，而包数据汇聚协议(PDCP)、无线电链路控制(RLC)、MAC物理层(PHY)和RF保持于DUe中，进而维持分布式单元中的整个用户平面。
在选项2(PDCP/RLC拆分)下，存在两个可能变体：(i)RRC、PDCP维持于CUe中，而RLC、MAC、物理层和RF处于DU 526中；和(ii)RRC、PDCP处于CUe中(具有拆分用户平面和控制平面堆栈)，且RLC、MAC、物理层和RF处于DUe 526中。
在选项3(RLC内拆分)下，两个拆分是可能的：(i)基于ARQ的拆分；和(ii)基于TXRLC和RX RLC的拆分。
在选项4(RLC-MAC拆分)下，RRC、PDCP和RLC维持于CUe 524中，而MAC、物理层和RF维持于DUe中。
在选项5(MAC内拆分)下，RF、物理层和MAC层的较低部分(低MAC)处于DUe526中，而MAC层的较高部分(高MAC)、RLC和PDCP处于CUe 524中。
在选项6(MAC-PHY拆分)下，MAC和上部层处于CUe中，而PHY层和RF处于DUe 526中。CUe和DUe之间的接口承载数据、配置和调度相关信息(例如调制编码方案或MCS、层映射、波束成形和天线配置、无线电和资源块分配等)以及测量值。
在选项7(PHY内拆分)下，用于上行链路(UL)和下行链路(DL)的不同子选项可独立地发生。例如，在UL中，快速傅里叶变换(FFT)和CP移除可存在于DUe 526中，而剩余的功能存在于CUe 524中。在DL中，iFFT和CP加法可存在于DUe 526中，而PHY的剩余部分存在于CUe524中。
最后，在选项8(PHY-RF拆分)下，RF和PHY层可隔开以尤其准许所有协议层层级处的处理程序的集中化，从而产生RAN的高度协调。这允许对例如CoMP、MIMO、负载均衡和移动性等功能的优化支持。
一般来说，上述拆分选项意图实现允许可扩展的具成本效益的解决方案的灵活硬件实施方案，以及用于例如性能特征、负载管理和实时性能管理优化的协调。此外，可配置功能拆分实现对各种用例和操作情境的动态适应。在确定如何/何时实施这类选项时考虑的因素可包含：(i)对所提供的服务的QoS要求(例如，支持5G RAN要求的低时延、高输送量)；(ii)对每给定地理区域的用户密度和负载需求的要求支持(可影响RAN协调)；(iii)具有不同性能水平的传输和回程网络的可用性；(iv)应用类型(例如实时或非实时)；(v)无线电网络层级处的特征要求(例如载波聚合)。
还应注意，在上述各种拆分选项中提及的“DU”功能性自身可跨DUe和其下游组件(例如节点409的RF级(参见图7和7a)和/或CPEe 413)进行拆分。因而，本公开预期其中通常在DUe内发现的功能性中的一些可分布到节点/CPEe的实施例。
进一步认识到，用户平面数据/流量也可远离CUe路由和投递。在(上文所描述的)一个实施方案中，CUe托管RRC(控制平面)和PDCP(用户平面)两者；然而，仅作为一个替代实施例，可利用所谓的“解除聚合的”CUe，其中CUe-CP实体(即，CUe-控制平面)仅托管RRC相关功能，且CUe用户平面(CUe-UP)被配置成仅托管PDCP/SDAP(用户平面)功能。在一些实施例中，此类解除聚合的功能可以通过如上文所提到的多个相应的可独立操作的处理器设备处理。在一个变体中，CUe-CP和CUe-UP实体可为接口数据和经由E1数据接口的处理程序间通信，不过可使用用于通信的其它方法。
还应了解，CUe-CP和CUe-UP可由不同实体控制和/或操作，例如其中一个服务提供者或网络运营商维持对CUe-UP上的认知/控制，且另一服务提供者或网络运营商维持对CUe-CP上的认知/控制，且两者的操作根据一或多个规定的操作或服务策略或规则进行协调。
再次参考图4，DUe 409的示范性实施例是绞线固定式或埋入式DUe(与下游无线电链一起，所述下游无线电链可包含一或多个部分或完整远程无线电头端(RRH)，其包含节点(例如，模拟前端、DAC/ADC等)的PHY功能性的至少部分。如可了解，可更改每一DUe/节点的位置和配置以适应操作要求，例如人口密度、可用电力服务(例如，在农村地区)、与无线电设备近邻或处于相同位置的其它设备的存在、地理特征等。
如下文关于图7-7a所论述，图4的实施例中的节点409包含多个800MHz标称带宽的基于OFDM的发射器-接收器链，不过此配置仅为示范性。在操作中，节点产生在分配的频段(例如，高达大致1.6GHz)中发射的波形，但应了解，视需要，OFDM信号实际上可与低于800MHz频段中承载的信号并行操作，例如以用于正常电缆系统操作。
如图4所示，在一个实施方案中，每一节点(且因此DUe)经由F1接口与其服务性CUe通信，不强可与CUe处于相同位置或不处于相同位置。例如，节点/DUe可例如子N路分接点412之前，定位于邻近现有HFC拓扑内的分布节点的MSO HFC基础设施内，使得节点/DUe可经由前述OFDM波形和现有HFC设备服务多个处所(例如，示出的住宅客户)。在某些实施例中，每一节点/DUe 409、526位于更靠近网络的边缘处，以便服务一或多个场馆或居所(例如，建筑物、房间、或商业广场、公司、学术目的，和/或适用于无线接入的任何其它空间)。例如，在图5的上下文中，节点可甚至包括CPEe或外部接入节点(各自在本文中其它处论述)。每一无线电节点506a被配置成在其用于其RAT的覆盖率或连接性射程(例如，4G和/或5G NR)内提供无线网络覆盖。例如，场馆可具有安装于其入口内的无线NR调制解调器(无线电节点)以供预期客户连接，包含在停车场尤其经由其支持NR或LTE的车辆或其操作者的个人装置接入。
值得注意的是，可利用不同级别的DUe/节点409、526。例如，推定“A级”LTE eNB可向上发射X dbm，而“B级”LTE eNB可发射高达Y dbm(其中Y>X)，因此平均面积可大幅变化。实际上，A级装置可具有约数百英尺的工作范围，而B级装置可在数千英尺或更大的范围内操作，传播和工作范围是由数种因素决定，包含RF或其它干扰者的存在、场馆/地区的逻辑拓扑结构、接收器的能量检测或敏感性等。类似地，可取决于这些因素，使用不同类型的支持NR的节点/DUe 409、526，不管是单独使用还是与例如WLAN等其它无线PHY一起使用。
信号衰减和带宽
为了在现有网络基础设施(参见本文的图1和2)上实现特定的容量目标(例如，10Gbps)，在基础设施的某些部分需要增加光纤的使用。在当前HFC网络设计中，通过去往用户处所的同轴电缆“分接线”来向用户提供服务，此类处所的群组由大型架构内的公共分接点或节点提供服务。个别处所从每一节点“分接”电缆线路或其它基础设施并且取决于其地理位置和其它考虑因素，可要求利用数个不同放大单元以便维持发往系统中最远(拓扑式)处所的足够信号强度。
例如，在源节点和处所之间使用多少放大级的常见描述是“N+i”，其中i＝源节点和处所之间的放大级的数目。例如，N＝0是在其中不使用放大器的情境，且N+3是指使用三(3)个放大器。在一些现有电缆/HFC系统中，在操作中，值i可高达七(7)；即，N+7，例如用于向农村地区提供服务。
如可预期，使用这类放大级会对这类系统可得的数据速率或带宽引入一些限制(在下游(即，朝向客户端处所)和上游(即，从客户端处所)两者)。实际上，这类系统在最大带宽/数据速率上受限，这部分地归因于放大器的设计；例如，其通常被设计成主要在下游方向提供服务(经由所谓的“OOB”或频段外RF信道提供高度受限上游通信，获得低得多的上游带宽)。电缆调制解调器或DOCSIS兼容系统利用DOCSIS QAM(RF信道)用于增强的上游带宽能力，例如用于因特网服务，但即使这类技术仍在能力上显著受限，且此外，在分配下游与上游带宽中具有有限灵活性，尤其是在进行动态分配时。
因此，需要用较高带宽、低损耗介质(例如光纤)替换这类放大级(并且支持同轴电缆线路)，以达成非常高的目标数据速率(有时被称为“深入光纤”)，包含沿着整个网络一直回到N+0配置以达成最高数据速率。然而，用光纤等替换成千上万个放大器和数千英里的电缆线路过分昂贵，并且可能得用数年时间。
图6a和6b说明随本公开的创造性HFC电缆线路设备(例如，图4的HFC电缆线路设备)内的距离而变的示范性下游(DS)和上游(US)数据输送量或速率。如所说明，在2100ft(640m)处的节点+2处，并且在1475ft(450m)处的节点+1处，可达到总计(DS和US组合式)约10Gbps的带宽(基于本受让人进行的计算机化模拟)。前述10Gbps的一个示范性拆分是不对称的；例如，8Gbps DL/2Gbps UL，不过这可使用例如本文中其它处所描述的TDD变化而动态地变化。
值得注意的是，图4的架构400所利用的上文(图1和2)所描述的现有HFC架构的部分并非固有地受其介质和架构(即，光纤传输圆环，其中同轴电缆朝向边缘)限制；同轴电缆可在显著高于通常用于电缆系统中的低于1GHz的频率下操作，但以衰减显著增加为代价。如所已知，典型同轴电缆中的衰减理论计算公式(A)包含归因于导体的衰减加归因于电介质的衰减：
其中：
Rt＝每1000ft的总线路电阻欧姆数。
(针对单根铜线)
p＝电介质的功率因数
F＝以兆赫兹(MHz)为单位的频率
因而，衰减随着频率增加而增加，且因此对操作频段的频率上限存在实际限制。然而，这些限制并非禁止在范围上高达例如2GHz，其中通过适当的电缆和放大器制造和设计，这类同轴电缆可适合携带无过度衰减的RF信号。值得注意的是，非常可能发生大致800MHz宽的典型电缆RF频段的倍增(即，到1.6GHz宽)且不会在较高频率下发生过度衰减。
还应了解，上文所描述的衰减随尤其同轴导体长度而变，且因此，对于较短路程的电缆，可接受较高水平的“每MHz”衰减。换句话说，与那些需要较大或不成比例的放大的较远电缆相比，较短路程的电缆服务的节点可能够更好地利用RF频谱的较高端部(例如，在前述示范性1.6GHz频段的高端)。因而，本公开预期使用随总电缆中等行程长度或类似长度而变的频谱使用的选择性映射。
发射介质性能的另一因子是速率因子(VF)，也被称作波传播速度或传播速率(VoP)，定义为波前(电磁或射频信号、光纤中的光脉冲或铜线上的电压改变的波前)在发射介质上传播的速度与真空中的光速(c，大致3E08 m/s)的比。对于光信号，速率因子是折射率的倒数。真空中的射频信号的速度是光速，并且因此真空中的无线电波的速率因子是1，或100％。在电缆中，速率因子主要取决于用于隔绝电流承载导体的材料。速率因子是例如同轴、CAT-5/6电缆和光纤等通信介质的重要特性。数据电缆和光纤通常具有介于大致0.40和0.8(真空中的光速的40％到80％)之间的VF。
LTE(UL/DL)中的可达往返时延是约2ms(按照版本15，对于“快速”UL接入，其消除对调度请求和个别调度授权的需求，由此使时延降到最低，发射时间间隔(TTI)变短)，而针对5G NR的那些可达往返时延是约1ms或更小，取决于发射时间间隔频率(例如，60kHz)。
值得注意的是，随着消费者对连接性和无线速度的需求增加(部分原因是移动用户装置的普遍存在)，时延成为一个瓶颈，并成为衡量用户体验的新指标。例如，用户体验研究表明，如果网页在几秒钟内没有加载，用户将离开该网页。为此，通过使用本文所述的架构大大提高响应速率(例如，较低的ping)和从服务器下载的速度实现了用户体验的显著改进。
值得注意的是，4G/4.5G传输时延的显著部分涉及支持性基础设施的网络核心和传输(即，非边缘)部分。
因此，假设标称0.7VF和一(1)ms往返时延要求，推定服务距离约100km是可能的，前提是假设无其它处理或传输时延：
0.5E-03s(假设对称性US/DS)x(0.7x 3E08 m/s)x 1km/1000m＝1.05E02 km
网络节点和DUe设备-
图7和7a说明根据本公开的网络射频节点设备409的示范性配置。如上文所述，这些节点409可呈现任何数目个外观尺寸，包含(i)与其它MSO设备处于相同位置，例如在MSO的物理上固定空间中，(ii)“绞线”或杆装式，(iii)表面固定式，和(iv)埋入式，以便尤其促进与现有HFC(和光学)基础设施，以及例如CUe 404的其它4G/4.5G/5G组件的最高效集成。
如所示出，在图7中，在一个实施例中，示范性节点509大体上包含通到HFC网络DWDM系统(参见图2)的光学接口702，以及通到HFC分布网络(即，同轴)的“南向”RF接口704。光学接口702与SFP连接器罩706通信以用于经由插入光纤接收DWDM信号。基于所选择的选项拆分，还包含5G NR DUe 506以提供如先前所描述的5G DU功能性。MIMO/无线电单元(RU)级708在基带下操作，之后通过如所示的中间频率(IF)级710对所发射的波形进行升频转换。如下文所论述，在示范性实施例中，使用多个并行级以利用3GPP技术内的MIMO技术提供的多个并行数据流。还在双路复用器级714和阻抗匹配级716之前利用倾斜级712。具体地，在一个实施方案中，此“倾斜”级用以补偿介质(例如，同轴电缆)所承载的不同频率上的非线性。例如，较高频率当在介质上行进时，与在同一介质上行进相同距离的较低频率相比，可具有每单位距离较高损失。当在同轴线上发射高带宽信号(例如50-1650MHz)时，其在整个频率带宽上的损失将为非线性的，并且可包含形状假影，例如斜坡(或“倾斜”)，和/或衰减曲线中的弯曲或“膝部”(例如，等效于低通滤波器)。通过在节点装置的RF级使用一或多个倾斜补偿设备712，可补偿这类非线性损失以达成介质上的最优性能。
在一些实施例中，如下文关于图7a更详细地论述，还使用同步化信号产生器718。
在图7a的示范性实施方案中，还包含4G gNB DUe 707和5G gNB DUe 406两者以支持分别用于4G和5G通信的RF链。如下文更详细地描述，频谱的5G部分划分成两个频段(上部和下部)，而4G部分划分成不同频率范围内的上部频段和下部频段。在示范性实施方案中，应用OFDM调制以在时域中产生多个载波。尤其对于与在本文中所描述的节点409的各种实施例一起使用的示范性可重编程的基于OFDM的频谱产生设备，参见例如以下共同拥有且同在申请中的美国专利：2015年11月10日发布的标题为“数字域内容处理和分布设备和方法(Digital domain content processing and distribution apparatus and methods)”第9,185,341号美国专利，以及2016年3月29日发布的标题也为“数字域内容处理和分布设备和方法(Digital domain content processing and distribution apparatus andmethods)”的第9,300,445号美国专利，其各自以全文引用的方式并入本文中。
在示范性实施例中，节点409产生的5G和LTE OFDM载波利用1650MHz的可用HFC承载带宽，且此带宽取决于例如操作条件、服务的“N+0”订户与服务的“N+i”订户的比以及其它参数而分割成两个或更多个子带。在一个变体中，每一节点使用来自其上游节点的RF功率以导出电力，并且另外将RF信号(不管是在相同频率下还是在不同频率下)传播到包含宽带放大器的下游节点和装置。
虽然主要在基于OFDM的PHY(例如，使用在时域中具有多载波的IFFT和FFT处理程序)以及时分双工(TDD)时间多路复用的上下文中描述本发明的实施例，但应了解可与本公开的各种方面一致地利用其它PHY多址接入方案，包含例如但不限于频分双工(FDD)、直接序列或其它展频，以及FDMA(例如，SC-FDMA或NB FDMA)。
顺便说一句，为使用消费者处所设备(CPEe)413中的单个接收器芯片组和单个同轴馈送器(例如，MSO引到其订户的处所的同轴电缆，或经安装用于较低成本单输入单输出(SISO)分布式天线系统(DAS)的单个同轴电缆)上的3GPP 5G NR波形达成高输送量，通过芯片组可聚合的总载波带宽限于例如800MHz的值，这不足以在给定3GPP 5G NR标准支持的频谱效率下仅一个数据流就达到例如10Gbit/s的高输送量。
由于作为用于相同RF带宽的多输入多输出(MIMO)信道的部分，3GPP 5G NR标准支持多个独立并行数据流的发射以利用无线信道在使用多个天线元件时得到的空间分集，因此第一代3GPP 5G芯片组将支持这类并行MIMO数据流。然而，尝试在单个电缆上发射这些并行流通常是适得其反，这是因为所有流将占用相同RF带宽并且由于在其之间缺失空间分集而将彼此干扰。
因此，本文所公开的各种实施例(图7和7a)利用3GPP 5G NR支持的并行MIMO数据流，其在注入到单个同轴馈送器中之前在收发器节点中发生频率移位，以便利用频率分集(代替空间分集；可视需要在CPEe和/或补充杆装式无线电接入节点处利用空间分集)达成3GPP 5G NR芯片组通过并行数据流支持的最大总载波带宽。
而且，由于与较低频率相比，较高频率在同轴发射介质上的衰减程度要大得多，因此在一个变体中，在介质上发射中间频率(IF)，并且随后在消费者处所设备(CPEe)413中针对与CPEe中的3GPP 5G NR芯片组的3GPP频段兼容互操作性而阻止转换到RF载波频率。以此方式，有利地避免转换较早时候在拓扑中原本经历的衰减。
可通过多个CPEe 413，使用定向耦合器和功率分配器或分接点共享馈送器作为共同总线的，接收由收发器节点注入到同轴馈送器704中的IF载波。可通过例如调度有效负载用于频率上隔开的不同3GPP 5G NR物理资源块(PRB)上的不同CPEe，实现从节点409到CPEe413的点到多点(PtMP)下游发射。
在示范性实施例中，同轴电缆承载中的绝大部分带宽以时分双工(TDD)方式用于在下游(DS)和上游(US)5G NR通信之间切换。从多个CPEe 413到收发器节点的上游通信也可/替代地同时在单独PRB(频率分离)上发生。
在一个变体中(参见图7a)，较低频谱的微小部分(由于较低频率在电缆上较少衰减)分配给具有高达两个20MHz总计40MHz带宽的并行流的3GPP 4G LTE MIMO。执行此是由于3GPP版本15仅支持非独立(NSA)模式中的5G NR，借此必须联合4G LTE载波操作。如同并行5G流一样，两个并行LTE MIMO流将在频率式偏移以便不彼此干扰并且在示范性实施例之被配置成在TDD模式中操作。
顺便一提，5G NR支持自适应TDD占空比，借此分配用于下游和上游发射的时间比例可适用于来自总发射性网络元件集(即，节点和与所述节点共享同轴总线的所有CPEe513)的流量净需求。4G LTE不支持这类自适应占空比。为防止在5G和4G占空比不同的可能情境中的接收器阻塞，高抑制滤波器组合器714在所有活动网络元件(即，收发器节点、线内放大器和CPEe 513)中用于4G和5G载波以不干扰彼此或致使接收器阻塞。在图7a的示范性双路复用器中，4G和5G两者经由高抑制滤波器寻址以允许不同占空比。
在一个变体中，同轴电缆上的较低频谱的另一微小部分在下游采用单向通信用于两个数字同步化信道的发射，所述两个数字同步化信道一个用于5G并且一个用于4G，其在前述“微小部分”内从收发器节点409的信号产生器718到可共享同轴总线的多个线内放大器和CPEe 413，I-Q多路复用到一个QPSK模拟同步信道上。这些同步化信道辅助PRB的一致接收，且在一个变体中，命令网络元件根据由收发器节点409设置的TDD占空比，在下游和上游通信模式之间切换。在示范性配置中，要求两个数字同步化信道，这是由于5G和4G流可具有不同上游-下游比或占空比。由于较低频率在电缆上较少衰减，因此在一个实施方案中，同步信道在电缆上的频谱的较低部分上发射，使得到达每一个下游网络元件和CPEe。
通过通到MSO DWDM设备的光纤链路702达成收发器节点409和北向网络元件之间的连接性。为使馈入收发器节点409所需的光纤信道的数目降到最低，并且将其约束为一对光纤束，在一个实施例中，在光纤对上实现(前述)3GPP 5G NR F1接口以利用F1接口的低开销。3GPP 5G NR分布单元(DUe)功能性并入到如先前所描述的收发器节点409中，这是由于F1接口界定于中央单元(CU/CUe)与DU/DUe之间，其中在所说明的实施例中，CUe和DUe一起构成3GPP 5G NR基站或gNB(参见图5a-5c)。
还在图7a的实施例中的光学接口处提供以太网交换机705以将回程划分成4G和5G数据路径(例如，基于交换机705分别以不同方式路由所接收的上游4G和5G信号)。
示范性节点409还包含功率转换器719，其适用于截至本公开在供DOCSIS网络元件使用的HFC上的准方波低电压电源技术的内部使用。在一个变体中，节点409被进一步配置成将输入端口701上接收到的准方波低电压功率传送到HFC输出端口704以传送到可安装在HFC基础设施上的节点的下游的其它活动网络元件，例如放大器。
应注意，与一些现有解决方案相比，图4和7-7a的所说明的实施例使用HFC与双绞线馈入CPEe 413；与双绞线相比，HFC有利地提供较低损失和较宽带宽，其用以提供5G输送量到较远距离，并且利用安装的同轴电缆的现有大型基部。此外，在一个实施方案中，上述架构被配置成使用定向耦合器和功率分配器或分接点附接到共同的同轴总线以服务多个CPEe 413，所述共同的同轴总线连接到收发器节点处的单个接口。与现有解决方案形成对照，在其它实施方案中，另外添加前述以太网服务(为服务外部Wi-Fi接入点和集成式Wi-Fi路由器所必需)以提供扩展能力。
CPEe设备-
图8说明根据本公开的CPEe设备413的示范性配置。如所示出，CPEe 413通常包括通到HFC分布网络的RF输入接口816(即，处所处的同轴电缆分接线)。使用与先前论述的节点409的发射器/接收器大体对称的发射器/接收器架构；即，阻抗匹配电路、双路复用器、同步电路、倾斜等用作CPEe RF前端的部分。块转换器810用以从同轴电缆域频段(此处，50-850MHz和850-1650MHz)转换到处所域，如下文更详细地论述。
示范性CPEe 413还包含实施CPEe内的UE的3GPP功能性的5G UE处理程序808，以及3GPP(例如，5G/LTE)中继器模块809，其包含在用户RF频段内用于室内/处所覆盖的一或多个天线元件810。因而，示出的CPEe 413实际上可充当在用户频段内操作用于处所内的用户装置的基站。
还包含10GbE WLAN端口818，其介接在UE模块808和(任选)WLAN路由器417(具有内部10GbE交换机819)之间以支持与例如Wi-Fi AP的处所WLAN基础设施的数据互换。
在图8的配置中还示出用于外部天线416连接(例如，用于设置如先前关于图4所描述的补充数据链路的屋顶天线元件)、无线高带宽回程或其它功能的数个外部端口812、814。
在图8a的示范性实施方案中，包含4G和5G gNB块转换器832、830以支持分别用于4G和5G通信的RF链(即，用于接收到的IF频段信号转换成例如2GHz频段中的CPEe内的4G/4.5G/5G接口和调制解调器的相关RF频率)。如先前所描述，块转换器还实现经由相关IF频段经由同轴输入816与分布节点409的上游通信。
值得注意的是，CPEe 413将IF和RF载波频率之间的块转换单独地应用于4G和5G载波，这是由于所述4G和5G载波可处于不同频带上。在一个实施方案中，CPEe包含具有5G NR和4G LTE功能的用户设备(UE)芯片组816。在此实施例中，支持两种技术，这是由于3GPP 5GNR的第一版本需要4G和5G串联地操作为非独立(NSA)配置的部分。
应注意，在图8a的示范性配置(示出4G与5G组合中的较低频率)中，使用滤波器组合器(与图8的更一般化方法形成对照)。
还应注意，图8a的特定实施在RF-IF块转换器830中的仅一个上使用如先前所描述的“倾斜”补偿。这归因于对这类补偿的需求(在某些情况下，例如在所标注的频带中操作的同轴电缆)不成比例地在较高频率(即，在此实施例中，高达1650MHz)下发生的事实。然而，应了解，取决于特定应用，可与本公开一致地使用不同补偿配置。例如，在一个变体中，可对照更大粒度频带，且因此对照仅在所利用的频带的窄区中(例如，四个％GRF-IF块转换器中的一个或两个上)应用的倾斜/补偿来分配上部频段块转换器830。类似地，不同类型的倾斜/补偿可以不均匀方式应用到每一块转换器(或其子集)。鉴于本公开，所属领域的技术人员还将了解上述内容的各种不同组合。
块转换到RF频率使得信号3GPP频段与CPEe 413中的UE芯片组兼容和交互。RF载波接着还能经受通过包含的用于4G和5G的中继器809进行放大，所述中继器809可通过连接到CPEe的可拆卸外部天线810辐射RF载波，通常是在室内。例如智能手机、具有蜂窝式调制解调器的平板计算机和IoT装置的移动装置接着可切断用于4G和5G服务的辐射信号(参见下文对图9a-9c的论述)。
UE芯片组816和中继器809接收单独数字I/Q同步信号(一个用于4G并且一个用于5G)用于在相应TDD载波的下游和上游模式之间切换，这是由于其可能具有下游-上游比或占空比。这两个数字同步信号是从I-Q调制模拟QPSK信号接收，所述I-Q调制模拟QPSK信号是从经由端口816馈入CPEe 413的同轴电缆上的下端频谱接收。
如所提及，在示范性实施方案中，应用OFDM调制以在分布节点509处在时域中产生多个载波；因此，解调(尤其经由FFT)在CPEe中用于解调IF信号。尤其对于与在本文中所描述的CPEe 413的各种实施例一起使用的示范性可重编程的基于OFDM的接收器/解调设备，参见例如以下共同拥有并且同在申请中的美国专利：2015年11月10日发布的标题为“数字域内容处理和分布设备和方法(Digital domain content processing and distributionapparatus and methods)”第9,185,341号美国专利，以及2016年3月29日发布的标题也为“数字域内容处理和分布设备和方法(Digital domain content processing anddistribution apparatus and methods)”的第9,300,445号美国专利，其各自以全文引用的方式并入本文中。
类似于图8的实施例，还提供10Gbe以太网端口以支持图8a的装置中的WLAN路由器517的操作，包含用于所服务的处所内的LAN使用。
此外，为提升超出通过主要同轴电缆链路可得的能力的宽带能力并且为添加用于较高可靠性的冗余连接(这对于小企业、集团、教育机构等可为重要的)，在图8a的CPEe上包含两个额外RF接口以用于将CPEe连接到安装在室外(例如小企业、多住户单元(MDU)或多层商业集团的屋顶)的2端口外部天线416(参见图9a)。此外部天线可用以从安装于消费者处所附近的室外无线电装置接收补充信号。应了解，室外无线电装置可具有提供用于室外移动性的覆盖率的主要目的，但来自所述室外无线电装置的信号也可/替代地一固定无线方式用于增补来自主要同轴链路的能力并且添加冗余，如本文中其它处所描述。
补充链路和移动性增强-
在架构400的另一实施例中，利用补充或互补数据链路902提供额外数据能力(和冗余给主链路，这是在设备或其它失效的情况下发生)，如图9a中所示。在一个变体中，补充链路包含杆装式或其它外部无线电接入节点406a之间的5G NR无线接口，以及处所收发器(在一个实施例中，其包含具有添加的天线能力416的CPEe 413)。如所使用，在本上下文，术语“杆装式”和“外部”是指但不限于可确立与例如CPEe的补充天线416(例如，屋顶或室外天线)的连接或数据连接的任何安装位置或位置。这类安装可在室外或在大型结构(例如，体育馆、大型建筑综合体)内，并且在一些实施方案中，可仅为临时或半永久性的。
在图9a中，示出了架构400的示范性部分(包含相关CUe/Due架构520、540和/或560的部分)。在一个实施例中，处所(住宅、商业设施、室外位置等)通过增强型消费者处所设备(CPEe)413接收数据服务。CPEe 413可经由同轴电缆线路接收数据；例如，经由现有内容投递基础设施中使用的混合式光纤同轴电缆(HFC)。CPEe 413是包括调制解调器、网关装置和/或路由器的网络节点。因此，CPEe向附近消费所接收数据(即，在服务范围内且被认证用于连接)的客户端装置或端点管理和投递数据。在一个变体中，CPEe包括中间节点，所述中间节点在客户端装置407或端点之前将接收到的数据投递到另一CPEe 413。这些节点和端点之间的连接可以例如以线性方式成“菊花链”，或者以分支方式连接，其中一个节点服务于一或多个其它节点。然而，应了解，在包括对等连接网络的“雾式”5G网络中，每个装置或节点都可以充当“中间”节点，如果每个装置或节点选择(或未脱离)作为节点，则所述装置或节点可以维护数据并进一步将数据发射到另一装置或节点。
另外，为了帮助解决有关电池使用、数据使用或隐私的问题，当考虑到由图9a-9c(将在下文更详细地论述)所示的架构实现的超高数据速率的前景时，还可以激励消费者参与。在此配置中，基于本申请受让人的建模，可以实现约21Gbps的总数据速率，例如17GbpsDS和4Gbps US。实际上，1Gbps的下行速率等于125兆字节/秒的下载速度；因此，21Gbps的下行速率等于2.125千兆字节/秒的下载速度，这可大大超过与常用有线数据传递(例如，经由USB 3.0或机械或固态硬盘驱动器之间的数据传递)相关联的数据传递速率。
为了清楚起见，示范性实施例假设CPEe 413是最终向客户端装置407投递数字数据的数据通信和路由装置。客户端装置407的实例包含但不限于支持3GPP的移动装置，例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表、智能家居装置(例如，支持物联网(IoT)的装置)、个人数字助理(PDA)、电子阅读器、便携式音乐播放器、数码相机和无线办公设备(例如，打印机)。客户端装置还可包含有线设备，例如台式PC、服务器、其它CPEe413，以及COTS/现成的或ISP提供的调制解调器或路由器装置。
在示范性实施例中，利用补充或补充数据链路902来提供额外的数据容量(以及在设备或其它故障的情况下对主链路的冗余)。在一个变体中，补充链路包括外部无线电接入节点406a和处所收发器之间的5G NR无线接口，在一个实施例中，该接口包括具有附加天线能力的CPEe 413(例如，室外天线416，或图8和8a中的4G LTE和5G NR天线连接器812、814)。无线电接入节点406a在拓扑布置方面位于5G网络的“边缘”，并且物理上接近终端用户的处所或能够与CPEe 413通信的一或多个其它节点。
每个无线电接入节点406a可包括能够广播其服务(例如，根据3GPP 4G和5G协议广播)、接收和发射数据的无线接入点。例如，在一个特定实施方案中，DUe模块安装在电线杆上并用作无线电接入节点406a。在一些变体中，E-UTRAN小型或超微型小区装置可以实施为尤其用于4G服务的无线电接入节点的部分。
决定使用哪个基于边缘的节点(例如，其它无线电接入节点中的无线电接入节点406a，未示出)来创建补充链路的因素包含(但不限于)：(i)服务处所设备(例如，经由室外天线416的CPEe)和节点之间的距离，(ii)UL和/或DL方向上的信号强度(其可能与距离有关，也可能与距离无关，基于例如多径传播的存在、指定频段中的RF干扰源等)，(iii)所述节点406a的可用信道/带宽数量和当前使用的连接数量(即，节点是否具有未分配信道所需的容量)，(iv)能力(例如，处所设备是否支持4G/4.5G/5G，是否具有集成WLAN能力，室外天线416是否支持MIMO等)，(v)参与许可和/或与中间节点相关联的电池功率(例如，如果将移动客户端装置407用作中间节点；参见下文图10的论述)，以及(vi)任何此类中间节点的能力(例如，天线或其阵列的数量、处理功率和/或装置的“类别”(如上文所提到))。
在一个功能中，补充/互补数据链路为处所提供额外的带宽。具体地说，CPEe 413(和/或如上文所提到其它处所设备)能够用多个数据源/接收器收发数据，并且因此可以合并收发的数据。在示范性实施例中，可经由室外天线416与处所建立补充链路902，所述室外天线416连接到所规定的未经许可和/或经许可的频带内的杆装式或其它外部无线电接入节点406a。例如，在一个实施方案中，所公开的解决方案支持由3GPP定义的NR和NR-U频段组合的一或多个规定子集，这取决于装置预期的特定应用和安装地点(例如，包含诸如MNO的其它运营商(operators/carriers)是否在规定区域内使用经许可的频谱，以及这些运营商正在使用哪些频带)。还应了解，所谓的“准许可”频谱(例如，在美国的3.55-3.70GHz CBRS频段内的频谱)可依据本文中所描述的方法和设备使用。
在另一实施例中，补充链路902可以是处所和CPEe 413的唯一带宽源。例如，仅配备有支持无线功能的装置的处所(例如，诸如室外区域的处所，或者没有同轴电缆分接线的“现代化”住宅)可以通过外部天线416经由补充链路902接收数据。在一个变体中，补充链路902可仅在设备(例如，网关)或链路(例如，HFC)故障的情况下激活，例如在经由N路分接点和HFC电缆的主投递路径由于任何原因而变得不起作用的情况下激活。
在另一实施例中，室外天线416可从多个无线电接入节点406a(即，如图9a所示的补充链路1和2)接收多个补充链路。在另一实施例中，处所可配备有多个室外天线416，每个天线从一或多个无线电接入节点406a接收数据(例如，参见图9a中的补充链路3)。在其它实施例中，上述各项的各种组合可用于例如基于无线电接入节点和室外天线的可用性来实现数据的最有效接收，其中每个天线可以从各种源接收数据和/或可以接收不同类型的数据(例如，音频、视频、文本，一或多个用户的游戏数据)。
还应了解，为了例如载送某些类型的规定数据、维护所载送数据的QoS要求等等，与每个链路(不管是主要的还是补充的)相关联的RU发射/接收信道中的每一个还可指派给不同的5G NR网络“片层”。
如图9a所示，CPEe 413利用前面描述的未经许可“用户频段”经由5G/4G协议为位于处所内部的用户装置(例如，例如UE)407提供服务。示范性CPEe还例如向多RAT UE 407提供其相应频带(例如，一般为2.4GHz和5.0GHz)内的WLAN(802.11)无线接入。根据处所大小、建筑材料等，来自CPEe的各种WLAN和4G/4.5G/5G信号将传播不同的距离，包含在某些情况下传播到处所的室外区域的部分。然而，这一室外覆盖范围(如果存在)通常会随着距离迅速下降，并且可能由于例如1/r2扩展、衰减等而“不连续”。因此，在室外时，除了与一或多个室外无线电节点406a的连接和会话维护以外，用户可能会完全丢失来自CPEe的WLAN和5G/4G覆盖范围，如图9a所示。
下面的表4列出了用于图4和图9a所示的架构400的示范性源/目标技术组合。具体地说，(i)5G NR、(ii)4/4.5G LTE和(iii)WLAN(IEEE标准802.11)RAT的各种排列可以依据架构用作源或接收方技术，作为数据会话传递或迁移的一部分。如前所述，这些迁移中的每一个有利地由图4的架构400支持，因为没有发生跨运营商或跨域会话传递；MSO管理的基础设施维护每个相关节点/实体(包含具有相关联的WLAN路由器417的CPEe 413、无线电节点406a、CUe 404和5GC内的WLAN控制器415)之间的通信，以便能够在所列出的每一个RAT之间进行MSO会话内越区移交。
在期望的越区移交是基于NR的装置和另一3GPP装置(无论是LTE/LTE-A还是NR)之间的情况下，移动性操作可以由相关3GPP标准中规定的机制来控制；例如，其中可以基于例如信号强度或信号质量度量来触发相邻小区测量，并且可以由具有指定时间触发值(以ms为单位)的单独触发阈值和滞后来触发越区移交。
在期望的越区移交是基于3GPP的技术和Wi-Fi之间的情况下，在一个实施例中，Wi-Fi到NR(反之亦可)的转变是使用如本文别处(参见图4)所述的5G核心(5GC)403和Wi-Fi控制器415的“紧密”集成来执行的。具体地说，在一个实施方案中，认知的MSO管理(例如，WLAN控制器415)可以经由例如图4所示的Xn接口向另一MSO管理的实体(例如，CUe 404)传信，以便在用户从室内移动到室外时，建立处所处(即，UE和Wi-Fi路由器417之间，后者充当处所WLAN AP)的WLAN会话到外部杆装式无线电节点406a的越区移交。例如，WLAN控制器415可配置成利用基于3GPP的协议来传送与基于3GPP的实体和WLAN控制器之间的越区移交相关的数据。换句话说，WLAN控制器415可配置成至少关于实现越区移交所必需的数据通信和消息传递的必要特征和功能是遵循3GPP的(实际是使得架构的WLAN部分看起来是到架构的基于3GPP的部分的eNB/gNB)，例如经由3GPP协议堆栈的添加。这也可以在不使用运行在UE上的连接管理器实体或处理程序(这可能仲裁或控制不同连接技术的使用)的情况下实现。
在本发明架构的示范性配置中，UE的IP地址始终锚定在5G核心(5GC)，并且5GC(和Wi-Fi控制器415)通过现有N6接口422连接到因特网，并且经由NG/Xn接口423连接到配备有CUe的5G节点，如图9b所示。Wi-Fi控制器的功能可逻辑(甚至物理)集成在5GC内，从而确保这两个功能之间的快速响应。
在另一实施方案中，此集成包含使用Wi-Fi联盟开发的所谓“敏捷多频段”功能，具体如2018年12月31日发布的“Wi-Fi敏捷多频段规范”1.2版中所述，并以全文引用的方式并入本文中，以进行通信会话的越区移交。简而言之，使用Wi-Fi敏捷多频段，Wi-Fi接入点(AP)和“客户端”(例如，可以是支持Wi-Fi的3GPP UE)可以交换与其相应蜂窝数据网络能力(如果有的话)相关的数据。具体地说，在符合Wi-Fi敏捷多频段的AP中，MBO-OCE信息元素(IE)含有MBO AP能力指示，并且此属性指示所述AP是否感知任何相关(例如，重叠)的蜂窝数据网络覆盖范围。直接或间接感知蜂窝覆盖范围的能力是AP的可选能力。例如，直接感知可包含AP(通过适当的RF感测设备/调制解调器)配置有蜂窝波形，例如经由频段扫描。相反，间接感知可包含从另一实体(例如，网络实体、控制器、eNB/gNB等)获得关于蜂窝基础设施的假定覆盖范围的数据的能力。通常，AP不直接感知(感测或与蜂窝网络进行数据通信)，而是通过例如存取基础设施中其它地方的信息来使用间接感知。
对于Wi-Fi客户端装置，MBO-OCE IE含有类似的属性(蜂窝数据能力属性)，此属性指示客户端是否具有蜂窝数据连接能力，如果具有，则指示其是否保持当前蜂窝数据网络连接。应注意，对于支持蜂窝数据(例如，3GPP)的任何Wi-Fi敏捷多频段客户端装置来说，在MBO-OCE IE中包含蜂窝数据能力属性是强制性的。
Wi-Fi AM还指定支持蜂窝数据的客户端使用WNM通知处理程序更新其蜂窝数据网络连接状态，类似于非首选信道报告。在将客户端关联到AP之前，并且当客户端使用基于ANQP的邻居报告机制来识别候选AP时，客户端配置ANQP查询以包含指示希望获得关于蜂窝数据网络的偏好信息的数据。蜂窝感知AP经由蜂窝数据连接偏好子类型ANQP元素在查询中响应此数据，以指示关于客户端相对于Wi-Fi网络使用蜂窝网络的基础设施偏好。同样，在关联期间，支持蜂窝的客户端和蜂窝感知AP将在任何BTM查询或非请求BTM请求和响应中包含蜂窝数据连接偏好属性。
在所公开的网络架构的基于敏捷多频段的实施例中，一个关键优势是敏捷多频段特征与5GC的高度集成；这使得网络运营商(例如MSO)尤其能够消除对连接管理器的任何依赖性，从而触发接入技术的优先处理，不管是3GPP还是Wi-Fi。实际上，实现这种优先待遇(并据此进行越区移交)的逻辑是基于网络的，因此完全由MSO控制(并且可由MSO配置)。
表4
图9c说明根据本公开的网络架构920的示范性实施例，包含使用补充链路902来支持移动用户装置的“无缝”移动性(与图9a中的经由外部天线416补充CPEe 413形成对比)。
如图9c中所示，外部无线电接入节点406a(例如，具有相关联的E-UTRAN“小型小区”的杆装式支持5G的RRH)经由服务5G网络的“边缘”的DUe 409a与CUe 404数据通信。DUe到RRH的接口示出为“前程”，而DUe到CUe的接口示出为“回程”，但是这些术语仅出于说明的目的，不一定指示任何特定架构。CPEe 413(处所侧网关、调制解调器、路由器等)经由位于去往所服务处所的HFC电缆分接线的前程/回程中的DUe 409b而与CUe 404数据通信。在一些变体中，DUe 409a和409b在相同装置内物理地和/或逻辑地处于相同位置。
在现有技术网络中，经由一个无线空中接口协议(例如，WLAN)向例如因特网网站发射和接收数据的移动装置在离开其AP的服务范围时必须与所述AP断开连接，并使用另一无线空中接口协议(例如，4/4.5G蜂窝服务)建立新连接，然后使用与网站关联的网络服务器实例化一个新会话。这种服务的暂停以及与目标服务器或资源建立新的高层会话的必要性尽管是暂时的，但会导致最初使用第一无线协议执行的内容交换的中断。它还可能需要执行新的认证协议、登录凭证/密码等。
然而，在本公开的一个方面中，借助公共MSO核心和基础设施并利用支持4G/4.5G/5G的节点，移动客户端装置407能够从由一个接入点(例如，CPEe 413)服务的一个位置移动到在所述接入点的服务范围之外的另一个位置，同时维持现有的高层数据会话。具体地说，承载PHY从现有连接迁移到另一现有连接(后者可以例如响应于指示迁移将发生的数据而建立)，从而从高层会话的角度保持明显的PHY连续性。在示范性实施例中，在此操作中使用现有的基于3GPP的移动性协议，此协议由信号强度或信号质量触发，如本文先前所述。
此外，使用图9c(和图4)的架构，可以根据客户端装置407的位置，经由无线电接入节点406a以及CPEe 413经由一或多个DUe单元409a和/或409b来冗余地或单独地投递数据，从而使得客户端装置能够在服务节点/装置的范围内时对所请求的数据具有恒定的接入，如下文将进一步描述。例如，在一个场景中，即使没有移动性，补充链路也用于同时维持单独的数据会话；即，经由PHY1为服务A提供一个会话，且同时经由PHY2为服务B提供另一个会话(与服务A从PHY1越区移交到PHY2相反)。在一个实施方案中，利用现有的3GPP LTE-A多频段载波聚合(CA)协议，其中补充链路充当当前从住宅/建筑物内为用户服务的主小区或“PCell”的次小区或“SCell”，反之亦然(例如，补充链路可以充当PCell，并且随后经由例如处所节点添加SCell)。特别参见以全文引用的方式并入本文中的3GPP TR 36.808的“演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；载波聚合；基站(BS)无线电发射和接收(EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)；Carrier Aggregation；Base Station(BS)radio transmission and reception)”。
有利地，在架构400(图4)的示范性实施例中，在HFC和无线上使用共同波形和协议允许使用共同网络元件，例如集中鉴认、授权和记帐(AAA)功能、包网关和移动性控制器(MME)和用于服务区域内的室内和室外区域的共同基站，条件是基站拆分成如本文中其它处所描述的中央单元(例如，CUe 404)和分布单元(例如，DUe 409a、409b)。应注意，这类拆分的基站架构也可在返回到3GPP 4G/4.5G LTE/A。
如图9c中所说明，网络元件的共同性有利地实现所服务处所的室内和室外空间之间的无缝移动性体验，这部分地因为具有高信号传递能力和数据输送能力的宏网络级网络元件控制室内和室外空间两者。例如手机和IoT调制解调器的装置在这些空间之间的移动性触发朝向“北向”网络元件的最小量的信号传递，这是因为在许多情况下，如由图9c中的虚线所说明且大体如在图4中，移动性限定在连接到共同中央单元(CUe 404)的分布单位(DUe 406)之间。
此外，如先前所描述，使用连接到3GPP移动性控制器的集中式Wi-Fi控制器，提供3GPP和Wi-Fi之间的经由例如多频段联盟的移动性或数据输送性能触发的移动性，所述3GPP移动性控制器服务室内和室外空间两者且Wi-Fi接入点与Wi-Fi控制器415协作。
在另一变体中，移动性接入节点单独使用一或多个杆装式装置406a作为其回程。也就是说，外部无线电接入节点406a可以用作用户装置407的唯一分布单元，这对于仅依赖外部无线电接入节点和gNB而不是处所设备的“随行”移动装置有用(例如，当用户进入他们的车内，或在其邻居的街道上行走时)。在一个实施方案中，在给定地理区域内部署足够数量的外部节点，以经由架构400向移动装置407提供重叠的4G/4.5G/5G覆盖范围。
在一个变体中，移动性接入节点是CPEe 413的加固版本，具有大体相当的能力。例如，在一个实施方案中，外部接入节点包含到MSO网络的回程(光纤或HFC)以及补充链路天线，使得接入节点可以根据需要与杆装式装置406a通信以获得额外容量。
WLAN节点也可通过移动性接入节点回传，包含设置QoS。
还应了解，示出的共同MSO核心和RAN架构允许MSO使用杆装式或其它配置DUe选择性地增补覆盖率。举例来说，在构建了新家庭或社区的情况下，MSO可仅在确定为提供所要覆盖率水平的位置处添加一或多个这类DUe装置；这与基于MNO的蜂窝覆盖率形成对照，其中安装新基站(i)无法直接受MSO控制或与其它MSO服务集成，(ii)在大得多的程度上为劳动和资本密集型。
鉴于本公开，所属领域的技术人员将了解其它组合和修改。
实例操作
现在描述移动用户装置使用无线网络中的公共波形和协议在所服务处所的室内和室外空间之间进行“无缝”移动的示范性图解。
如图9c中所示，移动客户端装置407(例如，智能手机、平板电脑、智能手表、便携式游戏控制台)从位于一处所处的CPEe装置413接收数据服务。CPEe可经由例如Wi-Fi或WLAN技术(IEEE标准802.11)向移动客户端装置提供无线数据服务。另外或替代地，CPEe可进一步经由基于3GPP的协议向移动客户端装置提供无线数据服务；即，CPEe或其部分(例如，天线)可配置成用作具有处于LTE-U或NR-U频段或其它频段的蜂窝无线电的“基站”。在此实例中，此类基于3GPP的数据通信在本文中被称为经由“4G/4.5G/5G”组件的“4G/4.5G/5G”通信。但是，应了解，可以使用其它类型的蜂窝或非蜂窝的技术及相关联的接口和频段，例如GSM、UMTS、CDMA、VoLTE和XLTE。
在操作中，CPEe 413从位于网络的回程部分中的一或多个DUe装置409b接收数据。在此示范性情形中，回程由现有的HFC基础设施服务。如相对于图8-9a所提到，处所可配备有一或多个室外天线416，这些天线能够在一或多个4G/4.5G/5G RRH单元或基站(例如，链接到gNB或DUe的杆装式装置)之间创建补充或互补链路902，此链路提供额外的数据容量用于去往/来自CPEe 413的数据投递。
移动客户端装置407能够经由WLAN和4G/4.5G/5G接口中的一个或两个通过数据链路接收数据。移动客户端装置和CPEe 413建立数据会话，通过该数据会话来发射和/或接收诸如可呈现内容和移动客户端装置的用户可消费的数据(例如，视频、音频、游戏内容、文本、照片)。在一些变体中，一个链路由CPEe指派或由移动客户端装置请求作为“主”链路901。如在本上下文中使用的，术语“主要”是指将链路与次要或补充链路902区分开来的一或多个属性。例如，主链路可以是：(i)比另一个链路(例如，Wi-Fi链路903或补充链路902)贡献更多带宽的链路，(ii)首先(在时间上)建立的链路；(iii)与特定类别的装置或服务相关联的链路(例如，只有CPEe可能具有主链路，和/或主链路仅支持某些级别的QoS)。在另一实施方案中，基于移动客户端装置407与CPEe的物理距离(也可能与信号强度或另一链路质量参数相关联)来确定主链路(以及指派给它的带宽/服务量)。在一个变体中，CPEe可以使用诸如发送“心跳”信号和测量往返发射(RTT)时间的监测技术来确定到客户端装置的距离，或者经由CPEe的监测模块发出“ping”等等以从附近装置调用响应，然后测量返回时间，例如，如以全文引用的方式并入本文中的、在2016年6月15日提交的标题为“用于监测和诊断无线网络的设备和方法”的共同拥有的第15/183,159号美国专利申请。
在其它实施方案中，主链路可以基于一或多个其它因素(不管是单独的还是与上述各项组合)来指派，例如用户偏好、日时间、CPEe所服务的客户端装置的数量、客户端装置是否支持4G/4.5G/5G通信，等等。
尽管在一些情况下，两个接口901、902可被全容量利用，但是在其它情况下，每个接口的利用分别由滑动比例或百分比来确定。例如，当移动客户端装置407在物理上接近CPEe 413时，CPEe 13能够使用100％的Wi-Fi带宽(4G/4.5G/5G的利用率低或为0％)。当移动装置离开其AP(例如，CPEe)时，CPEe可能会转换到更大的容量供4G/4.5G/5G使用，例如，当移动装置离开处所并且CPEe在住宅的另一侧时，CPEe可以转换到60％的5G和40％的Wi-Fi。此外，除其它考虑因素外，消费者可能更希望在他们靠近大功率无线电时限制高频电磁辐射。然而，在人类操作员稀少或缺乏(例如，自动驾驶车辆或自动仓库无人机之间的通信)的情况下，可能没有必要考虑这些因素。
类似地，在存在多个客户端装置的处所(例如，具有多个家庭成员的住宅)，CPEe413在确定是否平衡使用场所内的WLAN和4G/4.5G/5G信号时，可以考虑每个“客户端”的位置/属性。
如图9c所示，可存在并支持架构400的几个不同的常见操作场景；即，(i)用来自补充链路902的额外容量补充“主”链路901(即，维持现有会话，但经由第二空中接口添加更多带宽容量)，和(ii)越区移交或迁移(即，在UE和CPEe 413之间存在的诸如RRC连接状态的给定主链路901被迁移到与不同装置(例如，杆装式装置406a)的另一RRC连接状态)。然而，还将认识到，在一些情况下，这两个场景可能会重叠，例如移动装置407同时使用主链路901和补充链路902(例如，当在每一个链路的范围内时)，然后移出其中一个链路的范围。在这种情况下，指定的“主”链路(例如，使用CPEe 413)可能最终会被拆除，以支持新的“主”链路(例如，使用室外RRH 406a)，然后补充链路承担主链路的角色。
在一个变体中，移动装置407和CPEe之间的WLAN链路903断开发生在外部节点406a检测到移动装置之后，例如经由为扫描和检测外部节点406a的“小区”内的UE而调用的3GPP协议。在另一变体中，Wi-Fi链路的断开发生在与移动客户端装置和外部节点406a建立补充链路902(例如，实现RRC连接状态)之后。在内外转变期间何时断开WLAN链路的评估可取决于一或多个因素，例如移动客户端装置与CPEe 413的距离和/或来自CPEe的WLAN信号的对应信号强度、附近外部无线电接入节点406a的覆盖区域(即，节点406a可能已经能够在移动客户端装置位于所述处所内时到达移动客户端装置)、位置设置(例如，仅当不在特定地址时，或者仅当在特定选定位置时，基于GPS/A-GPS(在下文中简称“GPS”)位置启用室外节点接入)。
在一个情形中，通过利用用于投递数据的公共波形/协议，移动客户端装置407能够经由主链路901(例如，最初在所述处所内建立的链路)和补充链路902接收相同数据。有利的是，当这些公共协议(例如，3GPP 5G NR-U)用于这两个链路时，移动客户端装置702在同时与杆装式外部无线电接入节点406a处于另一4G/4.5G/5G数据会话并且通过外部节点406a接收服务时，不需要断开与CPEe的原始4G/4.5G/5G会话。在一种方法中，为此目的，利用3GPP 5G-NR标准对作为相同RF带宽的多输入多输出(MIMO)信道的一部分的多个独立并行数据流的发射的支持。这使得在使用多个天线元件时能够利用无线信道提供的空间分集。另外，前几代3GPP芯片组(例如，3G、4/4.5G)可支持这种并行MIMO数据流。因此，当在现有的基础设施中实施时，本公开的内容可变得相对便宜和不太费时。
返回到图9c的示范性实施例，移动客户端装置407可经由CUe 404从网络核心(MSO)请求数据，并且经由一或多个DUe 409a和/或409b来投递数据。CUe和一或多个DUe在逻辑上定义为gNB(用虚线箭头表示)，CUe和DUe可以通过回传电缆或以无线方式(如果足够接近)进行通信。尽管如此，DUe节点允许将数据分布在网络边缘附近；即，在处所附近。如下文将进一步描述的，DUe可配备有大数据存储能力以允许边缘高速缓存和一般存储，以及能够控制到网络边缘处的多个节点(例如，外部无线电接入节点406a、406n)的高速业务流的一或多个处理器设备。
在一个实施例中，经发射以投递给接收方处理程序(例如，在UE 407上运行的应用)的数据拆分为两个(或更多个)部分或流，分别经由不同DUe 409a、409b从数据源(例如，CUe 404，其可来源于例如后端中的服务器)单独投递。通过补充链路902经由外部无线电接入节点406a以及通过主链路901经由CPEe 413，将相应部分或流投递到目标UE407。此类“经拆分”数据可用于减少网络的单个组件(例如，核心、CUe 404、DUe 609、节点406a、CPEe413)所需的带宽和处理功率等网络资源需求；即，调用拆分以减少对过载或有限组件的负载，或使其能够满足严格的时延要求。替代地，可以调用拆分来支持不同的5G NR片层，例如不同的应用/子应用或具有不同QoS需求的处理程序。然而，鉴于本公开，所属领域的技术人员将了解其它拆分原因(例如，不同的安全方案、与不同的内容提供者的关联等)。
在又一实施例中，经由不同链路投递的数据至少部分地冗余或重复。冗余数据可确保数据和文件的完整性，并允许在存在丢包或其它丢失机制且不可能(至少以足够及时的方式)重新发射的情况下进行重建。
在另一实施例中，经由补充链路到达的数据可以从与外部无线接入节点406a(和/或另一DUe))数据通信的某一其它外部无线电接入节点406n接收。在一些情况下，另一节点406n可能已经从又一节点或充当中间节点的另一移动客户端装置接收数据。应了解，在示范性的雾式网络环境中，数据不必一直到达位于托管网络后端的服务器或其它源。事实上，超低时延和超高速数据速率的实现的部分原因在于支持5G的装置参与了对等连接的雾网络。值得注意的是，在此网络中实施的对等连接包括移动客户端装置之间的直接连接，从而无需通过诸如先前基于云的实施方案中使用的集中式服务器实体进行相对较慢的连接。
相反，移动客户端装置可以通过与4G/4.5G/5G链路902、901建立连接而“无缝地”进入处所，即，从图9c中的位置C到位置A。更具体地说，当移动客户端装置407移动到更接近处所(例如，位置B)时，除了RU 406a和UE 407之间的现有主链路901之外，外部无线电接入节点406a可以与移动客户端装置(例如，UE)建立补充链路902。在一个实施例中，补充链路902实际上是与主链路类似的具有相同带宽、时延、范围等等的另一链路。在另一实施例中，补充链路902可具有较低的带宽、较低的数据速率、更大的范围(较低的频率)等。系统还可配置成不使用补充链路来进行传递或越区移交；即，通过在UE和目标接入点(例如，CPEe413)之间建立主链路，然后拆除与无线电节点406a的初始主链路。可选地，CPEe 413可以与4G/4.5G/5G连接一起建立WLAN链路903，或者单独建立(即，断开另一个链路)。
图9d说明实施从一个位置移动到另一个位置的客户端装置(在这种情况下是道路上的车辆)的无缝移动和连接维护的上述描述的网络架构。
具体地说，示出了由5G核心403和一或多个gNodeB(gNB)支持的5G网络。gNB在逻辑上(但不一定在物理上)包含增强型控制器单元(CUe)404和两个或更多个增强型分布单元(DUe)409，它们如上所述将数据和内容中继到支持4G/4.5G/5G的外部无线电接入节点406a、406n。如所提到，DUe和外部接入节点功能也可以不同程度地组合或集成(例如，每个外部节点406a本身可以是DUe)。移动客户端装置(例如，配备有一或多个5G无线电和天线的远程信息处理系统的车辆)407可以经由4G/4.5G/5G链路910连接到第一外部无线电接入节点406a。除了其它功能外，此无线链路允许车辆接收数据，例如用于导航的卫星数据、供车辆呈现或消费的数字数据(例如，地图图像、用于音频或视频显示的流式内容、经由热点功能分布到车内其它移动装置的内容)，以及用于与另一辆车进行音频通信的IP语音(VoIP)数据。
在所示实施例中，多个外部节点406a包括由公共HFC网络部分服务的节点；例如，这些节点各自与HFC介质的不同“分接点”相关联(参见图4)。有利的是，这种方法可以利用存在于车辆驾驶的街道附近的单个承载介质(例如，同轴电缆)。值得注意的是，许多现有同轴电缆设施事实上与现有街道平行且间隔至少某一距离(无论是在“架空”设施中，如沿电话或其它电线杆串接，还是在地下电缆槽或管道中)。这通常是它们服务的社区的产物，因为住宅或公寓通常沿着同一街道以类似方式排列。因此，如图所示，这些电缆可易于分接，以便能够以期望的间距或位置安装外部无线电节点406a。如前所述，外部节点本身可以采取多种形式，例如杆装式、与其它基础设施共存等。虽然节点406a必须在地上具有用于信号传播的天线，但是节点RRH前端和相关联的回程实际上可以在任何地方，包含地下，甚至是沿街的处所(例如，MSO或另一服务提供者利用不动产的地役权，在街道附近设置一个地面箱，类似于用于向居民用户配电的现有降压变压器)。
替代地，在另一实施例中，外部无线电接入节点406a可包括另一支持5G的车辆，它充当支持客户端的车辆407和CUe 404、DUe 409或又一移动客户端装置(例如，另一车辆)之间的中间接入节点，例如先前所述类型的对等架构中的中间接入节点。当道路上的车辆数量增加时，参与的网络节点的“雾”变得更稠密；例如，可以利用拥堵的交通以超低时延和超高速度在参与的支持5G的车辆当中投递内容。
当车辆407沿着路径(例如，街道)移动时，另一外部无线电接入节点406n检测车辆，无论是通过来自CUE/DUe的通信，还是直接(例如，经由扫描用于车辆/UE 407的发射的适用频带)。一旦检测到车辆，所述另一外部无线电接入节点406n就可与所述车辆建立另一个4G/4.5G/5G链路(例如，和与先前节点的现有“主”链路同时)。值得注意的是，现有的3GPP协议(无论是4G/4.5G还是5G)考虑到包含移动平台内的移动性，因此非常适合于遇到不同小区(即，在蜂窝情境中)的应用。然而，典型的基于3GPP的移动性涉及到小区选择和重选程序，包含小区的添加或删除，这需要不同实体之间进行大量传信。相比之下，本文中关于图9d描述的示范性实施例利用室外安装的CPE之间的基于信号电平(强度)和/或基于质量的移动性(通常使用前述在3GPP中定义的相同的移动性原理)，然而与典型的基于3GPP的移动性不同，所有室外小区实际上可以包括或充当单个小区，没有不同的小区ID。这一显著优点是由于此类装置在DU处连接到相同的基带或与之通信，从而消除了传信稳键性方面的弱点，并简化了前述现有的小区选择/重选/添加/删除程序(因为实际上只有一个聚合的或虚拟的大型小区)。各种不同装置的统一控制平面使得认知控制器(例如，CUe或5GC核心实体，取决于配置)能够无缝管理各个装置的RAN覆盖区域之间的越区移交，并消除与小区选择等相关联的开销，如所提到。
在车辆以高速公路速度行驶(例如，每小时50-80英里)的情况下，保持车辆和节点406a之间的无线链路有助于最大限度地减少数据投递的中断；如果“越区移交”不够快，就可能会发生丢包/会话丢失以及由此产生的不良用户体验。然而，一旦新链路910c建立，初始链路910a或910b就可以断开。给定由车辆407及节点406a和406n使用的公共4G/4.5G/5G协议，车辆可以继续经由相同的gNB(不同的外部节点)接收数据，直到到达由所述gNB服务的公共覆盖区域925的边缘。
还应了解，尽管在图9d中描绘为多个链路910a、910b，但是当车辆407在节点的范围内时给定外部节点406a可以利用也可以不利用多个链路来服务车辆407。例如，在一个变体中(且如图所示)，节点406a包含空间分集能力和波束成形，使得车辆407可以经由不同的MIMO或外部节点的其它链(在如此配备时)维持与外部节点406a的连接状态，如图所示。
在另一变体中，如上文所提到，所述另一外部无线电接入节点406n可以是另一车辆(例如，已注册或预订由5G核心403提供的服务)。在一个实施方案中，如果多个车辆在至少一个时间段内以类似速度行驶，那么节点自身也是移动的。因此，在此类情形中，如上文所论述的节点406a和406n之间的越区移交可能不是必需的。经由4G/4.5G/5G链路与另一车辆连接的车辆407可以基于例如以下各项来评估维持或断开与所述另一车辆的连接的必要性：与所述另一车辆的链路的信号强度或信道质量(或其改变或改变速率)、对所述另一车辆的接近度(以及基于其计算出的断开风险；例如，离所述另一车辆越远，发生断开的可能性越大，且车辆应该寻找与另一节点的更好连接)、对参与5G网络的其它车辆(例如，第三车辆)的接近度、对另一非车辆节点406n的接近度或其可用性等等。
此外，通过沿着道路或区域的多个DUe单元，给定CUe 404可以具有关于在任何给定时间点上哪个区域拥有最多车辆的数据，并且因此具有关于对于接近或连接到要利用的外部节点之一的车辆可用的连接的最多/最少数量的数据。CUe可经由与第一无线电节点406a的现有已连接链路将此数据发射到车辆407，以识别要与之建立链路的一或多个最优节点或车辆，和/或可将此数据提供给无线电节点406a-n，以例如使所通知节点中的选定节点在将来某个时间发起与车辆的连接。
如图9d所示，由于如上文所论述的系统的统一公共架构，与MSO网络的给定部分相关联的聚合无线电节点406a-n的“组合”小区覆盖范围相对较大；无论是在WLAN AP还是4G/4.5G/5G外部接入节点(在一个实施例中，可包含图4所示的杆装式装置406a，和/或其它装置，如在蜂窝基站位点处共址的那些装置)下，当车辆保持在由MSO服务的组合小区覆盖区域内时，不需要MSO到MNO(或MNO到MSO)的越区移交。具体地说，借助公共运营商(例如，MSO)和基础设施，可以组合多个移动性接入节点以形成单个小区，从而获得更高的输送量(例如，在小区边缘)和更大的覆盖范围，由此进一步减少甚至避免实体内的越区移交。
方法-
下面的讨论描述了根据本公开的用于实现支持无线(经由例如标准802.11和3PGG协议)的客户端装置在无线数据网络中的无缝移动性的方法，包含网络“路径”或路线确定。
现在参考图10，详细地描述例如图4的架构400内的路径或路线选择的方法1000的一个实施例。如图所示，方法包含根据步骤1002，首先识别将提供数据服务的目标CPEe 413或另一实体牵引(tow)。在一个变体中，此步骤由默认CUe 404的逻辑执行；例如，从其它CUe当中指定在网络内实施方法1000的CUe或符合其它规定标准的CUe。
目标装置或CPEe的标识可以经由例如MAC、IP地址、无线ID(例如，基于3GPP或基于WLAN的ID)或唯一地标识CPEe或其在网络中的位置的其它数据来实现。
接下来，根据步骤1004，识别用于路线确定的最优CUe和/或5GC实体。在图4的架构400的一个变体中，网络内存在多个CUe，且每个CUe可具有与其DUe和/或不被其它CUEe或5GC具有的外部节点406a(以及客户端处所装置，例如CPEe并且甚至UE)相关的数据，例如本地节点布置、服务群组成员、特定分接点的布置等等。同样地，5GC可具有不被每个(或任何)CUe具有的相关数据。因而，步骤1004的逻辑的一个实施方案包含用于评估CUe与目标CPEe(例如，在可能服务目标CPEe的所有或大多数DUe/节点406a上认知的CPEe)的最大相关性的算法，例如经由网络内的拓扑关系。如在此上下文下所使用的，术语“最优”一般地使用且是相对的；例如，选择最优CUe可包含选择多个提示中优化最多的CUe。
接下来，根据步骤1006，通过指定(最优)CUe/5GC处理实体接入拓扑和与路线确定相关的其它可用数据。如上文所提到，此数据可由特定CUe 404和/或5GC保持例如在数据库中。
根据步骤1008，使用所存取数据来确定例如一或多个服务CUe和目标装置(例如，CPEe)之间的一或多个候选路径节点。应了解，所述一或多个服务CUe可包含也可不包含用于路线确定的选定CUE和/或核心。例如，在这样一种情况下，确定CUe是具有用于路线确定的最相关数据的CUe，但它不在数据投递路径内，例如在数据投递路径仅仅朝向网络边缘或经由“雾”节点而确定CUe进一步向内朝向核心的情况下。
可以了解，当承载网络(例如，托管HFC网络)的网络拓扑的复杂性增加并且用户或所服务处所的数量增加时，可以用来发射数据的可能路线的数量也显著增加。当节点(例如，N路分接点和DU/DUe节点406a)的数量在网络内增加时尤其如此；CUe 404和CPEe413之间的数据路径的选项也以指数方式增加，因为网络的不同区段的不同部分可以不同方式组合，然后仍然可以到达相同的“目的地”节点或目标用户装置(例如，CPEe 413)。
因此，在本公开的一个实施例中，路线确定CUe 404可考虑数个网络因素来动态地确定从源(例如，服务器)到目的地(例如，CPEe、网关、用户装置)的最佳或最优数据输送量。在一些变体中，次优路径或路线可以通过平衡以下来确定：(i)存在于每个节点上的计算负载和/或业务负载(这可以通过例如经由报告协议从每个节点例如反馈给CUe 404或5GC403等决策实体的数据来确定)，(ii)每个节点处的软件或硬件能力(例如，流入/下行链路和流出/上行带宽可用性、它可以维持的同时连接的数量、是否支持5G)，(iii)受保护或经加密数据所需的任何认证级别，和/或(iv)每个节点所允许的隐私级别和接入级别(特别是在已选择作为支持5G的节点的移动装置的情况下)，和/或(v)每个节点处的核心(例如，具有MSO或MNO AAA实体)的任何授权要求，以及给定本公开对所属领域的技术人员显而易见的其它因素。
根据步骤1010，其中存在多个可能候选节点(并且因此存在多个可能路线)，确定CUe生成多个路线(步骤1012)。根据步骤1014，CUe 404还可对路线(即，不同路径区段的组合，及机会性客户端装置407等任何中间中继器装置)进行分级或优先级排序。可依据时间或其它参数来执行这一分级，例如通过在沿路发生故障或意外事件(例如，移动节点关闭或移动超出范围)的情况下指定较低优先级路径作为回退；此方法有利地消除了获得源数据和确定此类故障/意外事件的发生的必要性。确切地说，在一个实施方案中，CUe 404或核心403实体确定在规定时间段内保持在作用中(“新鲜”)的路线的优先列表(例如，由序列中的路线内的每个节点的网络地址或另一标识数据指定)；节点离开可用服务区域等意外事件的调用使CUe 404或核心实体搜索所有剩余新鲜路线，以识别对于下一最高优先级路线不利用不可用节点的那些。如果此类路线在新鲜列表中都不可用，那么由CUe/5GC实体生成新列表并实施这个新列表。
在一个实施方案中，用于路线识别/指定的节点识别/命名规则是基于现有3GPP惯例(例如，gNB的惯例，不管有没有本文中先前所述类型的DU/CU“拆分”)。此方法具有在整体3GPP架构(包含MSO部分和非MSO部分)上维持惯例一致性的优点，由此避免了网络边界处的任何不一致性，并且免去了任何地址/命名转换。参见例如以全文引用的方式并入本文中的3GPP TS 32.300V15.0.0(2018-06)，“技术规范-第三代合作伙伴计划；技术规范群组服务和系统方面；电信管理；配置管理(CM)；托管对象的命名惯例(版本15)。”也就是说，MSO可维持使路线命名/地址数据与MSO特定的数据相关的相关或转换数据(例如，在数据库或网络管理软件环境内维持的转换或关联表)，使得AAA、计费等等内部MSO处理程序可与路线识别并行操作，从而进行无线会话管理。例如，可以依据选定路线(或其部分)来调用计费操作或动作，并且MSO可以不利用3GPP命名法或内部寻址以便管理此类计费。
在一个实施例中，可能路线基于在给定DU和CPE(例如，CPEe)之间测量的定时提前(TA)和回程损耗(RL)而优先化。确切地说，在一种情形中，路线基于RL量值和TA稳定性或可预测性的评估而优先化/选择，并相应地分级。例如，在一个实施方案中，最佳或最优路线是具有(i)最小RL值和(ii)在一段时间内符合所规定的最低稳定水平的TA的路线。但是，应了解，可以根据本公开使用其它方法，包含例如基于网络基础设施位置/属性(例如，在基础设施的拓扑内的位置)、对路线(例如，在操作期间不会收回或重新分配的路线)施加控制的能力或给定本公开所属领域的技术人员将会认识到的任何数目的其它因素的那些方法。
在另一实施方案中，CUe可与至少一个其它CUe或其它控制器共享确定这些最优路径的负担。例如，两个或更多个实体(CUe和CUe、CUe和5GC，等等)可分配路径确定的部分，包含将其分配到在网络拓扑内更接近实际路径节点的那些实体，因为更接近的实体表面上具有在每个节点的状态/可用性方面更好的数据，这还减少了此类数据必须进行以转发到适当确定实体的“行程(travel)”数量。因此，在一个变体中，作为每个路径确定过程的一部分，一或多个处理实体首先基于对请求CPEe和/或数据源的初始了解来选择(反之亦然)。如果CUe是路径节点的部分，那么它还可优先选择，并且有效计算包含其中有CUe的那些路径的路径。
另外将了解，执行路径确定的CUe和/或5GC实体可利用实际或预计密度数据作为确定过程的输入。例如，考虑其中所需要的路径包含安置在大都市区附近郊区的共管公寓综合体内的用户处所中的CPEe 413的情况。如果知晓(例如，经由存取密度数据，例如由MSO维持在MSO核心内的集中式数据库中的数据)MSO在所述特定综合体/郊区中具有规定数量的操作性支持5G的CPEe、已选择加入/未退出UE和/或杆装式节点406a，那么它可以即刻校准其路径节点选择标准的级别。简单地说，它可以在其节点选择过程中具有更高的区分性，例如在农村区域路径确定中(即，具有极低人口密度)可能会被包含在路径中的不太理想的候选节点，从而进一步前瞻性地优化用户体验，这主要是由于减少的时延或其它需要的属性。
此外，即使MSO没有维持关于某些装置(例如，与其客户相关联的特定UE)的存在与否的肯定数据，也可以使用CPEe和电杆或类似节点406a的已安装MSO设备基础的密度的了解来推断UE密度，因为使用CPEe的用户例如一般还会拥有个人移动装置，例如智能手机、平板电脑等，这些装置也可以如本文其它地方所述加以利用。
根据步骤1016，选择最高级路线来用于，并且根据步骤1018，建立所述路线(例如，经由去往一或多个DUe和外部节点406a等所涉及节点或选择加入UE或车辆中的第三方等另一UE的传信)以与目标装置(例如，CPEe或UE 407)建立连接。在一个变体中，经由现有3GPP协议来执行此类传信。
在只存在一个候选节点(例如，在现有外部节点或DUe附近的较短路线)的情况下，根据步骤1011生成路线，并且根据步骤1018直接建立路线。
图11说明在例如图9a-9c的上下文中操作图4的架构400的一般化方法的一个实施例。如图所示，方法1100包含根据步骤1102，首先建立对“终端”节点(例如，CPEe413)的服务，例如经由一或多个其它节点(例如，HFC分接点和相关联的服务CUe/DUe)。
接下来，根据步骤1104，建立对外部节点(例如，电杆节点406)的服务，所述外部节点可以如图4中所示出由相同或一或多个其它节点(例如，另一服务CUe/DUe)服务。
接下来，根据步骤1106，在CPEe 413和客户端(例如，UE)407之间建立无线连接，例如经由3GPP协议来实现RRC连接状态。
在步骤1108处，评估客户端装置移动/位置，这可以使用如本文中随后详述的任何数目的不同技术来实现。如果根据步骤1110，确定客户端装置已移动或正在移动，那么根据步骤1112，与一或多个外部节点(例如，杆装式节点406a)建立无线连接。
替代地，如果未检测到移动，那么方法1100返回到步骤1108以随后确定移动(例如，在所规定时间段到期和/或符合一或多个其它标准之后进行确定)。
图12说明在例如图9a-9c的上下文中操作图4的架构400的方法的另一实施例。如图所示，方法1200包含根据步骤1202，首先建立对“终端”节点(例如，CPEe 413)的服务，例如经由一或多个其它节点(例如，HFC分接点和相关联的服务CUe/DUe)。
接下来，根据步骤1204，建立对外部节点(例如，电杆节点406)的服务，所述外部节点可以如图4中所示出由相同或一或多个其它节点(例如，另一服务CUe/DUe)服务。
接下来，根据步骤1206，在CPEe 413和客户端(例如，UE)407之间建立无线连接，例如经由3GPP协议来实现RRC连接状态。
在步骤1208处，评估客户端装置连接，这可以使用如本文中随后详述的任何数目的不同技术来实现(例如，通过UE和/或CPEe进行的RSSI或其它信号测量、BER、PER、数据输送量等)。当信道/连接充分退化(通过例如一或多个参数超过或低于所要值来确定)时，方法1200接着根据步骤1210识别一或多个越区移交或补充候选节点。在一个变体中，此识别是基于对目标装置(例如，CPEe 413)的已知拓扑和/或空间接近度，因为这些外部和其它节点的位置是事先固定的。可替代地(或共同地)，还可包含可变位置或移动节点(例如车辆、其它UE装置)用于候选，例如在具有足够接近度的固定节点的存量有限或不存在或者此类移动装置的使用会提供某一其它益处(例如，支持特定5G NR片层)的情况下。
如果根据步骤1212，识别出一或多个候选节点，那么根据步骤1214，在客户端装置和最佳候选者之间(例如，一或多个外部节点(例如，杆装式节点406a))建立无线连接，并且根据步骤1216，终止现有(已退化)信道。
替代地，如果没有可用的候选节点，那么根据步骤1213，CUe向CPEe传信以修改其操作信道参数中的一或多个，例如调制译码方案(MCS)、空间分集、发射功率、选定频率等等，试图将现有连接恢复到全(或至少更高)容量。
图13说明在例如图9a-9c的上下文中操作图4的架构400的方法的又一实施例。如图所示，方法1300包含根据步骤1302，首先建立对“终端”节点(例如，CPEe 413)的服务，例如经由一或多个其它节点(例如，HFC分接点和相关联的服务CUe/DUe)。
接下来，根据步骤1304，建立对外部节点(例如，电杆节点406)的服务，所述外部节点可以如图4中所示出由相同或一或多个其它节点(例如，另一服务CUe/DUe)服务。
接下来，根据步骤1306，在CPEe 413和客户端(例如，UE)407之间建立无线连接，例如经由3GPP协议来实现RRC连接状态。
在步骤1308处，评估对补充连接的需要，这可包含评估主客户端装置连接，如上文相对于图12所论述。例如，当供(经由基于用户频带的无线链路耦合到CPEe 413的)UE 407的用户使用的应用需要比主链路可提供的更高的带宽或者需要更严格的QoS或时延性能等等时，可能需要补充链路来满足此类要求。类似地，CPEe自身可能需要补充链路，因为要服务例如总体超过主链路的能力的多个UE 407。如将了解，本公开设想此类评估由例如CUe404、CPEe 413或上述各项的组合执行。还可利用其它实体来评估对补充链路的需要，包含服务DUe 409，甚至是5GC内的实体。
当确定需要补充链路时，方法1300接着根据步骤1312，识别一或多个越区移交或补充候选节点(例如，根据图12的步骤1210的过程)并建立链路。例如，补充链路可以是在CPEe 413的足够范围内的外部节点406，例如图9b中所示的外部节点。
根据步骤1314，所述两个(或更多个)链路并行操作，使得能够支持所需要的性能。这可包含如先前描述的数据“拆分”、片层分配到特定链路、特定类型的业务分配到特定链路，等等，如本文中先前所描述。
图14a-14d说明根据本公开的在不同条件下向处所装置提供服务的方法的各种示范性实施方案。
图14a说明用于增强型网络控制器(例如，如上文所论述的CUe 404或作为逻辑实体的gNodeB)使得支持无线的客户端装置在从例如处所内移动到处所外时能够从支持5G的网络不带中断地无缝接收数据的方法1400的一个变体。
在步骤1402处，控制器建立第一网络节点和客户处所设备之间的数据连接。在一个示范性实施例中，第一网络节点包含安装在现有HFC(和/或光学)基础设施中的增强型分布单元(例如，如上文所论述的DUe 409)。DUe是从核心/CUe接收所请求的数据包并将它们投递给一或多个处所或反过来的网络节点。
应了解，5G传输网络中的“回传”和“前传”可以融合到可基于各种因素动态地重新配置且灵活实施的功能拆分型“交叉传输(crosshaul)”。例如，在范围的一端，支持5G的网络可以容纳在例如传统云网络中使用的回传和遗留接入点或基站。在另一端，“雾”网络可配置成通过密集分布的无线电接入节点(例如，(包含DUe)、移动装置、小区和处所设备)交换数据。这些广泛分布的接入节点可以进一步利用接入节点普遍存在的增强通信协议来实现前述超高数据速率和超低时延。“交叉传输”可以具有回传和前传的特性，其中基础设施支持与集中式服务器(例如布置在后端部分)以及各种“边缘”装置的数据交换。例如，不包含在雾中的新数据可以被投递给将数据“种”到一或多个边缘装置的DU/DUe。
返回到示范性实施例，在一个变体中，DUe可以安置成更靠近网络边缘，即，靠近用户处所(例如，住宅)。在不同变体中，DUe的位置更靠近后端。更靠近用户处所的DUe尤其有利于利用已经具有可支持许多DUe模块的现有基础设施使得经由用户的客户端装置能够更快接入网络的稠密区域。基础设施中不具有的位置可能需要数据经受更长的行程到达位置更靠近后端的DUe；但是，此类网络可能不需要通过网络运营商进行很多“增强”。用户经由4G/4.5G/5G连接性仍然可以享有相对有所改善的经验。
在示范性实施例中，控制器404管理在例如核心中的服务器实体或网络中其它地方处存取的数据，并将它投递给一或多个DUe。每个DUe 409配置成将数据投递到处所。在一些变体中，给定DUe可管理服务群组、一组订户或一个类型的内容(例如，视频、音频、游戏内容)。给定处所可经由支持4G/4.5G/5G的增强型客户处所设备(例如，如上文论述且在下文进一步论述的CPEe 413)从DUe接收数据。在一些变体中，DUe可沿着HFC系统的回程或前程连接到处所中的路由器或分路器，路由器或分路器的每个输出连接到CPEe。
在步骤1404处，控制器建立第二网络节点和外部无线电之间的数据连接。在示范性实施例中，第二网络节点是现有HFC架构中的另一增强型分布单元(例如，DUe 409)。外部无线电可以是杆装式(或安装在另一结构上、悬垂、由飞机或自主式无人机携载等)4G/4.5G/5G无线电接入节点(例如，外部无线电接入节点406a)。连接时，外部无线电接入节点从DUe接收数据信号并将信号中继到客户端装置和/或其它无线电接入节点。因为无线电接入节点可与许多其它上游或下游实体交互，所以无线电接入节点可包含存储器存储模块或缓冲器以及处理器设备，用于处理传入和传出数据以及管理存储在存储器中的数据，如下文进一步描述。
在步骤1406处，控制器404(或充当其代理的节点，例如CPEe)确定客户端装置407是否在第一位置处(或以其它方式符合“接近”标准)。第一位置可以指在预定区域的边界内或在与另一网络实体相隔的相对距离或距离范围内的位置。在示范性实施例中，第一位置在处所内在距CPEe(例如，图9b的位置A)的特定距离范围内。CPEe可使用例如本文中其它地方描述的监测技术来测量到客户端装置的距离。在另一实施例中，客户端装置可使用定位系统(例如，GPS)来定位它的大致位置(在误差范围内)。这一所确定的位置还可相对于已建立的实际或人造边界。例如，如果客户端装置在具有一街道地址(例如，梅恩街道123号)的指定区域的边界内，那么客户端装置可认为它处于指定处所内。在一个相关实例中，走到指定区域外(例如，后院区域)的用户可向用户的服务CPEe指示客户端装置不再在第一区域中。
在一些变体中，客户端装置可需要从核心网络/MSO获取的软件(例如，移动应用或app)和/或允许发射位置数据。在其它情况下，客户端装置必须预订由5G网络提供的服务。客户端装置可将此位置信息发射到CPEe，并最终发射到控制器404。
还可通过控制器404(或UE 407自身)根据其它源推断特定位置处的存在，例如经由UE上的加速度计和/或光致/光传感器。例如，具有相对高水平光入射(与在日光下处于室外一致)的移动中UE可与其它状态区分，例如在相对黑暗的环境中没有移动(即，假定用户处于睡眠状态或UE在用户的外套或钱包中)。在UE上使用某些应用或功能也可以用作这种“情境”确定的基础；即，如果用户调用地图或导航应用以获得到某个位置的步行方向，则可以推断他们正在其处所之外行走。当给出本公开时，所属领域的技术人员将理解用于推断用户情境/位置的许多其它此类机制。
在一个实施例中，控制器404(或充当其代理的节点，例如CPEe)周期性地以预定间隔检查客户端装置407的位置。在另一实施例中，动态地确定检查位置的频率。例如，在一个变体中，频率是基于最后确定的客户端装置与CPEe之间的距离和/或趋势(例如，确定客户端或UE 407正在远离CPEe 413触发高频确定)。在一个方法中，当客户端装置移动得距离CPEe较远时，客户端装置的距离与修改连接性的相关性变得更高，如下文将进一步描述。
在另一变体中，使用客户端装置和CPEe之间的链路的信号强度来确定检查频率。在一个实施方案中，如果WLAN或4G/4.5G/5G链路中的任一个的信号强度低于特定阈值，那么这可向控制器404和CPEe指示客户端装置准备离开处所。在另一实施方案中，只考虑WLAN连接的信号强度。在又一实施方案中，可以使用信号强度的改变速率来产生客户端装置正在朝向或远离CPEe移动的推测。如果控制器检测到信号强度(或距离)在一段时间内的下降，那么它可检查客户端装置的位置。
在步骤1408处，如果客户端装置处于第一位置/在第一位置内，如在步骤1406中确定，那么控制器(或充当其代理的节点)经由第一和/或第二无线空中协议在CPEe 413和客户端装置407之间建立数据连接。在示范性实施例中，第一无线协议可以是WLAN协议(例如，Wi-Fi或另一标准802.11协议)。第二无线协议是基于3GPP的协议，用于实现4G/4.5G/5G连接，如本文中其它地方所描述。如下文将进一步描述，每个CPEe和客户端装置具有允许经由这些协议交换数据的一或多个网络接口(RAT)。因此，如果需要，控制器使得数据能够使用WLAN和4G/4.5G/5G协议中的一个或两个发射到客户端装置。但是，在不同实施例中，在任何给定时间可以使用仅3GPP(4G/4.5G/5G)连接或仅WLAN连接，例如可以基于UE 407的电池状况或其它标准来预测。
在一个实施例中，经由WLAN和4G/4.5/5G的数据发射可以是同时的。例如，正由UE407接收/从其发射的所请求数据可以拆分并经由这两个协议投递。此类拆分数据同样可以使用不同时频资源来投递/发射。
在另一实施例中，当客户端装置407完全在室内(即，处于图9b中的位置A)时，只利用WLAN连接。在此情况下，4G/4.5/5G链路可以只在客户端装置足够远(如下文关于步骤1410所描述)或符合其它标准(例如，信号质量或信道参数充分退化)时才实例化。
在步骤1410处，控制器404(或充当其代理的节点，例如CPEe)确定客户端装置是否定位第二位置(或以其它方式符合“接近”标准)。类似于上述第一位置，第二位置可以指在预定区域的边界或与另一网络实体相隔的相对距离或距离范围内的位置。在示范性实施例中，第二位置在处所之外，但是仍然足够靠近处所和/或CPEe(例如，图9b的位置B)。在一个变体中，控制器可使用上文提到的技术基于CPEe的范围而确定客户端装置在第二位置。在另一变体中，控制器可使用可由客户端装置接入的GPS服务基于客户端在预定区域之外(例如，不在街道地址)和/或在另一区域内(例如，在某一街道上)而确定客户端装置在第二位置；控制器可向客户端装置请求此位置信息。另外或者作为上述情况的替代，可以使用信号强度、信道质量或包含上文所描述的推断方法的其它数据，不管是单独还是以各种组合来使用。
如果客户端装置不在第二位置，即，它尚未从第一位置移动到第二位置，那么控制器不进一步进行，而是进入等待状态。客户端装置继续经由WLAN和4G/4.5G/5G连接从CPEe接收数据和/或向其发射数据。
在步骤1412处，如果如在步骤1010中确定，客户端装置在第二位置，那么控制器只经由第二无线协议(例如，经由4G/4.5G/5G)建立CPEe和客户端装置之间的数据连接。也就是说，控制器使CPEe断开经由第一无线协议建立的连接。在示范性实施例中，WLAN连接被切断，并且客户端装置只经由4G/4.5G/5G连接接收数据。
此外，在步骤1414处，控制器经由第二无线协议(例如，4G/4.5G/5G)建立外部网络节点(控制器在步骤1404中将其与DUe连接)和客户端装置之间的新连接。经由外部节点和CPEe(在一些情况下，经由公共波形协议；即4G/4.5G/5G)并行连接到客户端装置是转变的部分，并且实际上使得从第一位置转变到第二位置(及下文的第三位置)。
在步骤1416处，控制器(或充当其代理的节点，例如CPEe)确定客户端装置是否在第三位置(或以其它方式符合“接近”标准)。在各种实施例中，第三位置可以指在CPEe的服务范围之外、在预先确定或动态确定的CPEe范围之外(但是仍然在服务范围内)和/或在外部无线电接入节点(例如，406a)范围内的位置(例如，图9b的位置C)。控制器可基于通过节点获取的数据而了解与外部节点相隔的距离，例如，利用先前提到的监测技术(例如，发送和接收心跳信号)。基于GPS的位置检测也可由客户端装置执行，就像先前描述的示范性推断技术或其它技术一样。
类似于上文所描述的相对于CPEe的距离或信号强度的确定，控制器404可基于相对于外部无线电接入节点406a的距离或信号强度以及(或者替代地)相对于CPEe 413的任何测量值或数据来检查第三位置。
在步骤1418处，控制器使客户端装置在建立与外部节点的连接(例如，实现RRC连接状态)之后与CPEe断开连接，由此完成到室外无线电接入节点的越区移交，客户端经由在步骤1014中创建的补充链路连接到所述室外无线电接入节点。因此，客户端装置开始经由只与室外无线电接入节点进行的4G/4.5G/5G连接而与核心网络交换数据。在一个变体中，通过使用公共4G/4.5G/5G无线协议使得从室内到室外连接的转变无缝。此外，客户端装置可继续使用先前越区移交方法连接到其它室外节点。
还应了解，上述逻辑可以置换；例如，确定第三位置处的存在可以是建立UE 407和外部节点406a之间的连接的依据。
在替代实施例中，越区移交可能只发生在确定与外部无线电接入节点之间的补充链路足够稳健时。例如，补充链路必须具有高于规定阈值的信号/信道质量、信号强度、ping和/或可用信道数量。
控制器可进一步反过来进行以实现去往客户端装置的数据投递的室外到室内的无缝转变，如现在关于图14b所描述。
如图所示，图14b说明增强型网络控制器(例如，如上文所论述的CUe 404或作为逻辑实体的gNodeB)使得支持无线的客户端装置在从处所外移动到处所内时能够从支持5G的网络不带中断地无缝接收数据的示范性方法1420。
在步骤1422处，作为先前关于图14a描述的步骤1402到1418的结果，控制器404已经由第二无线协议(例如，4G/4.5G/5G连接)建立外部无线电接入节点和客户端装置之间的连接。
在步骤1424处，控制器确定客户端装置是否位于第一位置(或以其它方式符合“接近”标准)。在示范性实施例中，第一位置在处所(例如，住宅)之外且足够靠近处所和/或与处所相关联的CPEe，以供与处所相关联的CPEe或上文所描述的其它装置检测。
在一个实施例中，当客户端装置连接到在处所附近或与处所相关联的5G网络的“边缘”的节点或被其检测到(例如，基于如与已知AP或eNB/gNB或WLAN AP的关联、距离、压缩代码、经指派特性边界或其它机制)时，控制器404可向CPEe 413发送指令，周期性地或以动态间隔检查客户端装置407的存在。此类边缘节点可包含与控制器或一或多个DUe 409通信的外部无线电接入节点406a和/或另一客户端装置407n。如在此上下文下所使用的，术语“附近”不限于空间或地理接近，还可包含例如拓扑接近(例如，在相同SG内、在网络上的许多“跃点”内，等等)。靠近与处所相关联的附近边缘节点的客户端装置的存在可向控制器指示客户端装置同样在处所(以及由控制器404服务的其它处所)附近。
在另一实施例中，CPEe可持续检查客户端装置的存在，不管客户端装置是否在附近的确定结果是什么。
如果控制器尚未确定客户端装置在第一位置，即，客户端装置保持在处所“之外”，那么根据步骤1424，控制器(或充当其代理的节点，例如CPEe)继续检查。
如果控制器404确定客户端装置在第一位置，那么在步骤1426处，控制器经由4G/4.5G/5G接口形成CPEe和客户端装置之间的连接，类似于关于图14a的步骤1414所描述的并行连接。数据可以通过控制器或核心网络冗余地或单独地发射到客户端装置。在一个实施方案中，供外部节点和CPEe 413使用的公共4G/4.5G/5G协议进一步促进了当UE正移动到处所中时对用户来说无缝的转变过程。
接下来，在步骤1428处，控制器(或充当其代理的节点，例如CPEe)确定客户端装置是否在第二位置。在示范性实施例中，第二位置完全在处所内。在其它实施例中，第二位置可以相对于CPEe在特定距离、范围、拓扑接近度或信号强度内。
在步骤1430处，如果确定客户端装置在第二位置(例如，处所内部)或以其它方式符合“接近”标准，那么控制器进行从外部无线电接入节点到CPEe的越区移交。换句话说，外部节点之间的4G/4.5G/5G链路断开，而在步骤1426处创建的4G/4.5G/5G链路保持。在这一越区移交过程期间，客户端继续经由4G/4.5G/5G链路与CPEe交换所请求的数据。
在步骤1432处，控制器使CPEe经由WLAN建立链路。在另一实施例中，WLAN连接仅在客户端装置完全在室内时才使用。也就是说，当客户端装置足够靠近CPEe或与其连接时，4G/4.5G/5G链路可以断开连接。在另一实施例中，只利用4G/4.5G/5G连接；即，控制器不指示CPEe与WLAN接口建立链路。这尤其可适用于客户端装置一直在CPEe的范围内外移动的情况，例如，其中客户端装置(例如，汽车、无人机)在相对较短的时间段内可处于较远距离的车辆、自动驾驶或工业实施方案。
相关领域中的普通技术人员应了解，在不同其它实施例中，控制器还可使客户端装置407执行上文所描述的一些或全部步骤和功能，例如，经由通过CPEe 413、外部无线电接入节点406a或网络基础设施内的其它实体(例如，DUe 409)发送的指令。类似地，在其它实施例中，控制器还可使外部无线电接入节点执行上文所描述的一些或全部步骤和功能。
例如，在一个实施例中，客户端装置可依据客户端装置的位置而发起与CPEe和/或外部无线电接入节点的第一和第二无线数据连接，此位置基于例如相对于一或多个网络节点(例如，CPEe、外部无线电接入节点)的GPS信号或信号强度来检测。
在另一实施例中，外部无线电接入节点可在客户端装置在处所之外时发起与客户端装置的补充连接。无线电接入节点还可当装置足够远(例如，在其范围之外；基于来自客户端装置、CPEe或控制器的指令或信息)时断开与客户端装置的链路。给定本公开，其它类似实施例将变得显而易见。
图14c说明用于驻存在用户处所中的消费者处所设备使得支持无线的客户端装置在从处所内移动到处所外时能够从支持5G的网络无缝接收无中断数据的示范性方法1440。
在步骤1442处，消费者处所设备发起与在CPE的服务范围内的移动客户端装置的一或多个无线数据连接。在一个示范性实施例中，CPE是“增强型”处所设备(CPEe)413。作为但仅作为一个实例，CPEe可以是配置成以无线方式通过各种类型的无线空口(包含经由WLAN(例如，Wi-Fi)和基于3GPP的协议(例如，4G、4.5G、5G))接收、包化和发射数字数据和以数字方式呈现的内容的调制解调器装置。因此，所述一或多个无线数据连接中的每一个可以经由CPE上的相应第一和第二无线数据接口来形成，这些接口中的每一个配置成经由相应的第一和第二无线空中协议(例如，WLAN和4G/4.5G/5G)来操作。
CPEe 413从支持5G的核心网络接收数据。数据由例如控制器单元(例如，CUe 404)沿着5G网络的交叉传输投递；但是，网络内的其它节点(例如，DUe、其它客户端装置、外部无线电接入节点或安装在结构上的小型小区)可有助于数据从它的源路由。在另一实施例中，CPEe可经由去往室外天线416的补充输入链路接收数据，所述室外天线还从核心网络接收数据(例如，经由外部无线电接入节点406)。在另一实施例中，处所内可存在通过有线或无线手段向彼此中继数据的多个CPEe 413。集团位置和建筑物等大型处所可使用分布式天线系统(DAS)来链接多个节点(如先前并入本文中的2018年12月11日提交的共同拥有且共同未决的第16/216,835号美国申请案中所论述)。在一些此类多CPEe实施例中，依据成本考虑因素和对稳健覆盖范围和临时冗余(在交换关键或敏感数据时发生局部故障、中断等的情况下)的需要程度，每个CPEe可具有重叠或不重叠的服务区域。例如，本公开还设想使用一个CPEe来覆盖两个或更多个附近处所，例如在共享布置下。
在步骤1444处，CPEe 413监听客户端装置407的位置。在一个实施例中，CPEe可使用广播到客户端装置的信号的往返发射时间来确定位置。在另一实施例中，客户端装置可周期性地经由已建立连接中的一个或两个向CPEe发送基于GPS的位置数据。还可以使用如本文中先前所描述的其它机制(包含例如推断机制)。在一个变体中，通过监测客户端装置的位置，CPEe 413(或指定的确定代理，例如DUe 409或CUe 404)可确定客户端装置的速度、加速度和/或方向(例如，向量)，以便预测未来位置、调用越区移交程序等等，CPEe可进一步确定所述一或多个数据连接的信号强度和其改变速率以推断位置的改变。
CPEe可进一步确定客户端装置在CPEe的特定范围内或经限定位置内(例如，在针对街道地址指定的边界内)的第一位置内，或以其它方式符合“接近”标准。在此情况下，CPEe经由相应的第一和第二无线协议来维持其数据链路。
在步骤1446处，CPEe 413还可确定客户端装置是否朝向在CPEe的不同范围内的第二位置移动，此范围大于与第一位置相关联的范围。在一些变体中，第二位置可以确定为在针对某一位置(例如，街道地址)指定的边界或相对于已知功能点的范围内。例如，如果客户端装置足够接近住宅门(例如，通过GPS地图数据或其它这类手段确定)，那么CPEe可推断出客户端装置正在离开处所。在一个实施方案中，还可考虑客户端装置的移动向量；例如，客户端装置正在朝向处所边界且还在边界或指定功能点(例如，门)的特定距离内。
在步骤1448处，当CPEe根据步骤1444确定客户端装置在第二位置时，CPEe断开第一链路。在示范性实施例中，CPEe断开WLAN链路，以便使客户端装置经由4G/4.5G/5G连接连接到它。4G/4.5G/5G链路不仅可以运载相对于WLAN更大的距离，维持4G/4.5G/5G链路还使得客户端装置能够经由相同4G/4.5G/5G协议接收与支持5G的外部无线接入节点的第三补充数据链路。
在步骤1450处，CPEe确定客户端装置是否经由第三数据链路连接。在示范性实施例中，第三数据链路是来自位于处所之外(例如，在街道上)的外部无线电接入节点的4G/4.5G/5G连接。在同时连接到CPEe 413和外部节点期间，客户端装置经由这些连接中的一个或两个从核心网络接收数据。在一些变体中，数据可以冗余地以一式两份的方式投递或者逐份接收，如上文所描述。
为了确定客户端装置407与另一节点数据通信，CPEe可向与当前连接相关的客户端装置请求连接信息，以经由4G/4.5G/5G链路(或通过第三数据链路)发射到CPEe 413。在一个实施例中，信息可包括列出了可由客户端装置407接入的其它节点的标识和连接状态的数据结构。例如，结构可包括具有使用核心网络可辨识的标识符的字段、元组等的IE(3GPP信息元素)、连接状态、网络地址、信号强度、信道ID、小区ID(CID)、扇区ID(例如，识别相对于外部节点的位置信息；天线的扇区，例如双扇区天线、三扇区天线；所使用的天线类型，例如全向天线)、RNC-ID(无线电网络控制器的ID)。此信息还可任选地与存储在核心或网络中的其它实体处的已知信息匹配，所述其它实体包含至少一些CUe、DUe、CPEe、其它基站或外部节点、5GC等等。在一些变体中，信息可以进行加密(使用AES、PGP或其它算法)和/或散列(使用MD5、SHA、SHA-2或其它算法)，以便维持可连接到其它客户端装置的客户端装置的隐私性。这一受保护的信息可以与所存储的散列值进行比较，和/或使用可用于客户端装置的用户的密钥进行解密。
在另一实施例中，CPEe 413使用类似于上文关于步骤1404所描述的那些技术的技术来确定客户端装置的位置。
在步骤1452处，当确定客户端装置经由第三链路连接到网络(给定连接信息，在上文所论述的步骤1408中确定)时，CPEe通过4G/4.5G/5G协议断开第二无线链路。在另一实施例中，CPEe还考虑到客户端装置的位置。例如，如果CPEe确定客户端装置已连接到通过核心网络辨识出的外部节点且客户端装置在超过CPEe的设定范围的第三位置处的位置(通过例如GPS确定)，那么CPEe发起第二链路(即，4G/4.5G/5G链路)的断开。
因此，客户端装置现在经由其4G/4.5G/5G链路连接到外部无线电接入节点。但是，客户端装置借助经由公共4G/4.5G/5G协议的连接不带中断地接收数据，而无需像先前实施方案在切换不同类型的网络或相同类型的不同托管网络(例如，从WLAN连接切换到蜂窝网络)的情况下那样重新发起不同会话。
图14d说明增强型CPE使得支持无线的客户端装置在从处所外移动到处所内时能够从支持5G的网络不带中断地无缝接收数据的示范性方法1460。
参与5G“雾”网络的与网络的尝试移动到处所中(不管是第一次还是返回到用户住宅中(例如，在图14a的步骤1402到1410之后))的一或多个外部节点(例如，另一客户端装置407n、杆装式无线电接入节点406等等)数据通信的客户端装置还可经受从处所外到室内的无缝转变。在示范性实施例中，连接是经由客户端装置和外部节点上的4G/4.5G/5G协议进行的。
在步骤1462处，CPEe检测客户端装置是否在第一位置，例如，在如上文所描述的处所的边界附近。为了实现这一检测，CPEe可偶尔或周期性地监测它的周围环境，例如以便使用ping、RTT、GPS监测等或使用上文所提到的其它手段来测量附近客户端装置的距离。
在步骤1464处，如果CPEe确定客户端装置在第一位置(或以其它方式符合“接近”标准)，那么CPEe经由上文所描述的无线协议中的一个发起与客户端装置的数据连接。在示范性实施例中，CPEe发起4G/4.5G/5G数据连接，以便维持客户端装置与外部节点参与的无中断数据交换。此4G/4.5G/5G数据连接和预先存在的与外部节点的4G/4.5G/5G连接并行，由此实现通过这两个链路的同时数据传递。
在步骤1466处，CPEe确定客户端装置是否在第二位置。在示范性实施例中，第二位置在处所内。在其它实施例中，此位置可包含由CPEe服务的其它指定区域。
在步骤1468处，CPEe使客户端装置断开与外部节点的链路。在一个变体中，断开连接是由来自CPEe的指令引起的，此指令可由客户端装置读取，例如使用可从核心网络下载的软件应用。在另一变体中，CPEe可请求核心网络的控制器实体(例如，CUe)指示节点断开连接。在另一变体中，客户端装置可允许从距离外部节过远的装置自然地终止连接。
在步骤1470处，任选地，CPEe可发起与另一无线通信协议的连接，例如WLAN，不管与新发起的4G/4.5G/5G连接(步骤1128)是并行地还是分开地。
将认识到，虽然按照方法的步骤的特定顺序描述本公开的某些方面，但这些描述仅说明本公开中的较广泛方法，且可根据特定应用的需要加以修改。在某些情况下，某些步骤可能变得不必要或可选。此外，可将某些步骤或功能性添加至所公开的实施例，或置换执行两个或更多个步骤的次序。认为所有这类变化涵盖于所公开的本公开内并主张于本文中。
虽然以上详细描述已展示、描述并指出适用于各种实施例的本公开的新颖特征，但应了解，所属领域的技术人员可在不背离本公开的情况下对所说明的装置或方法的形式和细节作出各种省略、替换和改变。本描述绝不意味着限制，而是应当视为对本公开的一般原理的说明。应参考权利要求确定本公开的范围。
应进一步了解，虽然本文中所描述的各种方法和设备的某些步骤和方面可由人类执行，但所公开的方面和个别方法和设备通常计算机化/由计算机实施。计算机化设备和方法为出于包含但不限于商业可行性、实用性以及甚至可行性(即，某些步骤/处理程序无法仅由人类以任何可行方式执行)的任何数目个原因全部实施这些方面所必需。
Claims (22)
1.一种操作射频RF网络使得现有电缆系统基础设施用于实现客户端装置的网内移动性的方法，所述方法包括：
在所述现有电缆系统基础设施的至少一部分上发射正交频分复用OFDM波形；
经由安置在一处所处的处所装置接收所发射的OFDM波形的至少一部分；
经由在所述处所外部的无线电装置接收所述所发射的OFDM波形的至少一部分；
实现所述客户端装置和所述处所装置之间的射频连接的建立；
确定所建立的射频连接(i)正在退化和/或(ii)未被优化；以及
基于所述确定，建立所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的射频连接,
其中(i)所述客户端装置和所述处所装置之间及(ii)所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的所述射频连接分别实现由所述处所装置接收的所述OFDM波形的至少第一部分和由在所述处所外部的所述无线电装置接收的所述OFDM波形的至少第二部分给所述客户端装置的至少投递，所实现的至少投递支持满足与所述OFDM波形中携带的用户平面数据相关的一或多项服务质量(QoS)或体验质量(QoE)要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述现有电缆系统基础设施包括混合式光纤同轴电缆HFC基础设施，且
其中所述发射包括至少使用在频率上比所述现有电缆系统基础设施的正常操作频段宽的频带发射。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
(i)所述客户端装置和所述处所装置之间的所述射频连接及(ii)所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的所述射频连接中的至少一个配置成以超过1Gbps的速率进行数据投递，且
在频率上比所述现有电缆系统基础设施的正常操作频段宽的所述频带包括总计至少1.6GHz的带宽的频带。
4.根据权利要求3所述的方法，其另外包括将总计至少1.6GHz的带宽的所述频带分配给两个或更多个子带。
5.根据权利要求1所述的方法，其另外包括：
在所述处所外部的所述无线电装置和所述客户端装置之间的所述射频连接已经建立之后终止所述处所装置和所述客户端装置之间的所述射频连接；以及
使去往所述客户端装置的所有OFDM波形发射到在所述处所外部的所述无线电装置。
6.根据权利要求1所述的方法，其另外包括将经由所述处所装置接收的所述OFDM波形的所述至少一部分升频转换为用户频带。
7.根据权利要求6所述的方法，其另外包括将经由在所述处所外部的所述无线电装置接收的所述OFDM波形的所述至少一部分升频转换为所述用户频带。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述处所装置和所述客户端装置之间及在所述处所外部的所述无线电装置和所述客户端装置之间的所述射频连接的建立各自包括经由第三代合作伙伴计划3GPP无线协议的建立，并且所述用户频带包括指定与至少一个3GPP未经许可的标准一起使用的至少一个未经许可频率。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个3GPP未经许可的标准包括以下中的至少一个：(i)5G新无线电未经许可NR-U标准，或(ii)长期演进LTE未经许可的标准。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述在所述现有电缆系统基础设施的至少一部分上发射正交频分复用OFDM波形包括在至少同轴电缆上且经由与所述同轴电缆相关联的多个放大级发射所述OFDM波形。
11.一种操作射频RF网络使得现有基础设施用于实现客户端装置的网内移动性的方法，所述方法包括：
在所述现有基础设施的至少一部分上至少使用在频率上比所述现有基础设施的正常操作频段宽的频带发射正交频分复用OFDM波形；
经由安置在一处所处的处所装置接收所发射的OFDM波形的至少一部分；
经由在所述处所外部的无线电装置接收所述所发射的OFDM波形的至少一部分；
实现所述客户端装置和所述处所装置之间的射频连接的建立；
确定所建立的射频连接(i)正在退化和/或(ii)未被优化；以及
基于所述确定，建立所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的射频连接；
其中(i)所述客户端装置和所述处所装置之间及(ii)所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的所述射频连接分别实现由所述处所装置接收的所述OFDM波形的至少第一部分和由在所述处所外部的所述无线电装置接收的所述OFDM波形的至少第二部分给所述客户端装置的至少投递，所实现的至少投递支持满足与所述OFDM波形中携带的用户平面数据相关的一或多项服务质量(QoS)或体验质量(QoE)要求。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述现有基础设施包括混合式光纤同轴电缆HFC基础设施，并且(i)所述客户端装置和所述处所装置之间的所述射频连接及(ii)所述客户端装置和在所述处所外部的所述无线电装置之间的所述射频连接中的至少一个配置成以超过1Gbps的速率进行数据投递。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在频率上比所述现有基础设施的正常操作频段宽的所述频带包括总计至少1.6GHz的带宽的频带。
14.根据权利要求13所述的方法，其另外包括将总计至少1.6GHz的带宽的所述频带分配给两个或更多个子带。
15.根据权利要求11所述的方法，其另外包括：
在所述处所外部的所述无线电装置和所述客户端装置之间的所述射频连接已经建立之后终止所述处所装置和所述客户端装置之间的所述射频连接；以及
使去往所述客户端装置的所有OFDM波形发射到在所述处所外部的所述无线电装置。
16.根据权利要求11所述的方法，其另外包括将经由所述处所装置接收的所述OFDM波形的所述至少一部分升频转换为用户频带。
17.根据权利要求16所述的方法，其另外包括将经由在所述处所外部的所述无线电装置接收的所述OFDM波形的所述至少一部分升频转换为所述用户频带。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述处所装置和所述客户端装置之间及在所述处所外部的所述无线电装置和所述客户端装置之间的所述射频连接的建立各自包括经由第三代合作伙伴计划3GPP无线协议的建立，并且所述用户频带包括指定与至少一个3GPP未经许可的标准一起使用的至少一个未经许可频率。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述至少一个3GPP未经许可的标准包括以下中的至少一个：(i)5G新无线电未经许可NR-U标准，或(ii)长期演进LTE未经许可的标准。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述在所述现有基础设施的至少一部分上至少使用在频率上比所述现有基础设施的正常操作频段宽的频带发射正交频分多路复用OFDM波形包括至少在同轴电缆上并且经由与所述同轴电缆关联的多个放大级发射所述OFDM波形。
21.一种操作内容分布网络的方法，所述方法包括：
经由所述内容分布网络的至少一射频介质将波形投递到安置在一处所处的第一节点；
实现无线用户装置和所述第一节点之间的第一无线通信会话，所述第一无线通信会话实现所述波形到所述无线用户装置的投递；
确定迫使所述无线用户装置从所述第一节点越区移交的条件；
经由所述内容分布网络的至少一射频介质将波形投递到安置在所述处所外部的第二节点；
创建所述无线用户装置和所述第二节点之间的无线连接；
使所述第一无线通信会话从所述第一节点越区移交到所述第二节点；以及
经由所述无线用户装置和所述第二节点之间的所述无线连接继续操作所述第一无线通信会话，所述继续操作包括继续所述波形到所述无线用户装置的投递，
其中所述继续操作实现由所述第二节点接收的所述波形到所述无线用户装置的至少投递，所实现的至少投递支持满足与所述波形中携带的用户平面数据相关的一或多项服务质量(QoS)或体验质量(QoE)要求。
22.根据权利要求21所述的方法，其另外包括从多个候选节点中选择所述第二节点，所述选择至少基于(i)相对于所述处所的空间或物理位置和/或(ii)所述内容分布网络内的拓扑位置中的至少一个。
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