CN112514302A

CN112514302A - 用于动态载波聚合控制的方法和设备

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Publication number: CN112514302A
Application number: CN201980044856.XA
Authority: CN
Inventors: 杰弗里·威廉·维尔塔宁; 张艺海; 穆罕默德·卡莱杜·伊斯兰
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-03-16
Also published as: US20200007278A1; DE112019002931T5; WO2020010085A1

Abstract

一种系统，包括处理器，所述处理器被配置为使用车辆连接选项接收数据传送请求。所述处理器还被配置为基于至少为所述连接选项供电的功率电平来确定是否应使用载波聚合来满足所述请求。所述处理器进一步被配置为至少部分地基于所述载波聚合确定的结果而使用或不使用载波聚合来满足所述请求。

Description

用于动态载波聚合控制的方法和设备

技术领域

说明性实施例总体上涉及用于动态载波聚合控制的方法和设备。

背景技术

蜂窝和无线技术的进步为作为车内体验的一部分的连接解决方案提供了机会。车辆可利用用户的蜂窝装置，或者车辆可使用车载远程信息处理控制单元。

载波聚合是由第三代合作伙伴计划(3GPP)针对长期演进(LTE)网络定义的特征，目的是增加蜂窝装置的可用带宽，进而增加数据速率。蜂窝网络提供商可具有数个频率，这些频率可聚合以提供增加的带宽分配。虽然这提高了吞吐量，但是此解决方案也需要更多功率。根据聚合的类型，每个载波的添加通常导致蜂窝装置的功率消耗增加50％至70％。载波聚合可包括来自单个频带或多个频带的连续或非连续频率(称为分量载波)；它可以是上行链路上的载波(称为上行链路载波聚合)或下行链路上的载波(称为下行链路载波聚合)。

发明内容

在第一说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为使用车辆连接选项接收数据传送请求。所述处理器还被配置为基于至少为所述连接选项供电的功率电平来确定是否应使用载波聚合来满足所述请求。所述处理器进一步被配置为至少部分地基于所述载波聚合确定的结果而使用或不使用载波聚合来满足所述请求。

在第二说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为接收数据传送请求。所述处理器还被配置为确定请求特性对应于至少一个预定义聚合特性，所述至少一个预定义聚合特性包括关于是否应使用载波聚合来满足具有所述特性的请求的指示。此外，所述处理器被配置为基于由所述预定义聚合特性指示的所述聚合来满足所述请求。

在第三说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为接收数据传送请求。所述处理器还被配置为：至少基于与用于使用载波聚合的一个或多个预定义条件相对应的环境数据而确定所述载波聚合适用于处置所述请求；并且响应于所述确定，使用载波聚合来处理所述请求。

附图说明

图1示出说明性车辆计算系统；

图2示出用于聚合决策制定的说明性过程；

图3示出用于聚合请求处置的说明性过程；

图4示出用于进行聚合的说明性过程；并且

图5示出用于基于非功率因素的聚合的说明性过程。

具体实施方式

根据要求，本文公开了详细实施例；然而应理解，所公开的实施例仅仅是说明性的并且可以不同和可选形式包含在内。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式应用所要求保护的主题的代表性基础。

图1示出车辆31的基于车辆的计算系统(vehicle based computing system，VCS)1的示例性框式拓扑图。这种基于车辆的计算系统1的示例是由福特汽车公司制造的SYNC系统。通过基于车辆的计算系统启用的车辆可包含位于车辆中的视觉前端接口4。如果接口设置有例如触摸屏显示器，则用户也可能够与接口交互。在另一说明性实施例中，通过按钮按压、具有自动语音识别的口语对话系统和语音合成来进行交互。

计算系统可包括远程信息处理控制单元(TCU)，其可使用车载调制解调器或远程无线连接装置来建立与更广泛网络的远程连接。在此示例中，TCU可根据所描述的示例等来控制载波聚合。TCU可负责多种远程信息处理相关的功能，并且不限于仅仅制定载波聚合决策。

在图1所示的说明性实施例1中，处理器3控制基于车辆的计算系统的操作的至少一些部分。设置在车辆内的处理器允许对命令和程序进行车载处理。此外，处理器连接到非持久性存储装置5和持久性存储装置7两者。在此说明性实施例中，非持久性存储装置是随机存取存储器(RAM)，并且持久性存储装置是硬盘驱动器(HDD)或快闪存储器。通常，持久性(非暂时性)存储器可包括当计算机或其他装置断电时维持数据的所有形式的存储器。这些存储器包括但不限于HDD、CD、DVD、磁带、固态驱动器、便携式USB驱动器，以及任何其他合适形式的持久性存储器。

处理器还设置有数个不同的输入端，从而允许用户与处理器交互。在此说明性实施例中，传声器29、辅助输入端25(用于输入端33)、USB输入端23、GPS输入端24、屏幕4(其可以是触摸屏显示器)和蓝牙输入端15都有提供。还提供输入端选择器51，以允许用户在各种输入端之间调换。到传声器和辅助连接器两者的输入由转换器27从模拟转换成数字，之后才传递到处理器。虽然未示出，但与VCS通信的众多车辆部件和辅助部件可使用车辆网络(诸如但不限于CAN总线或以太网)来向和从VCS(或其部件)传递数据。

所述系统的输出端可包括但不限于视觉显示器4和扬声器13或立体声系统输出端。扬声器连接到放大器11，并且通过数模转换器9从处理器3接收其信号。输出还可沿着19和21处分别示出的双向数据流传输到诸如PND 54的远程蓝牙装置或者诸如车辆导航装置60的USB装置。

在一个说明性实施例中，系统1使用蓝牙收发器15与用户的漫游装置53(例如，蜂窝电话、智能电话、PDA或具有无线远程网络连接的任何其他装置)通信17。然后，漫游装置(下文称为ND)53可用于通过例如与蜂窝塔57进行通信55来与车辆31外部的网络61进行通信59。在一些实施例中，塔57可以是Wi-Fi接入点。

ND 53和蓝牙收发器15之间的示例性通信由信号14表示。

可通过按钮52或类似输入端来指示使ND 53和蓝牙收发器15进行配对。因此，CPU被指示将使车载蓝牙收发器与漫游装置中的蓝牙收发器进行配对。

数据可利用例如数据计划、声载数据或与ND 53相关联的DTMF音调在CPU 3与网络61之间传送。替代地，可能期望包括具有天线18的车载调制解调器63，以便通过音频带在CPU 3与网络61之间传送16数据。然后，ND 53可用于通过例如与蜂窝塔57进行通信55来与车辆31外部的网络61进行通信59。在一些实施例中，调制解调器63可与塔57建立通信20，以用于与网络61通信。作为非限制性示例，调制解调器63可以是USB蜂窝调制解调器，并且通信20可以是蜂窝通信。

在一个说明性实施例中，处理器设置有操作系统，所述操作系统包括用于与调制解调器应用软件进行通信的API。调制解调器应用软件可访问蓝牙收发器上的嵌入式模块或固件，以完成与远程蓝牙收发器(诸如在漫游装置中发现的收发器)的无线通信。蓝牙是IEEE 802PAN(个域网)协议的子集。IEEE 802LAN(局域网)协议包括Wi-Fi，并且与IEEE802PAN具有相当大的交叉功能。两者都适用于在车辆内进行无线通信。可在此领域中使用的另一种通信手段是自由空间光通信(诸如IrDA)和非标准化消费者IR协议。

在另一个实施例中，ND 53包括用于音频带或宽带数据通信的调制解调器。在声载数据实施例中，当漫游装置的所有者能够在传送数据时通过装置进行谈话时，可实施称为频分复用的技术。在其他时候，当所有者未使用装置时，数据传送可使用整个带宽(在一个示例中为300Hz至3.4kHz)。虽然频分复用对于车辆与互联网之间的模拟蜂窝通信可能是常见的，并且仍在使用，但是它在很大处程度上已经被用于数字蜂窝通信的码域多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、空间域多址(SDMA)、正交频分多址(OFDMA)的混合替代。如果用户具有与漫游装置相关联的数据计划，则数据计划可能允许宽带传输，并且所述系统可使用宽得多的带宽(从而加速数据传送)。在又一实施例中，ND53被安装到车辆31的蜂窝通信装置(未示出)替代。在再又一实施例中，ND 53可以是能够通过例如(但不限于)802.11g网络(即，Wi-Fi)或Wi-Max网络通信的无线局域网(LAN)装置。

更进一步，车辆可包括车载调制解调器，其可具有如先前所讨论的由TCU控制的载波聚合。调制解调器可支持通过各种蜂窝无线电接入技术诸如GSM、WCDMA、LTE进行通信。调制解调器可提供远程接入能力，并且可具有与其相关联的其自己的蜂窝SIM配置文件。此配置文件可与如本文所讨论的载波聚合结合使用，以根据功率约束来控制带宽。

在一个实施例中，传入数据可经由声载数据或数据计划传递通过漫游装置，通过车载蓝牙收发器并进入车辆的内部处理器3。例如，在某些临时数据的情况下，数据可存储在HDD或其他存储介质7上，直到不再需要数据时为止。

可与车辆交互的另外的源包括具有例如USB连接56和/或天线58的个人导航装置54、具有USB 62或其他连接的车辆导航装置60、车载GPS装置24，或者具有与网络61的连接的远程导航系统(未示出)。USB是一类串行联网协议中的一种。IEEE 1394(FireWire^TM(苹果)、i.LINK^TM(索尼)和Lynx^TM(德州仪器公司))、EIA(电子工业协会)串行协议、IEEE 1284(并口端口)、S/PDIF(索尼/飞利浦数字互连格式)和USB-IF(USB开发者论坛)形成装置间串行标准的主干。大多数协议可实现用于电通信或光通信。

此外，CPU可与多种其他辅助装置65进行通信。这些装置可通过无线连接67或有线连接69进行连接。辅助装置65可包括但不限于个人媒体播放器、无线保健装置、便携式计算机等。

此外或替代地，CPU可使用例如Wi-Fi(IEEE 803.11)71收发器而连接到基于车辆的无线路由器73。这可允许CPU连接到在本地路由器73的范围内的远程网络。

除了具有由位于车辆中的车辆计算系统执行的示例性过程之外，在某些实施例中，所述示例性过程还可由与车辆计算系统进行通信的计算系统来执行。这种系统可包括但不限于无线装置(例如但不限于移动电话)或通过无线装置连接的远程计算系统(例如但不限于服务器)。此类系统可统称为车辆相关联计算系统(vehicle associated computingsystems，VACS)。在某些实施例中，VACS的特定部件可依据所述系统的特定实施方式来执行过程的特定部分。作为示例而非限制，如果过程具有与配对的无线装置发送或接收信息的步骤，则无线装置很可能未正在执行所述过程的所述部分，因为无线装置不会与自己“发送并接收”信息。本领域普通技术人员将理解何时将特定计算系统应用于给定解决方案是不合适的。

在本文讨论的每个说明性实施例中，示出可由计算系统执行的过程的示例性的非限制性示例。关于每个过程，执行所述过程的计算系统可以为了执行所述过程的有限目的而变为被配置为用于执行所述过程的专用处理器。所有过程不需要完整地执行，并且被理解为是可执行以实现本发明的要素的过程类型的示例。可根据需要在示例性过程中添加或移除附加步骤。

关于在示出说明性过程流程的附图中描述的说明性实施例，应注意，出于执行由这些附图示出的一些或所有示例性方法的目的，可暂时启用通用处理器作为专用处理器。当执行提供执行所述方法的一些或所有步骤的指令的代码时，处理器可暂时改变用途作为专用处理器，直到所述方法完成为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置处理器起作用的固件可致使处理器充当为执行所述方法或其一些合理变型而提供的专用处理器。

存在许多可考虑功率与吞吐量的车内连接解决方案。例如，如果车辆处于低功率状态，并且需要电池电力来行驶，则聚合载波可能对已经有限的功率储备造成另外的压力。以类似的方式，如果车辆正在使用用户蜂窝装置而不是车载调制解调器进行连接，则车辆可能希望限制功率使用以便不会完全耗尽用户装置。在这种情况下，同样地，载波聚合是可根据保持功率的期望来考虑的折衷。

另一方面，如果车辆“需要”使用蜂窝装置来快速获得信息(例如，立即导航数据)，则功率使用可能是值得折衷的，因为车辆可能够在没有蜂窝装置(即，如果请求和满足所述请求的聚合完全耗尽蜂窝装置)的情况下起作用。因此，在一些情况下，请求的性质可胜过节省功率的期望。

说明性实施例根据功率约束和考虑提供动态载波聚合，从而允许车辆或其他车辆连接的装置在需要时根据不同场景确定是否聚合载波。

图2示出用于聚合决策制定的说明性过程。在此说明性示例中，过程接收201将利用车外数据传送的请求。这可以是来自车辆系统或电子控制单元(ECU)的请求、来自应用程序的请求等。所述请求可来自车载源或车辆连接的源(例如，使用车辆调制解调器进行连接的蜂窝装置)。基于服务所述请求所需的预计数据量或数据的请求速度或紧急性203，所述过程可确定聚合是否适当。车辆可自确定数据量或所需速度，或者请求实体可将这些预计或要求中的一者或多者附加到请求。

在此示例中，如果数据是可以在没有聚合的情况下容易地或适当地满足的“标准”数据请求，则所述过程禁用(或不使用)207聚合来满足请求。这有助于将功率使用保持在最低，同时仍满足请求。

另一方面，如果聚合是适当的，则所述过程确定车辆电池205是否可支持满足请求可能所需的功率量，而不妨碍任何关键车辆系统的使用(例如，成功完成旅程)。以类似的方式，如果此过程在移动装置上或结合移动装置执行，则所述过程可确定移动装置电池是否将具有足以完成请求的电量。用户可能已经设定某些电池最小值，或者“最小值”可能是电池是否将完全耗尽。

如果电池不能支持请求，则所述过程通知209用户可通过聚合来满足请求，但是电池(车辆、电话等)可能基于请求满足而被消耗超过推荐点。也可在没有聚合的情况下尝试请求，但是所述过程可通知用户可能无法完成请求。如果用户选择213超驰电池约束，则所述过程可继续进行聚合211，其方式与以下情况时相同：如果电池保持足以避免警告的电量，则所述过程可提供聚合211。

图3示出用于聚合请求处置的说明性过程。在此说明性示例中，所述过程处置来自尝试使用载波聚合的应用程序或远程信息处理单元(或其他过程)的特定请求。因此，如果应用程序、ECU等自确定其“需要”聚合，则请求可简单地以具有聚合指令的数据请求的形式出现。如果在与做出关于聚合可允许性的确定的地方(例如，请求使用车辆TCU和调制解调器的蜂窝电话)不同的地方做出关于聚合需要的确定，则此过程可以是有用的。

这里，所述过程接收301使用载波聚合的请求。在此示例中，所述过程将检查303为连接供电的电池的电池参数，但是也可考虑其他参数，如本文稍后所讨论。在此示例中，如果电池寿命/电量高于预定可允许阈值305，则所述过程可批准311请求。阈值可基于请求关键性而变化，并且还可基于所请求的数据量而变化。此外，考虑因素可能不是当前电池电量，而是请求完成之后的预计电池电电量。

在此示例中，如果电池电量不足，则所述过程可呈现307超驰选项，这可允许用户指定应超驰309低电池约束。如果用户选择超驰低电池约束，则所述过程可批准311请求。

即使用户不选择超驰电池约束，所述过程也可具有自动超驰313，这基于请求的关键性或其他因素(诸如关于图5所讨论的那些)来超驰约束。如果不存在超驰，则可拒绝315请求。如果满足与请求或请求类型相关联的自动超驰条件，则所述过程可批准311聚合请求，而不管电池约束。

图4示出用于进行聚合的说明性过程。在此说明性示例中，所述过程允许配置某些请求或请求实体的超驰参数，以及针对那些请求或实体配置何时应或不应应用聚合。例如，用户可将“紧急”请求默认配置为非聚合请求，以在响应者情况期间保持最大电池寿命。以类似的方式，所述系统可将系统更新请求配置为始终使用聚合(这些仅仅是说明性示例)，使得尽可能快地下载完全更新。

如果请求完成是需要在最短时间量内完成的高可能性的“关键完成”405，则所述过程可添加聚合411作为满足这些请求的默认设置。如果用户指示聚合是优选的407，则所述过程还可将聚合添加作为所述过程的请求或所讨论的请求。单个过程或ECU可具有与其相关联的聚合和非聚合两种性质的请求。在此示例中，如果没有添加聚合的明确原因，则所述过程可默认409为无聚合设置。

图5示出用于基于非功率因素的聚合的说明性过程。在此示例中，考虑到信号强度下降的情况，但是也可考虑可能影响传送完成的类似因素(例如，目的地抵达和随后的断电)。即使是可能导致信号丢失的场景(例如，值得注意的天气，或预期的高网络使用率(诸如在体育事件中))也可作为考虑的基础。

在此示例中，所述过程接收501请求，并且所述过程检查503即将到来的路线。在此示例中，所述过程可访问指示已知的信号强度和下降区域的数据库(这可以是由网络提供商提供的、众包的等)。众包数据可用于确定非预期和实时网络可用性，使得可适应一次性信号丢失事件(体育事件等)。

如果所述过程检测到505可能的载波下降情况，则所述过程可确定在发生信号丢失之前是否需要或可能需要聚合509来满足请求。如果需要聚合(和/或可允许聚合)，则所述过程可进行511聚合。如果不需要聚合，或者如果没有预计的即将到来的信号丢失，则所述过程可针对所述请求使用507标准处置。由于可使得所述过程能够对动态(例如，众包)信号变化作出反应，因此所述过程可根据需要进行聚合，即使非预期的信号下降即将到来也是如此。

说明性实施例允许通过考虑应用载波聚合以可对请求类型、请求大小、请求关键性、请求实体以及甚至环境变化作出反应的方式来智能地处置请求。相对于仅仅默认地聚合或不聚合载波的系统，这可改善载波聚合的使用并且允许提高电池寿命。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述本发明的所有可能形式。相反，本说明书中所使用的字词为描述性而非限制性的字词，并且应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外，各种实现实施例的特征可以逻辑方式组合以产生本文所描述的实施例的情境上合适的变型。

Claims

1.一种系统，其包括：

处理器，所述处理器被配置为：

使用车辆连接选项接收数据传送请求；

基于至少为所述连接选项供电的功率电平来确定是否应使用载波聚合来满足所述请求；以及

至少部分地基于所述载波聚合确定的结果而使用或不使用载波聚合来满足所述请求。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述车辆连接选项包括车载调制解调器。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述功率电平是车辆电源的功率电平。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述车辆连接选项包括提供与所述车辆的远程连接的无线连接的蜂窝电话。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述功率电平是电话电池的功率电平。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为：

确定是否存在使所述请求符合预定义聚合决策的次级特性；以及

基于所述载波聚合确定的所述结果和所述预定义聚合决策来满足所述请求，如果所述聚合决策指示与所述载波聚合确定不同的聚合使用，则优先考虑所述预定义聚合决策。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述次级特性是与所述请求包括在一起的请求关键性。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述次级特性是关于所述请求所源自的并且所述处理器所知道的实体预定义的。

9.如权利要求6所述的系统，其中所述次级特性是针对环境条件预定义的，并且由所述处理器基于环境条件来确定。

10.如权利要求6所述的系统，其中所述次级特性是针对路线条件预定义的，并且由所述处理器基于当前路线条件来确定。

11.一种系统，其包括：

处理器，所述处理器被配置为：

接收数据传送请求；

确定请求特性对应于至少一个预定义聚合特性，所述至少一个预定义聚合特性包括关于是否应使用载波聚合来满足具有所述特性的请求的指示；并且

基于由所述预定义聚合特性指示的所述聚合来满足所述请求。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述次级特性包括请求类型。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述请求类型包括紧急服务类型。

14.如权利要求12所述的系统，其中所述请求类型包括系统关键下载类型。

15.如权利要求11所述的系统，其中所述请求特性包括与请求发起实体相关联的特性，与所述实体相关联的所述特性是所述处理器已知的。

16.如权利要求11所述的系统，其中所述请求特性包括预计传送大小。

17.一种系统，其包括：

处理器，所述处理器被配置为：

接收数据传送请求；

至少基于与用于使用载波聚合的一个或多个预定义条件相对应的环境数据来确定所述载波聚适用于处置所述请求；并且

响应于所述确定，使用载波聚合来处理所述请求。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述环境数据包括预计所述车辆在预计完成所述请求之前到达的具有已知信号损失的区域。

19.如权利要求17所述的系统，其中所述环境数据包括预计所述车辆在预计完成所述请求之前到达的预计影响信号可用性的天气。

20.如权利要求17所述的系统，其中所述环境数据包括预计所述车辆在预计完成所述请求之前到达的目的地。