CN114900858A - 用于无线电通信的方法和设备 - Google Patents

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CN114900858A CN202210344498.8A CN202210344498A CN114900858A CN 114900858 A CN114900858 A CN 114900858A CN 202210344498 A CN202210344498 A CN 202210344498A CN 114900858 A CN114900858 A CN 114900858A
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玛鲁蒂·古普塔
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希尔帕·塔瓦尔
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于志斌
罗伯特·宙斯
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乌韦·克莱曼
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Abstract

本文公开了用于无线电通信的方法和设备。一种通信设备可包括处理器,该处理器被配置为:在无线电信道上从终端设备接收第一波形格式的上行链路无线电发送,该上行链路无线电发送指示该通信设备将该上行链路无线电发送转发到网络接入节点;并且在该无线电信道上在带有第二波形格式的前导码以保护该上行链路无线电发送免遭冲突的情况下向网络接入节点发送该上行链路无线电发送。

Description

用于无线电通信的方法和设备
本申请是申请号为201780081641.6(PCT国际申请号 PCT/US2017/067466)、申请日为2017年12月20日、名称为“用于无线电通信的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月30日递交的美国专利申请序列号62/440,501 的优先权,该美国专利申请被通过引用完全并入在此。
技术领域
各种方面概括而言涉及用于无线电通信的方法和设备。
背景技术
端到端通信网络除了有线通信网络之外也可包括无线电通信网络。无线电通信网络可包括网络接入节点(例如,基站、接入点等等)和终端设备(例如,移动电话、平板设备、膝上型电脑、计算机、物联网(Internet of Things,IoT)设备、可穿戴设备、可植入设备、机器型通信设备等等以及运载工具(例如,小汽车、卡车、公共汽车、自行车、机器人、摩托车、火车、轮船、潜艇、无人机、飞机、气球、卫星、宇宙飞船)、机器型通信设备等等),并且可提供无线电接入网络来供这种终端设备与其他终端设备通信或者经由网络接入节点接入各种网络。例如,蜂窝无线电通信网络可提供蜂窝基站的系统,这些蜂窝基站为区域内的终端设备服务以提供与其他终端设备的通信或者对诸如语音、文本、多媒体、因特网等等之类的应用和服务的无线电接入,而诸如无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)网络之类的短程无线电接入网络可提供WLAN接入点 (access point,AP)的系统,这些WLAN AP可提供对WLAN网络或者诸如蜂窝网络或有线通信网络之类的其他网络内的其他终端设备的接入。
发明内容
根据一种实施例,一种通信设备包括:控制器,被配置为:识别终端设备的指示所述终端设备的功率要求或连接要求的操作简档;从多个信道类型中选择信道类型;并且基于所述操作简档从与无线电接入网络相关联的多个物理信道配置中识别用于所述信道类型的物理信道配置;以及无线电收发器,被配置为根据所述物理信道配置来发送或接收数据。
附图说明
在附图中,相似的附图标记一般在不同的视图中始终指代相同的部件。附图不一定是按比例的。反而,附图一般会强调一个或多个特征。在接下来的描述中,参考以下附图描述了本公开的各种方面,附图中:
图1根据一些方面示出了示范性无线电通信系统,其包括终端设备、也充当接入节点的终端设备、无线链路和标准、网络接入节点、服务器、网关/互换装置和骨干基础设施;
图2根据一些方面示出了示范性无线电通信网络;
图3根据一些方面示出了终端设备的示范性内部配置;
图4根据一些方面示出了用于无线电通信的第一示范性时间-频率资源网格;
图5根据一些方面示出了示范性传输到物理信道映射;
图6根据一些方面示出了用于无线电通信的第二示范性时间-频率资源网格;
图7根据一些方面示出了用于无线电通信网络的示范性网络场景;
图8根据一些方面示出了用于无线电通信的第三示范性时间-频率资源网格;
图9根据一些方面示出了用于无线电通信的第四示范性时间-频率资源网格;
图10根据一些方面示出了与在可用信道实例之间进行选择有关的示范性方法;
图11根据一些方面示出了具有低功率无线电接入系统的终端设备的示范性内部配置;
图12根据一些方面示出了与提供多个信道实例有关的示范性方法;
图13根据一些方面示出了网络接入节点的示范性内部配置;
图14根据一些方面示出了用于向请求方终端设备提供信道配置信息的示范性方法;
图15根据一些方面示出了与用于选择和附接到信道实例的过程有关的示范性消息序列图;
图16根据一些方面示出了用于操作终端设备的示范性方法;
图17根据一些方面示出了用于操作一个或多个网络接入节点的示范性方法;
图18根据一些方面示出了用于选择随机接入发送功率的示范性方法;
图19根据一些方面示出了使用模块化的物理层处理模块的示范性内部配置;
图20根据一些方面示出了与用于为模块化物理层处理模块布置调度设置的过程有关的示范性消息序列图;
图21根据一些方面示出了用于操作通信模块装置的示范性方法;
图22根据一些方面示出了终端设备的第一示范性内部配置;
图23根据一些方面示出了终端设备的第二示范性内部配置;
图24根据一些方面示出了终端设备的第三示范性内部配置;
图25根据一些方面示出了终端设备的第四示范性内部配置;
图26根据一些方面示出了接收器模块和发送器模块的示范性内部配置;
图27根据一些方面示出了接收器模块的示范性内部配置;
图28根据一些方面示出了用于解调器应用的接收器模块的示范性内部配置;
图29根据一些方面示出了控制模块的操作的示范性图示;
图30根据一些方面示出了操作通信系统的方法;
图31根据一些方面示出了图示数据承载的示范性无线电通信网络;
图32根据一些方面示出了处于接收设置中的终端设备的示范性内部配置;
图33根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第一映射;
图34根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第二映射;
图35根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第三映射;
图36根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第四映射;
图37根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第五映射;
图38根据一些方面示出了数据跨载波聚合方案的不同载波的示范性分布;
图39根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第六映射;
图40根据一些方面示出了数据从不同的数据承载到不同的接收器模块的第七映射;
图41A和41B根据一些方面示出了处于发送设置中的终端设备的各种示范性内部配置;
图42根据一些方面示出了执行无线电通信的第一示范性方法;
图43根据一些方面示出了执行无线电通信的第二示范性方法;
图44根据一些方面示出了无线电资源分配和功率消耗之间的关系的第一示范性描绘;
图45根据一些方面示出了网络接入节点的示范性内部配置;
图46根据一些方面示出了无线电资源分配和功率消耗之间的关系的第二示范性描绘;
图47根据一些方面示出了执行处理的网络节点的示范性描绘;
图48根据一些方面示出了操作网络处理器的示范性方法;
图49根据一些方面示出了网络接入节点的示范性内部配置;
图50根据一些方面示出了图示重发通知周转时间的各种示范性图表;
图51根据一些方面示出了操作网络处理模块的示范性方法;
图52根据一些方面示出了第一示范性网络场景;
图53根据一些方面示出了用于网络接入节点的控制模块的示范性内部描绘;
图54根据一些方面示出了各种示范性发送和接收调度;
图55根据一些方面示出了第二示范性网络场景;
图56A和图56B根据一些方面示出了使用非连续发送和/或接收的各种发送和接收调度;
图57根据一些方面示出了执行无线电通信的第一示范性方法;
图58根据一些方面示出了执行无线电通信的第二示范性方法;
图59示出了根据一些方面的示范性网络场景;
图60根据一些方面示出了图示使用网络接入节点的连接连续性服务的示范性消息序列图;
图61示出了使用边缘计算服务器的根据一些方面的示范性网络场景;
图62根据一些方面示出了图示使用边缘计算服务器的连接连续性服务的示范性消息序列图;
图63根据一些方面示出了在终端设备处执行无线电通信的示范性方法;
图64根据一些方面示出了在网络处理组件处执行无线电通信的示范性方法;
图65根据一些方面示出了示范性网络场景;
图66根据一些方面示出了图示用于终端设备的群组的连接连续性服务的示范性消息序列图;
图67根据一些方面示出了用于执行无线电通信的示范性方法;
图68根据一些方面示出了用于执行无线电通信的示范性方法;
图69根据一些方面示出了示范性网络场景;
图70根据一些方面示出了网络接入节点的示范性内部配置;
图71根据一些方面示出了自主移动设备的示范性内部配置;
图72根据一些方面示出了与用于在自主移动设备处为导航传感器选择灵敏度水平的过程有关的示范性消息序列图;
图73根据一些方面示出了使用外部传感器网络的示范性网络场景;
图74根据一些方面示出了使用具有各自的小区的多个网络接入节点的示范性网络场景;
图75根据一些方面示出了使用自主移动设备的计划路线的示范性网络场景;
图76根据一些方面示出了使用主控自主移动设备的示范性网络场景;
图77根据一些方面示出了操作移动设备的示范性方法。
具体实施方式
接下来的详细描述参考了附图,附图以图示方式示出了在其中可实践本公开的各方面的具体细节和方面。
“示范性”一词在本文中用来意指“充当示例、实例或例示”。本文描述为“示范性”的任何方面或设计不一定要被解释为比其他方面或设计更优选或有利。
说明书和权利要求中的词语“多个”和“众多”明确指大于一的数量。说明书和权利要求中的术语“(的)群组”、“(的)集合”、“(的)集”、“(的)系列”、“(的)序列”、“(的)分组”等等之类的(如果有的话)指的是等于或大于一的数量——例如,一个或多个。没有明确声明“多个”或“众多”的以复数形式表述的任何术语指的是等于或大于一的数量。术语“真子集”、“缩减子集”和“较小子集”指的是某一集合的不等于该集合的子集——例如,某一集合的包含比该集合更少的元素的子集。
就本文使用的而言,术语“软件”指的是任何类型的可执行指令或指令的集合,包括软件中的嵌入数据。软件也可涵盖固件。软件可创建、删除或修改软件,例如,通过机器学习过程。
本文使用的“模块”被理解为任何种类的实现功能的实体,这可包括诸如专用硬件之类的硬件定义的模块,诸如执行软件或固件的处理器之类的软件定义的模块,以及包括硬件定义的模块和软件定义的组件两者的混合模块。模块从而可以是模拟电路或组件、数字电路、混合信号电路或组件、逻辑电路、处理器、微处理器、中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU)、应用处理器、图形处理单元(Graphics Processing Unit, GPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)、集成电路、分立电路、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)等等,或者这些的任何组合。对下文将更详细描述的各个功能的任何其他种类的实现方式也可被理解为“模块”。要理解,本文详述的模块中的任何两个 (或更多个)可被实现为具有基本上等同的功能的单个模块,并且相反地,本文详述的任何单个模块可被实现为具有基本上等同的功能的两个 (或更多个)单独模块。此外,提及“模块”可以指总体形成单个模块的两个或更多个模块。
就本文使用的而言,术语“电路系统”和“电路”可包括软件定义的电路、硬件定义的电路和混合的硬件定义和软件定义的电路。
就本文使用的而言,“存储器”可被理解为数据或信息可被存储在其中以便取回的非暂态计算机可读介质。存储器可被模块使用、被包括在模块中、与模块相集成或者与模块相关联。本文包括的对“存储器”的提及从而可被理解为指易失性或非易失性存储器,包括随机访问存储器 (random access memory,RAM)、只读存储器(read-only memory, ROM)、闪存、磁阻式随机访问存储器(magnetoresistive random access memory,MRAM)、相位随机访问存储器(phase random access memory,PRAM)、自旋传递转矩随机访问存储器(spintransfer torque random access memory,STT MRAM)、固态存储装置、3维存储器、3维交叉点存储器、NAND存储器、磁带、硬盘驱动器、光驱等等,或者这些的任何组合。此外,要明白,寄存器、移位寄存器、处理器寄存器、数据缓冲器等等在本文中也被术语存储器所囊括。要明白,被称为“存储器”或“一存储器”的单个组件可被实现为多于一个不同类型的存储器,从而可以指包括一种或多种类型的存储器的总体组件。容易理解,任何单个存储器组件可被分离成多个总体上等同的存储器组件,反之亦然。此外,虽然存储器可被描绘为与一个或多个其他组件分离(例如在附图中),但要理解存储器可被集成在另一组件内,例如集成在共同的集成芯片上。
本文描述的各种方面可利用任何无线电通信技术,包括但不限于:全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)无线电通信技术,通用封包无线电服务(General Packet Radio Service, GPRS)无线电通信技术,用于GSM演进的增强数据速率(Enhanced Data Rates for GSM Evolution,EDGE)无线电通信技术和/或第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project,3GPP)无线电通信技术,例如通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS),多媒体接入自由(Freedom of Multimedia Access,FOMA), 3GPP长期演进(Long Term Evolution,LTE),3GPP长期演进升级版 (Long Term Evolution Advanced,LTE升级版),码分多址接入2000(Code division multiple access 2000,CDMA2000),蜂窝数字封包数据 (CellularDigital Packet Data,CDPD),Mobitex,第三代(Third Generation,3G),电路交换数据(Circuit Switched Data,CSD),高速电路交换数据(High-Speed Circuit-SwitchedData,HSCSD),通用移动电信系统(第三代)(Universal Mobile TelecommunicationsSystem(Third Generation),UMTS(3G)),宽带码分多址接入(通用移动电信系统)(Wideband Code Division Multiple Access(Universal Mobile TelecommunicationsSystem),W-CDMA(UMTS)),高速封包接入 (High Speed Packet Access,HSPA),高速下行链路封包接入(High- Speed Downlink Packet Access,HSDPA),高速上行链路封包接入(High- Speed Uplink Packet Access,HSUPA),高速封包接入加强版(High Speed PacketAccess Plus,HSPA+),通用移动电信系统-时分双工 (Universal MobileTelecommunications System-Time-Division Duplex, UMTS-TDD),时分-码分多址接入(Time Division-Code Division Multiple Access,TD-CDMA),时分-同步码分多址接入(Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access,TD-CDMA),第三代合作伙伴项目第8版(4代前)(3GPP Rel.8(Pre-4G)),3GPP Rel.9(第三代合作伙伴计划第9版),3GPP Rel.10(第三代合作伙伴计划第10版), 3GPP Rel.11(第三代合作伙伴计划第11版),3GPP Rel.12(第三代合作伙伴计划第12版),3GPP Rel.13(第三代合作伙伴计划第13版),3GPP Rel.14(第三代合作伙伴计划第14版),3GPP Rel.15(第三代合作伙伴计划第15版),3GPP Rel.16(第三代合作伙伴计划第16版), 3GPP Rel.17(第三代合作伙伴计划第17版),3GPP Rel.18(第三代合作伙伴计划第18版),3GPP 5G,3GPP LTE Extra,LTE升级版Pro,LTE许可辅助接入(LTE Licensed-Assisted Access,LAA),MuLTEfire, UMTS陆地无线电接入(UMTS Terrestrial Radio Access,UTRA),演进型UMTS陆地无线电接入(Evolved UMTSTerrestrial Radio Access,E- UTRA),长期演进升级版(第4代)(LTE升级版(4G)),cdmaOne (2G),码分多址接入2000(第三代)(CDMA2000(3G)),演进数据优化或仅演进数据(Evolution-Data Optimized或Evolution-Data Only, EV-DO),高级移动电话系统(第1代)(Advanced Mobile Phone System (1st Generation),AMPS(1G)),总接入通信系统/扩展总接入通信系统 (Total Access Communication System/Extended Total AccessCommunication System,TACS/ETACS),数字AMPS(第2代)(D-AMPS(2G)),即按即说(Push-to-talk,PTT),移动电话系统(Mobile Telephone System,MTS),改进的移动电话系统(Improved Mobile Telephone System,IMTS),高级移动电话系统(Advanced MobileTelephone System,AMTS),OLT(挪威语,Offentlig Landmobil Telefoni,公共陆地移动电话),MTD(Mobiltelefonisystem D的瑞典语缩写,或者说移动电话系统D),公共自动陆地移动(Public Automated Land Mobile, Autotel/PALM),ARP(芬兰语,Autoradiopuhelin,“汽车无线电话”), NMT(Nordic Mobile Telephony,北欧移动电话),NTT(日本电报和电话)的高容量版本(Hicap),蜂窝数字封包数据(Cellular Digital Packet Data,CDPD),Mobitex,DataTAC,集成数字增强网络(Integrated Digital Enhanced Network,iDEN),个人数字蜂窝(Personal Digital Cellular,PDC),电路交换数据(Circuit Switched Data,CSD),个人手持电话系统(Personal Handy-phone System,PHS),宽带集成数字增强网络(Wideband Integrated Digital Enhanced Network,WiDEN),iBurst,非许可移动接入(Unlicensed Mobile Access,UMA)(也称为3GPP通用接入网络,或GAN标准),Zigbee,
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(蓝牙),无线千兆比特联盟(Wireless Gigabit Alliance,WiGig)标准,一般mmWave标准(工作在10-300GHz及以上的无线系统,例如WiGig、IEEE 802.11ad、IEEE802.11ay等等),在300GHz以上和THz频带以上工作的技术(基于 3GPP/LTE的或者IEEE802.11p和其他),运载工具到运载工具(Vehicle- to-Vehicle,V2V)和运载工具到X(Vehicle-to-X,V2X)以及运载工具到基础设施(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)和基础设施到运载工具 (Infrastructure-to-Vehicle,I2V)通信技术,3GPP蜂窝V2X,DSRC(专用短程通信)通信系统,例如智能传输系统及其他,等等。这些方面可应用在任何频谱管理方案的情境中,包括专用许可频谱、非许可频谱、(许可)共享频谱(例如,2.3-2.4GHz、3.4-3.6GHz、3.6-3.8GHz及更多频率中的许可共享接入(Licensed Shared Access,LSA)和3.55-3.7GHz及更多频率中的频谱接入系统(Spectrum Access System,SAS)。可应用的频谱频带也可包括IMT(国际移动电信)频谱(包括450–470MHz、790– 960MHz、1710–2025MHz、2110–2200MHz、2300–2400MHz、2500 –2690MHz、698-790MHz、610–790MHz、3400–3600MHz等等),高级IMT频谱,IMT-2020频谱(预期包括3600-3800MHz、3.5GHz频带、700MHz频带、24.25-86GHz范围内的频带等等),根据FCC的“频谱前沿”5G倡议可用的频谱(27.5–28.35GHz、29.1–29.25GHz、31–31.3GHz、37–38.6GHz、38.6–40GHz、42–42.5GHz、57–64GHz、71–76GHz、81–86GHz和92–94GHz等等)、智能传输系统 (Intelligent Transport Systems,ITS)频带频谱(5.9GHz,通常是5.85- 5.925GHz),以及包括94-300GHz及以上的未来频带。此外,该方案也可作为次要的用在例如TV空白频带(通常低于790MHz)之类的频带上,其中尤其400MHz和700MHz频带是有希望的候选。除了蜂窝应用以外,可以解决垂直市场的具体应用,例如PMSE(Program Making and Special Events,节目制作及特别事件)、医疗、健康、外科、汽车、低延时、无人机等应用等等。此外,该方案的层次化应用是可能的,例如,通过基于对频谱的区分优先级的接入,为不同类型的用户的使用引入层次化优先级区分(例如,低/中/高优先级等等),例如,最高优先级给第1级用户,然后是第2级,然后是第3级用户等等。通过将OFDM载波数据比特向量分配给相应的符号资源,各种方面也可被应用到不同的OFDM形式 (循环前缀OFDM(Cyclic Prefix OFDM,CP-OFDM)、单载波FDMA (SingleCarrier FDMA,SC-FDMA)、单载波OFDM(SC-OFDM)、基于滤波器组的多载波(filter bank-based multicarrier,FBMC)、OFDMA等等)以及尤其是3GPP NR(New Radio,新无线电)。这些方面也可被应用到运载工具到运载工具(V2V)情境、运载工具到基础设施(V2I)情境、基础设施到运载工具(I2V)情境或者运载工具到任何事物(V2X) 情境中的任何一者,例如,应用在DSRC或LTE V2X情境中等等。
提及移动通信网络的接入节点时使用的术语“基站”可被理解为宏基站(例如用于蜂窝通信)、微/微微/毫微微基站、节点B、演进型节点B (eNB)、家庭eNodeB、远程无线电头端(Remote Radio Head, RRH)、中继点、接入点(AP,例如用于Wi-Fi、WLAN、WiGig、毫米波(mmWave)等等),等等。就本文使用的而言,电信的设置中的“小区”可被理解为由基站或接入点服务的区域(例如,公共场所)或空间 (例如,多层建筑或领空)。基站可以是移动的,例如安装在运载工具中,并且覆盖的区域或空间可相应地移动。因此,小区可被一组位置相同的发送和接收天线所覆盖,每个天线也能够覆盖和服务该小区的特定扇区。基站或接入点可服务一个或多个小区,其中每个小区由不同的通信信道或标准所表征(例如,提供2G、3G和LTE服务的基站)。宏小区、微小区、毫微微小区、微微小区可具有不同的小区大小和范围,并且可以是静态的或动态的(例如,安装在无人机或气球中的小区)或者动态地改变其特性(例如,从宏小区到微微小区,从静态部署到动态部署,从全向到定向,从广播到窄播)。通信信道可以是窄带或宽带的。通信信道也可使用跨无线电通信技术和标准的载波聚合,或者灵活地使带宽适应于通信需要。此外,终端设备可包括或充当基站或者接入点或者中继器或者其他网络接入节点。
就本公开而言,无线电通信技术或标准可被分类为短程无线电通信技术或蜂窝广域无线电通信技术之一。另外,无线电通信技术或标准可被分类为人到人、人到机器、机器到人、机器到机器、设备到设备、点到点、一对多、广播、对等、全双工、半双工、全向、波束成形的、波束赋形的和/或定向的。另外,无线电通信技术或标准可被分类为使用电磁波或光波或者其组合。
短程无线电通信技术例如包括蓝牙、WLAN(例如,根据任何IEEE 802.11标准)、WiGig(例如,根据任何IEEE 802.11标准)、毫米波和其他类似的无线电通信技术。
蜂窝广域无线电通信技术例如包括全球移动通信系统(Global System forMobile Communications,GSM)、码分多址接入2000(Code Division Multiple Access2000,CDMA2000)、通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)、长期演进(Long Term Evolution,LTE)、长期演进升级版(Long Term EvolutionAdvanced, LTE-A)、通用封包无线电服务(General Packet Radio Service,GPRS)、演进数据优化(Evolution-Data Optimized,EV-DO)、用于GSM演进的增强数据速率(EnhancedData Rates for GSM Evolution,EDGE)、高速封包接入(High Speed Packet Access,HSPA;包括高速下行链路封包接入 (High Speed Downlink Packet Access,HSDPA)、高速上行链路封包接入 (High Speed Uplink Packet Access,HSUPA)、HSDPA加强版(HSDPA+)和HSUPA加强版(HSUPA+))、微波接入全球互通 (Worldwide Interoperability forMicrowave Access,WiMax)、5G(例如,毫米波(mmWave)、3GPP新无线电(New Radio,NR))、下一代蜂窝标准(比如6G)以及其他类似的无线电通信技术。蜂窝广域无线电通信技术也包括这种技术的“小型小区”,例如微小区、毫微微小区和微微小区。蜂窝广域无线电通信技术在本文中可被概括称为“蜂窝”通信技术。此外,就本文使用的而言,术语GSM既指电路交换GSM也指封包交换GSM,例如包括GPRS、EDGE和任何其他相关的GSM技术。类似地,术语UMTS既指电路交换GSM也指封包交换GSM,例如包括 HSPA、HSDPA/HSUPA、HSDPA+/HSUPA+、以及任何其他相关的UMTS 技术。另外的通信技术包括视线(Line of sight,LiFi)通信技术。要理解,本文详述的示范性场景本质上是演示性的,并且因此可被类似地应用到各种其他移动通信技术,不论是现有的还是尚未制订的,尤其是在这种移动通信技术就接下来的示例而言与公开的内容共享类似特征的情况下。
本文例如在提及通信网络(例如,移动通信网络)时利用的术语“网络”既涵盖了网络的接入段(例如,无线电接入网络(radio access network,RAN)段),也涵盖了网络的核心段(例如,核心网络段),而且对于端到端系统也涵盖了移动(包括对等、设备到设备和/或机器到机器通信)、接入、回程、服务器、骨干、和到相同或不同类型的其他网络的网关/互换元件。本文提及移动终端时使用的术语“无线电空闲模式”或“无线电空闲状态”指的是如下的无线电控制状态:在该状态中,移动终端未被分配移动通信网络的至少一个专用通信信道。提及移动终端时使用的术语“无线电已连接模式”或“无线电已连接状态”指的是如下的无线电控制状态:在该状态中,移动终端被分配了移动通信网络的至少一个专用上行链路通信信道。该上行链路通信信道可以是物理信道或虚拟信道。空闲或连接模式可以是连接交换的或封包交换的。
术语“终端设备”例如包括移动电话、平板设备、膝上型电脑、计算机、物联网(IoT)设备、可穿戴设备、可植入设备、机器型通信设备等等,以及运载工具,例如小汽车、卡车、公共汽车、自行车、机器人、摩托车、火车、轮船、潜艇、无人机、飞机、气球、卫星、宇宙飞船等等,膝上型电脑、可穿戴卡车、公共汽车、自行车、机器人、摩托车、火车、轮船、潜艇、气球、卫星、宇宙飞船。运载工具可被自主控制、半自主控制或者在人的控制之下,例如根据驾驶自动化的SAE J3016级别之一。可基于运载工具、其他运载工具、交通、人或环境的过去、当前和估计未来状况来选择驾驶自动化的级别。
除非明确指定,否则术语“发送”涵盖从终端设备到网络接入或中继节点、从终端设备到终端设备、从网络接入或中继节点到骨干的直接(点到点)发送和间接发送(经由一个或多个中间点)。类似地,术语“接收”涵盖终端设备、网络接入和中继节点和骨干之间的直接和间接接收。术语“通信”涵盖发送和接收中的一者或两者,例如在传入和传出方向的一者或两者上的单向或双向通信。此外,术语“发送”、“接收”、“通信”和其他类似的术语涵盖物理传输(例如,无线电信号的传输)和逻辑传输(例如,通过软件级连接的逻辑数据的传输)。例如,一处理器可与另一处理器发送或接收无线电信号形式的数据,其中物理发送和接收是由诸如RF收发器和天线之类的无线电层组件处理的,并且逻辑发送和接收是由处理器执行的。术语“计算”既涵盖经由数学表达式/公式/关系的直接计算,也涵盖经由查找或散列表的计算和其他索引或搜索操作。
图1根据一些方面示出了通信网络100的示范性描绘。如图1中所示,通信网络100可以是从无线电接入网络102跨越到骨干网络132和 142的端到端网络。骨干网络132和142可主要实现为有线网络。网络接入节点120-126可以是无线电接入网络并且可与终端设备104-116无线地发送和接收数据以提供到终端设备104-116的无线电接入连接。终端设备104-116可利用由无线电接入网络102提供的无线电接入连接来在端到端连接上与骨干网络132和142中的服务器交换数据。终端设备104-116和网络接入节点120-126之间的无线电接入连接可根据一个或多个无线电接入技术实现,其中每个终端设备可根据支配该无线电接入连接的特定无线电接入技术的协议与相应的网络接入节点发送和接收数据。在一些方面中,终端设备104-116中的一个或多个可将许可频谱或非许可频谱用于无线电接入连接。在一些方面中,终端设备104-116中的一个或多个可根据多种不同的设备到设备(device-to-device,D2D)通信协议中的任何一种与彼此直接通信。
如图1中所示,在一些方面中,诸如终端设备106-110之类的终端设备可依赖于由终端设备104提供的转发链路,其中终端设备104可充当终端设备106-110和网络接入节点120之间的网关或中继。在一些方面中,终端设备106-110可根据网格或多跳网络来配置并且可经由一个或多个其他终端设备与终端设备104通信。终端设备的配置,例如网格或多跳配置,可动态地变化,例如根据终端或用户要求、当前无线电或网络环境、应用和服务的可用性或性能、或者通信或接入的成本而变化。
在一些方面中,诸如终端设备116之类的终端设备可利用中继节点 118来与网络接入节点126发送和/或接收数据,其中中继节点118可执行终端设备116和网络接入节点126之间的中继传送,例如利用简单的重复方案或者更复杂的处理和转发方案执行。中继也可实现为一系列中继,或者使用机会中继,其中给定时刻或时间间隔的最佳或近似最佳中继或系列中继被使用。
在一些方面中,诸如网络接入节点124和126之类的网络接入节点可与核心网络130相接口,核心网络130可提供既支配无线电接入连接也支配核心网络和骨干连接的路由、控制和管理功能。如图1中所示,核心网络130可与骨干网络142相接口,并且可执行网络网关功能以管理网络接入节点124和126与骨干网络142的各种服务器之间的数据的传送。在一些方面中,网络接入节点124和126可经由直接接口与彼此直接连接,该直接接口可以是有线的或无线的。在一些方面中,诸如网络接入节点120 之类的网络接入节点可与骨干网络132直接接口连接。在一些方面中,诸如网络接入节点122之类的网络接入节点可经由路由器128与骨干网络 132相接口。
骨干网络132和142可包含服务器134-138和144-148中的各种不同的互联网和外部服务器。终端设备104-116可在对于低层传输依赖于无线电接入网络和其他中间接口的逻辑软件级连接上与服务器134-138和144- 148发送和接收数据。终端设备104-116因此可利用通信网络100作为端到端网络来发送和接收数据,该数据可包括互联网和应用数据,以及其他类型的用户平面数据。在一些方面中,骨干网络132和142可经由网关 140和150接口连接,网关140和150可连接于互换装置152处。
2功率效率(Power-Efficiency)
功率管理对于无线电通信网络中的网络接入节点和终端设备两者都可以是重要的考虑事项。例如,终端设备可能需要采用具有功率效率的设计来减少电池耗竭和增加操作时间,而网络接入节点可争取功率效率以便降低操作成本。具有功率效率的设计和特征因此可以是非常有价值的。
图2根据一些方面示出了无线电通信网络1500,其除了包括网络接入节点1510和1512以外还可包括终端设备1502和1504。虽然本公开的某些方面可描述某些无线电通信网络设置(例如,LTE、UMTS、GSM、其他第3代合作伙伴计划(3GPP)网络、WLAN/Wi-Fi、蓝牙、5G、mmWave等等),但本文详述的主题被认为是演示性的并且因此可被类似地应用到任何其他无线电通信网络。无线电通信网络1500中的网络接入节点和终端设备的数目是示范性并且可缩放到任何数量。
因此,在示范性的蜂窝设置中,网络接入节点1510和1512可以是基站(例如,eNodeB、NodeB、基站收发信机(Base Transceiver Station, BTS)等等),而终端设备1502和1504可以是蜂窝终端设备(例如,移动台(Mobile Station,MS)、用户设备(UserEquipment,UE)等等)。网络接入节点1510和1512因此可与诸如演进型封包核心(EPC,用于LTE)、核心网络(CN,用于UMTS)或其他蜂窝核心网络之类的蜂窝核心网络相接口(例如,经由回程接口),这些蜂窝核心网络也可被认为是无线电通信网络1500的一部分。蜂窝核心网络可与一个或多个外部数据网络相接口。在示范性短程设置中,网络接入节点1510和1512可以是接入点(AP,例如WLAN或Wi-Fi AP),而终端设备1502和1504可以是短程终端设备(例如,台站(STA))。网络接入节点1510和1512可与一个或多个外部数据网络相接口(例如,经由内部或外部路由器)。
网络接入节点1510和1512(以及图2中没有明确示出的无线电通信网络1500的其他网络接入节点)可相应地向终端设备1502和1504(以及图2中没有明确示出的无线电通信网络1500的其他终端设备)提供无线电接入网络。在示范性蜂窝设置中,由网络接入节点1510和1512提供的无线电接入网络可使得终端设备1502和1504能够经由无线电通信无线地接入核心网络。核心网络可提供与终端设备1502和1504有关的流量数据的切换、路由和传输,并且可提供对各种内部数据网络(例如,控制节点、无线电通信网络1500上的其他终端设备等等)和外部数据网络(例如,提供语音、文本、多媒体(音频、视频、图像)和其他因特网和应用数据的数据网络)的接入。在示范性短程设置中,由网络接入节点1510 和1512提供的无线电接入网络可提供对内部数据网络(例如,连接到无线电通信网络1500的其他终端设备)和外部数据网络(例如,提供语音、文本、多媒体(音频、视频、图像)和其他因特网和应用数据的数据网络)的接入。网络接入节点1510和1512可以是用于任何其他类型的无线电接入技术的网络接入节点并且以这种方式类似地向邻近的终端设备提供无线电接入网络。
无线电通信网络1500的无线电接入网络和核心网络(如果适用的话)可受可依据无线电通信网络1500的细节而变化的网络协议的支配。这种网络协议可定义通过无线电通信网络1500的用户数据流量和控制数据流量两者的调度、格式化和路由,这包括通过无线电通信网络1500的无线电接入网络域和核心网络域两者的这种数据的发送和接收。因此,终端设备1502和1504和网络接入节点1510和1512可遵循定义的网络协议来通过无线电通信网络1500的无线电接入网络域发送和接收数据,而核心网络可遵循定义的网络协议来在核心网络内和外路由数据。示范性网络协议包括LTE、UMTS、GSM、WiMAX、蓝牙、Wi-Fi、mmWave等等,其中任何一者都可适用于无线电通信网络1500。
无线电通信网络1500的无线电接入网络和核心网络两者都可受可依据无线电通信网络1500的细节而变化的网络协议的支配。这种网络协议可定义通过无线电通信网络1500的用户数据流量和控制数据流量两者的调度、格式化和路由,这包括通过无线电通信网络1500的无线电接入网络域和核心网络域两者的这种数据的发送和接收。因此,终端设备1502 和1504和网络接入节点1510和1512可遵循定义的网络协议来通过无线电通信网络1500的无线电接入网络域发送和接收数据,而核心网络可遵循定义的网络协议来在核心网络内和外路由数据。示范性网络协议包括 LTE、UMTS、GSM、WiMax、蓝牙、Wi-Fi等等,或者已经开发的或者将要开发的其他2G、3G、4G、5G、像6G之类的下一代等等技术,其中任何一者都可适用于无线电通信网络1500。
图3示出了终端设备1502的内部配置,其可包括天线系统1602、射频(RF)收发器1604、基带调制解调器1606(包括物理层处理模块1608 和控制器1610)、数据源1612、存储器1614、数据宿1616和供电电源 1618。虽然在图3中没有明确示出,但终端设备1502可包括一个或多个额外的硬件、软件和/或固件组件(例如,处理器/微处理器、控制器/微控制器、其他专用或通用硬件/处理器/电路等等)、(一个或多个)外围设备、存储器、供电电源、(一个或多个)外部设备接口、(一个或多个) 订户身份模块(subscriber identity module,SIM)、用户输入/输出设备 ((一个或多个)显示器、(一个或多个)小键盘、(一个或多个)触摸屏、(一个或多个)扬声器、(一个或多个)外部按钮、(一个或多个) 相机、(一个或多个)麦克风等等),等等。
终端设备1502可在一个或多个无线电接入网络上发送和接收无线电信号。基带调制解调器1606可根据与每个无线电接入网络相关联的通信协议指挥终端设备1502的这种通信功能,并且可对天线系统1602和RF 收发器1604执行控制以便根据每个通信协议所定义的格式化和调度参数来发送和接收无线电信号。虽然各种实际设计对于每个支持的无线电接入技术可包括单独的通信子系统(例如,单独的天线、RF收发器、物理层处理模块和控制器),但为了简洁起见,图3中所示的终端设备1502的配置只描绘了每个这种组件的单个实例。
终端设备1502可利用天线系统1602发送和接收无线电信号,天线系统1602可以是单个天线或者包括多个天线的天线阵列并且可额外地包括模拟天线组合和/或波束成形电路。在接收路径(RX)中,RF收发器1604 可从天线系统1602接收模拟射频信号并且对模拟射频信号执行模拟和数字RF前端处理以产生数字基带样本(例如,同相/正交(IQ)样本)以提供给基带调制解调器206。RF收发器1604可相应地包括模拟和数字接收组件,包括放大器(例如,低噪声放大器(LNA))、滤波器、RF解调器(例如,RF IQ解调器)和模拟到数字转换器(ADC)来将接收到的射频信号转换成数字基带样本。在发送路径(TX)中,RF收发器1604可从基带调制解调器1606接收数字基带样本并且对数字基带样本执行模拟和数字RF前端处理以产生模拟射频信号来提供给天线系统1602以便无线发送。RF收发器1604从而可包括模拟和数字发送组件,包括放大器(例如,功率放大器(PA))、滤波器、RF调制器(例如,RF IQ调制器) 和数字到模拟转换器(DAC),以混合从基带调制解调器1606接收的数字基带样本来产生模拟射频信号以供天线系统1602无线发送。基带调制解调器1606可控制RF收发器1604的RF发送和接收,包括为RF收发器 1604的操作指定发送和接收无线电频率。
如图3中所示,基带调制解调器1606可包括物理层处理模块1608,物理层处理模块1608可执行物理层(第1层)发送和接收处理以使得由控制器1610提供的传出发送数据准备好经由RF收发器1604发送并且使得由RF收发器1604提供的传入接收数据准备好被控制器1610处理。物理层处理模块3488可相应地执行以下各项中的一个或多个:差错检测、前向纠错编码/解码、信道编码和交织、物理信道调制/解调、物理信道映射、无线电测量和搜索、频率和时间同步、天线分集处理、功率控制和加权、速率匹配、重发处理,等等。物理层处理模块1608在结构上可实现为硬件定义的模块(例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA),实现为软件定义的模块(例如实现为被配置为取回并执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/或固件) 的程序代码的处理器),或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。虽然在图3中没有明确示出,但物理层处理模块1608可包括物理层控制器,该物理层控制器被配置为取回并执行根据由用于相关无线电接入技术的通信协议定义的物理层控制逻辑来控制物理层处理模块1608的各种硬件和软件处理组件的由软件定义的指令。此外,虽然物理层处理模块 1608在图3中被描绘为单个组件,但在一些方面中物理层处理模块1608 可被集体实现为物理层处理组件的分开部分,其中每个相应部分专用于特定无线电接入技术的物理层处理。
终端设备1502可被配置为根据一个或多个无线电接入技术操作,这可由控制器1610指挥。控制器1610从而可负责根据每个支持的无线电接入技术的通信协议控制终端设备1502的无线电通信组件(天线系统 1602、RF收发器1604和物理层处理模块1608),并且相应地可代表每个支持的无线电接入技术的接入层面和非接入层面(NAS)(也涵盖第2层和第3层)。在一些方面中,控制器1610在结构上可实现为协议处理器,该协议处理器被配置为执行协议软件(例如,来自存储器1614或本地控制器或调制解调器存储器)并随后控制终端设备1502的无线电通信组件以便根据协议软件中所定义的相应协议控制逻辑来发送和接收通信信号。
控制器1610因此可被配置为管理终端设备1502的无线电通信功能以便与无线电通信网络1500的各种无线电和核心网络组件通信,并且相应地可被根据用于多个无线电接入技术的通信协议来配置。控制器1610或者可以是总体负责所有支持的无线电接入技术(例如,LTE和 GSM/UMTS)的统一控制器,或者可实现为多个分开的控制器,其中每个控制器是用于特定无线电接入技术的专用控制器,例如专用LTE控制器和专用遗留控制器(或可替换地,专用LTE控制器、专用GSM控制器和专用UMTS控制器)。无论如何,控制器1610可负责根据LTE和遗留网络的通信协议来指挥终端设备1502的无线电通信活动。如先前关于物理层处理模块1608所记述的,天线系统1602和RF收发器1604的一者或两者可类似地被划分成多个专用组件,其中每个组件分别对应于支持的无线电接入技术中的一个或多个。取决于每个这种配置的细节和支持的无线电接入技术的数目,控制器1610可被配置为根据主/从无线电接入技术 (RAT)层次化或多订户身份模块(SIM)方案来控制终端设备1502的无线电通信操作。
终端设备1502也可包括数据源1612、存储器1614、数据宿1616和供电电源1618,其中数据源1612可包括控制器1610之上(例如,NAS/ 第3层之上)的通信数据的源,并且数据宿1616可包括控制器1610之上 (例如,NAS/第3层之上)的通信数据的目的地。这可包括例如终端设备 1502的应用处理器,该应用处理器可被配置为在终端设备1502的应用层执行终端设备1502的各种应用和/或程序,例如操作系统(OS)、用于支持与终端设备1502的用户交互的用户界面(UI)、和/或各种用户应用。应用处理器可作为应用层与基带调制解调器1606(作为数据源1612/数据宿1616)接口连接以通过由基带调制解调器1606提供的(一个或多个) 无线电网络连接来发送和接收用户数据,例如,语音数据、音频/视频/图像数据、消息传递数据、应用数据、基本因特网/web接入数据,等等。在上行链路方向上,应用层(数据宿1616)可向基带调制解调器1606提供数据(例如,IP语音(Voice Over IP,VoIP)封包、UDP封包等等),基带调制解调器1606随后可对该数据进行编码、调制并且经由无线电收发器1604和天线系统1602将其作为无线电信号发送。在下行链路方向上,基带调制解调器1606可对由RF收发器1604提供的IQ样本进行解调和解码以生成下行链路流量。基带调制解调器1606随后可将下行链路流量提供给作为数据源1612的应用层。数据源1612和数据宿1616可另外代表终端设备1502的各种用户输入/输出设备,例如,(一个或多个)显示器、(一个或多个)小键盘、(一个或多个)触摸屏、(一个或多个)扬声器、(一个或多个)外部按钮、(一个或多个)相机、(一个或多个)麦克风等等,它们可允许终端设备1502的用户控制与用户数据相关联的终端设备1502的各种通信功能。
存储器1614可实现终端设备1502的存储器组件,例如硬盘驱动器或者另外的这种永久存储器设备。虽然在图3中没有明确描绘,但在一些方面中,图3中所示的终端设备1502的各种其他组件还可各自包括集成的永久和非永久存储器组件,例如用于存储软件程序代码、缓冲数据,等等。
供电电源1618可以是向终端设备1502的各种电气组件提供电力的电源。取决于终端设备1502的设计,供电电源1618可以是诸如电池(可再充电的或者一次性的)之类的“有限”电源或者诸如有线电连接之类的“无限”电源。终端设备1502的各种组件的操作从而可从供电电源1618 汲取电力。
诸如图2的终端设备1502和1504之类的终端设备可执行移动性过程以连接到无线电通信网络1500的无线电接入网络的可用网络接入节点、与这些网络接入节点断开连接、以及在这些网络接入节点之间切换。由于无线电通信网络1500的每个网络接入节点可具有特定的覆盖区域,所以终端设备1502和1504可被配置为在可用网络接入节点之间进行选择和再选择以便与无线电通信网络1500的无线电接入网络维持强无线电接入连接。例如,终端设备1502可与网络接入节点1510建立无线电接入连接,而终端设备1504可与网络接入节点1512建立无线电接入连接。在当前无线电接入连接劣化的情况下,终端设备1502或1504可寻求与无线电通信网络1500的另一网络接入节点的新无线电接入连接;例如,终端设备1504可从网络接入节点1512的覆盖区域移动到网络接入节点1510的覆盖区域中。结果,与网络接入节点1512的无线电接入连接可劣化,终端设备1504可经由无线电测量检测到这一点,例如经由网络接入节点1512的信号强度或信号质量测量检测到。取决于在用于无线电通信网络1500的适当网络协议中定义的移动性过程,终端设备1504可寻求新的无线电接入连接(这可在终端设备1504处触发或者由无线电接入网络触发),其方式例如是通过对邻近的网络接入节点执行无线电测量以确定任何邻近网络接入节点是否能够提供适当的无线电接入连接。由于终端设备1504可能已移动到网络接入节点1510的覆盖区域中,所以终端设备1504可识别网络接入节点1510(这可由终端设备1504选择或者由无线电接入网络选择)并且转移到与网络接入节点1510的新无线电接入连接。包括无线电测量、小区选择/再选择、和移交的这种移动性过程是在各种网络协议中建立的并且可被终端设备和无线电接入网络采用来在每个终端设备和无线电接入网络之间在任何数目的不同无线电接入网络场景中维持强健的无线电接入连接。
终端设备1502和1504和网络接入节点1510和1512的各种网络活动可必然消耗功率,例如在无线电信号的发送、接收和处理中。此外,功率消耗可不仅限于网络活动,因为许多终端设备除了无线电通信以外可提供其他用途,比如在例如智能电话、膝上型电脑和其他用户交互式设备的情况中。虽然终端设备一般可以是低功率设备,但许多终端设备还可以是移动的或便携的并从而可需要依赖于“有限”的电池电力。相反,诸如蜂窝基站和WLANAP之类的网络接入节点一般(虽然不是仅有地)具有“无限”的有线供电电源;然而,高发送功率和基础设施支持需求可花费相当大量的功率并从而可导致高操作成本。因此,功率效率高的设计对于在终端设备处延长电池寿命和在网络接入节点处降低操作成本可起到重要作用。
本文公开的方面可改善无线电接入网络中的功率效率。这种方面可通过终端设备和网络接入节点处的高效操作设计和结构设计来实现,以便降低功率消耗,从而延长电池寿命和降低操作成本。
2.1功率效率#1
根据本公开的一方面,一种无线电接入网络可为终端设备提供无线电接入信道的不同选项;例如,与只提供单个寻呼、控制、流量数据或随机接入信道不同,无线电接入网络可提供多个寻呼/控制/随机接入信道,或者多个“信道实例”,其中每一者是针对不同需求定制的,例如针对不同的功率消耗水平(例如,功率效率)需求。因此,终端设备可能够基于期望的功率效率来选择性地选择利用哪些信道实例,例如,其中一些终端设备选择低功率消耗信道(其可以性能为代价提供高功率效率),而其他终端设备可选择“正常”功率消耗信道。除了功率效率以外,终端设备在选择信道实例时也可考虑时延和可靠性要求。一些方面可应用于控制、寻呼和/或随机接入信道,在此情况下可提供每种信道的多个信道,每一个是为不同的功率效率、可靠性和时延特性定制的。这些方面可结合共同信道方面使用,例如针对特定功率效率需求定制的共同信道。
网络接入节点和终端设备可在一定的时间-频率物理信道上发送和接收数据,其中每个信道可由特定的频率资源(例如频带或子载波)构成并且是对特定时间段定义的。这种物理信道的时间-频率资源和数据内容可由关联的网络接入协议定义,其中例如LTE框架可以为物理信道指定LTE特有的特定时间-频率资源,UMTS框架可以为物理信道指定UMTS特有的特定时间-频率资源,等等。物理信道传统上可被分配为上行链路或下行链路信道,其中终端设备可利用上行链路信道来发送上行链路数据,同时网络接入节点可利用下行链路信道来发送下行链路数据。物理信道还可被指派来运载特定类型的数据,例如特定信道被专门指定来运载用户数据流量,其他信道被指定来运载某些类型的控制数据。
在各种方面中,物理信道可以是时间和/或频率资源的特定集合。例如,在一些方面中,物理信道可被恒定地分配到专用的一组频率资源,例如在控制信道的示范性设置中只运载控制数据的子载波(或子载波的集合)。额外地或者替换地,在一些方面中,物理信道可被分配随时间变化的时间-频率资源,例如其中物理信道被分配变化的一组时间-频率资源 (例如,子载波和时间段)。例如,寻呼信道随着时间的流逝可占用不同的时间段和/或子载波。因此,物理信道不限于固定的一组时间-频率资源。
为物理信道分配时间-频率资源可取决于相应的无线电接入技术。虽然 LTE将被用于描述为物理信道分配时间-频率资源,但这个说明是演示性的并且可不受限制地应用到其他无线电接入技术。为LTE无线电接入信道分配时间-频率资源由3GPP在3GPP技术规范(Technical Specification, TS)36.211V13.1.0,“物理信道和调制(Physical Channelsand modulation)”(“3GPP TS 36.211”)中定义。如3GPP TS 36.211中所详述的,LTE下行链路利用多子载波频率方案在时间和频率上离散化系统带宽,其中系统带宽被划分成一组子载波,其中每个子载波可在单个符号时段期间运载符号。在时间上,LTE下行链路(针对频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD))利用10ms无线电帧,其中每个无线电帧被划分成10个子帧,每一个具有1ms的持续时间。每个子帧被进一步划分成两个时隙,每个时隙取决于循环前缀(Cyclic Prefix,CP)长度包含6 或7个符号时段。在频率上,LTE下行链路利用一组间隔均匀的子载波,每个子载波相隔15kHz,其中1个时隙上的12个子载波的每个块被指派为一资源块(Resource Block,RB)。基本时间-频率资源从而可以是单个符号时段上的单个子载波,被3GPP定义为资源元素(Resource Element, RE),其中每个RB从而包含180个RE。
图4根据一些方面描绘了示范性下行链路资源网格1700,其可以是在两个子帧和子载波的1个资源块上示出的LTE资源网格。对于正常CP长度,下行链路资源网格1700的每个单位块可表示一个RE,例如,一个子载波的一个符号时段。如3GPP规定的,下行链路子帧一般可被划分成控制和数据域,其中前几个符号被分配用于控制域中的控制数据并且剩余符号被分配用于数据域中的用户数据流量。取决于系统带宽和控制格式,每个子帧在每个子帧的开头处可包含一到三个控制符号(如控制格式指示符 (Control FormatIndicator,CFI)所指示,控制格式指示符是在物理CFI 信道(Physical CFI Channel,PCFICH)上提供的,其出现在每个子帧的第一符号中的某些RE上)。
图4将控制域描绘为包含物理下行链路控制信道(Physical Downlink ControlChannel,PDCCH)数据。虽然数据域一般可包含物理下行链路共享信道(Physical DownlinkShared Channel,PDSCH),但两个域中的RE 都可被分配给其他物理信道,例如物理广播信道(PBCH)、物理混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request,HARQ)指示符信道(Physical HARQ Indicator Channel,PHICH),物理多播信道(Physical MulticastChannel,PMCH)和上述的PCFICH,如3GPP TS 36.211中所详述。因此,每个LTE物理下行链路信道都可由运载该信道特有的数据的特定RE(时间-频率资源)构成。
资源网格的物理时间-频率资源(RE)因此可被分配给特定的物理信道。每个物理信道可运载由一个或多个传输信道提供的特定数据,而每个传输信道进而又可向由一个或多个特定逻辑信道提供的特定物理信道提供特定数据。图5示出了示范性信道映射,其图示了用于PDSCH和PDCCH 物理信道的传输信道映射。如图5中所示,PDCCH信道可运载下行链路控制信息(DCI)数据,该数据可以是可在PDCCH上发送的寻址到特定 UE的控制消息,而PDSCH信道可运载由寻呼信道(Paging Channel, PCH)和下行链路共享信道(DownlinkShared Channel,DL-SCH)逻辑信道提供的数据。PCH可运载寻址到特定UE的寻呼消息,而DL-SCH除了一些控制信息以外可主要运载用户数据流量。因此,虽然下行链路资源网格1700的RE可被直接分配到物理信道,但每个物理信道可包含经由关联的传输和逻辑信道提供的数据,包括流量数据、控制数据和寻呼数据。
从诸如网络接入节点1510或1512之类的网络接入节点接收下行链路信号的诸如终端设备1502或1504之类的终端设备因此可能够处理在下行链路信号的每个时间-频率元素处包含的每个数据以便从每个信道恢复数据。在示范性LTE设置中,终端设备1502可处理PDCCH RE以便恢复重要的控制数据(在寻址到终端设备1502的DCI消息中指定),该控制数据可标识在这些PDCCH RE中存在寻址到终端设备1502的其他传入数据。DCI消息中指示的数据的类型可取决于终端设备1502的当前无线电接入状态。例如,如果终端设备1502当前处于已连接无线电状态中,则终端设备1502可被分配专用下行链路资源以在PDSCH上接收流量数据。因此,终端设备1502可在每个子帧期间监视PDCCH以识别寻址到终端设备 1502的DCI消息(例如,经由无线电网络临时身份(Radio Network Temporary Identity,RNTI)),其除了与下行链路数据有关的其他参数以外还可指定包含打算去往终端设备1502的下行链路数据的PDSCH RE的位置。
或者,如果终端设备1502当前处于空闲无线电状态中,则终端设备 1502可能未就位以在PDSCH上接收任何流量数据,而是可只就位以接收发信号通知打算去往终端设备1502的即将到来的流量数据的寻呼消息。因此,终端设备1502在某些子帧中可监视PDCCH(例如,根据周期性的寻呼时机)以便识别指示出PDSCH将会包含寻呼消息的寻呼控制消息(以寻呼RNTI(Paging RNTI,P-RNTI)寻址的DCI消息)。终端设备 1502(连同其他空闲模式UE)于是可在PDSCH上接收寻呼消息并且识别出该寻呼消息是否打算去往终端设备1502(例如,借由寻呼消息中包括的系统体系结构演进(System Architecture Evolution,SAE)临时移动订户身份(SAE Temporary Mobile Subscriber Identity,S-TMSI)或国际移动订户身份(International Mobile Subscriber Identity,IMSI))。
换言之,终端设备1502可监视控制信道和寻呼信道以寻找打算去往终端设备1502的控制和寻呼消息,其中寻呼信道和控制信道都可由特定的时间-频率资源构成。此外,对LTE的任何提及只是为了演示并且只是用于为物理信道的无线电资源分配提供情境信息。各种其他无线电接入技术也可指定由特定时间-频率资源构成的控制和寻呼信道,终端设备可需要就寻址到终端设备的控制和寻呼消息的存在性监视这些信道。因此,其他无线电接入技术中的物理信道可类似地利用时间-频率资源的动态分配。
终端设备1502可向诸如网络接入节点1510和1512之类的网络接入节点发送上行链路数据。虽然上行链路资源网格可利用与下行链路资源网格类似的时间-频率离散化方案,但每个终端设备的资源分配方案在下行链路和上行链路之间可略有不同。这可取决于无线电接入技术的细节,并且一些无线电接入技术在上行链路和下行链路可使用不同的上行链路和下行链路分配方案和物理层波形,而其他无线电接入技术在上行链路和下行链路可使用相同的上行链路和下行链路分配方案和/或物理层波形。例如,LTE 下行链路对于多址接入主要利用正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA),其中RB可按分布式和非连续方式被分配给不同用户;因此,沿着频率轴的方向,寻址到特定用户的RB可与寻址到其他用户的RB相交织并且在下行链路资源网格中可能不是相邻的。与之不同,上行链路主要利用单载波频分多址接入(Single Carrier FrequencyDivision Multiple Access,SC-FDMA),其中在任何时间点可只向单个用户分配沿着频率轴的方向连续的一组RB。
图6示出了示范性上行链路资源网格1900,其可以是25个资源块和两个无线电帧上的LTE资源网格并且对于FDD可构成示范性的5MHz系统带宽。如上所述,上行链路资源分配一般可限于只利用沿着频率轴的方向连续的块。注意,上行链路资源网格1900的无线电资源是按与下行链路资源网格1700不同的标度示出的,其中上行链路资源网格1900的每个单位块表示一个子帧上的单个资源块的子载波(总共两个资源块)。
如图6中的阴影所示,上行链路资源网格1900的时间-频率资源也可被分配到特定的上行链路物理信道,包括物理上行链路控制信道(Physical Uplink Control Channel,PUCCH)、物理上行链路共享信道(Physical Uplink Shared Channel,PUSCH)和物理随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)。PUCCH分配一般可在系统带宽的上端和下端,而系统带宽的剩余部分一般可被分配用于PUSCH发送。因此,诸如终端设备1502之类的UE可被分配无线电资源(经由无线电接入网络在 PDCCH上提供的上行链路准予)以便在PUSCH上发送上行链路流量数据并且在PUCCH上发送上行链路控制数据。
按照诸如3GPP TS 36.211之类无线通信标准所规定的,一般位于系统带宽的中央区域中的某些资源块可被分配用于PRACH发送。诸如终端设备1502之类的UE可利用PRACH来与诸如网络接入节点1510之类的 eNodeB建立活跃无线电连接,这可发生在从空闲到已连接状态的转变期间、发生在到网络接入节点1510的移交期间或者发生在与网络接入节点1510的定时同步已丢失的情况下。与可各自被唯一地分配到个体UE的 PUCCH和PUSCH无线电资源不同,eNodeB可向小区中的所有UE广播标识PRACH无线电资源的系统信息(例如,以系统信息块(System Information Block,SIB)的形式)。因此,PRACH无线电资源可供任何一个或多个UE使用。终端设备1502因此可从网络接入节点1510接收这种系统信息以便识别PRACH配置(PRACH配置索引),PRACH配置可指定为PRACH发送(称为PRACH时机)分配的特定无线电资源(时间和频率上的),以及其他重要的PRACH配置参数。终端设备1502随后可生成和发送PRACH发送,其中包含在PRACH时机期间识别终端设备 1502的唯一PRACH前导码。网络接入节点1510随后可在PRACH时机期间接收无线电数据并且对接收到的无线电数据解码以基于由每个UE生成的唯一PRACH前导码来恢复由附近的UE发送的所有PRACH发送。网络接入节点1510随后可发起为终端设备1502建立活跃无线电连接。
终端设备因此可在被定义为时间-频率无线电资源的特定上行链路和下行链路信道上发送和接收数据。取决于关联的无线电接入标准的细节,这些信道可包括寻呼、随机接入、控制信道、流量数据信道、和各种其他信道。如上所述,在LTE的示范性情况中,这可包括PDCCH(控制)、 PDSCH(流量数据)、PUCCH(控制)、PUSCH(流量数据)和PRACH (随机接入),其中,由于在PDCCH上传输寻呼DCI消息(DCI 1C,以 P-RNTI寻址)以及在PDSCH上传输RRC寻呼消息,PDCCH和PDSCH 也可被认为是“物理”寻呼信道。无论具体细节如何,每个无线电接入技术的物理信道可在时间-频率资源中定义并且可用于终端设备和网络接入节点对特定数据的发送和接收。因此,虽然每个无线电接入标准可具有独特的物理信道方案,但所有无线电接入信道的共同底层特征和用途使得本文公开的方面适用于任何无线电接入技术的无线电信道。
各种方面不是只提供这种信道的单个“实例”而是可提供具有不同特性的物理信道的多个实例。此外,信道实例中的一个或多个可具有针对特定功率效率、特定时延和/或特定可靠性定制的特性,这可使得终端设备能够基于其当前功率效率和/或数据连接特性(包括可靠性和时延)来选择利用哪个信道实例。不同的信道实例可各自利用不同的设置,例如周期性、时间、预期流量等等,以便使得每个信道实例能够有效地提供期望的功率效率、时延和可靠性水平。此外,可经由不同的无线电接入技术提供各种信道实例,其中由较低功率无线电接入技术提供的信道实例与由较高功率无线电接入技术提供的其他信道实例相比可给出更具功率效率的选项。类似地,某些无线电接入技术可提供更高的可靠性和/或更低的时延,从而提供在不同的无线电接入技术之间具有各种可靠性和时延的信道实例。
图7根据本公开的一方面示出了无线电通信网络2000的示范性网络场景。如图7中所示,无线电通信网络2000可包括终端设备1502、网络接入节点2002、网络接入节点2004、网络接入节点2006和核心网络 2008。在一些方面中,网络接入节点2002-2006可根据相同的无线电接入技术来配置,而在其他方面中,网络接入节点2002-2006可根据不同的无线电接入技术来配置。例如,在示范性场景中,网络接入节点2002可以是蜂窝基站,而网络接入节点2004和2006可以是短程接入点,例如 eNodeB 2002、WLAN AP 2004和低能耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BT LE)节点2006。具有各种无线电接入技术的其他示范性场景也在本公开的范围内。
网络接入节点2002-2006可以是无线电通信网络2000的无线电接入网络的一部分以便向诸如终端设备1502之类的终端设备提供无线电接入连接,从而提供到核心网络2008和到其他外部数据网络(例如,外部封包数据网络(Packet Data Network,PDN)、互联网协议(Internet Protocol, IP)多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem,IMS)服务器和其他因特网可访问数据网络)的连接。以下对无线电通信网络2000的描述是演示性的并且任何无线电接入技术可被结合到无线电通信网络2000中。这例如包括已经开发的或者将要开发的其他2G、3G、4G、5G等等技术。
终端设备1502可与无线电通信网络2000的各种网络接入节点2002- 2006在各种物理信道上发送和接收无线电信号。网络接入节点2002-2006 可根据其各自的RAT的具体细节提供其各自的物理信道,其各自的RAT 如前所述可以是相同的或不同的。
网络接入节点2002-2006中的一个或多个可提供每种信道类型的单个“实例”,例如,再参考图4,网络接入节点2002可提供单个控制信道实例,其中每个子帧的控制信道具有恒定且统一的配置。类似地,网络接入节点2002可根据随机接入信道配置提供单个随机接入信道实例(通过在随机接入信道时机期间监视上行链路随机接入信道发送)、提供单个数据流量信道实例、单个上行链路控制信道实例、单个上行链路数据流量信道实例,等等。换句话说,终端设备1502可能不能自由地在每个特定信道的多个实例之间进行选择。
从而,根据本公开的一方面,诸如网络接入节点2002之类的网络接入节点可提供多个信道实例,例如给定信道类型的多个物理信道配置,从而使得终端设备能够根据终端设备的操作简档在信道实例之间进行选择。如图7中所示,在示范性应用中,网络接入节点2002可提供广播信道 BCH、第一和第二寻呼信道PCH1和PCH2、第一和第二随机接入信道RACH1和RACH2和/或第一和第二控制信道CCH1和CCH2。由网络接入节点2002服务的终端设备因此在发送和接收相关数据时可具有在不同的信道实例(PCH1与PCH2,RACH1与RACH2,CCH1与CCH2)之间进行选择的选项。虽然这里表示了特定的信道类型,但在一些方面中,诸如网络接入节点2002之类的网络接入节点可提供其他类型的信道实例,例如多个流量数据信道实例,例如第一和第二下行链路数据流量信道、第一和第二上行链路数据流量信道,等等。额外地或者替换地,每种信道类型的信道实例的数目可缩放到任何数量。
信道实例中的一个或多个可被不同地配置以便具有特定的特性,例如以便提供不同水平的功率效率、不同水平的时延和/或不同水平的可靠性。例如,PCH1可被配置为对于利用信道的终端设备能实现比PCH2更低的功率花费;类似地,CCH1可比CCH2提供更低功率花费,而RACH1可比RACH2提供更低功率花费。或者,PCH2可比PCH1提供更低时延和/ 或更高可靠性。不同的配置和由此得到的功率效率、时延和可靠性特性可向终端设备提供就利用哪个信道实例而言的各种各样的选项。
由于信道实例的每一者可独立地工作(例如,在逻辑上与其他信道实例分离),所以每个信道实例可被分配不同的一组时间-频率无线电资源。图8和图9根据一些方面描绘了示范性信道资源分配,其中下行链路资源网格2100示出了流量信道(traffic channel,TCH)、控制信道实例CCH1 和CCH2和寻呼信道实例PCH1和PCH2,而上行链路资源网格2200示出了控制信道CCH、流量信道TCH和随机接入信道实例RACH1和 RACH2。图9中所示的信道资源分配是示范性的,并且对于各种不同的无线电接入技术可实现类似的信道资源分配。
如图8中所示,网络接入节点2002可在每个子帧的前两个符号中提供CCH1并且在每个子帧的第三个符号中提供CCH2;因此,终端设备可具有如下选项:如果功率效率无关紧要则利用CCH1,或者如果功率效率是重要的则使用CCH2。由于CCH2包括更少的时间-频率元素,所以终端设备可能够利用更少的处理功率来对CCH2解码并且相应地在利用CCH2 时可能够限制功率花费。如上文关于下行链路资源网格1700所述,在一些方面中,控制信道可额外地运载寻呼控制消息(例如,在示范性LTE设置中以P-RNTI寻址的DCI消息),空闲模式终端设备可需要监视该消息以便识别出即将到来的TCH将包含寻呼消息。因此,CCH1也可充当PCH1。利用PCH1的终端设备因此可监视CCH1(例如,根据指派的 DRX周期)以待寻呼控制消息。
这些无线电资源分配是示范性的,并且对于各种信道实例的无线电资源分配存在许多不同的变化并且所有这种变化都被认为在本公开的范围内。例如,各种信道实例的其他物理信道配置可提供更高的可靠性和/或时延,例如,其中具有更短周期的寻呼信道可提供更低时延的寻呼(以更高的能量成本),而具有更长周期的寻呼信道具有更高时延的寻呼。无线电资源分配(或者无线电资源分配的可能集合)可以是定义的标准的一部分,这从而可使得终端设备和网络接入节点两者都拥有关于为每个信道实例分配的无线电资源的知识。如将会描述的,无线电接入网络可以为每个信道实例广播配置信息以便向终端设备提供接入每个信道实例所必要的信息。
继续参考图7,在一些方面中,无线电接入网络还可在不同的无线电接入技术上提供信道实例。无线电接入技术之间的差别也可在每个信道实例的功率效率、时延和/或可靠性上引入差别。如图7中所示,网络接入节点2004和网络接入节点2006还可与网络接入节点2002接口连接。因此,网络接入节点2004和网络接入节点2006可与网络接入节点2002合作以便提供关于其各自的无线电接入技术的更多信道实例。例如,网络接入节点 2002可根据第一无线电接入技术来配置,网络接入节点2004可根据第二无线电接入技术来配置,并且网络接入节点2006可根据第三无线电接入技术来配置。网络接入节点2004和网络接入节点2006随后还可分别提供关于第二和第三无线电接入技术的寻呼信道实例PCH3和PCH4(它们也可发生在与网络接入节点2002采用的不同的频率资源上,例如与网络接入节点2002采用的许可频带相比发生在非许可频带上)。因此,除了由网络接入节点2002关于第一无线电接入技术提供的寻呼信道实例PCH1和 PCH2以外,终端设备1502可能够分别使用第二或第三无线电接入技术来利用PCH3和PCH4。额外地或者替换地,网络接入节点2002-2006可合作以便提供任何这种信道实例,例如随机接入信道实例、控制信道实例、流量数据信道实例,等等。由于网络接入节点2004和网络接入节点2006与网络接入节点2002接口连接,所以网络接入节点2002-2006之间的合作可以是简单直接的,以便在网络接入节点之间转发数据和管理所有这种信道实例。
终端设备1502因此在与由网络接入节点2002、网络接入节点2004和网络接入节点2006集体构成的无线电接入网络交换上行链路和下行链路数据时可能够在各种信道实例之间进行选择。例如,终端设备1502可能够就随机接入信道、寻呼信道和控制信道而言选择任一种信道实例以便发送或接收关联的数据。终端设备1502可基于终端设备1502的“操作简档”来选择信道实例,该“操作简档”可取决于终端设备1502的当前功率、时延和可靠性要求。
例如,某些类型的终端设备可提供某些应用,这些应用产生特定的功率、时延和可靠性要求。例如,专用于IoT应用的各种设备可具有极端的电池寿命要求,例如被设计用于在没有再充电或电池更换的情况下操作若干年的某些类型的传感器,并且可因此要求高功率效率。一个非限制性示例可以是具有例如10年的目标电池寿命的森林中的温度传感器。这些设备提供的IoT应用通常是更有时延容忍度的,并且因此与其他设备相比可不具有严格的时延要求。
其他类型的终端设备可专用于V2X或机器控制通信,例如用于工厂或生产车间中的机器人的自动驾驶或远程控制的运载工具终端设备。由于这种通信的关键性和时间敏感性质,这些设备可具有极高的可靠性要求和低时延要求。极端的电池寿命在一些情况下可能不是那么重要的,因为可以更经常地获得再充电。
其他类型的终端设备可以是“多用途”设备,例如智能电话、平板设备、膝上型电脑,它们可以是重度用户交互性的并且取决于用户的使用提供不同的应用集合。功率、时延和可靠性特性可取决于在使用的应用而变化。例如,用户可将多用途终端设备用于多种应用,包括但不限于移动实时游戏、信用卡读取器、语音/视频呼叫或/和web浏览。移动实时游戏可具有低时延要求,这可比可靠性和功率效率更重要。信用卡读取器应用可能认为可靠性的重要性高于时延或功率效率。功率效率对于语音/视频呼叫和web浏览可能更重要,但是可能不像具有某些IoT应用的设备的情况中那样有那么“极端”的功率效率要求。
图10根据一些方面示出了方法2300,终端设备1502可执行该方法 2300以便基于终端设备1502的操作简档来选择和利用特定的无线电接入信道实例,该操作简档可取决于终端设备1502的功率效率、时延和可靠性需求。终端设备1502可主要在控制器1610处执行方法2300的控制逻辑,控制器1610可利用由天线系统1602、RF收发器1604和物理层处理模块1608提供的无线电发送和接收服务来触发通过无线电接入网络对无线电信号的发送和接收。如前所述,虽然图3为了简洁起见将天线系统 1602、RF收发器1604和物理层处理模块1608描绘为单个组件,但天线系统1602、RF收发器1604和物理层处理模块1608的每一者可包含用于多个无线电接入技术(例如LTE、UMTS、GSM、蓝牙、Wi-Fi、mmWave、 5G等等)的无线电通信组件。
在2310中,控制器1610可从无线电接入网络(例如网络接入节点 2002)接收信道配置信息,该信道配置信息指定可用或多个信道实例以及每个可用或多个信道实例的物理信道配置。网络接入节点2002可以广播格式发送这种信道配置信息,例如利用系统信息(例如,SIB)来发送或者作为类似的广播消息来发送。例如,在图7的设置中,信道配置信息可指定可用的多个信道实例。信息配置也可指定无线电接入技术和为每个信道实例分配的无线电资源。此外,为了允许终端设备评估每个信道实例,网络接入节点2002可提供详述每个信道实例的具体特性的进一步信息,例如每个信道实例的功率效率、可靠性和时延。
控制器1610因此可能够在2310中从信道配置信息识别每个信道实例。控制器1610随后可在2320中选择信道实例。控制器1610选择的信道实例的类型可取决于哪种类型的控制器1610在执行方法2300来选择。例如,控制器1610可选择随机接入信道实例来执行RACH过程,选择控制信道实例来发送或接收控制信息,选择寻呼信道实例来监视空闲模式寻呼消息,选择流量数据信道实例来发送或接收流量数据,等等。
在2320中,由于对于每种信道类型可指定有多个信道实例,所以控制器1610可基于终端设备1502的当前操作简档评估信道实例以便从多个信道实例中选择一信道实例。例如,控制器1610在2320中可基于终端设备1502的功率效率要求、数据连接的可靠性要求和/或时延要求来确定终端设备1502的当前操作简档。作为另一示例,如先前所示,不同类型的终端设备可提供不同类型的应用,并且可因此具有各种各样的功率效率、时延和可靠性要求。以上介绍的非限制性示例包括用于IoT应用的终端设备(极端的功率效率要求,时延和可靠性的重要性较低),用于V2X或机器控制应用的终端设备(极端的可靠性和低时延要求),以及用于各种用户中心应用的多用途终端设备(更高的功率效率要求,但未达到极端功率效率要求的水平)。其他类型的设备和其他类型的支持的应用也可影响终端设备1502的功率效率、可靠性和时延要求。
控制器1610因此可基于终端设备1502的功率效率、可靠性和时延要求来选择终端设备1502的操作简档,而终端设备1502的功率效率、可靠性和时延要求进而又可取决于终端设备的类型和终端设备1502支持的应用的类型。在一些方面中,终端设备1502的功率效率、可靠性或时延要求中的一个或多个可被预编程到控制器1610中。
在一些方面中,操作简档可被预编程到控制器1610中。例如,如果终端设备1502是IoT应用终端设备,则终端设备1502的(让功率效率优先的)操作简档和/或功率效率、时延和可靠性要求可被预编程到控制器 1610中。类似地,如果终端设备1502是多用途或V2X/机器控制终端设备,则相应的操作简档和/或功率效率、时延和可靠性要求可被预编程到控制器1610中。控制器1610因此在2320中可参考预编程的操作简档和/或功率效率、时延和可靠性要求来识别操作简档。
在一些方面中,终端设备1502提供的应用可随着时间而变化。例如,多用途终端设备可取决于用户交互而执行不同的应用。其他类型的终端设备也可随着时间的流逝而执行不同的应用。因此,在一些方面中,终端设备的功率效率、时延和可靠性要求可随着时间的流逝而变化。控制器 1610因此也可评估终端设备1502正在执行的当前应用,尤其是依赖于网络连通性的那些应用。因此,控制器1610在2320中可考虑终端设备1502 的当前连接要求(例如时延和可靠性)作为操作简档的一部分。例如,如果终端设备1502是当前正执行实时游戏应用的多用途终端设备,则终端设备1502可具有严格的时延要求。如果终端设备1502是正执行语音呼叫的多用途终端设备,则终端设备1502可具有重要的功率效率要求。其他情况可类似地为终端设备1502产生连接要求(例如,时延和可靠性要求)。在一些方面中,控制器1610可与运行应用的应用处理器(数据源 1612/数据宿1616)接口连接(例如,经由关注(AT)命令)以便识别终端设备1502正执行的应用的当前连接要求。在一些方面中,控制器1610 在确定操作简档时可考虑其他因素,例如用户是否提供了指定功率效率、时延或可靠性要求的用户输入。在非限制性示例中,用户可在终端设备 1502处激活节电模式,这可指示出终端设备1502的更严格功率效率要求。
因此,取决于终端设备1502的当前功率效率、时延和可靠性要求,控制器1610可确定操作简档。控制器1610随后在2320中可基于操作简档评估多个信道实例以便识别最佳匹配操作简档的信道实例。根据示范性方面,控制器1610因此在2320中可基于功率效率、时延和可靠性评估多个信道实例以识别匹配操作简档的信道实例。
控制器1610从而可向多个信道实例的每一者应用预定的评估逻辑以便识别出哪些信道实例符合由操作简档表征的功率效率、可靠性和时延要求。因此,基于每个信道实例的物理信道配置,控制器1610可识别出哪些信道实例是具有功率效率的,哪些信道实例是低时延的,以及哪些信道实例是高可靠性的。利用预定的评估逻辑,控制器1610在2320中可识别出哪些信道实例匹配终端设备1502的操作简档的需求。
例如,在示范性场景中,控制器1610可执行方法2300以为无线电通信网络2000的无线电接入网络识别寻呼信道实例。控制器1610在2320中可确定终端设备1502的操作简档要求功率效率。因此,在2320中,控制器1610可评估多个寻呼信道实例PCH1、PCH2、PCH3和PCH4以识别出哪个寻呼信道提供功率效率。控制器1610因此可评估PCH1、PCH2、 PCH3和PCH4的每一者的物理信道配置信息以识别出哪个寻呼信道实例是最具功率效率的。
如果控制器1610认为第三无线电接入技术(由网络接入节点2006支持)是最具功率效率的,则控制器1610在2320中可选择PCH4作为寻呼信道实例。或者,控制器1610在2320中可例如基于物理信道配置的周期性和时间-频率资源分布来确定PCH2的物理信道配置是最具功率效率的。
在另一示范性场景中,控制器1610可应用方法2300来选择控制信道实例并且在2320中可确定终端设备1502的操作简档要求低时延,例如由于具有高时延敏感性的活跃数据连接而要求低时延。控制器1610从而在 2320中可评估多个信道实例的物理信道配置以识别出哪个信道实例提供低时延,例如通过识别出CCH1具有比CCH2更低的时延。控制器1610从而在2320中可选择CCH1。
许多这种评估结果是可能的。在一些方面中,控制器1610在2320中的这种决策中使用的评估逻辑可被预编程在控制器1610处,例如预编程为软件定义的指令。在一些方面中,控制器1610还可采用基于历史数据的机器学习来识别出哪些物理信道配置提供功率效率、低时延和高可靠性。控制器1610可利用的机器学习技术的非限制性示例包括监督式或非监督式学习、强化学习、遗传算法、基于规则的学习支持向量机、人工神经网络、贝叶斯树模型或者隐马尔可夫模型。不失一般性,在一些方面中,具有功率效率的信道配置可具有更小的时间-频率资源集合(从而要求更少的处理)、在时间上密集和/或具有更长的发送时间段(例如,在示范性LTE设置中具有更长的发送时间间隔(Transmission Time Interval,TTI)),这可使得无线电组件能够被停用和/或断电更长时间段,和/或具有更长的周期(从而允许了不频繁的监视以及无线电组件能够被停用和/或断电的时段更长)。例如,在示范性LTE设置中,对于PDCCH和 PDSCH,更短的TTI也可意味着用于UL/DL准予的调度的信令开销将会增大。例如,取代对于同一终端设备总是调度一个完全子帧(例如,2个连续的时隙,或者1ms),网络接入节点可被允许调度单个时隙(例如,等同于0.5ms)。由于更细的粒度,网络接入节点可能需要更多比特来描述在子帧内哪些资源被指派给终端设备(如果PDCCH仍只被包括在 OFDM符号1至3中的话)。或者,在一些方面中,对于OFDM符号1和 2中的第一时隙可以有PDCCH,并且在OFDM符号8和9中可以有额外的PDCCH。对于终端设备,这在两种情况中都可意味着它需要处理更多的PDCCH信息来确定eNB为它调度了DL还是UL资源。
在一些方面中,下行链路流量信道(downlink traffic channel,TCH) 的高功率效率信道配置可在运载指示出网络接入节点已调度了下行链路发送的控制信息的时隙和运载实际下行链路发送的时隙之间引入延迟。例如,如果控制信息紧挨在运载下行链路发送的时隙之前发生,则终端设备可在同步检查控制信息以确定下行链路发送是否是寻址到终端设备的同时接收、存储和处理下行链路发送。这样的一种示范性情况是在LTE中 PDCCH后跟着PDSCH,其中终端设备可存储和处理PDCCH,同时并行地对PDCCH解码以检查任何PDSCH是否是寻址到终端设备的(例如,以RNTI寻址到终端设备的DCI)。高功率效率信道配置因此可在控制信息和下行链路发送之间添加延迟,这可向终端设备提供更多的时间来在下行链路发送开始之前接收和解码控制信息。终端设备因此可能够在更早的时间(可能在下行链路发送开始之前)确定下行链路发送是否是寻址到终端设备的,并且因此可通过在对控制信息的接收和对控制信息的解码之间的窗口中避免对下行链路发送的接收、存储和处理来节省功率。这种具有功率效率的信道配置在一些方面中可增大功率效率,但可增大时延。例如,在示范性LTE设置中,对于DL,当子帧“n”的PDCCH指示出针对第一终端设备的DL发送时,那么此DL数据的第一部分已经被包括在子帧“n”中。由于第一终端设备处理PDCCH要花时间,所以第一终端设备可被强制始终接收、存储和处理(处理到某个程度)整个资源块。如果在 PDCCH和关联的DL发送之间有充分的延迟,则第一终端设备将只处理包括PDCCH的OFDM符号和包括参考符号(reference symbol,RS)的 OFDM符号。(UE可使用RS来为RB执行信道估计,这可以是针对PDCCH解码的先决条件。)如果PDCCH被包括在例如前3个OFDM符号中(它们也可包括一些RS),并且更多的RS被包括在3个额外的 OFDM符号5、8和12中,则第一终端设备通常可只处理子帧的14个 OFDM符号之中的6个OFDM符号。仅当子帧“n”中的PDCCH指示出子帧“n+k”中的针对第一终端设备的DL发送时,第一终端设备于是才会处理该子帧“n+k”的所有OFDM符号。例如,对于不包括针对第一终端设备的数据的子帧,第一终端设备可忽略8/14=57%的OFDM符号并且相应地节省处理能量。这可增大功率效率,但也为DL发送增大了时延。
在一些方面中,低时延信道配置可通过具有更短的发送时间段(比如,从例如1ms到0.5ms)来减小时延(其中取决于发送时间段的初始长度,其他减小是类似地可能的)。这可提供可能发送时间的更细“网格”,并且因此可使得发送能够在更早的时间开始。这也可减小往返时间。例如,在示范性LTE设置中,TTI可从1个子帧(=1ms)减小到半个子帧(=0.5ms)或者甚至更低的值(例如,2OFDM符号=0.14ms)。如果发送可每0.5ms开始,则这可减小时延(和往返时间)。在一些方面中,关于对更低TTI要在何处放置“额外”PDCCH以使得“低时延”信道和“高功率效率”信道可共存于同一资源网格上,可存在问题。例如,我们可以定义“低TTI子帧”和“正常TTI子帧”。在所有的子帧中, OFDM符号1到3运载可被所有UE读取和理解的PDCCH。低TTI子帧对于OFDM符号8和9中的子帧的后一半运载额外的PDCCH,可能只在某些RB上。网络接入节点随后可依据来自终端设备的调度请求来调度低 TTI子帧和正常TTI帧。例如,网络接入节点可间或插入正常TTI子帧,在该正常TTI子帧期间只调度“具有功率效率的”终端设备。或者其可以对某些RB(仅在某个子带中)为“具有功率效率的”终端设备调度发送,并且额外地,利用额外的PDCCH,对于“低时延”终端设备,其在剩余的子带中调度发送。
在一些方面中,低时延信道配置可通过减小上行链路发送准予(授予终端设备发送许可)和上行链路发送的实际开始时间之间的延迟来减小时延。通过使得终端设备能够在上行链路发送准予之后在更早时间发送,终端设备可在时间上较早地发送信息,从而减小时延。例如,在示范性LTE 设置中,可以减小UL准予(在子帧“n”中在PDCCH上给出)和子帧“n+k”中的UL发送的实际开始之间的延迟。由于k传统上被固定到4,例如UL准予后的4ms后,所以“k”可被减小到例如“2”或“1”以减小时延。这可涉及终端侧的修改来支持这一点。
在一些方面中,高可靠性信道配置可利用鲁棒的物理调制方案,其中例如二相相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)可以比正交相移键控(Quadrature PhaseShift Keying,QPSK)、16正交幅度调制(16- Quadrature Amplitude Modulation,16-QAM)、64-QAM、256-QAM等等更鲁棒。在一些方面中,高可靠性信道配置可重复地发送相同信息,其中例如该重复可在时间上分散发生(例如,TTI捆绑),在同一时间分散在若干个频率上发生,或者在时间上和在不同的频率上分散发生(例如,跳频)。在一些方面中,高可靠性信道配置可通过使用不同的编码方案(例如卷积编码),来将单个比特中包含的信息分散在若干个编码的比特上。然后可在高可靠性信道配置的接收侧使用纠错码来检测和修复(修复到某个程度)发送差错。这可以增大的时延为代价来增大可靠性。
除了上述的功率效率、时延和可靠性的示范性操作简档因素以外,控制器1610可类似地考虑与服务质量(Quality of Service,QoS)、QoS类别标识符(QoS ClassIdentifier,QCI)、节电模式(Power Saving Mode, PSM)、扩展DRX(extended DRX,eDRX)、运载工具到任何事物 (Vehicle-to-Any,V2X)等等有关的任何一个或多个因素。
由于终端设备1502的操作简档可取决于多个因素,所以在各种方面中控制器1610可考虑多个因素或者因素的任何组合,其中各种因素可涉及与其他因素的折衷。例如,在一些方面中,具有功率效率的信道实例一般可具有更高的时延和/或更低的可靠性。因此,控制器1610在2320中可“平衡”功率效率与时延和/或可靠性以选择信道实例。在一些方面中,控制器1610可利用“目标”因素水平来执行这种平衡。例如,控制器1610 可识别作为最大可接受时延的目标时延和/或作为最小可接受可靠性的目标可靠性并且可尝试选择最小化功率消耗并同时仍符合目标时延和/或目标可靠性的信道实例。或者,控制器1610可识别作为最大可接受电池功率消耗的目标功率消耗水平并且可尝试选择最小化时延和/或最大化可靠性并同时仍符合目标功率消耗水平的信道实例。控制器1610因此可将这种目标因素水平包括在被利用来在2320中基于当前操作简档选择信道实例的评估逻辑中。
因此,在2330中,在考虑到当前操作简档的情况下基于对多个信道实例的信道配置信息的评估,控制器1610可在2320中从多个信道实例中选择最佳匹配终端设备1502的当前操作简档的信道实例。控制器1610随后可利用所选择的信道实例向无线电接入网络发送和/或接收数据。在一些方面中,控制器1610可基于当前无线电条件来触发信道评估,例如当无线电测量(例如,信号强度、信号质量、SNR等等)降低到阈值以下时。在一些方面中,控制器1610可周期性地触发信道评估,例如以固定的评估周期触发。
取决于控制器1610利用方法2300选择的信道实例的类型,控制器 1610可作为2330中的选择过程的一部分将所选择的信道实例通知给无线电接入网络以便适当地利用所选择的信道实例来进行发送或接收。例如,如果控制器1610正在利用方法2300选择寻呼信道实例,则控制器1610可将所选择的寻呼信道实例通知给无线电接入网络以使得无线电接入网络能够在正确的信道上寻呼终端设备1502。如果选择控制或流量数据信道实例,则控制器1610可类似地通知无线电接入网络。或者,可以有控制器 1610可不通知无线电接入网络例如对随机接入信道实例的选择的信道实例,因为终端设备1502可能够单方面地利用这种信道实例,而没有与无线电接入网络的在先协定。
因此,在一些方面中,控制器1610在2320中可被进一步配置为向无线电接入网络,例如网络接入节点2002-2006中的任何一者,提供指定所选择的信道实例的控制消息。例如,如果利用方法2300选择寻呼信道,则控制器1610可向网络接入节点2002发送指定PCH1作为选择的寻呼信道实例的控制消息。网络接入节点2002在某些情况下可能需要与核心网络2008的核心网络组件(例如移动性管理实体(Mobility Management Entity,MME))验证所选择的寻呼信道实例。网络接入节点2002随后可通过发送响应来接受或拒绝所选择的寻呼信道实例,在此之后控制器1610 可进而在接受的情况下在2330中利用所选择的寻呼信道实例(例如,通过监视所选择的寻呼信道实例以待寻呼消息),或者在拒绝的情况下,选择并且向网络接入节点2002提出另一寻呼信道实例。在另一示例中,如果利用方法2300选择控制信道,则控制器1610可向网络接入节点2002发送指定CCH1作为所选择的控制信道实例的控制消息。网络接入节点2002 随后可通过发送响应来接受或拒绝所选择的控制信道实例,在此之后控制器1610可进而在接受的情况下在2330中利用所选择的控制信道实例(例如,通过在下行链路的情况下在所选择的控制信道实例上接收控制数据或者在上行链路的情况下在所选择的控制信道实例上发送控制数据)。
在方法2300的一些方面中,无线电接入网络可能够按需设立并提供某些信道实例,例如根据终端设备的请求。控制器1610可能够在2320中请求特定的信道实例,而不是从由无线电接入网络在信道配置信息中提供的有限的一组信道实例中进行选择。例如,控制器1610可在2310中接收信道配置信息并且在2320中确定其中指定的信道实例不符合控制器1610 的当前标准,例如如果控制器1610的目标是低功率信道实例,而可用信道实例中没有一个符合低功率标准。因此,控制器1610可在2320中向无线电接入网络发送请求低功率信道实例的控制消息。无线电接入网络随后可接受或拒绝所请求的信道实例。如果无线电接入网络接受所请求的信道实例,则无线电接入网络可以为请求的信道实例分配无线电资源并且经由控制消息向控制器1610确认所请求的信道实例的激活。相反,如果无线电接入网络拒绝所请求的信道实例,则无线电接入网络可向控制器1610 发送拒绝所请求的信道实例的控制消息。在拒绝的情况下,无线电接入网络可提出经修改的所请求信道实例,控制器1610随后可接受、拒绝或再提出该经修改的所请求信道实例。这可继续直到经修改的所请求信道实例被达成共识或被最终拒绝为止。在接受的情况下,控制器1610可前进到 2330以利用达成共识的信道实例来与无线电接入网络发送或接收数据。这种所请求的信道实例可以是UE特定的(例如仅可由作出请求的终端设备访问),或者可被提供给多个终端设备的群组。
如前所述,各种信道实例可在不同的无线电接入技术上,例如在图7 的示例中,无线电接入网络可在不同的无线电接入技术上提供多个信道实例。例如,控制器1610可在2310中(利用第一无线电接入技术)从网络接入节点2002接收信道配置并且在2310中选择信道实例来报告给网络接入节点2002,其中所选择的信道实例是在不同的无线电接入技术上提供的,例如由网络接入节点2004提供的PCH3。因此,控制器1610在2330 中可监视来自网络接入节点2004的所选择的寻呼信道实例。换言之,所选择的信道实例可在与2310中用于接收信道配置信息和/或2330中用于报告所选择的信道实例的无线电接入技术不同的无线电接入技术上。因此,在从控制器1610接收到指定由不同的无线电接入技术提供的所选择的信道实例的控制消息(例如由网络接入节点2004提供的PCH3)后,网络接入节点2002可向控制器1610接受所选择的信道实例并且通知网络接入节点2004终端设备1502选择了PCH3作为寻呼信道实例(例如,经由网络接入节点2002与网络接入节点2004之间的接口)。网络接入节点2002随后可向网络接入节点2004提供寻址到终端设备1502的寻呼数据,网络接入节点2004可在PCH3上发送该寻呼数据。控制器1610可同时监视 PCH3以待寻呼信息并且相应地可能够接收和处理网络接入节点2004在 PCH3上提供的寻呼信息。涉及的网络接入节点可能需要与负责在涉及的网络接入节点处分发寻呼的共同核心网络移动性实体(例如,MME或类似的实体)接口连接。具有不同的信道实例(例如,随机接入信道、流量数据信道、控制信道等等)和无线电接入技术的额外变化可根据本公开的各方面类似地应用。
除了对所选择的信道实例采用不同的无线电接入技术以外,在一些方面中,控制器1610还可能够响应于在所选择的信道实例上接收的数据而在单独的无线电接入技术上做出响应。例如,在上文介绍的控制器1610 在(利用第一无线电接入技术)从网络接入节点2002接收到信道配置信息之后选择PCH3作为寻呼信道实例的示范性场景中,控制器1610可(利用第二无线电接入技术)在PCH3上从网络接入节点2004接收寻址到终端设备1502并且指示出传入数据正等待终端设备1502的寻呼消息。控制器 1610随后可选择从网络接入节点2004接收传入数据(例如,利用由网络接入节点2004提供的流量数据信道实例)或者从不同的网络接入节点和/ 或不同的无线电接入技术接收传入数据。例如,控制器1610可选择从网络接入节点2002接收传入数据,例如在由网络接入节点2002提供的流量数据信道实例上接收。因此,控制器1610可在网络接入节点2004或网络接入节点2002处响应寻呼消息(取决于寻呼协议的细节)并且指示出应当在所选择的流量数据信道实例上向终端设备1502提供传入数据。网络接入节点2002随后可在所选择的流量数据信道实例上将传入数据提供给终端设备1502。这在以下情况下可能是有用的:例如,所选择的寻呼信道实例是具有功率效率的,但所选择的流量数据信道实例具有更高的可靠性、时延、链路容量、速率或质量并从而可以是接收流量数据的更好的替代方式。在某些方面中,控制器1610可再采用方法2300来选择新的信道实例,例如选择流量数据信道实例。
在一些方面中,终端设备1502可采用特殊的“低功率”无线电接入技术来接收寻呼消息。例如,天线系统1602、RF收发器1604和物理层处理模块1608可包含低功率的并且可被电磁波激活的天线和RF和PHY组件(类似于例如射频识别(Radio FrequencyIdentification,RFID)系统)。
图11根据一些方面示出了终端设备1502的示范性经修改的配置,其包括低功率RAT系统2402,低功率RAT系统2402可包括诸如天线和RF 收发器之类的基本接收组件并且可与控制器1610接口连接。控制器1610 可利用低功率RAT系统2402作为利用诸如寻呼信道实例之类的信道实例的低功率替代方式。例如,控制器1610可利用低功率RAT系统2402来监视低功率寻呼信道实例。如前所述,低功率RAT系统2402可在接收到特定的触发电磁波时被激活并且因此可不需要外部电力来监视低功率寻呼信道实例。因此,配置有对方RAT系统的网络接入节点在寻呼消息正在等待终端设备1502时可能够通过在低功率寻呼信道实例上广播特定的触发电磁波来向终端设备1502提供寻呼信道实例。低功率RAT系统2402随后可接收触发电磁波并且“醒来”,从而发信号表示有寻呼消息正在等待终端设备1502。低功率RAT系统2402可被配置为随后进入活跃接收状态以便在寻呼信道实例上接收后续寻呼消息,或者可改为发信号通知控制器 1610有寻呼消息正等待终端设备1502。如果低功率RAT系统2402被配置为接收后续寻呼消息,则低功率RAT系统2402可接收该寻呼消息并且将寻呼消息提供给控制器1610。如果低功率RAT系统2402被配置为通知控制器1610有寻呼消息正等待终端设备1502,则控制器1610随后可从低功率RAT系统2402接收该指示并进而经由天线系统2402在另一寻呼信道实例上接收后续寻呼消息。
在本公开的与随机接入信道有关的一些方面中,控制器1610在2320 中可基于包括时延要求、应用关键性或者“RACH订阅”的存在在内的各种操作状态因素来选择随机接入信道(从多个可用随机接入信道实例中选择)。例如,当在1612中评估当前操作状态时,控制器1610可识别对于随机接入过程的底层触发(例如,如果特定应用要求数据连接)是否具有严格的时延要求或者涉及关键数据。如果这种条件中的任何一者为真,则控制器1610可致力于选择提供低冲突概率的随机接入信道实例,例如另一终端设备将在相同RACH时机期间发送相似的随机接入前导码的可能性较低。因此,控制器1610可致力于在1610中选择预期不会被许多的其他终端设备接入的随机接入信道实例,从而减小冲突概率。控制器1610因此可能够减小预期时延,因为RACH发送可在没有较高的冲突可能性的情况下发生。在一些方面中,控制器1610(或者网络接入节点)可能够通过跟踪终端设备(例如,监视上行链路干扰以估计邻近的终端设备的数目) 和/或通过观察流量模式(例如,观察随机接入过程中的竞争的发生)来估计预期在给定的区域中接入随机接入信道的终端设备的数目。
此外,在一些方面中,终端设备1502可具有接入“RACH订阅”的权限,其中终端设备1502对于仅为选定的一组终端设备预留的随机接入信道实例具有特殊接入权限。对这种RACH订阅的接入可以是受限的并且可作为付费特征可用,例如其中用户或其他方为对RACH订阅的接入付费并且作为回报被保证有提高的“服务水平”。
由于RACH订阅可只对选定数目的终端设备可用,所以冲突概率可显著减小。在被应用来选择随机接入信道实例的方法2300的设置中,无线电接入网络可广播为RACH订阅指定无线电资源和调度的信道配置信息,控制器1610可在2310中接收该信道配置信息(可替换地,RACH订阅可以是预定的)。控制器1610随后可在2320中选择RACH订阅作为随机接入信道实例并进而在2330中在RACH订阅上发送RACH发送。由于订阅 RACH可仅对有限数目的终端设备可用,所以可以只有较低的冲突概率。无线电接入网络还可需要向与网络接入节点2002相接口的诸如归属位置寄存器(Home Location Register,HLR)或归属订户服务(HomeSubscriber Service,HSS)之类的核心网络组件验证对订阅RACH的接入,该核心网络组件可包含这种订阅的数据库,用于验证。
根据方法2300的另一方面,无线电接入网络可基于每个终端设备的具体细节来限制对某些信道实例的接入。无线电接入网络因此可提供只是符合某些标准的终端设备可接入的某些信道实例,例如只是低功率设备可接入的。例如,无线电接入网络可提供只对报告具有低电池电力的设备可用的某些信道实例。因此,无线电接入网络可在信道配置信息中指定某些可用信道实例只是具有低电池电力(例如降到某个阈值以下的电池电力) 的终端设备可接入的。终端设备随后可被预期遵守这种要求或者可被要求发送明确提供当前电池电力水平的控制消息。无线电接入网络随后可基于这种标准来许可或拒绝终端设备接入受限制的信道实例。诸如数据连接要求(包括时延和可靠性)之类的其他标准可类似地被采用来将对特定信道实例的接入限于某些终端设备。在一些方面中,限制在某些情况下可被覆写。例如,如果终端设备1502具有有限的功率资源但具有高优先级流量要发送(例如,关键任务的低时延流量),则终端设备1502可以功率消耗为代价来发送高优先级流量。例如,如果控制器1610电力较低但具有关键任务的低时延流量,则控制器1610可在不考虑功率消耗成本的情况下发送关键任务低时延流量。
因此,控制器1610可利用方法2300来选择和利用提供诸如功率效率、低时延、高可靠性等等之类的合乎需要的属性的信道实例。控制器1610可基于终端设备1502的当前操作简档来选择信道实例,该当前操作简档取决于终端设备1502的功率效率和连接要求(例如,时延和可靠性)。虽然功率效率与本公开的一些方面是相关的,但在功率的一些方面中,控制器1610可能够利用方法2300来选择信道实例以满足任何数目的期望的操作标准。
如上所述,可依赖来自无线电接入网络的合作来提供多个信道实例。
图12根据一些方面示出了方法2500,方法2500可以是方法2300的对方并且在无线电接入网络的网络接入节点(例如网络接入节点2002)处执行(或者等同地在无线电接入网络的任何网络接入节点处)。
图13根据一些方面示出了可被配置为执行方法2500的示范性网络接入节点,例如网络接入节点2002的内部配置。如图13中所示,网络接入节点2002可包括天线系统2602、无线电模块2604和通信模块2606(包括物理层模块2608和控制模块1910)。作为对网络接入节点2002的操作的缩略概述,网络接入节点2002可经由天线系统2602发送和接收无线电信号,天线系统2602可以是包括多个天线的天线阵列。无线电模块2604 可执行发送和接收RF处理以便将来自通信模块2606的传出数字数据转换成模拟RF信号以提供给天线系统2602用于无线电发送并且将从天线系统 2602接收的传入模拟RF信号转换成数字数据以提供给通信模块2606。物理层模块2608可被配置为对从无线电模块2604接收的数字数据执行发送和接收PHY处理以提供给控制模块2610并且对从控制模块2610接收的数字数据执行发送和接收PHY处理以提供给无线电模块2604。控制模块 2610可根据相应的无线电接入协议(例如LTE)来控制网络接入节点 2002的通信功能,这可包括对天线系统2602、无线电模块2604和物理层模块2608施行控制。无线电模块2604、物理层模块2608和控制模块 2610的每一者在结构上可实现为硬件定义的模块(例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA),实现为软件定义的模块(例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/或固件)的程序代码的一个或多个处理器),或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。在一些方面中,无线电模块2604可以是包括数字和模拟射频处理和放大电路的无线电收发器。在一些方面中,无线电模块2604可以是被实现为处理器的软件定义的无线电(software-defined radio,SDR)组件,该处理器被配置为执行指定射频处理例程的软件定义的指令。在一些方面中,物理层模块2608可包括处理器和一个或多个硬件加速器,其中该处理器被配置为控制物理层处理并且将某些处理任务卸载到该一个或多个硬件加速器。在一些方面中,控制模块2610可以是被配置为执行指定上层控制功能的软件定义的指令的控制器。在一些方面中,控制模块2610可被限于无线电通信协议栈层功能,而在其他方面中控制模块2610也可负责传输、互联网和应用层功能。
网络接入节点2002可与核心网络和/或互联网络接口连接(直接地/经由路由器或经由核心网络),这可通过有线或无线接口。网络接入节点 2002也可通过有线或无线接口与其他网络接入节点接口连接,例如网络接入节点2004和2006。网络接入节点2002从而可通过提供无线电接入网络来使得所服务的终端设备能够访问期望的通信数据而提供无线电通信网络中的网络接入节点的传统功能。
网络接入节点2002可在控制模块2610处执行方法2500,控制模块 2610可利用天线系统2602、无线电模块2604和物理层模块2608来发送和接收信号。如图12中所示,在2510中,控制模块2610可广播指定多个信道实例的信道配置信息,这可包括关于由网络接入节点2002提供的信道实例以及由诸如网络接入节点2004和网络接入节点2006之类的其他网络接入节点提供的信道实例的信道配置信息。
在2520中,控制模块2610可从诸如终端设备1502之类的终端设备接收指定所选择的信道实例的控制消息。如前所述,所选择的信道实例可以是在网络接入节点2002处或者另一网络接入节点处提供的,该另一网络接入节点可与网络接入节点2002是或不是相同的无线电接入技术。因此,控制模块2610可在2530中识别所选择的信道实例是否是由不同的或者另一个网络接入节点提供的,并且如果是,则可前进到2550以通知所选择的网络接入节点。在一些方面中,这可涉及向所选择的网络接入节点验证所选择的网络接入节点是将接受还是拒绝所选择的信道实例并且将这些报告回给终端设备1502。如果所选网络接入节点在2550中接受所选信道实例,则控制模块2610可将这一点报告回给终端设备1502(从而允许终端设备1502开始利用所选信道实例)。相反,如果所选网络接入节点在2550中拒绝所选信道实例,则控制模块2610可将该拒绝报告给终端设备1502并且可能处理终端设备1502与所选网络接入节点之间的信息的进一步中继以协商新的所选信道实例或者经修改的所选信道实例。
如果所选信道实例是由网络接入节点2002提供的,则控制模块2610 可前进到2540以接受或拒绝所选信道实例(这可包括在最初拒绝的情况下协商新的或经修改的所选信道实例)。控制模块2610在2540中可确定终端设备1502是否被授权接入所选信道实例。如果控制模块2610在2540 中接受所选信道实例,则控制模块2610可前进到2560以利用所选信道实例与终端设备1502发送或接收数据。如前所述,这可包括在所选流量或控制信道实例上与终端设备1502发送或接收流量或控制数据,在所选寻呼信道实例上向终端设备1502提供寻呼消息,等等。相反,如果控制模块2610拒绝所选信道实例,则控制模块2610在2570中可将对所选信道实例的拒绝通知终端设备。终端设备随后可选择另一信道实例并且发送指定新信道实例的控制消息,控制模块2610可在2520中接收该消息并且继续方法2500的剩余部分。
此外,如上文关于随机接入信道实例所示,在一些方面中,终端设备可能够单方面地利用随机接入信道,并且可不发送指定所选随机接入信道实例的控制消息。取而代之,终端设备可选择随机接入信道实例并进而利用该随机接入信道实例。如果所选随机接入信道实例不受约束(例如,不是RACH订阅),则控制模块2610可根据传统过程在所选随机接入信道实例上接收和处理RACH发送。然而,如果所选随机接入信道实例受约束 (例如,是RACH订阅),则控制模块2610可在所选随机接入信道实例上接收到RACH发送后验证发送方终端设备是否被授权利用所选随机接入信道实例。如果发送方终端设备被授权利用所选随机接入信道实例,则控制模块2610可根据传统的随机接入过程进行。如果发送方终端设备未被授权利用所选随机接入信道实例,则控制模块2610可忽略RACH发送或者利用指定发送方终端设备未被授权利用所选随机接入信道实例的控制消息来响应。
如上文关于图10和图11所述,在一些方面中,无线电接入网络可以“广播格式”提供信道配置信息,例如,通过向所有附近的终端设备广播关于多个信道实例的信道配置信息。作为这种广播方案的附加或替换,在一些方面中,诸如网络接入节点2002之类的网络接入节点可响应于来自诸如终端设备1502之类的请求方终端设备的查询来提供信道配置信息。
图14示出了方法2700,控制模块2610在一些方面中可在网络接入节点2002处执行该方法2700以响应来自终端设备的对信道配置信息的查询。如图14中所示,控制模块2610在2710中可接收来自终端设备1502 的控制器1610的对信道配置信息的请求。该请求可以是对关于所有信道实例的信道配置信息的一般请求、对关于特定信道实例的信道配置信息的请求或者对关于取决于指定操作简档的信道实例的信道配置信息的请求。
控制模块2610随后在2720中可从无线电接入网络提供的可用信道实例,例如PCH1、PCH2、PCH3、PCH4、RACH1、RACH2、CCH1和 CCH2中选择一个或多个信道实例。如果在2710中接收的请求是对关于所有可用信道实例的信道配置信息的一般请求,则控制模块2610在2720中可简单地选择所有可用信道实例。如果在2710中接收的请求是对关于特定信道实例的信道配置信息的请求,则控制模块2610在2720中可选择与指定的信道实例匹配的信道实例。例如,该请求可以是针对特定信道类型的信道实例的,例如寻呼信道实例、随机接入信道实例、流量数据信道实例或控制信道实例中的一个或多个,例如如果控制器1610正在应用方法 2300以选择特定类型的信道实例并且在2710中可发送请求以请求关于特定类型的信道实例的信道配置信息。控制模块2610随后在2720中可选择与特定类型的信道实例相匹配的信道实例。
可替换地,如果在2710中接收的请求是对取决于指定的操作简档的信道实例的信道配置信息的请求,则控制器1610可能在2710中发送了指定由控制器1610确定的终端设备1502的操作简档(例如,如上所述的在 2320中)的请求。因此,操作简档可指示出终端设备1502的功率效率要求、时延要求或可靠性要求中的一个或多个。控制模块2610随后可在2720中选择匹配由控制器1610指定的操作简档的一个或多个信道实例,例如利用与方法2300的2320中关于控制器1610描述的相似或相同的过程,例如利用预配置的评估逻辑来识别具有匹配特定的操作简档的信道配置的信道实例。因此,在这种情况下,控制模块2610可执行对信道实例的基于操作简档的评估(不同于如前所述的控制器1610)。控制模块 2610可识别单个信道实例(例如,基于操作简档的“最佳匹配”)或者一组信道实例(例如,基于操作简档的一组“最佳匹配”)。
控制模块2610从而可在2720中基于信道配置信息请求来选择一个或多个信道实例。控制模块2610随后可收集关于所选择的一个或多个信道实例的信道配置信息并且在2730中向终端设备1502发送包含信道配置信息的响应。
因此,控制器1610可在网络接入节点2002发送之后接收包含信道配置信息的响应。控制器1610随后可基于提供的信道配置信息来选择信道实例。如果初始信道配置信息请求是对关于所有可用信道实例的信道配置信息的一般请求或者对关于特定类型的信道实例的信道配置信息的请求,则控制器1610可基于信道配置信息和终端设备1502的操作简档从指定的信道实例中选择信道实例(如先前关于2320所述,例如利用预配置的评估逻辑)。如果初始信道配置信息请求包括了操作简档,则控制器1610 可利用由网络接入节点2002指定的信道实例作为所选信道实例(如果控制模块2610基于操作简档只提供了一个信道实例的话;控制器1610于是可前进到2330来利用所选信道实例)。控制器1610可替换地可以评估指定的信道实例以便选择哪个指定的信道实例最佳匹配终端设备1502的操作简档(并随后前进到2330以利用所选信道实例)。
图15根据一些方面示出了图示示范性操作流程的消息序列图2800。如图15中所示,网络接入节点2002在2802中可广播指定关于活跃信道实例的当前物理信道配置信息的系统信息(例如,作为SIB广播)。终端设备1502随后可在2802中确定终端设备1502的当前功率效率和连接要求,这可包括识别在终端设备1502处正执行的应用。例如,终端设备1502的应用处理器(在数据源1612/数据宿1616处)可能正执行移动应用1、移动应用2和移动应用3,它们可具有不同的时延、可靠性和功率效率要求。终端设备1502在2804中可收集这种信息,以及供电电源1618的当前电力水平。终端设备1502随后可在2806中确定终端设备1502的操作简档并且将该操作简档以附接请求的形式提供给核心网络2008的移动性控制实体(例如,MME)。
移动性控制实体随后可决定是要接受还是拒绝该附接请求。可选地,在一些方面中,移动性控制实体可决定信道实例需要被激活或重配置。例如,移动性控制实体可确定终端设备1502应当利用特定信道(例如, RACH2),但该信道实例尚未被激活(例如,由网络接入节点2002激活)或者未被正确配置。移动性控制实体随后可在2810中指示负责该信道实例的网络接入节点(例如,网络接入节点2002)激活或重配置该信道实例。
移动性控制实体随后在2812中可利用附接接受来接受该附接请求。附接接受可指定终端设备1502应当利用哪些信道实例(例如,PCH1、 PCH2、RACH2、PCCH2),其中附接接受也可提供信道实例的不同选项来供终端设备1502利用(例如,在PCH1和PCH2之间的选择)。如果选项被呈现给终端设备1502,则终端设备1502在2814中可选择优选的或支持的信道实例(例如,可选择PCH2)。终端设备1502随后可在2816中通过发送附接完成来完成附接,该附接完成可指定所选择的信道实例(例如PCH2,响应于此,MME可指示网络接入节点2002只在PCH2上寻呼终端设备1502)。
图16根据一些方面示出了操作终端设备的方法2900。如图16中所示,方法2900包括:基于终端设备的功率要求或连接要求识别终端设备的操作简档(2910);从多个信道类型中选择信道类型(2920);基于操作简档,从与无线电接入网络相关联的多个物理信道配置中选择关于该信道类型的物理信道配置(2930);并且根据该物理信道配置来发送或接收数据(2940)。
图17根据本公开的一些方面示出了操作无线电接入网络的一个或多个网络接入节点的方法3000。如图17中所示,方法3000包括:在无线电接入网络上提供特定信道类型的多个物理信道配置(3010),其中该特定信道类型是流量数据信道、控制信道、随机接入信道或寻呼信道;从终端设备接收对利用该多个物理信道配置中的第一物理信道配置的请求(3020);并且根据该第一物理信道配置向终端设备发送数据或者从终端设备接收数据(3030)。
因此,本公开的各种方面可依赖于无线电接入网络与终端设备之间的合作来提供多个信道实例供终端设备使用。终端设备因此可具有在相同类型的信道的多个信道实例之间进行选择的选项,从而使得终端设备能够依据终端设备的当前操作简档来选择信道实例,终端设备的当前操作简档可基于若干因素,例如功率效率、低时延、可靠性、概率,等等。信道实例可以是在不同的无线电接入技术上提供的(其中各种网络接入节点可以是接口连接的并从而被认为是同一无线电接入网络的一部分),这相应地可使得终端设备能够选择由期望的无线电接入技术提供的信道实例。
2.2功率效率#2
根据本公开的另一方面,终端设备1502可为了节约功率而优化随机接入发送。如前所述,终端设备1502在与网络接入节点建立连接时(例如,从空闲模式转变到已连接模式或者在覆盖外(Out-of-Coverage, OOC)场景之后)、在移交到网络接入节点期间、或者在与网络接入节点失去定时同步的情况下可利用随机接入过程(虽然取决于RAT特定协议其他场景可触发随机接入过程)。因此,控制器1610可识别随机接入信道(例如,在LTE的情况下是PRACH),包括分配给随机接入信道的定时和频率资源,并且生成唯一地标识终端设备1502的随机接入前导码 (控制器1610可在物理层处理模块1608处触发它),并且在为随机接入信道分配的无线电资源上发送包含随机接入前导码的随机接入发送。
目标网络接入节点,不失一般性地例如是网络接入节点2002,可监视随机接入信道以待随机接入发送。控制模块2610因此可接收随机接入发送并对其解码(例如在物理层模块2608处)以便识别标识执行随机接入过程的终端设备随机接入前导码。控制模块2610因此可基于对随机接入发送的接收和识别来解码和识别终端设备1502,并且可进而根据传统的随机接入过程(这可基于RAT特定协议而变化)与终端设备1502建立连接。
为了允许网络接入节点2002成功地接收和处理随机接入发送,终端设备1502可能需要利用足够的发送功率。如果终端设备1502利用不足的发送功率,则控制模块2610可能不能正确地解码随机接入前导码并且与终端设备1502的随机接入过程可能失败。然而,随机接入发送功率在终端设备1502处也可受到电池电力约束的限制。例如,对高随机接入发送功率的使用可具有高电池功率损失。
根据本公开的一方面,控制器1610可利用“最优”随机接入发送功率,该“最优”随机接入发送功率利用最小发送功率来实现目标“单发 RACH成功率”,例如单次随机接入发送成功的比率。控制器1610因此可通过使用最优随机接入发送功率来平衡发送功率和电池功率使用与 RACH成功率。一个非限制性且示范性的目标RACH成功率将是95%;换言之,多于2次RACH尝试的概率<1e-3。对于这个示范性目标RACH成功率,在网络定时器T304被设置到50ms(足够2次RACH尝试的时间) 的情况下1000个LTE移交过程中有少于1个会失败。
图18根据一些方面示出了方法3100,控制器1610可执行该方法 3100(经由天线系统1602、RF收发器1604和物理层处理模块1608)以便执行随机接入过程。虽然下文是在示范性LTE设置中描述的,但控制器 1610可根据相应的RAT特定协议对任何无线电接入技术的随机接入过程类似地执行方法3100。如图18中所示,控制器1610可首先在3110中识别目标网络接入节点(不失一般性地例如是网络接入节点2002)的随机接入信道。在LTE的示范性设置中,控制器1610可从网络接入节点2002接收SIB2消息并且识别PRACH配置索引以便识别随机接入信道。控制器 1610随后在3120中可生成标识网络接入节点2002的随机接入前导码,其中随机接入前导码的具体格式可以是依RAT而定的。
在随机接入前导码生成之后,控制器1610在3130中可基于终端设备1502的当前操作状态选择随机接入发送功率。因此,控制器1610可尝试选择在电池损失和RACH成功率之间最优平衡的随机接入发送功率。具体地,控制器1610在3130中可应用算法来基于当前操作状态确定随机接入发送功率,其中该算法依赖于诸如功率效率要求、连接要求、网络环境数据(例如,无线电测量、小区负载度量等等)、冲突概率、当前电池消耗率、和当前电池电力水平之类的状态因素。控制器1610从而可将这种定量因素输入到算法中以便确定产生目标RACH成功率的随机接入发送功率。该算法从而可输出如下随机接入发送功率:该随机接入发送功率提供“最优”发送功率,例如,使得终端设备1502为了执行成功的RACH过程而消耗的能量为最低限度量。
在一些方面中,控制器1610在3130中采用来选择随机接入发送功率的算法可基于历史轨迹日志数据和调制解调器功率消耗数据。因此,可利用考虑表征功率消耗和RACH成功的数据的离线训练来开发该算法,例如可利用在蜂窝调制解调器开发时在常规互操作性实验室测试和现场测试期间捕捉的历史轨迹日志数据来训练像支持向量机、人工神经网络或隐马尔可夫模型这样的有监督机器学习算法。历史数据既可覆盖小区中心状况也可覆盖小区边缘状况以便准确地反映宽范围的移动性场景。算法因此可基于历史数据来学习数据连接时延要求、网络环境数据(例如,无线电测量、小区负载度量等等)、冲突概率、当前电池消耗率和当前电池电力水平的上述因素如何交互并且可相应地能够有效地确定将这种因素考虑在内的随机接入发送功率。该算法还可采用运行时机器学习以便基于对成功和非成功随机接入发送的实际观察来适配随机接入发送功率,例如用于下一次随机接入尝试的随机接入发送功率水平可基于对成功和非成功随机接入发送的实际观察和在适当的过去观察窗口期间的数据连接时延要求、网络环境数据(例如,无线电测量、小区负载度量等等)、冲突概率、当前电池消耗率和当前电池电力水平的上述因素,利用诸如强化学习、遗传算法、基于规则的学习支持向量机、人工神经网络、贝叶斯树模型、或隐马尔可夫模型之类的有监督或无监督机器学习算法作为提前一步预测来确定。
在3130完成之后,控制器1610可在3140中以所选择的随机接入发送功率向网络接入节点2002发送包含随机接入前导码的随机接入发送。控制器1610随后可根据惯例继续进行随机接入过程。假定所选择的随机接入发送功率是充分的并且没有发生竞争或冲突,那么网络接入节点2002 可能够成功地接收并解码随机接入发送以识别终端设备1502并进而与网络接入节点2002建立连接。
2.3功率效率#3
根据本公开的另一方面,终端设备1502可利用支持某些硬件组件的调度相关激活或停用的硬件配置。例如,终端设备1502的硬件设计(具体地例如是物理层处理模块1608)可被“模块化”,以使得专用于诸如信道测量、控制信道搜索和波束成形跟踪硬件之类的特定功能的硬件组件在非活跃的时段期间可被停用。无线电接入网络可通过利用将允许终端设备 1502通过频繁地将这种组件断电以最大化功率节省的特定调度设置来合作。虽然没有限于任何特定的RAT,但本公开的一些方面可尤其适用于 LTE和5G无线电接入技术,例如毫米波(mmWave)、其他5G无线电接入技术。
如上所述,模块化可尤其适用于物理层处理模块1608。与许多协议栈层(第2层和第3层)任务不同,大多数物理层任务可能是高度处理密集的并从而可更适合于硬件实现方式,例如以诸如ASIC之类的专用硬件的形式。因此,物理层处理模块1608可实现为多个不同的物理层硬件组件,其中每一者专用于独特的物理层任务,例如控制信道搜索、无线电信道测量、波束跟踪和若干个其他类似的功能。图19示出了物理层处理模块1608的示范性内部配置,其可包括控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204、波束跟踪模块3206和PHY控制器3208。虽然在图19中没有明确示出,但物理层处理模块1608可包括与以下各项中的任何一个或多个有关的若干额外硬件和/或软件组件:差错检测、前向纠错编码/解码、信道编码和交织、物理信道调制/解调、物理信道映射、无线电测量和搜索、频率和时间同步、天线分集处理、功率控制和加权、速率匹配、重发处理,等等。
PHY控制器3208可实现为处理器,该处理器被配置为执行存储在非暂态计算机可读介质(在图19中没有明确示出)中的用于物理层控制逻辑软件的程序代码。因此,PHY控制器3208可控制物理层处理模块1608 的其他各种组件以对从控制器1610接收并被提供到RF收发器1604的上行链路数据和从RF收发器1604接收并被提供到控制器1610的下行链路数据两者执行适当的物理层处理功能。
与PHY控制器3208的软件实现方式不同,控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206的每一者可实现为硬件,例如专用电路(例如ASIC)或可再编程电路(例如FPGA)。控制信道搜索模块 3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206在一些方面中也可包括软件组件。另外,控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206的每一者可被“模块化”并且因此可能够被独立地操作和激活。因此,控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块 3206的任何一者可独立于物理层处理模块1608的任何其他组件被激活/停用和加电/断电。控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206可位于物理层处理模块1608的不同物理芯片区域中以允许芯片的整个区域被关断。在一些方面中,控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206中的一个或多个可具有不同的激活级别,例如不同级别的空闲、休眠和活跃状态。因此,PHY控制器3208可被配置为独立地控制控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206中的一个或多个以在这些不同的激活级别操作。
PHY控制器3208可根据用于相关无线电接入技术的物理层协议来触发控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206的激活和操作。例如,在PHY控制器3208、控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206被设计用于LTE操作的情况下,PHY控制器3208对于由物理层处理模块1608处理的LTE无线电接入连接可根据LTE物理层协议来触发控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206的激活和操作。因此,PHY控制器3208可在接收到控制信道数据处理时触发控制信道搜索模块3202的操作(例如,用于PDCCH 搜索),在要求信道测量时触发信道测量模块3204的操作(例如,为了执行参考信号测量,例如小区特定参考信号(Cell-Specific Reference Signal,CRS)和其他参考信号时机),并且在要求周期性波束跟踪以支持波束成形通信时触发波束跟踪模块3206的操作(例如,用于mmWave 或大容量MIMO系统。这些方面可与共同信道方面结合使用,例如利用使能某些硬件组件的调度相关激活或停用的硬件配置的共同信道。0818)。因此,取决于物理层处理模块1608支持的LTE连接的流程,PHY控制器 3208可在各种时间点触发控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206的任何一者的操作。
PHY控制器3208可在每个模块各自的非活跃时段期间将控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206停用和/或断电。这么做可降低功率消耗并且节约电池电量(例如,在供电电源1618 处)。因此,PHY控制器3208可停用和/或断电控制信道搜索模块3202 (例如,当没有控制信道数据要解码时,例如在LTE中在每个PDCCH已被解码之后并且在下一PDCCH之前的时间段期间),停用和/或断电信道测量模块3204(例如,当没有信号来执行信道测量时,例如在没有接收到参考信号的时间段期间),以及停用和/或断电波束跟踪模块3206(例如,当不需要波束跟踪时,例如在周期性波束跟踪时机之间的时间段期间)。
物理层处理模块1608可通过将诸如控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206之类的组件断电来最小化功率消耗。根据一示范性方面,物理层处理模块1608可将组件断电(例如,尽可能频繁地)。然而,对物理层处理模块1608支持的无线电接入连接的调度可规定这种断电何时是可能的。例如,PHY控制器3208可能需要为LTE子帧的控制域(PDCCH符号)激活控制信道搜索模块3202以便对控制数据解码,这可限制PHY控制器3208可将控制信道搜索模块3202断电的时机。类似地,PHY控制器3208可能只能够分别在无线电接入连接信道的调度不要求信道测量和波束跟踪的时间段期间将信道测量模块3204和波束跟踪模块3206断电。
根据本公开的示范性方面,无线电接入网络可利用专门化调度来使得终端设备1502能够更频繁地实现功率节省措施。例如,专门化调度可限制诸如控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206 之类的专用硬件的操作必要的时段并且相应地可允许PHY控制器3208通过频繁地将这种组件断电来节约功率。在一些方面中,PHY控制器3208 可利用诸如监督式或非监督式学习、强化学习、遗传算法、基于规则的学习支持向量机、人工神经网络、贝叶斯树模型、或者隐马尔可夫模型之类的机器学习技术来确定何时实现功率节省措施以及实现到何种程度。在一些方面中,PHY控制器3208可连续地学习和/或更新功率节省措施的调度。
图20示出了可在终端设备(例如终端设备1502)和网络接入节点 (例如网络接入节点2002)处执行的方法3300。虽然对图20的以下描述可明确地提及LTE,但此描述是演示性的并且方法330可被类似于应用于任何无线电接入技术。
终端设备1502可采用方法3300来在有来自无线电接入网络的合作的情况下利用专门化调度设置。在方法3300的设置中,终端设备1502可利用“电池电力类别”方案以便向网络接入节点2002指示出当前电池电力水平,响应于此,网络接入节点2002可向终端设备1502指派取决于电池电力类别的调度设置。指示出低电池电力的电池电力类别可提示网络接入节点2002向终端设备1502指派更有功率效率的调度设置。
因此,在过程3302中,控制器1610可识别终端设备1502的电池电力类别。例如,控制器1610可监视供电电源1618以识别出供电电源1618的当前电池电力水平,这可被表述为百分比或瓦时水平。控制器1610随后可基于当前电池电力水平确定电池电力类别,其中电池电力类别方案可具有预定数目的电池电力类别,其中每一者被指派到某个范围的电池电力水平。例如,四级电池电力类别方案可具有用于100-90%之间的电池电力水平的第一电池电力类别,用于90-50%之间的电池电力水平的第二电池电力类别,用于50-30%之间的电池电力水平的第三电池电力类别,以及用于30-0%之间的电池电力水平的第四电池电力类别。虽然提供了示范性的百分比范围,但底层的原理可应用到不同的范围。控制器1610因此可将供电电源1618的当前电池电力水平与电池电力类别方案中的阈值相比较以确定哪个电池电力类别是正确的。可类似地以更多或更少的电池电力类别和不同的阈值来定义其他电池电力类别方案,例如具有高电力设置(例如,50%及以上)和低电力设置(例如,小于50%)的二级电池电力类别方案,或者报告绝对电池电力(例如表述为百分比或瓦时)而不是上文所述的“分段的”电池电力类别方案的无限制级电池电力类别方案。
如图20中所示,控制器1610随后可在3304中将电池电力类别报告给网络接入节点2002,例如以控制消息的形式报告。控制模块2610可在网络接入节点2002处接收电池电力类别报告。控制模块2610随后可进而在 3306中依据报告的电池电力类别为终端设备1502选择调度设置。如前所示,这种调度设置可被设计为使得终端设备1502能够在非活跃时段期间选择性地停用某些硬件组件。由于终端设备在3304中报告的电池电力类别指示出当前电池电力水平,所以控制模块2610可在过程3306中选择为低电池电力类别(例如,上文介绍的示范性第三或更进一步的电池电力类别)实现更高能量节省的调度设置。由于这种高功率效率的调度设置也可导致轻微的性能劣化,所以在示范性方面中,控制模块2610也可不为高电池电力类别选择这种电池电力类别。因此,控制模块2610可基于报告的电池电力类别为终端设备1502选择调度设置。
控制模块2610可从预定的多个调度设置中选择调度设置,这多个调度设置的每一者可向终端设备提供不同水平的能量节省。在图19的设置中,调度设置可使得终端设备1502能够将控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206中的一个或多个停用更长的时间段。控制模块2610因此可具有预定的多个不同的调度设置来从中做出选择,这些调度设置基于物理层处理模块1608的模块化模块的非活跃时间提供不同水平的能量节省。
例如,在示范性LTE设置中,PHY控制器3208可利用控制信道搜索模块3202在每个下行链路子帧的控制域中搜索寻址到终端设备1502的控制消息(如上文参考图4所述,例如以RNTI寻址到终端设备1502的DCI 消息)。如3GPP所规定的,在控制域中可以有很大的一组重叠的RE群组,其中每一者都包含控制消息,例如“PDCCH候选”。因此,控制信道搜索模块3202可解码并检查这些PDCCH候选以便识别出寻址到终端设备1502的控制消息。该控制信道搜索过程可要求处理资源,并且考虑到可搜索每个下行链路子帧的控制域,该过程可具有电池功率损失。
因此,如果终端设备1502在3304中报告低电池电力类别,则控制模块2610可选择减少控制信道搜索模块3202需要活跃的时间量的调度设置。具体而言,控制模块2610可在3306中可选择如下调度设置:其中,寻址到终端设备1502的控制消息对于每个子帧将保持在控制域内的同一位置(例如,同一PDCCH候选)。因此,不是检查每个控制消息候选位置,PHY控制器3208而是可以只指示控制信道搜索模块3202搜索专用的控制消息位置(例如,指派给专用于终端设备1502的PDCCH候选的 RE)。PHY控制器3208因此可只需要将控制信道搜索模块3202激活缩减的一段时间来为每个下行链路子帧解码专用控制消息位置并且可在其他时间期间停用控制信道搜索模块3202,从而节约电池功率。作为利用单个专用控制消息位置的替换,控制模块2610可在3306中选择如下调度设置:其中,寻址到终端设备1502的控制消息将位于控制域的候选控制消息的缩减子集中。这可向控制模块2610提供在发送控制消息时的更大灵活性 (因为控制模块2610可能需要将用于网络接入节点2002所服务的所有终端设备的控制消息装入到控制域中),同时仍减少控制信道搜索模块3202 需要活跃以便解码的时间量。额外地或者替换地,控制模块2610可选择使用暂时固定控制消息候选位置方案的调度设置,其中寻址到终端设备 1502的控制消息将在预定数目的子帧中保持在固定的控制消息位置。这可类似地减少控制信道搜索模块3202需要活跃的时间量,因为控制信道搜索模块3202可只需要周期性地执行完整控制消息搜索,同时为所有其他子帧维持固定的控制消息位置。
作为固定/减少的控制消息候选位置方案的附加或替换,如果终端设备 1502在3304中报告低电池电力类别,则控制模块2610可选择减少控制信道测量模块3204需要活跃的时间量的调度设置。具体而言,控制模块 2610可在3306中选择如下的调度设置:其中,终端设备1502不需要执行并向网络接入节点2002报告信道测量。例如,在LTE设置中,终端设备 1502可能需要周期性地对网络接入节点2002发送的下行链路参考信号 (例如,CRS信号)执行无线电信道测量,这是PHY控制器3208可在信道测量模块3204处执行的。PHY控制器3208随后可将这些无线电信道测量报告回给网络接入节点2002(例如,以便网络接入节点2002评估以确定适当的下行链路调制和编码方案(modulation and coding scheme,MCS))或者利用无线电信道测量来辅助下行链路解码(例如,为了信道均衡)。执行这种无线电信道测量必然在信道测量模块3204处消耗功率,从而使得控制模块2610可在3306中选择指示终端设备1502跳过无线电信道测量或者不那么频繁地执行无线电信道测量的调度设置。由于任一种情况都将涉及信道测量模块3204的更少的必要操作时间,所以PHY控制器3208可通过在除非根据调度设置必须要执行无线电信道测量否则就停用信道测量模块3204来节约电池电力。
作为固定/减少的控制消息候选位置方案和信道测量停用方案的附加或替换,如果终端设备1502在3304中报告低电池电力类别,则控制模块 2610可选择减少波束跟踪模块3206需要活跃的时间量的调度设置。PHY 控制器3208可利用波束跟踪模块3206来跟踪在诸如mmWave和其他“5G”无线电接入技术之类的高级无线电接入技术中可采用的天线波束操控配置。由于这种技术利用非常高的载波频率,所以路径损耗可能是一个问题。因此,许多这种无线电接入技术可采用高度灵敏的波束操控系统以便用天线增益来对抗路径损耗。根据一示范性方面,PHY控制器3208因此可采用波束跟踪模块3206来处理接收到的信号以确定波束操控方向,这可要求不断的跟踪以便监视发送波束中的变化或阻塞。由波束跟踪模块 3206执行的跟踪处理从而除了是计算密集的以外还可能是频繁的(例如,在时间上不那么经常发生)并且因此可具有高电池功率损失。从而,控制模块2610在3306中可选择指示终端设备1502停用波束跟踪或者不那么频繁地执行波束跟踪的调度设置。这因此可使得PHY控制器3208能够更频繁地停用波束跟踪模块3206并从而节约功率。
固定/减少的控制消息候选位置方案、信道测量停用方案、和减少的波束跟踪方案的每一者因此可使得物理层处理模块1608能够通过在更频繁的时间段停用控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206中的一个或多个来节约功率。假定控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206被“模块化”,例如物理上分开实现、具有独立停用的能力,则PHY控制器3208可能够在各种调度设置所规定的各个非活跃时段期间在控制信道搜索模块3202、信道测量模块 3204和波束跟踪模块3206的每一者处停用(或者触发低功率或休眠状态)。停用或低功率或休眠状态的触发可在信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206的每一者处进行,或者可在这些模块中的一个或多个处选择性地进行。
控制模块2610可用的调度设置还可包括与终端设备1502处的模块化硬件设计不直接相关的特征。例如,某些调度设置可利用固定MCS和/或数据信道位置(例如,PDSCH)。给定这种调度设置,物理层处理模块 1608可能够由于这种固定调度而节约功率。额外地或者替换地,某些调度设置可提供固定的或有保证的上行链路准予,其中为终端设备1502保证对于上行链路数据发送的资源分配。因此,取代醒来并且经由调度请求来请求执行上行链路发送的许可,终端设备1502可改为能够醒来并且直接进行到利用有保证上行链路准予资源分配来执行上行链路发送。
额外地或者替换地,网络接入节点2002可采用“数据排队”方案作为所选择的调度设置的分量。例如,如果终端设备1502在3304中报告低电池电力类别,则控制模块2610可在3306中选择将会在网络接入节点 2002处将打算去往终端设备1502的下行链路数据“排队”的调度设置。因此,当寻址到终端设备1502的下行链路数据(例如,应用数据)从核心网络到达网络接入节点2002时,网络接入节点2002可检查终端设备 1502当前是处于空闲还是活跃状态中。如果终端设备1502处于活跃状态中,则网络接入节点2002可进而发送数据。相反,如果终端设备1502处于空闲状态中,那么网络接入节点2002可避免根据惯例向终端设备1502 提供寻呼消息;取而代之,网络接入节点2002可将数据排队(例如,暂时存储数据)并且等待直到终端设备1502在以后某时(例如,当语音或数据连接被用户触发时)进入活跃状态为止。一旦终端设备1502进入了活跃状态,网络接入节点2002就可发送等待的数据。通过让终端设备 1502单次而不是分别多次进入活跃状态,这可允许终端设备1502节约功率。
在3306中可供控制模块2610选择的预定的多个调度设置可包括上文描述的这种特征中的任何一个或多个,具体地包括诸如固定/减少的控制消息候选位置方案、信道测量停用方案、和减少的波束跟踪方案之类的调度设置,它们可使得终端设备能够利用模块化硬件设计来节省功率。如前所示,预定的多个调度设置可包含为不同的功率效率水平设计的个体调度设置。例如,某些调度设置通过结合更多的上述特征可比其他调度设置提供更高的功率效率(这可伴随着一些性能代价)。虽然预定的多个调度设置可以是很容易配置的,但预定的多个调度设置的完整集合可以是终端设备 1502和网络接入节点2002两者处都已知的。
控制模块2610因此在3306中可基于终端设备1502在3304中报告的电池电力类别来从预定的多个调度设置之中选择一调度设置。控制模块 2610可利用预定的映射方案,其中每个电池电力类别可被映射到特定的调度设置。控制模块2610还可被配置为当在3306中选择调度设置时考虑除了电池电力类别之外的其他因素,例如当前小区负载和/或当前无线电条件。
当在3306中选择调度设置之后,控制模块2610可在3308中将选择的调度设置发送给终端设备1502,例如以控制消息的形式发送。终端设备 1502随后可在3310中应用所选择的调度设置(其中控制器1610可负责上层调度,而PHY控制器3208负责物理层任务)。因此,给定所选调度设置,PHY控制器3208可通过在相应的非活跃时段期间停用控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206来根据所选调度设置对控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块3206进行控制。例如,PHY控制器3208可根据与所选调度设置的固定/减少控制消息候选位置方案(如果适用的话)相关的非活跃时段停用控制信道搜索模块3202,根据与所选调度设置的信道测量停用方案(如果适用的话)相关的非活跃时段停用信道测量模块3204,并且根据与所选调度设置的减少波束跟踪方案(如果适用的话)相关的非活跃时段停用波束跟踪模块3206。物理层处理模块1608还可通过根据所选调度设置的固定MCS和/或资源分配(上行链路或下行链路)来实现功率节省(如果适用的话)。终端设备 1502因此在3310中可由于网络接入节点2002提供的所选调度设置而节约功率。
图21根据本公开的一方面示出了操作通信模块布置的方法3400。如图21中所示,方法3400包括利用第一通信模块执行第一通信处理任务并且在第一通信模块没有用于执行第一通信处理任务时根据第一通信调度禁用第一通信模块(3410)。利用第二通信模块执行第二通信处理任务并且当第二通信模块没有用于执行第二通信处理任务时根据第二通信调度暂时禁用第二通信模块(3420)。向无线电接入网络报告电力水平并且接收响应于报告的电力水平的功率节省通信调度。功率节省通信调度可包括对于第一通信处理任务和第二通信处理任务的调度要求(3430),并且根据对于第一通信处理任务的调度要求禁用第一通信模块并且根据对于第二处理任务的调度要求禁用第二通信模块。
因此可依赖于与网络接入节点(例如,网络接入节点2002)的合作来基于报告的电池电力选择调度设置。预定的多个调度设置因此可包括各种不同的调度设置,这些调度设置使得终端设备、尤其是诸如终端设备1502 这样的具有模块化硬件设计的终端设备能够选择性地停用硬件组件以便节约功率。虽然上述示例明确地提及了被包括为PHY层组件的特定硬件组件(控制信道搜索模块3202、信道测量模块3204和波束跟踪模块 3206),但可以类似的方式使用包括PHY和非PHY层模块在内的其他类型的模块,例如通过根据专门化调度设置在非活跃时段期间停用以便节约功率。例如,这些方面可被应用到的其他类型的模块包括处理器,其可被配置有休眠/清醒调度和/或频率缩放(其他模块也可使用这些)。
2.4功率效率#4
根据本公开的另一方面,终端设备可基于终端设备的包括电池电力水平和无线电条件在内的当前操作条件来适配下行链路和上行链路处理。例如,如果观察到强无线电条件和/或低电池电力水平,则终端设备在下行链路方向可采用更低复杂度的解调和接收器算法。此外,如果观察到强无线电条件和/或低电池电力水平,则终端设备可通过禁用闭环功率控制、调整发送功率和/或减少RF过采样来修改上行链路处理。此外,如果观察到低电池电力和/或强无线电条件,则终端设备可采用动态电压和频率缩放来进一步降低功率消耗。这些方面可与共同信道方面一起使用,例如依据无线电条件或电池电力水平采用可变复杂度解调和接收器算法的共同信道。
图22根据本公开的一方面的一些方面示出了终端设备1502的示范性内部体系结构。如图22中所示,终端设备1502可包括天线1602、第一接收器3502、第二接收器3504、第三接收器3506、无线电条件模块3508、控制模块3510、功率消耗模块3512、供电电源1618、其他模块3514、应用处理器3516、网络模块3518和其他模块3520。如图22中所示,第一接收器3502、第二接收器3504、第三接收器3506、无线电条件模块 3508、控制模块3510和功率消耗模块3512可被包括为终端设备1502的 RF收发器1604和/或基带调制解调器1606的一部分,而其他模块3514、应用处理器3516、网络模块3518和其他模块3520可被包括为终端设备1502的数据源1612和/或数据宿1616的一部分。
如先前关于终端设备1502所论述的,接收器3502、3504和3506可对由天线系统1602提供的无线电信号执行下行链路处理。在一些方面中,接收器3502、3504和3506的每一者可以是物理上有区分的接收器结构 (例如,结构上分开的接收器实例,每一者实现为不同的硬件和/或软件组件),或者可以是一个或多个单一接收器结构的不同配置。例如,在一些方面中,接收器3502、3504和3506的每一者可实现为分开的硬件和/或软件组件(例如,物理上有区分的),或者可以是相同的硬件和/或软件组件的不同配置(例如,单个接收器结构的不同配置)。无论如何,接收器 3502、3504和3506的每一者执行的接收处理可以是不同的。例如,接收器3502、3504和3506的每一者可利用不同的接收器算法、硬件组件、软件控制,等等。因此,接收器3502、3504和3506的每一者可具有不同的接收性能和不同的功率消耗。一般而言,具有更高性能的接收器产生更高的功率消耗。例如,接收器3502可利用均衡器,而接收器3504可利用耙式接收器;因此,与接收器3504相比,接收器3502可具有更好的性能和更高的功率消耗。额外地或者替换地,接收器3504可利用球解码器,这可改善接收器3504的解调性能,同时也增大了功率消耗。接收器3502、 3504和3506的每一者可具有类似的这种差异,这些差异导致不同水平的性能和功率消耗,例如,不同的解码器,不同的均衡器,不同的滤波器长度(例如,有限冲击响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器抽头),不同的信道估计技术,不同的干扰消除技术,不同的噪声消除技术,不同的处理比特宽度,不同的时钟频率,不同的分量电压,不同的封包组合技术,不同数目的算法迭代,组件之中或组件之间的迭代技术的不同使用,等等。虽然天线系统1602在图22中是单独描绘的,但在一些方面中接收器3502、3504和3506还可利用不同的天线配置,例如,不同数目的天线,不同的波束成形设置、不同的波束操控设置、不同的天线灵敏度、不同的零控(null-steering)设置(例如,基于干扰源的零定位),等等。对于接收器3502、3504和3506的每一者的这种因素的具体配置,以及关联的性能和功率消耗水平,可以是预定的。接收器3502、3504和3506的每一者可实现为各种不同的天线(天线系统1602)、RF(RF收发器 1604)、物理层(物理层处理模块1608)和/或协议栈(控制器1610)组件并从而可与RF、PHY和/或协议栈级别的任何一者处的接收处理有关。
控制模块3510可负责选择(经由图22中示出的控制模块输出线,其可以是核心间消息或控制信号)利用接收器3502、3504和3506的哪一个来对天线系统1602提供的信号进行接收处理。因此,所选的接收器可执行其各自的接收处理以产生所得到的下行链路数据。控制模块3510可以是被配置为执行定义用于接收器选择的控制逻辑的程序代码的控制器并且可被包括为控制器1610的软件组件、物理层处理模块1608的物理层控制模块的软件组件或者被包括为终端设备1502的单独软件组件。
控制模块3510可被配置为基于当前无线电条件和当前电力水平来选择接收器。例如,在强无线电条件中,控制模块3510可被配置为选择低功率接收器(其也可具有更低的性能),因为强无线电消耗可不要求高性能。相反,控制模块3510可被配置为在不良无线电条件中选择高性能接收器以便产生充分的接收质量。此外,如果供电电源1618具有低电池电力水平,则控制模块3510可被配置为选择低功率接收器。
如图22中所示,控制模块3510可接收来自无线电条件模块3508和功率消耗模块3512的输入,无线电条件模块3508和功率消耗模块3512可被配置为分别监视当前无线电条件和功率消耗,从而可向控制模块3510提供当前无线电和功率状态。无线电条件模块3508从而可监视来自接收器 3502、3504和3506的输出(经由图21中所示的无线电条件输入线),这些输出可报告由接收器3502、3504和3506提供的指示无线电条件的参数,例如无线电测量(例如,信号功率、信号质量、信号噪声比(signal- to-noise ratio,SNR)、信号对干扰加噪声比(signal-to-interference-plus- noise ratio,SINR)等等)、信道参数(例如,多普勒扩展,延迟扩展等等)、差错度量(例如,循环冗余检验(cyclic redundancy check,CRC)率、误块率/误比特率、平均软比特量值等等)、重发率,等等。无线电条件模块3508可评估这种参数并且向控制模块3510提供指定终端设备1502 的当前无线电条件的无线电条件指示,从而使得控制模块3510能够基于当前无线电条件来选择接收器。
类似地,功率消耗模块3512可监视来自接收器3502、3504和3506的输出(经由图21中所示的功率消耗输入线),并且向控制模块3510报告可指示出接收器3502、3504和3506的当前功率消耗的功率消耗数据。供电电源1618也可向功率消耗模块3512提供功率消耗数据和当前电池电力水平数据中的至少一者,这可指示出终端设备1502的整体功率消耗和剩余电池电力水平。功率消耗模块3512随后可评估这种数据并且向控制模块3510提供例如指定了终端设备1502的当前功率消耗和当前电池电力水平两者的功率状态指示,从而使得控制模块3510能够基于终端设备1502 的当前功率状态选择接收器。在一些方面中,无线电条件模块3508和功率消耗模块3512可实现为软件组件,例如被配置为从接收器3502、3504 和3506接收输入并且评估这些输入以向控制模块3510提供指示数据的处理器。无线电条件模块3508和功率消耗模块3512可一起实现(例如实现在共同的处理器处,该处理器例如可以是与控制模块3510相同的处理器)或分开实现。
如图22中所示,控制模块3510也可从包括例如其他模块3514、应用处理器3516、网络模块3518和其他模块3520在内的数据源1612/数据宿 1616接收输入。这种输入数据可包括与当前在应用处理器3516上执行的应用相关的数据、经由应用处理器3516提供的用户功率控制命令、热量检测模块进行的热或热量测量(例如由其他模块3514或其他模块3520提供)、定位、位置和/或速度信息(例如由其他模块3514或其他模块3520 提供)、由网络模块3518提供的网络数据,等等。控制模块3510也可被配置为在接收器选择过程中考虑这种输入数据。例如,较高的热或热量测量可提示选择更低功率的接收器,而较高的移动性(由速度和/或位置变化指示)可提示选择更高性能的接收器。在一些方面中,作为选择过程的一部分,控制模块3510可周期性地分析条件。评估周期可变化,并且对于接收链的不同部分也可以是不同的。例如,与独立的外部接收器组件相比,内部接收器可评估/切换得更频繁。在示范性的LTE设置中,评估周期例如可以是1ms(例如,一个下行链路TTI)或.5ms(例如,一个时隙)。具有1ms的长度的帧也可以是评估周期。在一些方面中,每10ms 可发生一次或两次的用于LTE的TDD中的间隙也可用作评估周期。在一些方面中,也可以有大约为数秒或数分钟的长得多的间隔。例如,在空闲无线电状态中(例如,当寻呼时),接收器只是在寻呼周期中短暂活跃,例如每1.28秒短暂活跃。因此,控制模块3510可只能够根据此网格执行评估,例如当接收器开启时。在一些方面中,评估也可基于移动平均,从而使得决策不仅基于单个评估间隔,而且基于若干个过去的评估间隔。
控制模块3510因此可被配置为选择接收器3502、3504和3506之一来用于基于无线电条件(由无线电条件模块3508报告)、功率信息(由功率消耗模块3512提供)和其他各种因素(由其他模块3514、应用处理器3516、网络模块3518和其他模块3520提供)的接收处理。如前所述,接收器3502、3504和3506可根据不同的解码器、不同的均衡器、不同的滤波器长度、不同的信道估计技术、不同的干扰消除技术、不同的噪声消除技术、不同的处理比特宽度、不同的时钟频率、不同的分量电压、不同的封包组合技术、不同数目的算法迭代、组件之中或组件之间的迭代技术的不同使用、不同数目的天线、不同的波束成形设置、不同的波束操控设置、不同的天线灵敏度、不同的零控设置等等来预配置(具有不同的硬件或软件配置),并且每一者可相应地根据其各自的配置提供不同的性能和功率消耗水平。要明白,这种因素的任何组合可供设计者使用来得到对于接收器3502、3504和3506的每一者的预配置。此外,虽然图22描绘了三个接收器,但这是演示性的并且预配置的接收器的数目可缩放到任何数量。
控制模块3510随后可基于例如无线电条件状态、功率消耗状态和接收器3502、3504和3506的每一者各自的功率消耗和性能属性来选择接收器3502、3504和3506之一。选择逻辑可以被预定为例如具有查找表,该查找表具有根据由功率消耗模块3512提供的功率消耗水平(例如,定量功率水平和/或当前功率消耗水平)的第一维度,和根据由无线电条件模块 3508提供的无线电条件水平(例如,定量无线电条件水平)的第二维度,其中查找表的每个条目给出接收器3502、3504和3506的接收器选择。控制模块3510随后可将功率消耗水平和无线电条件水平两者输入到查找表中并且选择与所得到的条目相对应的接收器作为所选接收器。这种预定的查找表方案可被扩展到任何数目的维度,其中例如当前功率消耗、当前电池电力水平、无线电测量(例如,信号功率、信号质量、信号噪声比 (SNR)、信号对干扰加噪声比(SINR)等等)、信道参数(例如,多普勒扩展,延迟扩展等等)、差错度量(例如,循环冗余检验(CRC)率、误块率/误比特率、平均软比特量值等等)、重发率等等中的任何一个或多个被用作查找表的维度,其中每个条目标识一接收器来用作所选接收器。取决于预定的查找表的细节,控制模块3510可将当前数据输入到查找表中以识别接收器3502、3504和3506之一来用作所选接收器。作为完全预定的查找表的替换,控制模块3510可在运行时期间更新查找表,例如基于连续的功率日志来更新。无论这种细节如何,控制模块3510都可将某些无线电条件和/或功率参数输入到查找表中以便识别使用接收器3502、 3504和3506中的哪一个作为所选接收器。控制模块3510可在本地或者在控制模块3510可访问的另一位置存储查找表。
虽然接收器选择逻辑可以是灵活的并且存在设计考虑的可能性,但不失一般性地,控制模块3510可主要致力于在不良无线电条件场景中利用高性能接收器并且在低功率场景中利用低功率接收器。例如,如果无线电条件模块3508指出无线电条件不良,则控制模块3510可被配置为经由图 22中所示的控制模块输出线选择接收器3502、3504和3506之中的高性能接收器(其中例如查找表被配置为对不良无线电条件输入输出高性能接收器选择)。类似地,如果功率消耗模块3512指示出电池电力低或者当前功率消耗高,则控制模块3510可被配置为经由控制模块输出线选择接收器3502、3504和3506之中的低功率接收器(其中例如查找表被配置为对于低电池电力和/或高功率消耗输入输出低功率接收器选择)。
在一些方面中,控制模块3510可在最坏情况场景中执行接收器选择,例如在无线电条件不良和/或接收器具有低功率的情况下执行接收器选择。最坏情况场景也可被列在查找表中,并且可具有为最坏情况场景定制的特定接收器选择。在一些方面中,也可以有另一个过程来在接收器选择中考虑额外的参数,例如流量类型(其中例如在语音呼叫期间,接收器选择策略可以是保持呼叫存续,而在仅限数据的场景中,降低的数据速率可能是可接受的)或者位置/“社交”知识(例如,与计费可能性的接近度)。这些参数可被定义为对查找表的输入,并且控制模块3510可相应地在最坏情况场景期间利用这些参数作为输入从来自查找表的输出获得接收器选择。
在一些方面中,控制模块3510在接收器选择中对电池寿命或性能的优先级区分可进一步取决于关联的应用。例如,当执行语音通信时,性能可能是更重要的。控制模块3510在执行语音通信时可相应地在性能上寄予更高的优先级。当执行下载时(例如,非实时的),电池寿命可能是更重要的。控制模块3510因此在执行下载时可在电池寿命上寄予更高的优先级。
控制模块3510在接收器选择中可额外地或者替换地采用其他策略。例如,在一些方面中,控制模块3510可通过例如选择高性能接收器以便尽可能迅速地下载待办的下行链路数据来最小化总功率消耗。或者,如果考虑到当前无线电条件,高性能接收器提供的性能增强得不到保证,则控制模块3510可利用具有更低功率消耗的更低性能接收器。此外,在各种方面中,终端设备1502的配置可能对动态功率或漏泄功率更敏感,其中对动态功率敏感的终端设备在执行分散在长时间段中的轻处理时可能更有功率效率,并且对漏泄功率敏感的终端设备当在短促时间段中执行重处理时可能更有功率效率。控制模块3510因此可被配置为在漏泄敏感情况中选择高性能接收器来迅速下载数据或者在动态敏感情况中选择低性能接收器来逐渐下载数据。
作为接收器选择的附加或替换,在一些方面中,控制模块3510(或者另一专用控制模块)可基于无线电和/或功率条件类似地采用发送器选择。图23根据一些方面示出了具有发送器3602、3604和3606的终端设备 1502的内部配置。虽然在图22和图23中是分开示出的,但在一些方面中终端设备1502可既包括接收器3502、3504和3506也包括发送器3602、3604和3606并且可既利用接收器选择方案也利用发送器选择方案。如对于终端设备1502论述的,发送器3602、3604和3606可对由控制器1610 (图23中没有示出)提供的上行链路数据执行上行链路处理。类似地,如对接收器3502、3504和3506论述的,在各种方面中,发送器3602、 3604和3606的每一者可以是物理上区分的发送器结构(例如,结构上分开的发送器实例)或者可以是一个或多个单一发送器结构的不同配置。例如,在一些方面中,发送器3602、3604和3606的每一者可实现为分开的硬件和/或软件组件(例如,物理上区分的),或者可以是相同的硬件和/ 或软件组件的不同配置(例如,单个接收器结构的不同配置)。无论如何,发送器3602、3604和3606的每一者执行的发送处理可以是不同的。例如,发送器3602、3604和3606的每一者可利用不同的发送器算法、硬件组件、软件控制,等等。虽然天线系统1602在图23中是单独描绘的,但发送器3602、3604和3606还可利用不同的天线配置,例如不同数目的天线、不同的波束成形设置、不同的波束操控设置、不同的天线灵敏度,等等。
因此,发送器3602、3604和3606的每一者可具有不同的性能和功率消耗水平,这可产生于不同的RF过采样率、不同的发送功率、不同的功率控制(例如,闭环功率控制与开环功率控制)、不同数目的天线、不同的波束成形设置、不同的波束操控设置、不同的天线灵敏度,等等。对于发送器3602、3604和3606的这种因素的具体配置,以及关联的性能和功率消耗水平,可以是预定的。在一些方面中,发送器3602、3604和3606 的每一者可实现为各种不同的天线(天线系统1602)、RF(RF收发器 1604)、物理层(物理层处理模块1608)和/或协议栈(控制器1610)组件并从而可与RF、PHY和/或协议栈级别的任何一者处的接收处理有关。
与接收器选择的情况中一样,控制模块3510可被配置为选择发送器 3602、3604和3606中的哪一个来用于对提供给天线1602的信号的发送处理。因此,控制模块3510可被配置为评估由无线电条件模块3508和功率消耗模块3512提供的无线电条件和功率状态数据以便基于发送器3602、 3604和3606的性能和功率消耗特性选择发送器3602、3604和3606之一。如上所示,发送器3602、3604和3606可具有不同的RF过采样率、不同的发送功率、不同的功率控制(例如,闭环功率控制与开环功率控制)、不同数目的天线、不同的波束成形设置、不同的波束操控设置、不同的天线灵敏度,等等。因此,高RF过采样率和高发送功率均可产生更高的性能,但具有更高的功率消耗。无论功率控制如何,在一些方面中,某些发送器可利用发送反馈接收器,这可以是被包括为发送器电路的一部分的模拟组件。发送器可利用发送反馈接收器来监视实际发送功率,从而为功率控制形成“闭环”以便改善发送功率的准确性。虽然使用这种闭环功率控制可产生更高的性能,但发送反馈接收器的操作可增大功率消耗。因此,闭环功率控制可以比开环功率控制产生更高的性能和更高的功率消耗。
控制模块3510因此可类似地被配置为基于控制逻辑选择发送器 3602、3604和3606之一,控制逻辑可例如是预定的或自适应的查找表或类似类型的选择逻辑,其中控制模块3510可输入诸如当前功率消耗、当前电池电力水平、无线电测量(例如,信号功率、信号质量、信号噪声比 (SNR)、信号对干扰加噪声比(SINR)等等)、信道参数(例如,多普勒扩展,延迟扩展等等)、差错度量(例如,循环冗余检验(CRC)率、误块率/误比特率、平均软比特量值等等)、重发率等等之类的参数以便获得对发送器3602、3604和3606之一的选择。控制模块3510也可概括而言被配置为在不良无线电条件期间选择高性能发送器,在强无线电条件期间选择低性能和低功率发送器,并且在低电池条件期间选择低功率发送器,并且也可被配置为在发送器选择中考虑动态和漏泄功率敏感度。
例如,在示范性场景中,发送器3602可比发送器3604更精确(例如,根据误差向量幅值(Error Vector Magnitude,EVM)),但比发送器 3604具有更高的功率消耗。由于其更低的性能,发送器3604将需要增大的发送功率来实现相同的性能。然而,在低发送功率或最低限度发送功率下,这种发送功率增大对总功率消耗的贡献可能小于通过使用发送器3604比发送器3602节省的功率。因此,利用发送器3604可能是审慎的,其具有更低的基本功率消耗。
在一些方面中,控制模块3510可基于触发标准来触发发送器选择。触发标准的非限制性示例可包括检测到发送功率高于/低于某个阈值,检测到实际使用的带宽高于或低于某个阈值,检测到测量到的差错率高于或低于某个阈值,检测到电池电力已降低到阈值以下,检测到供电电源1618 正在充电,或者检测到重发率(例如,在示范性的LTE设置中从eNB到 UE的上行链路HARQ率)高于/低于某个阈值。控制模块3510可监视这种触发标准并且在符合这些触发标准时触发发送器选择。
由于发送器和接收器选择都可对功率消耗有影响并且受到无线电条件的影响,因此在一些方面中控制模块3510可被配置为在发送器和接收器选择期间考虑接收器和发送器两者的性能和功率消耗要求。控制模块3510 可被实现为负责接收器和发送器两者的控制的单个统一控制模块,或者实现为各自分别负责接收器或发送器选择之一的控制的两个分开的控制模块。
本文描述的接收器和发送器选择方案可利用固定的接收器和发送器配置,其中接收器3502、3504和3506和发送器3602、3604和3606的属性是预定且静态的,例如作为单独的结构组件或者作为相同结构组件的不同固定配置。或者,在一些方面中,接收器3502、3504和3506中的一个或多个和发送器3602、3604和3606中的一个或多个可以是“可配置的”并且相应地可具有可被开启/关闭、切换或调整的某些增强特征,例如与以下各项相关的上述特征中的任何一者:解码器、均衡器、滤波器长度、信道估计技术、干扰消除技术、噪声消除技术、处理比特宽度、时钟频率、分量电压、封包组合技术、算法迭代的数目、组件之中或组件之间的迭代技术的使用、RF过采样率、发送功率、功率控制、天线的数目、波束成形设置、波束操控设置、天线灵敏度、零控设置,等等。由于这些增强特征可影响性能和功率消耗,所以控制模块3510可基于无线电条件和功率状态数据来审查这些增强特征的激活、停用和交换。
图24和图25根据一些方面示出了终端设备1502的示范性配置(它们可以都在终端设备1502处同时实现或者在终端设备1502处分开实现)。如图24和图25中所示,接收器3502、3504和/或3506和发送器3602、 3604和3606中的一个或多个可具有增强特征。具体而言,接收器3504可具有接收器增强特征2.1,接收器3506可具有接收器增强特征3.1和3.2,发送器3604可具有发送器增强特征2.1,并且发送器3606可具有发送器增强特征3.1和3.2。增强特征可以是软件和/或硬件增强特征;例如,增强特征可以是特定的软件算法、特定的专用硬件或者特定的集成硬件和软件组件。例如,增强特征可包括特定的解码器(例如,球解码器)、信道处理器(例如,均衡器)、干扰消除器(例如,高级干扰消除方案)或者与以下各项相关的任何其他特征:解码器、均衡器、滤波器长度、信道估计技术、干扰消除技术、噪声消除技术、处理比特宽度、时钟频率、分量电压、封包组合技术,算法迭代的不同数目、组件之中或组件之间的迭代技术的不同使用、RF过采样率、发送功率、功率控制、天线的数目、波束成形设置、波束操控设置、天线灵敏度、零控设置,等等。每个增强特征从而可以是可被控制模块3510选择性地开启或关闭的“固定”特征。
这种增强特征的激活一般可以增大的功率消耗为代价来改善性能。取代必须在接收器和发送器的固定集合之间做出选择,控制模块3510因此也可具有选择性地激活增强特征的任何一者的选项以便进一步控制性能和功率消耗之间的平衡。控制模块3510从而可被配置有控制逻辑(例如,查找表或类似的选择逻辑)来从接收器3502、3504和/或3506之中选择特定的接收器以及任何特定的增强特征,并且类似地被配置有控制逻辑来从发送器3602、3604和3606之中选择特定的发送器以及任何特定的增强特征。这于是可给予控制模块3510在依据由无线电条件模块3508和功率消耗模块3512报告的当前无线电条件和功率状态控制性能和功率消耗平衡方面更大的灵活性。
虽然图24和图25描绘了多个“固定”接收器和发送器,但在一些方面中,控制模块3510可能够通过决定激活和停用哪些增强特征来仅利用一个接收器和/或发送器执行接收器和发送器选择。例如,如果终端设备 1502只包括接收器3506和发送器3606,则控制模块3510可监视由无线电条件模块3508和功率消耗模块3512提供的无线电条件和功率状态数据以便确定是要增大性能(例如,在不良无线电条件的情况下)还是要降低功率消耗(例如,在强无线电条件或低电池电力的情况下)。控制模块3510 随后可激活增强特征来增大性能或者停用增强特征来减小功率消耗。
如前所示,在一些方面中,接收器3502、3504和3506和发送器 3602、3604和3606的每一者可以是固定的接收器和发送器(可选地具有固定的增强特征)并且相应地可各自实现为天线、RF、PHY和协议栈级组件。个体组件(硬件和/或软件)的每一者从而可以是“模块”,模块可以是被配置为执行特定任务的硬件或软件组件,例如与以下各项中的任何一个或多个相关的模块:解码器、均衡器、滤波器长度、信道估计技术、干扰消除技术、噪声消除技术、处理比特宽度、时钟频率、分量电压、算法迭代的数目、组件之中或组件之间的迭代技术的使用、封包组合技术、 RF过采样率、发送功率、功率控制、天线的数目、波束成形设置、波束操控设置、天线灵敏度、零控设置等等(其中图24和图25的每个增强特征也可被认为是模块或模块的组合)。示范性模块从而包括解码器、均衡器、耙式接收器、信道估计器、滤波器、干扰消除器、噪声消除器,等等。图26根据一些方面示出了接收器3502和发送器3602的简化内部图。如图26中所示,接收器3502可包括模块3902、3904、3906和3908,它们可各自被配置为执行不同的接收处理任务以便输出下行链路数据,而发送器3602可包括模块3910、3912、3914和3916,它们各自被配置为执行不同的发送处理任务以便输出上行链路数据。模块3902、3904、3906、 3908、3910、3912、3914和3916在结构上可实现为硬件定义的模块(例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA),实现为软件定义的模块 (例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/或固件)的程序代码的一个或多个处理器),或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。
除了如上所述在固定的接收器和发送器(以及增强特征)之间切换以外,在一些方面中,控制模块3510还可被配置为调整接收器和发送器模块内的局部参数以帮助优化终端设备1502的性能和功率消耗平衡。示范性调整例如包括适配迭代算法的迭代的数目(例如,turbo信道解码器迭代),适配用于某个小区或信道的耙指的数目,适配均衡器矩阵的大小(其中更小的矩阵简化求逆),适配处理效率(例如,切换有限冲击响应 (FIR)滤波器抽头的数目),适配处理比特宽度,等等。控制模块3510 因此可能够在“模块”级控制接收器3502、3504和3506和发送器3602、 3604和3606以便优化性能和功率消耗。
例如,在一些方面中,控制模块3510可监视由无线电条件模块3508 和功率消耗模块3512提供的当前无线电条件和功率状态数据以确定当前无线电条件是强还是不良,剩余电池电力是高还是低,和/或当前功率消耗是高还是低。取决于当前无线电条件和功率状态数据,控制模块3510可决定增大/减小性能或者增大/减小功率消耗。除了选择接收器以外(或者例如在终端设备1502只具有一个接收器的情况下),控制模块3510可在模块级调整所选接收器以优化性能与功率消耗(并且类似地对于发送器)。例如,控制模块3510可增大迭代算法的迭代以增大性能以及反过来减小功率消耗,增大耙指的数目以增大性能以及反过来减小功率消耗,增大均衡器矩阵大小以增大性能以及反过来减小功率消耗,增大FIR滤波器长度以增大性能以及反过来减小功率消耗,增大处理比特宽度以增大性能以及反过来减小功率消耗,等等。这可由控制模块3510处的基于无线电条件和功率状态数据做出决策的控制逻辑来定义。
在一些方面中,控制模块3510也可依赖于接收器和发送器模块的每一者处的局部控制。图27根据一些方面示出了接收器3502的接收器模块 3902和3904的示范性内部体系结构。如图27中所示,在一些方面中,模块3902和3904可包括局部控制模块、质量测量模块和接收器算法模块。接收器算法模块可应用各个模块的实际专用接收器处理。质量测量模块可评估接收器算法模块的局部性能。局部控制模块可根据性能和功率消耗平衡优化来审查各个模块的操作。模块3902和3904可在各个局部控制模块处与控制模块3510相接口。因此,控制模块3510可向局部控制模块提供模块级控制,以例如增大性能或减小功率消耗,局部控制模块随后可负责实现控制。局部控制模块也可接收来自应用处理器3516和其他触发或信息宿的输入。
因此,质量测量模块可评估接收器算法模块的性能,例如利用与接收器算法模块相关的定量度量。例如,如果模块3902是解码器,则接收器算法模块可执行解码,而质量测量模块可评估解码器性能,例如通过对于到每个信道解码器迭代的输入数据评估软比特质量(例如,软概率的幅值)。质量测量模块随后可向局部控制模块提供接收器算法模块的性能水平,局部控制模块可利用该性能水平来评估性能是否足够。如果控制模块 3510指示了性能应当为高,例如在不良无线电条件下,并且局部控制模块确定接收器算法模块具有不足的性能,则局部控制模块和控制模块3510 可接口连接以确定接收器算法模块是否应当被调整为具有更高的性能,这可以更高的功率消耗为代价。
图28根据一些方面示出了模块3902的示范性内部配置。在图28的示范性设置中,模块3902可被配置为例如解调器。如图28中所示,模块3902可包括解调器模块4102、循环冗余校验(CRC)模块4104、局部控制模块4106和信道质量估计模块4108。解调器模块4102可用作接收器算法模块,而CRC模块4104可用作质量估计模块。局部控制模块4106因此可与CRC模块4104接口连接以评估解调器模块4102的性能,其中高 CRC差错可指示不良性能并且低CRC差错可指示高性能。局部控制模块 4106可与控制模块3510接口连接以处理来自控制模块3510的性能和功率消耗命令。局部控制模块4106随后可控制解调器模块4102处的复杂度调节,其中复杂度的增大可以更高的功率消耗为代价来产生更好的性能。例如,局部控制模块4106可增大或减小解调器模块4102的解调算法复杂度,例如通过对于信道估计从线性插值器切换到高级滤波器(复杂度和性能增大,以及反过来复杂度和性能减小),将均衡算法从简单的最小均方误差(minimum mean squared error,MMSE)解码器切换到复杂的最大似然(maximal likelihood,ML)解码器(复杂度和性能增大,以及反过来复杂度和性能减小)。额外地或者替换地,局部控制模块4106可增大给定解调算法的处理效率,例如通过为信道估计器增大FIR滤波器抽头的数目 (复杂度和性能增大,以及反过来复杂度和性能减小)或者通过增大信道解码器的迭代数目(复杂度和性能增大,以及反过来复杂度和性能减小)。
此外,信道质量估计模块4108可基于输入信号来估计信道质量以获得信道质量估计,信道质量估计模块4108可将其提供给无线电条件模块3508和局部控制模块4106。无线电条件模块3508随后可利用诸如信道质量估计之类的输入来评估无线电条件以向控制模块3510指示出当前无线电条件状态。局部控制模块4106可利用来自信道质量估计模块4108的信道质量估计和来自CRC模块4104的质量测量来对解调器模块4102的解调复杂度执行局部控制。控制模块3510可基于由无线电条件模块3508提供的无线电条件来执行全局控制(例如,多个局部控制模块的联合控制)以在多个模块上缩放解调复杂度。
在一些方面中,模块3902和3904的局部控制模块如图27中所示也可与彼此接口连接。因此,局部控制模块可在没有控制模块3510作为中介的情况下通信并且因此可能够合作以便协调性能和功率消耗。例如,模块 3902可请求模块3904处的变化以要求模块3904处的性能增强或功率消耗降低,如果这些模块对于请求是鲁棒的(例如,在大多数/所有情况下可履行请求)并且例如没有死锁或灾难性谐振反馈环会发生的话。在示范性场景中,模块3902可以是Turbo信道解码器并且模块3904可以是下行链路功率控制单元。Turbo信道解码器/模块3902可请求下行链路功率控制单元 /模块3904以向无线电接入网络请求更高的下行链路发送功率,这将使得 Turbo信道解码器/模块3902能够改善解调性能并且可能要求更少的解码器迭代,从而节约功率。下行链路功率的这种增大在无线电接入网络/当前服务小区没有负载的情况下可以是可能的并且应当对于其他模块中的功率消耗没有负面影响。模块(在图27所示的接收器情况中以及在模拟收发器情况中)可与彼此通信和/或与控制模块3510通信以便调整性能和功率消耗平衡的许多不同场景。
控制模块3510因此对于终端设备1502的接收器和发送器可具有很宽程度的控制,包括选择特定接收器和发送器、激活/停用特定接收器和发送器增强特征、以及在模块级控制个体接收器和发送器的能力。尤其是当在模块级控制接收器和发送器时,在多个模块处的即使是微小变化的影响也可对功率消耗有影响。因此,控制模块3510可实现监视方案来监视多个模块的状态以帮助防止或减少功率消耗的突然跳变。
图29根据一些方面示出了这种配置(其中终端设备1502的其他组件在图中为了简单而被省略),其中控制模块3510可与多个模块4202、 4204、4206、4208和4210接口连接,这些模块可以是发送器或接收器模块。控制模块3510可监视模块4202、4204、4206、4208和4210的每一者处的操作以检测功率消耗的潜在跳变,这种跳变可由一个或多个模块处的甚至是很小的操作变化引起。例如,对于例如模块4202处的任务要求的每秒百万指令(Million Instructions per Second,MIPS)的微小增大可导致可在模块4202中实现的诸如处理器核或数字信号处理器(DSP)之类的软件组件的电压和/或时钟的跳变,该跳变可能不与触发它的微小MIPS增大线性联系。这种电压和/或时钟变化还可应用到硬件块,例如实现为硬件组件的模块4204。此外,如果无线电发送功率被增大到超过特定水平,则在例如被实现为功率放大器的模块4208中可以有到不同功率放大器模式的切换,这可导致特定无线电发送功率所需的功率的跳变。
因此,在一些方面中,控制模块3510可与模块4202、4204、4206、 4208和4210的每一者接口连接以在功率消耗的这种跳变实际发生之前抢先检测到这种跳变。在检测到时,控制模块3510可适配相应模块的行为以帮助防止功率消耗跳变发生。这可包括接受性能的最低限度劣化,这可避免功率消耗跳变并且在某些情况下可能是用户注意不到的。在一些方面中,控制模块3510可基于参数测量和阈值比较来执行这种监视。例如,每个模块可具有特定的操作参数,控制模块3510可监视该操作参数以便检测潜在的功率消耗跳变。因此,每个模块(图29中对于模块4208和 4210示出)因此可包括用于测量感兴趣的参数的测量模块。模块随后可将测量到的参数提供给控制模块3510,控制模块3510可确定每个相应的测量到的参数是否高于相应的阈值,其中阈值可指示出对功率消耗的大跳变的潜在触发。如果模块报告高于阈值的测得参数,则控制模块3510可指示该模块修改行为以使参数回到阈值以下。控制模块3510因此可帮助防止功率消耗跳变并从而维持最优性能和功率消耗平衡。
控制模块3510从而可采用上文描述的技术中的任何一个或多个来维持性能和功率消耗之间的期望平衡,控制模块3510可基于性能和功率状态数据来监视性能和功率消耗。控制模块3510还可考虑终端设备1502的接收器和/或发送器状态,因为不同的接收器和发送器状态可产生不同的功率状态和功率消耗。
例如,诸如LTE、UMTS和其他3GPP和非3GPP无线电接入技术之类的无线电接入技术可向终端设备操作指派某些“状态”。这种状态可包括已连接状态(例如,RRC_CONNECTED或CELL_DCH)、空闲和寻呼状态和其他各种状态(例如,前向接入信道(Forward AccessChannel, FACH)和增强型FACH(eFACH),等等)。终端设备1502还可具有其他内部状态,例如与诸如以下算法相关:是否启用了载波聚合,对于LTE 的诸如FFT大小之类的带宽状态,是否启用了HSDPA还是普通的UMTS 专用信道(DCH)操作,是否启用了GPRS或EDGE等等,以及其他芯片级状态,例如低功率模式、高/电压时钟设置、存储器关断,等等。这种状态可对多个无线电接入技术存在,例如在移交期间。控制模块3510可从例如模块3514、应用处理器3516、网络模块3518、其他模块3520等等接收对这种状态的指示,并且可在接收器和发送器选择中利用这种知识来优化性能和功率消耗平衡。
在一些方面中,控制模块3510可利用一般可应用到终端设备1502的各种接收器和发送器的其他技术。例如,在空闲发送和/或接收时段期间,控制模块3510可例如利用时钟和/或功率门控来关断发送器和接收器。可替换地,RF收发器1604和基带调制解调器1606的组件可被配置为采用动态电压和频率缩放(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)。因此,取决于终端设备1502的各种接收器和发送器的当前性能和处理复杂度,控制模块3510可缩减分量电压和/或处理时钟频率以节约功率。例如,基于由性能水平产生的处理效率,控制模块3510可动态地查找并应用可满足对于当前接收器和发送器选择的实时处理要求的新的电压和处理时钟设置。
在一些方面中,也可包含用户实现的功率方案。例如,终端设备1502 的用户可能够选择影响终端设备1502的操作的性能设置。如果用户选择例如高性能设置,则终端设备1502可避免(或者可永不)选择使用低功率发送器或接收器并且可只选择高性能发送器和/或接收器。
在一些方面中,终端设备1502可在本地实现上文描述的接收器和发送器选择技术并且可不要求与无线电接入网络的直接合作来实现这些技术。然而,与无线电接入网络的合作可给予终端设备1502关于功率消耗控制的额外方面。
例如,在一些方面中,控制模块3510可周期性地检测供电电源1618 的电力水平以确定当前电力水平是否低于阈值,例如低电力。控制模块 3510随后可对当前电力水平评估可能的接收器和发送器选择,并且基于可能的选择,可选择可优化功率节省的优选调度模式。例如,在下行链路方向,这可包括识别候选下行链路资源块调度模式(并且类似地在上行链路方向)。控制模块3510随后可将这个候选下行链路资源块调度模式发送到无线电接入网络,例如网络接入节点1510。网络接入节点1510随后可评估所请求的候选下行链路资源块调度模式并且经由对控制模块3510的响应来接受或拒绝所请求的候选下行链路资源块调度模式。如果被接受,则控制模块3510可根据所请求的候选下行链路资源块调度模式来执行下行链路接收。如果被拒绝,则控制模块3510可提出新的候选下行链路资源块调度模式并且继续直到与网络接入节点1510就候选下行链路资源块调度模式达成一致为止。
在一些方面中,可基于所选择的接收器和/或发送器配置来具体选择控制模块3510所请求的候选下行链路资源块调度模式。例如,取决于所选择的接收器和/或发送器配置的功率敏感性,候选下行链路资源块调度模式可偏向漏泄或动态功率节省。例如,如果所选择的接收器是漏泄功率敏感的,则控制模块3510可请求在短持续时间中调度尽可能多的RB的调度模式(例如,将RB分配装入到TTI开头处的几个OFDM符号中的频率密集模式)。这可允许终端设备1502在所选接收器处完成下行链路处理并且在每个TTI的剩余持续时间期间将该接收器断电。可替换地,如果所选接收器是动态功率敏感的,则控制模块3510可请求在延长的时间段中(例如,多个TTI)在频率上分配稀少量的RB的调度模式,这可允许控制模块3510降低处理时钟率并且可能降低电压设置,这与动态功率消耗的平方成比例。控制模块3510可类似地为所选发送器处理候选上行链路资源块调度模式。其他调度模式可组合上行链路和下行链路活动,例如具有8 个HARQ过程的示范性LTE场景,其中例如每4个TTI醒来将是最优的,因为两个上行链路和下行链路HARQ过程将是对齐的。
图30根据本公开的一方面的一些方面示出了操作通信系统的方法 4300。如图30中所示,方法4300包括基于当前无线电条件和当前电力供应状态识别通信系统的目标操作变化,其中目标操作变化是性能调整或功率消耗调整(4310)。基于目标操作变化,从具有不同性能属性或不同功率消耗属性的多个配置之中选择通信系统的配置(4320)。利用根据所选配置的通信系统布置来发送或接收数据(4330)。
2.5功率效率#5
根据本公开的另一方面,终端设备可选择不同的发送器或接收器来应用某些数据流,或者说“数据承载”,以满足数据承载的要求,同时优化功率消耗。由于每个数据承载可具有不同的要求,所以某些高重要性数据承载可保证更密集的接收处理,例如高级干扰消除技术的应用、更多的解码器迭代、更准确的信道估计器等等,它们可招致终端设备处的高功率偿付。与之不同,更低关键性的数据承载可不需要这种额外处理以便满足其各自的要求。终端设备因此可基于每个接收器的性能和每个数据承载的要求来选择接收器来应用到不同的数据承载。这些方面可与共同信道方面一起使用,例如共同信道可使用某个数据承载,该数据承载可利用某个接收器来接收以优化功率消耗。
“数据承载”可以是沿着通过通信网络的特定路线双向传输数据的逻辑数据连接。图31根据一些方面示出了RAT通用示例。如图31中所示,终端设备1502可利用无线电接入承载(radio access bearer,RAB)来经由网络接入节点1510与核心网络4402的核心网络位置通信。诸如终端设备 1502之类的终端设备因此可利用这种数据承载与通信网络的各种内部和外部节点通信。例如,LTE终端设备可利用无线电承载与eNodeB通信并且利用无线电接入承载(RAB)与LTE核心网络(LTE core network, EPC)的服务网关(Serving Gateway,SGW)通信,无线电接入承载可由无线电承载和eNodeB与SGW之间的S1承载构成。终端设备可利用从终端设备延伸到PDN网关(PDN Gateway,PGW)的演进型封包服务 (Evolved PacketService,EPS)承载和连接PGW和PDN的外部承载与诸如外部数据网络或PDN之类的外部位置通信。在各种不同的无线电接入技术中可类似地提供和利用这种数据承载。
终端设备1502可针对终端设备1502连接到的每个数据网络利用不同的数据承载。例如,终端设备1502可具有连接到诸如互联网络之类的默认数据网络的默认数据承载(例如,LTE设置中的默认EPS承载)。终端设备1502可具有到诸如IMS服务器之类的用于语音的其他数据网络和在给定的时间可有多个活跃的用于视频、文件下载、推送消息传递、后台更新等等的其他数据网络的额外专用数据承载(例如,专用EPS承载)。每个数据承载可依赖于特定的协议并且具有特定的服务质量(QoS)要求,这些QoS要求可包括诸如有保证数据速率、最大差错率、最大延迟/ 时延等等之类的数据性能参数。因此,某些数据承载,例如语音流量数据承载(例如,到用于LTE语音(Voice over LTE,VoLTE)的IMS服务) 可比其他数据承载具有更高的QoS要求。每个数据承载可被指派QoS优先级(在LTE的情况下由QoS类别标识符(QoS Class Identifier,QCI) 指派的优先级别),该QoS优先级指派不同数据承载之间的相对优先级。
具有高QoS优先级的数据承载(例如,关键数据、IMS数据、会话语音和视频等等)因此可以比更低优先级的数据承载要求更密集的接收器处理。由于密集接收器处理一般招致更高的功率损失,所以从高优先级数据承载接收的数据可被识别并且从较低优先级数据承载接收的数据可被识别,以便随后用密集接收器处理高优先级数据,并且用低功率接收器处理低优先级数据。这可允许终端设备优化功率消耗,同时仍符合每个数据承载的QoS要求。
图32根据本公开的另一方面示出了终端设备1502的内部配置(其中为了清晰可从图32中省略终端设备1502的其他组件)。如图32中所示,终端设备1502可经由天线系统1602接收无线电信号并且将得到的信号提供给RF收发器1604以进行RF解调。RF收发器1604可将得到的PHY级 (基带)数据提供给基带调制解调器1606以由基带调制解调器1606进行 PHY和协议栈处理,基带调制解调器1606如图32中所示可包括映射模块 4502、接收器4504、接收器4506、接收器4508和组合器模块4510。与上文所示的接收器类似,接收器4504、4506和4508可以是物理上区分的接收器(例如,分开的物理硬件结构)或者可以是一个或多个物理接收器的不同配置(例如,具有不同参数和/或软件定义组件的相同物理硬件)。无论如何,接收器4504、4506和4508的接收处理可以是不同的并且接收器 4504、4506和4508的每一者因此可具有不同的性能和功率消耗特性。映射模块4502可被配置有与先前关于控制模块3510所描述的相同的能力,并且因此可能够利用各种不同的配置来动态地配置单个物理接收器以便实现接收器4504、4506和4508。虽然RF收发器1604和天线系统1602是与接收器4504、4506和4508分开示出的,但在一些方面中接收器4504、 4506和4508可实现为天线、RF、PHY和/或协议栈级组件。
如上所示,终端设备1502可识别某些数据承载的数据并且根据每个数据承载的QoS要求将这种数据映射到特定接收器。因此,映射模块 4502可被配置为接收由RF收发器1604提供的数据并且基于关联的数据承载的QoS要求将这种数据映射到接收器4504、4506和4508。虽然这里是在功能级上描述的,但在一些方面中,映射模块4502在结构上可实现为硬件定义的模块(例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA),实现为软件定义的模块(例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/或固件)的程序代码的一个或多个处理器),或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。本领域技术人员将会明白根据本文描述的功能用软件和/或硬件实现映射模块 4502的可能性。
如图32中所示,在一些方面中,映射模块4502可接收承载信息和功率数据作为输入。功率数据可由诸如功率消耗模块3512之类的组件提供,并且可相应地指定供电电源1618的当前功率消耗和当前电池电力水平。如下文进一步描述的,承载信息可由更高层控制组件提供,例如控制器1610或物理层处理模块1608的PHY控制器。
承载信息可在PHY级识别由映射模块4502从RF收发器1604接收的哪个数据是每个数据承载的一部分。因此,映射模块4502可从RF收发器 1604接收PHY数据的流并且能够在比特级确定哪个数据是每个数据承载的一部分。例如,终端设备1502当前可具有活跃的默认数据承载(与例如互联网连接相关联)和一个或多个活跃的专用数据承载(与例如语音呼叫或其他IMS服务相关联)。因此,RF收发器1604提供的数据流可包含来自被复用到单个数据流上的所有活跃数据承载的数据。
利用承载信息,映射模块4502可能够识别数据流的哪些部分(在比特级)与每个数据承载相关联。承载信息也可指示出每个数据承载的优先级,这可相应地通知映射模块4502每个数据承载的QoS要求。例如,第一数据承载可以是IMS数据承载(例如,具有优先级1的LTE QCI 5),第二数据承载可以是实况视频流数据承载(例如,具有优先级7的LTE QCI7),并且第三数据承载可以是默认数据承载(例如,具有优先级9 的LTE QCI 9)。因此,第一数据承载可具有最高QoS要求,而第三数据承载可具有最低QoS要求。
终端设备可简单地利用单个接收器处理整个PHY数据流,例如所有数据承载,例如通过利用具有高到足以满足最高优先级数据承载(例如,第一数据承载)的QoS要求的性能的接收器来处理。虽然第一数据承载可要求这种高性能接收器处理来满足QoS要求,但这可超过其余数据承载的 QoS要求。由于接收器功率消耗通常与性能要求成比例,所以这可产生不必要高的功率消耗。
终端设备1502从而可改为利用映射模块4502来将每个数据承载的数据映射到适当的接收器,从而满足每个数据承载的QoS要求并且优化功率消耗。例如,接收器4504可以是满足第一数据承载的QoS要求的高性能接收器,接收器4506可以是满足第二数据承载的QoS要求的中等性能接收器,并且接收器4508可以是满足第三数据承载的QoS要求的较低性能接收器(其中接收器4504、4506和4508的每一者的性能水平可源自于如上所述的因素,例如包括不同的解码器、不同的均衡器、不同的滤波器长度、不同的信道估计技术、不同的干扰消除技术、不同的噪声消除技术、不同的处理比特宽度、不同的时钟频率、不同的分量电压、不同的封包组合技术、不同数目的算法迭代、组件之中或组件之间的迭代技术的不同使用,等等)。例如,诸如接收器4504之类的高性能接收器可利用接收器增强(例如,干扰消除、均衡器等等)和/或比低性能接收器具有更高的复杂度(例如,更长的FIR滤波器、更多的解码器迭代、更大的处理比特宽度等等)。
由于接收器4504具有最高性能,所以接收器4504也可具有最高功率消耗。因此,取代在接收器4504处理每个数据承载,终端设备1502可在接收器4506处理第二数据流并且在接收器4508处理第三接收器流。从而可满足每个数据承载的QoS要求,并且由于使用更低功率的接收器4506 和4508,所以可降低功率消耗。虽然在图32中利用特定数目的数据承载和接收器进行了描述,但这是演示性的并且可被缩放到任何数目的数据承载和接收器,其中每个接收器可处理每个接收器为其满足QoS要求的一个或多个数据承载。在某些情况下,接收器的数目可少于数据承载。因此,映射模块4502可将数据从每个数据承载映射到满足每个数据承载的QoS 要求的最低功率接收器。
接收器4504、4506和4508的每一者随后可对映射模块4502提供的接收到的数据流执行各自的处理。在接收器4504、4506和4508是分开的物理接收器的方面中,接收器4504、4506和4508可能够并行同时执行各自的处理。或者,在接收器4504、4506和4508中的一个或多个是同一共享物理接收器的不同配置的方面中,共享的物理接收器可通过以串行方式根据每个接收器调整其配置来顺序地处理各自接收到的数据流。接收器 4504、4506和4508可具有固定的配置或者可以是可适配的。例如,控制模块可适配接收器4504、4506和4508中的一个或多个的配置以通过调整配置以匹配给定数据承载的QoS要求来定制接收器4504、4506和4508的性能。
在根据其各自的配置进行接收器处理之后,接收器4504、4506和 4508随后可将各个经处理的输出流提供到组合器模块4510,组合器模块 4510可组合各个经处理的输出流来形成单个数据流。在一些方面中,组合器模块4510可以是被配置为将接收到的数字数据流组合成串行数据流的数字并行到串行转换器。组合器模块4510随后可将所得到的数据流传递到基带调制解调器1606的其他组件以进行进一步的下行链路处理。例如,映射模块4502、接收器4504、4506和4508和组合器模块4510可全都被包括在物理层处理模块1608中。组合器模块4510随后可将输出数据流传递到物理层处理模块1608的其他组件以进行进一步的PHY级处理并随后提供给控制器1610的协议栈层。
映射模块4502所接收的承载信息因此可指定哪些数据(例如在比特级)连接到哪个数据承载。由于接收器4504、4506和4508的处理一般可在PHY级完成,所以映射模块4502可需要能够在PHY级(例如在物理层处理模块1608处)辨别与每个数据承载相关的是哪个数据。映射模块 4502还可能够识别每个数据承载的QoS要求。然而,这种数据承载信息在诸如LTE之类的无线电接入技术中可能不可用;例如,根据LTE标准,LTE协议栈层(例如,在控制器1610和无线电接入网络的对应层处)可生成不指定数据连接到哪个数据承载的物理层传输块。换言之,只有协议栈中的更高层可知晓哪个数据关联到哪个数据承载并且因此知晓每个数据承载的QoS要求。这对于其他无线电接入技术可成立。
因此,根据一些方面,可依赖于网络合作来向映射模块4502提供指定哪个数据连接到哪个数据承载以及每个数据承载的关联QoS要求的承载信息。如下所述,网络合作的若干个选项可向映射模块4502提供适当的承载信息。
例如,在一些方面中,无线电接入网络可在下行链路准予中通知承载信息,这可使得映射模块4502能够接收每个下行链路准予并且适当地将相关数据映射到接收器4504、4506和4508。例如,在LTE设置中,图31 的网络接入节点1510可在每个TTI期间以PDCCH DCI消息的形式提供下行链路准予。除了在这种下行链路准予中提供的现有信息以外,网络接入节点1510还可提供既标识即将来临的TTI中的哪个数据连接到哪个数据承载又标识每个数据承载的QoS要求的承载信息。终端设备1502因此可对每个下行链路准予进行解码以识别关于即将来临的TTI的承载信息并且将该承载信息提供给映射模块4502以便随后应用于将传入的下行链路数据映射到接收器4504、4506和4508。在一些方面中,这可涉及物理层处理模块1608的PHY控制器和/或控制器1610的协议栈层组件(例如,软件定义的)处理下行链路准予以识别承载信息并随后将承载信息提供给映射模块4502。
如前所示,在一些方面中,接收器4504、4506和4508可实现在分开的物理接收器处或者一个或多个共享的物理接收器处(例如,在接收器 4504-4508中的两个或更多个实现在同一物理接收器处的情况下;在一些方面中,其他接收器也可与一个或多个共享物理接收器的操作并发地实现在分开的物理接收器处)。在共享的物理接收器的情况中,共享的物理接收器可能需要被顺序地重配置以满足每个数据承载的性能要求。因此,连接到由网络接入节点1510提供的每个下行链路准予的下行链路数据可被略微延迟以便使得共享物理接收器能够在接收器4504、4506和4508的配置之间切换。此外,在一些方面中,无线电接入网络可能够选择性地激活和停用此特征(例如,经由更高层重配置控制消息),以例如支持不能容忍由切换时延导致的吞吐量损失的具有高吞吐量要求的数据承载。如果网络承载信息提供特征被停用,则终端设备1502可回退到传统操作,其中所有传入的下行链路数据被用满足最高优先级数据承载的QoS要求的单个接收器来处理。
网络接入节点1510可按与图13中所示的网络接入节点2002相同的方式来配置。为了促进向终端设备1502提供承载信息,网络接入节点1510 可能需要识别相关承载信息并且将承载信息发送到终端设备1502。根据承载信息被包括在下行链路准予(例如,DCI消息)中的上述情况,控制模块2610可以识别针对打算去往终端设备1502的下行链路数据的承载信息并且将这种信息包括在下行链路准予中。由于这种承载信息传统上可能在 PHY层是不可用的,所以控制模块2610可能需要将承载信息提供到物理层模块2608,物理层模块2608随后可将该承载信息包括在下行链路准予中。网络接入节点1510随后可经由无线电模块2604和天线2602发送这种下行链路准予,如前所述。
图33根据一些方面示出了映射模块4502和接收器4504和4506的操作的图示。如图33中所示,终端设备1502可接收如数据网格4610中所示的下行链路数据,其可跨越三个TTI并且由属于高优先级数据承载和低优先级数据承载的下行链路数据构成。映射模块4502可从RF收发器1604 接收PHY级数据以及标识哪个数据属于哪个承载和每个数据承载的QoS要求的承载信息(例如在由网络接入节点1510提供的下行链路准予内获得)。映射模块4502随后可识别属于高优先级数据承载的数据并且将此数据提供给接收器4504,接收器4504可以是满足高优先级数据承载的 QoS要求的高性能接收器。映射模块4502还可识别属于低优先级数据承载的数据并且将此数据提供给接收器4506,接收器4506可以是满足低优先级数据承载的QoS要求的具有较低功率消耗的较低性能接收器。接收器 4504和4506随后可根据其各自的配置对提供的数据执行接收器处理,这可导致接收器4504和4506如数据网格4620和4630中分别所示那样处理下行链路数据。因此,如数据网格4620和4630中所示,接收器4504可在每个TTI期间处理来自高优先级数据承载的数据并且接收器4506可在每个TTI期间处理来自低优先级数据承载的数据。因此可满足每个数据承载的QoS要求,同时允许接收器4506利用较低功率配置,从而优化了功率消耗。
额外地或者替换地,在一些方面中,网络接入节点1510可使用载波聚合方案来使得映射模块4502能够将来自每个数据承载的数据映射到适当的接收器。因此,在例如两个载波可用于从网络接入节点1510到终端设备1502的下行链路发送的情况下,网络接入节点1510可将来自第一数据承载的数据分配到第一载波上并且将来自第二数据承载的数据分配到第二载波上。映射模块4502因此可将来自第一载波的数据提供到满足第一数据承载的QoS要求的接收器并且将来自第二载波的数据提供到满足第二数据承载的QoS要求的另一接收器。
图34根据上文介绍的载波聚合网络合作方案的一些方面示出了终端设备1502的操作的图示。如数据网格4702中所示,载波聚合方案的第一载波可包含用于低优先级数据承载的数据,而载波聚合的第二载波可包含用于高优先级数据承载的数据。这可依赖于来自网络接入节点1510的合作,网络接入节点1510在载波聚合方案中可负责将数据分配到每个载波。因此,网络接入节点1510可识别打算去往终端设备1502的哪个数据连接到高优先级数据承载并且打算去往终端设备1502的哪个数据连接到低优先级数据承载。由于这种信息传统上可能是在协议栈层可得的,所以控制模块2610可向物理层模块2608提供指定哪个数据连接到哪些数据承载的承载信息。物理层模块2608随后可利用这种承载信息来识别哪个数据连接到高优先级数据承载以及哪个数据连接到低优先级数据承载。物理层模块2608随后可在第一载波上发送低优先级数据并且在第二载波上发送高优先级数据,如图34的数据网格4702中所示。
终端设备1502随后可根据载波聚合方案接收第一载波和第二载波两者。虽然在图32中没有明确反映,但在一些方面中载波聚合兼容性可要求天线系统1602、RF收发器1604和基带调制解调器1606处的更复杂的接收功能来同时接收和处理两个载波。例如,可以有分开的“复制”接收链,每个这样的接收链专用于单独的载波。在接收链之上也可以有协调功能来监督接收链之间的协调操作。在用于多个载波的接收链被完全或部分合并的合并方案的一些方面中,可能需要协调功能来确保数据被正确地处理。因此,接收器4504-4508可被协调接收器4504-4508在各种载波上对数据的接收的协调功能所控制。在一些方面中,可以有额外的自干扰消除组件,它们管理从发送链到接收链的干扰。
在接收到两个载波之后,映射模块4502可将接收到的数据映射到接收器4504和4506以随后进行接收处理。由于第一载波包含来自低优先级数据承载的数据并且第二载波包含来自高优先级数据承载的数据,所以映射模块4502可将在第一载波上接收到的数据路由到接收器4506(接收器 4506如上所示与接收器4504相比可以是较低性能且较低功率的)并且将在第二载波上接收到的数据路由到接收器4504。终端设备1502因此可满足两个数据承载的QoS要求,同时通过使用较低功率接收器4506处理低优先级数据承载而节约了功率。
与上文关于图33描述的映射模块4502接收在比特级指定哪个数据连接到哪个数据承载的承载信息的情况不同,在一些方面中,映射模块4502 可只要求指定哪个载波包含用于高优先级数据承载的数据以及哪个载波包含用于低优先级数据承载的数据的承载信息。因此,在图34的情况下网络接入节点1510提供的承载信息可被简化和/或不那么频繁地提供。
在各种方面中,网络接入节点1510和终端设备1502也可采用进一步的合作技术来在终端设备1502处节约功率。如图35的数据网格4802中所示,在一些方面中,网络接入节点1510可延迟用于低优先级数据承载的数据的发送以使得终端设备1502能够更频繁地将接收器组件断电。因此,网络接入节点1510的控制模块2610可向物理层模块2608提供指定哪个数据连接到高优先级数据承载以及哪个数据连接到低优先级数据承载的承载信息。物理层模块2608随后可在时间上分配打算去往终端设备1502 的数据以向终端设备1502提供更多的接收器非活跃时段。由于连接到低优先级数据承载的数据可具有不那么限制性的时延要求,所以网络接入节点1510可能够略微地延迟(取决于时延QoS要求)用于低优先级数据承载的数据以便创造更多的接收器非活跃时段。如数据网格4802中所示,网络接入节点1510可延迟这种数据的发送以使低优先级数据在时间上与高优先级数据对齐。因此,与将接收器4504和4506激活例如两个连续的时隙不同,终端设备1502可只将接收器4504和4506激活例如一个时隙,在该时隙中接收用于低优先级和高优先级数据承载的数据两者。终端设备 1502可在由此得到的接收器非活跃时段期间停用接收器4504和4506(例如,置于节电状态中),从而节约更多的功率。在一些方面中,网络接入节点1510延迟低优先级数据以使得低优先级数据与高优先级数据在时间上对齐的能力可取决于时延要求和低优先级数据和下一个调度的高优先级数据之间在时间上的分隔。例如,网络接入节点1510可能够将低优先级数据延迟例如一个或两个时隙(取决于时延要求),但可能不能够进一步延迟低优先级数据。因此,只有当高优先级数据被调度达低优先级数据后的一个或两个时隙时,网络接入节点1510才可能够将低优先级数据与高优先级数据对齐。与图33的情况中一样,网络接入节点1510可提供详细的承载信息以使得映射模块4502能够将来自高和低优先级承载的数据路由到适当的接收器。除了对网络接入节点1510的时延和时间调度约束以外,每个时隙还可具有有限的带宽来将数据发送到终端设备1502。如数据网格4802的4804处所示,对于某些时隙可能已经调度有大量的高优先级数据,这可阻止网络接入节点1510能够在相同时隙上对齐低优先级数据。因此,如果调度的高优先级数据和低优先级数据的累积带宽超过给定时隙的带宽限度,则网络接入节点1510可不能够延迟低优先级数据以将低优先级数据与调度的高优先级数据对齐。
由于数据网格4802可将来自高优先级数据承载和低优先级数据承载的数据包括在同一时隙中的同一载波上,所以在一些方面中承载信息可详细指定哪个数据连接到高优先级数据承载以及哪个数据连接到低优先级数据承载。作为对数据网格4802的情况的替换,如果低优先级数据无法装入紧随在后的时隙中,则网络接入节点1510可在能够装入低优先级数据的下一个即将来临的时隙上调度低优先级数据的发送。图36示出了数据网格4902中的示例,其中在4904,网络接入节点1510可确定低优先级数据将无法装得进紧随在后的时隙中。取代在原始调度的时隙上发送低优先级数据,网络接入节点1510可继续延迟低优先级数据,直到有用于低优先级数据的空间的下一个时隙为止,例如在图36的示范性情况中延迟两个时隙。在一些方面中,网络接入节点1510可基于低优先级数据的时延要求考虑低优先级数据的延迟,并且相应地在一些情况下可只在一定数目的时隙内考虑低优先级数据的延迟。
作为对数据网格4802和4902的情况的替换,在一些方面中,网络接入节点1510可以调度用于高优先级和低优先级数据承载的数据的发送以使得每个时隙包含专用于数据承载之一的数据。如图37中的数据网格 5002的5004处所示,网络接入节点1510可延迟用于低优先级数据承载的数据以使低优先级数据与其他调度的低优先级数据对齐。因此,每个时隙可仅仅包含用于一个数据承载的数据(或可替换地包含用于等同或相似 QoS要求的数据承载的数据)。如上所述,网络接入节点1510执行这种调度调整的能力可取决于低优先级数据承载的时延要求、低优先级数据与下一个调度的低优先级数据之间的时间分隔以及带宽限度。
数据网格5002的情况可简化网络接入节点1510提供给映射模块4502 的承载信息。取代提供指定哪个数据连接到哪个数据承载的承载信息,网络接入节点1510可改为提供指定整个时隙连接到哪个数据承载的承载信息。换言之,取代在比特级指定每个时隙的哪个数据连接到哪个数据承载 (像数据网格4802的情况中那样),网络接入节点1510提供的承载信息可改为指定连接到每个时隙的是哪个数据承载。映射模块4502随后可将在包含高优先级数据的时隙中接收到的数据路由到接收器4504并且将在包含低优先级数据的时隙中接收到的数据路由到接收器4506。
图38示出了另一场景,其中网络接入节点1510和终端设备1502可合作来通过使用单个载波而不是多个载波在终端设备1502处节约功率。由于载波聚合方案的操作可以比单载波方案涉及更复杂的接收处理,所以终端设备1502在采用载波聚合时可消耗更多功率。网络接入节点1510因此可与终端设备1502合作来在每当可能时利用单个载波提供高和低优先级数据承载。
如数据网格5102中所示,可存在诸如5104和5106之类的场景,其中用于终端设备1502的下行链路数据的量可超过单个载波的带宽限度。取代将数据分配到第二载波上,网络接入节点1510可改为调整下行链路数据的调度以使得终端设备1502能够继续使用单个载波。
图39和图40根据一些方面示出了网络接入节点1510可利用来允许继续单载波使用的两个不同解决方案。如图39的数据网格5202中所示,网络接入节点1510可将用于低优先级数据承载的数据延迟到具有充分带宽净空(headroom)的稍后时隙,例如相对于限度具有足够的剩余带宽容量以装入来自超过带宽限度的时隙的低优先级数据的稍后时隙。由于低优先级数据承载可具有较低的时延要求,所以网络接入节点1510可能够将低优先级数据延迟几个时隙,同时仍满足时延要求。如数据网格5202中所示,所得到调度调整可将来自高优先级数据承载和低优先级数据承载两者的数据都装入单个载波内并且避免了为终端设备1502利用第二载波的需要。网络接入节点1510可类似地向映射模块4502提供关于每个时隙的在比特级标识哪个数据连接到哪个数据承载的承载信息,映射模块4502可应用该承载信息来将高优先级数据路由到接收器4504并且将低优先级数据路由到接收器4506。
在一些方面中,网络接入节点1510可降低对低优先级数据的差错保护以便减少为低优先级数据编码的比特的总数,从而使得网络接入节点 1510能够将用于高优先级和低优先级数据承载两者的数据装到单个载波上。更具体而言,用于高优先级和低优先级数据承载两者的数据可被用信道编码方案来编码以提供差错纠正和/或差错校验(例如,LTE设置中的 Turbo编码和循环冗余校验(CRC))。虽然更低的编码率(例如,更多的编码比特)可提供更好的差错保护,但由此产生的编码比特的增加可要求更大的带宽。
然而,由于低优先级数据承载可以比高优先级数据承载具有不那么限制性的差错率要求,所以网络接入节点1510可能够增大低优先级数据的编码率以压缩低优先级数据的大小。数据大小的减小于是可使得网络接入节点1510能够将来自高优先级数据承载和低优先级数据承载两者的数据装入到单个载波上。如数据网格5302中所示,网络接入节点1510因此可识别超过带宽限度的时隙并且将低优先级数据的编码率增大到该数据可装入在带宽限度内的程度。由于网络接入节点1510可只在超过带宽限度的某些时隙中增大编码率,所以剩余时隙中的低优先级数据可具有充分的差错保护以仍满足低优先级数据承载的差错率要求。网络接入节点1510可避免对高优先级数据的数据的调整以便确保高优先级数据承载的QoS要求得到维持。
对于执行编码率调整,在一些方面中,控制模块2610可向物理层模块2608提供承载信息,物理层模块2608可利用该承载信息来识别超过带宽限度的时隙并且在这种时隙中增大对低优先级数据的编码率以符合带宽限度。物理层模块2608随后可向终端设备1502提供指定每个时隙中的高优先级数据和低优先级数据的按比特位置的承载信息。映射模块4502随后可应用该承载信息来将高优先级数据路由到接收器4504并且将低优先级数据路由到接收器4506。
由于低优先级数据的增大的编码率可降低差错保护,因此在一些方面中,终端设备1502在某些情况下也可增大低性能接收器4506的性能(或者利用略微更高性能的接收器)来帮助确保低优先级数据承载的差错率要求仍得到满足。因此,如果映射模块4502从网络接入节点1510接收到指示出用于低优先级数据承载的编码率已被增大的承载信息,则映射模块 4502可选择比本来会用于具有标准编码率的低优先级数据的略微更高性能的接收器。虽然这也可略微增大终端设备1502的功率消耗,但这可被来自使用单个载波的功率节省所抵消。
虽然在图33-图40中是单独描述的,但网络接入节点1510和终端设备1502可以组合形式采用这些合作技术中的多个。此外,虽然图33-图40 示出了多于一个接收器,但映射模块4502可例如基于数据承载的QoS要求来利用可以是固定的或者动态可配置的任何数目的不同接收器。还可采用具有不同的QoS要求和关联的优先级的任何数目的数据承载。
映射模块4502还可被配置为与控制模块3510相同性质地考虑功率和无线电条件状态数据。例如,映射模块4502可被配置为在不良无线电条件中利用较高性能接收器,在强无线电条件中利用较低功率和较低性能接收器,并且在低电池电力条件中利用低功率接收器。映射模块4502可被配置为在确保每个数据承载的QoS要求得到满足的同时实现这种特征。
除了上文描述的与接收器相关的下行链路情况以外,在一些方面中,终端设备1502还可在上行链路方向上被配置为对于不同的上行链路数据承载利用特定的发送器。与下行链路情况中一样,终端设备1502还可负责维护上行链路数据承载,其中上行链路数据承载可具有特定的QoS要求 (这可不同于对应的下行链路数据承载的QoS要求)。在一些情况下,上行链路数据承载可作为下行链路数据承载的对应物,例如可形成终端设备1502和网络节点之间的双向链路的另一方向,而在其他情况下终端设备 1502可在上行链路和/或下行链路方向上具有单向数据承载,这种单向数据承载在另一方向上没有对应的数据承载。取代利用满足最高数据承载的 QoS要求的发送器配置,终端设备1502可改为选择性地将数据从每个数据承载映射到满足每个数据承载的QoS要求的特定发送器。通过对于较低优先级数据承载利用较低功率发送器,终端设备1502可在仍满足每个数据承载的QoS要求的同时改善功率效率。
图41A和图41B根据本公开的关于上行链路方向的一方面示出了终端设备1502的示范性内部配置。图41A和图41B中所示的描绘可省略终端设备1502的与关于上行链路方向的当前方面不直接相关的某些其他组件。例如,基带调制解调器1606还可包括图32中所示的下行链路方向组件。
如图41A和图41B中所示,在各种方面中,终端设备1502可在RF 调制之前组合发送器输出(图41A)或者在RF调制之后组合发送器输出 (图41B)。在两种情况下,与上文详细描述的图23的情况类似,图41A 中的发送器5404、5406和5408在各种方面中可以是物理上区分的发送器 (例如,分开的物理硬件结构)或者可以是一个或多个物理发送器的不同配置(例如,具有不同的参数和/或不同的软件定义指令以供执行的相同硬件)。无论如何,发送器5404、5406和5408的每一者的发送处理可以是不同的并且发送器5404、5406和5408的每一者因此可具有不同的性能和功率消耗特性。映射模块5402可被配置有与先前关于控制模块3510所描述的相同或相似的能力,并且因此可能够利用各种不同的配置来动态地配置单个物理发送器来实现发送器5404、5406和5408。
映射模块5402因此可基于数据承载的QoS要求和发送器5404、5406 和5408的性能和功率效率将用于多个数据承载的数据路由到发送器 5404、5406和5408。例如,映射模块5402可将用于各个数据承载的数据映射到满足各个数据承载的QoS要求的最低功率发送器。
在图41A的情况下,发送器5404、5406和5408随后可根据其各自的配置对这种数据执行发送处理并且将所得到的经处理的数据提供给组合器 5410a。组合器5410a可将接收到的数据组合成单个流并且将该单个数据流提供给RF收发器1604和天线系统1602以进行RF处理和发送。虽然RF 收发器1604和天线系统1602是与发送器5404、5406和5408分开示出的,但发送器5404、5406和5408可实现为天线、RF、PHY和/或协议栈级组件。
在图41B的情况下,发送器5404、5406和5408随后可根据其各自的配置对这种数据执行发送处理并且将所得到的经处理的数据分别提供给 RF收发器1604a、1604b和1604c。RF收发器1604a-1604c随后可对从发送器5404-5408接收的数据执行RF处理和调制并且将所得到的RF信号提供到组合器5410b,组合器5410b随后可将接收到的RF信号组合成单个RF信号并且将该单个RF信号提供给天线系统1602以供发送(虽然在组合器5410和天线系统1602之间可以有额外的组件,例如功率放大器组件)。在一些方面中,组合器5410a可被配置用于基带数据组合,而组合器5410b可被配置用于RF信号组合。虽然在图41B中是与发送器5404- 5408分开示出的,但在一些方面中RF收发器1604a-1604c可实现为发送器5404-5408的一部分,例如被配置为根据发送器5404-5408的特定RF配置执行不同RF调制的RF发送器。
在图41A和图41B的两种情况下,映射模块5402都可基于可在终端设备1502本地可得的承载信息来执行数据路由。例如,诸如每个承载的数据的QoS要求和比特级位置之类的承载信息,可在控制器1610处在协议栈层可得和/或在应用处理器(例如,数据源1612/数据宿1616)处在应用层可得。因此,这种上层可将承载信息提供给映射模块5402,映射模块5402随后可基于每个数据承载的QoS要求和发送器5404、5406和5408的性能和功率效率水平将数据路由到发送器5404、5406和5408。
终端设备1502因此在发送期间也可通过使用仍满足数据承载的QoS 要求的较低功率发送器来节约功率。本公开的一些方面因此可通过使得终端设备1502能够基于数据承载的QoS要求选择性地应用接收器和发送器来在接收和发送中都提供功率效率。终端设备1502还可在上行链路方向上采用图34-图40中描述的承载映射技术中的任何一者。
图42根据本公开的一些方面示出了执行无线电通信的方法5500。如图42中所示,方法5500包括接收包括第一数据承载的第一数据和第二数据承载的第二数据的数据流(5510)。基于第一数据承载的质量要求和第一通信模块的性能水平从多个通信模块中为第一数据承载选择第一通信模块(5520)。基于第二数据承载的质量要求和第二通信模块的性能水平从多个通信模块中为第二数据承载选择第二通信模块(5530)。利用第一通信模块处理来自第一数据承载的第一数据并且利用第二通信模块处理来自第二数据承载的第二数据(5540)。
图43根据本公开的一方面示出了执行无线电通信的方法5600。如图 43中所示,方法5600包括为终端设备的第一数据承载识别第一数据并且为终端设备的第二数据承载识别第二数据(5610)。通过基于第一数据承载和第二数据承载的质量要求在物理层数据流中分配第一数据和第二数据来生成物理层数据流(5620)。物理层数据流和物理层消息被发送到终端设备(5630),以使得物理层消息指定第一数据和第二数据在物理层数据流内的分配。
本文论述的方面概括而言涉及终端设备处的功率节省,这是由于许多终端设备的有限电力供应(例如,电池供电的)而引起的考虑(虽然并非所有终端设备都是仅由电池供电的)。然而,为了降低操作成本,功率效率还可以是网络接入节点的一个值得注意的特性。具体地,诸如基站和接入点之类的接入节点可能够通过采用高功率效率的体系结构和技术以降低功率消耗来为网络运营者降低运营成本。上文提到的将较低优先级数据承载映射到较低性能接收器和发送器的技术,或者调度和延迟较低优先级数据封包以获得其中接收器或发送器可被完全关断的TTI的技术,或者较低优先级数据承载的码率被增大以避免次分量载波及其关联的接收器和发送器必须被激活的技术可允许降低网络接入节点的功率消耗,以及诸如清醒/ 休眠周期、频率缩放和流量/任务集中(不那么碎片化的清醒/休眠周期) 之类的各种其他技术。在各种方面中,网络接入节点可被配置有高级功率管理体系结构,例如其中网络接入节点的处理基础设施具有预定的一组“功率状态”,其中每个功率状态具有预定水平的功率消耗和处理能力 (例如,支持给定的处理需求的能力)。用于较低优先级数据承载的较低性能的接收器和发送器可具有较低的处理需求并且暂时关断或停用接收器或发送器会降低平均处理需求。网络接入节点中的高级功率管理体系结构可允许在较低处理需求的阶段中降低网络接入节点的功率消耗。
2.6功率效率#6
根据本公开的另一方面,网络处理组件(在网络接入节点处或者在核心网络中)可利用工作周期循环以便将数据流量集中到“活跃”阶段中,而在“非活跃”阶段期间进入具有功率效率的状态。在非活跃阶段期间使用这种具有功率效率的状态可允许网络处理组件降低功率消耗并且因此降低操作成本。这些方面可与共同信道方面一起使用,例如,共同信道可使用某些工作周期循环来减小“活跃”阶段的数目、长度和持续时间。
如前所述,网络接入节点在向终端设备提供下行链路数据和从终端设备接收上行链路数据时可充当双向中介。在下行链路方向,网络接入节点可向终端设备提供从核心网络接收的外部数据和在网络接入节点处本地生成的数据,其中本地数据一般可以是无线电接入控制数据并且外部数据可以是用户数据和更高层控制数据。网络接入节点因此可通过回程链路从核心网络接收这种外部数据并且根据无线电接入协议封装外部数据(这可包括本地生成的控制数据的插入),并且通过无线电接入网络将所得到的数据提供给终端设备。在上行链路方向,网络接入节点可从终端设备接收上行链路数据并且根据无线电接入协议处理接收到的上行链路数据。某些上行链路数据可寻址到更上游的目的地(例如寻址到核心网络节点的更高层控制数据或者寻址到外部数据网络的用户流量数据),而其他上行链路数据可寻址到作为端点的网络接入节点(例如无线电接入控制数据)。图31 描绘了与终端设备1502、网络接入节点1510和核心网络4402相关的这种上行链路和下行链路路径的一般示例。
因此,诸如基站之类的网络接入节点可根据适当的无线电接入协议在下行链路和上行链路两个方向上执行处理。这可涉及物理层和协议栈层处理,其中网络接入节点可根据各个层的每一者来处理上行链路和下行链路数据以便有效地利用无线电接入网络来与终端设备通信。
网络接入节点处的处理基础设施可以是硬件和软件组件的组合。图13 描绘了网络接入节点,例如网络接入节点2002的一般体系结构,其中包括物理层模块2608和控制模块2610的通信模块2606可提供用于上述上行链路和下行链路处理的处理基础设施。
在“分布式”基站体系结构中,网络接入节点2002可被分割成两部分:无线电单元和基带单元。因此,天线系统2602和无线电模块2604可被部署为远程无线电头(RRH,也称为远程无线电单元(remote radio unit,RRU)),其可被安装在无线电塔上。通信模块2606随后可被部署为基带单元(baseband unit,BBU),其可经由光纤连接到RRH并且可被放置在塔的底部或者附近的位置。
包括基站旅馆化(base station hoteling)和云RAN(Cloud RAN, CRAN)在内的其他基站体系结构也可以是适用的。在基站旅馆化中,在不同位置充当不同RRH的多个BBU的每一者在物理上可被放置在同一位置,从而允许在单个位置更容易地维护多个BBU。由于与传统的分布式体系结构中相比,RRH的位置可距对方BBU更远,所以BBU可能需要在长距离上与RRH接口,例如利用光纤连接与RRH接口。CRAN可类似地从集中的或远程的基带处理位置控制多个RRH,其中涉及合并的或非合并的体系结构,其中基础设施可能是或可能不是虚拟化的。本质上,CRAN可基于在该时间点网络上的需求向网络中的任何点动态地递送处理资源。用于5G的CRAN包括递送网络资源的切片和用于网络切片的功能递送通道。
无论通信模块2606是位于分布式还是集中式位置和/或实现为独立的 BBU还是实现在服务器中,通信模块2606都可被配置为分别在物理层模块2608和控制模块2610处执行物理层和协议栈层处理。控制模块2610可实现为软件定义的模块和/或硬件定义的模块。例如,控制模块2610可包括被配置为取回和执行定义协议栈层功能的软件定义程序代码的一个或多个处理器。在一些方面中,控制模块2610还可包括专用于特定处理密集任务的硬件组件,也称为“硬件加速器”,其可受(一个或多个)处理器控制并且用于实现某些任务,例如密码和加密功能。物理层模块2608可类似地实现为硬件定义的和/或软件定义的模块,例如用于专用PHY层处理的一个或多个处理器(例如,PHY控制器)和/或一个或多个硬件加速器,例如快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)引擎、维特比解码器和其他处理密集PHY层任务。物理层模块2608和控制模块2610的完全硬件、完全软件或者混合硬件/软件的任何组合都在本公开的范围内。由于处理复杂性,在一些方面中,物理层模块2608和控制模块2610的软件部分在结构上可以用例如基于英特尔x86体系结构的多核系统实现。
物理层模块2608和控制模块2610因此可以为上行链路通信和下行链路通信两者处理基带处理任务。如前所述,下行链路处理可包括通过回程接口从核心网络接收寻址到用户的下行链路数据,根据物理层(物理层模块2608)和协议栈(控制模块2610)无线电接入协议利用本地生成的下行链路数据来处理和封装寻址到用户的下行链路数据,并且经由无线电模块2604和天线系统2602将所得到的下行链路数据提供给终端设备。上行链路处理可包括经由天线系统2602和无线电模块2604从终端设备接收上行链路数据,根据物理层(物理层模块2608)和协议栈(控制模块 2610)无线电接入协议处理接收到的上行链路数据以获得寻址到本地的和寻址到外部的上行链路数据,并且通过回程接口将寻址到外部的上行链路数据路由到核心网络。
这种上行链路和下行链路处理可要求网络接入节点2002处的增大的功率花费。网络接入节点2002的与上行链路和下行链路处理相关的功率消耗可直接取决于网络接入节点2002的流量状况。例如,如果网络接入节点2002当前正在服务大量的终端设备,其中许多处于已连接模式中,则通信模块2606可能需要执行大量的处理,这因此可要求额外的功率花费。相反,如果网络接入节点2002只是服务少量的终端设备或者服务的终端设备大多数处于空闲模式中,则通信模块2606可只需要执行少量的处理,这可具有较低的功率花费。无论当前的处理需求如何,通信模块 2606都可还具有一些负载无关功率消耗,这种功率消耗源自于保持通信模块2606开启所需要的功率。
图44描绘了通信模块2606的这种功率消耗的一般示例。数据网格 5710示出了随时间的示范性资源块(RB)分配(其在图44的示范性设置中可以是上行链路或下行链路;数据网格5710的阴影指示出用于三个不同终端设备UE1、UE2和UE3的RB),而数据网格5730示出了通信模块2606处的功率消耗。如数据网格5710和5730中所示,在通信模块 2606需要处理更多RB的时间期间通信模块2606可花费更大的功率。与实际活跃处理相关的功率消耗可以是负载相关的能量消耗,这动态地遵循流量负载包络。通信模块2606的整体功率消耗也可包括负载无关的功率消耗,这可以是相对恒定的并且产生于将通信模块2606的处理组件(处理器和硬件加速器)维持在活跃状态中所需要的功率。无论实际处理需求如何,通信模块2606的连续操作可至少花费与负载无关能量消耗有关的功率。
因此,本公开的一方面可利用由“活跃”阶段和“非活跃”阶段构成的工作周期来操作诸如物理层模块2608和控制模块2610的处理基础设施之类的网络处理组件,其中网络处理组件可将所有密集处理装入活跃阶段期间并且在非活跃阶段期间不执行处理或执行最低限度的处理。由于所有密集处理被装入到活跃阶段中,所以负载相关功率消耗可以比替换情况的大。然而,网络处理组件可通过进入非活跃或最低限度活跃状态中来在非活跃阶段期间避免负载无关功率消耗。因此可降低功率消耗。
数据网格5720和5740根据本公开的一方面图示了示范性场景。由于通信模块2606可控制调度决策(例如,可包括介质访问控制(Media Access Control,MAC)调度器),所以通信模块2606可能够如数据网格 5720中所示在“活跃”阶段期间调度所有流量。如数据网格5720中所示,通信模块2606可在第一时间段(活跃阶段)期间分配所有RB并且在第二时间段(非活跃阶段)期间不分配RB。虽然负载相关功率消耗在数据网格5740的活跃阶段期间可处于高水平(例如,处于与上方虚线指示的最大处理能力相对应的最大功率消耗水平),但通信模块2606在非活跃阶段期间可断电并从而具有很少或没有功率消耗。在一些方面中,作为对断电的替换,通信模块2606可被“禁用”,例如可仍具有一些功率,但可能不是完全活跃的或者功能上可操作的。由于通信模块2606可被断电或禁用,所以在通信模块2606处可没有任何(或者可以只有可忽略的)负载无关功率消耗,从而如5742所示产生功率节省。注意在一些方面中,通信模块2606使用的工作周期的活跃阶段可能在时间上不与分配的RB完全对齐,因为通信模块2606进行的处理可能不是实时完成的。因此,工作周期的活跃阶段可结束于比分配给活跃阶段的最后RB更晚的时间。此外,在一些方面中,通信模块2606进行的处理的活跃阶段在时间上可以比分配的RB具有更长的持续时间,因为通信模块2606可在比分配的RB占用的时间更长的时间段中处理分配的RB。虽然因此在分配的RB 的工作周期(例如,分配了许多RB的活跃阶段和分配很少RB的非活跃阶段)和通信模块2606进行的处理的工作周期中可存在差异,但为了简单,接下来的描述将涉及分配的RB和通信模块2606两者共同的单个工作周期。
根据本公开的一方面,通信模块2606可执行不同的功能,包括基于流量负载确定适当的工作周期。例如,通信模块2606可在高流量状况中利用更长的活跃阶段和更短的非活跃阶段(更高的整体功率消耗),而低流量状况可允许通信模块2606利用更短的活跃阶段和更长的非活跃阶段 (更低的整体功率消耗)。通信模块2606随后可利用功率管理框架来实行所选的工作周期方案。在一些方面中,通信模块2606也可执行调度功能来将调度的流量(下行链路和上行链路两者的)分配到活跃阶段中。此外,在一些方面中,通信模块2606可管理非活跃阶段来支持时延关键流量。例如,取代利用其中通信模块2606被完全断电或禁用的非活跃阶段,通信模块2606可采用很低功率的“始终开启”状态,该状态具有有限量的处理资源可用来支持诸如语音数据之类的时延关键流量(从而避免必须延迟这种流量直到下一活跃阶段为止)。
图45示出了网络接入节点2002和通信模块2606的内部图,描绘了根据本公开的一些方面的组件。因此,图45可省略与此方面不相关的网络接入节点2002和通信模块2606的某些组件。如图45中所示,通信模块 2606可包括流量监视模块5802、硬件/软件(HW/SW)功率管理模块 5804、活跃控制模块5806、调度器模块5808和处理基础设施2608/2610 (实现为物理层模块2608/控制模块2610)。流量监视模块5802、 HW/SW功率管理模块5804、活跃控制模块5806和调度器模块5808的每一者在结构上可实现为硬件定义的模块,例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA,实现为软件定义的模块,例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/或固件)的程序代码的一个或多个处理器,或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。虽然通信模块2606的个体组件在图45中是分开描绘的,但此描绘起到在功能级突出通信模块2606的操作的作用。因此,在一些方面中,通信模块2606的组件中的一个或多个可被集成到共同的硬件和/或软件元件中。此外,本文描述的功能(尤其是例如公式/等式、流程图和文字描述)可很容易利用本领域普通技能结合到程序代码中以便从非暂态计算机可读介质取回并由处理器执行。例如,在一些方面中,流量监视模块5802、HW/SW功率管理模块5804、活跃控制模块5806和调度器模块 5808的每一者可在处理器上被执行为分开的软件模块。此外,在一些方面中,流量监视模块5802、HW/SW功率管理模块5804、活跃控制模块5806 和调度器模块5808中的一个或多个还可被控制模块2610执行为软件模块,尤其是调度器模块5808,其例如可以是控制模块2610的MAC调度器。
物理层模块2608和控制模块2610可充当网络接入节点2002的处理基础设施,而流量监视模块5802、HW/SW功率管理模块5804、活跃控制模块5806和调度器模块5808可监督将工作周期循环应用到物理层模块2608 和控制模块2610的处理调度。通信模块2606在下行链路方向上可将输出提供到空中接口(经由天线系统2602和无线电模块2604)并且在上行链路方向上将输出提供到核心接口(经由回程接口)。通信模块2606在上行链路方向上可经由空中接口接收输入并且在下行链路方向上可经由核心接口接收输入。
流量监视模块5802可负责监视当前流量负载(对于上行链路和下行链路)并且将流量负载信息提供给活跃控制模块5806。活跃控制模块 5806随后可基于流量负载信息选择适当的工作周期,其中高流量负载可要求长活跃阶段并且低流量负载可允许长的非活跃阶段。活跃控制模块5806 可将所选择的工作周期提供给调度器模块5808和HW/SW功率管理模块 5804。调度器模块5808随后可通过基于所选工作周期的活跃和非活跃阶段确定将数据流量集中到活跃阶段中的网络资源分配(例如,以数据网格 5720的形式)来实现所选工作周期。HW/SW功率管理模块5804可通过控制处理基础设施2608/2610(物理层模块2608和控制模块2610)根据所选工作周期的活跃和非活跃阶段加电和断电或者在高性能/高功率消耗和低性能/低功率消耗之间转变来实现所选工作周期。处理基础设施2608/2610可根据由调度器模块5808和HW/SW功率管理模块5804提供的控制来处理数据。
因此,在下行链路方向,流量监视模块5802可监视通过核心接口5810(其例如可以是与LTE EPC的MME和/或S-GW的S1接口)到达的传入下行链路流量。流量监视模块5802可监视这种传入下行链路流量以确定例如按吞吐量或另一类似度量量化下行链路流量的当前水平的流量负载信息。例如,流量监视模块5802可例如利用滑动窗口技术或其他类似的平均算法来计算平均吞吐量。由于下行链路流量吞吐量可随着时间的流逝相对缓慢地变化,所以评估过去的观察时段中的平均吞吐量的这种度量可预测未来的流量模式。流量监视模块5802随后可将下行链路流量吞吐量作为流量负载信息提供给活跃控制模块5806。
活跃控制模块5806可被配置为接收流量负载信息并且基于流量负载信息来选择适当的工作周期。例如,在一些方面中,活跃控制模块5806 可利用预定的映射方案,该映射方案接受下行链路流量吞吐量作为输入并且提供工作周期作为输出,其中该工作周期定义活跃和非活跃阶段持续时间期间的活跃阶段。如前所示,重流量状况可要求更长的活跃阶段,而轻流量状况可允许更长的非活跃阶段。预定的映射方案可以是设计者可配置的并且可能需要在活跃阶段中提供适当量的无线电资源来支持下行链路流量吞吐量,例如可能需要提供充分数目的RB来包含所有调度的下行链路流量。例如,在具有20MHz带宽、64QAM调制和2×2MIMO能力(LTE 类别4)的LTE-FDD小区的情况下,处理基础设施2608/2610在最大下行链路流量下可以完全处理效率(100%工作周期,没有非活跃阶段)在活跃阶段中连续操作,其中最大下行链路流量对于本示例中假定的LTE类别4 能力例如是150Mbps。在当前下行链路流量需求降低到例如75Mbps时,处理基础设施2608/2610可按活跃对非活跃阶段等于1的比率操作,例如活跃和非活跃阶段具有相等长度(50%工作周期)。示范性的工作周期可在例如5ms、10ms、20ms、50ms、100ms等等的范围中,其中每个工作周期可根据特定的比率被分割在活跃和非活跃阶段之间。整体工作周期长度以及活跃/非活跃阶段比率可取决于流量吞吐量的量以及流量的时延要求。由于处理基础设施2608/2610可处理和封装传入下行链路流量以产生物理层数据流,所以该预定映射方案也可粗略估计将从传入下行链路流量产生多少物理层数据以确保活跃阶段具有充分的资源来传输物理层数据流。
在基于流量负载信息选择工作周期之后,活跃控制模块5806可将所选择的工作周期提供给调度器模块5808和HW/SW功率管理模块5804。调度器模块5808随后可根据工作周期来对下行链路流量塑形,这在一些方面中可包括在活跃阶段内调度所有下行链路准予。调度器模块5808可根据传统的网络调度算法,例如MAC调度器算法,来确定下行链路准予的相对位置,这些算法例如可包括循环赛式调度。调度器模块5808因此一般可产生如数据网格5720中所示的下行链路准予调度,其中所有的下行链路准予都在活跃阶段期间被调度。调度器模块5808也可将下行链路准予(以及相关的控制信息)提供给服务的终端设备以便实施所确定的调度。虽然调度器模块5808可额外地向服务的终端设备提供指定所选工作周期的活跃和非活跃阶段的控制信息,但在一些方面中调度器模块5808 可改为经由下行链路(以及如后文详述的上行链路)准予实施活跃和非活跃阶段,而不明确地将所选工作周期通知给服务的终端设备。
HW/SW功率管理模块5804随后可被配置为基于所选工作周期控制处理基础设施2608/2610。处理基础设施2608/2610随后可根据由HW/SW功率管理模块5804指挥的活跃和非活跃阶段对由核心接口5810提供的传入下行链路流量执行下行链路处理。处理基础设施2608/2610可将所得到的下行链路数据提供给空中接口2602/2604以供下行链路发送。
活跃控制模块5806可基于由流量监视模块5802检测到的流量的不同水平来以动态方式控制工作周期。例如,如果流量监视模块5802向活跃控制模块5806提供指示更少下行链路流量的流量负载信息,则活跃控制模块5806可调整工作周期以具有更长的非活跃阶段来增大功率节省(在更多下行链路流量的情况下则反过来)。因此,流量监视模块5802可连续地或周期性地将流量负载信息提供给活跃控制模块5806,响应于此活跃控制模块5806可连续地或周期性地选择工作周期来提供给HW/SW功率管理模块5804和调度器模块5808以供实现。
处理基础设施2608/2610的功率管理体系结构可确定HW/SW功率管理模块5804对处理基础设施2608/2610具有的控制的程度。例如,在简单情况下,HW/SW功率管理模块5804可只能够将处理基础设施2608/2610 开启和关闭。因此,HW/SW功率管理模块5804可根据工作周期在活跃阶段期间开启处理基础设施2608/2610并且在非活跃阶段期间关闭处理基础设施2608/2610。
根据另一方面,处理基础设施2608/2610可被配置有高级功率管理体系结构,例如其中处理基础设施2608/2610具有预定的一组“功率状态”,其中每个功率状态具有预定水平的功率消耗和处理能力(例如,支持给定的处理需求的能力)。因此,除了完全“关闭”状态以外,预定的功率状态可包括具有最低功率消耗和最低处理能力的最低功率状态,以及具有越来越大的功率消耗和处理能力的更多功率状态,直到最高功率状态为止。这种功率状态可通过不同的CPU时钟频率、不同的电压以及多核系统中的对核的不同使用来为软件组件提供不同的功率消耗和处理能力。由于功率消耗与电压平方乘以频率(V2f)成比例,所以低功率状态可比更高功率状态具有更低的CPU频率和/或电压。在多核系统中,使用多个核可以比使用更少的核具有增大的功率消耗,其中每个核处的功率消耗还可受 CPU频率和电压的控制。就硬件组件而言,这种功率状态可利用动态频率和电压缩放(dynamicfrequency and voltage scaling,DVFS)、不同的时钟门控和不同的功率门控来在各功率状态间提供不同的功率消耗和处理能力。对于多核使用,例如对于CRAN或虚拟RAN(virtual-RAN, VRAN)体系结构,处理基础设施2608/2610可实现在多核服务器CPU上并且可根据例如英特尔x86体系结构利用功率状态。这种功率管理技术可涉及计算负载在每个核上的复杂分布。无论细节如何,每个功率状态可以为处理基础设施2608/2610的软件和/或硬件组件限定这种特征的预定配置 (例如,CPU时钟频率、电压、核的数目、多个核之间的组合交互、 DVFS、时钟门控和功率门控中的一个或多个的预定设置)。
因此,在一些方面中,HW/SW功率管理模块5804可利用处理基础设施2608/2610的预定功率状态来根据工作周期的活跃和非活跃阶段来控制处理基础设施2608/2610。作为对预定功率状态方案的替换,HW/SW功率管理模块6204可被配置为控制处理基础设施2608/2610根据可配置的功率状态来操作,其中HW/SW功率管理模块6204可能够单独调整(例如,以连续或离散的方式)CPU时钟频率、电压、核的数目、多个核之间的组合交互、DVFS、时钟门控和功率门控中的一个或多个来调整处理基础设施2608/2610的处理效率和功率消耗。
在一些方面中,HW/SW功率管理模块5804可被配置为在非活跃阶段期间将处理基础设施2608/2610断电。如先前关于数据网格5740所述,这可导致功率节省,这种功率节省尤其是由于在非活跃阶段期间避免负载无关功率消耗而引起的。然而,在非活跃阶段期间完全关停处理基础设施 2608/2610对于时延关键流量可能是有害的,因为活跃阶段之间的延迟可向下行链路流量中引入额外的时延。这个添加的时延对于诸如语音流量之类的时延关键流量可能具有负面影响。因此,在一些方面中,HW/SW功率管理模块5804可将处理基础设施2608/2610分割成“始终开启”部分和“工作周期循环”部分,其中始终开启资源可不断地以低功率提供有限处理能力,并且工作周期循环资源可根据活跃和非活跃阶段开启和关闭。用于始终开启部分的处理资源可具有非常低的漏泄功率,并且虽然将会发生一些功率消耗,但可能不会像数据网格5730的情况中那样具有较高的负载无关功率消耗。
因此,在一些方面中,更高协议栈层(例如,传输层)可向活跃控制模块5806指示出流量类型,这可使得活跃控制模块5806能够识别时延关键流量(例如,语音流量)和非时延关键流量(例如,尽力而为流量)并且随后将时延关键流量路由到始终开启资源并且将非时延关键流量路由到工作周期循环资源。在一些方面中,调度器模块5808也可被配置为执行调度功能,来在非活跃阶段期间为时延关键数据调度下行链路准予。处理基础设施2608/2610随后可在非活跃阶段期间利用始终开启资源处理时延关键流量并且在活跃阶段期间利用始终开启资源或工作周期循环资源处理时延关键流量,从而提供与传统的非工作周期循环情况中相同或相似的时延。处理基础设施2608/2610随后可在下一个活跃阶段期间利用工作周期循环资源处理非时延关键流量,这可在居间的时间段期间向非时延关键流量引入时延。
图46示出了在处理基础设施2608/2610处对始终开启资源的使用的示范性描绘,其中终端设备UE1和UE2可能在接收非时延关键流量并且终端设备UE3可能在接收时延关键流量。如数据网格5910中所示,调度器模块5808在活跃阶段期间可为UE1、UE2和UE3的全部调度流量,而在非活跃阶段期间只为UE3调度流量。因此,处理基础设施2608/2610可被配置为在非活跃阶段期间利用始终开启资源为UE3处理时延关键流量,从而避免了将额外的时延引入到时延关键流量。
如数据网格5920中所示,活跃阶段可具有与数据网格5740的情况类似的功率消耗,而非活跃阶段可具有略高的功率消耗,这是由于处理基础设施2608/2610的始终开启资源的操作引起的。然而,5922处指示的功率节省可仍然是相当大的(例如,小于数据网格5730的负载无关功率消耗),同时避免了时延关键流量中的过度时延。
对于处理基础设施2608/2610的始终开启资源可以有各种选项可用。例如,在多核实现方式的一些方面中,HW/SW功率管理模块5804可控制处理基础设施2608/2610来例如对于始终开启资源利用单核并且对于工作周期循环资源利用剩余的核。额外地或者替换地,在一些方面中,对于始终开启资源可利用预定的低功率状态。使用更复杂的嵌入式系统功率管理功能的各种实现方式也可被应用来为始终开启部分提供处理基础设施 2608/2610的资源。
在一些方面中,HW/SW功率管理模块5804在从处理基础设施 2608/2610选择始终开启资源时也可考虑时延关键流量的量。例如,在数据网格5910的情况下,可能只有有限量的时延关键流量。因此,HW/SW 功率管理模块5804可能只需要在处理基础设施2608/2610处可用的总处理资源的有限部分用于始终开启资源。如果有大量的时延关键流量,则 HW/SW功率管理模块5804可要求处理基础设施2608/2610的总处理资源的更大量用于始终开启资源。在某些情况下,处理基础设施2608/2610的始终开启资源可以比工作周期循环资源具有更大的处理能力,例如为了支持大量的时延关键流量。虽然这可导致更大的功率消耗,但在处理基础设施2608/2610处对工作周期循环资源的使用仍可提供功率节省。
在一些方面中,取决于更多可用的特征,处理基础设施2608/2610可使用多种不同的修改。例如,在网络接入节点2002利用载波聚合的设置中,处理基础设施2608/2610可利用始终开启资源实现主分量载波,同时利用工作周期循环资源使次分量载波服从工作周期循环。在另一示例中,双重连通性设置处理基础设施2608/2610可向主小区群组提供始终开启资源并且向次小区群组提供工作周期循环资源。在另一示例中,在锚定-辅助设置中,处理基础设施2608/2610可向锚定小区提供始终开启资源并且向辅助小区提供工作周期循环资源。
流量监视模块5802、HW/SW功率管理模块5804、活跃控制模块 5806、调度器模块5808和处理基础设施2608/2610因此可在下行链路方向利用工作周期,从而允许网络接入节点处的功率节省。如图45中所示,在一些方面中,流量监视模块5802也可监视空中接口2602/2604处的上行链路流量以使得通信模块2606能够类似地为上行链路处理实现工作周期循环。通信模块2606可与上文描述的下行链路工作周期循环分开地或者与之协调地实现这种上行链路工作周期循环。例如,如果处理基础设施 2608/2610在上行链路和下行链路处理资源之间具有严格的分配,尤其是在例如用于上行链路处理的功率消耗基本上独立于来自下行链路处理的功率消耗的情况下,则通信模块2606可被配置为分开选择上行链路和下行链路工作周期。换言之,活跃控制模块5806可被配置为基于核心接口 5810处的下行链路流量选择下行链路工作周期并且基于空中接口 2602/2604处或者通信模块2606中的适当内部接口处的上行链路流量选择上行链路工作周期。或者,如果处理基础设施2608/2610处的处理资源在上行链路和下行链路处理之间是共享的,那么活跃控制模块5806在一些方面中可被配置为协调上行链路和下行链路工作周期,例如通过尽可能近地对齐上行链路和下行链路工作周期的活跃和非活跃阶段以最大化功率节省。
流量监视模块5802可被配置为监视空中接口2602/2604和/或通信模块2606的接口处的上行链路流量以向活跃控制模块5806提供指示出当前上行链路流量吞吐量的流量负载信息。与下行链路方向类似,流量监视模块5802可监视上行链路流量以例如利用滑动窗口技术或其他类似的平均算法来计算平均上行链路吞吐量,这可预测出未来的上行链路流量模式。除了测量平均上行链路吞吐量以外,流量监视模块5802还可监视在空中接口2602/2604处接收到的(以及可能在通信模块2606处识别出的)诸如缓冲器状态报告(buffer status report,BSR)和调度请求(scheduling request,SR)之类的上行链路流量。由于BSR和SR两者都可指示出在终端设备处等待上行链路发送的上行链路数据的量,所以流量监视模块5802 除了平均上行链路吞吐量以外还可利用这种信息来为活跃控制模块5806 生成流量负载信息。流量监视模块5802还可利用诸如HARQ处理周转时间之类的度量来指示流量负载,其中HARQ处理周转时间例如是在提供 HARQ反馈之前处理上行链路数据所需要的时间量。
在一些方面中,活跃控制模块5806可被配置为以与上文描述的下行链路情况中等同的方式选择上行链路工作周期,例如根据接收上行链路流量负载信息作为输入并且输出上行链路工作周期的预定映射方案来选择 (其中该预定映射方案根据上行链路和下行链路流量中的差异对于上行链路和下行链路可以是不同的)。如前所示,如果既执行上行链路也执行下行链路工作周期循环,则活跃控制模块5806可被配置为相对于彼此调整上行链路和/或下行链路工作周期以便对齐(或部分对齐)活跃和非活跃阶段。上行链路和下行链路工作周期可以是相同的(例如,具有相同的活跃和非活跃阶段持续时间)或不同的。
活跃控制模块5806随后可将所选择的工作周期提供给调度器模块 5808和HW/SW功率管理模块5804。调度器模块5808随后可根据所选工作周期的活跃和非活跃阶段来对上行链路流量塑形,这可包括在活跃阶段期间调度上行链路准予。HW/SW功率管理模块5804随后可控制处理基础设施2608/2610根据所选工作周期的活跃和非活跃阶段对上行链路数据执行处理。
与下行链路情况中一样,在一些方面中,HW/SW功率管理模块5804 和处理基础设施2608/2610还可利用处理基础设施2608/2610的始终开启资源来支持诸如语音流量之类的时延关键上行链路流量或者任何其他具有严格时延要求的流量类型。因此,活跃控制模块5806可利用由更高协议栈层提供的流量类型信息来将时延关键上行链路数据路由到始终开启资源并且将非时延关键数据路由到工作周期循环资源。
除了对于时延关键上行链路流量使用始终开启资源以外,在一些方面中,通信模块2606在上行链路方向对处理基础设施2608/2610的始终开启资源还可具有额外的应用。与调度器模块5808对于调度决策可具有完全控制的下行链路方向不同,终端设备在上行链路发送的定时上可具有一些灵活性。因此,在某些场景中,终端设备可决定在处理基础设施2608/2610的非活跃阶段期间发送诸如调度请求之类的上行链路数据。因此,如果处理基础设施2608/2610在非活跃阶段期间完全关闭,则通信模块2606可不能够接收该调度请求并且终端设备从而将需要在以后某时间重发送该调度请求。
此场景可对于例如就LTE而言处在已连接DRX(connected DRX,C- DRX)状态中的终端设备发生。与需要在每个TTI期间监视控制信道(例如,针对下行链路准予)的普通已连接模式终端设备不同,处于C-DRX 状态中的终端设备可只需要在某些TTI期间监视控制信道。处于C-DRX 状态中的终端设备因此可能够通过对于终端设备不需要监视的所有TTI进入休眠状态来节约功率。C-DRX周期可具有固定的时段并且可由终端设备需要监视控制信道的DRX活跃状态和终端设备不需要监视控制信道的 DRX休眠状态构成。
通信模块2606(例如,在调度器模块5808或者控制模块2610的另一协议栈层实体处)可被配置为向终端设备指定DRX配置并且相应地可规定DRX活跃和休眠状态何时发生。由于终端设备一般可监视控制信道以待下行链路准予(下行链路准予可指示出待办的下行链路数据),调度器模块5808可利用将DRX活跃状态装在下行链路工作周期的活跃阶段内并且将DRX休眠状态装在下行链路工作周期的非活跃阶段内的C-DRX周期来配置终端设备。
虽然这种调度对于将C-DRX终端设备的下行链路流量装入到活跃下行链路阶段中可能是充分的,但C-DRX终端设备可不被绑定到用于诸如调度请求之类的上行链路发送的DRX周期(虽然其他上行链路发送可要求来自通信模块2606的上行链路准予)。因此,C-DRX终端设备在某些情况下可“打破”C-DRX休眠周期以向网络接入节点2002发送调度请求。如果这在处理基础设施2608/2610的非活跃阶段期间发生,在此期间处理基础设施2608/2610是完全关闭的,那么网络接入节点2002可不接收调度请求。
因此,除了支持时延关键上行链路和下行链路流量以外,在一些方面中,HW/SW功率管理模块5804利用处理基础设施2608/2610的始终开启功率状态来支持例如来自C-DRX终端的调度请求可能是有用的。这对于支持来自空闲模式终端设备的随机接入也可能是有用的,尤其如果网络接入节点2002采用的随机接入配置具有在非活跃上行链路阶段期间发生的随机接入时机的话则更是如此(虽然通信模块2606可改为能够选择随机接入配置和其中所有的随机接入时机都在活跃上行链路阶段期间发生上行链路工作周期)。
如前所示,活跃控制模块5806和调度器模块5808可依赖于流量类型信息来识别时延关键流量。这种流量类型信息一般在网络接入节点2002 的无线电接入协议栈层之上的层可得,例如网络和传输层的传输控制协议 (Transmission Control Protocol,TCP)/互联网协议(Internet Protocol, IP)。这些更高层协议在物理上可实现为沿着回程接口定位并且负责实施网络接入节点2002和核心网络之间的例如通过S1接口的数据传送的网络节点中的软件组件。它们一般可实现为接入网络节点、核心网络节点和外部数据网络节点中的软件组件并且处理从源(其可以是终端设备1502中的数据源1612或者应用服务器中的等同功能)通过核心网络、外部数据网络和接入网络到目的地(其可以是终端设备1502中的数据宿1616或者应用服务器中的等同功能)的数据传送。图47示出了一种示范性描绘,其中网络节点6002被定位为回程接口的一部分,回程接口可在网络接入节点2002和核心网络之间运载数据。网络节点6002可以是被配置为根据网络和传输层协议(例如TCP/IP)执行软件定义的指令以促进这种数据传送的处理器,并且可以是与网络接入节点2002所服务的一个或多个终端设备的传输层的软件连接。网络节点6002在物理上可被放置在基站地点,例如接近通信模块2606,例如放置在机架上,可被放置在沿着回程接口的另一物理位置,或者可被实现在一个或多个服务器上,例如实现为云计算系统的一部分。
由于网络节点6002包含馈送到网络接入节点2002中的数据连接的网络和传输层,所以网络节点6002可能够访问指示出哪个数据是时延关键的流量类型信息。例如,流量类型信息可以是IP源和目的地地址、TCP端口号或者区分服务(Differentiated Service,DiffServ)信息,网络节点 6002可能够利用IP层协议来识别和认识这些信息。例如,在DiffServ信息的情况下,IP封包头部可具有区分服务字段(DS字段),该字段包含指示出流量的优先级的区分服务代码点(Differentiated Services Code Point,DSCP),该优先级因此可指示出时延关键流量。
因此,在一些方面中,网络节点6002可被配置为获得指示出时延关键数据的流量类型信息并且可将此信息提供给活跃控制模块5806和调度器模块5808以使得活跃控制模块5806和调度器模块5808能够基于时延关键流量来选择工作周期(例如,具有足以支持时延关键流量的始终开启功率状态)并且适当地调度时延关键流量。
根据网络和传输层协议,网络节点6002可被配置为实现QoS和流控制机制来处理数据流量通过回程接口并且一般而言在源和目的地之间的双向传送,这例如可以是用于具有不同优先级的IP封包的不同队列。虽然网络接入节点2002处的工作周期循环可影响无线电接入网络中的数据的传送,但网络接入节点2002可简单地看起来像是在数据源和目的地(例如设备和设备正与之通信的服务器)的传输层遭受常规拥塞的基站;换言之,工作周期循环对于流控制机制可以是透明的,例如TCP慢启动和TCP 窗口。因此,网络节点6002可实现适当的QoS机制来控制由队列溢出引起的封包丢失的风险。
在一些方面中,网络接入节点2002可采用额外的措施来帮助确保工作周期循环下的容量满足某些最低限度要求。例如,活跃控制模块5806 可从更高协议层信息得出终端特定的上行链路和下行链路准予预算,所述更高协议层信息例如是EPS默认和专用承载设立过程期间的QoS类别标识符(QCI)。活跃控制模块5806随后在选择工作周期时可考虑这些上行链路和下行链路预算,而调度器模块5808对于超过了其预算的特定终端设备可不允许活跃阶段中的上行链路和/或下行链路准予。
在一些方面中,在非活跃工作周期阶段期间由于队列溢出引起的封包丢失也可利用例如来自快速外围组件互连(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe)3.0设备的时延容忍报告方案来解决。因此,回程接口(例如S1接口)和由网络接入节点2002服务的终端设备可分别在下行链路和上行链路方向向活跃控制模块5806报告其缓冲能力。活跃控制模块5806随后可在选择工作周期时在确定非活跃阶段的长度时考虑这种缓冲报告。这也可确保回程接口(例如S1接口)在下一活跃阶段中被下行链路准予再次服务并且每个进行报告的终端设备在各个队列溢出之前被上行链路准予再次服务。
在各种方面中,通信模块2606还可采用为满负载的网络组件建立的若干个不同的拥塞避免方案中的任何一种。此外,在一些方面中,流量监视模块5802可依赖于来自终端设备的合作来应用对流量模式的更增强的预测。例如,被网络接入节点2002服务的终端设备,例如终端设备 1502,可预先指示出预期终端设备1502处的上行链路和/或下行链路流量在不久的将来会增加,例如当终端设备1502的用户解锁屏幕时、拿起电话时、打开某个应用时等等将会增加。如果终端设备1502检测到任何这种动作,例如在数据源1612/数据宿1616的应用处理器的应用层处或者经由运动传感器(例如,陀螺仪或加速度计)检测到,则终端设备1502可向网络接入节点2002报告在不久的将来将会触发移动发源操作,这会导致增加的上行链路或下行链路流量。例如,终端设备1502可利用诸如功率偏好指标(PowerPreference Indicator,PPI)比特之类的报告机制来向网络接入节点2002指示出终端设备上行链路或下行链路流量的可能即将来临的触发。流量监视模块5802(或通信模块2606的另一组件)可被配置为检测在空中接口2602/2604处接收到的上行链路流量中的这种指示并且在向活跃控制模块5806提供流量负载信息时考虑这种指示,例如通过在从终端设备接收到流量负载信息时增大在流量负载信息中提供的流量估计。
网络接入节点2002因此可利用工作周期循环方案来降低处理基础设施的功率消耗。如上所述,除了利用诸如始终开启资源之类的增强来支持时延关键流量和不可预测的流量两者以外,网络接入节点2002还可被配置为基于当前和过去的流量状况来选择适当的工作周期。本公开的一些方面在处理基础设施被配置有基于预定的功率状态提供高度控制的复杂功率管理特征的情况下可能是有用的。
此外,虽然上文是在基站的设置中描述的,但本公开的一些方面可实现在为其前传或回程接口的至少一者提供调度功能的任何网络处理组件中。例如,网络节点6002或者例如沿着回程接口定位的任何其他处理组件可采用公开的工作周期循环技术来在其处理基础设施处实现工作周期循环并且相应地规制上行链路和/或下行链路流量。例如,网络节点6002可被配置为对于回程接口上的流量提供调度功能,并且为了节约功率,可以选择用来操作网络节点6002的一个或多个处理组件(例如,处理器、硬件加速器等等)的工作周期(例如,基于回程接口的流量状况)。网络节点6002从而可实现上文描述的任何技术,包括对功率管理系统的预定功率状态的使用、始终开启资源等等。
图48根据本公开的一方面示出了操作网络处理器的方法6100。如图 48中所示,方法6100包括监视与无线电接入网络相关联的上行链路或下行链路数据流量以确定流量负载条件(6110),基于流量负载条件选择具有活跃阶段和非活跃阶段的工作周期(6120),并且在活跃阶段期间利用处于高功率状态中的网络处理基础设施来处理额外的上行链路或下行链路数据流量并且在非活跃阶段期间利用处于低功率状态中的网络处理基础设施来处理额外的上行链路或下行链路数据流量(6130)。
2.7功率效率#7
在本公开的一些方面中,网络处理组件可通过基于预期的处理需求触发低功率状态来节约功率。因此,网络处理组件可监视某些性能指标以估计即将来临的处理需求并且可基于过去处理的历史、当前处理或者估计的即将来临的处理需求来缩放处理效率以及由此产生的功率消耗。通过基于过去处理的历史、当前处理或估计的即将来临的处理需求来适配处理效率和功率消耗,网络处理组件可以为即将来临的处理需求提供充分的处理效率,而不会花费不必要的功率。这些方面可以与共同信道方面一起使用,例如,网络处理组件可基于过去处理的历史、当前处理或者估计的未来处理或者过去、当前或估计的将来需求来处理共同信道。
如上所述,诸如图13的网络接入节点2002之类的网络接入节点可利用硬件和/或软件组件对下行链路和/或上行链路数据执行处理。给定的网络接入节点上的处理需求可与无线电流量负载直接相关。例如,服务许多个具有活跃连接的终端设备的基站可具有高处理需求,而仅服务少数几个具有活跃连接的终端设备的基站可具有低得多的处理需求。
为了帮助优化功率消耗,网络接入节点可监视流量状况以预期即将来临的处理需求。网络接入节点随后可根据特定的技术缩放处理效率以基于预期的即将来临的处理需求来优化处理效率。由于降低的处理效率可导致降低的功率消耗,所以网络接入节点可避免过多的功率消耗。
如上所述,网络接入节点2002可采用物理层模块2608和控制模块 2610作为处理基础设施来处理上行链路和下行链路数据,这可包括在物理层模块2608的情况下的物理层处理和在控制模块2610的情况下的协议栈层处理。虽然不限于此,但物理层模块2608和控制模块2610可包括一个或多个处理器和/或一个或多个硬件加速器,其中处理器一般可执行控制和运算功能(定义为可取回的程序代码)并且依据其各自的专用功能向硬件加速器指派特定的处理密集任务。控制模块可负责上层基站协议栈功能,包括S1-MME和S1-U协议,例如示范性LTE设置中的介质访问控制 (Media Access Control,MAC)、无线电链路控制(Radio Link Control, RLC)、封包数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol,PDCP)、RRM、无线电资源控制(Radio Resource Control,RRC)。
网络接入节点2002的通信模块2606因此可采用处理基础设施 2608/2610来处理上行链路和下行链路数据。图49根据一些方面描绘了网络接入节点2002的内部配置,其中网络接入节点2002可根据预期处理需求来控制处理基础设施2608/2610的处理效率以帮助优化功率消耗。如图 49中所示,通信模块2606可包括处理基础设施2608/2610、处理监视模块6202、HW/SW功率管理模块6204、活跃控制模块6206和调度器模块 6208。处理监视模块6202、HW/SW功率管理模块6204、活跃控制模块 6206和调度器模块6208的每一者在结构上可实现为硬件定义的模块(例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA),实现为软件定义的模块 (例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/或固件)的程序代码的一个或多个处理器),或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。虽然通信模块2606的个体组件在图49中是分开描绘的,但此描绘起到在功能级突出通信模块 2606的操作的作用。因此,通信模块2606的组件中的一个或多个可被集成到共同的硬件和/或软件元件中。此外,本文描述的功能(尤其是例如公式/等式、流程图和文字描述)可很容易被本领域普通技术人员结合到程序代码中以便从非暂态计算机可读介质取回并由处理器执行。例如,处理监视模块6202、HW/SW功率管理模块6204、活跃控制模块6206和调度器模块6208的每一者可在处理器上被执行为分开的软件模块。此外,处理监视模块6202、HW/SW功率管理模块6204、活跃控制模块6206和调度器模块6208中的一个或多个还可被控制模块2610执行为软件模块。调度器模块6208例如可以是控制模块2610的MAC调度器。
在上行链路方向,处理基础设施2608/2610可处理通过空中接口 2602/2604(实现为天线系统2602和无线电模块2604)从终端设备接收的上行链路数据以经由核心接口5810提供给核心网络。在下行链路方向,处理基础设施2608/2610可处理经由核心接口5810从核心网络接收的下行链路数据以经由空中接口2602/2604提供给终端设备。
对于处理基础设施2608/2610处的上行链路处理,活跃控制模块6206 可被配置成为处理基础设施2608/2610预期未来上行链路处理需求并且向 HW/SW功率管理模块6204提供命令,HW/SW功率管理模块6204可基于由活跃控制模块6206提供的命令来控制处理基础设施2608/2610的功率消耗和处理效率。活跃控制模块6206可被配置为经由处理监视模块6202评估处理行为和/或经由调度器6208评估调度负载,来为处理基础设施 2608/2610确定适当的处理效率和功率消耗。
处理监视模块6202因此可被配置为监视处理基础设施2608/2610处的处理行为以预期未来的处理需求。如前所示,当网络接入节点2002负载较高时,例如当网络接入节点2002正服务大量的活跃终端设备时,处理基础设施2608/2610可具有高处理需求,而当网络接入节点2002负载较轻时,例如当网络接入节点2002正服务少量的活跃终端设备时,处理基础设施2608/2610可具有较低的处理需求。类似地,当被网络接入节点2002 服务的终端设备具有严格的时延需求时,可存在高处理需求,因为处理基础设施2608/2610可能需要及时地完成处理。例如,在LTE设置中,eNB 调度器可向处理基础设施2608/2610应用更多功率(和频率)以为特定的 QCI实现更低的时延。
在上行链路方向,处理基础设施2608/2610可在特定的定时约束内为从终端设备接收的上行链路数据完成上行链路处理。在示范性的LTE设置中,eNodeB可需要在给定的TTI上(持续时间为1ms)接收上行链路数据并且可以有例如三个随后的TTI来对接收到的上行链路数据完成上行链路处理,然后才提供确认(ACK)/不确认(NACK)反馈(在LTE中被称为“HARQ”反馈)。因此,处理基础设施2608/2610可能需要对从各种服务的终端设备接收的上行链路数据进行接收、解码、解调和差错校验以便确定上行链路数据是被正确地还是不正确地接收了。如果处理基础设施2608/2610确定从给定的终端设备正确地接收到了上行链路数据,则处理基础设施2608/2610可向终端设备发送ACK(在接收到上行链路数据的 TTI之后的第四TTI中)。相反,如果处理基础设施2608/2610确定没有从给定的终端设备正确地接收到上行链路数据,则处理基础设施 2608/2610可向终端设备发送NACK(在接收到上行链路数据的TTI之后的第四TTI中)。取决于关联的RAT特定参数,可在其他无线电接入技术中类似地施加其他上行链路处理时间约束。
因此,在示范性的LTE设置中,处理基础设施2608/2610可以有三个 TTI(3ms)来对上行链路数据完成上行链路HARQ处理(接收、解码、解调、差错校验等等)以及时地发送ACK/NACK反馈。完成ACK/HACK 处理所需要的时间的总量在LTE设置中可被称为“HARQ周转”并且在一般设置中可被称为“重发通知周转”。对于重发通知周转时间可以有限度,例如在LTE中对于HARQ周转是三个TTI(3ms)处理时间预算。本文详述的方面可应用到其他无线电接入技术,其他无线电接入技术也可以有重发通知周转时间,网络接入节点被预期在这种重发通知周转时间中完成上行链路重发处理并且提供ACK/NACK反馈。图50根据示范性LTE 设置的一些方面示出了两个不同的图表6310和6320,详述了低负载小区 (6310)和高负载小区(6320)的HARQ周转。如图示HARQ处理完成时间的累积分布函数(cumulative distributionfunction,CCDF)的图表 6310中所示,处理基础设施2608/2610可能够以大约600μs的HARQ周转完成上行链路HARQ处理(其中图表6310中的每一条线是对三个小区之中的单个小区的处理),这可完全在3ms处理时间预算内。如图表6320 中所示,处理基础设施2608/2610可能需要大约1800μs来为高负载小区和 /或具有严格时延需求的小区完成上行链路HARQ处理。
如前所述,处理基础设施2608/2610可能够以不同的处理效率操作,其中更高的处理效率一般可导致更高的功率消耗。例如,处理基础设施 2608/2610可利用更高的CPU时钟频率、更高的电压和/或更多的核(在多核设计中)操作软件组件以便增大处理效率,同时也增大功率消耗(其中单个核处的功率消耗一般与电压平方乘以频率(V2f)成比例)。额外地或者替换地,处理基础设施2608/2610可利用更低的DVFS、更低的时钟门控和/或更低的功率门控来操作硬件组件以便增大处理效率,同时增大功率消耗。
处理基础设施2608/2610的各种处理效率可被组织成一组预定的功率状态,其中每个功率状态可被定义为对于处理基础设施2608/2610的软件和/或硬件组件的CPU时钟频率、电压、核的数目、多个核之间的组合交互、DVFS、时钟门控和功率门控中的一个或多个的预定配置。各种处理效率还可使用动态频率和电压缩放。在一些方面中,预定的功率状态可以是更低频率状态(在一些情况下称为“P状态”)和/或更低功率状态(在一些情况下称为“C状态”)。另一个非限制性示例可以是“睿频加速 (Turbo Boost)”状态,这可以是能够增大频率并且为关键工作负载实现更低时延的功率特征。每个预定的功率状态因此可以用一定的功率消耗提供一定的处理效率,其中HW/SW功率管理模块6204可被配置为控制处理基础设施2608/2610以根据每个预定的功率状态来操作。作为对预定功率状态方案的替换,HW/SW功率管理模块6204可被配置为控制处理基础设施2608/2610根据可配置的功率状态来操作,其中HW/SW功率管理模块 6204可能够单独调整(例如,以连续或离散的方式)CPU时钟频率、电压、核的数目、多个核之间的组合交互、DVFS、时钟门控和功率门控中的一个或多个来调整处理基础设施2608/2610的处理效率和功率消耗。
为了帮助优化功率消耗,活跃控制模块6206可评估由处理监视模块 6202提供的过去重发通知周转(例如,HARQ周转)时间以选择用来操作处理基础设施2608/2610的目标处理效率。因此,处理监视模块6202可随着时间的流逝监视处理基础设施2608/2610处的处理行为以基于当前处理效率来表征重发通知周转时间。例如,处理监视模块6202可测量当处理基础设施2608/2610被设置到第一功率状态时的平均重发通知周转时间 (例如,通过在预定数目的最近TTI上的加窗处理)。处理监视模块6202 随后可将平均重发通知周转时间提供给活跃控制模块6206,活跃控制模块 6206可比较平均重发通知周转时间与处理时间预算,例如在HARQ的示范性设置中是3ms。取决于平均重发通知周转时间提供多少预算净空(其中预算净空是处理时间预算与平均重发通知周转时间之间的差异),活跃控制模块6206可指示HW/SW功率管理模块6204增大或减小功率状态,从而增大或减小处理效率,同时仍满足网络和/或HARQ周转的需要。例如,如果当处理基础设施2608/2610在以第一功率状态操作时存在较大的预算净空(例如,平均重发通知周转时间远低于处理时间预算),则活跃控制模块6206可指示HW/SW功率管理模块6204利用比第一功率状态具有更低功率消耗和更低处理效率的功率状态。相反,如果存在较小的预算净空(例如,如果平均重发通知周转时间只是刚好低于处理时间预算),则活跃控制模块6206可指示HW/SW功率管理模块6204利用比第一功率状态具有更高功率消耗和更高处理效率的功率状态或者继续使用第一功率状态。活跃控制模块6206因此可被预配置以决策逻辑(例如,以固定的或自适应的查找表或类似的决策逻辑的形式),该决策逻辑接收预算净空或重发通知周转时间作为输入并且提供处理效率或功率消耗的变化作为输出。例如,如果重发通知周转时间是例如600μs(例如,预算净空是2.4 ms),则活跃控制模块6206根据该决策逻辑可决定将处理基础设施 2608/2610的处理效率或功率消耗降低例如25%。或者,如果重发通知周转时间是例如1800μs(例如,预算净空是1.2ms),则活跃控制模块 6206根据该决策逻辑可决定将处理基础设施2608/2610的处理效率或功率消耗降低例如10%。在另一示例中,如果重发通知周转时间是2.9ms(例如,预算净空是.1ms),则活跃控制模块6206可确定预算净空不足(并且从而如果处理需求增大则容易发生潜在的重发通知失败)并且根据该决策逻辑决定将处理基础设施2608/2610的处理效率或功率消耗增大例如 25%。这种值是非限制性且示范性的,并且活跃控制模块6206用来基于重发通知周转时间做出关于功率状态变化的决策的决策逻辑可以是广泛可配置的并且可取决于处理基础设施2608/2610的各种功率状态和配置。活跃控制模块6206一般可选择将功率消耗降低到如下的最低可接受率:对于其而言,处理效率仍足以满足重发通知处理时间预算(例如,在变化的情况下包括一些处理效率容差)。
活跃控制模块6206因此可向HW/SW功率管理模块6204提供增大或减小处理基础设施2608/2610的功率消耗或处理效率的命令。在一些方面中,活跃控制模块6206可以以具体调整指令的形式提供调整功率消耗或处理效率的命令,例如将处理基础设施2608/2610处的处理效率增大一定的量,或者以所选功率状态的形式提供该命令,例如通过基于重发通知周转时间确定适当的功率状态并且直接向HW/SW功率管理模块6204指定基础设施2608/2610的所选功率状态。无论如何,活跃控制模块6206都可向 HW/SW功率管理模块6204提供关于处理基础设施2608/2610的适当功率状态的命令。
HW/SW功率管理模块6204随后可控制处理基础设施2608/2610根据所选功率状态操作,其中所选功率状态可与处理基础设施2608/2610的先前功率状态相同或不同。处理基础设施2608/2610随后可根据所选功率状态来处理经由空中接口2602/2604接收的上行链路数据。
在一些方面中,处理监视模块6202可继续测量处理基础设施 2608/2610处的重发通知周转以向活跃控制模块6206提供平均重发通知周转测量。活跃控制模块6206因此可基于由处理监视模块6202提供的平均重发通知周转时间随着时间的流逝以连续且动态的方式控制处理基础设施 2608/2610的操作。由于重发通知周转时间一般可随着时间的流逝缓慢变化(因为小区负载的实质性增大可能是相对平缓的),所以由处理监视模块6202测量到的平均重发通知周转一般可以是预测性的并从而对于表征处理基础设施2608/2610上的未来处理需求是有效的。
因此,活跃控制模块6206可基于平均重发通知周转连续地调整处理基础设施2608/2610的处理效率和功率消耗(经由对HW/SW功率管理模块6204的具体调整或功率状态命令)以帮助优化功率消耗和处理效率。具体地,活跃控制模块6206可控制处理基础设施2608/2610来利用如下的功率状态:该功率状态最小化功率消耗,同时将处理效率维持在充分的水平以满足由平均重发通知周转指示的处理需求。例如,活跃控制模块6206 可控制处理基础设施2608/2610使用如下功率状态:该功率状态提供最低处理消耗,同时仍满足处理需求,例如在重发通知处理时间预算(例如,对于HARQ是3ms)的预定容差值(例如,.1ms、.05ms等等)内提供重发通知周转时间。预定的容差值从而可允许处理基础设施2608/2610实现接近重发通知处理时间预算而不超过它(例如由于处理需求中的不可预测的尖峰)的重发通知周转。
在一些方面中,利用使得重发通知周转时间接近重发通知处理时间预算的功率状态对于处理基础设施2608/2610对动态功率敏感的情况可能是有用的,例如对于处理基础设施2608/2610当在高处理效率下操作时消耗大量功率的情况可能是有用的。在替换情况中,处理基础设施2608/2610 可以是漏泄功率敏感的,例如可能从开启开始就花费大量的功率。因此,活跃控制模块6206选择如下的更高功率状态可能是有用的:该更高功率状态使得处理基础设施2608/2610能够在更早的时间完成重发通知处理 (例如,具有较大的预算净空)并且在剩余的重发通知处理时间预算中断电。这可允许处理基础设施2608/2610避免花费漏泄功率,因为处理基础设施2608/2610将是关闭的。
作为使用处理行为(由处理监视模块6202以例如重发通知周转时间的形式测量)的附加或替换,在一些方面中,活跃控制模块6206可利用由调度信息指示的预期处理需求来为处理基础设施2608/2610选择功率状态。如图49中所示,活跃控制模块6206也可从调度器模块6208接收调度信息,调度器模块6208例如可以是被配置为对由网络接入节点2002服务的终端设备执行调度功能的控制模块2610的MAC调度器。调度器模块 6208可被配置为向活跃控制模块6206提供包括以下各项中的一个或多个的调度信息:分配的资源块的数目、调制和编码方案、QoS要求(例如, QoS类别标识符(QCI))、随机接入信道信息(例如,PRACH),等等。这种调度信息可以是关于由调度器模块6208确定的上行链路调度的。
调度信息可提供预期处理基础设施2608/2610上的未来处理需求的基础。例如,分配的资源块数目多(例如,分配给服务的终端设备用于上行链路发送的资源块数目多)可导致处理基础设施2608/2610上的高处理需求,因为处理基础设施2608/2610可能需要处理大量的数据(例如,为了完成上行链路重发通知处理)。例如具有更复杂的调制方案和/或更低的编码率的更高调制和编码方案也可导致高处理需求,因为处理基础设施 2608/2610可能需要利用更复杂的方案来解调数据和/或根据更低的编码率来解码更多编码的数据。更高优先级QoS要求也可导致更高的处理需求,这可要求更高的处理效率以便满足高QoS要求的低时延和低抖动要求(例如更高的处理频率,从而产生最小化的处理时间和到终端设备的加快递送)。随机接入信道时机(这在示范性LTE设置中根据指定PRACH时机的发生的当前PRACH配置在每个TTI中可以是确定性的)的存在也可导致更高的处理需求,因为处理基础设施2608/2610可能需要接收和处理随机接入信道数据以识别参与随机接入过程的终端设备。
在一些方面中,调度器模块6208对于下一个TTI以及未来的几个TTI (例如最多达三个TTI(这可取决于调度器模块6208提供的调度功能的细节))都可以有这种调度信息可用。这种未来调度信息或者可以是完整调度信息,例如其中调度器模块6208对于一个或多个即将来临的TTI为服务的终端设备确定了上行链路调度的完整资源网格,或者可以是部分调度信息,例如其中调度器模块6208对于一个或多个即将来临的TTI有一些信息(例如将被分配资源的终端设备的数目)。无论具体细节如何,这种未来调度信息对于表征处理基础设施2608/2610上的即将来临的处理需求都可能是有用的。
因此,在一些方面中,调度器模块6208可能够评估过去的和未来的调度信息来表征即将来临的需求。由于上行链路调度一般可逐渐变化,所以过去的调度信息对于预期即将来临的处理需求可能是有用的。此外,在调度器模块6208处可得的任何未来调度信息(例如,提前三个TTI;完整的或部分的未来调度信息)可提供对立即将要来临的时间范围中的处理需求的直接表征。在一些方面中,调度器模块6208可被配置为向活跃控制模块6206提供“原始”调度信息,例如直接提供调度信息,或者提供“精练”的调度信息,例如即将来临的流量负载的指示符或表征。在原始调度信息情况中,调度器模块6208可向活跃控制模块6206提供分配的资源块的数目、调制和编码方案、QoS要求、随机接入信道信息等等,活跃控制模块6206可评估这些信息以便表征或“预期”即将来临的流量负载。在精练调度信息情况中,调度器模块6208可评估分配的资源块的数目、调制和编码方案、QoS要求、随机接入信道信息等等,以便预期即将来临的处理需求并且向活跃控制模块6206提供指定预期的即将来临的处理需求的指示。
活跃控制模块6206或调度器模块6208执行的评估从而可基于分配的资源块的数目、调制和编码方案、QoS要求、随机接入信道信息等等中的一个或多个来预期即将来临的流量负载,其中分配的资源块的数目、调制和编码方案、QoS要求和随机接入信道信息如上所述可影响处理需求。活跃控制模块6206因此可基于调度信息来确定处理基础设施2608/2610上的预期处理需求。与上文关于基于重发通知周转时间的处理行为评估所描述的类似,在一些方面中,活跃控制模块6206随后可确定在处理基础设施2608/2610处是否需要处理效率或功率消耗调整。例如,如果活跃控制模块6206从调度信息确定处理基础设施2608/2610处的处理需求被预期增大,则活跃控制模块6206可确定处理基础设施2608/2610处的处理效率应当被增大,例如经由切换到具有更高处理效率的功率状态。或者,如果活跃控制模块6206从调度信息确定处理基础设施2608/2610处的处理需求被预期减小,则活跃控制模块6206可确定处理基础设施2608/2610处的功率消耗应当被减小,例如经由切换到具有更小功率消耗的功率状态。与上文关于重发通知周转时间描述的情况中一样,活跃控制模块6206可基于接收调度信息作为输入并且提供处理效率或功率消耗的变化作为输出的决策逻辑(例如,以固定的或自适应的查找表或类似的决策逻辑的形式)来确定处理效率和功率消耗调整。
活跃控制模块6206一般可决定调整处理基础设施2608/2610处的处理效率和功率消耗以利用以最低功率消耗提供足以支持预期处理需求的处理效率的功率状态(例如,在预期处理需求被低估的情况下包括一些处理效率容差)。活跃控制模块6206随后可向HW/SW功率管理模块6204提供命令来根据由活跃控制模块6206确定的处理效率和功率消耗调整来调整处理基础设施2608/2610。活跃控制模块6206或者可以以具体调整指令的形式提供调整功率消耗或处理效率的命令,例如将处理基础设施 2608/2610处的处理效率增大一定的量,或者以所选功率状态的形式提供该命令,例如通过基于预期处理需求确定适当的功率状态并且直接向 HW/SW功率管理模块6204指定基础设施2608/2610的所选功率状态。无论如何,活跃控制模块6206都可向HW/SW功率管理模块6204提供关于处理基础设施2608/2610的适当功率状态的命令。
HW/SW功率管理模块6204随后可控制处理基础设施2608/2610根据所选功率状态操作,其中所选功率状态可与处理基础设施2608/2610的先前功率状态相同或不同。处理基础设施2608/2610随后可根据所选功率状态来处理经由空中接口2602/2604接收的上行链路数据。
在一些方面中,调度器模块6208可连续地向活跃控制模块6206提供调度信息。因此,活跃控制模块6206可基于由调度器模块6208提供的调度信息随着时间的流逝以连续且动态的方式控制处理基础设施2608/2610 的操作。活跃控制模块6206从而可基于由调度信息预期的处理需求来连续地调整处理基础设施2608/2610的处理效率和功率消耗(经由对HW/SW功率管理模块6204的具体调整或功率状态命令)以便优化功率消耗和处理效率。具体地,活跃控制模块6206可控制处理基础设施 2608/2610来利用如下的功率状态:该功率状态最小化功率消耗,同时将处理效率维持在充分的水平以满足由调度信息指示的处理需求。
活跃控制模块6206可利用重发通知周转时间和调度信息的一者或两者来确定对处理基础设施2608/2610的处理效率和功率消耗的控制。在活跃控制模块6206被配置为利用重发通知周转时间和调度信息来控制处理基础设施2608/2610的一些方面中,活跃控制模块6206可被配置以决策逻辑来基于重发通知周转时间和调度信息两者(例如接收重发通知周转时间和调度信息作为输入并且提供功率消耗和处理效率调整作为输出(例如,以具体调整或所选功率状态的形式)的二维查找表或类似的决策逻辑)来选择对处理基础设施2608/2610的功率消耗和处理效率调整。例如,活跃控制模块6206可分别从处理监视模块6202和调度器模块6208接收平均重发通知周转时间和调度信息两者,并且控制处理基础设施2608/2610来利用最低限度功率消耗,同时满足由平均重发通知周转时间和调度信息预期的处理需求。由于平均重发通知周转时间和调度信息(过去的和未来的) 两者在表征未来处理需求方面都可以是预测性,所以这可向活跃控制模块 6206提供为处理基础设施2608/2610有效地选择最优功率状态的信息。
在各种方面中,HW/SW功率管理模块6204可利用其他技术来最小化处理基础设施2608/2610处的功率消耗。在上文描述的重发通知周转情况中,处理基础设施2608/2610可对给定的TTI完成上行链路重发通知处理,剩余一定量的预算净空时间。在处理基础设施2608/2610对于给定的 TTI完成重发通知处理之后,HW/SW功率管理模块6204随后可将处理基础设施2608/2610的专用于该TTI的重发通知处理的资源断电(其中分开的资源可专用于不同的TTI以解决三个TTI重发通知处理时间预算之间的重叠;例如,在分开的核的情况下或者在更复杂的资源管理体系结构中)。HW/SW功率管理模块6204从而可节约更多的功率,因为处理基础设施2608/2610的这些资源对于剩余的预算净空可能是不需要的。
在一些方面中,通信模块2606还可依赖于来自终端设备的合作来降低功率消耗。例如,通信模块2606(例如,控制模块2610和/或调度器模块6208)可向终端设备提供控制信令,指出终端设备在特定的或不确定的时间段中将只被分配有限量的上行链路资源。这可减小通信模块2606上的流量负载并且因此减小处理基础设施2608/2610上的处理需求。
因此,通信模块2606可基于诸如重发反馈处理时间(例如,HARQ 处理时间)和/或调度信息(例如,在MAC调度器处)之类的处理需求指标来帮助优化处理基础设施2608/2610的功率消耗和处理效率。这可允许通信模块2606基于处理需求指标来预期未来处理需求并且因此最小化处理基础设施2608/2610处的功率消耗,同时确保处理基础设施2608/2610具有足以支持未来处理需求的处理效率。不失一般性,其应用可被应用到 BBU处的上行链路处理,BBU可被部署在包括分布式的和云/虚拟的在内的任何类型的基站体系结构中。
图51根据本公开的一些方面示出了操作网络处理模块的方法6400。如图51中所示,方法6400包括为无线电接入网络的第一上行链路数据监视处理需求指标(6410),处理需求指标指示出网络处理电路基础设施处的未来处理需求。基于处理需求指标和第一功率状态的处理效率来选择网络处理基础设施的第一功率状态(6420)。根据第一功率状态利用网络处理基础设施处理无线电接入网络的第二上行链路数据(6430)。
2.8功率效率#8
在本公开的一些方面中,网络接入节点可通过检测是否有具有“不可预测”的数据流量的终端设备连接到网络接入节点并且在没有检测到具有不可预测的终端设备时激活非连续通信调度(非连续发送和/或非连续接收)来降低功率消耗。网络接入节点随后可利用非连续通信调度与具有“可预测”流量的任何剩余终端设备通信。由于非连续通信调度可适合于可预测终端设备但可能无法支持不可预测终端设备的数据流量需求,所以网络接入节点可在不中断不可预测终端设备的数据连接的情况下节约功率。这些方面可与共同信道方面一起使用,例如,共同信道可使用“可预测”流量方案。
诸如移动电话、平板设备、膝上型电脑等等之类的终端设备可具有被用户不可预测地触发的数据连接,而诸如智能报警器(火警/防盗报警器、门铃、监控相机等等)、智能家庭控制器(恒温器、空调、风扇等等)、智能家电(冰箱、冰柜、咖啡机)之类的终端设备一般可具有“规则”的或“可预测”的数据调度。许多这种可预测终端设备可利用物联网 (IoT)技术并且可依赖于周期性网络接入,例如通过发送和/或接收周期性的更新或报告(例如,温度报告、“一切正常”报告、周期性监控图像,等等)。因此,非连续通信调度可能非常适合于支持这种可预测终端设备的数据流量,因为数据流量可能是规则的和/或周期性的。相反,不可预测的终端设备可具有在非确定性的时间触发的数据流量并从而可不能够被非连续通信调度服务。由于非连续通信调度可以比连续通信调度更有功率效率,所以根据本公开的一方面的网络接入节点可基于是否存在任何不可预测的终端设备来在非连续和连续通信调度之间切换以便满足终端设备的流量需求、降低功率消耗并且因此降低操作成本。
图52根据一些方面示出了示范性网络场景。如图52中所示,网络接入节点6502、6504和6506的每一者可被配置为向其各自的覆盖区域内的终端设备提供无线电接入连接。在图52的示范性设置中,网络接入节点 6502可以是提供蜂窝无线电接入技术的诸如微小区或毫微微小区(例如,家庭eNodeB或类似的小区)之类的小型小区。或者,网络接入节点6502 可以是提供短程无线电接入技术的接入点,例如WLAN AP。网络接入节点6502可向覆盖区域6508内的终端设备提供无线电接入,覆盖区域6508 可包含建筑物,例如住房或商业结构,或者具有可预测大小的另一区域。网络接入节点6504和6506可以是提供蜂窝无线电接入技术的宏小区。虽然在图52中没有明确描绘,但在一些方面中,网络接入节点6504和6506 可具有大于覆盖区域6508的覆盖区域。
终端设备1502、6510和6512可位于覆盖区域6508内并且可与网络接入节点6502相连接(例如,可被网络接入节点6502“服务”)。因此,网络接入节点6502可知晓终端设备1502、6510和6512的存在并且可向终端设备1502、6510和6512提供无线电接入。
终端设备1502可以是具有“不可预测”的数据流量的终端设备,例如智能电话、平板设备、膝上型电脑、智能TV/媒体播放器/流媒体设备,或者任何类似的终端设备,这种终端设备是用户交互式的并且可具有由用户在不可预测的时间触发的数据连接。例如,智能电话的用户可能够在任何时间点发起数据连接,例如语音/音频流、视频流、大的可下载文件、因特网web浏览器数据等等,而服务网络接入节点可不能够预先确定用户将在何时发起这种连接。结果,网络接入节点6502可能需要向终端设备 1502提供能够支持不可预测的数据流量的无线电接入连接。
与之不同,终端设备6510和6512可以是具有“可预测”的数据流量的终端设备,例如在物联网(IoT)连接上操作的终端设备,这种连接一般依赖于具有可预测或者“固定”调度的数据流量。示例包括报警器系统 (火警、盗窃等等)、监控系统(门铃、安保相机等等)、家庭控制系统 (恒温器、空调控制器、照明/电力控制器等等)、家电(冰箱/冰柜、烤箱/炉灶、咖啡机,等等)。虽然一些例外可适用(如下所述),但这种可预测终端设备一般可利用与网络接入节点6502的数据连接,该数据连接涉及周期性的和/或调度的通信,例如,温度报告、“一切正常”报告、周期性监控图像,等等。由于终端设备6510和6512的通信可能是可预测的,所以网络接入节点6502可能够利用非连续通信调度支持这种数据连接。此外,可预测终端设备的数据流量活动可以比用户可在任何时间触发的不可预测终端设备的数据流量活动提前被调度。
为了帮助降低功率消耗并且因此降低操作成本,网络接入节点6502 可利用非连续通信模式,例如非连续发送(discontinuous transmission, DTX)和/或非连续接收(discontinuous reception,DRX),这取决于网络接入节点6502在服务哪些类型的终端设备,例如不可预测的和可预测的。例如,如果网络接入节点6502在给定的时间只服务可预测终端设备,则网络接入节点6502可能不需要支持不可预测的数据流量(如果存在不可预测的终端设备则可能需要)并从而可能够对于可预测终端设备采用DTX和/或DRX。例如,网络接入节点6502可采用具有相对稀疏的发送和/或接收时段的DTX和/或DRX调度并且可能够在这些“活跃”时段内调度用于可预测终端设备的所有数据流量。网络接入节点6502随后可能够在剩余的“非活跃”时段中将通信组件断电,从而降低功率消耗。
相反,如果网络接入节点6502在服务任何不可预测终端设备,则网络接入节点6502可不能够利用DTX或DRX,这是由于不可预测终端设备有可能会在非连续通信调度的非活跃时段期间要求数据活动。网络接入节点6502因此可改为使用“连续”通信调度以便支持不可预测终端设备的可能不可预测的数据流量要求。网络接入节点6502因此可连续地监视服务的终端设备以识别网络接入节点6502是否在服务任何不可预测的终端设备,并且如果没有,则切换到DTX和/或DRX。这可允许网络接入节点 6502满足所有服务的终端设备的数据流量要求,同时在只服务可预测终端设备的场景中降低功率消耗。
根据本公开的一方面,网络接入节点6502在一些方面中可按与图13 中所示的网络接入节点2002类似的方式配置并且可包括天线系统2602、无线电模块2604、通信模块2606(包括物理层模块2608和控制模块 1910)。网络接入节点6502可被配置为根据任何一个或多个无线电接入技术操作并且可相应地向终端设备提供无线电接入。
如上文介绍的,网络接入节点6502可识别网络接入节点6502没有在服务任何不可预测的终端设备(例如,只服务可预测的终端设备或者没有服务任何终端设备)的场景,并且在识别出这种场景后,发起DTX和/或 DRX。不失一般性,这可在控制模块2610处处理。图53示出了控制模块 2610的示范性内部配置,其可包括检测模块6602和调度器模块6604(为了清晰从图53中省略了控制模块2610的不与当前方面直接相关的其他组件)。虽然检测模块6602和调度器模块6604在图53中是分开描绘的,但这是用来在功能级突出控制模块2610的操作。因此,在一些方面中,检测模块6602和调度器模块6604可被集成到共同的硬件和/或软件组件中,例如存储在非暂态计算机可读介质上的可被控制模块2610的处理器以软件定义的指令的形式执行的分开的软件模块。
根据一些方面,检测模块6602可被配置为监视被网络接入节点6502 服务的终端设备的集合以便检测网络接入节点6502没有服务不可预测的终端设备的场景。因此,检测模块6602可评估当前被网络接入节点6502 服务的终端设备的列表以识别出任何服务的终端设备是否是不可预测的终端设备。检测模块6602可通过如下方式获得关于服务的终端设备的列表的信息:通过从终端设备接收将其自身标识为不可预测的或者可预测的终端设备的明确指示符,通过监视服务的终端设备的数据流量以将每个服务的终端设备分类为不可预测的或者可预测的终端设备,通过从核心网络或另一外部位置接收将每个终端设备标识为不可预测的或者可预测的终端设备的信息,等等。无论如何,详细描述被网络接入节点6502服务的终端设备的信息都可在控制模块2610处可得。服务的终端设备的列表可明确指定终端设备为可预测的或者不可预测的。例如,终端设备的列表可指定哪些终端设备是IoT(或者类似的技术),这可告知检测模块6602这些终端设备是可预测的终端设备。在一些方面中,检测模块6602可额外地或者替换地将终端设备“分类”为可预测的或者不可预测的,对于此检测模块6602可依赖于如下模型(例如,预定的或自适应的模型):该模型评估过去数据流量要求以基于流量模式将终端设备标识为可预测的或不可预测的(例如,哪些终端设备具有确定性的或者规则的流量模式以及哪个终端设备具有随机的流量模式)。检测模块6602在任何情况下可被配置为从终端设备的列表识别可预测的和不可预测的终端设备。
在图52的示范性设置中,终端设备1502可以是智能电话,终端设备 6510可以是操作IoT连接的家用电器,并且终端设备6512可以是操作IoT 连接的家庭控制器。终端设备1502从而可具有繁重的数据流量要求并且因此可能需要频繁且不断地与网络接入节点6502发送和接收数据以便满足这种繁重的数据流量要求。相反,终端设备6510和6512可能只具有轻的和/或零星的数据流量要求并且不要求与网络接入节点6502的大量发送和接收来支持其各自的数据流量要求。
因此,在检测模块6602处可得的服务的终端设备的列表可包括终端设备1502、6510和6512并且可指定终端设备1502是不可预测的终端设备并且终端设备6510和6512是可预测的终端设备。检测模块6602因此可确定网络接入节点6502正在服务至少一个不可预测的终端设备并且可向调度器模块6604报告网络接入节点6502正在服务不可预测的终端设备。
调度器模块6604可被配置成为网络接入节点6502确定发送和接收 (例如,下行链路和上行链路)调度。调度器模块6604因此可从检测模块6602接收信息并且基于该信息为网络接入节点6502选择通信调度。因此,如果检测模块6602报告网络接入节点6502正在服务至少一个不可预测的终端设备,则调度器模块6604可选择能够为不可预测的终端设备支持繁重数据流量的连续通信调度(例如,不是DTX或DRX)。相反,如果检测模块6602报告网络接入节点6502没有服务任何不可预测的终端设备,则调度器模块6604可选择能够在节约功率的同时为可预测的终端设备支持轻的和/或稀疏的数据流量的非连续通信调度(例如,DTX和/或 DRX)。
因此,在图54的设置中,调度器模块6604可从检测模块6602接收报告并且确定网络接入节点6502正在服务终端设备1502中的至少一个不可预测的终端设备。调度器模块6604因此可以为网络接入节点6502选择连续通信调度。网络接入节点6502随后可根据连续通信调度与终端设备 1502、6510和6512发送和接收数据(例如,经由物理层模块2608、无线电模块2604和天线系统2602)。调度器模块6604可根据连续通信调度向被网络接入节点6502服务的终端设备分配无线电资源并且也可向终端设备1502、6510和6512提供指定无线电资源分配的控制信令。
图54根据一些方面示出了网络接入节点6502和终端设备1502、6510 和6512的示范性发送和接收定时图。如图54中所示,终端设备1502可频繁地与网络接入节点6502发送和接收数据以支持繁重数据流量,而终端设备6510和6512可以只是不频繁地与网络接入节点6502发送和接收数据。由于终端设备1502要求频繁的发送和接收,所以调度器模块6604可以为网络接入节点6502选择连续通信调度(这在某些情况下(例如, TDD)在发送或接收中可具有中断,但却可以不是DRX或DTX调度)。网络接入节点6502因此可以为终端设备1502提供足以支持繁重数据流量的发送和接收。
在对图52的替换示范性场景中,网络接入节点6502可能没有在服务任何不可预测的终端设备(例如,可能仅服务可预测的终端设备或者可能没有服务任何终端设备)。图55根据一些方面示出了示范性场景,其中网络接入节点6502可能只服务终端设备6510和6512(例如,由于终端设备1502已移动到了覆盖区域6508之外和/或终端设备1502已进入到无线电空闲状态中)。因此,当检测模块6602评估服务的终端设备的列表时 (该列表可被周期性地更新并从而反映终端设备1502不再被网络接入节点6502服务),检测模块6602可确定网络接入节点6502没有服务任何不可预测的终端设备。检测模块6602随后可向调度器模块6604报告网络接入节点6502没有在服务任何不可预测的终端设备。
因此,在基于来自检测模块6602的报告确定网络接入节点6502没有在服务任何不可预测的终端设备时,调度器模块6604可以为网络接入节点6502选择非连续通信调度。网络接入节点6502随后可根据非连续通信调度与终端设备1502、6510和6512发送和接收数据(例如,经由物理层模块2608、无线电模块2604和天线系统2602)。调度器模块6604可根据非连续通信调度向被网络接入节点6502服务的终端设备分配无线电资源并且也可向终端设备1502、6510和6512提供指定无线电资源分配的控制信令,这可包括分别落在非连续通信调度的发送和接收时段内的下行链路和上行链路准予。由于网络接入节点6502没有在服务任何不可预测的终端设备并且因此不需要支持繁重数据流量,所以网络接入节点6502可能够节约功率,同时仍利用非连续通信调度满足可预测的终端设备的数据流量需要。
调度器模块6604可能够为网络接入节点6502选择DRX/DTX通信调度或者仅DTX通信调度。图56A和图56B根据一些方面分别描绘了 DRX/DTX通信调度或仅DTX通信调度的示范性非限制性发送和接收定时图。如图56A中所示,调度器模块6604可选择利用DRX和DTX两者的 DRX/DTX调度。与图54的连续通信调度不同,DRX/DTX调度可只具有周期性的发送和接收时段,而不是连续的发送和接收时段。调度器模块 6604因此可在DRX/DTX调度的发送和接收时段内调度与终端设备6510 和6512的发送和接收流量,其中发送和接收时段的周期和持续时间可以是可配置的。控制模块2610因此可控制网络接入节点6502的发送和接收组件(例如,天线系统2602、无线电模块2604、物理层模块2608等等) 以在没有发生发送或接收的非活跃时段期间断电,从而使得网络接入节点 6502能够降低功率消耗。由于终端设备6510和6512可以是可预测的终端设备并从而只要求稀疏且不频繁的发送和接收,所以网络接入节点6502 可能够利用图56A的DRX/DTX调度来支持终端设备6510和6512,同时降低功率消耗并且因此降低网络接入节点6502的操作成本。
作为对图56A的DRX/DTX调度的替换,在一些方面中,网络接入节点6502可利用仅DTX调度,例如具有DTX但连续接收的通信调度。这种仅DTX调度可允许网络接入节点6502立即从某些终端设备接收数据。因此,如果终端设备6512是例如防盗或火警报警器,则终端设备6512可能够立即向网络接入节点6502发送报警数据(而不是必须等待直到网络接入节点6502的下一个接收时段为止)。网络接入节点6502随后可能够将这种报警数据提供给适当的目的地,例如警察或消防部门,提供的时间早于网络接入节点6502利用DRX调度的情况。因此,如图56B中所示,在一些方面中,网络接入节点6502可只在发送时段期间发送数据,但可提供持续的接收。终端设备6510和6512因此可将接收限制到网络接入节点6502的周期性发送时段,但能够在网络接入节点6502的连续接收时段期间的任何点向网络接入节点6502发送数据。由于网络接入节点6502进行的发送可预测为发送时段,所以网络接入节点6502可通过在其他时间段期间停用发送组件(例如,天线系统2602、无线电模块2604、物理层模块2608等等)来节约功率。虽然仅DTX调度可以比DRX/DTX调度具有更高的功率消耗,但与利用连续通信调度相比,网络接入节点6502利用仅DTX调度仍可消耗更少的功率。
在一些方面中,检测模块6602可循环地监视网络接入节点6502所服务的终端设备的列表以对网络接入节点6502所服务的终端设备的类型的变化做出反应。具体而言,检测模块6602可识别不可预测的终端设备何时进入和离开网络接入节点6502的服务。例如,如果终端设备1502从其在图55中的位置移动到覆盖区域6508内,而调度器模块6604正利用非连续通信调度,则检测模块6602可需要识别出不可预测的终端设备当前正被网络接入节点6502服务并且将这种信息报告给调度器模块6604。作为响应,调度器模块6604随后可从非连续通信调度切换到连续通信调度。在替换的示例中,终端设备1502如图55中所示可位于覆盖区域6508内,但可能最初处于无线电空闲状态中。因此,由于终端设备1502处于无线电空闲状态中,所以网络接入节点6502可能不具有关于终端设备1502的直接知识并且检测模块6602可能不认为终端设备1502在所服务的终端设备的列表中。然而,终端设备1502可进入无线电已连接状态(例如,通过与网络接入节点6502执行随机接入过程并且与网络接入节点6502建立无线电接入连接)并从而可开始被网络接入节点6502服务。检测模块 6602从而可检测到网络接入节点6502正在服务不可预测的终端设备并且可通知调度器模块6604。调度器模块6604从而可从非连续通信调度切换到连续通信调度以支持终端设备1502的繁重数据流量要求。如果终端设备1502随后移动到覆盖区域6508之外和/或进入无线电空闲状态,则检测模块6602可通知调度器模块6604,调度器模块6604随后可切换到非连续通信状态(假定没有其他不可预测的终端设备开始被网络接入节点6502 服务)。检测模块6602和调度器模块6604从而可基于是否有任何不可预测的终端设备正被网络接入节点6502服务来在非连续和连续通信调度之间“切换”网络接入节点6502的通信调度。
在各种方面中,调度器模块6604也可能够根据不同的因素配置 DRX/DTX和仅DTX调度。例如,当网络接入节点6502正在服务许多个可预测终端设备和/或具有更高数据流量要求(例如,需要为可预测终端设备发送或接收大量,需要具有频繁的无线电接入(例如对于报警系统),等等)的可预测终端设备时,调度器模块6604可利用具有更长和/或更频繁的发送和/或接收时段的非连续调度。调度器模块6604因此可被配置为基于被网络接入节点6502服务的终端设备的变化的集合来选择并调整非连续通信调度。
因此,在各种方面中,调度器模块6604可考虑以下各项中的任何一个或多个:连接到它的终端设备的数目,连接到它的终端设备的活跃模式,连接到它的终端设备的设备类型(可预测与不可预测),当日时间 (例如,预期更少数据流量的夜间与预期更多数据流量的日间),一周中的哪天(例如,预期更多流量的周末或假日),位置(例如,工作场所在周末或假日期间将比家中具有更少的流量),等等。
在一些方面中,调度器模块6604可指示终端设备重选择某个RAT并且切断另一RAT。例如,如果网络接入节点6502支持多个RAT并且所有的终端设备都支持特定RAT,则调度器模块6604可指示所有终端设备切换支持的RAT并随后关断其他RAT以节约功率并且降低干扰。调度器模块6604还可利用相对于邻居网络接入节点的交替发送时间来调度其通信调度以降低干扰。
在一些方面中,检测模块6602可将不可预测的终端设备视为“暂时可预测”的终端设备。例如,终端设备1502可处于无线电已连接状态中并且被定位在覆盖区域6508中,如图52中所示。然而,终端设备1502当前可能未在使用中,例如可能是无运动的,未被用户操作,其屏幕被关闭,没有从用户接收到输入,等等。因此,即使终端设备1502处于无线电已连接状态中,终端设备1502也可能不是迫切地要求支持繁重数据流量的无线电接入连接。终端设备1502从而可向网络接入节点6502提供指出终端设备1502暂时可预测的指示,例如通过向网络接入节点6502发送指明终端设备1502暂时可预测的控制消息。终端设备1502可被配置为基于定时器发送这种控制消息,例如在终端设备1502已经有一定量的时间 (例如,10秒、1分钟等等)未被使用(例如,屏幕关闭、无运动、没有用户输入,等等)之后发送暂时可预测控制消息。网络接入节点6502可接收暂时可预测控制消息,该消息可向检测模块6602指出终端设备1502 可能是暂时可预测的并从而可被认为是可预测的终端设备。因此,假定网络接入节点6502没有服务任何其他不可预测的终端设备,则检测模块 6602可向调度器模块6604指出网络接入节点6502当前没有服务任何不可预测的终端设备。调度器模块6604因此可切换到非连续通信调度。可替换地,终端设备1502可被配置为在每次终端设备1502被使用时(例如,屏幕开启、检测到运动、用户输入等等)发送“使用中”控制消息并且在终端设备1502被使用的持续时间期间经常性地发送“使用中”控制消息 (并且当终端设备1502未被使用时不发送任何“使用中”控制消息)。检测模块6602于是可被配置为确定从末次消息起逝去的时间并且可在预定的持续时间已逝去之后认为终端设备1502是暂时可预测的。
在一些方面中,可存在其他场景,其中检测模块6602可认为不可预测的终端设备是暂时可预测的。例如,终端设备1502可具有如下用户设置:其中用户设置可激活终端设备1502的“暂时可预测设置”。终端设备1502可向网络接入节点6502报告暂时可预测设置的激活和停用,从而使得检测模块6602能够基于该设置是被停用还是激活来认为终端设备1502是不可预测的还是暂时可预测的。检测模块6602还可利用“当日时间”来将不可预测的终端设备分类为暂时可预测的。例如,检测模块6602 可在夜间或睡眠时间期间将不可预测的终端设备认为是暂时可预测的并且在日间时间期间将其认为是不可预测的。额外地或者替换地,检测模块 6602可监视不可预测的终端设备的数据流量以确定是否能够使用非连续通信调度。例如,终端设备1502可处于与网络接入节点6502的无线电已连接状态中,但可能只具有轻的或零星的数据流量使用。检测模块6602可识别出终端设备1502不要求繁重数据流量支持(例如,通过评估在一段时间期间终端设备1502的平均数据流量)并且可认为终端设备1502是暂时可预测的。调度器模块6604随后可能够利用非连续通信调度。额外地或者替换地,终端设备1502可向网络接入节点6502提供详细描述终端设备1502何时可被认为是暂时可预测的条件和/或非连续调度参数的控制信息。例如,终端设备1502可指定非活跃时间段和/或条件(例如,当日时间、非活跃的具体类型、非活跃持续时间等等),检测模块6602可利用这些来将终端设备1502分类为暂时可预测的。终端设备1502也可指定最大DRX或DTX长度、频率和/或持续时间,调度器模块6604可利用这些来在终端设备1502暂时可预测时选择非连续通信调度。
虽然上文是在小型小区的示范性设置中论述的,但各种方面可以为实现方式使用任何网络接入节点。例如,网络接入节点6504可以是例如配置有如上所述的检测模块6602和调度器模块6604的宏小区。网络接入节点6504因此可监视被网络接入节点6504服务的终端设备的类型,例如不可预测与可预测的,并且基于网络接入节点6504当前正在服务哪些类型的终端设备来在连续和非连续通信调度之间切换。上述方面是示范性的并且可在任何类型的网络接入节点中实现。
网络接入节点6502因此可基于网络接入节点6502当前服务的终端设备的类型来选择性地激活非连续通信调度(例如,DRX/DTX或仅 DTX)。某些终端设备可具有繁重数据流量要求并且可被认为是“不可预测”的终端设备,而其他终端设备可具有零星的或轻的数据流量要求并且可被认为是“可预测”的终端设备。网络接入节点6502因此可在第一时间确定网络接入节点6502没有服务任何不可预测的终端设备并且可利用非连续通信调度。网络接入节点6502可在第二时间确定网络接入节点正服务至少一个不可预测的终端设备并且可利用连续通信调度。网络接入节点6502因此可基于网络接入节点6502服务的终端设备的类型和这些类型的数据流量要求在连续和非连续通信调度之间切换。
通过选择性地利用非连续通信调度,网络接入节点6502可满足服务的终端设备的数据流量要求,同时能够节约功率。使用非连续通信调度也可在被网络接入节点服务6502服务的终端设备处节约功率,因为服务的终端设备可能够在非连续通信调度中的非活跃时段期间停用发送和接收组件。此外,由于网络接入节点6502进行不那么频繁的发送,所以可减少对诸如网络接入节点6504和6506之类的其他邻居网络接入节点的干扰。
图57示出了在通信系统中根据本公开的一些方面执行无线电通信的方法7000,该通信系统包括至少一个第一类型的终端设备和至少一个第二类型的终端设备,第二类型不同于第一类型。如图57中所示,方法7000 包括识别当前连接到网络接入节点的一组终端设备(7010)。做出关于该组终端设备中的每个终端设备是否是第一类型的确定(7020)。如果所识别的该组终端设备中的每个终端设备是第一类型的,则选择非连续通信调度以为该组终端设备获得网络接入节点的所选调度(7030)。如果该组终端设备中的至少一个终端设备是第二类型的,则选择连续通信调度以为该组终端设备获得网络接入节点的所选调度(7040)。根据所选调度与该组终端设备发送或接收数据(7050)。
图58根据本公开的一些方面示出了执行无线电通信的方法7100。如图58中所示,方法7100包括监视哪些终端设备连接到网络接入节点,其中每个终端设备是第一类型或第二类型的,其中第一类型和第二类型可以是互斥的(7110)。当连接到网络接入节点的每个终端设备是第一类型的时,为网络接入节点使用非连续通信调度(7120)。当连接到网络接入节点的终端设备中的至少一者是第二类型的时,为网络接入节点使用连续通信调度(7130)。
2.9功率效率#9
根据本公开的另一方面,网络处理组件可为终端设备承担“保活”责任(例如,连接连续性服务),从而使得终端设备能够维持数据连接,而不必反复地发送保活消息(例如,连接连续性消息)。终端设备因此可能够进入低功率状态,而不必反复地醒来,并且因此可降低功率消耗。这些方面可与共同信道方面一起使用,例如其中网络处理组件承担“保活”责任的共同信道。
图59示出了示范性网络场景,包括可具有与网络接入节点2002的无线电接入连接的终端设备1502的一些方面。网络接入节点2002例如可以是蜂窝基站,或者短程网络接入节点,例如Wi-Fi接入点。不失一般性,在蜂窝无线电接入设置中,网络接入节点2002可与核心网络7202接口,核心网络7202可提供到云服务7204和其他外部数据网络的外部出口。或者,在短程无线电接入设置中,网络接入节点2002可经由互联网连接与云服务7204和其他外部数据网络接口。
如前所述,网络接入节点2002可提供无线电接入网络,终端设备 1502可利用该无线电接入网络来与网络接入节点2002、核心网络7202、云服务7204和各种其他外部数据网络交换数据。终端设备1502从而可具有与网络接入节点2002、核心网络7202(包括各种核心网络节点)、云服务7204和各种其他外部数据网络的逻辑软件级连接,该连接利用由网络接入节点2002提供的无线电接入网络和其他有线和/或无线连接来支持数据的交换。
终端设备1502从而可具有与云服务7204的连接来交换数据。例如,终端设备1502的应用程序(例如,在终端设备1502的数据源1612/数据宿1616的应用处理器处执行的移动应用程序)可与云服务7204(例如,与在云服务7204处执行的对方应用程序)交换数据,云服务7204可以是向该应用程序提供数据的服务器。终端设备1502的应用程序从而可以应用层软件连接的形式与云服务7204交换数据,该应用层软件连接依赖于包括传输层和无线电接入层(蜂窝协议栈和物理层)在内的更低层。
可在应用层通信的终端设备1502的应用程序和云服务7204的对方应用程序可依赖于更低层来处理各种中间节点(网络接入节点2002和核心网络7202的核心网络节点)之间的数据传送。这些更低层可包括传输层和无线电接入层。因此,应用程序和对方应用程序可向传输层提供数据,传输层可封装数据并将数据提供到更低层以通过网络传输。不失一般性,在示范性情况中,终端设备1502的应用程序可依赖于传输层处的TCP连接来处理与云服务7204的数据传送。
这种TCP连接可以是(例如开放系统互连(Open Systems Interconnection,OSI)模型的)传输层上的端到端连接。换言之,TCP连接可从终端设备1502跨越到云服务7204(与只包含整个数据路径的一部分的其他中间连接不同,例如从终端设备1502到网络接入节点2002)。虽然按照定义TCP连接可不具有“超时”,例如非活跃连接将被终止的时限,但可存在若干个不同的场景,其中终端设备1502和云服务7204之间的TCP连接可被终止。例如,诸如防火墙之类的安全网关可监视TCP数据(传输层的数据)并且可部署有TCP连接超时策略,这些策略在一定持续时间的非活跃之后(例如在5分钟、10分钟、20分钟等等都没有发送数据之后)“关闭”非活跃TCP连接。可以有各种不同的位置放置这种安全网关。例如,在网络接入节点2002是WLAN接入点的情况下,放置在网络接入节点和互联网之间的路由器可具有安全网关,该安全网关监视TCP 连接并且能够由于超时而关闭TCP连接。可以有放置网络接入节点2002 和云服务7204之间的诸如防火墙之类的安全网关的各种其他位置,这些位置可充作为可关闭TCP连接的潜在位置。在网络接入节点2002是蜂窝基站的情况下,在网络接入节点2002和核心网络7202之间可放置有安全网关。额外地或者替换地,在核心网络7202与外部数据网络(包括云服务7204)之间可放置有安全网关,例如在核心网络7202的PGW与通向云服务7204的互联网路由器之间的GiLAN接口处。还可以有一安全网关放置在云服务7204处。安全网关因此可被放置在终端设备1502与云服务 7204之间的任何数目的其他点处并且可选择性地终止非活跃TCP连接。
云服务7204还可被配置为关闭非活跃TCP连接。例如,如果云服务 7204检测到与终端设备1502的TCP连接在一定时间段中都是非活跃的,则云服务7204可关闭该TCP连接。在TCP连接被关闭的任何这种场景中,终端设备1502和云服务7204可能需要重建立TCP连接以便继续交换数据。这就时延而言可能是昂贵的,因为新TCP连接的建立可能是耗时的过程。此外,直到TCP连接被重建立为止,终端设备1502和云服务7204 可不能够交换任何数据。这种TCP连接超时对于终端设备1502的用户可能是不方便的,因为用户将不能够为应用程序发送或接收任何数据。
在示范性的用例中,终端设备1502的应用程序可接收来自云服务 7204的“推送”通知。推送通知可被利用来提供与应用程序相关的简短通知消息(例如,以文本的形式、视觉提醒等等)并且可在终端设备1502 的显示器上“弹出”以呈现给用户。云服务7204从而可经由终端设备 1502与云服务7204之间的数据连接向终端设备1502的移动应用发送推送通知。推送通知因此可经过核心网络7202并且被网络接入节点2002通过无线电接入网络发送到终端设备1502,终端设备1502可接收推送通知并且将推送通知提供给应用程序。
TCP连接超时从而可阻止终端设备1502接收这种推送通知(以及云服务7204提供的任何其他数据)。终端设备1502的用户从而直到TCP连接被重建立才可能够接收这种推送通知,而这只在很大的延迟之后才可发生。
除了由安全网关在传输层做出的TCP连接超时以外,网络接入节点 2002传统上也可被配置为关闭无线电接入层处(例如,控制平面处,例如第3层的RRC处)的无线电承载连接。因此,如果跨越终端设备1502和核心网络7202之间的无线电接入承载在一定的时间段中都不活跃,则网络接入节点2002可被配置为关闭该无线电接入承载。无线电接入承载终止也可要求无线电接入承载的重建立,然后网络接入节点2002才能够在关闭的无线电接入承载上向终端设备1502提供任何数据。结果,如果在终端设备1502与云服务7204之间运载数据的无线电接入承载被关闭,则可存在过度的延迟,直到无线电接入承载被重建立为止。这种无线电接入承载关闭因此也可阻止终端设备1502从云服务7204接收数据(包括推送通知)。
终端设备1502与云服务7204之间的数据连接因此容易受到传输层和无线电接入层处的连接超时的影响。终端设备1502的应用程序可被配置为向云服务7204发送“心跳”,心跳可以是终端设备1502可向云服务 7204发送的小网络封包,用以通知云服务7204TCP连接保持存活(并且阻止云服务7204关闭TCP连接),这因此可避免TCP和无线电接入承载连接超时。如果到云服务7204的连接没有存活,则终端设备1502可重建立应用程序与云服务7204之间的连接,从而使得所有新的和推迟的推送通知能够发送。虽然上文是在推送通知的设置中描述的,但TCP连接超时对于通过这种连接发送的任何类型的数据都可以是相关的。
然而,这些心跳可能被发送得太不频繁,以至于不能有效地阻止网络接入节点和/或核心网络接口处对TCP和无线电接入承载连接的终止。此外,即使心跳周期被减小到典型TCP超时水平内(例如,5分钟),这也将对终端设备施加很大的电池惩罚,终端设备将需要醒来至少每5分钟以为每个开放连接发送心跳。
因此,在一些方面中,无线电接入网络可在网络接入节点处或者“边缘”计算设备处被配置成为终端设备承担保活责任(例如,连接连续性服务)以帮助确保数据连接被维持,而不被关闭。TCP和无线电接入承载连接超时都可得到解决,从而允许了终端设备维持数据连接而没有超时并且不必不断醒来以发送心跳。由于终端设备在网络接入节点或边缘计算设备处理连接连续性服务的同时可保持在低功率状态中,所以终端设备可避免连接超时(从而改善时延),同时降低功率消耗。
可依赖来自无线电接入网络的合作以使能终端设备处的这种功率节省。在第一示范性选项中,网络接入节点可被配置为承担连接连续性服务并且相应地可代表终端设备向目的地外部数据网络(例如,云服务7204) 发送心跳以保持终端设备的数据连接存活。在第二示范性选项中,定位在网络接入节点处或其附近的诸如移动边缘计算(MEC,也称为多路接入边缘计算)服务器之类的边缘计算设备可承担连接连续性服务,其方式是通过代表终端设备向目的地外部数据网络发送心跳,而且还与网络接入节点相接口,以阻止网络接入节点和安全网关两者做出的连接超时。两个选项因此都可帮助阻止连接超时,而不要求终端设备发送心跳。
图60根据一些方面示出了消息序列图7300,其图示了第一示范性选项,其中网络接入节点2002可为终端设备1502承担连接连续性服务以阻止连接超时。如图60中所示,终端设备1502在7302中可经由网络接入节点2002(以及核心网络7202,图60中没有示出)与云服务7204具有数据连接,该数据连接可以是终端设备1502的应用程序与云服务7204之间在应用层的软件级连接,其依赖于包括传输层(例如,端到端连接)和无线电接入层在内的更低层。有可能该数据连接对于例如网络接入节点和/或安全网关处的连接超时是脆弱的,该网络接入节点和/或安全网关可在没有数据传送发生的超时时段已期满之后关闭非活跃数据连接(例如,TCP连接和/或无线电接入承载)。为了帮助避免这种连接超时,根据一些方面,终端设备1502可在7304中向网络接入节点2002注册以请求网络接入节点 2002为终端设备1502承担连接连续性服务。例如,终端设备1502的控制器1610可向网络接入节点2002的控制模块2610发送请求来自网络接入节点2002的连接连续性服务的控制信令。控制模块2610在7306中可接受该保活请求并且注册终端设备1502。因此,网络接入节点2002可不在本地为终端设备1502执行数据连接的任何连接超时,例如关闭无线电接入承载,无论数据连接上是否不活跃。为了节约功率,终端设备1502也可在 7304中的注册之后进入低功率或休眠状态(这可取决于其他数据连接上的活跃)。
此外,为了帮助避免网络接入节点2002与云服务7204之间的诸如安全网关之类的其他网络节点处的超时连接,网络接入节点2002(例如,控制模块2610)在7308可向云服务7204发送心跳。为了帮助确保其他安全网关将这种心跳识别为终端设备1502与云服务7204之间的数据连接上的活跃,网络接入节点2002(例如,控制模块2610)可通过同一数据连接发送心跳。因此,监视数据连接的不活跃并随后超时的任何安全网关可将该心跳解读为数据连接上的活跃并且因此可不关闭该数据连接。网络接入节点2002(例如,控制模块2610或者另一个专用的更高层处理器)也可被配置有TCP协议以便生成心跳来在该数据连接上发送给云服务7204。
由于安全网关可基于非活跃定时器关闭数据连接,所以网络接入节点 2002可在7310、7312等等不断地发送心跳,其中7308-7312处的心跳发送的周期可小于非活跃定时器,例如5分钟。7308-7312处的反复心跳发送因此可保持数据连接活跃并且避免网络接入节点2002与云服务7204之间的安全网关处的连接超时。在一些方面中,云服务7204也可发送保活消息,网络接入节点2002可响应这些保活消息以便维持数据连接。在非限制性示例中,诸如对终端设备1502的云端侧发起软件更新之类的云服务可能希望在更新期间维持数据连接。云服务因此可发送保活消息以确保数据连接保持活跃,网络接入节点2002可解码并响应这些保活消息。
由于数据连接可保持活跃,所以云服务7204可在7314中识别寻址到终端设备1502的数据并且在7316中向终端设备1502发送数据。因此,图 60中公开的选项的各方面可使得终端设备1502能够通过将连接连续性服务委派给网络接入节点2002来维持与外部数据连接的活跃数据连接,而不必不断地发送心跳。
不失一般性,在一些方面中,网络接入节点2002在7306中可利用特殊的无线电连接状态来注册终端设备1502。例如,LTE指定RRC空闲 (RRC_IDLE)和RRC已连接(RRC_CONNECTED)中的两个无线电连通性状态,这些状态定义终端设备1502与网络接入节点2002之间的无线电接入连接的行为。其他无线电接入技术可类似地定义多个无线电连通性状态。网络接入节点2002(例如,控制模块2610)因此在一些方面中可利用特殊的无线电连通性状态来为连接连续性(保活)目的注册终端设备。因此,在7304中接收到来自终端设备1502的注册请求后,网络接入节点2002可以用特殊无线电连通性状态注册终端设备1502,这可提示网络接入节点2002为终端设备1502承担连接连续性服务,如关于消息序列图7300所描述的。在一些方面中,特殊无线电连通性状态也可阻止网络接入节点2002为在特殊无线电连通性状态中注册的终端设备关闭无线电接入承载。在一些方面中,特殊无线电连通性状态可使用更长的连接超时,其可比用于一般用途的标准定时器更长并且可导致网络接入节点2002 在为在特殊无线电连通性状态中注册的终端设备关闭无线电接入承载之前等待更长的一段时间。在一些方面中,网络接入节点2002可从不为在特殊无线电连通性状态中注册的终端设备关闭无线电接入承载,直到终端设备从特殊无线电连通性状态解除注册为止。
在第二示范性选项中,诸如MEC服务器之类的边缘计算设备可为终端设备1502承担连接连续性服务以帮助确保终端设备1502与云服务7204 之间的数据连接不会由于不活跃而被终止。图61根据一些方面示出了包括放置在网络接入节点2002与核心网络7202之间的边缘计算服务器7402 的网络配置。边缘计算服务器7402可以是放置在网络接入节点2002处或附近的诸如MEC服务器之类的边缘计算设备。这种边缘计算设备可执行各种云处理和数据提供以在蜂窝网络的接近用户的“边缘”的位置处工作。因此,边缘计算设备在与终端设备交换数据时可具有更低的时延并且可通过消除数据遍历核心网络的需要来避免核心网络拥塞。边缘计算服务器7402在物理上可被放置在网络接入节点2002处(例如在无线电接入塔位置)或者接近网络接入节点2002的另一位置处。边缘计算服务器7402 可以是被配置为执行程序代码来执行各种处理和数据提供操作的处理器,其中程序代码可将本文详述的边缘计算服务器7402的功能定义为一组运算、控制和I/O指令。边缘计算服务器7402可被配置为从被配置为存储程序代码的非暂态计算机可读介质取回程序代码。
除了传统的边缘计算功能以外,边缘计算服务器7402还可被配置成为终端设备承担连接连续性服务。因此,边缘计算服务器7402可在终端设备1502与云服务7204之间的数据连接上发送心跳以帮助防止数据连接由于不活跃而被关闭,例如安全网关处的TCP连接超时。此外,由于边缘计算服务器7402可与网络接入节点2002是分开的,所以边缘计算服务器 7402也可需要与网络接入节点2002接口连接以帮助阻止网络接入节点 2002例如通过关闭无线电接入承载来关闭数据连接。
图62根据一些方面示出了消息序列图7500,其图示了第二示范性选项,其中边缘计算服务器7402可为终端设备1502承担连接连续性服务以帮助阻止连接超时。如图62中所示,终端设备1502在7502中可具有与云服务7204的数据连接,该数据连接可以是终端设备1502的应用程序与云服务7204之间的软件级连接。为了帮助阻止传输和无线电接入层处的连接超时,终端设备1502在7504中可向边缘计算服务器7402注册以请求边缘计算服务器7402为终端设备1502承担连接连续性服务,例如通过控制器1610向边缘计算服务器7402发送请求来自边缘计算服务器7402的连接连续性服务的控制信令。边缘计算服务器7402在7506中可接受该保活请求并且注册终端设备1502。为了节约功率,终端设备1502可在7504中的注册之后进入低功率或休眠状态(这可取决于其他数据连接上的活跃)。
为了帮助阻止网络接入节点2002在无线电接入层做出的连接超时,边缘计算服务器7402在7508中可通知网络接入节点2002:终端设备 1502与云服务7204之间的数据连接应当被维持。由于边缘计算服务器 7402已指示了网络接入节点2002维持数据连接,所以网络接入节点2002 可不在无线电接入层关闭数据连接,换言之,可不关闭无线电接入承载。作为对明确指示网络接入节点2002保持数据连接存活的替换,边缘计算服务器7402可在数据连接上向终端设备1502发送心跳。因此,这种心跳可在无线电接入层经过网络接入节点2002,网络接入节点2002可将这种心跳解读为该数据连接的无线电接入承载上的活跃并从而推迟关闭无线电接入承载。边缘计算服务器7402可周期性地发送心跳以帮助连续地防止网络接入节点2002在无线电接入层关闭数据连接。终端设备1502可替换地被配置为与网络接入节点2002交换控制信令,以例如将终端设备1502 注册在用于希望维持数据连接的终端设备的特殊无线电连通性状态中,以告知网络接入节点2002该数据连接不应当被关闭。
如图62中所示,在一些方面中,边缘计算服务器7402还可在7510- 7514处在数据连接上向云服务7204发送心跳以帮助防止数据连接在传输层被关闭。如前所示,诸如防火墙之类的安全网关可监视传输层数据并且由于非活跃而关闭TCP连接。由于边缘计算服务器7402可在数据连接上发送心跳,所以位于边缘计算服务器7402与云服务7204之间的安全网关可将这种数据流量解读为数据连接上的活跃并且保持数据连接开放。边缘计算服务器7402因此可通过在数据连接上发送心跳来代表终端设备1502 保持数据连接存活,这可包括在传输层生成心跳并且通过数据连接发送心跳。在7516,云服务7204可识别用于终端设备1502的数据并且在7518 可通过该数据连接发送数据。由于边缘计算服务器7402已防止了数据连接被过早关闭,所以云服务7204在7518中可立即发送数据,而不必重建立数据连接。
因此,第一和第二选项的各方面可使得终端设备1502能够维持与云服务7204的数据连接(例如依赖于无线电接入层处的无线电接入承载的 TCP连接),而没有连接超时(例如,由网络接入节点或安全网关做出) 并且不必醒来发送心跳。终端设备因此可降低功率消耗,同时防止数据连接的连接超时。此外,由于数据连接被维持而不是被拆除,所以通过避免在连接超时发生时将会要求的拆除和重建立过程,可减小时延。这对于诸如IoT Wi-Fi门铃和/或IoT Wi-Fi安保相机之类的IoT设备可能尤其有用。这种IoT设备从而可改善时延并且降低功率消耗,因为它们具有立即可用的数据连接(并从而能够迅速地向对方用户手机提供推送通知),而不必经常性地执行保活。
虽然上文是在TCP连接和TCP连接超时的示范性设置中描述的,但公开的方面可用于任何类似类型的连接,包括诸如用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)和快速DUP互联网连接(Quick DUP Internet Connections,QUIC)之类的“无连接”协议,其可类似地依赖于“心跳”来防止连接超时。
图63根据一些方面示出了在终端设备处执行无线电通信的示范性方法7600。如图63中所示,方法7600包括通过与服务器或网络节点的数据连接发送或接收第一数据,其中该数据连接是终端设备与服务器或网络节点之间的端到端连接。向网络处理组件发送指令以在该数据连接上为终端设备向服务器或网络节点发送一个或多个连接连续性消息(7620)。
图64示出了在网络处理组件处执行无线电通信的示范性方法7700。如图64中所示,方法7700包括从终端设备接收指示网络处理组件维持终端设备与服务器或网络节点之间的数据连接的消息,其中该数据连接是终端设备与服务器或网络节点之间的端到端数据连接(7710)。为终端设备在数据连接上向服务器或网络节点发送一个或多个连接连续性消息 (7720)。
2.10功率效率#10
根据本公开的另一方面,终端设备的群组可将连接连续性服务委托给边缘计算设备,边缘计算设备随后可基于每个终端设备的个体保活要求来为每个终端设备承担连接连续性服务。终端设备因此可避免必须发送保活消息并且可能够改为进入低功率状态以节约功率。终端设备的每个群组还可利用“网关”技术,其中一个终端设备充当网关设备来与无线电接入网络直接通信,而其余终端设备以更简单和/或更低功率的通信方案来通信,从而进一步增大功率节省。这些方面可与共同信道方面一起使用,例如其中边缘计算设备基于保活要求为共同信道承担连接连续性服务的共同信道。
图65示出了一种示范性网络场景,包括可具有与云服务7204的数据连接的终端设备1502的一些方面。该数据连接可以是依赖于传输和无线电接入层来经由网络接入节点2002、边缘计算服务器7402和核心网络 7202在终端设备1502和云服务7204之间路由数据的应用层连接。
除了与网络接入节点2002的无线电接入连接以外,终端设备1502还可连接到群组网络7802中的一个或多个终端设备。群组网络7802的终端设备可经由简单的和/或低功率的通信方案与彼此通信,所述通信方案例如是双向转发网络、多跳网络或网状网络。因此,终端设备1502可充当网关设备来从网络接入节点2002接收数据以提供给群组网络7802的终端设备并且从群组网络7802的终端设备接收数据以提供给网络接入节点 2002。取代群组网络7802的终端设备的每一者直接与网络接入节点2002 维持无线电接入连接,终端设备1502从而可充当中间网关来向群组网络 7802的其他终端设备提供无线电接入。群组网络7802的其他设备因此可在更低功率的通信方案上与彼此通信以便降低功率消耗。网关设备在某些情况下可在群组网络7802的各种终端设备之间切换。
群组网络7802的终端设备因此可各自能够具有数据连接,例如与云服务7204的数据连接,其中终端设备1502可在群组网络7802的其他终端设备和网络接入节点2002之间转发数据。在一些方面中,群组网络7802 的终端设备可以是具有相对较低的数据要求的IoT设备。因此,终端设备 1502可能需要在群组网络7802的终端设备和网络接入节点2002之间转发的数据的量可以是可管理的。终端设备1502从而可为群组网络7802的终端设备的每一者的数据连接从云服务7204接收数据并将该数据转发到群组网络7802的适当终端设备。虽然对于群组网络7802的每个终端设备连接到云服务7204的各种方面提供了描述,但本公开的各种方面也可应用到群组网络7802的不同终端设备连接到不同的外部数据网络的情况。在这种情况下,终端设备1502可类似地充当网关设备来在群组网络7802的终端设备和网络接入节点2002之间中继数据,网络接入节点2002可将每个数据连接的数据路由到适当的外部数据网络。
由于群组网络7802的终端设备的数据连接可在终端设备1502和云服务7204之间延伸,所以数据连接可易受连接超时的影响,其方式类似于上文关于图45-图50所述的那种。例如,如果在数据连接上有较长的一段时间都没有活跃,则网关设备可由于不活跃而在传输层关闭数据连接。额外地或者替换地,如果数据连接在较长的一段时间中都是空闲的,则网络接入节点2002可在无线电接入层终止数据连接(例如通过关闭用于数据连接的无线电接入承载)。
群组网络7802的终端设备可各自执行保活过程以防止其各自的数据连接被关闭。然而,这可要求群组网络7802的终端设备各自建立到网络接入节点2002的无线电接入连接以发送心跳,或者终端设备1502代表群组网络7802的终端设备转发心跳,这两者都可要求功率消耗。
根据本公开的一些方面,群组网络7802的终端设备可改为向边缘计算服务器7402注册,边缘计算服务器7402可为群组网络7802承担连接连续性服务并且代表群组网络7802的终端设备向云服务7204发送心跳。由于群组网络7802的终端设备可具有不同的保活要求(例如,连接超时定时器),所以边缘计算服务器7402可管理不同的连接连续性服务以有效地帮助防止任何数据连接的关闭。此外,在一些方面中,终端设备1502 可与群组网络7802的每个其他终端设备合作以提供满足群组网络7802的每个终端设备的个体服务要求的网关转发服务。边缘计算服务器7402在一些方面中也可与网络接入节点2002接口连接以管理群组网络7802与网络接入节点2002之间的无线电接入连接,以例如确保来自终端设备1502和网络接入节点2002的网关连接具有足以支持群组网络7802的每个终端设备的无线电资源。
图66根据一些方面示出了示范性消息序列图7900。如图66中所示,群组网络7802的第一终端设备在7902中可具有与云服务7204的数据连接。终端设备1502可具有与网络接入节点2002的直接无线电接入连接,其中群组网络7802的其余终端设备可通过经由群组网络7802的本地通信方案(例如,双向转发或者用于网状网络的类似方案)与终端设备1502通信并且依赖于终端设备1502通过无线电接入网络将数据转发到网络接入节点2002来与网络接入节点2002间接通信。在各种其他方面中,群组网络7802的多个终端设备可与网络接入节点2002通信并且为群组网络 7802的其他终端设备提供转发。
群组网络7802的终端设备可依赖于边缘计算服务器7402来代表它们执行连接连续性服务以帮助防止连接超时。因此,群组网络7802的第一终端设备可能希望请求边缘计算服务器7402代表第一终端设备承担连接连续性服务。由于第一终端设备可能需要依赖于终端设备1502作为到边缘计算服务器7402的网关(经由网络接入节点2002),所以第一终端设备在7904中可向终端设备1502发送请求,其中该请求包括指示边缘计算服务器7402代表第一终端设备执行连接连续性服务以帮助防止数据连接的连接超时的指令。该请求还可指定第一终端设备当前正在使用的服务的类型和/或群组网络7802的其他终端设备正在使用的服务的类型,这可允许边缘计算服务器7402与网络接入节点2002接口连接以经由终端设备 1502与网络接入节点2002之间的网关连接来管理分配给群组网络7802的无线电资源。
终端设备1502随后可在7906中将该请求转发到边缘计算服务器 7402。当在7908中接收到该请求后,边缘计算服务器7402可为群组网络 7802的第一终端设备注册连接连续性服务。除了连接连续性服务以外,边缘计算服务器7402还可与网络接入节点2002接口连接以执行IoT服务操控以确保终端设备1502与网络接入节点2002之间的“网关”无线电接入连接具有充分的资源(例如,时间-频率资源)来支持群组网络7802的每个终端设备的服务(例如,各个数据连接)。因此,边缘计算服务器7402 在7908中也可确定群组网络7802的终端设备的服务所需要的资源的适当量(终端设备1502可经由7904中的请求获得该适当量并且在7906的转发中提供给边缘计算服务器7402)并且在7910中向网络接入节点2002发送操控命令,该命令将与终端设备1502的网关无线电接入连接支持群组网络7802的终端设备的服务所需要的适当资源告知网络接入节点2002。网络接入节点2002随后可基于该操控命令为与终端设备1502的无线电接入连接执行资源分配,这可包括基于该操控命令来调整分配给与终端设备 1502的网关无线电接入连接的资源。边缘计算服务器7402可以个体地(例如,为群组网络7802的每个个体终端设备)或者群组地(例如,为群组网络7802的多个终端设备)执行这种操纵。因此,边缘计算服务器 7402可确保终端设备1502与网络接入节点2002之间的网关无线电接入连接具有足以支持群组网络7802的每个终端设备的无线电资源。
在一些方面中,网络接入节点2002还可为群组网络7802的终端设备采用特殊的无线电连通性状态,例如特殊的RRC状态。这在群组网络 7802的终端设备是IoT设备的情况下可尤其适用,IoT设备可具有与诸如智能电话、平板设备、膝上型电脑等等之类的“智能”终端设备实质不同的无线电接入连接要求。在网络接入节点2002为群组网络7802的终端设备利用这种特殊无线电连通性状态的一些情况中,群组网络7802的终端设备可保留无线电资源(例如,仍保持连接),但可能够在较长的持续时间中进入节能或低功率状态,而网络接入节点2002不拆除无线电接入连接。在一些方面中,网络接入节点2002可被配置为在接收到操控命令时 (例如,像在7910中那样)和/或在与终端设备交换触发特殊无线电连通性状态的指派的控制信令之后将终端设备注册在特殊无线电连通性状态中。
边缘计算服务器7402可承担连接连续性服务以帮助防止与云服务 7204的数据连接被关闭,例如被关闭非活跃TCP连接的服务网关关闭。例如,边缘计算服务器7402在7912、7914和7916处可在数据连接上反复地向云服务7204发送心跳。如前所述,放置在边缘计算服务器7402和云服务7204之间的服务网关(例如GiLAN接口处的防火墙)可将这种心跳解读为活跃,这可帮助防止服务网关关闭数据连接(例如,在传输层关闭)。第一终端设备的数据连接因此可保持存活,而不要求第一终端设备向云服务7204活跃地发送心跳。
在一些方面中,边缘计算服务器7402还可为终端设备的群组处理连接连续性服务,例如群组网络7802的终端设备。例如,群组网络7802的终端设备的每一者可具有各自的与云服务7204的数据连接,例如在示范性情况中群组网络7802的终端设备是各自连接到云服务7204中的同一云服务器的IoT设备。因此,群组网络7802的终端设备的每一者可需要确保其各自与云服务7204的数据连接被保持存活。取代通过其各自的数据连接单独向云服务7204发送心跳,群组网络7802的终端设备可各自向边缘计算服务器7402注册,例如经由终端设备1502以7904-7908的方式。边缘计算服务器7402随后可通过例如按照7912-7916的方式在每个相应的数据连接上发送心跳来为群组网络7802的每个终端设备承担连接连续性服务。群组网络7802的终端设备的每一者可单独地或者在联合过程中向边缘计算服务器7402注册,例如通过指示终端设备1502向边缘计算服务器 7402转发联合请求,该请求指示边缘计算服务器7402为群组网络7802的每个终端设备执行连接连续性服务。
在某些场景中,群组网络7802的终端设备可以有具有不同保活要求的数据连接并且可要求具有不同周期的心跳来帮助防止连接超时。群组网络7802的终端设备因此可能需要向边缘计算服务器7402指定每个终端设备的保活要求。边缘计算服务器7402随后可能需要评估个体保活要求并随后需要根据个体保活要求在每个数据连接上发送心跳以便维持每个数据连接。额外地或者替换地,在一些方面中,群组网络7802的终端设备可具有与不同目的地的数据连接,例如可能不是全都具有与云服务7204的数据连接。在这种情况下,边缘计算服务器7402可为群组网络7802的每个终端设备向各种不同的目的地发送心跳。
继续图66的设置,边缘计算服务器7402可为第一终端设备(以及群组网络7802的其他终端设备,如果适用的话)维持终端设备1502与云服务7204之间的数据连接。因此,当云服务7204在7918中识别出想去往第一终端设备的数据时,云服务7204可立即通过该数据连接发送数据(而不会像数据连接被关闭的情况那样必须重建立数据连接)。云服务7204从而在7920中可向终端设备1502发送该数据,终端设备1502可经由群组网络7802将该数据转发到第一终端设备7922。
虽然群组网络7802的终端设备可能不维持与网络接入节点2002的“直接”无线电接入连接(而是依赖于经由终端设备1502的网关无线电接入连接),但在一些方面中群组网络7802的终端设备可经由群组网络 7802的较低功率通信方案维持与彼此的活跃通信。例如,群组网络7802 的终端设备可根据一定的“活力率”醒来与彼此通信。因此,终端设备1502可在7920中从云服务接收数据并且等待群组网络7802的下一个活跃周期来在7922中将该数据转发到第一终端设备。活力率可取决于群组网络7802的终端设备的服务要求。因此,如果群组网络7802的终端设备具有低时延要求,则群组网络7802可利用高活力率,其中群组网络7802的终端设备频繁地醒来。活力率可以是适应性的并且可独立于边缘计算服务器7402需要向云服务7204发送心跳的速率。
边缘计算服务器7402因此可被配置成为终端设备的群组执行操控和保活,其中操控可确保该群组的终端设备具有充分的资源(例如,经由网关无线电接入连接)来支持其服务,而保活可帮助确保终端设备的数据连接不会被关闭。如上文关于图66所述,在一些方面中,边缘计算服务器 7402可能够个体地(例如,对于群组中的单个终端设备)或者群组地(例如,对于群组中的两个或更多个终端设备)控制操控和保活。此外,在一些方面中,群组网络7802可被配置为像7904中那样发送经更新的请求,这种发送或者是周期性的,或者是在触发条件发生时进行的,例如如果群组网络7802的终端设备中的一个或多个的保活要求或操控相关要求变化的话。终端设备1502从而可被配置为再次在7906中将该请求转发到边缘计算服务器7402,边缘计算服务器7402可调整操控(经由7910中的经更新的操控命令)和/或保活操作(经由根据不同调度的7912-7916中的心跳)。
在一些方面中,边缘计算服务器7402还可被配置成为多个群组的终端设备执行操控和保活,其中边缘计算服务器7402可分别基于每个群组中的终端设备的资源和保活要求为每组设备分开处理资源操控和保活。因此,在具有第一类型的IoT设备的第一群组和第二类型的IoT设备的第二群组的场景中,边缘计算服务器7402可通过根据第一群组的保活要求发送心跳并且根据第二群组的保活要求发送心跳来为两个群组承担连接连续性服务。
由于固定IoT设备可能不是移动的并且将具有较轻的数据连接要求,所以这些设备在较长的一段时间中保持在节能或低功率状态中可能是有用的。示范性情况可包括具备IoT能力的街灯/路灯、自动售货机等等的系统。群组的一个终端设备可充当网关终端设备来提供无线电接入连接并且可与群组中的其余终端设备执行本地通信方案,这可包括在其他终端设备和无线电接入连接之间转发数据。终端设备可依赖于MEC服务器来为每个终端设备维持到外部数据网络的数据连接,从而使得终端设备能够避免活跃地维持每个个体连接。如果在网关终端设备处对于终端设备之一有数据到达,则网关终端设备可利用本地通信方案将该数据转发到目的地终端设备。边缘计算服务器也可通过如下方式来处理操控:向网络接入节点发出操控命令以确保网关终端设备与网络接入节点之间的无线电接入连接具有足够的资源来支持群组中的所有终端设备的服务。
图67根据一些方面示出了用于执行无线电通信的示范性方法8000。如图67中所示,方法8000包括接收一个或多个请求,这些请求指定为多个终端设备的一个或多个数据连接执行连接连续性服务的指令(8010)。对于一个或多个数据连接的每一者评估连接连续性要求以确定连接连续性消息调度(8020)。根据连接连续性消息调度在一个或多个数据连接上发送连接连续性消息(8030)。
图68根据一些方面示出了用于执行无线电通信的示范性方法8100。如图68中所示,方法8100包括从网关终端设备接收针对多个终端设备的一个或多个请求,其中该一个或多个请求指定该多个终端设备的一个或多个数据连接的连续连续性要求和数据流量要求(8110)。根据指定的一个或多个数据连接的连续连续性要求在一个或多个数据连接上发送连接连续性消息(8120)。与网络接入节点接口连接以安排网络接入节点与网关终端设备之间的无线电接入连接来包括满足一个或多个数据连接的数据流量要求的无线电资源(8130)。
2.11功率效率#11
根据本公开的另一方面,连接到无线网络的自主移动运载工具或设备可通过在经由无线网络被通知不存在或存在有限的障碍物或其他运载工具或设备时(例如,在低流量情形期间或者简单环境中(例如空旷的空间))将某些传感器“退敏感”(断电或者只是部分退敏感,例如降低分辨率或频率)来节约功率。例如,诸如无人机、气球、卫星、机器人、智能汽车、卡车、公共汽车、火车、轮船、潜艇等等之类的自主移动运载工具或设备可在传感器的辅助下导航和行驶,这些传感器检测障碍物并且允许自主移动运载工具或设备避免碰撞。然而,用于无碰撞移动的这些导航传感器可具有高功率消耗并且因此导致电池耗竭。为了降低功率消耗,自主移动设备可在有无线网络或另一运载工具或设备的合作的情况下识别某些导航传感器可被退敏感的场景。具体而言,网络接入节点可经由无线网络向自主移动运载工具或设备提供信息,指出其周围附近没有其他自主移动运载工具或设备(这些运载工具或设备可类似地连接到同一无线网络) 和/或其他移动的物体或静态障碍物,换言之,自主运载工具或设备具有低流量周围环境或没有障碍物,例如山脉或者关闭的铁路道口。由于自主移动运载工具或设备可假定周围附近没有自主移动设备或移动物体或静态障碍物,所以自主移动运载工具或设备随后可将用于运动控制的传感器(例如,位置传感器等等)或者用于检测静态障碍物的传感器(例如,雷达传感器等等)关停或部分退敏感(导致功率消耗的降低)。自主移动运载工具或设备从而可降低功率消耗,同时仍然避免碰撞并且让路。这些方面可与共同信道方面(例如运载用于确定断电或退敏感水平的信息的共同信道)一起使用,。
本文论述的方面可在包括航空无人机、移动机器人、智能汽车和其他自主运载工具等等在内的多种不同的自主移动设备的任何一种中实现,它们可被配置为在若干不同的地形上(例如,地面、空中、水、水下、太空等等)执行自主导航和行驶。这些自主移动设备可依赖于导航传感器(包括图像/视频传感器、雷达传感器、运动传感器、激光扫描仪、超声/声纳传感器、加速度计/重力传感器、位置/GPS传感器等等)来沿着目标路径行驶并且避免与障碍物碰撞。自主移动设备可致力于避免与移动和非移动障碍物的碰撞。例如,在仓库或工业工作场所工作的自主机器人可尝试避开非移动障碍物,例如架子/户外储存库/建筑物、墙壁、箱子/容器、坡/洞/ 其他天然障碍物等等,以及移动障碍物,例如其他自主机器人、人类工人、人类操作的运载工具、动物等等。在户外环境工作的航空无人机可尝试避开非移动障碍物,例如建筑物/塔/电力线/电话线杆/其他人造结构、树等等,以及移动障碍物,例如其他空中无人机、飞机、鸟等等。由于没有移动,所以对非移动障碍物的检测在许多情况下可以比对移动障碍物的检测更容易。因此,自主移动设备可能够利用与检测移动障碍物所需要的相比没那么灵敏的传感器来检测非移动障碍物。例如,自主移动设备可能够利用与检测移动障碍物所需要的相比没那么准确或没那么可靠的传感器来检测非移动障碍物。因此,自主移动设备可具有仅对检测非移动障碍物有效的某些低灵敏度传感器和能够检测移动和非移动障碍物两者的其他高灵敏度传感器。此外,在高流量周围环境中(例如当附近有许多障碍物时) 可能需要更高灵敏度的传感器,以帮助确保能够检测并避开所有的障碍物。
因此,在自主移动设备只致力于检测非移动障碍物或者附近只有少量障碍物的场景中,自主移动设备可能够使用不那么灵敏的传感器。自主移动设备因此可能够将某些高灵敏度传感器(例如,用于检测移动障碍物的传感器或者检测高流量周围环境中的许多障碍物所需要的传感器)退敏感并随后将剩余的低灵敏度传感器用于导航和行驶。由于低灵敏度传感器 (包括在较低性能水平下操作的更高灵敏度的传感器)一般可比高灵敏度传感器消耗更少的功率,所以自主移动设备可能够降低功率消耗,同时仍避开障碍物。
因此,在一些方面中,自主移动设备可依赖于来自无线网络的合作来识别这种低流量场景。例如,自主移动设备可连接到其他自主移动设备也连接到的无线网络。无线网络的网络接入节点因此可能够访问关于其他自主移动设备的位置的信息,例如通过由自主移动设备或传感网络进行的位置报告来访问。在一些方面中,网络接入节点还可使用本地或外部传感器来检测其他移动和非移动障碍物的存在以类似地确定这种障碍物的位置。网络接入节点从而可能够确定自主移动设备何时处于低流量周围环境中,例如当周围附近没有某些障碍物和/或只包含有限数目的障碍物时,并且向具有低流量周围环境的自主移动设备提供控制信令。由于在低流量周围环境中可不要求“完全”灵敏度传感器,所以自主移动设备可接收这种控制信令并进而将某些传感器退敏感,从而降低功率消耗,同时仍然避免碰撞。
网络接入节点可监视其他自主移动设备和其他障碍物相对于自主移动设备的位置并且在周围环境流量情形变化时,例如当另一自主移动设备或其他障碍物进入自主移动设备的周围附近时,经由控制信令通知自主移动设备。由于更高流量的周围环境可要求更高灵敏度的传感器操作来检测和避开障碍物,所以自主移动设备随后可再激活先前退敏感的传感器(例如,增大其灵敏度)以检测障碍物的存在并且避免碰撞。
自主移动设备也可依据哪些类型的障碍物在其周围附近来退敏感某些传感器。例如,如果只有非移动障碍物在其周围附近,则自主移动设备可能够关停用于检测移动障碍物的任何传感器。类似地,如果没有其他自主移动设备在其周围附近,则自主移动设备可能够将专门用于检测自主移动设备的任何传感器退敏感。因此,监视自主移动设备的流量情形的网络接入节点还可告知自主移动设备什么类型的障碍物在其周围附近以使得自主移动设备能够选择性地将某些传感器退敏感。
可依赖于来自无线网络中的网络接入节点的合作来告知自主移动设备何时发生低流量场景,这些场景将允许自主移动设备将导航传感器退敏感 (包括断电和降低灵敏度),尤其是用于检测移动障碍物的导航传感器。图69示出了在某个地理区域中操作的自主移动设备8202、8204、8206、 8208和8210的一些方面。示例包括但不限于在工厂或仓库中工作的机器人、在工业联合企业中工作的自主运载工具、在城市环境中工作的航空输送无人机,等等。
自主移动设备8202-8210可依赖于导航传感器来提供输入以引导导航和行驶。因此,自主移动设备8202-8210可导航并行驶到目标目的地,同时避免与利用导航传感器检测到的非移动和移动障碍物碰撞。自主移动设备8202-8210也可经由各自的无线电接入连接来连接到网络接入节点8212 并且相应地可能够与网络接入节点8212交换数据。
网络接入节点8212可被配置为监视自主移动设备8202-8210的位置并且识别自主移动设备8202-8210的任何一者的周围附近是低流量的场景,例如没有障碍物或者只包含有限数目的障碍物。例如,网络接入节点8212 可识别自主移动设备8202的周围附近8214是低流量的并且可向自主移动设备8202提供指示出周围附近8214低流量的控制信令,其中周围附近 8214可以是预定的半径或区域。自主移动设备8202随后可被配置为将用于检测其他自主移动设备和/或移动障碍物的某些传感器退敏感(关停或部分降低其灵敏度)并且利用剩余的活跃传感器执行导航和行驶,剩余的活跃传感器可包括退敏感的活跃传感器以及基本或紧急碰撞传感器。自主移动设备8202因此可降低功率消耗,同时仍然避免碰撞。
图70根据一些方面示出了网络接入节点8212的内部配置,其可以 (可选地协同图69中没有明确示出的其他网络接入节点)向自主移动设备8202-8210提供无线电接入网络。网络接入节点8212可被配置为利用多种不同的无线电接入技术中的任何一种来提供无线电接入网络,例如任何短程或蜂窝无线电接入技术。网络接入节点8212可利用天线系统8302发送和接收无线无线电信号,并且利用通信模块8304执行射频、物理层和控制处理。通信模块8304可被配置为按与先前关于网络接入节点2002的无线电模块2604、物理层模块2608和控制模块2610所描述的相同的方式来执行射频、物理层和控制处理。因此,通信模块8304可包括被配置有等同的功能的组件。
网络接入节点8212还可包括控制模块8306,控制模块8306可被配置为管理网络接入节点8212的功能。控制模块8306可被配置为监视自主移动设备和/或其他障碍物的位置以识别自主移动设备的周围附近没有或者只包含有限数目的自主移动设备和/或其他障碍物的场景。当控制模块8306 识别出这种低流量场景时,控制模块8306可向自主移动设备提供告知自主移动设备其处于低流量周围环境中的控制信令。
如图70中所示,控制模块8306可接收来自通信模块8304、本地传感器阵列8308和外部传感器输入8310的输入。控制模块8306可处理这些输入以确定和监视自主移动设备和/或其他障碍物的位置并随后识别自主移动设备的周围附近没有或者只包含有限数目的自主移动设备和/或其他障碍物的场景。控制模块8306随后可经由通信模块8304和天线系统8302向自主移动设备发送控制信令以告知自主移动设备其具有低流量周围环境。控制模块8306在结构上可实现为硬件定义的模块,例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA,实现为软件定义的模块,例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/ 或固件)的程序代码的一个或多个处理器,或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。本文描述的控制模块8306的功能因此可以用软件和/ 或硬件实现。在一些方面中,控制模块8306可以是处理器。
图71根据一些方面示出了自主移动设备8202的示范性内部配置,其可以是任何类型的自主移动设备,包括但不限于航空无人机、移动机器人、智能汽车或其他自主运载工具,等等。自主移动设备8204-8210中的一个或多个也可按相同的方式来配置。如图71中所示,自主移动设备 8202可包括天线系统8402和通信模块8404,它们可被配置为与网络接入节点8212执行无线电通信。自主移动设备8202可利用天线系统8402发送和接收无线电信号并且可利用通信模块8404执行射频、物理层和控制处理。通信模块8404可被配置为按与先前关于终端设备1502的天线系统 1602、RF收发器1604、物理层处理模块1608和控制器1610所描述的相同的方式来执行射频、物理层和控制处理。因此,通信模块8404可包括被配置有等同的功能的组件。
导航控制模块8406可负责控制自主移动设备8202的移动。导航控制模块8406在结构上可实现为硬件定义的模块,例如实现为一个或多个专用硬件电路或FPGA,实现为软件定义的模块,例如实现为执行存储在非暂态计算机可读存储介质中的定义运算、控制和I/O指令(例如,软件和/ 或固件)的程序代码的一个或多个处理器,或者实现为混合的硬件定义的和软件定义的模块。本文描述的导航控制模块8406的功能因此可以用软件和/或硬件实现。如图71中所示,导航控制模块8406可接收来自传感器阵列8410的输入,传感器阵列8410可包括一个或多个传感器,例如图像/ 视频传感器/相机、雷达传感器、运动传感器、激光扫描仪、超声/声纳传感器、加速度计/重力传感器、位置/GPS传感器等等。传感器阵列8410的传感器可各自从自主移动设备8202的环境获得传感器数据并且将传感器数据提供给导航控制模块8406。导航控制模块8406随后可利用传感器数据来做出导航和行驶决策,例如将自主移动设备8202导航到目标目的地,同时避开由传感器阵列8410检测到的任何移动或非移动障碍物。导航控制模块8406从而可做出导航和行驶决策并且向行驶/移动系统8408发出命令来根据导航和行驶决策移动。行驶/移动系统8408从而可被配置为物理地移动自主移动设备8202。行驶/移动系统8408从而可以是与自主移动设备8202的设备类型兼容的移动系统。因此,行驶/移动系统8408可以是任何类型的移动系统,例如包括轮子或踏板系统、航空螺旋桨或转子系统、舷外或舷内水上马达、海上推进系统、喷气推进系统、两足/四足或类似的“行走”系统,等等。
如上所述,传感器阵列8410的传感器可具有不同的能力并且在某些场景中可具有不同的有效性来检测某些类型的障碍物。此外,传感器阵列 8410的传感器的灵敏度可以是可调整的。例如,导航控制模块8406可能够开启和关闭传感器阵列8410的传感器,从而在完全灵敏度(开)和无灵敏度(关)之间切换传感器阵列8410的传感器的灵敏度。可替换地,导航控制模块8406可被配置为调整传感器阵列8410的传感器的操作参数以在完全灵敏度和无灵敏度之间调整传感器的灵敏度。例如,导航控制模块8406可被配置为调整传感器阵列8410的一个或多个传感器的测量频率,这可以是做出测量的频率。导航控制模块8406从而可能够增大和减小传感器阵列8410的传感器的灵敏度,其中传感器灵敏度一般与功率消耗成正比。因此,在完全灵敏度下传感器阵列8410的传感器的操作可以比在低灵敏度或无灵敏度下传感器的操作消耗更多功率。导航控制模块 8406也可能够通过调整从传感器获得的传感器数据的处理复杂度或算法复杂度来调整传感器阵列8410的传感器的灵敏度,其中降低的处理复杂度或算法复杂度可降低导航控制模块8406的功率消耗。导航控制模块8406因此可被配置为选择性地增大和减小传感器阵列8410的传感器的灵敏度,这因此可增大和减小导航控制模块8406的功率消耗。
此外,在一些方面中,导航控制模块8406可将传感器阵列8410的某些传感器用于不同的用途。例如,导航控制模块8406可将传感器阵列 8410的一个或多个传感器用于非移动障碍物的检测,同时将传感器阵列 8410的一个或多个其他传感器用于移动障碍物的检测。此外,在一些方面中,导航控制模块8406也可将传感器阵列8410的某些传感器专门用于检测其他自主移动设备。在一些方面中,传感器阵列8410的一个或多个其他传感器可用于检测多个移动障碍物、非移动障碍物或自主移动设备,并且可能够选择性地开启和关闭“移动障碍物检测模式”、“非移动障碍物检测模式”或“自主移动设备检测模式”。此外,在一些方面中,导航控制模块8406可能够以较低的灵敏度水平操作传感器阵列8410的传感器以检测非移动障碍物,但可能需要以更高的灵敏度水平操作传感器阵列8410 的传感器来检测移动障碍物。在一些方面中,传感器阵列8410的一个或多个传感器也可以是基本或“紧急”碰撞传感器,这些传感器是低功率的并且只适合于对物体的简单检测,例如作为万一其他传感器失效时的最后手段。
如前所示,功率的各种方面,自主移动设备8202可依赖于来自网络接入节点8212的合作来识别与其他自主移动设备和/或移动障碍物碰撞的机率较低的场景并随后将传感器阵列8410的一个或多个传感器退敏感。图72根据一些方面示出了示范性消息序列图8500。如前所述,网络接入节点8212可被配置为确定自主移动设备8202-8210和/或其他障碍物的位置,控制模块8306可基于位置报告、本地传感器数据或外部传感器数据中的任何一个或多个来执行此操作。例如,自主移动设备8202-8210的每一者在8502和8504中可确定其各自的位置(例如,利用传感器阵列8410 的位置传感器在导航控制模块8406处确定)并且将其各自的位置报告给网络接入节点8212(例如,通过经由通信模块8404和天线系统8402从导航控制模块8406发送控制信令),如消息序列图8500中所示。自主移动设备8202-8210可被配置为根据固定的周期和/或在移动条件被触发的情况下(例如,如果检测到超过预定阈值的移动)周期性地报告其位置。
网络接入节点8212的控制模块8306因此可接收8502和8504中的位置报告。除了利用位置报告来确定自主移动设备8202-8210的位置以外,在一些方面中,控制模块8306还可监视由本地传感器阵列8308和外部传感器输入8310提供的传感器数据。具体而言,本地传感器阵列8308可位于网络接入节点8212处并且可被定位来感测障碍物。例如,在仓库机器人场景中,网络接入节点8212可被定位在仓库的中央位置,并且本地传感器阵列8308的传感器被定位成在网络接入节点8212周围面向外部。本地传感器阵列8308的传感器从而可能够检测网络接入节点8212周围的各种障碍物,其中网络接入节点8212可被部署在这样的位置:本地传感器阵列8308可从该位置检测自主移动设备8202-8210附近的障碍物。
在一些方面中,网络接入节点8212的控制模块8306还可经由外部传感器输入8310从外部传感器网络接收传感器数据。图73根据一些方面示出了包括外部传感器8602、8604、8606和8608的示范性外部传感器网络。如图73中所示,外部传感器8602-8608可被定位在网络接入节点 8212周围,在自主移动设备8202-8210的操作区域内。因此,外部传感器 8602-8608可被定位来检测自主移动设备以及其他邻近的障碍物。网络接入节点8212可经由有线或无线连接与外部传感器8602-8608接口连接,其中无线连接可利用与天线系统8302和通信模块8304提供的相同或不同的无线电接入网络。因此,网络接入节点8212的外部传感器输入8310可以是从外部传感器数据网络接收传感器数据的有线或无线输入(并且可能与通信模块8304相同)。
控制模块8306因此可利用位置传感器数据(来自本地传感器阵列 8308)、外部传感器数据(来自外部传感器输入8310)和位置报告(来自自主移动设备8202-8210)中的一些或全部来确定自主移动设备和/或其他障碍物的位置。如消息序列图8500中所示,在一些方面中,控制模块 8306在8506中可连续地监视位置报告、本地传感器数据和外部传感器数据来确定障碍物位置。因此,控制模块8306可处理原始位置信息(例如,位置报告、本地传感器数据和外部传感器数据)来确定自主移动设备 8202-8210和任何其他障碍物的位置。位置报告可指定自主移动设备8202- 8210的位置,而控制模块8306可处理传感器数据来确定其他障碍物的位置。控制模块8306可利用任何类型的基于传感器的物体位置技术来处理传感器数据以识别其他障碍物的位置,其他障碍物包括移动障碍物和非移动障碍物。
控制模块8306可连续地监视位置报告和传感器数据以跟踪自主移动设备8202-8210和其他障碍物的位置。在一些方面中,控制模块8306可比较自主移动设备8202-8210的每一者的位置与其他自主移动设备8202-8210 的位置和检测到的障碍物的位置以确定自主移动设备8202-8210的任何一者的周围附近是否包含任何障碍物。
例如,如图69中所示,自主移动设备8202的周围附近8214(例如,预定大小的区域)可能没有自主移动设备8204-8210和其他障碍物。因此,在比较自主移动设备8202-8210和任何检测到的障碍物的位置后,控制模块8306可在8508中确定周围附近8214没有障碍物。控制模块8306 随后可在8510中向自主移动设备8202提供控制信令,该控制信令告知自主移动设备8202其周围附近8214没有障碍物(例如,通过经由通信模块 8304和天线系统8302通过无线电接入连接发送控制信令)。
自主移动设备8202的导航控制模块8406在8510中可接收该控制信令 (例如,经由天线系统8402和导航控制模块8406)。由于控制信令指明自主移动设备8202的周围附近8214没有障碍物,所以自主移动设备8202 可不需要以完全灵敏度(和完全功率)操作传感器阵列8410并且因此在 8512中可将传感器阵列8410的一个或多个传感器退敏感,从而降低功率消耗。
具体而言,由于导航控制模块8406可假定周围附近8214完全没有障碍物,所以导航控制模块8406可能够关停传感器阵列8410的所有传感器,将传感器阵列8410的所有传感器退敏感到紧急或基本碰撞检测水平,关停传感器阵列8410的除了特定的紧急或基本碰撞传感器以外的所有传感器,等等。
在替换场景中,控制模块8306可在8508中确定周围附近8214没有移动障碍物(例如,没有自主移动设备8204-8210和任何其他移动障碍物),但包含一个或多个非移动障碍物(控制模块8306可利用传感器数据来检测这些非移动障碍物)。控制模块8306随后可在8510中向自主移动设备8202提供指出周围附近8214只包含非移动障碍物的控制信令。如前所述,传感器阵列8410的一个或多个传感器可专门用于检测移动障碍物,而传感器阵列8410的其他传感器可用于检测非移动障碍物。由于控制信令指明周围附近8214没有移动障碍物,所以导航控制模块8406可能够在8512中将传感器阵列8410的专用于检测移动障碍物的传感器退敏感,其方式是通过关断这些传感器或者通过部分降低这些传感器的灵敏度。例如,导航控制模块8406最初可按第一灵敏度水平操作传感器阵列 8410的专用于检测移动障碍物的给定传感器并且在8512中可将该传感器的灵敏度降低到小于第一灵敏度水平的第二灵敏度水平。在一些方面中,导航控制模块8406可降低传感器阵列8410的专用于检测移动障碍物的传感器的灵敏度,并且还降低传感器阵列8410的其他传感器的灵敏度,例如专用于检测非移动障碍物的传感器的灵敏度。例如,与专用于非移动障碍物检测的传感器相比,导航控制模块8406可将专用于移动障碍物检测的传感器的灵敏度降低相比较而言更大的量(例如,按相对或绝对度量)。在一些方面中,如果传感器阵列8410的一个或多个传感器被配置为既检测移动障碍物也检测非移动障碍物并且具有可切换的移动和非移动障碍物检测模式,则导航控制模块8406可停用移动障碍物检测模式和自主移动设备检测模式,同时保持非移动障碍物检测模式活跃。由于传感器处检测模式的切换涉及将传感器阵列配置为检测更多或更少的障碍物,所以这也可被认为是一种类型的退敏感。
此外,由于检测移动障碍物一般可要求更高的灵敏度,所以在一些方面中,导航控制模块8406在8512中也可能够部分降低传感器阵列8410的用于移动和非移动障碍物两者的检测的传感器的灵敏度。例如,传感器阵列8410的给定传感器的第一灵敏度水平可适合于移动和非移动障碍物两者的检测,而低于第一灵敏度水平的第二灵敏度水平可适合于非移动障碍物的检测,但不适合于移动障碍物的检测。因此,当在8510中接收到控制信令后,导航控制模块8406可被配置为将给定传感器的灵敏度从第一灵敏度水平降低到第二灵敏度水平。
在一些方面中,导航控制模块8406也可在8512中通过减少在导航控制模块8406处执行的对传感器数据的处理来将传感器阵列8410退敏感。例如,导航控制模块8406可被配置为根据设置的周期来周期性地接收并处理来自传感器阵列8410的传感器的输入,其中低周期可比高周期产生更多的处理。因此,导航控制模块8406在8512中可通过增大周期来将传感器阵列8410退敏感,这因此也可减少处理的量和导航控制模块8406处的功率花费。导航控制模块8406也可被配置为减少对来自传感器阵列 8410的传感器数据的处理或者降低该处理的算法复杂度以降低灵敏度并因此降低功率消耗。
周围附近8214没有任何障碍物或者没有移动障碍物的这种场景可被概括为“低流量场景”,其中自主移动设备8202可在这种低流量场景中将传感器阵列8410退敏感以节约功率。在一些方面中,网络接入节点 8212的控制模块8306可负责监视位置报告和/或传感器数据以识别低流量场景并且随后通知自主移动设备8202。可以有其他类型的低流量场景,例如周围附近8214只包含有限数目的障碍物,不包含任何其他自主移动设备,等等。例如,控制模块8306可被配置为在8506中监视位置报告和传感器数据以在8508中确定何时自主移动设备的周围附近只包含轻流量,例如何时自主移动设备8202处于低流量周围环境中。例如,取代确定周围附近8214没有任何障碍物或者只包含非移动障碍物,控制模块8306在 8506中可利用位置报告和传感器数据来确定周围附近8214何时只包含有限数目的障碍物,例如1个、2个、3个等等移动障碍物和/或1个、2个、 3个等等非移动障碍物。取决于周围附近8214中的障碍物的数目和/或类型(移动与非移动),控制模块8306可被配置为对流量情形分类并且用“低”流量来识别场景(这可依赖于基于障碍物的数目和类型来对低流量场景分类的预定标准)。在识别周围附近8214中的低流量场景后,控制模块8306可在8510中向自主移动设备8202提供控制信令以将低流量场景告知自主移动设备8202。导航控制模块8406随后可在8512中接收这种控制信令并且将传感器阵列退敏感。由于低流量场景可涉及周围附近8214 中的一些障碍物,所以导航控制模块8406可不完全关停传感器阵列 8410。然而,导航控制模块8406或者可将传感器阵列8410部分退敏感到足以在低流量中避免碰撞的敏感水平,其中该敏感水平可能不足以在高流量中避免碰撞,或者可以关停除了紧急或基本碰撞传感器以外的所有传感器。在一些方面中,网络接入节点8212还可在8510的控制信令中指明哪些类型的障碍物是低流量场景的一部分,例如在周围附近8214中的自主移动设备、其他移动障碍物和非移动障碍物的每一者的数量。导航控制模块8406随后可能够依据传感器阵列8410的每个传感器被配置为检测哪种类型的障碍物来选择性地将传感器阵列8410的传感器退敏感(和/或激活和停用某些检测模式,如果适用的话)。可替代地,在一些方面中,网络接入节点8212可被配置为基于预定的流量水平来对流量情形分类,预定的流量水平例如是第一水平、第二水平、第三水平等等,它们每一者可指示不同量的流量。网络接入节点8212在8510中可经由控制信令向自主移动设备8202指明当前流量水平。自主移动设备8202随后可基于网络接入节点8212指示的流量水平来将传感器阵列8410退敏感,其中自主移动设备8202可在网络接入节点8212指示低流量水平时按低灵敏度水平操作传感器阵列8410,在网络接入节点8212指示中等流量水平时按中等灵敏度水平操作传感器阵列8410,在网络接入节点8212指示高流量水平时按高灵敏度水平操作传感器阵列8410,等等。
在一些方面中,网络接入节点8212可被配置为监视其他自主移动设备的位置,但可能不能够检测其他障碍物,例如如果网络接入节点8212 被配置为接收来自自主移动设备的位置报告,但不具有本地或外部传感器数据来检测其他障碍物。因此,网络接入节点8212可能够在8510中通知自主移动设备8202何时周围附近8214没有自主移动设备8204-8210(或者只包含1个、2个、3个等等自主移动设备),但可能不能够指明周围附近8214是否包含任何其他移动障碍物。与上文描述的低流量场景类似,在一些方面中,导航控制模块8406随后可在8512中将传感器阵列8410部分退敏感到足以在低流量场景中避免碰撞但对于高流量场景则不能的灵敏度水平。可替换地,在一些方面中,导航控制模块8406可将传感器阵列 8410的被配置为专门检测其他自主移动设备的特定传感器退敏感。在一些方面中,导航控制模块8406可降低传感器阵列8410的专用于检测自主运载工具的传感器的灵敏度,并且还降低传感器阵列8410的其他传感器的灵敏度,例如专用于检测非移动障碍物的传感器的灵敏度。例如,与专用于非移动障碍物检测的传感器相比,导航控制模块8406可将专用于移动障碍物检测的传感器的灵敏度降低相比较而言更大的量(例如,按相对或绝对度量)。由于其他障碍物的流量可能不是已知的,所以这可尤其适用于假定在自主移动设备8204-8210的操作区域中有较低数目的其他障碍物的场景。
无论导航控制模块8406采用的退敏感的具体类型如何,导航控制模块8406都可在8512中降低传感器阵列8410的灵敏度,这因此可降低自主移动设备8202处的功率消耗。导航控制模块8406随后可基于从退敏感的传感器阵列8410获得的传感器数据控制自主移动设备8202利用行驶/移动系统8408导航和行驶。由于网络接入节点8212在8510中已指出周围附近 8214是低流量的,所以导航控制模块8406可仍然能够利用退敏感的传感器阵列8410检测较低数目的障碍物并且通过避开任何检测到的障碍物来沿着目标路径行驶。
在传感器阵列8410处于退敏感状态中的情况下,导航控制模块8406 可继续导航和行驶自主移动设备8202。因此,控制模块8306在一些方面中可继续跟踪自主移动设备8202-8210的操作区域中的障碍物的位置以通知自主移动设备8202周围附近8214中的流量状况是否变化,如果流量状况增大则这可能会要求将传感器阵列8410重激活(或者将某些检测模式重激活)到更高的灵敏度水平。如消息序列图8500中所示,网络接入节点8212的控制模块8306可继续监视位置报告和/或传感器数据以跟踪障碍物相对于自主移动设备8202-8210的位置。在之后某个时间点,一个或多个障碍物可最终移动到自主移动设备8202的周围附近8214内,这可改变周围附近8214中的流量情形。例如,自主移动设备8210可移动到周围附近8214内(这可能是自主移动设备8202和自主移动设备8210中的一者或两者的移动的结果),控制模块8306可基于从自主移动设备8202和8210 接收的位置报告来检测到这一点。额外地或者替换地,控制模块8306在 8514中可检测到一个或多个移动或非移动障碍物已移动到周围附近8214 内(由于自主移动设备8202和障碍物中的一者或两者的移动)。
由于流量情形已变化,所以控制模块8306可通过在8516中向自主移动设备8202提供控制信令来通知自主移动设备8202其周围流量情形中的变化。由于控制信令可向导航控制模块8406指出周围附近8214具有更大的流量(例如,增大数目的移动和/或非移动障碍物),所以导航控制模块8406在8518中可重激活传感器阵列8410的被退敏感的传感器(包括重激活先前被停用的某些检测模式)。例如,如果导航控制模块8406先前将传感器阵列8410的专用于检测移动障碍物的传感器退敏感了并且控制信令指出周围附近8214现在包含移动障碍物,则导航控制模块8406可将先前退敏感的传感器的灵敏度增大,例如增大到先前在退敏感前的水平或者增大到另一灵敏度水平,这取决于在控制信令中报告的流量情形。导航控制模块8406随后可进而利用重激活的传感器阵列8410的传感器来导航和行驶自主移动设备8202。
在一种更一般化的设置中,控制模块8306可不断地经由指出周围附近8214中的当前流量情形(例如,障碍物的数目和/或类型)的控制信令向导航控制模块8406提供流量情形更新。如果控制信令指出周围附近 8214中的增大的流量,则导航控制模块8406可通过增大传感器阵列8410 的灵敏度水平来作出响应,这也可包括基于传感器的类型和流量的类型来增大传感器阵列8410的某些传感器(例如,专用于移动障碍物检测的传感器)的灵敏度。相反,如果控制信令指出周围附近8214中的减小的流量,则导航控制模块8406可通过减小传感器阵列8410的灵敏度水平来作出响应,这也可包括基于传感器的类型和流量的类型来减小传感器阵列 8410的某些传感器(例如,专用于移动障碍物检测的传感器)的灵敏度。
因此,取代连续按完全灵敏度操作传感器阵列8410(这可产生高功率消耗),在一些方面中,导航控制模块8406可改为基于由网络接入节点 8212提供的流量情形更新来增大和减小传感器阵列8410的灵敏度。这可使得导航控制模块8406能够通过根据由网络接入节点8212指出的流量情形适配传感器阵列8410的灵敏度来在仍然避免碰撞的同时节约功率。
额外地或者替换地,在一些方面中,网络接入节点8212可利用其覆盖区域来确定自主移动设备8202的周围附近何时没有其他自主移动设备。图74根据一些方面示出了示范性网络场景,其中网络接入节点8212 可协同多个其他网络接入节点提供无线电接入网络,其中每个网络接入节点可具有覆盖区域并且为其自己的覆盖区域内的自主移动设备服务。网络接入节点8212因此可基于哪些自主移动设备正被网络接入节点8212服务而知道哪些自主移动设备在其覆盖区域中。因此,在图74的场景中,网络接入节点8212(例如,控制模块8306)可识别出自主移动设备8202是在其覆盖区域中的唯一自主移动设备。网络接入节点8212随后可向自主移动设备8202提供控制信令,该控制信令指出自主移动设备8202是在网络接入节点8212的覆盖区域中的唯一自主移动设备。自主移动设备8202 因此可将传感器阵列8410退敏感,例如通过利用适合于低流量情形的灵敏度水平,通过关停专用于检测其他自主移动设备的传感器,和/或通过关断传感器阵列8410的一个或多个传感器处的自主移动设备模式。这个部署选项可使得网络接入节点8212能够仅仅依赖于关于哪些自主移动设备在其覆盖区域中的信息,而不是依赖于位置报告和传感器数据。然而,网络接入节点8212可利用位置报告和/或传感器数据连同所服务自主移动设备信息来监视其覆盖区域中的流量情形。
额外地或者替换地,在一些方面中,网络接入节点8212可利用自主移动设备8202的计划移动路径来向自主移动设备8202提供流量情形更新。图75示出了一种示范性网络场景,其中自主移动设备8202可能正沿着计划移动路径8802移动,计划移动路径8802可由导航控制模块8406选择。自主移动设备8202可将计划移动路径8802报告给网络接入节点8212,网络接入节点8212随后可利用位置报告和/或传感器数据来监视计划移动路径8802以确定是否有任何障碍物在计划移动路径8802中或者将会进入计划移动路径8802。如果网络接入节点8212检测到计划移动路径 8802没有自主移动设备8204-8210和其他障碍物或者只包含轻流量,则网络接入节点8212可向自主移动设备8202提供指出计划移动路径8802的流量情形的控制信令。网络接入节点8212可继续监视计划移动路径8802的流量情形并且经由控制信令向自主移动设备8202提供任何必要的流量情形更新。自主移动设备8202随后可基于流量情形更新来控制传感器阵列 8410的灵敏度以在仍然避免碰撞的同时降低功率消耗。此外,自主移动设备8204-8210的每一者也可向网络接入节点8212提供计划移动路径。网络接入节点8212于是可比较自主移动设备8204-8210的每一者的计划移动路径和计划移动路径8802以确定计划移动路径8802的流量情形并随后通知自主移动设备8202。
额外地或者替换地,在一些方面中,网络接入节点8212和自主移动设备8202-8210还可利用约束自主移动设备8202-8210的移动的预定流量“规则”。例如,自主移动设备8202-8210可被限制为根据用于进入和离开、改变方向和其他许可操纵的特定规则沿着预定的“道路”和“交叉口”的系统移动。一种示范性场景可以是利用具有预定的道路和交叉口的平面布置图定义的仓库或工业场所、具有预定的空中交通控制道路的航空区域,等等。在这种场景中,自主移动设备8202可减小传感器阵列8410 的灵敏度,因为与其他自主移动设备的碰撞可能更少。此外,在网络接入节点8212充当“指挥中心”节点来监督自主移动设备8202-8210的移动路径(可能自主移动设备8202-8210作为协调的“舰队”操作,例如对于无人机)的场景中,要监视的事件的数目和在自主移动设备8202与网络接入节点8212之间发送的传感器数据和命令的量可能减少。网络接入节点 8212于是可通过跟踪有限数目的可预见的碰撞事件来控制自主移动设备 8202-8210的路线,并且在拥塞的情况下,重计算路线并且向自主移动设备8202-8210发送关于新路线的指令。自主移动设备8202-8210可利用基本碰撞传感器来对不可预见的事件做出反应。
额外地或者替换地,在一些方面中,网络接入节点8212可以是向自主移动设备8202-8210提供无线网络的“主控”自主移动设备。因此,不同于作为固定的基站或接入点,网络接入节点/主控自主移动设备8212还可被配置有导航控制模块和行驶/移动系统并且也可利用本地传感器阵列 8308来导航和行驶。网络接入节点/主控自主移动设备8212可按与上文所描述的相同的方式监视位置报告和传感器数据并且向自主移动设备8202- 8210提供流量情形更新。
此外,在一些方面中,自主移动设备8202-8210对于传感和碰撞避免可依赖于“主控”自主移动设备。图76根据一些方面示出了一种示范性网络场景,其中自主移动设备8202可连接到主控自主移动设备8902。主控自主移动设备8902可按与如图71中所示的自主移动设备8202类似的方式来配置。然而,主控自主移动设备8902可具有更大的电池容量和/或更灵敏的传感器阵列。主控自主移动设备8902可与网络接入节点8212和自主移动设备8202-8210的每一者维持无线电连接,自主移动设备8202-8210 可利用相同或不同的无线电接入技术(这可要求天线系统和通信模块的单独实例来支持每个无线电接入技术)。主控自主移动设备8902可利用其传感器阵列执行传感并且向自主移动设备8202-8210提供控制信令以将周围流量情形告知自主移动设备8202-8210,例如是否有任何障碍物在自主移动设备8202-8210的每一者的周围附近中。自主移动设备8202-8210于是可基于由主控自主移动设备8902报告的流量情形来调整其各自的传感器阵列的灵敏度。额外地或者替换地,在一些方面中,主控自主移动设备 8902可直接将传感器数据或障碍物位置从其传感器阵列提供给自主移动设备8202-8210,自主移动设备8202-8210可利用这些传感器数据或障碍物位置来代替操作其各自的传感器阵列。自主移动设备8202-8210从而可能够大幅退敏感其各自的传感器阵列,例如通过关停除了基本碰撞传感器以外的所有传感器。
额外地或者替换地,在一些方面中,自主移动设备8202-8210可向彼此提供传感器数据或障碍物位置(这可不依赖于主控自主移动设备)。因此,自主移动设备8202-8210可相互协调来提供传感器数据和障碍物位置。这可使得自主移动设备8202-8210中的一些自主移动设备能够将其各自的传感器阵列退敏感,同时自主移动设备8202-8210中的其他自主移动设备利用其传感器阵列来获得传感器数据和障碍物位置以提供给自主移动设备8202-8210中的那些自主移动设备。在一些方面中,所有自主移动设备8202-8210可都能够将其各自的传感器阵列部分退敏感并且与彼此交换传感器数据或障碍物信息来对退敏感做出补偿。在一些方面中,自主移动设备8202-8210可轮流将其传感器阵列退敏感,同时自主移动设备8202- 8210中的一些自主移动设备获得传感器数据和障碍物位置来提供给自主移动设备8202-8210中的已将其传感器阵列退敏感的那些自主移动设备。
这些方面的实现可在任何环境中达成,包括上述的地面、空中、水中、水下、太空等等的任何一者。每个环境可基于独特的依环境而定的特性和属性而提供特定的场景和用例。例如,在航空无人机设置中,自主移动设备8202-8210可能需要避免与可能会成群地飞的鸟的碰撞。这种碰撞避免可能是这种环境特有的(或者例如对于水下运载工具和海洋生物)并且可给出特定于航空环境的解决方案。例如,如果遭遇鸟群,则主控无人机可被配置为一起控制其他无人机群组并且跟随被设计为用其外观来将鸟吓走的“威风”无人机或一小组威风无人机。无人机从而可能够通过在主控无人机的控制下聚集在一起来避免碰撞,并且如果没有其他障碍物在附近的话,则一旦没有了鸟群就可能够将其传感器阵列退敏感。
此外,在携带着连接到网络接入节点8212的终端设备的诸如工人之类的人在自主移动设备8202-8210的操作区域内的一些方面中,网络接入节点8212还可利用终端设备来跟踪工人的移动并且将工人视为移动障碍物。网络接入节点8212可依赖于关于有多少终端设备在其覆盖区域内的信息(例如,按图74的方式)和/或依赖于由终端设备提供的位置报告来跟踪终端设备的位置并从而确定自主移动设备8202-8210的任何一者的周围附近是否没有工人和/或处于低流量场景中。网络接入节点8212随后可向例如自主移动设备8202提供流量情形更新,详述携带着终端设备的任何工人、其他自主移动设备、其他移动障碍物、其他非移动障碍物等等的存在。如果未携带连接到网络接入节点8212的终端设备的工人在网络接入节点8212的操作区域中,则网络接入节点8212也可能够经由传感器数据将这些工人检测为移动障碍物。
因此,自主移动设备可接收与碰撞避免相关的流量情形信息并且利用流量情形信息来调整碰撞传感器灵敏度。如上所述,这可使得自主移动设备能够通过在低流量情形中降低传感器灵敏度来降低功率消耗。
图77根据一些方面示出了操作移动设备的示范性方法9000。如图77 中所示,方法9000包括利用被配置在第一灵敏度水平的一个或多个碰撞传感器来导航移动设备(9010)。从无线网络接收流量更新,该流量更新表征移动设备的周围附近中的障碍物流量(9020)。如果流量更新指出障碍物流量满足预定的标准,则一个或多个碰撞传感器被配置为以第二灵敏度水平操作(9030)。
术语“用户设备”、“UE”、“移动终端”、“用户终端”等等可应用到任何无线通信设备,包括蜂窝电话、平板设备、膝上型电脑、个人计算机、可穿戴设备、多媒体重放和其他手持电子设备、消费型/家用/办公/ 商业电器、运载工具和任何数目的能够进行无线通信的额外电子设备。
虽然上面的描述和相关的附图可将电子设备组件描绘为分开的元件,但本领域技术人员将会明白将离散的元件组合或集成到单个元件中的各种可能性。这可包括组合两个或更多个硬件电路以形成单个硬件电路,将两个或更多个硬件电路安装到共同的芯片或机壳上以形成集成元件,在共同的处理器核上执行离散的软件例程(例如,程序、算法或应用),等等。相反,本领域技术人员将会认识到将单个元件分离成两个或更多个离散元件的可能性,例如将单个电路分割成两个或更多个分开的电路,将芯片或机壳分离成原本在其上提供的离散元件,将软件例程分离成两个或更多个子例程并且分开执行每个子例程(在相同或不同的处理器核上)。
要明白本文详述的方法的实现方式是演示性的,从而被理解为能够在相应的设备中实现。类似地,要明白本文详述的设备的实现方式被理解为能够实现为相应的方法。从而要理解与本文详述的方法相对应的设备可包括被配置为执行相关方法的每个方面的一个或多个组件。
以上描述中定义的所有缩写在这里包括的所有权利要求中也成立。
虽然已参考特定方面具体示出和描述了本公开的一些方面,但本领域技术人员应当理解,在不脱离如所附权利要求限定的这些方面的精神和范围的情况下,可对其进行形式和细节上的各种改变。本公开的范围从而由所附权利要求指出,并且因此希望涵盖落入权利要求的等同含义和范围内的所有变化。

Claims (20)

1.一种通信设备,包括:
控制器,被配置为:
识别终端设备的指示所述终端设备的功率要求或连接要求的操作简档;
从多个信道类型中选择信道类型;并且
基于所述操作简档从与无线电接入网络相关联的多个物理信道配置中识别用于所述信道类型的物理信道配置;以及
无线电收发器,被配置为根据所述物理信道配置来发送或接收数据。
2.一种无线电接入网络系统,包括:
一个或多个网络接入节点,被配置为在无线电接入网络上提供特定信道类型的多个物理信道配置,其中所述特定信道类型是流量数据信道、控制信道、随机接入信道或寻呼信道;
其中所述一个或多个网络接入节点中的第一网络接入节点被配置为:
接收来自终端设备的对利用所述多个物理信道配置中的第一物理信道配置的请求;并且
根据所述第一物理信道配置向所述终端设备发送数据或者从所述终端设备接收数据。
3.一种导航电路装置,包括:
一个或多个碰撞传感器;
导航控制电路,被配置为利用被配置在第一灵敏度水平的所述一个或多个碰撞传感器来导航移动设备;以及
通信电路,被配置为从无线网络接收表征所述移动设备的周围附近的障碍物流量的流量更新,
所述导航控制电路还被配置为在所述流量更新指出障碍物流量满足预定标准的情况下将所述一个或多个碰撞传感器配置到第二灵敏度。
4.一种通信电路装置,包括:
检测电路,被配置为监视随着时间的流逝哪些终端设备连接到网络接入节点,其中每个所述终端设备是第一类型的或者与所述第一类型互斥的第二类型的;以及
调度器电路,被配置为当连接到所述网络接入节点的每个所述终端设备是所述第一类型的时对于所述网络接入节点使用非连续通信调度并且当连接到所述网络接入节点的所述终端设备中的至少一者是所述第二类型的时对于所述网络接入节点使用连续通信调度。
5.一种管理接口服务器,被配置为作为第一网络和第二网络之间的接口进行操作,所述管理接口服务器还被配置为执行程序代码以:
经由所述第一网络从无线多跳网络的网关设备收集操作信息;
从在所述第二网络上操作的管理设备接收对于无线多跳网络的操作条件的请求;
验证所述管理设备被授权管理所述无线多跳网络;并且
访问数据库以取回所请求的操作信息并且经由所述第二网络将所请求的操作信息提供给所述网关设备。
6.一种用于管理无线多跳网络的网关设备,该网关设备包括:
无线电和天线电路,被配置为从所述无线多跳网络的一个或多个节点接收无线电测量;以及
控制电路,被配置为评估所述无线电测量以估计所述无线多跳网络的与网络密度或发送竞争有关的操作条件,并且基于由所述操作条件指示的所述无线多跳网络的竞争水平来调整所述无线多跳网络的配置。
7.一种电路装置,包括:
测量电路,被配置为在测量定时器的持续时间期间执行无线电扫描以识别邻近无线网络并且获得所述邻近无线网络的一个或多个无线电测量;
控制电路,被配置为在所述测量定时器期满之后基于所识别的邻近无线网络来选择目标无线网络,并且向所述目标无线网络的协调者节点发送包括所述一个或多个无线电测量的关联请求。
8.一种通信电路装置,包括:
流量监视电路,被配置为监视与无线电接入网络相关联的上行链路或下行链路数据流量以确定流量负载条件;
活跃控制电路,被配置为基于所述流量负载条件选择具有活跃阶段和非活跃阶段的工作周期;以及
网络处理电路,被配置为在活跃阶段期间利用处于高功率状态中的网络处理电路来处理额外的上行链路或下行链路数据流量并且在非活跃阶段期间利用处于低功率状态中的网络处理电路来处理额外的上行链路或下行链路数据流量。
9.一种通信设备,包括:
第一无线电电路,被配置为支持与第一网络接入节点的第一无线电接入连接;
第二无线电电路,被配置为支持与第二网络接入节点的第二无线电接入连接,其中所述第一无线电接入连接和所述第二无线电接入连接是针对不同无线电接入技术的;以及
控制电路,被配置为建立转发链路,所述转发链路指示所述第一网络接入节点将打算去往所述第一无线电接入连接的数据重路由到所述第二无线电接入连接,
所述第二无线电电路还被配置为通过所述第二无线电接入连接接收针对所述第一无线电接入连接和所述第二无线电接入连接的数据。
10.一种通信设备,包括:
一个或多个处理器,被配置为:
监视所述通信设备的剩余电池电力;
确定所述剩余电池电力已降低到第一阈值以下;
从预定的一组网络服务中选择第一网络服务并且通过向无线电通信网络报告所述第一网络服务来中断所述第一网络服务;
确定所述剩余电池电力已降低到小于所述第一阈值的第二阈值以下;并且
从所述预定的一组网络服务中选择具有高于所述第一网络服务的优先级的第二网络服务,并且通过向所述无线电通信网络报告所述第二网络服务来中断所述第二网络服务。
11.一种通信设备,包括:
一个或多个处理器,被配置为:
接收用户输入,所述用户输入标识优先服务和所述优先服务被请求的时间段;
通过向无线电接入网络报告非优先服务来中断所述非优先服务;
在所述时间段期间执行所述优先服务;并且
在所述时间段期满之后在所述无线电接入网络上恢复所述非优先服务。
12.一种通信设备,包括:
一个或多个处理器,被配置为:
在无线电接入网络上与终端设备执行非优先服务;
接收指令,所述指令用于针对一时间段中断所述非优先服务的执行;
过滤来自回程接口的寻址到所述终端设备的传入数据以识别与所述非优先服务相关联的非优先服务数据;并且
在所述时间段期间暂停或限制向所述终端设备发送所述非优先服务数据。
13.一种通信电路装置,包括:
控制电路,被配置为基于当前无线电条件和当前电力供应状态识别所述通信电路装置的目标操作变化,其中所述目标操作变化是性能调整或功率消耗调整,并且基于所述目标操作变化从具有不同性能属性或不同功率消耗属性的多个配置中选择用于所述通信电路装置的配置,以及
一个或多个电路,被配置为根据所选配置发送或接收数据。
14.一种通信电路装置,包括:
一个或多个电路,被配置为根据所述通信电路装置的第一配置发送或接收数据,以及
控制电路,被配置为识别当前无线电条件和当前电力供应状态满足预定的标准以及选择所述通信电路装置的第二配置,所述第二配置具有与所述第一配置不同的性能属性或不同的功率消耗属性,
所述一个或多个电路还被配置为根据所述第二配置来利用所述通信电路装置发送或接收第二数据。
15.一种通信电路装置,包括:
多个通信电路;
无线电电路,被配置为接收数据流,所述数据流包括第一数据承载的第一数据和第二数据承载的第二数据的数据流;以及
控制电路,被配置为:
基于所述第一数据承载的质量要求和第一通信电路的性能水平为所述第一数据承载从所述多个通信电路中选择所述第一通信电路,并且
基于所述第二数据承载的质量要求和第二通信电路的性能水平为所述第二数据承载从所述多个通信电路中选择所述第二通信电路,
所述第一通信电路被配置为处理所述第一数据并且所述第二通信电路被配置为处理所述第二数据。
16.一种通信电路装置,包括:
控制电路,被配置为:
识别终端设备的第一数据承载的第一数据和所述终端设备的第二数据承载的第二数据,并且
通过基于所述第一数据承载和所述第二数据承载的质量要求在物理层数据流中分配所述第一数据和所述第二数据来生成所述物理层数据流;以及
无线电电路,被配置为向所述终端设备发送所述物理层数据流和物理层消息,其中所述物理层消息指定所述第一数据和所述第二数据在所述物理层数据流内的分配。
17.一种通信电路装置,包括:
网络处理电路;
一个或多个监视电路,被配置为监视对于无线电接入网络的第一上行链路数据的处理需求指标,其中所述处理需求指标指示所述网络处理电路处的未来处理需求;
活跃控制电路,被配置为基于所述处理需求指标和第一功率状态的处理效率为所述网络处理电路选择所述第一功率状态,
所述网络处理电路被配置为根据所述第一功率状态处理所述无线电接入网络的第二上行链路数据。
18.一种通信设备,包括:
无线电收发器,被配置为通过数据连接与服务器或网络节点发送或接收第一数据,其中所述数据连接是所述通信设备与所述服务器或网络节点之间的端到端连接;以及
处理器,被配置为生成指令,所述指令让网络处理组件为所述通信设备在所述数据连接上向所述服务器或网络节点发送一个或多个连接连续性消息,
所述无线电收发器还被配置为向所述网络处理组件发送所述指令。
19.一种通信设备,包括:
处理器,被配置为从终端设备接收消息,所述消息指示所述通信设备维持所述终端设备与服务器或网络节点之间的数据连接,其中所述数据连接是所述终端设备与所述服务器或网络节点之间的端到端数据连接,
并且还被配置为在回程接口上为所述终端设备在所述数据连接上向所述服务器或网络节点发送一个或多个连接连续性消息。
20.一种存储有指令的非暂态计算机可读介质,所述指令当被处理器执行时指挥所述处理器执行一种方法,该方法包括:
接收一个或多个请求,所述一个或多个请求指定为多个终端设备的一个或多个数据连接执行连接连续性服务的指令;
为所述一个或多个数据连接的每一者评估连接连续性要求以确定连接连续性消息调度;并且
根据所述连接连续性消息调度,在所述一个或多个数据连接上发送连接连续性消息。
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