CN117322060A - 通过移动接入设备有效上传或下载发送数据的系统和方法 - Google Patents

通过移动接入设备有效上传或下载发送数据的系统和方法 Download PDF

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CN117322060A CN202280031888.8A CN202280031888A CN117322060A CN 117322060 A CN117322060 A CN 117322060A CN 202280031888 A CN202280031888 A CN 202280031888A CN 117322060 A CN117322060 A CN 117322060A
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Abstract

本发明通过引入在移动接入设备(例如,基站(诸如gNB)或接入点)处高速缓存所请求的数据的能力并优化终端设备与移动接入设备之间以及移动接入设备与宏接入设备之间的数据的调度/传输,提出了网络系统中的终端设备(例如,智能电话或IoT设备)的下载能力的改进提供。

Description

通过移动接入设备有效上传或下载发送数据的系统和方法
技术领域
本发明涉及包括移动接入设备的无线网络(例如但不限于蜂窝网络)中的数据分发。
背景技术
小型小区技术是第五代蜂窝网络(5G网络)中的新发展,但是小型小区不是将提供网络连接的唯一接入设备(即,基站或节点B)。5G网络还使用宏小区(诸如小区塔)来进行连接,并且与小型小区的高频毫米波能力相比,这些更大的基站可以实现更低的5G频率。
宏小区可以是通过大型塔和天线发送和接收无线电信号以提供km范围内的蜂窝覆盖的蜂窝基站,而小型小区是物理上较小以提升具有高速宽带连接的特定区域中的无线网络连接的另一种类型的蜂窝基站。此外,毫微微小区可以是用于增强室内蜂窝连接的无线接入点。与其他蜂窝连接选项不同,毫微微小区通过互联网连接回来以提供家庭或办公室蜂窝连接。毫微微小区看起来和操作像路由器,并且用户可以将毫微微小区放置在他们当前的网络硬件设置附近。想要购买毫微微小区的任何人都可以接入毫微微小区。
在一些情况下,终端设备(诸如移动用户设备(例如,诸如用户设备(UE)的移动电话、智能电话、膝上型计算机、笔记本电脑、平板电脑等)或物联网(IoT)设备(例如,传感器等))可能具有高带宽需求,例如,由于需要下载大数据文件。然而,如果宏小区仅可以提供有限的连接,或如果终端设备必须首先连接到移动中继(例如,诸如5G网络中的gNodeB(gNB)的移动蜂窝接入设备)并且然后才能触发文件的下载,则在连接到蜂窝网络的宏小区时检索这样的大数据文件可能引起问题,这是因为移动中继可能能够在非常有限的时间量内提供良好/快速的连接。
示例性用例可以是通过宏小区连接到蜂窝网络并且需要当前宏小区不能完全处理的一些带宽需求的UE。例如,医疗用户可能正在进行视频会议并且还请求下载大基因组文件,或旅行用户正在尝试检索一些视频,但是通过宏小区的当前连接不支持该连接。
发明内容
本发明的目的是实现无线网络中的改进的数据分发。
该目的通过根据权利要求1所述的装置、根据权利要求6所述的无线通信系统、根据权利要求14所述的终端设备、根据权利要求15所述的方法以及计算机程序产品来实现。
根据涉及无线网络的核心网络设备或功能(例如,AMF、SMF或IAB协调器)或终端设备(目标设备)的第一方面,提供了一种用于在无线网络中控制发送数据的上传或下载的装置,其中,所述装置被配置为:
-基于接入设备的估计位置信息和目标设备的位置信息来选择所述接入设备;以及
-基于移动接入设备的估计位置信息和所述目标设备的位置信息来调度所述发送数据到所述接入设备的传输以及所述发送数据从所述接入设备到所述目标设备或到所述无线网络的核心网络的后续传输。
根据涉及核心网络设备或功能或终端设备(目标设备)的第二方面,提供了一种在无线网络中控制发送数据的上传或下载的方法,其中,所述方法包括:
-基于移动接入设备的估计位置信息和目标设备的位置信息来选择所述移动接入设备;以及
-基于所述移动接入设备的估计位置信息和所述目标设备的位置信息来调度所述发送数据到所述移动接入设备的传输以及所请求的数据从所述移动接入设备到所述目标设备或到所述无线网络的核心网络的后续传输。
根据涉及核心网络设备或功能或终端设备(目标设备)的第三方面,提供了一种在无线网络中控制发送数据的上传或下载的方法,其中,所述方法包括:
-基于移动接入设备的估计位置信息和目标设备的位置信息来选择所述移动接入设备;以及
-基于所述移动接入设备的所述估计位置信息、所述目标设备的所述位置信息以及优化所述通信性能的所述移动接入设备的所述估计位置来调度所述发送数据通过所述移动接入设备在所述目标设备与所述核心网络之间的传输。
通信性能可以包括例如端到端吞吐量(平均或瞬时)、总网络吞吐量(平均或瞬时)、在功耗方面最有效的通信、最低干扰水平。对于最佳通信性能定义,可以考虑其他度量,如吞吐量时间、数据速率或延迟。
根据第四方面,提供了一种无线通信系统,其包括第一方面的装置和至少一个移动接入设备。
根据第五方面,提供了一种终端设备(例如,无线通信设备(UE)或IoT设备),其包括第一方面的装置。
最后,根据第六方面,提供了一种计算机程序产品,其包括用于当在计算机设备上运行时产生第二方面的上述方法的步骤的代码器件。
因此,目标设备(例如,终端设备、IoT设备等)的更好的上传或下载能力可以通过使用目标设备与宿主接入设备之间的移动接入设备优化移动性和网络拓扑、数据传输中的至少一个(例如通过在移动接入设备处高速缓存所请求的数据并且在目标设备与移动接入设备之间和/或在移动接入设备与宏接入设备之间分配通信参数)来实现。宿主接入设备可以是宏小区或能够提供到移动接入设备的连接的任何其他小区,例如,微微/毫微微/小型小区,静止的或移动的。
由于上述优化基于移动接入设备的定位信息,因此可以以数据通信不受影响的这种方式预先准备通信,在宏小区中保持相关文件的上传或下载,例如,由于它当前过载,移动接入设备开始高速缓存所请求的数据的上传或下载,并且可以使目标和移动接入设备知道其位置/轨迹以适应和规划其无线电接入网络(RAN)通信设置。
根据可以在本发明的第一至第六方面中的任一方面中使用的变型,提出了所述装置被配置为发起在所选择的移动接入设备处高速缓存所述发送数据。
根据可以与上述第一至第六方面中的任一方面组合的第一选项,当所述移动接入设备处于所述宏接入设备的预定范围内时,可以经由所述宏接入设备上传或下载所请求的数据。因此,可以确保在短距离上传输发送数据以实现改进的连接。
根据可以与第一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第二选项,发送数据可以是要上传或下载的数据文件、来自流式传输服务的数据流或软件更新。因此,可以经由移动接入设备更有效地将大量数据传输到目标设备或从目标设备传输大量数据。
根据可以与第一选项或第二选项或上述第一方面至第六方面中的任一方面组合的第三选项,考虑多个移动接入设备的当前行进的调度,可以确定所述移动接入设备中的哪个将在所述目标设备的预定范围内,并且考虑所述目标设备在预定时间处的位置信息、所述多个移动接入设备中的每个在所述预定时间处的位置、以及所述目标设备的用户在预定时间处的通信要求,可以识别所述多个移动接入设备中的哪个能够将所述发送数据递送到所述目标设备。因此,最适合的移动设备可以被选择用于发送数据的有效传输。
根据可以与第一至第三选项中的任一个或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第四选项,可以向所选择的移动接入设备通知关于所述目标设备沿着所述移动接入设备的路线的存在、所述目标设备的用户的数据要求和所述目标设备的位置中的至少一个,使得所选择的移动接入设备能够预先优化发送参数或预先分配发送资源。因此,可以在移动接入设备处确保发送数据的有效传输。
根据可以与第一至第四选项中的任一个或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第五选项,可以通过宏小区向目标设备通知关于移动接入设备何时将到达范围并且可用于上传或下载发送数据的定时。因此,使得目标设备能够准备发送数据的有效传输。
根据可以与第一至第五选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第六选项,选择用于传输所述发送数据的所述移动接入设备的合适位置和用于所选择的移动接入设备和服务于所述目标设备的宏接入设备之间的上行链路或下行链路通信的合适开始时间。因此,可以实现发送数据的(一个或多个)传输的有效调度。
根据可以与第一至第六选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第七选项,如果单个移动接入设备不能处理所有发送数据,则可以通过两个或更多个移动接入设备传输发送数据。
根据可以与第一至第七选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第八选项,所述移动接入设备可以是车载接入设备,所述车载接入设备被配置为服务于位于所述车辆中或所述车辆的预定范围内的终端设备。因此,可以在具有预定行进路线和调度的公共交通工具上提供多个移动接入设备,以促进发送数据的传输的有效调度并提供增强的连接。
根据可以与第一至第八选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第九选项,所述移动接入设备可以包括中间用户平面功能(I-UPF)或本地应用功能(AF),或被配置为托管边缘计算应用或边缘应用服务器。该措施提供可以使发送数据从数据源到移动接入设备的传输更有效的优点。
根据可以与第一至第九选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十选项,所述移动接入设备被配置为考虑以下中的一个或多个而预先分配和配置用于上传或下载所述发送数据的通信资源:要传输的所需数据量、所述目标设备的位置信息、所述移动接入设备的预期轨迹、所述目标设备或宏接入设备和所述移动接入设备将在预定范围内的预期时间段。因此,可以在移动接入设备处优化发送数据的传输。
根据可以与第一至第十选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十一选项,核心网络功能或宏接入设备可以被配置为一旦所述移动接入设备已经被选择,则触发向所述移动接入设备的条件切换的请求,或所述目标设备可以被配置为发送触发所述条件切换请求的无线电资源控制测量报告,或所述目标设备被配置为直接向所述无线网络的核心网络发送触发所述条件切换的请求,或所述目标设备可以被配置为如果它满足预定条件则加入所述移动接入设备。因此,可以通过切换操作有效地发起经由移动接入设备的数据传输。
根据可以与第一至第十一选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十二选项,所述移动接入设备和服务于所述目标设备的宏接入设备可以是中央单元和分布式单元之间的划分的实例,其中,所述移动接入设备是分布式单元,并且所述宏接入设备是中央单元,其中,所述中央单元被配置为向所述目标设备发送连接重新配置消息,所述连接重新配置消息包括用于从源分布式单元移动到目标分布式单元的定时和条件,其中,所述目标设备被配置为在随机接入程序和/或连接重新配置完成消息中包括关于数据递送状态的信息,并且其中,所述发送数据被高速缓存在所述目标分布式单元处。这些措施便于经由移动接入设备的基于切换的数据传输。
根据可以与第一至第十二选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十三选项,可以提供一种集成接入和回程IAB宿主单元,所述集成接入和回程IAB宿主单元被配置为根据所述移动接入设备的估计的移动性信息来创建通信参数,当所述移动接入设备在所述IAB宿主单元的预定范围内时激活所述通信参数,并且当所述移动接入设备在所述IAB宿主单元的范围之外时保持所述通信参数。因此,可以确保在要传输发送数据时容易获得适当的通信参数。
根据可以与第一至第十三选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十四选项,所述发送数据可以被分发在移动边缘或多接入边缘计算MEC环境中,其中,所述无线网络的核心网络的MEC协调器可以被配置为选择所述移动接入设备以将所述发送数据递送到所述目标设备,其中,首先在所选择的移动接入设备处调试MEC应用,并且基于来自所述目标设备的应用请求,在所述MEC协调器的请求时传输所述发送数据。这确保发送数据经由所选择的移动接入设备从应用到目标设备的有效传输。
根据可以与第一至第十四选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十五选项,服务于所述目标设备的宏接入设备可以被配置为在学习阶段期间收集所述移动接入设备的定位信息,并且在预测阶段期间使用所收集的定位信息来估计所述移动接入设备的实际位置。因此,可以实现发送数据的传输的有效调度和传输期间的改进的连接。
根据可以与第一至第十五选项中的任一选项或上述第一至第六方面中的任一方面组合的第十六选项,所述终端设备可以被配置为基于所述目标设备的所述位置信息和所述移动设备的所述估计位置信息中的至少一个来决定是否连接到所述移动接入设备。
注意,上述装置可以基于具有分立硬件部件的分立硬件电路、集成芯片或芯片模块的布置、或基于由存储在存储器中、写在计算机可读介质上或从网络(诸如互联网)下载的软件例程或程序控制的信号处理设备或芯片来实施。
应当理解,根据权利要求1所述的装置、根据权利要求7所述的无线通信系统、根据权利要求15所述的终端设备、根据权利要求16所述的方法以及所述计算机程序产品可以具有特别地与从属权利要求中所限定的类似和/或相同的优选实施例。
应当理解,本发明的优选实施例也能够是独立权利要求或以上实施例与相应从属权利要求的任何组合。
参考下文所述的实施例,本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并且得到阐明。
附图说明
在以下附图中:
图1示意性地示出了其中可以实施本发明的蜂窝网络的架构;
图2示意性地示出了根据从移动基站到外接终端设备的规划数据下载的实施例的示例;
图3示意性地示出了用于图2的示例的规划数据下载的信令和处理示意图;
图4示意性地示出了根据实施例的用于移动边缘计算(MEC)环境中的数据分发的信令和处理示意图;
图5示意性地示出了根据各种实施例的移动基站和整个系统的示例性示例的框图;
图6示意性地示出了根据实施例的示例的信令和处理示意图,其中,下行链路数据在移动基站处被高速缓存直到其可以被递送;
图7示意性地示出了根据各种实施例的第一响应者网络定位和映射程序的流程图;
图8示出了宏基站与移动基站之间的下行链路吞吐量相对于基于历史数据的位置的特性曲线;
图9示出了两个移动基站与终端设备之间的下行链路吞吐量相对于基于历史数据的位置的特性曲线;
图10示意性地示出了根据通过移动基站将规划数据下载到外接终端设备的实施例的示例;
图11示出了宏基站与移动基站之间以及移动基站与UE之间的下行链路吞吐量相对于基于历史数据的位置的特性曲线。该图示出了用于优化各个通信链路的位置L1和L3以及用于优化端到端通信链路的位置L2;以及
图12示出了宏基站与移动基站之间以及移动基站与UE之间的下行链路吞吐量相对于基于历史数据的位置的特性曲线。
图13示出了用于通过不同波束广播同步信号块的波束成形布置,其中波束相对于移动基站的行进方向布置。
图14示出了用于通过不同波束广播同步信号块的波束成形布置,其中波束保持独立于移动基站的行进方向的固定布置。
具体实施方式
现在基于5G蜂窝网络环境描述本发明的实施例。
在整个本公开中,缩写“gNB”(5G术语)旨在表示诸如蜂窝基站或WiFi接入点的接入设备。gNB可以包括集中式控制平面单元(gNB-CU-CP)、多个集中式用户平面单元(gNB-CU-UP)和/或多个分布式单元(gNB-DU)。gNB是无线电接入网络(RAN)的一部分,其提供到核心网络(CN)中的功能的接口。RAN是无线通信网络的一部分。它实施无线电接入技术(RAT)。概念上,它驻留在诸如移动电话、计算机或任何远程控制的机器的通信设备之间,并提供与其CN的连接。CN是通信网络的核心部分,其向经由RAN互连的客户提供许多服务。更具体地,它在通信网络和可能的其他网络上引导通信流。
注意,在整个本公开中,在附图中仅示出了与所提出的数据分布功能相关的那些块、部件和/或设备。出于简洁的原因,省略了其他框。
图1示意性地示出了其中可以实施本发明的蜂窝网络的架构。
在图1的架构中,移动接入设备30被提供用于在宿主接入设备(例如,gNB)20(即,宏接入设备)与终端设备(例如,诸如UE的无线通信设备)10之间中继数据。宿主接入设备20提供到5G核心网络40的连接。
在示例中,移动接入设备30可以是车载中继,其可以被定义为服务于在车辆中或靠近车辆的终端设备(例如,UE)的移动基站。车载中继还可以托管和实施一些网络功能以递送在各种实施例中提到的通信服务。
移动接入设备30可以通过第一无线链路110连接到宿主接入设备20,并且通过第二无线链路120连接到终端设备10(例如,如3GPP规范TR_22839的图4-1中所描述的)。
注意,移动接入设备30实现以下实施例的用例的功能可以超出在常规静态接入设备(例如,gNB)中实施的功能。特别地,移动接入设备30可能需要实施一些网络功能,诸如中间用户平面功能(L-UPF)或本地应用功能(AF)。它还可能需要托管边缘计算应用或边缘应用服务器。
根据各种实施例,描述了用例和协议流程,其中5G系统或其他无线网络为终端设备提供更好的下载能力。这可以通过使用终端设备10和宏(宿主)接入设备20之间的移动接入设备30来优化移动性和网络拓扑中的至少一个、通过在移动接入设备30处高速缓存数据来传输数据、以及在终端设备10与移动接入设备30之间和/或在移动接入设备30与宏接入设备20之间分配通信参数来实现。
在上述优化基于移动接入设备30的定位信息的情况下,可以以数据通信(例如,视频呼叫)不受影响的这种方式预先准备通信,相关文件的下载由于其当前过载而被保持在宏小区中,移动接入设备(中继站)30开始高速缓存终端设备10所请求的数据的下载,并且使终端设备10和移动接入设备30知道其位置/轨迹以适配和规划其无线电接入网络(RAN)通信设置。
在示例中,可以在移动基站上协调数据下载,以改进诸如5G的无线网络中的通信性能。为了实现这一点,RAN协议可以适于优化的移动性,其可以包括例如用于基于移动接入设备30的移动性模式的多跳回程的集成接入和回程(IAB)中的切换协议或修改。
在其他示例中,用于规划数据下载的协议可以包括移动接入设备30处的边缘服务器或数据高速缓存的动态设置。
在另外的示例中,可以基于移动接入设备30的定位信息的知识来优化终端设备10(例如,静态终端设备)与移动接入设备30之间和/或移动接入设备30与其宏小区之间的RAN连接。
在另外的示例中,具有车载基站(所谓的移动基站(MBS))的车辆可以被配置为充当中继并帮助提供有效的数据递送。该用例解决了不与移动基站一起移动的用户的需求,但是当用户和移动基站靠近时可以受益于由MBS提供的连接。特别地,该用例解决了具有有限连接(例如,当连接到宏小区时)或具有太苛刻的带宽需求的那些终端设备(例如,UE)的需求。
图2示意性地示出了从移动基站到外接终端设备的规划数据下载的示例。
在图2中,示出了城市环境,其中每个阴影正方形对应于房屋的块200。固定gNB 20充当宿主gNB,并且UE 10被示出为在具有不良连接的位置中远离宿主gNB 20的两个块。此外,示出了移动gNB 30及其路线(粗虚线箭头)。路线包括在时间T0至T3的位置L0至L3。在位置L1和时间T1处,移动gNB 30从宿主gNB 20接收第一数据传输210,该第一数据传输210在时间T3处在位置L3通过到UE 10的第二数据传输220“中继”到UE 10。
例如,用户Tom正在等待23号公共汽车。在这样做的同时,Tom正在经由他的UE 10观看他优选的一系列视频流服务。他还与朋友打电话。然而,Tom在其当前位置处的网络连接特别不足以处理视频流服务,因为宿主gNB 20远离他的UE 10。在该示例中,如果UE 10可以请求下载该系列并且通过用户附近的合适的移动中继(例如,一会儿到达公共汽车站的45号公共汽车)调度其递送,则是有益的。在时间T3和位置L3处执行利用移动基站(gNB)30从45号公共汽车到UE 10的数据传输220。
上述示例可能要求移动网络运营商(MNO)在城市中操作移动基站和宏小区作为先决条件,用户Tom具有UE并且向MNO订阅,连接到宏基站(图2中未示出)并且需要检索某些文件(例如,电影或网站)。
所提出的数据传输210和220可以涉及以下服务流:
·用户的UE 10连接到(5G)宏网络;
·(5G)宏网络能够递送其正常通信需求,特别是低延迟和低带宽通信需求,但是由于多点覆盖和大量UE,因此提供用于下载大量数据的有限容量;
·MNO操作提供额外的附加容量的移动基站,并且移动网络确定我们的用户Tom的下载需求可以由接近Tom的位置的45号公共汽车的移动基站(gNB)30来满足;
·5G系统在接近Tom的位置的移动基站(gNB)30处高速缓存Tom所需的下行链路业务,其中,可以非常快速地将该数据下载到移动基站(gNB)30,因为这是在移动基站(gNB)30非常靠近宏基站(gNB)20时的时间T1和位置L1处完成的;
·当移动基站(gNB)30然后在时间T3和位置L3处靠近Tom的UE 10时,UE 10连接到移动基站(gNB)30并且UE 10快速接收所有请求的数据;以及
·当移动基站(gNB)30移动远离时,Tom的UE 10释放其与移动基站(gNB)30的连接。
因此,用户可以享受快速下行链路连接并检索他所需的所有文件而不影响他的呼叫。
为了实现这一点,蜂窝(5G)系统提供以下中的至少一个:在移动基站处调度和高速缓存数据下载的装置、优化递送快速数据下载所需的宏基站与移动基站之间的移动性的装置、或在终端设备(例如,UE)与移动基站连接之前规划和优化终端设备与移动基站之间的RAN通信的装置。
在另一示例中,用户Tom是刚遇到车祸的急诊医生。Tom正在照料几个受伤的人Tom正在与附近医院的其他临床医生进行呼叫,讨论患者的健康状态以及患者应当转移到哪个医院。Tom还想要检索患者的电子健康记录以进行更好的评估。然而,在他的当前位置(事故区域)处的网络连接特别不足以在患者的EHR中下载一些更庞大的文件。在这种情况下,如果Tom的UE可以调度EHR的下载,则是有益的。这可以通过安装在已经接近事故区域的救护车之一上的中继来完成。该示例也可以通过图2来说明。在位置L0和时间T0处,UE请求EHR数据传输。移动基站(救护车安装的中继(AMR))在位置L1和时间T1处从宏小区接收EHR数据。AMR高速缓存该EHR数据。当AMR在时间T3处在位置L3处时,AMR可以将所请求的EHR数据快速递送到Tom的UE。在替代示例中,终端设备可以是需要递送软件更新的IoT设备。一些IoT设备可能缺乏到宏小区的连续连接,但是IoT设备可能能够在移动基站(gNB)附近时从移动基站(gNB)检索软件更新。在替代示例中,移动基站可以是无人驾驶飞行器(UAV)或卫星。
在这些相关示例和实施例中,UE(例如,IoT设备)可以被配置有与移动基站的移动性模式相对应的唤醒调度。替代地,移动基站被配置有适合UE(例如,IoT设备)的唤醒调度的移动性模式。还可以设计移动性模式和唤醒调度以彼此互补。
在实施例中,管理实体(例如,核心网络中的网络功能或具有对至少一个移动基站的移动性模式的接入的宿主gNB)将使用和/或检索一个或多个UE的身份和位置(例如,从诸如AMF的另一网络功能),并且为适合该移动性模式的UE设置唤醒调度,即,UE将被配置为当移动基站靠近时唤醒。管理实体可以接入例如存储在数据库中的所有信息(移动性模式、UE的身份和位置等),或可能需要从网络中的其他管理实体或网络功能请求数据。唤醒调度应当使得能够处理移动基站的到达时间中的潜在时间差,例如,在预期到达时间之前和之后唤醒。这可以是可配置的参数。
在实施例中,如果UE遵循给定分布(例如,作为街道旁边的一排房屋中的智能电表或街道旁边的照明灯的线路)定位,则UE还可以例如通过PC5接口彼此通信,以从其他UE获得移动基站的到达时间的指示或通知其他UE关于到达时间。例如,如果移动基站应当在14:00到达UE1并且在14.02到达UE2,并且UE1被配置为在13.59唤醒并保持唤醒2分钟,并且UE2被配置为在14.01唤醒并保持唤醒2分钟,并且移动基站以一定延迟到达UE1(例如,在14:00:30),则UE1可以通过通信接口(例如,PC5接口)交换与移动基站的到达(例如,准时、迟到、提早等)有关的信息,使得第二UE可以考虑它,例如,通过进入睡眠直到移动基站的实际到达。
在实施例中,移动基站的移动性模式可能受到至少UE的唤醒调度的影响。在这种情况下,核心网络中的网络功能或可接入一个或多个UE的唤醒调度的宿主gNB可以确定移动基站(例如,无人机或车辆)的移动性模式,并相应地配置这样的移动性模式。
在实施例中,需要接入给定资源(例如,软件更新或app更新)的UE可以预先向管理实体(例如,网络功能或基站)通告其要求。管理实体可以代表UE订阅对应的资源更新。管理实体将检索或得到这种更新的通知,并使它们在移动基站处可用。然后,例如,当UE唤醒和/或移动基站靠近时,UE可以从移动基站检索或接收更新。
类似于图2,图10示意性地示出了通过移动基站从宿主gNB向外接终端设备的规划数据下载的示例。在图10中,我们观察到在位置L0和时间T0处,UE请求EHR数据传输。该时间点还可以表示知道或预测UE将消耗或发送某些数据的应用知识。在这种情况下,数据在位置L2和时间T2从宿主gNB端到端地传输到UE。位置L2被选择为优化通过救护车安装中继(AMR)从宿主gNB到UE的端到端连接。可以基于UE和AMR之间以及AMR和宿主gNB之间的历史或预测吞吐量曲线的知识来完成该优化。该预测吞吐量在图11中示出,其中,我们观察到L2是在AMR的路径中具有最佳可能的端到端通信链路的位置。注意,L2不提供与位置L1(AMR-宿主gNB)和位置L3(UE-AMR)处的各个通信链路一样好的吞吐量。
图3示意性地示出了用于图2所示的示例的规划数据下载的信令和处理示意图。所涉及的设备是UE 10、宏基站(gNB)20、CN 50、域名服务器(DN)60和移动基站(gNB)30。
在图3的信令和处理序列以及随后的图4和6的信令和处理序列中,从顶部到底部的竖直方向对应于时间轴,使得在其他消息或处理步骤上方示出的消息或处理步骤在更早的时间处发生。
在步骤301中,UE 10通告带宽/处理需求。这可以被通知给CN 50,或UE 10可以通知给定数据网络处的第三方应用。例如,UE 10可以宣布它需要下载特定数据文件。可以从高应用层提取该信息,或可以将请求直接提供给应用提供商。例如,如果用户愿意在流式传输服务(例如,内容平台(CP))中观看2h长的电影,则UE 10可以预期整个数据文件将需要在接下来的2小时内被流式传输。这是需要通过移动网络(即,CN 50和RAN)从流式传输服务递送的数据。
注意,CN 50、DN 60和流式传输应用还可以预测用户的行为和其需求。例如,如果用户观看电视(TV)系列的剧集每天晚上,DN 60可以识别用户的通信需求。这也可能适用于通勤的用户,因为这些用户中的一些通常以可预测的方式消耗一些数据资源,例如,在其通勤时间期间观看这样的电视剧,并且因此可以基于其通勤行为来预测通信需求。如果DN 60知道用户的要求并且CN 50知道用户的移动性模式,则DN 60与CN 50之间的协作可以允许将所请求的资源放置在正确的位置和时间,使得用户可以有效地消耗它们。
在步骤302中,DN 60请求CN 50分配用于向UE 10递送数据的资源。这可以是根据特定用户和数据请求的需求采取的动作。替代地,这可以是初始配置步骤,其中DN 60和CN50同意以优化的方式向用户递送数据。基于该协议,CN 50可以分配资源并以这样的方式移动应用/数据,使得它被有效地递送给终端用户,例如,它可以将应用/数据放置在靠近UE的位置,例如,在靠近宿主gNB20的边缘服务器中。
在步骤303中,CN 50知道移动基站的路线以及用户和他的宏小区的位置。CN 50考虑到移动基站的当前调度,规划哪个移动基站将在用户附近。基于此,CN 50可以考虑每个UE在时间t处的位置、每个移动基站在时间t处的位置以及用户在时间t处的通信要求中的至少一个来识别哪个移动基站可以向哪个UE递送哪个负载。
简单的示例性策略可以包括检查接下来哪个移动基站将靠近UE 10,以及UE 10与潜在移动基站之间的可用通信链路是否将足以处理UE 10的通信要求。可用通信链路是指考虑到通信链路的距离和预期持续时间,当UE 10和潜在移动基站相遇时的可用通信资源。
在步骤304中,CN 50向所选择的移动基站30通知沿着移动基站30的路线的用户的存在、UE 10的用户的数据要求和/或UE 10的位置,使得移动基站30可以预先优化发送参数,例如波束成形或频率,或预先分配发送资源。
在步骤305中,CN 50在移动基站30处分配资源,例如,由DN请求触发。这些资源可以是用于高速缓存数据传输的存储资源或用于执行数据传输的通信资源。CN 50开始将用户所需的资源本地下载到移动基站30(例如,高速缓存,如在内容递送网络中)。
在步骤306中,可以在移动基站30处执行数据高速缓存或本地存储。
在步骤307中,移动基站30考虑到要传输的所需数据量、用户的已知位置、移动基站30的预期轨迹以及UE 10和移动基站30将在预定范围内的预期时间中的至少一个来预先分配和配置用于发送所请求的数据的通信资源。
这些通信资源可以包括编码(例如,扰码、信道化码)、定时和频率资源和/或随时间的波束成形。这些参数中的一些可以预先配置,因为移动基站30知道移动基站30的定位信息和与例如报告的信道质量指示(CQI)相关的历史数据。可以优化和预先配置诸如波束成形的参数,因为UE 10的位置可以是已知的(在一些情况下,可以假设它是静态的),并且移动基站30的轨迹也可以是已知的。
在步骤307a中,为了效率的目的,可以通过宏小区(即,宏基站20)来进行移动基站30的通信资源的分配,即,在移动基站30处于预定范围内并且UE 10连接到它、或切换程序甚至已经开始之前。类似地,例如,在包括加入和离开移动基站所需的条件的条件切换(CHO)的背景下,可以通过宏小区向UE 10通知移动基站30。
在步骤308中,CN 50可以通过宏小区(即,宏基站20)向UE 10通知移动基站30将到达并且可用于递送的定时。可选地,CN 50还可以向UE 10通知要用于加速小区获取的物理小区标识符和波束索引。作为另一选项,CN 50可以为移动基站30提供切换参数和发送参数。如果由移动基站30广播的系统信息(例如,主信息块(MIB)、系统信息块1(SIB1))被签名,则CN 50也可以通过宏小区向UE 10提供该信息,使得可以预先验证该信息。
在步骤309中,UE 10可以预先调度切换。UE 10还可以预先接收通信参数。这可以包括例如波束成形参数,因为UE 10知道移动基站30的预期轨迹。
在步骤310中,当移动基站30根据调度出现时,UE 10连接到移动基站30。在一些情况下,UE 10还可以再次请求所需的资源(数据),然后触发例如从移动基站30或从边缘服务器(例如,与宿主gNB 20并置)的本地下载。在一些情况下,数据已经被请求,并且一旦UE 10和移动基站30被连接,它就将被直接下载。
在步骤311中,一旦UE 10和移动基站30彼此连接,数据传输就可以以最小的延迟发生,因为已经预先配置了通信参数,并且UE 10能够直接从移动基站30或例如与宿主gNB并置的近边缘服务器下载数据,该近边缘服务器在接近UE 10时已经高速缓存数据。
在步骤312中,可以在移动基站30处或边缘服务器附近移除高速缓存的数据。
最后,在步骤313中,一旦完成大容量数据的交换,当UE 10已经丢弃其连接时,UE10重新连接到其先前的宏小区(即,宏基站20)。
更一般地,步骤308-313可以定义用于至少基于第三通信设备的移动性模式在第一通信设备(例如,UE)和第二通信设备(例如,宿主小区/宏基站)与第三通信设备(例如,移动基站)之间执行条件切换的方法,其中,第一通信设备从第二通信设备移动到第三通信设备,并且然后返回到第二通信设备。这种方法可以独立于(以及结合)在该实施例的整个描述中给出的其他方法和实施例使用。
类似地,第一设备(例如,UE)可以被配置为至少基于第三通信设备的移动性模式执行从第二通信设备(例如,宿主小区/宏基站)到第三通信设备(例如,移动基站)设备并且然后返回到第二通信设备的条件切换,如步骤308-313中所阐述的。
类似地,第二通信设备(例如,宿主小区/宏基站)可以被配置为至少基于第三通信设备的移动性模式管理第一通信设备(例如)到第三通信设备(例如,移动基站)设备并且然后返回到第二通信设备的有条件切换,如步骤308-313中所阐述的。
此外,更一般地说,步骤306在步骤307-313的背景下定义了一种方法,该方法包括以下步骤:当第一通信设备和第三通信设备之间的通信链路基于第三通信设备的移动性模式是合适的时,在第三通信设备处高速缓存数据,以与第一通信设备有效地交换数据。这样的方法可以独立于(以及结合)在该实施例的整个描述中给出的其他方法和实施例使用。
类似地,第二通信设备(例如,宿主小区/宏基站)可以被配置为出于基于第三通信设备的移动性模式高速缓存接收到的数据直到第一通信设备和第三通信设备之间的通信链路合适的目的而朝向第三通信设备转发用于第一通信设备(例如,UE)的数据,如在步骤307-313的背景下在步骤306中所阐述的。
类似地,第三通信设备可以被配置为从第二通信设备(例如,宿主小区/宏基站)接收数据,其中数据是用于第一通信设备(例如,UE),其中,第三通信设备包括存储器,该存储器适于基于第三通信设备的移动性模式高速缓存接收到的数据,直到第一通信设备和第三通信设备之间的通信链路合适,如在步骤307-313的背景下在步骤306中所阐述的。
注意,如果卫星和无人驾驶飞行器(UAV)场景要提供到陆地UE或UE接入点(AP)的连接,则该实施例也可以适用于它们。
因此,提供优化的移动性以确保数据可以在宏小区与移动基站之间以及移动基站与终端设备之间快速传输。可以在RAN内的多个级别实现优化移动性。其中之一是指切换程序。另一选项可以是多跳通信UE-移动基站-宏小区。
关于切换(HO)程序,可以通过利用移动性模式来优化该程序。建立在CHO上的优化切换程序可以基于以下选项中的至少一个:
a)一旦CN已经确定哪个移动基站将是最适合于数据递送的移动基站,则对Cho的请求可能不是由UE触发,而是由CN本身触发,例如5G网络中的接入和移动性管理功能(AMF)或会话管理功能(SMF)。这可能是需要的,因为CN知道移动基站的路线并且可以规划切换。
b)如果UE发送触发CHO请求的无线电资源控制(RRC)测量报告,则宿主gNB(宏基站)可能不知道哪个移动基站正在接近。为了解决这个问题,沿着移动基站的路线的固定基站(宏小区)可以被配置有移动基站的调度。这可以是一次性配置步骤。类似地,CN可以相应地向移动基站通知宏小区。
c)作为选项b的替代方案,宏小区可以将来自UE的请求转发到CN,使得CN根据需要向宏小区发送关于可能适合于处理由UE请求的连接的移动基站的输入。这可能涉及移动基站将关于其路线的更新发送到CN,使得CN知道它。
d)选项C的替代方案,由UE发送的触发CHO的请求可以直接发送到CN。
e)由移动基站返回的RRC重新配置消息可以包括以下中的至少一个:它是移动基站的事实、移动基站的定位信息(随时间)使得UE可以考虑该信息、由于移动基站的变化位置而引起的多个时刻的连接参数(如果宏小区向移动基站通知UE的位置,则可以使这些连接参数可用)、以及基于预先配置/预测的通信参数的用于上行链路的配置的许可参数(包括参数rrc-ConfiguredUplinkGran的ConfiguredGrantConfig)和用于下行链路的半持久调度(SPS)。
f)当CN(例如AMF)请求时,RRC重新配置可以由移动基站发送到宿主gNB(宏基站)。
g)在CHO配置消息中递送给UE的小区切换条件可以包括以下中的至少一个:当移动基站靠近UE同时考虑到移动基站可能使用多个物理小区标识(PCI)来避免它们正在移动时的冲突时移动基站(gNB)的PCI、考虑到移动基站的定位信息(例如,当前位置、速度、加速度、旋转等)预测移动基站处于通信范围内的定时、以及考虑到移动基站的定位信息(例如,当前位置和速度)预测移动基站在通信范围之外的定时。
h)如果UE满足条件,例如,如果它将要在足够长的附近并且能够递送所需的连接,则UE可以加入移动基站。
以上提出的针对车载中继优化的CHO的选项可以独立于实施例中描述的主要用例应用于其他用例,例如,如3GPP规范TR 22.839中所描述的。例如,这可以应用于期望优化从UE朝向CN的数据上传的用例。
用于HO优化的另一选项是如果移动基站(gNB)和宏基站(gNB)是中央单元(CU)和分布式单元(DU)之间的划分的实例。在这种情况下,移动基站和宏基站可以不是两个完全独立的基站。宏基站可以包括移动基站的CU和固定DU。移动基站(中继)可以是宏基站的DU。然后,优化切换可以指CU关于在向UE递送给定通信链路时应当使用哪个DU的决定。每个DU可以支持多个小区,并且每个小区可以支持多个波束。在这种情况下,GPRS隧道协议用户数据(GTP-U)隧道可以用于通过N3接口与用户平面功能(UPF)连接。该切换可以借助于例如在3GPP TS 38.401第8.2节中描述的DU/CU分割架构来完成。然而,考虑到移动基站的定位信息,可以针对移动基站(gNBs)优化那些程序中的一些程序。作为示例,TS 38.401中的图8.2.1.1-1示出了如何执行用于NR内的gNB间DU移动性。在这种情况下,源gNB-DU可以从UE向CU报告测量报告,CU将向目标DU发送背景建立请求。然后,目标DU可以发送响应以确认UE背景的建立。然后,CU向源DU发送修改UE背景的请求。因此,源DU向UE发送RRCConnectionReconfiguration,并将下行链路数据递送的当前状态递送给CU,并确认UE背景的修改。接下来,UE可以与目标DU执行随机接入程序,直到UE将RRCConnectionReconfigurationComplete发送到目标DU,该RRCConnectionReconfigurationComplete将被转发到CU。同时,CU可以向目标DU发送被递送给UE的下行链路用户数据。目标DU还可以开始接收上行链路用户数据。
该协议可以受益于移动DU(即,移动基站)的定位信息(位置、速度矢量等)的知识,因为可以估计UE何时将发送触发切换的给定测量报告。还可以预测哪个DU将成为目标gNB。利用该知识,可以如下改进数据分发性能:
a)通过从CU向UE发送包括用于从源DU移动到目标DU的定时和条件的RRCConnectionReconfiguration消息,UE可以直接执行与目标DU的随机接入程序,而不必等待RRCConnectionReconfiguration。
b)通过在UE向目标DU发送的关于下行链路数据递送状态的随机接入程序和/或RRCConnectionReconfigurationComplete消息中包括信息,目标DU可以选择下行链路用户数据以开始发送。
c)通过预先在目标DU处高速缓存下行链路用户数据。下行链路数据的高速缓存可能涉及将UPF与gNB并置,因为UPF具有缓冲由SMF操纵的下行链路数据的能力。
在示例性实施例中,在TS 38.300中的条款9.2.3中描述的条件切换程序的背景下说明上述切换相关示例和选项的使用。关于条款9.2.3.4.1中的一般条件,可以单独地或组合地考虑以下添加/修改:
(1)执行条件可能已经由宿主gNB和/或核心网络生成;
(2)执行条件可以包括移动基站的移动性模式(位置、速度、加速度、调度、路线等)和/或影响VMR的位置的外部因素/数据(例如,交通灯状态、拥堵);
(3)在执行CHO时,UE可能必须保持监测源小区,特别是对于UE(例如,移动基站外部的UE)必须执行后续切换回到原始源小区的情况;通常,UE可能需要基于小区的移动性模式来继续监测预期向UE提供连接的小区列表。
更一般地,可以提出一种用于实现第一通信设备(例如,UE)从第二通信设备(例如,源小区或宿主gNB)到至少第三通信设备(例如,目标小区或移动基站)的切换的方法,由此
-执行条件可能已经由第二通信设备和/或核心网络生成,和/或
-执行条件可以包括第三通信设备的移动性模式(位置、速度、加速度、调度、路线等)和/或影响第三通信设备的位置的外部因素/数据(例如,交通灯状态、拥堵),和/或
第一通信设备可能需要保持监测第二通信设备和/或第三通信设备,该第三通信设备基于第三通信设备的移动性模式被预期提供到UE的连接。类似地,提出了一种第一通信设备,一旦基于第三通信设备的移动性模式执行了朝向第三通信设备的切换,该第一通信设备就保持监测第二通信设备。
类似地,提出了一种第二通信设备,该第二通信设备适于基于第三通信的移动性模式单独和/或与核心网络协调地生成用于第一通信设备到第三通信和/或从第三通信切换回来的执行条件,其中执行条件可以包括第三通信设备的移动性模式(位置、速度、加速度、调度、路线等)和/或影响第三通信设备的位置的外部因素/数据(例如,交通灯状态、拥塞)。
这些方面可以独立于本文描述的其他实施例来实施,或可以作为与本文描述的一个或多个所描述的实施例、变型和/或示例组合的附加选项来提出。
关于条款9.2.3.4.2中的C平面处理,可以单独地或组合地考虑以下添加/修改:(1)CHO(条件切换)的准备和执行可能需要5GC的参与,因为5GC知道移动基站的位置/速度/加速度(通常,移动性模式)以及影响移动基站的位置/速度/加速度的其他因素(例如,交通灯、交通拥堵、…),特别地,AMF可以提供关于例如移动性场景(UE-宿主gNB)→(UE-移动基站)→(UE-宿主gNB)中涉及的源gNB(例如,宿主gNB或第一移动基站)和目标gNB(例如,第二移动基站)的信息。这里,A-B意味着A连接到B,并且(A-B)→(A-C)意味着A首先连接到B并执行切换以连接到C。在这种移动性场景或涉及由小区的移动性模式触发的若干后续切换的其他场景中,源gNB或宿主gNB或gNB-CU可以调度切换,例如,当涉及更多的移动基站时,涉及从源gNB到目标gNB(移动基站)的第一切换和从目标gNB(移动基站)到源gNB的第二切换的CHO等;(2)关于图9.2.3.4.2.1-1步骤0,AMF可以向源gNB提供关于移动性模式和与移动基站相关的外部因素的信息,该源gNB可能例如扮演宿主gNB的角色;(3)关于图9.2.3.4.2.1-1步骤1和2,基于UE的位置和测量的源gNB可能决定经由目标gNB提供到UE的连接,该目标gNB将靠近UE并且预期总体上提供更好的通信链路;(4)关于图9.2.3.4.2.1-1步骤3-5,源gNB与目标gNB(移动基站)协调;(5)关于图9.2.3.4.2.1-1步骤6和7,源gNB向UE通知接近的目标gNB和用于连接到它的条件,包括目标gNB的目标位置(其中,位置可能由移动基站/目标gNB广播),并且此外,源gNB还可以向UE通知随后连接回到源gNB(或另一目标gNB)的条件,并且此外,源gNB可以向UE通知接入目标小区所需的信息(例如,目标小区ID和/或新C-RNTI和/或用于所选择的安全算法的目标gNB安全算法标识符和/或专用RACH资源和/或RACH资源与(一个或多个)SSB之间的关联和/或RACH资源与(一个或多个)UE特异性CSI-RS配置和/或公共RACH资源之间的关联)、以及目标小区的系统信息和/或特定波束配置;(6)关于图9.2.3.4.2.1-1步骤CHO条件评估和分离,在与移动基站相关的CHO和移动基站外部的UE的情况下,UE可能不需要从旧小区完全分离。
在执行切换之前、同时和之后,U平面处理(与TS 38.300中的条款9.2.3.2.2相关)可能涉及可以单独地或组合地适用的若干添加/修改:(1)用户数据可能在HO执行之前已经从源gNB(例如,宿主gNB)转发到目标gNB(移动基站),通常,提供了一种方法,该方法允许第二通信设备(例如,源gNB或宿主gNB)在与第一通信设备(例如,UE)执行切换之前将数据转发到第三通信设备(例如,目标gNB或移动基站);类似地,提供了在与第一通信设备(例如,UE)执行切换之前将数据转发到第三通信设备(例如,目标gNB或移动基站)的(第二通信)设备;(2)目标gNB可能不向AMF发送路径切换请求,因为它预期执行切换回到原始源gNB,通常,提供了一种方法,该方法允许第三通信设备保持向第一通信设备递送已经由第二通信设备转发的数据,而不需要向第四通信设备(例如,AMF)发送指示第一通信设备从第二通信设备到第三通信设备的切换完成的消息;(3)用户数据可以被转发到目标gNB(移动基站),使得一旦UE连接到目标gNB,它就被高速缓存以用于有效递送,通常,描述了一种方法,该方法允许第三通信高速缓存用于第一通信设备的转发数据,并且一旦第一和第三通信设备连接就递送它;(4)目标gNB可以在UE完成切换之前向AMF发送路径切换请求消息以通知UE将要获得接入,并且AMF然后触发路径切换相关的5GC内部信令和源gNB到UPF中的目标gNB的实际路径切换,通常,提供了一种方法,该方法允许第三通信设备向第四通信设备(例如,AMF)发送指示第一通信设备从第二通信设备到第三通信设备的切换程序的预见完成的消息,使得第四通信设备可以向第五通信设备(UPF)指示寻址到第一通信设备的数据应当被发送到第三通信设备;(5)替代地,可以如一些实施例中所示的那样激活L-UPF,通常提供了一种方法,该方法允许第三通信设备向第四通信设备(例如,AMF)发送指示第一通信设备从第二通信设备到第三通信设备的切换程序的预见完成的消息,使得第四通信设备可以直接或间接激活可能与第三通信设备并置的第五通信设备(I-UPF);(6)即使在源gNB接收到切换成功消息或到目标gNB(例如,移动基站)的切换完成之后,源gNB(例如,宿主gNB)也可以保持负责分配下行链路PDCP SN,这特别适用于移动性场景(UE-宿主gNB)→(UE-移动基站)→(UE-宿主gNB)的情况;(7)对于安全同步,为转发的下行链路SDU维持HFN,其中PDCP SN由源gNB分配,这特别适用于移动性场景(UE-宿主gNB)→(UE-移动基站)→(UE-宿主gNB)的情况;(8)在切换执行时段期间和/或之后,目标gNB(移动基站)不执行ROHC报头压缩、加密和添加PDCP报头,仅源gNB负责这些操作,通常,描述了一种方法,该方法允许一旦第一通信设备已经完成与第三通信设备的第一切换,第二通信设备就管理在与第一通信设备通信时使用的通信参数,并且第一通信设备仅基于由第二通信设备管理的通信参数处理从第三通信接收的数据;(9)上行链路通信中转发隧道的建立是强制性的;(10)在源gNB(宿主gNB)中维持HFN和PDCP SN。
在可以与其他实施例组合的实施例中,移动基站借助于安装在车辆上的允许UE与宿主gNB之间的有效通信的RF中继器(例如,智能RF中继器或反射智能表面)来实现。宿主gNB负责基于例如车辆的移动性模式或由UE报告的与通过RF转发器接收的信号相关的测量来控制RF转发器的通信参数。当宿主gNB通过RF中继器测量与UE的合适的通信链路时,宿主gNB将通过安装在车辆上的RF中继器向UE发送数据/从UE接收数据,同时宿主gNB控制其通信参数(例如,波束成形)以保持跟踪RF中继器并控制RF中继器的通信参数,使得RF中继器的通信参数(例如,波束成形)基于车辆的移动性模式与UE和宿主gNB对准,车辆的移动性模式包括来自安装在车辆上的RF中继器的报告给宿主gNB的与其(例如,当前/实时/未来)移动性模式相关的测量/信息。
上面提出的能力不仅可以应用于上述实施例中的主要用例,而且可以应用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的。例如,这可以应用于期望优化从UE到CN的数据上传的用例。
在其他实施例中,可以考虑集成接入和回程(IAB)方面用于移动性优化。3GPP TS38.401中的第6.1.3节描述了IAB架构。第6.1.4节描述了用于IAB的协议栈。从IAB的角度来看,移动基站可以是连接到起IAB宿主基站(gNB)作用的父DU的DU。当移动基站改变其位置时,移动基站还可以连接到同一IAB gNB宿主下的多个父DU,或连接到多个IAB gNB宿主。在移动中继的背景下,对于IAB来说存在多种挑战,其中之一是由于移动基站的移动性质,诸如L2标识符、IP地址或路由表的IAB通信参数将是不太静态的。事实上,当前TR 22.839优选将跳数限制为单跳。但是即使在这种情况下,如果移动基站保持移动,则当移动基站移出其当前父节点的范围并靠近另一基站(潜在父节点)时,移动基站可能需要再次注册。
在实施例中,确定移动基站将靠近多个宏基站或IAB节点。对于以周期性方式遵循相同路线或通常仅遵循已知路线的移动基站,优化可以在于通告或传达它是这样的移动基站并包括其路线定时。IAB宿主CU/DU可以考虑该事实来创建通信参数,诸如取决于移动基站的移动性信息的路由信息。当移动基站在IAB宿主CU/DU附近时,可以(重新)激活该通信参数。如果移动基站在范围之外,则可以由IAB宿主CU/DU保持移动基站的通信参数,并且可以应用不同的IAB配置。该方法可以在多个级别进行。
例如,在实施例中,如果移动基站在由相同gNB-CU控制的不同DU下移动,则F1接口(gNB-CU和gNB-DU之间的互连)可以保持活动,并且考虑到移动基站从旧DU移动到新DU,可能仅需要更新回程自适应协议(BAP)路由表。在这种情况下,BAP路由表可以包含根据移动基站的存在而可以是活动的或不活动的条目。当处理移动基站时,父节点迁移/拓扑自适应策略可以改进如下:
o当移动基站请求释放回程(BH)链路(具有旧的父IAB)时,BH链路和BAP层路线不被释放而是被休眠,使得它们可以稍后更快地重新建立。
o当移动基站请求建立BH链路(与新的父IAB)时,如果不可用,则建立BH链路和BAP层路线,或如果可从先前连接获得,则重新激活BH链路和BAP层路线。
更一般地,在该实施例下,提出了一种用于通过在第一通信设备和第二通信设备两者上存储诸如BAP条目和/或IP地址和/或L2参数和/或F1接口的IAB通信参数的集合来减少第一通信设备(例如,宿主gNB或第一移动基站)和第二通信设备(例如,第二移动基站)处的(重新)配置开销的方法,所述IAB通信参数可以基于第二通信设备的移动性模式和第一通信设备的位置而被激活(停用)。该方面可以独立地或与本文描述的其他实施例组合地实施。
此外,上述实施例可以通过一种能够在第一通信设备上存储与第二通信设备的位置和/或移动性模式相关的信息和/或在第二通信设备上存储与第一通信设备的位置和/或移动性模式相关的信息的方法来增强。
通常,上述实施例可以通过一种为核心网络(例如,AMF)提供配置(存储、管理、…)通信参数或在被授权彼此交互的那些通信设备中建立所述通信参数所需的凭证的能力的方法来增强。
类似地,在该实施例中,提出了一种第一通信设备,其适于存储用于与第二通信设备的通信链路的配置参数,并且被配置为在给定第二通信设备的移动性模式的情况下激活或停用所述通信参数和所述计算链路。
类似地,上述实施例提供了一种第二通信设备,其适于存储用于与第一通信设备的通信链路的配置参数,并且被配置为在给定第二通信设备的移动性模式的情况下激活或停用所述通信参数和所述计算链路。
类似地,该第一(或第二)通信设备还能够从第四通信设备(例如,核心网络中的功能)接收通信参数或用于与第二(或第一)通信设备建立所述通信参数的凭证。
例如,在实施例中,第一通信设备与第二通信设备之间的IAB通信参数集可以在第二通信设备第一次处于第一通信设备的RAN通信范围内时根据当前程序被初始建立。
例如,在实施例中,在第二通信设备处于第一通信设备的RAN通信范围之前,可以从核心网络配置第一通信设备与第二通信设备之间的IAB通信参数集。在这种情况下,可以仅允许授权设备在初始配置和供应阶段接收通信参数集合。
例如,在实施例中,例如,通过在隧道上执行现有方法(例如,F1接口)或从第一通信设备检索/检索配置,可以在第二通信设备和第一通信设备都在RAN通信范围内之前,在两个设备之间建立第一通信设备和第二通信设备之间的IAB通信参数集合。
例如,在实施例中,为了确保BAP中的路由表保持相对稳定,可以使用防止移动基站成为IAB中的父节点的能力。这可以通过修改3GPP TS 38.401第8.12节第1阶段中的集成程序来完成。这里,当IAB移动终端(IAB-MT)在RRCSetupComplete消息中包括IAB-node指示以指示其IAB能力并且正在通过移动gNB节点建立该连接时,移动gNB节点可以释放这样的连接请求。替代实施方式或设计在于将关于基站类型的信息包括在由gNB-DU广播的系统信息中,例如,在系统信息SIB1中。例如,可以在SIB中包括比特以指示基站是否是移动中继。IAB的MT可以包含跳过将其自身标识为移动基站的基站的策略。对此的补充可以是该策略还可以考虑这样的(移动)基站的定位信息。例如,如果移动基站A正在沿着另一个移动基站B移动(例如,两个公共汽车一个在另一个后面移动),并且移动基站A变得知道该定位信息(例如,如果移动基站B在SIB中公开它,或移动基站A由CN通知),则移动基站A也可能优选这样的移动站B作为父IAB。上述实施例确保UE只能连接到直接连接到宿主gNB的移动基站。如果在RRCSetupComplete中,IAB节点指示其IAB能力,并且接收IAB节点基于由核心网络配置的给定策略及其自己的配置数据拒绝或接受连接,则可以概括上述方法。例如,如果也是距离宿主gNB 1跳/2跳的基站的接收IAB节点具有声明移动基站支持例如最多2跳的策略,则接收IAB节点将接受/拒绝连接。类似地,t如果IAB节点(移动基站)广播其存在,包括其他移动基站是否可以连接到它,或甚至可以连接的最大跳数,则可以概括上述方法。例如,如果允许最大3跳数,则距离宿主gNB 1跳的第一移动基站可以指示在其SIB中2跳可用。因此,如果服务于第三基站的第二移动基站尝试连接,则第二移动基站将尝试(因为它被策略允许)或第一移动基站将允许(因为它被策略允许)。
更一般地,因此提出了一种用于基于在广播(例如,SIB)或单播(例如,RRCSetupComplete)消息中共享的信息、例如由管理实体(例如,宿主gNB或核心网络)配置的策略(包括例如允许的最大跳数)以及本地配置值(例如,来自宿主gNB的跳数)来限制多跳通信链路(例如,移动基站上的基于IAB的连接)的深度的方法。该方面可以因此可以独立地或与本发明的其他实施例组合地实施。类似地,提出了一种尝试通过连接到管理实体的至少第二通信设备(例如,移动基站)与管理实体(例如,宿主gNB)建立通信链路的第一通信设备(例如,移动基站),该第二通信设备适于基于由第二通信设备发送的广播消息(例如,SIB1)或单播消息(例如,RRC消息)中的信息字段和在第一通信设备中配置的策略来确定是否允许它建立连接。
类似地,在该实施例下提出了一种第二通信设备(例如,连接到管理实体(例如,宿主gNB)的移动基站),其适于基于由第一通信设备发送的单播消息(例如,RRC消息)中的信息字段和在第二通信设备中配置的策略和本地配置值来确定是否允许第一通信设备(例如,移动基站)建立连接。
例如,在实施例中,在3GPP TS 38.401的第8.9.13节中,描述了IAB节点的IP地址分配。在移动基站的情况下,IAB节点可以仅经由RRC向IAB宿主CU请求重新激活通信参数(例如,(一个或多个)IP地址),而不是每次重新分配通信参数。该重新激活还可以包括互联网协议(IP)报头字段和用于下行链路(DL)业务的L2参数(例如,BAP路由ID、BH无线链路控制(RLC)信道)之间的映射的重新激活。当IP地址被重新激活时,也可以重新启用相应的F1接口。一旦发送重新激活请求,移动基站中的IAB节点就可以开始通信。
例如,在实施例中,当IAB-MT进入不活动状态(例如,INACTIVATE)时,3GPP TS38.401在第8.9.12节中声明,保持或释放并置IAB-DU的F1连接取决于实施方式。该F1连接连接到CU。如果移动基站遵循给定的(例如周期性的)路线,其中DU将一次又一次地连接到相同的CU,F1连接可以不被释放(例如,如3GPP TS 38.401的章节8.9.10.1中所描述的),但是可以在IAB-DU中保持预先配置,使得当MT再次连接到相同CU下的相同DU父节点时,它们可以被快速激活。类似地,CU可以存储F1配置,使得其可以被快速重新激活。gNB-CU的控制部分(CP)可以通过E1接口(连接CP和UP)向gNB-CU的用户部分(UP)指示F1接口是否活动以及它是否可以或应当被重新激活。
在车载中继的背景下改进IAB的上面提出的选项可能不仅适用于上述实施例的用例,而且还可以独立地适用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的。
图4示意性地示出了根据实施例的用于移动边缘或多址边缘计算(MEC)环境中的数据分发的信令和处理示意图。所涉及的设备是UE 10、宏基站(gNB)20、具有AMF 52、CNMEC主机54和MEC协调器56的CN 50、域名服务器(DN)60和移动基站(gNB)30。
MEC网络架构概念在蜂窝网络(例如,5G网络)或任何其他网络的边缘处实现云计算能力和IT服务环境。MEC背后的基本思想是通过运行应用并执行更靠近蜂窝客户的相关处理任务,减少了网络拥塞并且应用执行得更好。MEC技术被设计为在蜂窝基站或其他边缘节点处实施,并且使得能够为客户灵活且快速地部署新的应用和服务。结合信息技术和电信网络的元素,MEC还允许蜂窝运营商向授权的第三方(诸如应用开发者和内容提供商)开放其RAN。
在图4的步骤401中,UE 10从DN 60请求应用数据。
在步骤402中,应用请求MEC编排器56分配靠近用户的MEC应用/数据。这可以是一次性请求,或它可以是针对该特定应用和UE 10的配置请求。可以假设MEC协调器56在CN 50内,因为它需要为移动基站中的给定应用分配资源,但是在其他架构中,它也可以在CN之外。
在步骤403中,应用将数据上传到MEC主机54。
在步骤404中,所请求的上传数据被高速缓存在CN 50的MEC主机54处,例如在5G核心(5GC)中。该动作可以基于来自UE 10的特定请求而发生。该动作也可以根据应用偏好主动地(例如,在夜间)发生。
在步骤405中,MEC协调器56利用对应的5G网络功能(NF)(例如AMF 52或SMF)检查用于将数据递送到UE 10的合适的移动基站。该基站将托管MEC应用/数据(或边缘应用服务器)。
在步骤406中,CN 50(例如AMF 52)基于从MEC协调器56接收的MEC要求并且基于gNB状态、定位信息和UE位置中的至少一个来选择移动基站(gNB)30。
在步骤407中,CN 50(例如AMF 52)向MEC编排器56通知其选择,并且MEC编排器56共享用于MEC应用的配置数据。
在步骤408中,CN 50(例如AMF 52)通过宏基站(gNB)20向所选择的移动基站(gNB)30转发请求,以针对给定的配置参数调试MEC应用。具体地,可以在该阶段配置本地DNS服务器,使得将来的UE请求被重定向到将在移动基站30处托管的边缘应用。参考图2的示例,这可以在位置L0和时间T0处完成。
在步骤409中,在移动基站(gNB)30处托管MEC应用/数据。
在步骤410中,在宏基站(gNB)20与移动基站(gNB)30之间执行资源分配以传输MEC应用/数据。
在步骤411中,将MEC应用/数据从CN 50(例如,MEC主机54)传输到移动基站(gNB)30处的MEC主机(未示出)。参考图2的示例,这可以在位置L1和时间T1处完成。注意,该步骤可能需要移动基站30加入宏小区,这可能涉及其他实施例中描述的移动性和RAN优化。
在步骤412中,移动基站30处的MEC主机托管所请求的应用/数据。
在步骤413中,UE 10从移动基站30请求应用数据。注意,该步骤可以要求UE 10加入移动基站30,这可以涉及在其他实施例中描述的移动性和RAN优化。
最后,在步骤414中,将所请求的应用数据传输到UE 10。参考图2的示例,这可以在位置L3和时间T3处完成。
在该实施例中,UE 10可以具有通过中继数据而具有减小的通信延迟的活动通信链路。更具体地,基于应用请求,根据CN 50(MEC编排器56所在的地方)的请求,首先在移动基站(gNB)30处调试MEC应用,在移动基站(gNB)30处借助于MEC基础设施传输数据(例如,在图2的位置L1和时间T1处))。UE 10接入模拟端到端通信架构的MEC应用(例如,在图2的位置L3和时间T3处)。
图5示意性地示出了其中可以实施图4的数据分发程序的移动基站和整个系统的示例性实例的框图。
在图5中,具有移动基站30的示例性移动网络部署包括借助于UPF(使用例如上行链路(UL)分类器(CL)或分支点(BP))路线的初始用户平面功能(L-UPF)。这样的L-UPF可以靠近接入网络(例如RAN)放置,并且可以在图4的步骤409中按需部署,或可以预先配置。可以通过N4接口借助于L-SMF来控制通信流。这里使用的协议可以是分组转发控制协议(PFCP,如3GPP TS29.244中所描述的)。
此外,L-SMF可以控制经由F1接口连接到宏基站20的本地UPF功能的操作。L-SMF的配置可以从5G CN 50中的SMF分发。此外,本地接入DN 55可以被配置为托管边缘应用服务器(EAS)或MEC应用。这是UE 10正在请求或将要请求并且在图4的步骤411中在移动基站30处下载的数据。
遵循3GPP TS23.548的图6.46.2-1中的流程,本地分组数据单元(PDU)会话锚(PSA)UPF(等同于图5的L-UPF)可以监测服务质量(QoS)(例如,在RAN中)。可以将该信息报告给本地网络暴露功能(NEF)。该本地NEF也可以在图4中的步骤409中部署。然后,本地NEF可以通知也可以在图4的步骤409中部署的本地应用功能(AF)。如果报告了低QoS,则可以发生PSA重定位和/或EAS重定位,如3GPP TS23.548的第6.3节中所描述的。例如,第一本地AF可以是5G CN 50中的本地AF,其处理通过宏小区(即,宏基站20)的数据递送。如果该本地AF注意到UE 10所请求的下载数据时的QoS下降,则可以在移动基站30中调试新的本地AF或本地NEF或本地PSA以满足UE 10的需要。底层消息流可以对应于例如在3GPP TS23.548的图6.3.3.3.1.1-1中描述的消息流。然而,应当注意,这种情况还可以触发其他动作,诸如如上所述的CHO。
在3GPP TS23.548中,描述了用于5G CN 50中的边缘计算的多个连接模式,包括分布式锚点、会话疏导和多个PDU会话。图4描述了可以适合多个连接模型的方法。在分布式锚的情况下,TS 23.548的第6.2.2.2节描述了EAS发现程序可以如何工作。例如,DNS请求可以由靠近PSA UPF的DNS服务器(例如,DN 60)解析。在图4的情况下,可以在步骤408中更新本地DNS服务器,并且可以在步骤411中与应用数据一起配置本地PSA UPF。在图5中,本地PSAUPF被示出为l-UPF,并且应用数据可以对应于EAS。
在TS23.502中,描述了一般5GC程序。第4.23节描述了具有特定SMF区域的部署拓扑。这可能是相关的,因为通常AMF确定能够服务UE 10的SMF,并且SMF管理对应的UPF。具体地,第4.23.9节描述了如何建立BP或UL CL,使得下行链路数据来自UPF(PSA2)(本地UPF)或UPF(PSA1)(中央UPF)。考虑到该操作,图4的步骤406因此可以指位于给定移动基站处的SMF和UPF的选择。在该步骤中,可以建立BP或UL CL以例如通过连接到远程DN的中央UPF或通过位于移动基站30处的本地UPF来引导数据的下载,其中,应用数据或边缘服务器或EAS已经根据需要被高速缓存。可以通过将配置下载到移动基站30本地的SMF来完成转向。该提出的能力不仅适用于上述实施例的主要用例,而且适用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的。例如,它可以应用于通过移动基站的数据上传。
上述通信流程可以适合于例如结合3GPP TS23.548中的图6.2.3.2.2-1描述的具有EASDF的EAS发现程序,其中在本地站点(即,靠近UE位置)中存在PSA UPF,并且存在中央PSA UPF。
图4中的逻辑与3GPP TS23.548中的图6.2.3.3-1(边缘重定位时的EAS重新发现程序)中的逻辑有关。然而,基本差异是移动基站30的移动性,这带来了新的可能性,即当移动基站30靠近UE 10时将EAS重新定位到它。该事件和移动基站30的位置可以触发PDU会话的L-PSA插入、改变或移除。这也可以触发朝向AF的通知。出于性能目的,EAS重定位的能力和权限可以在5G CN 50的监督下,例如在SMF的监督下。该提出的能力不仅适用于上述实施例的主要用例,而且适用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的。
图6示意性地示出了根据不使用MEC的实施例的示例的信令和处理示意图,其中下行链路数据被高速缓存在移动基站处,直到它可以被递送。所涉及的设备是UE 10、宏基站(gNB)20、具有AMF 52的CN 50、域名服务器(DN)60和移动基站(gNB)30。
该实施例的构思是下行链路通信通过移动基站(gNB)30路线,并且数据被高速缓存在移动基站30处,直到它可以被递送。
在步骤601中,UE 10从DN 60请求应用数据。
在步骤602a中,所请求的应用开始递送数据。
在步骤602b中,宏基站20确定数据量大并且通信链路不足,并且因此在宏基站(gNB)20处高速缓存数据。
在步骤603中,AMF 52检查是否存在能够递送数据的移动基站(gNB)。
在步骤604中,如果可用,则AMF 52预先配置检测到的移动基站(gNB)30,例如,当它在图2的位置L0处时。
在步骤605中,宏基站20例如以IAB设置向移动基站30分配用于数据传输的资源。
在步骤606中,例如当移动基站30在位置图2的L1处时,将数据传输到移动基站30。
在步骤607中,由于UE 10尚未连接,因此在移动基站30处高速缓存数据。
在步骤608中,例如,当移动基站30在图2的位置L3时,UE 10被连接并且高速缓存的数据被传输到UE 10。
在示例中,移动基站(gNB)30可以包括借助于N4接口控制的中间UPF(I-UPF)。分组转发控制协议(PFCP)利用该UPF建立的会话可以定义分组如何被识别(例如,通过使用分组检测规则(PDR))、转发(例如,通过使用转发动作规则(FAR))、处理(例如,通过使用缓冲动作规则(BAR))、标记(例如,通过使用QoS实施规则(QER))和/或报告(例如,通过使用使用报告规则(URR))。如3GPP TS29.244中所描述的,BAR可以提供指令以控制移动基站处的该UPF的缓冲行为。BAR可以控制PFCP会话的所有FARs的缓冲行为。在3GPP TS29.244的第5.2.4.2节中描述了具体动作,而第8.2.29节包括DL缓冲持续时间。该提出的能力不仅适用于上述实施例的主要用例,而且适用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的。例如,它可以应用于通过移动基站的可以被高速缓存一定时间量的数据的上传。
在另一示例中,当递送(DL)或从UE接收(UL)时,可以以这种方式协调多个移动基站。这些移动基站中的每一个可以包括借助于例如相同SMF协调的l-UPF,例如,如3GPPTS23.501的第5.33.2.2节中所描述的,其中经由不相交的传输层路径来传输两个N3隧道以支持冗余发送。
在又一示例中,图4中的步骤408和414以及图6中的步骤606和608中的数据传输可以被选择为在确定宏基站20与移动基站30之间以及UE 10与移动基站之间的最佳连接的位置处执行。
在又一示例中,图4中的步骤408和414以及图6中的步骤606和608中的数据传输可以被选择为在确定宏基站20和移动基站30与UE 10之间的最佳端到端连接的相同位置L2处执行。该位置是例如关于图10和图11的位置L2。如果选择了该位置,则移动基站可以仅路由数据,并且数据可以临时存储或高速缓存在宿主基站20或靠近UE的边缘服务器处,并且如本发明的其他实施例中所描述的那样完成。
可以基于移动基站30的行进路线和UE 10的位置的知识来优化移动基站(gNB)30与宏基站(gNB)20和/或UE 10之间的RAN连接。我们注意到,RAN连接可以指(i)链路连接(例如,移动基站(gNB)30和宏基站(gNB)20;或移动基站(gNB)30和UE 10)或(ii)通过移动基站(gNB)30从UE 10到宏基站(gNB)20的端到端连接,如图11所示。
使用宏基站(gNB)20随时间的位置和移动基站(gNB)30(的路线)用于预先配置和/或预测的通信参数,其中,移动基站30和宏基站20都可以使用其位置的知识来优化诸如波束成形或调制和编码方案的通信参数和/或减少信令开销。
由于移动基站30可能正在快速移动,因此报告连接参数(例如,CQI)以在运行中决定要使用的通信参数(例如,调制或波束成形)可能不够快或可能涉及高信令开销。即使可以以高速率进行CQI的报告,报告也可能以一些延迟到达。如果移动基站30正在移动,则移动基站30的通信环境和位置可能在CQI报告已经被接收和/或处理时已经改变。这意味着宏基站20可以在时间t处基于来自更早时间t-δ的过时CQI连接参数来分配通信参数。因此,在给定在时间t-δ处获得的过时CQI连接参数的情况下,需要预测在时间t处的实际CQI连接参数。
例如,以50km/h移动的汽车在1ms内移动1.38cm,并且在1s内移动13.8m。如果接收质量很大程度上取决于移动基站30的位置,但是这种依赖性不随时间变化,则历史数据可以用于减少通信开销并改进通信参数的选择。
在示例中,宏基站20和移动基站30可以基于移动基站30的定位信息来收集关于最合适的通信设置(例如,波束成形)或性能(例如,CQI)的数据。该定位信息可以包括绝对位置(例如,坐标x,y,z)、其相对于参考轴的角度(例如,1度)、其速度或其加速度。利用该信息,宏基站20可以为移动基站30的不同位置预先配置和选择通信参数。移动基站30可以基于其自己的定位信息来调整其自己的一些通信参数(例如,其自己的波束成形)。移动基站30可以在给定时刻向宏基站报告其定位信息。这可以通过单个或多个消息来完成。定位信息可以例如与诸如CQI消息中的其他数据一起也被包括在例如上行链路报告消息中。这也可以通过包括当前位置和速度矢量(幅度和方向)的单个消息来完成。利用该信息,宏基站20可以选择最佳通信参数。
图7示意性地示出了根据各种实施例的第一响应者网络定位和映射程序的流程图。
为了使该操作运行,宏基站20可以在多个轮次(例如,K个轮次,其中K至少为1)期间获知移动基站的路线(其总是遵循相同的路线)。在轮次Rk中的该学习阶段L中,移动基站报告其连接参数,例如,CQI(k,i)和沿着移动基站30的路线的多个位置i的定位信息P(k,i)。宏基站20然后将分配没有先前知识的通信资源。宏基站20存储该历史信息。由于移动基站30报告位置,因此宏基站20还可以估计消息的传播延迟及其自己的处理延迟。这意味着在学习阶段L之后,宏小区可以具有如下的表:
位置 CQI δ(延迟)
P(0) CQI(0) D(0)
P(1) CQI(1) D(1)
P(n) CQI(n) D(n)
参考图7,在预测阶段P中,宏基站20可以使用历史信息和定位信息来更好地分配通信资源。在预测阶段P期间,宏基站20已经知道路线并且还知道来自学习阶段L的沿着该路线的CQI。在轮RM中的该预测阶段中,当定位信息消息到达宏基站20时,宏基站20可以使用报告的定位信息P(m,i)来估计移动基站30的实际位置。这是能够完成的,因为D(i)是已知的,并且P(m,i)可以包括速度信息。宏基站20然后可以查找对应于移动基站30的当前位置的条目的CQI。注意,附加数据可能影响该决定。该数据可能来自外部源,例如,在车载中继的情况下的交通状态、天气等。
在上述示例中,使用简单的“表查找”来说明定位信息可以如何用于通信资源的优化分配。然而,可以应用更高级的机器学习。例如,Hao Yin等人的论文“PredictingChannel Quality Indicators for 5G Downlink Scheduling in a Deep LearningApproach”(2020年8月)描述了一种用于基于历史数据和UE在时间t报告的CQI值来预测在时间t的实际CQI值的相关方法,如上所述,该CQI值将以一定的延迟到达,并且因此它将是过时的。该预测基于长短期记忆(LSTM)算法。然而,在该模型中,用户(UE)的位置和速度不用作用于估计/选择要在基站和UE之间使用的通信参数的预测算法的输入。不使用该输入的原因是因为UE是假设正在移动的UE,并且UE可以在非常不同的位置和方向上移动。因此,上述论文的作者不能假设UE将沿着相同的路线以重复的方式移动。
然而,在本实施例中,例如在与固定宏基站通信的公共汽车或火车或卫星上提供的许多移动基站将具有固定的周期性/可预测路线,并且在它们沿着这样的预定义路线移动时甚至每次具有类似的速度。因此,当计算通信参数时,移动基站30的当前位置及其速度矢量是有意义的输入。
这样的参数可以通过例如与CQI报告一起交换它们来并入例如在深度学习方法中预测用于下行链路调度的信道质量指示符。定位信息也可以不同方式报告,例如,作为信令信息的一部分广播。上述论文的LSTM架构的输入不仅可以包括最后N个CQI测量CQI(t-tau)、CQI(t-tau+1)、...、CQI(t-tau+N),还可以包括移动基站30的当前定位信息。
然而,应注意,其他机器学习算法(例如,前馈神经网络、卷积神经网络(CNN)等)也可以受益于位置信息的使用。
图7的实施例的上述方法不仅允许改进通信资源的选择,而且还可以允许减少信令开销,并且因此减少能耗和带宽需求。例如,在预测阶段P期间,如果预测能力非常好,则移动基站30可能仅需要以更低的频率报告定位信息。作为另一选项,可以借助于半持久调度方法将所分配的资源预先部署给移动基站30,在半持久调度方法中,借助于RRC消息部署所分配的资源。
上面提出的能力不仅适用于上述实施例的主要用例,而且适用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的,例如,关注于通过移动基站上传数据的用例。
用于优化连接的另一选项可以是选择用于数据传输的最佳位置。该选择可以通过从沿着其路线的一个或多个移动基站收集关于通信质量(吞吐量、等待时间等)的数据来完成,通过跟踪数据并通过使用它来选择移动基站30和宏基站之间的上行链路/下行链路通信的最合适的开始时间。作为另一选项,选择可以基于传播模型,诸如用于宏小区预测的基本传播模型(例如,自由空间或平面地球损耗)。这里,可以基于要覆盖的区域中的每棵树或建筑物的位置、尺寸和参数以及地形特征的知识来预测总信号损失。备选地,可以使用经验模型,其中,诸如接收信号强度、频率、天线高度和/或地形轮廓的参数通过使用广泛的测量和统计分析从特定环境导出,并且然后在类似于原始测量的环境中使用。
注意,给定时刻的吞吐量T_t取决于所选择的调制和编码方案TR(MCS_t)的实现的发送速率TR和传输速率的当前块错误率B_t,如以下等式所表示的:
T_t=TR(MSC_t)*(1-B_t)
如上面结合图7所解释的,可以预先预测移动基站30的CQI。然后可以使用预测的CQI来确定要使用的调制和编码方案(MSC)。由于位置的CQI是已知的,因此也可以估计该位置处的块错误率B_t。
通常,宏基站20例如通过使用来自移动基站30的反馈来监测关于QCI、吞吐量、延迟、信号强度、信噪比等的数据。宏基站20跟踪历史数据。
图8示出了宏基站20和移动基站30之间的下行链路吞吐量相对于基于历史数据的移动基站30的位置的特性曲线。从图8可以看出,数据通信在位置pa1和pa2之间是可行的。
该历史数据可以用于为移动基站30选择最佳位置以执行将来的数据传输。该选择可以基于来自特定移动基站或来自多个基站的信息。
由于宏基站20和移动基站30基于历史数据(以及由移动基站30报告的定位信息)知道要传输的数据量并且知道预期传输速率,因此宏基站20可以选择数据传输的最佳开始时间(基于由移动基站30报告的定位数据)以根据给定的优化目标完成整个数据传输。
下载数据的开始时间可以取决于如何构建解决方案来控制不同的实体。一个选项可以是使其由宏基站20的CU控制。另一选项是借助于本地SMF来控制它。在这种情况下,SMF应当从系统中的不同实体接收定位信息,并且管理吞吐量数字(如图8的上述曲线中)以及对应的优化和调度。
在第一示例中,宏基站20可以旨在通过在位置pb1和pb2之间分配宏基站20和移动基站之间的数据传输来优化其整体通信资源,如图8的中间曲线所示,即,在预期吞吐量最高的位置周围。以这种方式,宏基站20和移动基站30之间的资源可用于在目标数据传输之前和之后与其他UE或移动基站的其他通信链路。然而,这是以引入一些附加延迟为代价的,因为发送开始仅发生在位置pb1处,然而它可能已经在pa1处开始。我们注意到,该决定考虑了移动基站30的两个位置。然而,发送时间(并且因此,要交换的数据的总量)取决于移动基站30的速度。从这个观点来看,图8中的曲线假定移动基站30以恒定速度移动。这也意味着位置pb1和pb2的选择也取决于由移动基站30报告的速度/加速度。
然而,如果宏基站20确定由于移动基站30的速度过快而无法完成数据传输,则宏基站20可以命令移动基站调整(例如降低)其速度,使得位置pb1和pb2之间的发送时间更长,并且可以完成整个数据传输。该特征可以用于某些类型的车载中继,例如UAV。移动基站30还可以决定以相同的目标使其速度适应其自身的运动。该提出的能力不仅适用于上述实施例中的主要用例,而且还适用于其他用例,例如,如3GPP TR 22.839中所描述的。
移动基站30还可以依赖于可以从外部数据网络请求的诸如交通信息(例如,前方是否存在交通堵塞或交通灯的定时是什么)的外部数据源来执行优化。
在第二示例中,替代优化目标可以是最小化通信延迟。这在图8的最低曲线中示出,其中数据的发送在位置pc1=pa1处开始,即,一旦移动基站30处于通信范围内。数据传输在位置pc2处完成,即pc2<pb2,使得可以最小化端到端延迟,因为一旦宏基站20具有来自移动基站30的上传数据,宏基站20就可以进一步朝向UE 10(或在上行链路通信的情况下朝向CN 50)转发该数据。类似地,一旦数据被下载到移动基站30,移动基站就可以开始与UE10通信。
还应注意,在图8的中间和下曲线中,pb1和pb2之间的吞吐量线的积分等于pc1和pc2之间的吞吐量线的积分,假设移动基站30在这些位置之间以恒定速度移动。
此外,可以通过使用UE 10位置和用于预先配置的随时间的移动基站30(的路线)并且预测通信参数并选择数据传输的最佳位置来实现UE 10与移动基站30之间的优化RAN连接。优化方法可以是类似的,不同之处在于现在关于UE 10的信息可能不太可靠。
在上述方法中应用的标准是关于使移动基站30和UE 10在连接之前和连接期间知道其位置。移动基站30可能需要知道UE 10的位置,因为此时移动基站30可以检查来自位于当前UE位置的先前UE的历史数据。UE 10可能需要知道移动基站30的位置,以例如适配和预测它可以在通信期间使用移动基站30的哪些波束。
例如,当移动基站30必须选择用于数据传输的最佳位置时,移动基站30可以保持历史数据以用于与沿着移动基站30的路线的不同位置处的UE的数据传输。这可以是如图8中针对不同位置的“吞吐量曲线”。当移动基站30在其下行链路中接收到向UE 10传输数据的请求时,移动基站30可以检查UE 10的位置以选择最适合UE 10的“吞吐量曲线”。这可以基于历史数据、传播模型、其组合等。利用所选择的“吞吐量曲线”,移动基站30可以根据优化目标选择何时应当开始数据上传/下载,类似于图8的中间和下曲线。
例如,当移动基站30必须估计UE 10的CQI以选择其通信参数时,移动基站30可以将从UE 10接收的数据(例如,当前CQI数据)作为输入,但是移动基站30还可以使用其自己的位置和速度矢量作为输入来预测UE 10在移动基站30的新位置处的实际CQI。
当优化通过移动基站30从UE 10到宏基站20的端到端连接时,还可以优化连接以最小化延迟或最小化发送时间,如图12a)和图12b)所示。在图12a)中,连接发生在位置L2a和L2c之间,使得延迟最小化。在图12b)中,连接发生在位置L2b和L2d之间,使得发送时间最小化。这里,L2a<L2b<L2c<L2d并且(L2c-L2a)>(L2d-L2b),并且移动基站被假定为以恒定速度移动。
上述实施例使得能够通过移动基站有效地递送数据。那些实施例还适用于3GPPTR 22.839中描述的至少一些用例,例如,适用于通过移动基站的数据上传。
为此,网络系统(例如,5G系统)可以被配置为提供以下选项:
·网络系统可以支持使用移动基站(中继),该移动基站(中继)向沿着车辆行程的车辆中的UE提供5G接入,和/或
·网络系统可以提供确保车辆内的UE一旦经由移动基站(例如,安装在车辆上)被提供5G接入和连接就经由移动基站(例如,安装在车辆上)保持连接的手段,和/或
·网络系统可以能够提供在存在移动基站的情况下优化小区选择并最小化不必要的小区重选(在移动基站之间或在移动基站与固定基站之间)的手段(该要求旨在为5G系统(UE和移动基站)提供能够例如在UE所在(或到目前为止一起移动或预期一起移动)的车辆中优化移动基站的选择的能力),和/或
·网络系统能够例如基于相对移动性或速度来提供在经由移动基站服务时最小化UE的不必要切换(在移动基站之间,或在移动基站与固定基站之间)的手段,和/或
·网络系统可以支持为经由移动基站(例如,安装在车辆上)接入5GS网络的UE提供位置服务,和/或
·网络系统可以支持向请求UE或其他位置实体提供位置信息,用于UE经由移动基站(例如,安装在车辆上)接入5GS网络,考虑例如特定的位置粒度和有效的UE功耗,和/或
·网络系统可以能够提供在移动基站中继之间执行负载平衡的手段(该要求旨在为网络系统(UE和移动基站)提供能够尽可能优化网络资源的负载的能力),和/或
·当UE活动通信从宏网络改变到移动基站(例如,安装在车辆上)并且反之亦然时,网络系统可以能够支持有效切换,从而确保在UE的移动性(例如,进入或离开车辆)和/或中继期间的端到端服务连续性,和/或
·当移动基站(例如,服务于车辆内的UE)在宏网络节点之间改变时,网络系统可以能够支持UE活动通信的有效切换,从而确保在中继的移动性期间的端到端服务连续性,和/或
·当移动基站(例如,服务于车辆外部的UE)在宏网络节点之间改变时,网络系统可以能够支持UE活动通信的有效切换,从而确保在中继的移动性期间的端到端服务连续性,和/或
·当UE活动通信在移动基站(例如,安装在车辆上)之间改变时,网络系统可以能够支持有效的切换,从而确保在UE的移动性(例如,在车辆内移动)期间的端到端服务连续性。
上述用例和3GPP TR 22.839中描述的其他用例中的上述选项可以用以下技术解决方案来解决:
·信息(例如,比特为0或1)可选地包括在SIB(例如,SIB1)中,以指示基站是否是移动基站(中继)。通过包括该比特,UE或IAB-MT可以确定这是否是它想要加入的小区。
·移动基站例如在SIB1中或在新SIB上按需提供定位数据。利用该信息,UE可以检查其移动性模式是否符合移动基站的移动性模式。
·如果UE连接到移动基站,则它可以请求或获得关于行程/定时的输入。这可以作为新SIB按需递送。SIB包括基站的当前位置以及速度(加速度)矢量。利用该信息,知道其自身位置的UE可以估计基站将在范围内多长时间,配置通信参数,等等。
·SIB的选项是包含其当前位置。如果该信息被包括在SIB1中,则这可能是合适的解决方案,因为它是以周期性方式广播的。SIB1以160ms的周期被广播。在该垃圾邮件时间内,多次(例如,每40ms)重新广播相同的SIB1。如果车辆以100km/h移动,则它将在160ms内移动4.4m。如果移动基站(gNB)的位置包括在SIB1中,则SIB1可以包括当首次广播新SIB1时的位置和速度矢量。利用该信息,如果UE接收到已经重复2次的SIB1,则UE可以导出移动基站的位置。其他替代方案可以是包括移动基站针对每个SIB1重复的预期位置。
·另一选项是,例如通过将位置信息包括在包含移动基站的路线和定时的新SIB中,使位置信息按需可用。替代选项是包括作为时间的函数的轨迹。例如,当前位置、速度矢量和到期时间。利用该信息,UE(或宏小区(DU/CU))可以知道其位置,直到到期时间。
更一般地,在TS23.273的条款4.3.5中,陈述了目标UE可以支持4种定位模式,包括基于UE的模式和独立。因此,已经订阅定位服务的UE可以从移动基站获得该定位信息。
更一般地,提出了一种方法,其允许第一通信设备(例如,移动基站)通过发送(例如,在诸如SIB或RRC保护消息的广播消息中)与第一通信设备的移动性模式相关的定位数据来向一个或多个第二通信设备(例如,一个或多个UE)提供定位服务。第一通信设备也可以使用其他接口,例如,基于IAB的移动基站具有能够使用MT发送/广播发现消息的MT-IAB。
更一般地,提出了一种方法,其允许第二通信设备向5GC中的网络功能(例如,LMF)请求对定位服务的接入,并且如果允许,则第二通信设备接收可以用于解密或完整性验证由第一通信设备分发的信息的一组密钥材料(例如,对称加密密钥和/或对称完整性密钥和/或签名验证公钥和/或解密私钥)。
更一般地,提出了一种方法,其允许第一通信设备被授权向一个或多个第二通信设备提供定位服务,并且如果被授权,则接收可以由第一通信设备用来加密或完整性保护由第一通信设备分发的信息的一组密钥材料(例如,对称加密密钥和/或对称完整性密钥和/或签名私钥和/或加密公钥)。
更一般地,提出了一种方法,其允许利用对称密钥或利用加密公钥对位置信息进行加密,并且可以通过附加利用完整性对称密钥计算的消息认证码或附加利用签名私钥计算的数字签名来完整性保护位置信息。
更一般地,描述了一种方法,其允许第二设备被授权从第一设备接收位置信息并且可选地对其进行解密和/或完整性验证,并且基于由核心网络配置的策略来使用该位置信息。例如:(1)如果第二设备观察到它在携带移动基站的车辆上,则第二设备将使用接收到的位置信息,并且其位置将由具有车辆尺寸的不确定性的位置给出;(2)如果第二设备观察到它不在携带移动站的车辆上,则第二设备将仅假定它在移动基站的通信范围中的某处。
类似地,提供了一种实施所述方法的第一通信设备,例如,能够通过发送(例如,在诸如SIB或RRC保护消息的广播消息中)与其移动性模式相关的定位数据来向至少第二通信设备提供定位服务的第一通信设备。类似地,提供了一种实施所述方法的第二通信设备,例如,能够接收包括与第一通信设备的移动性模式相关的定位数据的消息(例如,诸如SIB或RRC保护消息的广播消息)并从所述定位数据导出其自己的位置的第二通信设备。
可以基于诸如到达角、飞行时间、…、或IAB-MT与UE之间的测距测量的附加定位技术来改进从移动基站接收的位置测量。特别地,如果移动基站位于车辆中的特定位置,则移动基站将分发与移动基站(或车辆的任何其他部分)的特定位置相关的位置信息。接收位置信息的UE还可以基于诸如到达角、飞行时间、…、或IAB-MT与UE之间的测距测量的附加定位技术来确定其相对于(基站本身的)接收位置的位置。例如,在到达角的情况下,UE可以基于接收到的位置、所测量的到达角来进一步细化其位置。还可以基于由UE或移动基站感测的信息(例如,从磁传感器获得的并且可以在UE和移动基站之间交换的与其取向相关的信息)来进一步改进位置测量。UE(或移动基站)可以通过使用可能由移动基站分发或以其他方式对UE可用的车辆地图来进一步细化位置测量。例如,在火车的情况下,移动基站还可以广播与车辆相关的元数据(例如,大小(长度、宽度)、建筑材料、地图、…),该元数据可以由UE用于进一步确定其位置,包括其在车辆中的绝对或相对位置。例如,如果UE测量给定的到达角度,则UE可以通过知道可以从移动基站接收的车辆本身的测量结果来校正潜在误差。例如,如果UE被报告给定的离开角并且知道移动基站在车辆中的取向,则UE可以更好地确定其在车辆中的位置及其绝对位置。
更一般地,提出了一种如上所述的方法,即,允许第一通信设备(例如,移动基站)通过发送(例如,在诸如SIB或RRC保护消息的广播消息中)与第一通信设备的移动性模式相关的定位数据来向一个或多个第二通信设备(例如,一个或多个UE)提供定位服务,并且提供与车辆或车辆取向和/或移动基站在车辆中的位置/取向相关的元数据。还提供了一种实施该方法的第一通信设备。
此外,通常,提出了一种第二通信设备(例如,UE),其能够从第一通信设备(例如,移动基站)接收第一消息(例如,诸如SIB或RRC保护消息的广播消息),该第一消息包括与第一通信设备的移动性模式相关的定位数据和/或其他定位信号(例如,到达角、飞行时间、…),并且第二通信设备使用关于车辆的元数据(大小、地图、…)(和/或车辆中的移动基站取向/位置)结合定位数据和/或定位信号来获得更准确的位置估计。还提供了一种第二通信设备,所述第二通信设备在第二消息中从所述第一通信设备接收所述元数据,所述第二消息可以包括在所述第一消息中。还提供了一种在第二通信设备上运行的软件应用,该软件应用利用在来自第二通信的第一消息中接收的位置信息和关于车辆的元数据信息。
如上述实施例中所描述的,当UE自己执行测量时,需要了解车辆中的移动基站的取向和了解车辆本身的取向来准确估计UE的位置。当核心网络中的应用或核心网络外部的应用基于UE执行的测量来确定UE的位置时,该信息也是相关的。因此,还需要用于向UE提供定位服务的移动基站向所述应用提供其配置(移动站与车辆相关的取向/位置)以及车辆本身的取向。由UE报告的与由移动基站在时间t处广播的定位信号相关的测量(例如,到达角)可以由移动基站在那些定位信号在时间t处广播时利用其取向/配置来增强,使得目标应用可以确定UE的位置。替代地,移动基站可在定位信号中包含所需数据(例如,实时数据,诸如车辆的取向),使得UE可执行测量并相应地报告所述测量,从而确保测量值和取向值同步。因此,还提供了一种方法,其允许第二通信设备向第一通信设备发送定位信号的测量,并且第一通信设备将所述测量转发给第四通信设备(例如,核心网络中的应用),并且第四通信设备在获得测量时考虑第一定位设备的取向来获得第二通信设备的位置值。该方法可以通过使第二通信设备在测量中包括在测量的定位信号中接收的第一通信设备的取向来增强。该方法可以通过让第一通信设备在将接收到的测量转发到第四通信设备之前利用其取向增强接收到的测量来增强。
·当UE连接到移动基站时,UE可以使用关于其自己的位置的信息来检测其是否正在移动以及其方向是否符合移动基站的路线。仅在这种情况下,UE将加入该基站。例如,该信息可以从加速度计导出。该信息还可以允许导出速度信息。替代地,UE还可以请求移动网络递送其位置、速度和方向。UE还可以使用其他传感器,例如,GPS传感器。
·为了允许UE以自主方式决定它应当连接到移动基站还是连接到正常基站,UE可以运行一种策略,该策略规定如果它连接到移动中继并且它根据移动中继的路线移动,则即使UE看到具有更强信号的其他基站,UE也应当保持连接到中继。
·关于UE仅在移动基站是良好候选时才决定加入移动基站的上述策略也可以在切换期间应用。例如,在CHO期间,UE接收关于基站的定位信息。只有它检测到它也沿着该移动基站的路线移动,UE才可以决定加入它。
·类似地,UE可以运行这样的策略,该策略规定即使UE在处理包含主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)和主信息块(MIB)的接收到的同步信号块(SSB)时检测到具有高接收信号的一些基站,只要UE检测到它遵循它连接到的移动基站的路线,UE也可以不改变小区。
移动基站或车载中继(VMR)可以广播同步信号,特别地,它可以通过不同的波束广播同步信号块(SSBs)。移动基站的移动可能导致不同波束的接收以突然的方式改变的情况。例如,考虑如图13中的具有广播SSBs的四个波束的VMR。在射束1指向行进方向的情况下,射束2相对于行进方向在右侧,射束4相对于行进方向在左侧,并且射束3指向相反的行进方向。如果该配置是固定的并且相对于车辆的行进方向,则每当VMR改变其行进方向时,VMR周围的UE将遭受SSB接收电平的突然变化。为了避免这种情况,VMR应当以相对于外部(相对于VMR)参考系统的固定分布来分布其SSB。这样的分布在图14中示出,其中与VMR的行进方向无关,射束1指向北,射束2指向东,射束3指向南,并且射束4指向西。这样做需要将与外部参考系统相关的信息(例如,北方的位置)集成到VMR的波束管理系统中,并且相应地调整VMR的波束的方向,从而补偿VMR的方向变化。
·类似于最后一个实施例,波束管理系统应当将车辆的行驶信息作为实时输入,以相应地调整波束成形,并保持与UE和宿主gNB的稳定连接。
·上述波束管理方法适合于不与VMR一起行进的UE,但不适合于与VMR一起行进的UE。对于位于车辆中的那些UE,更合适的是具有覆盖车辆内部的一个或多个特定波束,并且独立于车辆行驶方向保持恒定的布置。为了促成UE对VMR SSB的捕获,VMR可以使用特定SSB排序,其中一些波束(例如,第一SSB)被向位于车辆中的UE广播,而其余波束(例如,最后SSB)被广播以允许车辆外部的UE的连接。SSB(例如,PBCH或MIB中的比特)可以指示它是否是VMR。然后,UE可以根据其自己的移动性信息(即,UE是否正在与VMR一起移动的知识)来决定选择哪个波束。
·在一些情况下,移动基站可能不在系统信息中广播它是移动基站的事实。如果是这种情况,则UE可以触发切换,特别地,它可以向包括服务小区(例如,宏gNB)的源gNB(-DU)发送测量报告和潜在的目标相邻小区信号强度。如果目标相邻小区信号强度更强,则这将强制切换程序。例如,如果移动基站靠近UE驾驶,则可能发生这种情况。如果RAN(例如,gNB的CU)或CN(例如,AMF)检查目标小区是否是移动基站并且它将处于UE的当前区域中(基于移动基站的位置、速度、…)足够长以向UE提供服务,则可以避免这种情况。如果目标小区不满足要求,则RAN或CN将例如借助于RRC消息通过源gNB(-DU)向UE通知目标小区是不合适的。
·在本申请的上述实施例中,宿主gNB和VMR之间的连接被认为依赖于IAB,并且VMR和UE之间的连接被认为依赖于NR Uu。替代方法包括在gNB和VMR之间使用NR Uu并且在VMR和UE之间使用pc5,其中VMR是中继UE并且UE是远程UE。如果这样做,则上述实施例中讨论的切换优化适用于VMR和宿主gNB之间。与数据传输相关的优化以类似的方式适用,其中VMR(中继UE)将朝向远程UE高速缓存数据一定时间。远程UE/中继UE和直接通信请求的发现也可以以与CHO类似的方式改进。例如,宿主gNB可以基于其移动性模式(位置、速度等)通过控制消息(例如,RRC消息)向远程UE通知接近的VMR(中继UE)。在该控制消息中,宿主gNB可以包括包含在发现消息(模型A/B)中的信息。例如,宿主gNB可以触发发现程序(例如,TR33.847中的解决方案3和4)中所需的初始提供和授权步骤,使得UE和VMR可以成功地发现彼此。例如,宿主gNB还可以从远程UE收集直接通信请求并与中继UE和/或CN共享它,以在远程UE实际连接到中继UE之前验证中继UE是否能够/允许处理远程UE/中继UE连接。CN还可以在远程UE和中继UE彼此发现之前准备回复并将回复递送到远程UE和中继UE。最后,宿主gNB或CN通过宿主gNB可以分配密钥材料,例如对称密钥,以一旦pc5链路可用,就保护pc5链路。例如,在远程UE和中继UE执行分布式发现和pc5建立程序的情况下,即,在基于一些预分发的密钥材料(例如,2021PF00120中描述的公钥和证书)不涉及CN的情况下,该分布式协议或其一部分可能在远程UE和中继UE在范围内之前通过宿主gNB。
在实施例中,移动基站借助于通过侧链路交换的侧链路同步信号来通告其存在,目的是减少移动基站在四处移动时的干扰(例如,冲突PCI)。UE监测可能包括对VMR/移动基站能力的指示的侧链路同步信号(SSS)。一旦已经观察到SSS,UE就可以监测发现消息的分发,例如,由IAB-MT(移动基站的UE部分)广播/发送的通告消息,并且其可以包括允许授权UE接入移动基站的参数(例如,在发现消息的元数据字段中),例如,RACH相关参数。在最后的步骤中,UE然后可以接入移动基站。
·在上述用例和其他实施例中,UE还可以是指IAB移动终端(IAB-MT)单元。
·网络系统可能能够通过选择数据递送的位置来支持到移动基站机载UE的优化数据传输,该位置例如最大化吞吐量或确保通过移动基站从宿主接入设备到UE的最小吞吐量水平。例如,这可以指代宿主接入设备周围的L1和L2之间的一组位置。应当在这些位置之间优化诸如移动性和RAN的协议。
在另一实施例中,CN还可以选择通过两个移动基站分发数据,例如,如果没有一个基站将靠近UE足够长以处理所有数据。例如,基站可以处理上行链路数据,而另一基站可以处理下行链路数据。
从这个观点来看,CN应当负责基于移动基站可以处理的数据量以及移动基站可以建立的通信链路的定时和质量来平衡移动基站上的负载。
这可以通过提供多个gNB-UP(例如,它们中的两个)来实现。两个移动基站将运行gNB-UP,并且宏基站可以负责gNB-CP。替代地,移动基站可以运行gNB-UP,并且宏基站可以运行gNB-CP和UP。负载平衡的目标是gNB-CP可以平衡分配给运行gNB-UP的两个移动基站的负载。可能需要以下扩展来实现该扩展架构:
·在UE选择时,基站可以在广播的系统信息中指示它们是否支持CP或UP或两者(传统)。UE可以首先加入gNB-CP。然后,UE可以根据其策略加入至少一个gNB-UP。可行的拆分可以是使两个gNB-UP负责上行链路和下行链路业务。
·在NR-NR架构中的UE附接信令程序中,gNB CP可以添加gNB-UP。gNB-CP还可以添加多于一个gNB-UP以分发业务负载。
·在切换过程中,当执行负载平衡时,考虑到要下载的用户数据以及源gNB-UP和目标gNB-UP的位置,gNB-CP可以在源gNB-UP和目标gNB-UP之间分发负载,例如,用于下行链路。
图9示出了在考虑两个移动基站的路线的情况下当在UE处连接时gNB-CP可以从源gNB-UP 1(MBS1)和目标gNB-UP 2(MBS2)预期的吞吐量曲线相对于位置的示例。该信息可以如上面例如结合图7所描述的那样来估计。
如图9的上曲线所示,源gNB-UP 1(MBS1)处的数据通信在位置pa_s1和pa_s2之间是可行的,而目标gNB-UP 2(MBS2)处的数据通信在位置pa_t1和pa_t2之间是可行的。
在示例中,可以通过在移动gNB-UP 1(MBS1)和移动gNB-UP 2(MBS2)之间分发负载(要发送到UE的下行链路数据)来执行负载平衡。
如图9的下曲线所示,控制数据分发,使得在位置pb0处,UE附接到gNB-CP,并且此后附接到gNB-UP 1(MBS1)。然后,在位置pb1处,开始从gNB-UP 1(MBS1)的数据下行链路传输。在该第一下行链路传输期间,gNB-CP在UE中预配置触发切换的gNB-UP 1(MBS1)的位置,并且潜在地将数据高速缓存在gNB-UP 2(MBS2)中以在UE加入时下载到UE。在从gNB-UP 1(MBS1)的数据下载结束的位置pb2之前不久,UE执行与gNB-UP 2(MBS2)的随机接入程序。然后,在位置pb2处,开始从gNB-UP 2(MBS2)的数据下行链路传输并且继续直到位置pb3。
总之,已经通过引入在移动接入设备(例如,基站(诸如gNB)或接入点)处高速缓存所请求的数据的能力并优化终端设备与移动接入设备之间以及移动接入设备与宏接入设备之间的数据的调度/传输,已经描述了网络系统中的终端设备(例如,智能电话或IoT设备)的下载能力的改进提供。
尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本发明,但是这样的图示和描述被认为是说明性的或示例性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。它可以应用于各种类型的终端设备,诸如移动电话、生命体征监测/遥测设备、智能手表、检测器或其他类型的便携式设备。
终端设备可以是不同类型的设备,例如移动电话、车辆(用于车辆到车辆(V2V)通信或更一般的车辆到万物(V2X)通信)、V2X设备、IoT集线器、IoT设备,包括用于健康监视的低功率医疗传感器、医疗(紧急)诊断和治疗设备、用于医院使用或第一响应者使用、虚拟现实(VR)头盔等。
基站可以是提供地理服务区域的任何网络接入设备(诸如基站、节点B(eNB、eNodeB、gNB、gNodeB、ng-eNB等)、接入点等)。
此外,上述实施例中的至少一些可以基于5G新无线电(5G NR)无线电接入技术。
此外,本发明可以应用于多个无线(例如4G/5G)连接的传感器或致动器节点参与的医疗应用或连接的医疗保健、无线(例如4G/5G)连接的设备偶尔消耗或生成特定平均数据速率的连续数据流(例如视频、超声、X射线、计算机断层扫描(CT)成像设备、实时患者传感器、医务人员使用的音频或语音或视频流设备)的医疗应用或连接的医疗保健中。特别地,这可以在紧急医疗保健情况下使用,例如,在救护车安装的中继用于改进紧急区域(例如事故)中的连接的情况下。在涉及无线、移动或固定的传感器或致动器节点(例如智能城市、物流、农业等)的一般IoT应用、紧急服务和关键通信应用、V2X系统、使用高频(例如mmWave)RF改进5G蜂窝网络覆盖的系统以及使用中继的5G通信的任何其他应用领域中。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容和从属权利要求,在实践所请求保护的本发明时,能够理解并实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中,“包括”一词不排除其他元件或步骤,并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的,但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。前面的描述详细说明本发明的某些实施例。然而,将意识到无论前述内容以如何详细的方式呈现在文中,本发明可以利用许多方式来实施,并且因此不限于所公开的实施例。应当注意,当描述本发明的某些特征或方面时使用特定的术语不应被认为是暗示在此重新定义该术语以被限制为包含与此术语相关联的本发明的特征或方面的任何的特定的特性。另外,表述“A、B和C中的至少一个”应被理解为分离的,即被理解为“A和/或B和/或C”。
单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的,但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
所描述的操作(如图3、4和6中所指示的那些操作)可以分别被实施为计算机程序的程序代码单元和/或被实施为相关网络设备或功能的专用硬件。计算机程序可以被存储和/或分布在合适的介质上,例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质,但是也可以被以其他形式分布,例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。

Claims (16)

1.一种用于在无线网络(40)中控制发送数据的上传或下载的装置,其中,所述装置被配置为:
-基于移动接入设备(30)的估计位置信息和目标设备(10)的位置信息来选择所述移动接入设备(30);
-基于所述移动接入设备(30)的所述估计位置信息和所述目标设备(10)的所述位置信息,调度所述发送数据到所述移动接入设备(30)的传输以及所述发送数据从所述移动接入设备(30)到所述目标设备(10)或到所述无线网络(50)的核心网络(50)的后续传输。
2.根据权利要求1所述的装置,被配置为在所选择的移动接入设备处高速缓存所述发送数据。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其被配置为当所述移动接入设备(30)处于宏接入设备(20)的预定范围内时,经由所述宏接入设备(20)上传或下载所述发送数据。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其还被配置为考虑多个移动接入设备(30)的当前行进的调度来确定所述多个移动接入设备(30)中的哪个将在所述目标设备(10)的预定范围内,并且考虑所述目标设备(10)在预定时间处的所述位置信息、所述多个移动接入设备(30)中的每一个在所述预定时间处的位置、以及所述目标设备的用户在所述预定时间处的通信要求来识别所述多个移动接入设备(30)中的哪个能够将所述发送数据递送到所述目标设备(10)。
5.根据权利要求1或2所述的装置,其还被配置为向所选择的移动接入设备(30)通知关于以下中的一项:所述目标设备(10)沿着所述移动接入设备(30)的路线的存在、所述目标设备(10)的所述用户的数据要求和所述目标设备(10)的位置,使得所选择的移动接入设备(30)能够预先优化发送参数或预先分配发送资源。
6.根据权利要求1或2所述的装置,其还被配置为选择用于传输所述发送数据的所述移动接入设备(30)的合适位置和用于所选择的移动接入设备(30)和服务于所述目标设备(10)的宏接入设备(20)之间的上行链路或下行链路通信的合适开始时间。
7.一种无线通信系统,包括根据权利要求1或2所述的装置和至少一个移动接入设备(30)。
8.根据权利要求7所述的系统,其中,所述移动接入设备(30)是车载接入设备,所述车载接入设备被配置为服务于位于所述车辆中或所述车辆的预定范围内的终端设备。
9.根据权利要求7所述的系统,其中,所述移动接入设备(30)被配置为考虑要传输的所需数据量、所述目标设备(10)的所述位置信息、所述移动接入设备(30)的预期轨迹以及所述目标设备(10)或宏接入设备(20)和所述移动接入设备(30)将在预定范围内的预期时间段中的至少一项而预先分配和配置用于所述发送数的所述上传或下载的通信资源。
10.根据权利要求7所述的系统,其中,核心网络功能或宏接入设备(20)被配置为当所述移动接入设备(30)已经被选择时,触发向所述移动接入设备(30)的条件切换的请求,或所述目标设备(10)被配置为发送触发所述条件切换请求的无线电资源控制测量报告,或所述目标设备(10)被配置为直接向所述无线网络(40)的核心网络(50)或所述宏接入设备(20)发送触发所述条件切换的请求,或所述目标设备(10)被配置为如果它满足预定条件则加入所述移动接入设备(30)。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述移动接入设备(30)和服务于所述目标设备(10)的宏接入设备(20)是中央单元和分布式单元之间的划分的实例,其中,所述移动接入设备(30)是分布式单元,并且所述宏接入设备(20)是中央单元,其中,所述中央单元被配置为向所述目标设备(10)发送连接重新配置消息,所述连接重新配置消息包括用于从源分布式单元移动到目标分布式单元的定时和条件,其中,所述目标设备(10)被配置为在随机接入程序和/或连接重新配置完成消息中包括关于数据递送状态的信息,并且其中,所述发送数据被高速缓存在所述目标分布式单元处。
12.根据权利要求7所述的系统,还包括集成接入和回程IAB宿主单元,所述集成接入和回程IAB宿主单元被配置为根据所述移动接入设备(30)的估计的移动性信息来创建通信参数,以当所述移动接入设备(30)在所述IAB宿主单元的预定范围内时激活所述通信参数,并且当所述移动接入设备(30)在所述IAB宿主单元的范围之外时保持所述通信参数。
13.根据权利要求7所述的系统,其中,所述数据被分发在移动边缘或多接入边缘计算MEC环境中,其中,所述无线网络(40)的核心网络(50)的MEC协调器(56)被配置为选择所述移动接入设备(30)以将所述发送数据递送到所述目标设备(10),其中,首先在所选择的移动接入设备(30)处调试MEC应用,并且基于来自所述目标设备(10)的应用请求来在所述MEC协调器(56)的请求时传输所述发送数据。
14.根据权利要求7所述的系统,其中,服务于所述目标设备(10)的宏接入设备(20)被配置为在学习阶段期间收集所述移动接入设备(30)的定位信息,并且在预测阶段期间使用所收集的定位信息来估计所述移动接入设备(30)的实际位置。
15.一种终端设备(10),包括根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述终端设备被配置为基于所述位置信息和所述估计位置信息中的至少一个来决定是否连接到所述移动接入设备(30)。
16.一种在无线网络(40)中控制发送数据的上传或下载的方法,其中,所述方法包括:
-基于移动接入设备(30)的估计位置信息和目标设备(10)的位置信息来选择所述移动接入设备(30);
-在所选择的移动接入设备(30)处发起所述发送数据的高速缓存;以及
-基于所述移动接入设备(30)的所述估计位置信息和所述目标设备(10)的所述位置信息,调度所述发送数据到所述移动接入设备(30)的传输以及高速缓存的发送数据从所述移动接入设备(30)到所述目标设备(10)或到所述无线网络(40)的核心网络(50)的后续传输。
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