DE102015012595A1

DE102015012595A1 - Über WIFI Koordiniertes LAA-LTE

Info

Publication number: DE102015012595A1
Application number: DE102015012595.8A
Authority: DE
Inventors: Yong Li; Guy Drory; Baoguo Yang; Matthew Fischer
Original assignee: Broadcom Corp
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: CN105472622A; HK1217861A1; US20180146488A1; CN105472622B; US20160095110A1; US10342029B2; US9907085B2; DE102015012595B4

Abstract

Ein Verfahren umfasst das Erkennen, unter Verwendung eines WiFi-Zugangspunkts, von Kanalnutzungsdaten, die den Datenverkehr auf einer Vielzahl von Kanälen eines lizenzfreien LTE-Bandes in einem drahtlosen Netz angeben. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen der Kanalnutzungsdaten für einen LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution). Das Verfahren umfasst ferner das Auswählen, unter Verwendung des LTE-Zugangspunkts, eines Kanals aus der Vielzahl von Kanälen auf der Grundlage der Kanalnutzungsdaten von dem WiFi-Zugangspunkt zur Nutzung beim Übertragen von Daten durch den LTE-Zugangspunkt. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen, von dem LTE-Zugangspunkt, einer Angabe einer bevorstehenden Übertragung, die so konfiguriert ist, dass sie Daten auf dem Kanal an den WiFi-Zugangspunkt überträgt. Das Verfahren umfasst ferner das Rundsenden einer oder mehrerer Nachrichten von dem WiFi-Zugangspunkt an einen oder mehrere WiFi-Knoten, wobei die eine oder die mehreren Nachrichten so konfiguriert sind, dass sie die WiFi-Knoten daran hindern, auf dem Kanal zu übertragen.

Description

QUERVERWEISE AUF MIT DIESER ANMELDUNG IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität aus der am 26. September 2014 eingereichten, vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 62/056,157, aus der am 1. November 2014 eingereichten, vorläufigen indischen Patentanmeldung Nr. 5479/CHE/2014 und der am 3. November 2014 eingereichten, vorläufigen US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 62/074,505, die alle vollständig per Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen sind.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Netztechnologie, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Koordination von LTE (Long-Term Evolution) mit WiFi und Zugangspunkten.
HINTERGRUND
LTE ist ein Standard für die drahtlose Kommunikation. LAA-LTE (Licensed Assisted Access-LTE (LTE mit lizenzgestütztem Zugang), das auch als LTE-LAA, LAA, LTE-U, LTE Unlicensed oder lizenzfreies LTE bezeichnet wird) nutzt im Allgemeinen ein lizenzfreies Spektrum (das heißt ein Spektrum, das nicht für ein bestimmtes Unternehmen, ein bestimmtes Netz, usw. reserviert ist) in einem drahtlosen Netz. Es ist schwierig, in dem lizenzfreien Spektrum einen Betrieb durchzuführen (zum Beispiel Nachrichten zu übertragen und zu empfangen), da in dem lizenzfreien Band Störungen auftreten können.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst ein Verfahren Folgendes:
Empfangen von Kanalnutzungsdaten zur Angabe des Datenverkehrs auf einer Vielzahl von Kanälen eines lizenzfreien LTE-Bandes in einem drahtlosen Netz von einem WiFi-Zugangspunkt an einem LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution);
Auswählen, unter Verwendung des LTE-Zugangspunkts, eines Kanals aus der Vielzahl von Kanälen auf der Grundlage der Kanalnutzungsdaten von dem WiFi-Zugangspunkt zur Nutzung beim Übertragen von Daten durch den LTE-Zugangspunkt; und
Bereitstellen einer Angabe einer bevorstehenden Übertragung auf dem ausgewählten Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes von dem LTE-Zugangspunkt an den WiFi-Zugangspunkt.
Zweckmäßigerweise umfasst der Schritt des Auswählens des Kanals das Auswählen eines ersten Kanals, für den die Kanalnutzungsdaten ein niedrigeres Niveau des Datenverkehrs angeben als für einen oder mehrere zweite Kanäle, was sich in den Kanalnutzungsdaten widerspiegelt.
Zweckmäßigerweise umfasst die Angabe einer bevorstehenden Übertragung eine Übertragungsdauer, und dabei umfassen die eine oder mehreren Nachrichten eine oder mehrere Sendebereitschafts-Nachrichten (Clear-To-Send), die so konfiguriert sind, dass sie die WiFi-Knoten daran hindern, zumindest während der Übertragungsdauer auf dem Kanal zu übertragen.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner das Rundsenden einer oder mehrerer Nachrichten von dem WiFi-Zugangspunkt an einen oder mehrere WiFi-Knoten, wobei die eine oder mehreren Nachrichten so konfiguriert sind, dass sie die WiFi-Knoten daran hindern, auf dem Kanal zu übertragen.
Zweckmäßigerweise ist eine erste Nachricht der einen oder mehreren Nachrichten an einen Empfängerknoten der Übertragung gerichtet, und dabei ist die erste Nachricht so konfiguriert, dass sie den Empfängerknoten veranlasst, an einen oder mehrere zweite WiFi-Knoten außerhalb eines Bereichs des WiFi-Zugangspunkts eine zweite Nachricht zu übertragen, die so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren zweiten Knoten daran hindert, auf dem Kanal zu übertragen.
Zweckmäßigerweise umfasst die Angabe einen Dienstgüte-Prioritätsparameter für die Übertragung, und dabei umfasst das Verfahren ferner das Hinzufügen einer mit der Angabe verbundenen Anforderung zu einer Warteschlange, die eine Vielzahl von weiteren Anforderungen aufweist, wobei jede von ihnen einen von einer Vielzahl von Dienstgüte-Prioritätsparametern aufweist, mittels des WiFi-Zugangspunkts, sowie das Priorisieren der Nutzung der Kanäle unter der Anforderung und der Vielzahl von weiteren Anforderungen unter Verwendung der Vielzahl von Dienstgüte-Prioritätsparametern.
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst ein Verfahren Folgendes:
Bestimmen eines zu einem ersten Zeitpunkt beginnenden Übertragungsfensters, in dem Daten über einen Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen übertragen werden sollen, an einem LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution), der so konfiguriert ist, dass er Daten über ein lizenzfreies LTE-Band überträgt;
Bestimmen, zu einem zweiten Zeitpunkt, der vor dem ersten Zeitpunkt liegt, auf der Grundlage einer Kanalanalyse, ob der Kanal für eine Übertragung der Daten für eine Dauer nach dem ersten Zeitpunkt verfügbar ist;
als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Kanal verfügbar ist, Reservieren des Kanals für die Übertragung für die Dauer nach dem ersten Zeitpunkt; und
Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem Ende der Dauer.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Bestimmen, ob eine verbleibende Zeit innerhalb des Übertragungsfensters, nachdem die Übertragung der Daten abgeschlossen ist, einen Schwellenwert überschreitet; und
Stornieren der Reservierung der verbleibenden Zeit des Übertragungsfensters als Reaktion auf das Bestimmen, dass die verbleibende Zeit den Schwellenwert überschreitet.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Bestimmen eines Zeitrahmens zwischen einem dritten Zeitpunkt, zu dem die Kanalanalyse abgeschlossen ist, und dem ersten Zeitpunkt; und
Reservieren des Kanals für die Übertragung für die Dauer nach dem ersten Zeitpunkt als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Zeitrahmen einen Schwellenwert-Zeitrahmen überschreitet.
Zweckmäßigerweise umfasst das Übertragen während des Übertragungsfensters das Übertragen der Daten ohne das Reservieren des Kanals für die Übertragung als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Zeitrahmen geringer ist als der Schwellenwert-Zeitrahmen.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Bestimmen, ob die Kanalanalyse bis zu dem ersten Zeitpunkt abgeschossen ist; und
wenn die Kanalanalyse bis zu dem ersten Zeitpunkt nicht abgeschossen ist:
Fortfahren mit dem Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters, das an dem ersten Zeitpunkt beginnt, unabhängig davon, ob die Kanalanalyse abgeschlossen ist;
Warten, dass die Kanalanalyse abgeschlossen ist, Reservieren des Kanals für die Übertragung nach Abschluss der Kanalanalyse und Übertragen der Daten innerhalb des Übertragungsfensters, das an einem dritten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt beginnt; oder
Überspringen des Übertragungsfensters und Versuch, die Daten in einem nachfolgenden Übertragungsfenster zu übertragen.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Erkennen der Kanalkenndaten des Kanals;
Aktivieren eines ersten Modus des LTE-Zugangspunkts, bei dem der LTE-Zugangspunkt eine oder mehrere LTE-Übertragungen und eine oder mehrere WiFi-Übertragungen auf dem Kanal koordiniert, wobei der erste Modus als Reaktion auf das Erkennen eines ersten Zustands der Kanalkenndaten aktiviert wird;
Aktivieren eines zweiten Modus des LTE-Zugangspunkts, bei dem der LTE-Zugangspunkt mit einem WiFi-Zugangspunkt kommuniziert und der WiFi-Zugangspunkt die LTE-Übertragungen und die WiFi-Übertragungen auf dem Kanal koordiniert, wobei der zweite Modus als Reaktion auf das Erkennen eines zweiten Zustands der Kanalkenndaten aktiviert wird; und
Aktivieren eines dritten Modus des LTE-Zugangspunkts an dem LTE-Zugangspunkt, bei dem der LTE-Zugangspunkt und der WiFi-Zugangspunkt jeweils einen Teil der Koordination der LTE-Übertragungen und der WiFi-Übertragungen auf dem Kanal durchführen, wobei der dritte Modus als Reaktion auf das Erkennen eines dritten Zustands der Kanalkenndaten aktiviert wird.
Zweckmäßigerweise:
umfasst das Erkennen des ersten Zustands der Kanalkenndaten das Erkennen, dass der WiFi-Datenverkehr auf dem Kanal den LTE-Datenverkehr auf dem Kanal um wenigstens einen Schwellenwert überschreitet;
umfasst das Erkennen des zweiten Zustands der Kanalkenndaten das Erkennen, dass der LTE-Datenverkehr auf dem Kanal den WiFi-Datenverkehr auf dem Kanal um wenigstens einen Schwellenwert überschreitet; und
umfasst das Erkennen des dritten Zustands der Kanalkenndaten das Erkennen, dass sich der LTE-Datenverkehr auf dem Kanal innerhalb eines Schwellenwerts für den WiFi-Datenverkehr auf dem Kanal befindet.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Synchronisieren des Beginns des Übertragungsfensters mit dem Beginn eines WiFi-Übertragungsfensters eines WiFi-Zugangspunkts, das an dem ersten Zeitpunkt beginnt;
Übertragen eines Kanalreservierungssignals an dem zweiten Zeitpunkt, das so konfiguriert ist, dass es den Kanal für eine an dem ersten Zeitpunkt beginnende Übertragung reserviert; und
Übertragen eines Füllsignals nach dem Kanalreservierungssignal, das so konfiguriert ist, dass es eine oder mehrere WiFi-Vorrichtungen daran hindert, vor der Übertragung durch den LTE-Zugangspunkt auf dem Kanal zu übertragen, wobei das Füllsignal während wenigstens eines Teils eines Zeitrahmens zwischen einem Ende der Übertragung des Kanalreservierungssignals und dem ersten Zeitpunkt übertragen wird.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Bestimmen, ob während eines zweiten Übertragungsfensters nach dem ersten Übertragungsfenster ein zweiter Frequenzkanal für die Übertragung durch den LTE-Zugangspunkt zur Verfügung steht; und
als Reaktion auf das Bestimmen, dass der zweite Frequenzkanal zur Verfügung steht, Übertragen eines Kanalreservierungssignals, das so konfiguriert ist, dass es den zweiten Frequenzkanal für eine Übertragung nach der Übertragung in dem ersten Übertragungsfenster reserviert.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen wenigstens eines von einem Satz von Frequenzkanälen, über die Daten übertragen werden sollen, und einer Burst-Zeit pro Frequenzkanal auf der Grundlage von einem oder mehreren der folgenden Elemente:
einer Anzahl von Vorrichtungen, die Daten auf dem Satz von Frequenzkanälen übertragen;
einer Gesamtdatenlast auf dem Satz von Frequenzkanälen; oder
einer Menge von durch den LTE-Zugangspunkt und durch einen oder mehrere LTE-Zugangspunkte auf dem Satz von Frequenzkanälen übertragenen Daten.
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst ein Verfahren Folgendes:
Bestimmen eines zu einem ersten Zeitpunkt beginnenden Übertragungsfensters, in dem Daten über einen Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen übertragen werden sollen, an einem LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution), der so konfiguriert ist, dass er Daten über ein lizenzfreies LTE-Band überträgt;
Berechnen einer Größe des Übertragungsfensters, die einem oder mehreren für die Übertragung auf dem Kanal verfügbaren Zeitschlitzen entspricht;
Bestimmen, zu einem zweiten Zeitpunkt, der vor dem ersten Zeitpunkt liegt, auf der Grundlage einer Kanalanalyse, ob der Kanal für eine Übertragung der Daten für eine Dauer nach dem ersten Zeitpunkt verfügbar ist;
als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Kanal verfügbar ist, Übertragen einer Präambel-Sequenz, um den LTE-Zugangspunkt mit einem oder mehreren Knoten zu synchronisieren;
Reservieren des Kanals für die Übertragung durch Übertragen eines Reservierungsrahmens, wobei die Länge der Reservierung des Kanals auf der Größe des Übertragungsfensters basiert; und
Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem Ende eines Übertragungsfensters.
Zweckmäßigerweise umfasst die Kanalanalyse Folgendes:
einen Prozess zur Energieerkennung, der so konfiguriert ist, dass er Störungen in dem Kanal erkennt, wobei der Kanal als belegt erklärt wird, wenn die Störungen einen Schwellenwert für die Energieerkennung überschreiten; und
einen Prozess zur Präambel- und Reservierungsrahmen-Erkennung, der so konfiguriert ist, dass er eine Präambel-Sequenz und/oder einen Reservierungsrahmen in dem Kanal erkennt, wobei der Kanal als belegt erklärt wird, wenn eine Präambel-Sequenz und/oder ein Reservierungsrahmen erkannt werden.
Zweckmäßigerweise umfasst der Reservierungsrahmen ein Feld für die Dauer, wobei das Feld für die Dauer eine Zeitspanne angibt, die bis zu dem Ende des Übertragungsfensters dauert.
Zweckmäßigerweise umfasst eine letzte Präambel in der Präambel-Sequenz ein Feld für die Länge, das eine Zeitspanne angibt, die bis zu dem Ende des Übertragungsfensters dauert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Offenbarung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren noch besser verstanden, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, wobei:
1 ein Blockdiagramm einer Umgebung mit einer Kleinzelle mit WiFi- und LAA-LTE-Funktionalität (Licensed Assisted Access-Long-Term Evolution) und einer Vielzahl von Vorrichtungen ist, die mit der Kleinzelle kommunizieren;
2 ein detaillierteres Blockdiagramm der Auslegung der Kleinzelle von 1 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
3 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses für eine koordinierte Kanalauswahl der Kleinzelle gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
4 eine LAA-LTE-Zugangspunkt-Kanalauswahl gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
5 eine LAA-LTE-Zugangspunkt-Kanalauswahl im Hinblick auf zur Auswahl verfügbare Teilbänder gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
6 einen WiFi-Zugangspunkt veranschaulicht, der gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eine CTS-Nachricht (Clear-To-Send, Sendebereitschaft) sendet, um einen gemeinsam genutzten Kanal für den LAA-LTE-Zugangspunkt freizumachen;
7 einen WiFi-Zugangspunkt veranschaulicht, der gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel CTS-Nachrichten in einem Intervall sendet;
8 einen WiFi-Zugangspunkt veranschaulicht, der gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eine NAV-Angabe (Network Allocation Vector, Netzbelegungsvektor) an einen LAA-LTE-Zugangspunkt sendet, damit dieser LAA-LTE-Übertragungen außerhalb des NAV-Zeitbereichs einplanen kann;
9 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Reservieren eines Kanals für Übertragungen über den LAA-LTE-Zugangspunkt gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
10 eine mögliche Störung durch einen verborgenen WiFi-Knoten bei einer Übertragung mit einer Kleinzelle gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
11 eine mögliche Lösung für das Problem mit dem verborgenen WiFi-Knoten gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
12 das Übertragen einer CTS-Nachricht an einen weiteren LAA-LTE-Knoten gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
13 eine Multicast-Übertragung von der Kleinzelle an eine Gruppe von LAA-LTE-Knoten gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
14 einen Prozess des Stapelns von Anforderungen von dem LAA-LTE-Zugangspunkt gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
15 bis 16 eine Zuordnung einer LAA-LTE-Übertragungsanforderung zu einer Zugangskategorie-Warteschlange gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulichen;
17 bis 18 einen Ablauf einer einzelnen Anforderung und einen Ablauf mit mehreren Anforderungen zum Einplanen von Übertragungen für den LAA-LTE-Zugangspunkt gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulichen;
19 ein Blockdiagramm des Scheduler des WiFi-Zugangspunkts gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
20 ein Blockdiagramm des Scheduler des LAA-LTE-Zugangspunkts gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
21 ein Blockdiagramm ist, das die GCIs (General Circuit Interface, allgemeine Schaltungsschnittstelle) des LAA-LTE-Zugangspunkts und der WiFi-Zugangspunkte gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
22 einen Satz von GCI-Nachrichten und -Signalen veranschaulicht, die zwischen dem LAA-LTE-Zugangspunkt und den WiFi-Zugangspunkten gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ausgetauscht werden;
23 LAA-LTE-Datenübertragungen mit Sendeanforderung(RTS)/CTS gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
24 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses für eine über WiFi koordinierte LAA-LTE-Datenübertragung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
25 bis 26 eine Bedingung veranschaulichen, bei der gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eine ausreichende reservierte Übertragungszeit für den LAA-LTE-Zugangspunkt vorhanden ist;
27 eine Latenzzeit zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der LAA-LTE-Zugangspunkt eine Anforderung durchführt, und demjenigen, zu dem der LAA-LTE-Zugangspunkt Daten überträgt, gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
28 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses für eine Trägerabtastung und Kanalreservierung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
29 ein Diagramm eines Szenarios veranschaulicht, in dem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein LAA-LTE-Zugangspunkt einen CCA-Vorgang (Clear Channel Assessment, Freikanalanalyse) durchführt und einen Kanal für Kommunikationen reserviert;
30 ein Diagramm eines Szenarios veranschaulicht, in dem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein LAA-LTE-Zugangspunkt einen CCA-Vorgang durchführt, aber keinen Kanal für Kommunikationen reserviert;
31 ein Diagramm eines Szenarios veranschaulicht, in dem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein LAA-LTE-Zugangspunkt einen CCA-Lauf beendet und mit der Übertragung auf einem Kanal beginnt;
32 ein Diagramm eines Szenarios veranschaulicht, in dem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein LAA-LTE-Zugangspunkt auf eine Übertragung eines mit einem CCA-Vorgang verbundenen Pakets wartet, bevor er eine Übertragung auf einem Kanal beginnt;
33 ein Diagramm eines Szenarios veranschaulicht, in dem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein LAA-LTE-Zugangspunkt auf eine Übertragung eines mit einem CCA-Vorgang verbundenen Pakets wartet, bevor eine Kanalreservierung und Übertragung erfolgen;
34 ein Diagramm eines Szenarios veranschaulicht, in dem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein LAA-LTE-Zugangspunkt einen CCA-Lauf beendet und darauf wartet, dass ein nächstes Übertragungsfenster mit einer Übertragung beginnt;
35 ein Reservierungsschema im Hinblick auf eine CTS2NW-Nachricht (CTS-To-Nowhere, Bereit zum Senden nirgendwohin) gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
36 ein Blockdiagramm eines Moduls zum Ausführen eines CCA- und Kanalreservierungsprozesses gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
37 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Übertragen von Daten während eines Übertragungsfensters auf einem Kanal gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
38 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Bestimmen, ob ein Kanal reserviert werden soll, gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
39 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses für Kanalübertragungen nach einem beendeten CCA-Lauf gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
40 ein weiteres, detaillierteres Blockdiagramm der Auslegung der Kleinzelle von 1 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
41 einen Prozess zur adaptiven Modusumschaltung der Kleinzelle gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
42 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur adaptiven Modusumschaltung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
43 ein Schemadiagramm möglicher Zeitsynchronisierungsschemata für die Kleinzelle gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
44 ein Schemadiagramm des Frequenzsprungverfahrens für die Kleinzelle gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
45 bis 46 Ablaufdiagramme von Zugangsschemaprozessen für den LAA-LTE-Zugangspunkt gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind;
47 ein detailliertes Blockdiagramm der Auslegung der Kleinzelle von 1 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist;
48 einen Prozess für eine Freikanalanalyse und eine Kanalreservierung für einen belegten Kanal gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
49 den Prozess für eine Freikanalanalyse und eine Kanalreservierung von 48 mit einer Vielzahl von Backoff-Zeitschlitzen gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
50 den Prozess für eine Freikanalanalyse und eine Kanalreservierung von 48 mit einer Vielzahl von Backoff-Zeitschlitzen und übersprungenen belegten Zeitschlitzen gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
51 einen Prozess für eine Freikanalanalyse und eine Kanalreservierung für einen unbelegten Kanal gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
52 den Prozess für eine Freikanalanalyse und eine Kanalreservierung von 51 mit einem Leerlauf-Schwellenwert gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
53 einen Präambel-Sequenz-Prozess gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
54 einen Präambel-Sequenz- und Kanalreservierungsprozess gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
55 eine beispielhafte CTS-Nachricht einschließlich einer Präambel-Sequenz gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
56 die Präambel-Sequenz von 55 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ausführlicher veranschaulicht;
57 ein Schema ein Freikanalanalyse-Schema für mehrere Knoten gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
58 unterschiedliche Übertragungsfenster veranschaulicht, die von dem Kanalreservierungsprozess gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel reserviert werden können; und
59 ein Ablaufdiagramm eines Kanalreservierungsprozesses gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bevor nun auf die Figuren eingegangen wird, welche die beispielhaften Ausführungsbeispiele ausführlich veranschaulichen, versteht es sich, dass die Anwendung nicht auf die in der Beschreibung dargelegten oder in den Figuren veranschaulichten Einzelheiten oder die in der Beschreibung dargelegte oder in den Figuren veranschaulichte Methodik beschränkt ist. Es versteht sich auch, dass die Terminologie nur zu dem Zweck der Beschreibung vorgesehen ist und nicht als einschränkend betrachtet werden sollte.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die Figuren wird ein Rahmen für die Auslegung einer Kleinzelle gezeigt und beschrieben, welche einen LAA-LTE-Zugangspunkt und einen oder mehrere WiFi-Zugangspunkte integriert. Bei Kleinzellen handelt es sich um Knoten mit geringer Leistung, die in verschiedenen Bereichen betrieben werden. Die Kleinzellen der vorliegenden Offenbarung sind so ausgelegt, dass sie wenigstens teilweise in dem lizenzfreien Spektrum betrieben werden (zum Beispiel einem Spektrum, das nicht für ein bestimmtes Unternehmen, ein bestimmtes Netz, usw. reserviert ist).
LAA-LTE (bzw. LTE-U) ist ein Standard für eine drahtlose Kommunikation, die das lizenzfreie Spektrum nutzt. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind ein LAA-LTE-Zugangspunkt und ein oder mehrere WiFi-Zugangspunkte integriert, um die Nutzung des lizenzfreien Spektrums zu verbessern (zum Beispiel, um Störungen zu vermeiden).
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Auslegung der Kleinzelle so konfiguriert, dass gleichzeitige Dual-Band-WiFi-Zugangspunkte (zum Beispiel Dual-Band gemäß 802.11n und 802.11ac) unterstützt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Auslegung der Kleinzelle ferner so konfiguriert, dass sie ein Listen-before-talk-Protokoll (erst abhören, dann reden) einhält, was es dem LAA-LTE-Zugangspunkt erlaubt, die gleiche Stufe von Fairness (das heißt, keinen bereits in Verwendung befindlichen Kanal zu verwenden) zu erreichen wie ein WiFi-Zugangspunkt, und es ferner mehreren LAA-LTE-Zugangspunkten erlaubt, nebeneinander zu existieren. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird einer der WiFi-Zugangspunkte als Koordinator für die Übertragungen des LAA-LTE-Zugangspunkts verwendet (das heißt, der WiFi-Zugangspunkt wird verwendet, um einen Kanal für Übertragungen im Auftrag des LAA-LTE-Zugangspunkts zu identifizieren und auszuwählen). Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen sieht die Auslegung der Kleinzelle Lösungen vor, die Kanalmedienzugangsprozeduren für den LAA-LTE-Zugangspunkt mittels der WiFi-Zugangspunkte betreffen. Bei einigen Ausführungsbeispielen sind die Zugangspunkte integriert und einfache, neue Funktionalität wird jedem Zugangspunkt bereitgestellt, um die Aktivitäten der vorliegenden Offenbarung zu unterstützen.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 2 werden Blockdiagramme einer Auslegung einer Kleinzelle 100 gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen gezeigt. Wie in 1 gezeigt, ist ein LAA-LTE-Zugangspunkt 102 kommunikativ mit einem Paar von WiFi-Zugangspunkten 104, 106 gekoppelt. Während in der vorliegenden Offenbarung eine Kleinzelle 100 mit einem LAA-LTE-Zugangspunkt und zwei WiFi-Zugangspunkten beschrieben ist, sind bei anderen Ausführungsbeispielen verschiedene andere Konfigurationen der Kleinzelle 100 möglich. Zum Beispiel kann die Kleinzelle 100 ein Paar von LAA-LTE-Zugangspunkten und einen WiFi-Zugangspunkt umfassen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 wird gezeigt, dass die Kleinzelle 100 in Kommunikation mit einer Vielzahl von Vorrichtungen 108 steht. Die Kleinzelle 100 ist in einer Umgebung, wie einem Büro, einem Gewerbe- oder Wohngebäude, einer Schule oder einer beliebigen anderen Art von Umgebung implementierbar, in der Vorrichtungen drahtlos miteinander in Verbindung stehen. Die Kleinzelle 100 ist so konfiguriert, dass sie mit den verschiedenen Vorrichtungen 108 kommuniziert, indem sie ein Netz vorsieht, das eine Vielzahl von Standards beinhaltet. Zum Beispiel ist gezeigt, dass einige Vorrichtungen 108 mit der Kleinzelle 100 über LAA-LTE kommunizieren, dass andere Vorrichtungen 108 mit der Kleinzelle 100 über WiFi gemäß 802.11n kommunizieren und dass noch andere Vorrichtungen 108 mit der Kleinzelle 100 über WiFi gemäß 802.11ac kommunizieren. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung so angepasst werden kann, dass sie eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen für eine Vielzahl von Vorrichtungen und die Kleinzelle 100 berücksichtigt.
Unter speziellerer Bezugnahme auf 2 ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Kleinzelle 100 gezeigt (aus Platzgründen ist nur ein WiFi-Zugangspunkt 104 ausführlich gezeigt; bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst der WiFi-Zugangspunkt 106 dieselben oder ähnliche Komponenten wie der WiFi-Zugangspunkt 104). Der LAA-LTE-Zugangspunkt 102 ist mit dem WiFi-Zugangspunkt 104 über eine UART-basierte CGI (General Circuit Interface, allgemeine Schaltungsschnittstelle) 110, 130 und eine PCIe-Schnittstelle (Peripheral Component Interconnect express, Express-Schnittstelle für die Zusammenschaltung von Peripheriekomponenten) 112, 132 gekoppelt. Die GCI-Schnittstelle 110, 130 ist so konfiguriert, dass sie kritische Echtzeitsignale und Nachrichten transportiert, und die PCIe-Schnittstelle 112, 132 ist so konfiguriert, dass sie nicht in Echtzeit erfolgende Kommunikationen zwischen den Zugangspunkten transportiert. Es wird gezeigt, dass jeder Zugangspunkt im Allgemeinen eine Sender/Empfänger-Schaltung 114, 134 zum Übertragen und Empfangen von Daten sowie einen Puffer 116, 136 zum Empfangen von Daten aufweist. Der LAA-LTE-Zugangspunkt 102 weist ferner eine Kanalwähleinrichtung 118 und einen Scheduler 120 auf, und der WiFi-Zugangspunkt 104 weist ferner eine Kanalwähleinrichtung 138 und einen Scheduler 140 auf. Die Aktivitäten der Kanalwähleinrichtungen und Scheduler werden unter Bezugnahme auf die noch folgenden Figuren ausführlicher beschrieben.
Es wird ferner gezeigt, dass die Zugangspunkte 102, 104 eine Verarbeitungsschaltung mit einem Prozessor und Speicher aufweisen. Es wird gezeigt, dass die Speicher die Kanalwähleinrichtung und den Scheduler aufweisen. Bei einigen Ausführungsbeispielen weisen die Speicher ferner weitere Module zum Steuern der Aktivitäten der jeweiligen Zugangspunkte auf. Bei einigen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei den Prozessoren um einen oder mehrere Mikroprozessoren, ASICs (Application Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung), Schaltungen, die eine oder mehrere Verarbeitungskomponenten enthalten, eine Gruppe von verteilten Verarbeitungskomponenten, eine Schaltungsanordnung zur Unterstützung eines Mikroprozessors oder andere für eine Verarbeitung konfigurierte Hardware, oder die Prozessoren enthalten diese. Die Prozessoren sind so konfiguriert, dass sie in dem Speicher gespeicherten Computercode ausführen und die in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Aktivitäten durchführen und ermöglichen. Bei den Speichern handelt es sich um jedes beliebige flüchtige oder nichtflüchtige computerlesbare Speichermedium, das in der Lage ist, Daten oder auf die in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Aktivitäten bezogenen Computercode zu speichern. Zum Beispiel wird gezeigt, dass die Speicher Module aufweisen, bei denen es sich um Computercode-Module handelt (zum Beispiel ausführbaren Code, Objektcode, Quellcode, Skriptcode, Maschinencode, usw.), der für die Ausführung durch den Prozessor konfiguriert ist. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die Verarbeitungsschaltungen eine Sammlung von Verarbeitungsvorrichtungen repräsentieren (zum Beispiel Server, Rechenzentren, usw.). In solchen Fällen repräsentieren die Prozessoren die gesammelten Prozessoren der Vorrichtungen, und die Speicher repräsentieren die gesammelten Speichervorrichtungen der Vorrichtungen. Wenn sie durch die Prozessoren ausgeführt werden, sind die Verarbeitungsschaltungen so konfiguriert, dass sie die in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Aktivitäten durchführen. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Kanalwähleinrichtungen 118, 138 und/oder Scheduler 120, 140 außerhalb des Speichers implementiert sein (zum Beispiel unter Verwendung von Hardware-basierten Schaltungsanordnungen).
Die vorliegende Offenbarung beschreibt die Verwendung eines WiFi-Zugangspunkts als WiFi-Koordinator. Zum Beispiel kann es sich bei dem WiFi-Zugangspunkt 104 um den WiFi-Koordinator handeln. In der vorliegenden Offenbarung werden der WiFi-Zugangspunkt 104 und der WiFi-Koordinator austauschbar verwendet. Ferner kann in der vorliegenden Offenbarung auf die Kleinzelle 100 als WiFi-Koordinator Bezug genommen werden, obwohl die Kleinzelle 100 auch noch andere Komponenten aufweist. Obwohl die vorliegende Offenbarung die Verwendung eines WiFi-Zugangspunkts als WiFi-Koordinator beschreibt, ist dies nur eine der Implementierungsoptionen. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind alle oder einige Funktionen des WiFi-Koordinators in den LAA-LTE-Zugangspunkt integriert. In diesem Fall handelt es sich bei der Schnittstelle zwischen dem LAA-LTE-Zugangspunkt und dem WiFi-Koordinator (einem integrierten Funktionsmodul) um eine interne Schnittstelle. Die in der vorliegenden Offenbarung vorgeschlagenen Signale und Nachrichten für die externen Schnittstellen (zum Beispiel die Schnittstellen 110, 112, 130, 132) werden in solchen Ausführungsbeispielen für die interne Schnittstelle angepasst. Einige solcher integrierter Ausführungsbeispiele sehen eine geringe Latenzzeit und Flexibilität vor und können bereitgestellt werden, ohne einen On-Board-WiFi-Zugangspunkt zu erfordern.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 3 bis 5 wird die Kanalauswahl für den LAA-LTE-Zugangspunkt 102 ausführlicher beschrieben. Die in 3 bis 5 beschriebenen Aktivitäten können zum Beispiel durch die in 2 gezeigte Kanalwähleinrichtung 118 oder 138 unterstützt werden. 3 veranschaulicht einen Ablauf 300 für die Kanalauswahl.
Eine geeignete Kanalauswahl wird für die Koexistenz von LAA-LTE und WiFi genutzt. Wenn LAA-LTE- und WiFi-Zugangspunkte (Zugangspunkte sind im Folgenden mit „AP” für „Access Point” abgekürzt) auf demselben lizenzfreien Band betrieben werden (zum Beispiel 5 GHz), könnten die APs Gleichkanalstörungen und Datenkollisionen verursachen, wenn derselbe Satz von Kanälen belegt wird. Ein bestimmter WiFi-AP kann in der Lage sein, nach benachbarten WiFi-APs zu suchen und einen Kanal auszuwählen, der keine oder nur eine geringe Überlagerung mit den übrigen WiFi-APs aufweist. Der WiFi-AP ist jedoch (ohne dass Änderungen an seiner Hardware vorgenommen werden) ggf. nicht in der Lage, die benachbarten LAA-LTE-APs zuverlässig zu erkennen, da WiFi und LAA-LTE so ausgelegt sind, dass sie unterschiedliche Übertragungsmuster erkennen (zum Beispiel die kurze WiFi-Präambel), die zum Beispiel eine unterschiedliche Empfangsempfindlichkeit und unterschiedliche Schwellenwerte für die Energieerkennung aufweisen. Auf ähnliche Weise kann aus demselben Grund ein bestimmter LAA-LTE-AP in der Lage sein, nach benachbarten LAA-LTE-APs zu suchen (oder über diese informiert zu werden) und einen Kanal auszuwählen, der keine oder nur eine geringe Überlagerung mit anderen LAA-LTE-APs aufweist, aber er ist (ohne dass Änderungen an seiner Hardware vorgenommen werden) ggf. nicht in der Lage, die benachbarten WiFi-APs zuverlässig zu erkennen.
Um bei der Kanalauswahl besser Ergebnisse zu erzielen, kommunizieren bei einigen Ausführungsbeispielen die LAA-LTE- und WiFi-APs, die sich zusammen in derselben Kleinzelle befinden (wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben), miteinander, um Listen von erkannten Kanälen auszutauschen, zusammen mit Informationen wie beispielsweise Kanal-IDs, RSSI (Received Signal Strength Indication, Empfangsfeldstärke-Anzeiger), SNIR (Signal-to-Noise-and-Interference Ratio, Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-Abstand Verhältnis), usw. Solche ergänzenden Informationen von den anderen am gleichen Standort befindlichen APs erlauben es bei einigen Ausführungsbeispielen einem AP, ein umfassenderes Bild von der aktuellen Kanalzuweisung und der Funkumgebung zu entwickeln, wodurch der AP in die Lage versetzt wird, einen Kanal auszuwählen, der keine oder nur eine minimale Überlagerung nicht nur mit seinem eigenen System (WiFi oder LAA-LTE), sondern auch mit den übrigen Systemen aufweist.
Bei einigen Ausführungsbeispielen analysiert der AP, als Bestandteil des Suchvorgangs des WiFi-AP, die Beacon-Nachrichten jedes Nachbar-AP und ermittelt den primären Kanal und die sekundären Kanäle jedes Nachbar-AP. Neben den Informationen, die von einem an dem gleichen Standort befindlichen WiFi-AP gemeldet werden, kann die LAA-LTE-Kanalauswahl auch auf andere Arten von erweiterten Informationen zurückgreifen (zum Beispiel 802.11k), die von den benachbarten WiFi-APs an eine zentrale Steuereinheit gemeldet werden, die wiederum solche erweiterten Informationen bei einigen Ausführungsbeispielen an die LAA-LTE-Kleinzelle sendet.
Die Kanalauswahl wird zuerst während der Initialisierung der Kleinzelle durchgeführt. Bei einigen Ausführungsbeispielen tauschen bei normalem Betrieb der LAA-LTE-AP und die WiFi-APs in der Kleinzelle periodisch Kanalinformationen aus, die es jedem AP erlauben, geeignete adaptive Kanalwechsel vorzunehmen. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Anpassungsgeschwindigkeit durch einen Dienstebetreiber konfiguriert (zum Beispiel über ein Verwaltungsprotokoll wie TR-069), um die spezifische dynamische Natur der Funkumgebung an dem Standort, an dem die APs bereitgestellt werden, zu berücksichtigen. Zum Beispiel ist bei solchen Ausführungsbeispielen die Anpassungsgeschwindigkeit so konfiguriert, dass sie einmal pro zehn Minuten oder einmal pro Stunde erfolgt. Alternativ wird die Anpassung durch bestimmte Ereignisse ausgelöst, die während des normalen Betriebs auftreten. Wenn zum Beispiel ein benachbarter WiFi-AP dem vorhandenen WiFi- oder LAA-LTE-Kanal der Kleinzelle beitritt, kann die Anpassung ausgelöst werden, um einen neuen Kanal für die Kleinzelle zu finden, damit mögliche Störungen und Datenkollisionen mit dem neu hinzugefügten benachbarten WiFi-AP minimiert werden.
In einer Umgebung, in der 5-GHz-Kanäle ohne benachbarte LAA-LTE- oder WiFi-APs vorhanden sind, wählt die Kleinzelle getrennte Kanäle für ihren WiFi-AP und ihren LAA-LTE-AP, da der LAA-LTE-AP den Schutz und die Unterstützung des WiFi-AP für die Koexistenz nicht nutzt. In diesem Fall funktioniert der LAA-LTE-AP bei einigen Ausführungsbeispielen auf der Basis regelmäßiger, nicht aneinander anschließender Übertragungen mit einem festen hohen Nutzungsfaktor, wobei der WiFi-AP regelmäßig auf den von der Kleinzelle genutzten Kanal umschaltet, um zu erkennen, dass dieser Kanal immer noch nicht von anderen WiFi-APs genutzt wird. Wenn kein solcher unbelegter Kanal vorhanden ist und der LAA-LTE-AP einen Kanal zusammen mit benachbarten WiFi-APs verwenden muss, dann arbeitet bei einigen Ausführungsbeispielen der eigene WiFi-AP der Kleinzelle auf demselben Kanal wie der LAA-LTE-AP, sodass die beiden APs koordinierte Datenübertragungen auf dem Kanal durchführen und eine bessere Koexistenz mit benachbarten APs erreicht wird.
Bei einigen Ausführungsbeispielen nutzen der LAA-LTE- und die WiFi-APs die PCIe-Schnittstellen, um Kanalsuche- und -auswahlinformationen auszutauschen, da solche Informationen nicht echtzeitkritisch sind.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 und den Ablauf 300 der Vorgänge wird der Kanalauswahlprozess beschrieben. Der Kanalauswahlprozess wird gestartet (Vorgang 302). Der Start kann auf einer Initialisierung der Kleinzelle, der Einführung eines neuen WiFi-AP in demselben Bereich wie die Kleinzelle oder einer Anpassungsgeschwindigkeit (zum Beispiel zehn Minuten, eine Stunde) basieren, wie oben beschrieben. Der LAA-LTE- und die WiFi-APs suchen nach verfügbaren Kanälen (Vorgänge 304, 306), und dem LAA-LTE-AP (oder einer anderen Steuereinheit) werden Kanalnutzungsdaten bereitgestellt (Vorgang 306). Die Daten werden verwendet, um einen Kanal für die Kommunikationen auszuwählen (Vorgang 308).
Über den Ablauf 300 wird bei einigen Ausführungsbeispielen ein Kanal für den LAA-LTE-AP ausgewählt, der die übrigen WiFi-APs nicht stört. Anders ausgedrückt „hören die WiFi-APs der Kleinzelle ab”, das heißt, sie schalten sich im Auftrag des LAA-LTE-AP in die Kanäle ein, um einen geeigneten Kanal auszuwählen. Bei einigen Ausführungsbeispielen sind die WiFi-APs der Kleinzelle spezifisch für das Suchen eines geeigneten Kanals im Auftrag des LAA-LTE-AP vorgesehen; bei anderen Ausführungsbeispielen stellen die WiFi-APs einem oder mehreren Knoten (zum Beispiel UE-Knoten (User Equipment, Benutzerendgerät)) ferner WiFi-Dienste bereit. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der LAA-LTE-AP dadurch, dass er die WiFi-APs nach Kanälen suchen lässt, spezifisch dafür vorgesehen, kontinuierlich Daten auf den geeigneten Kanälen zu übertragen.
Beispielsweise kann angenommen werden, dass ein vorhandener, benachbarter WiFi-AP, der einen 80-MHz-Kanal belegt, erkannt wird und aus den vier seine Komponenten bildenden 20-MHz-Kanälen des benachbarten WiFi-AP ein 20-MHz-LAA-LTE-Kanal (Träger) ausgewählt werden muss. Jeder Kanal kann andere Merkmale oder Vorteile aufweisen. Wie in 4 gezeigt, erfolgt die Auswahl zwischen dem primären Kanal 402 und dem ganz rechts befindlichen, sekundären Kanal 408, da bestimmt werden kann, dass die beiden anderen sekundären Kanäle 404, 406 keine eindeutigen Vorteile aufweisen. Das Auswählen des primären Kanals 402 hat zum Beispiel den Vorteil, dass es erlaubt, CTS-To-Nowhere-Nachrichten (Clear-To-Send-To-Nowhere, Bereit zum Senden nirgendwohin, wie unten beschrieben) zu decodieren und die NAV-Werte (Network Allocation Vector, Netzbelegungsvektor) (welche die Übertragungszeiträume des LAA-LTE darstellen) aus diesen Nachrichten zu extrahieren. Das Auswählen des sekundären Kanals 408 hat zum Beispiel den Vorteil, dass eine geringe Wahrscheinlichkeit einer Signalüberlagerung zwischen dem LAA-LTE-AP und jeglichem benachbarten WiFi-AP erreicht wird, da jeglicher WiFi-Burst mit 20 MHz, 40 MHz oder 60 MHz von dem benachbarten WiFi-AP sich nicht mit dem LAA-LTE-Signal in dem ganz rechts befindlichen Kanal überlagert.
Um die Komplexität zu vermeiden, die durch die Unterstützung von DFS (Dynamic Frequency Selection, dynamische Frequenzauswahl) und TPC (Transmit Power Control, Steuerung der Übertragungsleistung) gegeben ist, kann ausgewählt werden, dass die LAA-LTE-SDL-Kanäle (Supplemental DownLink, zusätzliche Abwärtsstrecke) sich in den Teilbändern befinden sollen, für welche die Regulierungsbehörden keine DFS- oder TPC-Unterstützung fordern. Zum Beispiel gibt es in den USA 225 MHz in dem Spektrum, für welche die FCC (Federal Communications Commission, Bundestelekommunikationskommission der USA) keine DFS- oder TPC-Unterstützung fordert. 5 veranschaulicht die Teile des Spektrums, für die keine DFS- oder TPC-Unterstützung erforderlich ist, angegeben durch die Bezugszeichen 502, 504.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 6 bis 9 werden die über WiFi koordinierten LAA-LTE-Datenübertragungen für die Kleinzelle gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen ausführlicher beschrieben. Auf der Ebene der MAC-/PHY-Schicht eines Netzwerks (Medienzugriffsschicht und Bitübertragungsschicht) wird die Koexistenz von LAA-LTE und WiFi verbessert, wenn die Übertragungen dieser beiden Systeme auf einem gemeinsam genutzten Kanal solchermaßen koordiniert sind, dass die Kollisionen zwischen beiden verringert oder minimiert sind.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein Datenübertragungsschema für den LAA-LTE-AP wie folgt aufgebaut sein. Vor jedem SDL-Übertragungszeitraum sendet der LAA-LTE-AP eine Angabe seiner Übertragung an den am gleichen Standort befindlichen WiFi-AP, der auf dem gleichen Kanal läuft, wobei die GCI-Echtzeitschnittstelle verwendet wird. Die Angabe umfasst Informationen zu der Dauer des Übertragungszeitraums. Beim Empfang dieser Angabe aktualisiert der WiFi-AP seinen NAV und sendet gleichzeitig auf dem gemeinsam genutzten Kanal eine CTS2NW-Nachricht (Clear-To-Send-To-Nowhere, Bereit zum Senden nirgendwohin), die so eingestellt ist, dass sie den gesamten Bereich der eingeplanten LAA-LTE-Übertragung sowie jegliche Kommunikations-Latenzzeiten abdeckt. Dies ist in 6 ausführlicher gezeigt. Die CTS2NW-Nachricht kann alle benachbarten WiFi-Knoten auf dem gemeinsam genutzten Kanal zwingen, sich aus dem Bereich der LAA-LTE-Übertragung zurückzuziehen, wodurch Datenkollisionen zwischen dem LAA-LTE und den WiFi-APs gemildert oder vermieden werden.
Der beschriebene und in 6 gezeigte Prozess kann bei einigen Ausführungsbeispielen auf verschiedene Weise erweitert werden. Wenn zum Beispiel der LAA-LTE-AP „garantierte” regelmäßige Übertragungen erfordert (zum Beispiel für Videokonferenzen oder Video-Streaming), fordert der LAA-LTE-AP den WiFi-AP auf, regelmäßige CTS2NW-Nachrichten zu senden, um den Datenverkehr aller benachbarten WiFi-Knoten (APs und Clients) auf dem gemeinsam genutzten Kanal im Auftrag des LAA-LTE-AP „wegzuräumen”, wie in 7 gezeigt. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die CTS2NW-Nachrichten nicht in genau regelmäßigen Intervallen ausgesendet, da die Übertragungen immer noch erforderlichen Prozeduren für den Medienzugang folgen müssen (zum Beispiel EDCA-Prozeduren für den Medienzugriff (Enhanced Distributed Channel Access, verbesserter verteilter Kanalzugriff)); in diesem Fall sind die LAA-LTE-Bursts auch nicht genau regelmäßig, und einzelne Bursts können ein gewisses Taktzittern zur Folge haben.
Des Weiteren ist die Kleinzelle bei einigen Ausführungsbeispielen von dem Dienstebetreiber so konfiguriert, dass sie, um eine faire gemeinsame Nutzung des Kanals zu steuern, die Länge der CTS2NW-NAV-Werte (das heißt die Übertragungsdauer) und das CTS2NW-Intervall anpasst, sodass ein spezifischer Nutzungsfaktor für LAA-LTE beibehalten wird. Dieser Nutzungsfaktor kann außerdem dynamisch mittels des LAA-LTE-AP-Scheduler auf der Grundlage der Datenverkehrsaktivität auf dem Kanal angepasst werden. Wenn zum Beispiel bei einigen Ausführungsbeispielen keine WiFi-Aktivität auf dem Kanal vorhanden ist, wird der Nutzungsfaktor auf einen konfigurierbaren Maximalwert (zum Beispiel 80%) erhöht. Wenn analog bei einigen Ausführungsbeispielen keine LAA-LTE-Aktivität auf dem gemeinsam genutzten Kanal vorhanden ist, wird der Nutzungsfaktor auf einen konfigurierbaren Minimalwert (zum Beispiel 10%) verringert, und der Nutzungszeitraum wird verlängert.
Um dem LAA-LTE-Scheduler Echtzeit-Informationen zur Kanalaktivität bereitzustellen, sendet der WiFi-AP bei einigen Ausführungsbeispielen auch die aus dem gemeinsam genutzten Kanal extrahierten NAV-Informationen an den LAA-LTE-AP. Bei einigen Ausführungsbeispielen versucht der LAA-LTE-AP, seine Übertragungen außerhalb der von dem NAV abgedeckten Bereiche einzuplanen. Unter Bezugnahme auf 8 wird die Planung von Übertragungen außerhalb der von dem NAV abgedeckten Bereiche gemäß einigen beispielhaften Ausführungsbeispielen ausführlicher beschrieben.
Aus praktischen Gründen für die Beschreibung wird der WiFi-AP, der den LAA-LTE-AP mit seinen SDL-Datenübertragungen unterstützt, in der vorliegenden Offenbarung als WiFi-Koordinator bezeichnet (und mit dem Bezugszeichen 104 gekennzeichnet). Bei einigen Ausführungsbeispielen überlagert sich der primäre Kanal des WiFi-Koordinators mit dem SDL-Kanal des LAA-LTE-AP.
Unter Bezugnahme auf 9 wird nun zusammenfassend ein Diagramm eines Ablaufs 900 von Vorgängen zum Reservieren eines Kanals für LAA-LTE-AP-Übertragungen beschrieben. Der Ablauf 900 umfasst das Senden einer Angabe einer Übertragung von dem LAA-LTE-AP an den WiFi-AP (Vorgang 902). Die Angabe umfasst Informationen zu der Dauer der zu übertragenden Übertragung. Der Ablauf 900 umfasst ferner, als Reaktion auf die Angabe, das Aktualisieren des NAV des WiFi-AP und das Senden eines CTS auf dem gewünschten gemeinsam genutzten Kanal (Vorgang 904). Dadurch wird sichergestellt, dass benachbarte WiFi-APs auf dem gemeinsam genutzten Kanal den Kanal nicht nutzen, was es dem LAA-LTE-AP erlaubt, den Kanal zu nutzen.
Der Ablauf 900 umfasst optional auch das Fortsetzen des Sendens von CTS-Nachrichten in regelmäßigen oder unregelmäßigen Intervallen (Vorgang 906). Wenn der LAA-LTE-AP zum Beispiel regelmäßige Übertragungen garantieren möchte, geben die WiFi-APs dieses den übrigen Knoten an, indem sie weitere CTS-Nachrichten übertragen. Der Ablauf 900 umfasst optional das Anpassen der NAV-Länge und des CTS-Intervalls (Vorgang 908). Die Anpassungen tragen dazu bei, die gemeinsame Nutzung des Kanals zwischen der smarten Zelle und anderen in der Nähe befindlichen APs zu steuern. Wenn zum Beispiel keine WiFi-Aktivität auf dem Kanal vorhanden ist, wird der Nutzungsfaktor erhöht, was dazu führt, dass die smarte Zelle den Kanal öfter für LAA-LTE-Aktivitäten reserviert. Wenn keine LAA-LTE-Aktivität auf dem Kanal vorhanden ist, wird der Nutzungsfaktor verringert. Der Ablauf 900 umfasst optional das Senden von NAV-Informationen mittels des WiFi-AP an den LAA-LTE-Zugangspunkt (Vorgang 910). Dies erlaubt es dem LAA-LTE-Zugangspunkt bei einigen Ausführungsbeispielen, Übertragungen außerhalb der von dem NAV abgedeckten Zeitbereiche einzuplanen.
Der oben unter Bezugnahme auf 6 bis 9 beschriebene Mechanismus beruht darauf, dass CTS2NW den WiFi-Datenverkehr in dem Kanal wegräumt. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der CTS2NW-Mechanismus den WiFi-Datenverkehr für verborgene WiFi-Knoten nicht wegräumen, wie in 10 gezeigt. Da die Nachricht einen verborgenen WiFi-Knoten nicht erreichen kann, kann ein WiFi-Burst von einem verborgenen Knoten 1004 immer noch den LAA-LTE-Empfang durch den Ziel-LAA-LTE-Knoten 1002 stören. In dem Beispiel von 10 tritt eine Datenkollision zwischen einem WiFi-Burst von dem verborgenen Knoten 1004 und einem LAA-LTE-Burst von der Kleinzelle 100 auf, da sowohl der verborgene Knoten 1004 als auch die Kleinzelle 100 gleichzeitig übertragen.
Eine Alternative zu dem CTS2NW-Mechanismus besteht darin, dass der WiFi-Koordinator 104 einen RTS (Request-To-Send, Sendeaufforderung) sendet, der als Ziel den LAA-LTE-Knoten 1002 hat. Der Zielknoten 1002 sendet dann eine CTS-Nachricht als Antwort, wodurch verborgene WiFi-Knoten, wie beispielsweise der Knoten 1004, benachrichtigt werden. Dies ist in 11 ausführlicher veranschaulicht. Der verborgene Knoten 1004 wird von dem Zielknoten 1002 über die CTS-Nachricht von dem Vorhandensein der Kleinzelle 100 benachrichtigt.
Bei diesem Schema wird angenommen, dass der Ziel-LAA-LTE-Knoten 1002 bei einigen Ausführungsbeispielen eine WiFi-Schnittstelle aufweist, die auf demselben Kanal betrieben wird wie die Kleinzelle 100. Diese Annahme ist nicht unrealistisch, da der 5-GHz-WiFi-AP so konfiguriert ist, dass er auf demselben Kanal betrieben wird wie der LAA-LTE-AP, um dem LAA-LTE-Vorgang die notwendige Koexistenzunterstützung bereitzustellen. Da des Weiteren eine einzelne Sendeaufforderung (die nur einen einzigen WiFi-Client zum Ziel hat) während eines bestimmten LAA-LTE-Übertragungszeitraums gesendet wird, wird somit angenommen, dass der gesamte Übertragungszeitraum auf dem gemeinsam genutzten Kanal für einen einzelnen LAA-LTE-Knoten verwendet wird (bei LTE kann die Kleinzelle bis zu 16 LAA-LTE-Knoten gleichzeitig zum Ziel haben).
Unter Bezugnahme auf 12 kann sich nun die WiFi-Schnittstelle des Ziel-LAA-LTE-Knotens 1002 hinsichtlich der Bedingung täuschen, dass einem Austausch von RTS und CTS nicht ein WiFi-Paket folgt, das von dem Absender des RTS übertragen wird. Dieses Problem kann gelöst werden, indem der WiFi-Koordinator 104 so konfiguriert wird, dass er unmittelbar nach dem Empfangen eines CTS von dem Ziel-UE (Knoten 1002) einen CTS2NW sendet, wobei der CTS2NW einen NAV (oder eine Dauer) angibt, der bzw. die die Zeitspanne bis zu dem Ende des LAA-LTE-Übertragungszeitraums abdeckt. Auf diese Weise erwartet das Ziel (Knoten 1002) kein ankommendes Paket mehr, was durch den früheren RTS angegeben wurde.
Um die Multicast-Übertragungen an eine Multicast-Gruppe von LAA-LTE-Knoten (zum Beispiel die in 13 gezeigten Knoten 1002a bis 1002c) unter Verwendung von RTS/CTS zu unterstützen, wird bei einigen Ausführungsbeispielen einer der LAA-LTE-Knoten der Gruppe als Ziel des RTS ausgewählt. Damit wird das Problem der verborgenen Knoten für den gewählten Zielknoten ausgeräumt, aber für die übrigen Knoten in der Multicast-Gruppe kann es wirksam sein oder es kann nicht wirksam sein. Um das Problem der verborgenen Knoten vollständig für alle Knoten auszuräumen, führt bei einigen Ausführungsbeispielen die Kleinzelle 100, und insbesondere der WiFi-Koordinator 104 der Kleinzelle 100, einen RTS/CTS mit jedem der Knoten in der Gruppe durch, bevor der LAA-LTE-AP einen Multicast-Übertragungszeitraum beginnt, wie in 13 gezeigt. Wenn es sich bei dem Problem der verborgenen Knoten um eine Nebensache handelt, verwendet der WiFi-Koordinator 104 zur Unterstützung von Multicast-Übertragungen bei einigen Ausführungsbeispielen anstelle von RTS/CTS CTS2NW (oder CTS-To-Self (CTS an sich selbst), eine andere Art von CTS-Nachricht).
Das Feld für die Dauer in einem WiFi-Rahmen (einschließlich RTS, CTS und CTS2NW) weist 15 Bit auf, wobei die Zeiteinheit für die Dauer Mikrosekunden ist. Daher beträgt die Dauer (und somit der implizierte NAV) maximal 32 ms. Um LAA-LTE-Übertragungszeiträume zu unterstützen, die länger sind als 32 ms, führt der WiFi-Koordinator 104 bei einigen Ausführungsbeispielen gestapelte Anforderungen durch, um die Medien erneut zu reservieren, wie in 14 gezeigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 14 handelt es sich bei der Anforderung entweder um CTS2NW oder RTS/CTS/CTS2NW, und die angeforderten Dauern sind auf den Maximalwert von 32 ms eingestellt (wobei die letzte Anforderung möglicherweise eine Ausnahme bildet). Wenn zum Beispiel in 14, in der drei Anforderungen vorhanden sind, jede angeforderte Dauer 32 ms beträgt und die Überlagerung Δ 5 ms, dann beträgt die gesamte angeforderte Dauer 27 + 27 + 32 = 86 ms.
Die Dienstgüte (QoS) für den LAA-LTE-basierten Datenverkehr wird, wie nachfolgend beschrieben, sowohl von dem LAA-LTE-Scheduler 120 als auch von dem WiFi-Scheduler 140 beeinflusst. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mittels des WiFi-Scheduler 140 eine Dienstgüte-Behandlung für LAA-LTE-Übertragungsanforderungen vorzusehen.
Unter Bezugnahme auf 15 gibt der LAA-LTE-AP 102 nun bei einigen Ausführungsbeispielen zum Unterstützen von differenzierten Dienstgüten für unterschiedliche LAA-LTE-Übertragungen die Dienstgüte-Priorität in jeder an den WiFi-Koordinator 104 gesendeten Übertragungsanforderung an. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Priorität als 3 Bit lange Benutzerpriorität gemäß 802.1p codiert, die von dem WiFi-Koordinator 104 verwendet werden kann, um (bei Block 1502) eine Zuordnung zu einer entsprechenden WiFi-EDCA-AC (Access Category, Zugangskategorie) vorzunehmen (zum Beispiel AC-Video, Block 1510).
Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die tatsächlichen LAA-LTE-Daten in keine der AC-Warteschlangen gestellt; vielmehr wird die LAA-LTE-Übertragungsanforderung 1504 in die Warteschlange gestellt. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Übertragungsanforderung für das WiFi-Paket zunächst in eine von 4 AC-Warteschlangen eingestuft: AC-Hintergrund-Warteschlange 1506, AC-Best-Effort-Warteschlange 1508, AC-Video-Warteschlange 1510 und AC-Sprach-Warteschlange 1512, wobei die Prioritätsstufe der einzelnen Warteschlangen aufsteigend ist. Jede dieser Warteschlangen wird mittels des WiFi-AP 1004 mit einem Satz von Parametern konfiguriert, welcher die Priorität bei Zugangskonflikten steuert. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird ein WiFi-Paket gemäß den drei Prioritäts-Bits (8 Stufen) gemäß 802.1p, die in einem VLAN-Tag gemäß 802.1Q in dem Ethernet-Paket enthalten sind, einer bestimmten AC-Warteschlange zugeordnet (das heißt, das WiFi-Paket enthält Informationen, die zum Einstufen des Pakets in die geeignete Warteschlange verwendet werden).
Bei über WiFi koordiniertem LAA-LTE kann der LAA-LTE-Scheduler 120 jedem der Übertragungszeiträume einen Prioritätswert gemäß 802.1p zuweisen und die Werte dem WiFi-Koordinator 104 in der Nachricht angeben, welche dem WiFi-Koordinator den nächsten Datenübertragungszeitraum angibt. Bei einigen Ausführungsbeispielen ordnet der WiFi-Koordinator 104 wiederum den in der Nachricht enthaltenen Wert gemäß 802.1p einem bestimmten AC-Wert zu; und stellt dann die Nachricht mit der Übertragungsanforderung in eine entsprechende AC-Warteschlange. Mit diesem Mechanismus kann die Kanalbelegung unter allen WiFi- und LAA-LTE-Übertragungen priorisiert werden.
Eine Möglichkeit zum Zuordnen einer Priorität (zum Beispiel gemäß 802.1p) zu AC-Warteschlangen ist in der folgenden Tabelle gezeigt:

Priorität gemäß 802.1p WiFi-Multimedia (WMM) Zugangskategorie

1 Hintergrund

2

0 Best Effort

3

4 Video

5

6 Sprache

7
Unter Bezugnahme auf 16 wird bei einigen Ausführungsbeispielen, wenn dem LAA-LTE-Datenverkehr im Allgemeinen eine höhere Priorität zugemessen wird als dem WiFi-Datenverkehr, die LAA-LTE-Datenanforderung zum Beispiel an den Anfang der Warteschlange AC-Sprache 1512 (der AC-Warteschlange mit der höchsten Priorität) in die Position 1602 gestellt.
Bei einigen Ausführungsbeispielen wird bei LAA-LTE-Übertragungsanforderungen eine Anforderung in eine gesonderte, nicht spezifisch für WiFi vorgesehene Warteschlange 1604 gestellt. Das Konfliktverhalten der Warteschlange 1604 ist so ausgelegt, dass die Dienstgüteanforderungen des Betreibers für LTE-Datenverkehr erfüllt werden, wie in 16 gezeigt.
Bei dem LAA-LTE-Scheduler 120 sind verschiedene Planungsstrategien implementierbar, um die Dienstgüte und Systemleistung zu verbessern und die Auswirkungen der Latenzzeit bei LAA-LTE-Übertragungsanforderungen abzumildern. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden mehrere ankommende Pakete zu einer blockweisen Übertragung innerhalb eines einzelnen Übertragungszeitraums zusammengefasst. Die Blockgröße kann entweder fest (konfigurierbar) oder variabel sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen sagt der LAA-LTE-Scheduler 120 ankommende Pakete vorher und sendet Voranforderungen für diese. Wenn die Pakete ankommen, ist daher das Medium bereits für die Übertragung der Pakete reserviert. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden regelmäßige Übertragungsanforderungen an den WiFi-Koordinator 104 geschickt, um ein Segment zu reservieren. Wenn es keine ankommenden Daten gibt oder nicht genug Daten, um einen reservierten Übertragungszeitraum zu füllen, benachrichtigt der LAA-LTE-Zugangspunkt 102 den WiFi-Koordinator 104, damit er das nicht verbrauchte Zeitsegment zurücknimmt und im nächsten Anforderungszyklus eine neue Anforderung sendet. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die oben genannten Strategien kombiniert werden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen stuft der LAA-LTE-Scheduler 120, um weitere Dienstgüte-Funktionalitäten vorzusehen, die LAA-LTE-SDL-Daten in mehrere Datenverkehrsflüsse ein, wobei jeder Fluss eigene, unabhängige Übertragungsanforderungen an den WiFi-Koordinator 104 richtet. Unter Bezugnahme auf 17 bis 18 wird ein Vergleich einer Einzel-Datenfluss-Planung und einer Mehrfach-Datenfluss-Planung gezeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel von 17 empfängt ein Einzel-Datenfluss-Scheduler Übertragungsanforderungen einzeln nacheinander von einer Warteschlange, welche die Anforderungen empfängt. Bei dem Ausführungsbeispiel von 18 werden empfangene Anforderungen in eine von mehreren Warteschlangen eingestuft (zum Beispiel drei Warteschlangen, wie in 18 gezeigt), und ein Mehrfach-Datenfluss-Scheduler ruft aus den Warteschlangen die Anforderungen auf der Grundlage eines Zeitplans, einer Priorität oder anderer, diese Arten von Anforderung betreffende Informationen in jeder Warteschlange ab.
Unter Bezugnahme auf 19 bis 20 werden Blockdiagramme, welche die Aktivitäten der Scheduler 120, 140 veranschaulichen, ausführlicher gezeigt. Es wird gezeigt, dass der WiFi-Scheduler 140 ein AC-Zuordnungsmodul 1902 aufweist, das im Allgemeinen so konfiguriert ist, dass es eine Vielzahl von Warteschlangen verwaltet und steuert. Das AC-Zuordnungsmodul 1902 ordnet jede Übertragungsanforderung von dem LAA-LTE-Zugangspunkt 102 einer Warteschlange zu. Bei einigen Ausführungsbeispielen stellt das AC-Zuordnungsmodul 1902 die Anforderung an den Anfang einer Warteschlange, wie in 16 gezeigt. Bei einigen Ausführungsbeispielen stellt das AC-Zuordnungsmodul 1902 die Anforderung auf der Grundlage der Priorität der Anforderung in eine von einer AC-Hintergrund-Warteschlange 1506, einer AC-Best-Effort-Warteschlange 1508, einer AC-Video-Warteschlange 1510 und einer AC-Sprach-Warteschlange 1512. Bei einigen Ausführungsbeispielen stellt das AC-Zuordnungsmodul 1902 die Anforderung in eine LAA-LTE-Warteschlange 1604, die spezifisch für nicht-WiFi-Anforderungen vorgesehen ist.
Es wird gezeigt, dass der LAA-LTE-Scheduler 120 verschiedene Module für das Einplanen von Übertragungen umfassen kann. Der LAA-LTE-Scheduler 120 umfasst ein Paketzusammenfassungsmodul 2002, das so konfiguriert ist, dass es mehrere ankommende Pakete zur blockweisen Übertragung innerhalb eines einzigen Übertragungszeitraums zusammenfasst. Die Blockgröße in jeder blockweisen Übertragung kann gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen fest oder variabel sein. Der LAA-LTE-Scheduler 120 umfasst ein Voranforderungsmodul 2004, das so konfiguriert ist, dass es Voranforderungen für ankommende Pakete erstellt oder ankommende Pakete vorhersagt. Der LAA-LTE-Zugangspunkt 102 ist dann so konfiguriert, dass er Medien für die Pakete reservieren lässt, wenn die Pakete tatsächlich ankommen. Der LAA-LTE-Scheduler 120 umfasst ein WiFi-Koordinator-Anforderungsmodul 2006, das so konfiguriert ist, dass es Übertragungsanforderungen an den WiFi-Koordinator 104 erstellt. Der LAA-LTE-Zugangspunkt 102 empfängt entweder die Pakete oder benachrichtigt den WiFi-Koordinator 104, damit er eine neue Anforderung im nächsten Anforderungszyklus erstellt, wenn keine Pakete verfügbar sind. Der LAA-LTE-Scheduler 120 umfasst ein Datenverkehrsflussmodul 2008, das so konfiguriert ist, das es die LAA-LTE-Daten in mehrere Datenverkehrsflüsse einstuft, wobei jeder Fluss eigene, unabhängige Übertragungsanforderungen an den WiFi-Koordinator 104 richtet. Das WiFi-Koordinator-Anforderungsmodul 2006 kann so konfiguriert sein, dass es einzelne Übertragungsanforderungen für jeden Datenverkehrsfluss vorsieht.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 21 bis 27 werden die zwischen den APs 102, 104, 106 Chip-übergreifend erfolgenden Kommunikationen gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen ausführlicher beschrieben.
Wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, werden Nicht-Echtzeit-Nachrichten (zum Beispiel Ergebnisse einer Kanalsuche) zwischen den APs 102, 104 über eine PCIe-Schnittstelle ausgetauscht, während die GCI verwendet wird, um echtzeitkritische Informationen auszutauschen, die zum Unterstützen von koordinierten Datenübertragungen erforderlich sind. Bei verschiedenen weiteren Ausführungsbeispielen können andere Schnittstellen als GCI verwendet werden. Unter Bezugnahme auf 21 werden die GCI-Schnittstellen 110, 130 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ausführlicher gezeigt. Jeder AP 102, 104, 106 pflegt Kopien von „Registern”, von denen jedes 64 Bit umfasst. Für jede Verbindung zwischen dem LAA-LTE-AP 102 und den WiFi-APs 104, 106 enthält ein Hardware-Register bis zu 64 Hardware-Signale von der Quelle zu dem Ziel, und ein Software-Register wird verwendet, um Software-Nachrichten von der Quelle zu dem Ziel zu übermitteln.
Um die koordinierten Datenübertragungen zu unterstützen, werden neue Arten von Software-Nachrichten und Nachrichtendefinitionen definiert, sodass die erforderlichen Informationen zwischen den APs ausgetauscht werden können. Ferner werden neue Hardware-Signale (Zeitsteuerungssignale wie das WiFi-NAV und der LAA-LTE-Übertragungsereignis-Trigger) eingeführt und den GCI-Hardware-Kontakten zugeordnet.
22 veranschaulicht einen Satz von GCI-Nachrichten und -Signalen, die zur Unterstützung von LAA-LTE-Datenübertragungen mit CTS2NW zwischen dem WiFi-Koordinator 104 und dem LAA-LTE-AP 102 ausgetauscht werden. Die durchgehenden Linien stellen die Software-Nachrichten dar, und die gestrichelten Linien die Hardware-Signale. Der LAA-LTE-AP 102 überträgt die Datenübertragungsanforderung an den WiFi-Koordinator 104. Die Datenübertragungsanforderung umfasst eine Übertragungslänge, die Priorität der Übertragung und weitere relevante Informationen. Als Reaktion darauf wird mittels des WiFi-Koordinators 104 eine Medienzugangsanforderung gestartet, und die Prozedur für den WiFi-Medienzugang wird ausgeführt, indem ein CTS2NW mit einem definierten NAV-Wert gesendet wird. Der Status der Medienzugangsanforderung wird an dem LAA-LTE-AP 102 aktualisiert, zusammen mit einer Angabe des Abschlusses der Medienzugangsanforderung. Wenn die Medienzugangsanforderung beendet und abgesendet ist, beginnt die Übertragung nach einem Latenzzeitraum an dem LAA-LTE-AP 102 während der angegebenen Übertragungslänge. Eine Angabe des Abschlusses der Übertragung wird dem WiFi-Koordinator 104 bereitgestellt.
23 zeigt den Fall von LAA-LTE-Datenübertragungen mit RTS/CTS. Im Vergleich zu dem in 22 gezeigten Ausführungsbeispiel wird bei dem WiFi-Koordinator 104 anstelle eines CTS2NW ein RTS/CTS gesendet. Der WiFi-Koordinator 1004 empfängt den CTS von dem anderen Knoten, bevor er dem LAA-LTE AP 102 eine Angabe zu einer abgeschlossenen Medienzugangsanforderung bereitstellt.
Unter Bezugnahme auf 24 gestaltet sich mit den oben vorgeschlagenen, in 21 bis 23 gezeigten, Chip-übergreifenden Kommunikationen ein Ablauf 2400 von Vorgängen für per WiFi koordinierte LAA-LTE-Datenübertragung wie folgt. Bei Vorgang 2402, bei dem Daten in dem LAA-LTE-AP 102 bereit für SDL-Übertragungen sind, bestimmt der LAA-LTE-AP die Zeitdauer der nächsten SDL-Übertragung. Die Zeitdauer hängt von vielen Faktoren ab, so wie zum Beispiel dem aktuellen Status der Kanalaktivität, der aktuellen Größe der Übertragungswarteschlange und den Anforderungen hinsichtlich der Dienstgüte.
Bei Vorgang 2404 sendet der LAA-LTE-AP 102 eine GCI-Software-Nachricht („Daten-Übertragungsanforderung”) mit den Parameter für die Übertragungslänge und -priorität an den WiFi-Koordinator 104. Die Übertragungslänge gibt die Zeitdauer der angeforderten SDL-Übertragung an. Die Zeitdauer kann zum Beispiel in 1-ms-Intervallen angegeben sein, wobei 1 ms die minimale Übertragungslänge bei LTE ist. Der Parameter für die Priorität gibt die Priorität gemäß 802.1p für die angeforderte Übertragung an, was die Priorität der Übertragung so identifiziert, dass ein geeignetes Übertragungsfenster ausgewählt wird.
Bei Vorgang 2406 antwortet der WiFi-Koordinator 104 beim Empfang der Daten-Übertragungsanforderung mit einem GCI-Hardware-Signal („Start der Medienzugangsanforderung”), ordnet die Anforderung gemäß dem Prioritätsparameter in der Anforderung einer bestimmten AC-Warteschlange zu und tritt in die Standard-EDCA-Prozedur für den Medienzugang ein (wie in 15 gezeigt). Während dieser Prozedur aktualisiert der WiFi-Koordinator 104 den LAA-LTE-AP 102 mithilfe von GCI-Software-Nachrichten („Fortschritt des Medienzugangs”) bezüglich des Fortschritts (Backoff, Kanalstatus, usw.).
Bei Vorgang 2408 sendet der WiFi-Koordinator 104 eine CTS2NW-Nachricht auf dem Kanal, sobald das Medium für die angeforderte SDL-Übertragung gewonnen werden konnte. Der NAV in der CTS2NW-Nachricht kann auf Übertragungslänge + SIFS + GCI-Latenzzeit + Latenzzeit der LAA-LTE-Zeitplanung gesetzt sein. SIFS (Short Inter-Frame Space, kürzester Abstand zwischen zwei Rahmen) bezeichnet die minimale Lücke bei WiFi zwischen dem CTS2NW und der Datenübertragung. Die GCI-Latenzzeit stellt die Latenzzeit für „Medienzugangsanforderung abgeschlossen” dar (unter Bezugnahme auf Vorgang 2410 beschrieben). Die Latenzzeit der LAA-LTE-Zeitplanung stellt jede beliebige auf eine Zeitplanung bezogene Latenzzeit zwischen dem Empfangen von „Start der Medienzugangsanforderung” und dem Beginn der Ausgabe der Daten auf dem Kanal dar. Somit gibt der NAV anderen WiFi-Knoten, die den Kanal mit nutzen, die gesamte Dauer der Kanalbelegung für die nächste LAA-LTE-Datenübertragung an. Der NAV umfasst nicht die Dauer der WiFi-Bestätigungsnachricht, da die Nachricht bei der LAA-LTE-Übertragung nicht von dem Zielknoten gesendet wird.
Bei Vorgang 2410 sendet der WiFi-Koordinator 104, nach einer Verzögerung für die SIFS-Zeit, ein GCI-Hardware-Signal („Start der Medienzugangsanforderung”) an den LAA-LTE-AP 102, um seine Datenübertragung auszulösen.
Bei Vorgang 2412 plant der LAA-LTE-AP 102 nach dem Empfang des Signals von dem WiFi-Koordinator 104 die nächste Übertragung auf dem Kanal ein und führt sie aus. Sobald die Übertragung abgeschlossen ist, sendet der LAA-LTE-AP 102 ein GCI-Hardware-Signal („Datenübertragung abgeschlossen”) an den WiFi-Koordinator 104, wodurch der aktuelle Ablauf 2400 abgeschlossen wird. Der Ablauf 2400 wird dann für nachfolgende Übertragungen wiederholt.
Wenn bei einigen Ausführungsbeispielen RTS/CTS (anstelle von CTS2NW) verwendet werden, um den Kanal für die LAA-LTE-Übertragungen freizumachen, wird Vorgang 2408 gemäß 23 modifiziert. Ferner umfasst die ursprüngliche Datenübertragungsanforderung einen DA-Parameter, welcher die Ziel-MAC-Adresse des WiFi-Client in dem Zielknoten angibt. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird der Ablauf 2400 erweitert, um den Fall einer RTS-CTS-CTS2NW-Sequenz zu handhaben, wie weiter oben erörtert, um das Problem der verborgenen Knoten zu lösen.
Die obige Beschreibung in Prozess 2400 bezieht sich nicht auf Fälle mit Adressfehlern, wie beispielsweise Zeitüberschreitungen und Fehlerparameter, usw. Eine geeignete Fehlerbehandlung kann bei verschiedenen Ausführungsbeispielen in den Ablauf 2400 integriert werden.
Des Weiteren wird bei dem Ablauf 2400 davon ausgegangen, dass genügend Daten vorliegen, die für eine Übertragung bereit sind und das für WiFi reservierte Übertragungsintervall ausfüllen, wenn der LAA-LTE-AP 102 die Nachricht „Medienzugangsanforderung abgeschlossen” empfängt. In dem Fall, in dem genügend reservierte Übertragungszeit übrig ist (konfigurierbar), ist es jedoch wünschenswert, dass der LAA-LTE-AP 102 den WiFi-Koordinator 104 benachrichtigt, sodass letzterer die übrig gebliebene Medienzugangszeit stornieren kann. Der WiFi-Koordinator 104 kann die reservierte Zeit stornieren, indem er einen CTS2NW sendet, bei dem das Feld für die Dauer (NAV) auf „0” gesetzt ist. 25 veranschaulicht den Fall, bei dem Übertragungszeit aus einer Übertragung durch den LAA-LTE-AP 102 übrig geblieben ist. Es wird ein CTS2NW mit einem NAV-Wert von 0 übertragen. 26 veranschaulicht den Fall, bei dem es keine Daten gibt, die für eine Übertragung während des reservierten Übertragungsintervalls bereitstehen. Es wird ein CTS2NW mit einem NAV-Wert von 0 übertragen. Wenn anstelle von CTS2NW RTS/CTS verwendet wird, kann der in 25 bis 26 veranschaulichte Prozess gemäß der obigen Beschreibung entsprechend modifiziert werden.
Zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der LAA-LTE-AP 102 eine Datenübertragungsanforderung an den WiFi-Koordinator 104 vornimmt, und dem Zeitpunkt, zu dem der LAA-LTE-AP 102 die Daten tatsächlich an das Medium überträgt, gibt es eine Latenzzeit. Diese Latenzzeit wird, wie in 27 gezeigt, mittels mehrerer Phasen repräsentiert, die bei der Reservierung des Mediums für LAA-LTE beteiligt sind. 27 veranschaulicht einen RTS/CTS-Prozess zum Reservieren des Kanals und nimmt an, dass ein RTS nach einer minimalen Wartezeit (DCF-Interframe space, Abstand zwischen Rahmen bei Distributed Coordination Function (Verteilte Koordinierungsfunktion) bzw. DIFS) ohne jeglichen Backoff gesendet werden kann.

In 27 gibt es folgende Zeitspannen für jedes Segment:

t0–t1	GCI-Latenzzeit für Sottware-Nachricht
t1–t2	DIFS = 34 μs
t2–t3	RTS-Übertragungszeit
t3–t4	SIFS = 16 μs
t4–t5	CTS-Übertragungszeit
t5–t6	SIFS = 16 μs
t6–t7	GCI-Latenzzeit für Hardware-Signal
t7–t8	Zeitplanungs-Latenzzeit des LAA-LTE-AP

Es soll angenommen werden, dass der RTS und der CTS mit einer geringsten Datenübertragungsgeschwindigkeit (am robustesten) von 6 Mbit/s übertragen werden. Die gesamte Übertragungszeit des RTS und des CTS (einschließlich zweier SIFS-Zeitintervalle) beträgt dann 128 μs. Daher beträgt die minimale Latenzzeit bei dem WiFi-Medienzugang (ohne Backoff) dann 34 + 128 = 162 μs. Die entsprechende Latenzzeit der LAA-LTE-Übertragungsanforderung beträgt 162 μs + gesamte GCI-Latenzzeit + Latenzzeit der LAA-LTE-Zeitplanung, wobei die gesamte GCI-Latenzzeit = (t6–t7) + (t0–t1) ist.
Wie ersichtlich ist, kann die Latenzzeit für die LAA-LTE-Übertragungsanforderung signifikant sein und den LAA-LTE-SDL-Durchsatz verschlechtern, wenn die Anforderung für jedes ankommende Paket sequentiell erfolgt. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen werden mehrere LAA-LTE-Zeitplanungsstrategien übernommen, um die Auswirkungen dieser Latenzzeit abzumildern, einschließlich der oben im Hinblick auf die Dienstgüte beschriebenen.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 3 bis 5 und auf 9 wird ein Ablauf von Vorgängen zur Trägerabtastung und Kanalauswahl beschrieben. Zum Beispiel veranschaulicht 4 vier abgetastete Träger (zum Beispiel Kanäle), von denen bei einigen Ausführungsbeispielen einer oder mehrere zur Übertragung ausgewählt werden können. Unter allgemeiner Bezugnahme auf 28 bis 36 wird ein Prozess zur Trägerabtastung und Kanalauswahl ausführlicher beschrieben.
LAA-LTE-AP-Übertragungen finden innerhalb einer Reihe von Übertragungsfenstern statt. Der LAA-LTE-Scheduler 120 bestimmt die Übertragungsfenster gemäß verschiedenen Richtlinien zur Zeitplanung, bei denen Dienstgüte-Anforderungen und LAA-Protokoll-Funktionalitäten und -einschränkungen, wie oben beschrieben, berücksichtigt werden. Unter allgemeiner Bezugnahme auf 28 bis 36 werden Prozeduren für eine LAA-LTE-AP-Übertragung in einem bestimmten geplanten Übertragungsfenster beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 28 wird ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs 2800 von Vorgängen für eine Trägerabtastung und Kanalreservierung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 2800 kann von dem LAA-LTE-AP verwendet werden, um einen Kanal in dem lizenzfreien Band für zukünftige Kommunikationen zu reservieren. Der Ablauf 2800 wird zum Beispiel mittels der Kanalwähleinrichtung 118 oder des Scheduler 120 des LAA-LTE-AP 102, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, ausgeführt.
Der Ablauf 2800 umfasst das Einplanen eines Übertragungsfensters für eine zukünftige Übertragung (Vorgang 2802). Das Übertragungsfenster weist eine Dauer bzw. ein Fenster der Länge L und einen Startzeitpunkt T auf. Der Ablauf 2800 umfasst ferner das Auswählen einer Vorausschauzeit (Tcca) für den Beginn einer Freikanalanalyse (Vorgang 2804). Die Freikanalanalyse (im Folgenden CCA, für „Clear Channel Assessment” abgekürzt) bestimmt, ob ein Kanal bereit und für die Übertragung frei ist. Die Vorausschauzeit Tcca wird solchermaßen gewählt, dass die CCA vor dem Startzeitpunkt T abgeschlossen ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Vorausschauzeit Tcca dynamisch geändert, um sich an die Kanalbedingungen anzupassen. Wenn zum Beispiel die CCA bei mehreren aufeinander folgenden Fenstern deutlich vor dem Beginn des Übertragungsfensters abgeschlossen wird, kann Tcca nachfolgend für zukünftige Übertragungen verkürzt werden. Als weiteres Beispiel kann Tcca bei einigen Ausführungsbeispielen für nachfolgende Übertragungen verlängert werden, wenn die CCA für ein bestimmtes Übertragungsfenster nicht rechtzeitig abgeschlossen wird.
Der Prozess 2800 umfasst ferner das Starten einer CCA und das Reservieren eines Kanals, wenn der Zeitpunkt T-Tcca erreicht ist (Vorgang 2806). Der CCA- und Kanalreservierungsvorgang wird zum Beispiel, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, mittels des WiFi-Koordinators 104 durchgeführt. In der vorliegenden Offenbarung kann der WiFi-Koordinator auch als RCC (Robust Coexistence Coordinator, robuster Koexistenz-Koordinator) bezeichnet werden.
Nach der CCA und der Kanalreservierung gibt es drei mögliche Szenarien. Bei einem Szenario wird die CCA derart zu einem Zeitpunkt abgeschlossen, dass eine Kanalreservierungsprozedur dann vor dem angegebenen Startzeitpunkt T abgeschlossen werden kann. Die Kanalreservierungsprozedur kann dann abgeschlossen werden. Bei einem zweiten Szenario wird die CCA zu einem Zeitpunkt vor dem Startzeitpunkt T, aber zu einem solchen Zeitpunkt abgeschlossen, dass eine Kanalreservierungsprozedur vor dem angegebenen Startzeitpunkt T nicht abgeschlossen werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen leitet der LAA-LTE-AP 102 in diesem Szenario eine Übertragung zu einem Startzeitpunkt T ein, ohne den Kanal zu reservieren. In einem dritten Szenario wird die CCA nicht vor dem Startzeitpunkt T abgeschlossen ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird der CCA-Lauf in diesem Szenario beendet, und der LAA-LTE-AP kann auf eine von mehreren Arten fortfahren (das heißt, er fährt trotzdem mit einer Übertragung fort, startet den CCA- und Kanalreservierungsvorgang erneut, verzögert eine Übertragung, usw.).
Der Ablauf 2800 umfasst bei einigen Ausführungsbeispielen ferner zu dem Startzeitpunkt T das Übertragen von Daten in den Übertragungspuffer 116 (Vorgang 2808). Nachdem die Übertragung abgeschlossen ist, prüft der Prozess 2800, ob die verbleibende Zeit in dem Übertragungsfenster größer ist als eine Schwellenzeit Tc (Vorgang 2810). Wenn dies der Fall ist, kann die verbleibende Kanalreservierung durch den RCC storniert werden (Vorgang 2812), wodurch der Kanal für weitere Übertragungen während der verbleibenden Zeit frei gemacht wird. Bei beiden Ereignissen kehrt der Prozess 2800 zu Vorgang 2802 zurück und plant bei einigen Ausführungsbeispielen ein nächstes Übertragungsfenster für den LAA-LTE-AP ein.
Unter weiterer Bezugnahme auf Vorgang 2806 und 29 bis 34 werden gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen verschiedene Szenarien, die während des CCA- und Kanalreservierungsvorgangs auftreten können, gezeigt. Der CCA- und der Kanalreservierungsvorgang werden ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Kanal für eine Übertragung verfügbar ist, und um den Kanal für die Übertragung zu reservieren. Wie oben beschrieben, sind während eines CCA- und Kanalreservierungsvorgangs drei Szenarien möglich.
Bei einem ersten Szenario wird die CCA zu einem Zeitpunkt T1 so abgeschlossen, dass die Zeit vor dem Startzeitpunkt der Übertragung (T–T1) lang genug ist, um eine Kanalreservierungsprozedur vor dem Startzeitpunkt T abzuschließen. Unter Bezugnahme auf 29 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm eines solchen Szenarios gezeigt. Bei dem veranschaulichten beispielhaften Ausführungsbeispiel startet in diesem Szenario die CCA zu einem Zeitpunkt T-Tcca und wird zu einem Zeitpunkt T1 abgeschlossen. Da die Zeit vor dem Beginn der Übertragung (T–T1) länger ist als eine Schwellenwertzeit, beginnt der LAA-LTE-AP 102 den Kanalreservierungsprozess zu dem Zeitpunkt T1. Der Kanalreservierungsprozess wird zu einem Zeitpunkt T2 abgeschlossen, der vor dem Startzeitpunkt T liegt. Der Kanal ist bis zu dem Zeitpunkt T + L reserviert, was die gesamte Fensterlänge L abdeckt. Die gepufferten Daten werden zu dem Zeitpunkt T übertragen, bis die gepufferten Daten erschöpft sind oder T + L erreicht ist. Wenn die gepufferten Daten zu einem Zeitpunkt T + t vor dem Zeitpunkt T + L vollständig übertragen worden sind und L – t größer ist als ein konfigurierbarer Schwellenwert Tc, dann kann der LAA-LTE-AP die verbleibende Kanalreservierung stornieren. Andernfalls wartet der LAA-LTE-AP auf das nächste Übertragungsfenster.
Bei einem zweiten Szenario wird die CCA zu einem Zeitpunkt T1 abgeschlossen, aber die Zeit vor dem Startzeitpunkt der Übertragung (T – T1) ist nicht lang genug, um eine Kanalreservierungsprozedur vor dem Startzeitpunkt T abzuschließen. Unter Bezugnahme auf 30 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm eines solchen Szenarios gezeigt. In diesem Szenario kann der LAA-LTE-AP, wie unter Bezugnahme auf 29 beschrieben, fortfahren, mit der Ausnahme, dass der Kanalreservierungsprozess übersprungen wird.
In einem dritten Szenario wird die CCA nicht vor dem Startzeitpunkt T abgeschlossen. In diesem Fall kann die CAA beendet werden. Der LAA-LTE-AP kann auf eine von mehreren Arten fortfahren. In den Diagrammen von 31 bis 34 sind vier beispielhafte Ausführungsbeispiele zum Fortfahren bei diesem Szenario veranschaulicht. Die erste Möglichkeit, die in 31 veranschaulicht ist, besteht darin, dass sofort mit der Übertragung der in dem Puffer befindlichen Daten fortgefahren wird. Die CCA ist nicht abgeschlossen und wird entweder zu dem Zeitpunkt T oder einem Zeitpunkt kurz vor T beendet. Die Übertragung kann dann zu dem Zeitpunkt T beginnen, wie im Allgemeinen unter Bezugnahme auf 29 und 30 beschrieben, nur ohne dass der Kanal reserviert wird.
Die zweite Möglichkeit, die in 32 veranschaulicht ist, besteht darin, dass darauf gewartet wird, dass die Übertragung des aktuellen WiFi-Pakets, das mit der CCA verbunden ist, zu dem Zeitpunkt T1 beendet wird, wenn es eine laufende WiFi-Paketübertragung gibt und die Übertragungszeit bekannt ist. Diese Übertragung wird beendet, obwohl der Zeitpunkt T1 nach dem Zeitpunkt T liegt. Dann kann die LAA-LTE-Übertragung zu einem Zeitpunkt T' nach dem Zeitpunkt T1 beginnen und kann fortgesetzt werden, ohne dass der Kanal reserviert wird.
Die dritte Möglichkeit, die in 33 veranschaulicht ist, ähnelt der Möglichkeit, die in 32 gezeigt ist; allerdings kann der Kanalreservierungsprozess immer noch ausgeführt werden. Nachdem darauf gewartet wird, dass die Übertragung des aktuellen WiFi-Pakets, das mit der CCA verbunden ist, zu dem Zeitpunkt T1 beendet wird, kann der Kanalreservierungsprozess zu dem Zeitpunkt T1 starten und zu dem Zeitpunkt T2 enden. Die LAA-LTE-Übertragung kann dann zu dem Zeitpunkt T2 beginnen.
Die vierte Möglichkeit, die in 34 veranschaulicht ist, besteht darin, das aktuelle Übertragungsfenster zu überspringen und den Prozess in dem nächsten Übertragungsfenster erneut zu starten (Vorgang 2806). Die CCA wird zu dem Zeitpunkt T beendet, zu dem das Übertragungsfenster gestartet werden sollte.
Die CCA kann als physische CCA und/oder logische CCA ausgeführt werden. Unter ausführlicherer Bezugnahme auf den Vorgang 2806 führt der RCC gemäß einigen beispielhaften Ausführungsbeispielen eine physische CCA aus, indem er die PHY-Präambel eines übertragenen WiFi-Rahmens und den gesamten Signalenergiepegel, der von allen Quellen beigesteuert wird, erkennt (das heißt, die Freikanalanalyse wird auf der Grundlage von Informationen durchgeführt, die von dem RCC erkannt wurden). Zusätzlich oder alternativ führt der RCC eine logische CCA auf der Grundlage von NAV-Werten in dem MAC-Header eines übertragenen WiFi-Rahmens durch (das heißt, die Freikanalanalyse wird auf der Grundlage von Informationen durchgeführt, die von einem anderen Knoten übertragen wurden).
Für eine beliebige gegebene Dauer eines Zeitschlitzes (zum Beispiel 9 μs) wird der Kanal von der physischen CCA als „belegt” erklärt, wenn der Kanal entweder anhand der Präambelerkennung oder der Energieerkennung als belegt erkannt wird (dies wird weiter unten ausführlicher beschrieben). Der Kanal wird von der logischen CCA als belegt erklärt, wenn die Dauer des Zeitschlitzes von der NAV-Zeitspanne abgedeckt wird. Wenn bei einigen Ausführungsbeispielen sowohl das physische CCA-Verfahren als auch das logische CCA-Verfahren von dem RCC verwendet werden, wird der Kanal für die Dauer jedes beliebigen Zeitschlitzes als „belegt” erklärt, wenn entweder die physische CAA oder die logische CCA bestimmt, dass der Kanal belegt ist.
Damit der RCC erklärt, dass ein Kanal für die Übertragung bereit ist, kann er die CCA-Verfahren mit einer Backoff-Prozedur kombinieren (der vollständige Prozess, bei dem das CCA-Verfahren und der Backoff-Prozedur kombiniert sind, wird in der Offenbarung als CCA-Lauf bezeichnet). Der erfolgreiche Abschluss eines CCA-Laufs gibt an, dass der Kanal für eine LAA-LTE-Übertragung bereit ist. Wenn der Kanal durch den CCA-Vorgang als unbelegt erklärt wird, wenn die CCA startet und während eines Schwellen-Zeitraums unbelegt bleibt (zum Beispiel DIFS, gleich SIFS + 2·Zeitschlitze), darf die Backoff-Prozedur nicht verwendet werden, und der CCA-Lauf wird nach der Wartezeit abgeschlossen.
Zur Erkennung einer Präambel in einem Datenpaket führt der RCC bei einigen Ausführungsbeispielen eine Auto-Korrelation durch (zum Beispiel Autokorrelationsfenster bis zu 8 μs), um eine Präambel eines PLCP-Protokolls (Physical Layer Convergence Protocol, Konvergenzprotokoll der Bitübertragungsschicht) gemäß 802.11a zu erkennen. Wenn die PLCP-Präambel erkannt wird, decodiert der RCC das auf die PLCP-Präambel folgende Feld für das Altsignal (L-SIG) (zum Beispiel 4 μs, 1 OFDM-Symbol). L-SIG ist mit einer festen BPSK (Binary Phase-Shift Keying, binäre Phasenumtastung), ½fache Umtastung, codiert. Das Längen-Teilfeld von L-SIG (zum Beispiel 12 Bit, Byte-Einheit) wird extrahiert. Das Teilfeld für die Länge wird in den entsprechenden Zeitwert (zum Beispiel Einheit μs) konvertiert. Das Feld PHY-COUNTER wird mit dem konvertierten Längenwert geladen, und der Countdown beginnt. Der Kanal wird so lange als „belegt” erklärt, bis der Zählerwert „0” erreicht hat.
Zur Konvertierung des Teilfelds für die Länge von einer Byte-Zählung in eine Zeitzählung wird der Wert des Teilfelds mit acht multipliziert, und das Produkt wird durch den Wert für die Übertragungsgeschwindigkeit (Mbit/s) aus dem decodierten Feld L-SIG RATE dividiert. Alternativ wird eine feste Tabelle mit Zähleinheiten verwendet, um den Vorgang pro Zeitspanne (zum Beispiel 4 μs) herunterzuzählen. Wenn zum Beispiel die Geschwindigkeit 6 Mbit/s beträgt, zählt jede Einheit von 4 μs als 3 Byte aus einem Byte-Zähler; wenn die Geschwindigkeit 9 Mbit/s beträgt, zählt jede Einheit von 4 μs als 4,5 Byte; wenn die Geschwindigkeit 12 Mbit/s beträgt, zählt jede Einheit von 4 μs als 6 Byte, usw.
Zur Energieerkennung erkennt der RCC bei einigen Ausführungsbeispielen die Energie aller Signale in dem Kanal. Wenn der gesamte Signalpegel einen Schwellenwert überschreitet (zum Beispiel –62 dBm), wird das Medium als „belegt” deklariert.
Der RCC führt für Datenpakete eine NAV-Erkennung durch (einschließlich RTS und CTS). Der RCC verwendet das Teilfeld für die Geschwindigkeit in L-SIG (das aus der Präambel-Erkennung erhalten wurde), um die Nutzdaten-Übertragungsgeschwindigkeit zu bestimmen, und extrahiert das Feld für die Dauer (zum Beispiel 16 Bit, Einheit μs) in dem MAC-Header (am Anfang der PLCP-Nutzdaten). Die niedrigstwertigen 15 Bits des Feldes für die Dauer werden in das Feld für den MAC-Zähler (das heißt den NAV-Zähler) geladen, wenn das höchstwertige Bit des Feldes nicht gesetzt ist. Der Kanal wird so lange als „belegt” erklärt, bis der Zählerwert „0” erreicht hat.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Backoff-Prozedur durch einen Satz von Parametern definiert, welche die Backoff-Fenstergrößen (CWmin und CWmax) und die anfängliche Zurückstellzeit (AIFS) umfassen. Diese Parameter werden anhand von Fairness-Richtlinien des LAA-LTE-AP konfiguriert. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Parameter so konfiguriert, dass sie dieselben Werte aufweisen wie diejenigen für die Zugangskategorie „Sprache” (AC_VO). Bei einem weiteren Ausführungsbeispielen sind sie so konfiguriert, dass sie ein kleineres Backoff-Fenster (kleinere Werte für CWmin und CWmax) und einen kürzeren AIFS-Wert als bei AC_VO aufweisen, wenn die LAA-LTE-Übertragungen eine höhere Priorität haben sollen als die Kategorie mit der standardmäßig höchsten Priorität, AC_VO.
Wenn der CCA-Lauf sich wegen einer laufenden Übertragung eines WiFi-Rahmens über den Anfang des Übertragungsfensters hinaus erstreckt, fügt der RCC, nachdem die laufende Übertragung des WiFi-Rahmens abgeschlossen ist, bei einigen Ausführungsbeispielen bei den in 32 bis 33 veranschaulichten Szenarien einen weiteren Backoff (mit einem kleinen Backoff-Fenster) hinzu. Somit bewirkt der Abschluss der Übertragung keine synchronisierten Übertragungen von mehreren Gleichkanal-LAA-LTE-APs.
Bei einigen Ausführungsbeispielen funktioniert der hinzugefügt Backoff wie folgt. Bei dem Abschluss der laufenden Übertragung des WiFi-Rahmens wählt der RCC eine zufällige Zahl aus und zählt eine Zeitmenge herunter, die der Zahl entspricht. Wenn der Kanal belegt wird, bevor der Countdown abgeschlossen ist, wartet der RCC auf den nächsten Übergang von belegt zu unbelegt und versucht es erneut. Der Zufallswert sollte in einem Bereich gewählt werden, der kleiner ist als normal, zum Beispiel in einem Bereich von 0 bis 7 Zeitschlitzen (das heißt 0 bis 63 μs). Bevor diese zufällige Zeit gezählt ist, sollte immer eine Schwellenwert-Zählung erfolgen (zum Beispiel SIFS + 2·ZEITSCHLITZ = 16 + 18 = 34 μs), während derer der Kanal unbelegt sein sollte.
Bei einigen Ausführungsbeispielen führt der RCC für einen N × 20-MHz-Kanal (zum Beispiel 2 × 20 = 40 MHz) den oben erwähnten CCA-Lauf in jedem der 20-MHz-Komponentenkanäle unabhängig von den übrigen durch. Der aggregierte N × 20-MHz-Kanal wird als belegt betrachtet, wenn einer der Komponentenkanäle belegt ist. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Kanalbreite auf der Grundlage der Kanalaktivitäten in geeigneten Intervallen (zum Beispiel 20 oder 40 ms) dynamisch unter den N × 20-MHz-Kanälen umgeschaltet. Die beiden Kanäle können sich nebeneinander befinden oder nicht nebeneinander befinden.
Es gibt zwei grundlegende Verfahren, mit denen der RCC die Kanalreservierung durchführt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der RCC nur einen CTS2NW senden, und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der RCC RTS/CTS/CTS2NW-Austauschvorgänge mit der Zielvorrichtung durchführen (wie oben beschrieben). Bei beiden Ausführungsbeispielen deckt die Reservierungszeit (bzw. der NAV-Wert) in dem Feld für die Dauer des MAC-Headers die Zeitspanne ab, die sich bis zu dem Ende des Übertragungsfensters erstreckt.
Bei einigen Ausführungsbeispielen verwendet der LAA-LTE-AP ein MCS (Modulation and Coding Scheme, Modulierungs- und Codierungsschema) in dem grundlegenden Geschwindigkeitssatz des BSS (Basic Set Service, grundlegender Satzdienst), (typischerweise 6, 12 und 24 Mbit/s), um RTS und CTS2NW zu codieren. Wenn RTS/CTS/CTS2NW für Multicast-Übertragungen verwendet wird, wird der Austausch der Reservierungsnachrichten für jedes UE in der Multicast-Gruppe wiederholt. Wenn des Weiteren die erforderliche Reservierungszeit eine Schwellenwert-Zeit überschreitet (zum Beispiel 32 ms), können die Reservierungsvorgänge gestapelt werden, um sich jenseits der Schwellenwert-Zeit zu erstrecken.
Bei einem gegebenen Reservierungsmechanismus und der verwendeten Codierungsgeschwindigkeit ist der LAA-LTE-AP in der Lage, die Zeit zu berechnen, die es dauert, um den Austausch der Reservierungsnachrichten durchzuführen. Zum Beispiel wird bei einem 40-MHz-Kanal die Reservierungsprozedur in jeder von den beiden den 20-MHz-Kanal bildenden Komponenten unabhängig von den übrigen durchgeführt. Die RTS- und CTS-Nachrichten werden gleichzeitig als Paar von 20-MHz-Übertragungen ausgesendet, wobei synchronisierte NAV-Werte in den Nachrichten enthalten sind (das heißt die Werte geben alle denselben Abschlusszeitpunkt der Reservierung an). 35 veranschaulicht das Reservierungsschema im Hinblick auf das CTS2NW-Verfahren.
Wenn der LAA-LTE-AP das gesamte von dem RCC reservierte Übertragungsfenster nicht aufbrauchen kann, kann er den RCC informieren, damit dieser die verbleibende Reservierung stornieren kann. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Reservierung storniert, indem ein CTS2NW mit einem auf „0” gesetzten NAV-Wert gesendet wird. Wenn zum Beispiel ein 40-MHz-Kanal zunächst reserviert war, storniert der LAA-LTE-AP die Reservierung auf beiden 20-MHz-Kanälen unabhängig voneinander.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der RCC mittels eines externen WiFi-AP implementiert, und die RCC-Prozeduren (CCA und Kanalreservierung) werden mittels des WiFi-AP ausgeführt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der RCC mittels eines integrierten Moduls des LAA-LTE-AP implementiert. In 36 ist ein beispielhaftes System 3600 gezeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel von 36 werden verschiedene Module 3602 bis 3626 des Systems 3600 gezeigt, welche die verschiedenen Vorgänge zum Implementieren von RCC-Prozeduren veranschaulichen. Einige Module 3602 bis 3606 können in Echtzeit ausgeführt werden, um verschiedene Kanaleigenschaften zu bestimmen, während die Module 3610 bis 3622 in Nicht-Echtzeit ausgeführt werden können.
Es wird gezeigt, dass das System 3600 einen LAA-LTE-AP 102, und noch spezieller eine Schnittstelle (LAA-LTE-RFIF) umfasst, die Empfangs-/Sende-Abtastungen zwischen einem RFIC (RF Integrated Circuit, integrierte Funkschaltung) und dem Basisbandmodul bei einer nativen LTE-Abtastrate liefert. Das System 3600 empfängt die Abtastraten. Es wird gezeigt, dass das System 3600 ein (optionales) Abtastraten-Konvertierungsmodul 3602 aufweist. Bei dem Modul 3602 handelt es sich um ein Filter, das die Abtastrate von der LTE-Rate in die WiFi-Rate konvertiert. Das System 3600 umfasst ferner ein Erkennungsmodul für kurze Trainingssequenzen 3604, das eine Autokorrelation durchführt, um eine kurze Trainingssequenz in der WiFi-Präambel zu erkennen. Das System 3600 weist ferner ein RSSI-Berechnungsmodul 3606 auf, welches die Kanalenergieerkennung berechnet.
Das System von 36 umfasst einen Umlaufpuffer 3608. Der Puffer 3608 speichert FFT-Symbole (Fast Fourier Transformation, schnelle Fourier-Transformation), die von den Modulen 3610 bis 3622 decodiert werden sollen. Das Kanalschätzungsmodul 3610 ist so konfiguriert, dass es Kanalparameter, wie zum Beispiel Zeitsteuerung, Frequenzversatz, usw. aus den Symbolen schätzt. Das Schutzzeit-Entfernungsmodul 3612 ist so konfiguriert, dass es Schutzzeit aus den Signalen entfernt. Der Entzerrer 3614 ist so konfiguriert, dass er eine Kanalentzerrung vornimmt. Das BPSK-Demodulationsmodul 3616 ist so konfiguriert, dass es eine Demodulation von empfangenen BPSK-Signalen durchführt. Bei dem Viterbi-R1/2-Decoder 3618 handelt es sich um einen Viterbi-Decoder mit ½facher Umtastung für die Signale. Das Datenübertragungsgeschwindigkeits- und Längen-Teilfeld-Extraktionsmodul 3620 ist so konfiguriert, dass es Informationen zur Datenübertragungsgeschwindigkeit und zur Rahmenlänge aus dem Signal decodiert. Das Backoff-Zeitmodul 3622 ist so konfiguriert, dass es eine Dauer einer Backoff-Zeit berechnet. Bei Block 3624 wartet das System auf eine Backoff-Zeit, und bei Block 3626 wird eine vorher aufgezeichnete Nachricht ausgewählt und nach der Backoff-Zeit übertragen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Modul einen CCA-Lauf einmal oder mehrmals wiederholen, bevor ein CTS2NW ausgesendet wird. Zum Beispiel kann der erste CCA-Lauf zu früh (zum Beispiel 5 ms) vor dem Anfangszeitpunkt des Übertragungsfensters beginnen, und der erste CCA-Lauf kann lange vor dem Beginn des Übertragungsfensters abgeschlossen sein (zum Beispiel erfolgt in einem Extremfall der CCA-Lauf nach dem DSIF, der 36 μs dauert). Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der LAA-LTE-AP, anstatt den CTS2NW sofort zu senden, um den Kanal zu halten, den CCA-Lauf wiederholen, bis das Übertragungsfenster näher liegt (zum Beispiel ½ ms), und dann den CTS2NW aussenden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein bestimmter CCA beendet werden, bevor er abgeschlossen ist. Dies kann passieren, wenn der LAA-LTE-AP beschließt, mit der Übertragung fortzufahren, wenn sein Übertragungsfenster beginnt, selbst wenn auf dem Kanal noch laufende WiFi-Übertragungen vorhanden sind.
Bei einigen Ausführungsbeispielen sendet der RCC nach einem CCA keinen CTS2NW. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel hält der LAA-LTE-AP das Aussenden des CTS2NW nach einem CCA zurück, wenn das Öffnen des Übertragungsfensters unmittelbar bevorsteht.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der RCC Parameter wie den Schwellenwert für die Energieerkennung, die ursprüngliche Backoff-Wartezeit (AIFS) und die Fenstergröße (Cmin und Cmax) konfigurieren. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Feld für die Dauer (NAV-Wert) in dem MAC-Header des CTS2NW über eine Nachricht eingestellt. Daher müssen die vorher aufgezeichneten CTS2NW-Nachrichten für dieses Feld pro Nachricht konfiguriert werden (da die Dauer nicht im Vorhinein bekannt ist).
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 37 bis 39 werden Prozesse für verschiedene Aktivitäten im Hinblick auf das Durchführen eines CAA, das Reservieren eines Kanals und das Abschließen einer Übertragung auf dem Kanal beschrieben. Unter Bezugnahme auf 37 ist ein Ablauf 3700 von Vorgängen zum Übertragen von Daten während eines Übertragungsfensters auf einem Kanal gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 3700 umfasst das Bestimmen eines Übertragungsfensters, das zu einem ersten Zeitpunkt beginnt (Vorgang 3702). Das Übertragungsfenster wird zum Beispiel mittels eines LAA-LTE-AP bestimmt, der so konfiguriert ist, dass er Daten über ein lizenzfreies LTE-Band überträgt. Das Übertragungsfenster wird verwendet, um Daten über einen Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen zu übertragen.
Der Ablauf 3700 umfasst ferner zu einem zweiten Zeitpunkt, der vor dem ersten Zeitpunkt liegt, das Bestimmen, ob der Kanal verfügbar ist (Vorgang 3704). Wenn der Kanal verfügbar ist, kann der Ablauf 3700 optional das Reservieren des Kanals für die Übertragung umfassen (Vorgang 3706). Der Ablauf 3700 umfasst dann das Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters (Vorgang 3708). Die Daten werden während des Übertragungsfensters zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem Ende der Dauer (zum Beispiel der Dauer L, wie oben beschrieben) übertragen.
Der Ablauf 3700 kann optional das Bestimmen, ob eine verbleibende Zeit innerhalb des Übertragungsfensters, nachdem die Übertragung der Daten abgeschlossen ist, einen Schwellenwert überschreitet, umfassen (Vorgang 3710). Zum Beispiel kann nach der Übertragung mit einer bestimmten Dauer noch in dem Übertragungsfenster verbleibende Zeit vorhanden sein. Der Vorgang 3710 kann das Bestimmen, ob mehr als eine Schwellenwert-Zeit in dem Fenster übrig ist, umfassen. Wenn dies der Fall ist, umfasst der Ablauf 3700 das Stornieren der Reservierung der verbleibenden Zeit des Übertragungsfensters (Vorgang 3712).
Unter Bezugnahme auf 38 wird ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs 3800 von Vorgängen zum Bestimmen, ob ein Kanal reserviert werden soll, gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 3800 umfasst das Bestimmen eines Zeitrahmens zwischen einem Zeitpunkt, zu dem eine Kanalanalyse abgeschlossen ist, und einem Zeitpunkt, der den Beginn des Übertragungsfensters angibt (Vorgang 3802). Zum Beispiel kann der Vorgang 3802 einen CCA-Lauf und das Bestimmen eines Kanals für eine zukünftige Übertragung zu einem ersten Zeitpunkt umfassen.
Der Ablauf 3800 umfasst ferner das Bestimmen, ob der Kanal reserviert werden soll (Vorgang 3804). Wenn zum Beispiel der in dem Vorgang 3802 bestimmte Zeitrahmen einen Schwellenwert-Zeitrahmen überschreitet, kann der LAA-LTE-AP genügend Zeit haben, um den Kanal zu reservieren. Wenn gemäß einem anderen Beispiel der in dem Vorgang 3802 bestimmte Zeitrahmen den Schwellenwert-Zeitrahmen unterschreitet, dann kann der LAA-LTE-AP den Kanal möglicherweise nicht reservieren. In beiden Fällen kann der Ablauf 3800 ferner das Übertragen von Daten auf dem Kanal umfassen (Vorgang 3806).
Unter Bezugnahme auf 39 wird ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 3900 für Kanalübertragungen nach einem beendeten CCA-Lauf gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Prozess 3900 umfasst das Bestimmen, ob ein CCA-Lauf rechtzeitig beendet wird (Vorgang 3902). Zum Beispiel kann ein LAA-LTE-AP, wie oben beschrieben, eine CAA durchführen, um einen Kanal für zukünftige Kommunikationen zu bestimmen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann es vorkommen, dass es nicht möglich ist, einen CCA-Lauf abzuschließen, bevor ein Übertragungsfenster zu einem ersten Zeitpunkt beginnt. Der Vorgang 3902 kann das Bestimmen umfassen, dass der CCA-Lauf vor dem ersten Zeitpunkt nicht abgeschlossen sein wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Prozess 3900 fortgesetzt werden, indem mit einer Übertragung auf dem Kanal fortgefahren wird (Vorgang 3904). Die Übertragung findet ohne Reservierung des Kanals statt und beginnt zu dem ersten Zeitpunkt (zum Beispiel zu Beginn des Übertragungsfensters). Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Prozess 3900 fortgesetzt werden, indem darauf gewartet wird, dass die CCA abgeschlossen wird (Vorgang 3906), und dann die Daten, beginnend zu einem dritten Zeitpunkt innerhalb des Übertragungsfensters, übertragen werden (Vorgang 3910). Der dritte Zeitpunkt liegt nach dem ersten Zeitpunkt. Der Prozess 3900 kann außerdem optional das Reservieren des Kanals für die Übertragung (Vorgang 3908) umfassen, bevor die Daten in Vorgang 3910 übertragen werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Prozess 3900 das Überspringen des Übertragungsfensters umfassen (Vorgang 3912). Die Übertragung kann dann durch den LAA-LTE-AP in einem nachfolgenden Übertragungsfenster versucht werden (Vorgang 3914).
Lizenzfreie Kanäle können von der Kleinzelle für Kommunikationen, wie oben beschrieben, genutzt werden. Eine Mischung aus LAA-LTE- und WiFi-APs nutzen die lizenzfreien Kanäle gemeinsam. Die Verwendung der lizenzfreien Kanäle ändert sich von einem Bereitstellungsstandort zum nächsten, und sie ändert sich bei einem gegebenen Bereitstellungsstandort im Laufe der Zeit. Daher ändert sich die Mischung aus LAA-LTE- und WiFi-AP-Datenverkehr auf den gemeinsam genutzten Kanälen entsprechend.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 40 bis 41 wird eine adaptive Modusumschaltung für die Kleinzelle ausführlicher beschrieben. Die adaptive Modusumschaltung wird verwendet, um die Kleinzelle in einem von mehreren Betriebsmodi zu konfigurieren und dynamisch zwischen den Betriebsmodi umzuschalten, um sie den dynamischen Änderungen in der Mischung des Datenverkehrs auf einem bestimmten lizenzfreien Kanal anzupassen.
Unter Bezugnahme auf 40 wird nun ein Blockdiagramm einer Kleinzelle 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Zu Zwecken der Vereinfachung sind in 40 nur Komponenten veranschaulicht, die im Zusammenhang mit der adaptiven Modusumschaltung stehen; die gezeigten Komponenten können in die Komponenten integriert sein, die in der in 2 veranschaulichten Kleinzelle gezeigt sind.
Die Kleinzelle 100 umfasst den LAA-LTE-AP 102 mit einem LAA-eNB-Subsystem 4002 (Evolved Node B, entwickelter Knoten B, im Folgenden mit eNB abgekürzt). Das eNB-Subsystem 4002 umfasst einen integrierten Kern-RCC 4004 und den eNB 4006. Der Kern-RCC 4004 implementiert eine Teilmenge von WiFi-AP-Funktionen, welche einen Kanalzugang für den LAA-LTE-AP 102 erlangen. Zum Beispiel implementiert der Kern-RCC 4004 eine CAA- und Kanalreservierungsfunktion, wie unter Bezugnahme auf 28 bis 39 beschrieben. Ferner unterstützt der Kern-RCC 4004 einen externen WiFi-AP 104, der einen weiterentwickelten RCC 4008 umfasst und eine vollumfängliche Koordinationsunterstützung für den LAA-LTE-AP 102 vorsieht. Der weiterentwickelte RCC 4008 unterstützt eine Funktionalität im Hinblick auf das Koordinieren eines Zugangs zu einem lizenzfreien Kanal. Zum Beispiel kann der weiterentwickelte RCC 4008 eine NAV-Erkennung, eine Dienstgüte-Steuerung, eine Erkennung und Decodierung von Beacon-Nachrichten, usw. unterstützen. Sowohl der Kern-RCC 4004 als auch der weiterentwickelte RCC 4008 sind für das Koordinieren von Übertragungen von dem LAA-LTE-AP 102 auf einem lizenzfreien Kanal zuständig, der gemeinsam mit anderen WiFi-Knoten genutzt wird.
Die Kleinzelle 100 umfasst ferner den adaptiven Modus-Controller 4010, der so konfiguriert ist, dass er die Betriebsmodi der Kleinzelle 100 umschaltet. Zum Beispiel schaltet der adaptive Modus-Controller 4010 den Betriebsmodus zwischen einem Kern-RCC-Modus, einem weiterentwickelten RCC-Modus und einem gemischten Modus für den Kern-RCC/weiterentwickelten RCC um. In dem Kern-RCC-Modus werden die Übertragungen nur mittels des Kern-RCC 4004 koordiniert. Die weiterentwickelte CCA-Funktionalität des WiFi-AP 104 ist nicht aktiviert. In dem Kern-RCC-Modus stellt der WiFi-AP 104 WiFi-Clients auf einem lizenzfreien Kanal, der sich von dem Kanal unterscheiden kann, der für die Übertragungen durch den LAA-LTE-AP 102 verwendet wird, eine normale BSS-Unterstützung bereit. In diesem Modus werden die WiFi-Knoten besser bedient, da der WiFi-AP 104 spezifisch für den BSS vorgesehen ist und nicht mit RCC-Aufgaben belastet ist. Des Weiteren wählt der WiFi-AP 104 einen WiFi-Kanal aus, der nicht gemeinsam mit dem LAA-LTE-AP 102 genutzt wird.
In dem weiterentwickelten RCC-Modus werden Übertragungen nur durch den WiFi-AP 104 koordiniert, wobei der Kern-RCC 4004 deaktiviert ist. Der LAA-LTE-AP 102 wird besser bedient, da der WiFi-AP 104 eine vollumfängliche Koordinationsunterstützung für die Übertragungen vorsieht. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen gibt es zwei Varianten dieses Modus. Bei einem Ausführungsbeispiel stellt der WiFi-AP 104, neben dem Betreiben des weiterentwickelten RRC 4008, außerdem den WiFi-Clients auf demselben Kanal wie der LAA-LTE-AP 102 seine eigenen BSS-Unterstützungen bereit. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der WiFi-AP 104 spezifisch vorgesehen, um den weiterentwickelten RCC 4008 zu betreiben und stellt den WiFi-Clients keine eigene BSS-Unterstützung bereit.
In dem gemischten Modus für den Kern-RCC/weiterentwickelten RCC werden die Übertragungen gemeinsam mittels des integrierten Kern-RCC 4004 und des weiterentwickelten RCC 4008 koordiniert. Zum Beispiel ist in einem beispielhaften gemeinsamen Koordinationsschema der Kern-RCC 4004 für die CAA und die Kanalreservierung zuständig, während der weiterentwickelte RCC 4008 auf demselben Kanal betrieben wird wie der LAA-LTE-AP und in dem Auftrag des LAA-eNB 4006 für die Kanalsuche, Beacon-Erkennung und -Decodierung zuständig ist. Bei einem anderen beispielhaften gemeinsamen Koordinationsschema ist der Kern-RCC 4004 für die CAA und die Kanalreservierung zuständig, während der weiterentwickelte RCC 4008 auf einem anderen Kanal betrieben wird als der LAA-LTE-AP und nur dafür zuständig ist, dem eNB 4006 Kanalinformationen bereitzustellen (zum Beispiel eine Suche und einen Beacon). In dem gemischten Modus wird die eingeschränkte Koordinationsfunktion des Kern-RCC 4004 teilweise durch die Koordinationsunterstützung von dem weiterentwickelten RCC 4008 ausgeglichen. Eine solche Unterstützung ist nicht vollumfänglich, und der WiFi-AP widmet die meisten seiner Ressourcen der Unterstützung von WiFi-Knoten. Daher ist in dem gemischten Modus die Unterstützung für LAA-LTE-Knoten und für WiFi-Knoten ausgeglichen.
Unter Bezugnahme auf 41 wird nun eine adaptive Modusumschaltung zwischen den drei Modi ausführlicher beschrieben. Die Modi werden gemäß der aktuellen Zusammensetzung des LAA-LTE- und WiFi-Datenverkehrs auf dem gemeinsam genutzten Kanal umgeschaltet. Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt der adaptive Modus-Controller 4010 die Zusammensetzung des LAA-LTE-/WiFi-Datenverkehrs des Kanals, indem Informationen von dem eNB-Subsystem 4006 und von dem WiFi-AP 104 gesammelt werden. Solche Informationen können die Kanalnutzung durch den LAA-LTE- und die WiFi-APs umfassen, ausgedrückt in deren Prozentsätzen der Zeit, in der sie den Kanal belegen. Solche Informationen können ferner Zähler für die Gesamtanzahl an Bytes oder Paketen für LAA- und WiFi-Übertragungen auf dem Kanal während einer konfigurierbaren Zeitspanne (zum Beispiel 10 Minuten) umfassen. Solche Informationen können ferner die Gesamtanzahl an aktuell aktiven LAA-LTE- und WiFi-Clients auf dem Kanal umfassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel verwendet der adaptive Modus-Controller 4010 die Informationen, um einen Indexwert für die Zusammensetzung des Datenverkehrs abzuleiten. Zum Beispiel kann der Index für die Zusammensetzung des Datenverkehrs die folgenden Werte umfassen (wobei davon ausgegangen wird, dass LAA-LTE ständig aktiv ist): LAA niedrig/WiFi hoch (Modus 4102), LAA mittel/WiFi mittel (Modus 4104), LAA hoch/WiFi niedrig (Modus 4106) und LAA hoch/kein WiFi (Modus 4108). Bei weiteren Ausführungsbeispielen können andere Werte verwendet werden, um die aktuelle Zusammensetzung des Datenverkehrs auf einem Kanal darzustellen. Der adaptive Modus-Controller 4010 aktualisiert den Indexwert für die Zusammensetzung des Datenverkehrs regelmäßig, um die dynamische Natur der Zusammensetzung des Datenverkehrs widerzuspiegeln. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Zeitspanne der Aktualisierung fest, konfiguriert oder wird dynamisch angepasst.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Einstufung „niedrig” oder „hoch” für den LAA-LTE- und den WiFi-Datenverkehr relativ zu dem gesamten Datenverkehr auf dem Kanal bestimmt. Wenn zum Beispiel der WiFi-Datenverkehr auf dem Kanal den LAA-LTE-Datenverkehr auf dem Kanal um wenigstens einen Schwellenwert übersteigt, wird der Modus LAA niedrig/WiFi hoch gewählt. Wenn bei einem anderen Beispiel der LAA-LTE-Datenverkehr auf dem Kanal den WiFi-Datenverkehr auf dem Kanal um wenigstens einen Schwellenwert überschreitet, wird der Modus LAA hoch/WiFi niedrig gewählt. Wenn bei noch einem anderen Beispiel der LAA-LTE-Datenverkehr innerhalb des Schwellenwertes für den WiFi-Datenverkehr liegt, wird der Modus LAA mittel/WiFi mittel gewählt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind bestimmte Schwellenwerte für „niedrig” und „hoch” für den LAA-LTE- und den WiFi-Datenverkehr festgelegt.
Der adaptive Modus-Controller 4010 schaltet die Betriebsmodi der Kleinzelle 100 gemäß dem aktualisierten Index für die Zusammensetzung des Datenverkehrs um. Bei einem Ausführungsbeispiel schaltet die Kleinzelle 100 in den weiterentwickelten RCC-Modus um, wenn sie bestimmt, dass während einer bestimmten Zeitspanne kein WiFi-Datenverkehr erkannt wurde. Dies erlaubt es der Kleinzelle 100, einige Funktionen zu deaktivieren, die nicht in die RCC-Funktionalität eingebunden sind, wodurch ein unnötiger Stromverbrauch verringert wird.
Unter Bezugnahme auf 42 wird nun ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs zur adaptiven Modusumschaltung 4200 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 4200 umfasst das Erkennen der Kanalkenndaten eines Kanals des lizenzfreien LTE-Bandes, über das Daten übertragen werden (Vorgang 4202). Die Erkennung kann mittels des LAA-LTE-AP durchgeführt werden, der so konfiguriert ist, dass er die Daten über das lizenzfreie LTE-Band überträgt. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Kanalkenndaten LAA-LTE-Datenverkehr und WiFi-Datenverkehr auf dem Kanal umfassen.
Der Ablauf 4200 umfasst ferner das Erkennen eines Zustands der Kanalkenndaten (Vorgang 4204). Bei einem Ausführungsbeispiel, unter zusätzlicher Bezugnahme auf 41, kann der Zustand der Kanalkenndaten das Bestimmen und Einstufen des Datenverkehrs auf dem Kanal umfassen. Zum Beispiel kann ein Zustand LAA niedrig/WiFi hoch, LAA hoch/WiFi niedrig oder LAA mittel/WiFi mittel bestimmt werden. Der Prozess 4200 umfasst ferner das Aktivieren eines Modus des LAA-LTE-AP als Reaktion auf den erkannten Zustand (Vorgang 4206), wie unter Bezugnahme auf 41 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 43 bis 46 wird nun ein Zugangsschema für die in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Kleinzelle ausführlicher beschrieben. Das Zugangsschema erlaubt es dem LAA-LTE-AP, mit der Koexistenz des WiFi-AP auf einem bestimmten Kanal umzugehen, und ermöglicht eine faire Nutzung des lizenzfreien Kanals mit dem WiFi-AP. Das Zugangsschema kann ein Füllsignal verwenden, um zu verhindern, dass ein WiFi-AP auf einem lizenzfreien Kanal überträgt, was es dem LAA-LTE-AP erlaubt, die Nutzung des Kanals zu einem bestimmten Zeitpunkt zu reservieren.
Das Zugangsschema für die Kleinzelle verwendet verschiedene Einstufungen zur Bestimmung, wie der LAA-LTE-AP und der WiFi-AP einen bestimmten Kanal gemeinsam nutzen. Die Einstufungen betreffen eine Nutzung des Kanals durch den LAA-LTE-AP. Zum Beispiel ist eine dieser Einstufungen der LAA-Burst-Zeitraum. Die Burst-Zeit für jede Kanalnutzung durch den LAA-LTE könnte lang oder kurz sein. Die Länge der Dauer der Burst-Zeit wird im Hinblick auf einen HARQ-Neuübertragungszeitraum (Hybrid Automatic Repeat Request, hybride automatische Wiederholungsanforderung) festgelegt, wobei es sich um einen Prozess für das erneute Senden einer Übertragung handelt. Wenn zum Beispiel jeder LAA-Burst lang ist (zum Beispiel 100 ms), verwendet der LAA-LTE-AP ein LTE-MAC-Protokoll mit minimalen Änderungen, da die HARQ-Neuübertragung für die meisten Bursts funktioniert. Außerdem ist jeglicher Mehraufwand für die Verwendung von synchronisierten TTIs (Transmission Time Intervals, Intervalle für die Übertragungszeit) vernachlässigbar. Wenn bei einem weiteren Beispiel jeder LAA-Burst kurz ist (zum Beispiel auf 5–6 ms begrenzt), um die Nutzung des Kanals durch den WiFi-AP zu erlauben, besteht eine Notwendigkeit, die HARQ-Prozedur zu modifizieren. Außerdem ist der mit den synchronisierten TTIs verbundene Mehraufwand erhöht.
Eine weitere solche Einstufung des Zugangsschemas basiert auf der TTI-Zeitsteuerung (zum Beispiel dem Startzeitpunkt und der Länge eines durch den LAA-LTE-AP übertragenen Übertragungsblocks). Der TTI-Startzeitpunkt und die TTI-Dauer bzw. -Länge können entweder fest sein oder dynamisch festgelegt werden. Unter Bezugnahme auf 43 werden verschiedene auf unterschiedliche TTI-Startzeitpunkte und -Dauern bezogene Schemata gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die TTI-Länge statisch (zum Beispiel 1 ms). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die TTI-Länge entsprechend der Kanalbelegung aus einer zulässigen Teilmenge von Längen dynamisch ausgewählt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die TTI-Länge an einem spezifischen Zeitraster ausgerichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weiß der empfangende Knoten, wann jedes TTI beginnt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der TTI-Anfangszeitpunkt direkt darauf bezogen, wann der Kanal reserviert ist. Daher reserviert der synchronisierte TTI-Startzeitpunkt einen Kanal entweder nur direkt vor dem Beginn des Burst einer Übertragung (und dies bedeutet einen Nachteil in dem Verhältnis zu einem WiFi-AP mit hoher Last) oder er reserviert einen Kanal, wann immer er frei ist (und „verschwendet” damit Funkressourcen). Bei einem Ausfpührungsbeispiel wird die Lücke zwischen der Kanalreservierung und dem ersten TTI-Startzeitpunkt verwendet, um zusätzliche Daten zu übertragen (zum Beispiel ein kürzeres TTI). Um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der WiFi-AP während dieser Lücke mit dem Übertragen beginnt, werden Füllsignale übertragen.
Unter spezieller Bezugnahme auf 43 wird eine Schemaansicht von vier möglichen Zugangsschemata veranschaulicht. Bei dem Schema 4302 wird ein nicht synchronisierter TTI-Startzeitpunkt mit konstanter Zeitsteuerung verwendet. Bei einigen Implementierungen beginnt die nicht synchronisierte LAA-LTE-Übertragung nach der CTS2NW-Nachricht, und ihr folgt TTI 1. Bei einigen Implementierungen beginnt die nicht synchronisierte LAA-LTE-Übertragung nach einer weiteren Erkennung, dass der Kanal frei ist. Bei dem Schema 4304 werden eine statische TTI-Länge und ein statischer TTI-Startzeitpunkt verwendet. Die Reservierung des Kanals erfolgt, sobald der Kanal frei ist (bei PCC TTI 1), und die Lücke vor diesem Zeitpunkt wird mittels eines Füllsignals gefüllt, das nicht aus Daten bestehende Symbole (zum Beispiel Pilotfrequenzen und Synchronisierungssignale) und Pseudo-Rauschen aufweist. Bei dem Schema 4306 wird ein synchronisierter TTI-Startzeitpunkt verwendet. Ein kurzes TTI, das zu einem Zeitpunkt aus einer möglichen Teilmenge von Zeitpunkten beginnt, wird verwendet, um den größten Teil der Lücke vor dem Beginn der Übertragung zu füllen, und ein Füllsignal wird für die verbleibende Lücke verwendet. Bei dem Schema 4308 werden eine statische TTI-Länge und ein statischer TTI-Startzeitpunkt verwendet, wobei in der Lücke kein Füllsignal verwendet wird. Direkt vor dem PCC TT1 wird eine CTS2NW-Nachricht gesendet, gefolgt von dem Beginn der Übertragung bei PCC TTI 1.
Eine weitere solche Einstufung des Zugangsschemas basiert auf dem Frequenzsprungverfahren oder auf einer statischen Frequenzbelegung. Das Frequenzsprungverfahren wird verwendet, um es der LAA-LTE-Zelle zu erlauben, einen hohen Nutzungsfaktor in dem lizenzfreien Spektrum aufzuweisen, wenn jede der verwendeten Frequenzen einen geringen Nutzungsfaktor aufweist.
Es gibt mehrere Problematiken hinsichtlich des Frequenzsprungverfahrens, die mittels des Zugangsschemas angegangen werden. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Frequenzsprungverfahren eine Unterbrechungszeit, die lang genug für die Funkfrequenz-Stabilisierung der Empfängervorrichtung (und möglicherweise der Kleinzelle) ist. Zu der Definition des Sprungverfahrens ist eine Signalisierung erforderlich. Mehrere LAA-LTE-Knoten könnten dieselbe Sprungsequenz mit unterschiedlichem Offset gemeinsam verwenden, wodurch die Interferenz zwischen den einzelnen Knoten beseitigt werden kann. Die Messungen (zum Beispiel Mobilitäts- und Leerlaufmodus) können Modifizierungen erforderlich machen. Die ausgewählte Frequenz-Teilmenge und die Burst-Zeit pro Frequenz werden dynamisch ausgewählt und modifiziert. Die Auswahlkriterien für die Frequenz-Teilmenge und die Burst-Zeit umfassen: Kanalbelegung und Last durch vorhandene Systeme sowie Last durch LAA-LTE-Daten. Zum Beispiel können Zellen mit wenigen kombinierten Daten nur eine Teilmenge der Frequenz-Teilmenge nutzen, um die gesamte Leistung zu verringern. Der LAA könnte davon profitieren, dass er mehr Anteile von dem Kanal nutzt als jede bei einer niedrigeren Übertragungsgeschwindigkeit unterstützte Einheit. Zum Beispiel kann ein Knoten, der zwei Träger unterstützt und über acht Träger springt, unter geringer Last jeden Träger weniger als 25% der Zeit nutzen; was bedeutet, das die Kanalressourcen zu fast 100% der Zeit genutzt werden. Ein einzelner LAA-LTE-AP kann dieselbe Auswirkung auf einen einzelnen Träger haben wie ein WiFi-Knoten, aber viel größere Auswirkungen auf das gesamte lizenzfreie Spektrum.
Unter Bezugnahme auf 44 wird eine schematische Ansicht des Frequenzsprungverfahrens veranschaulicht. Jede Frequenz könnte für mehrere TTIs genutzt werden (in dem in 39 gezeigten Beispiel wird ein einzelnes TTI dargestellt). Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Schema die Nutzung von Füllsymbolen, wie unter Bezugnahme auf 43 beschrieben.
Nach der Nutzung einer Frequenz (Vorgang 4402) versucht der LAA-LTE-AP, den Kanal mit Frequenz F1 zu nutzen (Vorgang 4404). Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Kanal reserviert. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Kanalreservierung optional, und der Prozess von 44 wird fortgesetzt. Nach der Erkennung der Kanalbelegung und der optionalen Reservierung fährt der LAA-LTE-AP mit einer normalen Übertragung fort. Indem er annimmt, wann die nächste Frequenz genutzt wird, kann der LAA-LTE-AP, wie unten beschrieben, unterschiedliche Ansätze verwenden.
Bei einer Option überträgt der LAA-LTE-AP während der nominellen Burst-Zeit nichts und springt zu dem nominellen Zeitpunkt zu der nächsten Frequenz (Vorgang 4406). Bei einer weiteren Option wird ein kürzerer Burst verwendet, zum Beispiel indem ein kürzeres TTI oder eine geringere Anzahl von TTIs vorliegt (Vorgang 4408). Bei einer weiteren Option wird eine nominelle Burst-Länge mit einem Versatz übertragen (Vorgang 4410).
Unter Bezugnahme auf 45 wird nun ein Zugangsschema-Ablauf 4500 von Vorgängen gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 4500 umfasst das Synchronisieren eines Beginns eines ersten LTE-Übertragungsfensters über einen Kanal mit dem Beginn eines WiFi-Übertragungsfensters (Vorgang 4502). Das LTE-Übertragungsfenster wird verwendet, um LTE-Daten über einen Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen zu übertragen. Das LTE-Übertragungsfenster wird mit einem zu einem WiFi-AP gehörenden WiFi-Übertragungsfensters synchronisiert, das an einem ersten Zeitpunkt beginnt. Die Synchronisierung kann mittels des LAA-LTE-AP erfolgen.
Der Ablauf 4500 umfasst ferner das Übertragen eines Kanalreservierungssignals (Vorgang 4504). Das Kanalreservierungssignal kann durch den LAA-LTE-AP zu einem vor dem ersten Zeitpunkt liegenden zweiten Zeitpunkt übertragen werden. Das Kanalreservierungssignal reserviert den Kanal für eine an dem ersten Zeitpunkt beginnende Übertragung. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Übertragung eines Füllsignals (unter Bezugnahme auf Vorgang 4506 beschrieben) vor einer Übertragung als Kanalreservierungssignal verwendet, und der Vorgang 4504 wird übersprungen.
Der Ablauf 4500 umfasst ferner das Übertragen eines Füllsignals nach dem Kanalreservierungssignal (Vorgang 4506). Das Füllsignal wird durch den LAA-LTE-AP übertragen. Das Füllsignal ist so konfiguriert, dass es eine oder mehrere Vorrichtungen (zum Beispiel WiFi-Vorrichtungen, LAA-LTE-Vorrichtungen) daran hindert, vor der Übertragung durch den LAA-LTE-AP auf dem Kanal zu übertragen. Das Füllsignal wird während wenigstens eines Teils eines Zeitrahmens zwischen einem Ende der Übertragung des Kanalreservierungssignals und dem ersten Zeitpunkt übertragen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Füllsignal während des gesamten Zeitrahmens übertragen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Füllsignal während eines Teils des Zeitrahmens übertragen. Wenn dies der Fall ist, umfasst der Ablauf 4500 dann das Übertragen von Daten über ein zweites LTE-Übertragungsfenster während eines Rests des Zeitrahmens zwischen einem Ende des Füllsignals und dem ersten Zeitpunkt (Vorgang 4508). Das zweite LTE-Übertragungsfenster ist kürzer als das erste LTE-Übertragungsfenster.
Unter Bezugnahme auf 46 wird nun ein Zugangsschema-Ablauf 4600 gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 4600 umfasst das Übertragen von Daten an eine oder mehrere Vorrichtungen über einen ersten Frequenzkanal des lizenzfreien LTE-Bandes während eines ersten Übertragungsfensters (Vorgang 4602). Der Ablauf 4600 umfasst ferner das Bestimmen, ob ein zweiter Frequenzkanal während eines zweiten Übertragungsfensters nach dem ersten Übertragungsfenster für die Übertragung durch den LAA-LTE-AP zur Verfügung steht (Vorgang 4604). Der Ablauf 4600 umfasst ferner, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der zweite Frequenzkanal verfügbar ist, das Übertragen eines Kanalreservierungssignals, das so konfiguriert ist, dass es den zweiten Frequenzkanal für eine Übertragung nach der Übertragung in dem ersten Übertragungsfenster reserviert (Vorgang 4606).
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Ablauf 4600 ferner, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der zweite Frequenzkanal nicht verfügbar ist, das Bestimmen, ob ein dritter Frequenzkanal für eine Übertragung durch den LAA-LTE-AP während eines nach dem zweiten Übertragungsfenster folgenden dritten Übertragungsfensters verfügbar ist. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Prozess 4600 ferner, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der zweite Frequenzkanal nicht verfügbar ist, das Bestimmen, ob der zweite Frequenzkanal nach einem Beginn des zweiten Übertragungsfensters verfügbar wird, und, als Reaktion auf das Bestimmen, das der zweite Frequenzkanal verfügbar geworden ist, das Übertragen von Daten auf dem zweiten Frequenzkanal während eines verbleibenden Teils des zweiten Übertragungsfensters.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Ablauf 4600 ferner das Bestimmen wenigstens eines von einem Satz von Frequenzkanälen, über die Daten übertragen werden sollen, und einer Burst-Zeit pro Frequenz. Die Bestimmung basiert auf einem oder mehreren einer Anzahl von Vorrichtungen, welche Daten auf dem Satz von Frequenzkanälen übertragen, einer Gesamtdatenlast auf dem Satz von Frequenzkanälen oder einer Menge von durch den LTE-Zugangspunkt und durch einen oder mehrere weitere LTE-Zugangspunkte auf dem Satz von Frequenzkanälen übertragenen Daten.
Wie im Allgemeinen in der vorliegenden Offenbarung beschrieben, kann ein LAA-LTE-Zugangspunkt eine oder mehrere Nachrichten auf eine Weise übertragen (zum Beispiel per Rundsenden), welche die WiFi-Zugangspunkte daran hindert, das Rundsenden zu stören. Der LAA-LTE-AP kann eine beliebige Anzahl von Prozessen durchführen, um einen Kanal für die Übertragung auszuwählen und zu reservieren und um Nachrichten an verschiedene Knoten in einem Netz zu übertragen, um Störungen der Übertragung zu vermeiden. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird mittels des LAA-LTE-Zugangspunkts eine CCA (Clear Channel Assessment, Freikanalanalyse) ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Kanal für eine Übertragung frei ist.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der LAA-LTE-AP nach dem Ausführen einer CCA und dem Bestimmen, dass ein Kanal für eine Übertragung bereit ist, der Übertragung eine Präambel-Sequenz und/oder einen Reservierungsrahmen voranstellen. Die Präambel-Sequenz sieht eine verbesserte Zeitsteuerung vor, indem sie eine Folge von Daten (zum Beispiel Nullen und Einsen) einschließt, welche es den Knoten und WiFi-APs, welche die Präambel-Sequenz empfangen, erlaubt, ihren Takt jeweils mit dem Takt des LAA-LTE-AP zu synchronisieren. Der Reservierungsrahmen kann verwendet werden, um dazu beizutragen, den Kanal bis zu dem Ende eines Teilrahmens in dem Kanal zu halten, was verbesserte Funktionen für die Kanalreservierung ermöglicht.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 47 wird ein Blockdiagramm einer Kleinzelle 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Zu Zwecken der Vereinfachung sind in 47 nur Komponenten veranschaulicht, die im Zusammenhang mit der Präambel-Sequenz und der Kanalreservierung stehen; die gezeigten Komponenten können in die Komponenten integriert sein, die in der in 2 veranschaulichten Kleinzelle gezeigt sind.
Es wird gezeigt, dass die Kleinzelle 100 einen RCC 4702 umfasst, der als WiFi-Koordinator 104 oder als WiFi-AP 104 dienen kann, wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der RCC 4702 kann im Allgemeinen Übertragungen auf dem lizenzfreien Band für den LAA-LTE-AP koordinieren, wie oben beschrieben. Die Kleinzelle 100 umfasst ferner den LAA-LTE-AP 102 mit einem Scheduler 4704. Der Scheduler 4704 kann ähnlich dem Scheduler 120 sein. Der LAA-LTE-AP 102 umfasst eine PHY-Schicht (Physical Layer, Bitübertragungsschicht) 4706 und eine MAC-Schicht (Media Access Control, Medienzugriffssteuerung) 4708, wie oben ebenfalls beschrieben. Die Schaltungsanordnung der PHY-Schicht 4706 ist mit der Schaltungsanordnung des Funkfrequenz-Frontend 4712 gekoppelt, welches mit der Send-/Empfangsantenne gekoppelt ist. Der LAA-LTE-AP 102 umfasst ferner eine RLP-Schicht 4710 (Radio Link Protocol, Funkverbindungsprotokoll), die so konfiguriert ist, dass sie ein Protokoll für drahtlose Kommunikationen auf dem lizenzfreien Band bereitstellt. Die RLP-Schicht 4710 ist so konfiguriert, dass sie Paketverluste während der Übertragung erkennt und eine erneute Übertragung der Pakete bewirkt, um den Paketverlust zu verringern.
Der Scheduler 4704 kann so konfiguriert sein, dass er eine Größe eines Downlink-Übertragungsfensters berechnet. Wenn Daten für die Übertragung durch den LAA-LTE-AP 102 bereit sind, kann der Scheduler 4704 eine Fenstergröße berechnen, während der die Daten übertragen werden sollen. Die Fenstergröße ist so konfiguriert, dass sie mit den typischerweise auf dem Kanal verfügbaren Übertragungsmöglichkeiten kompatibel ist. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Fenstergröße als Vielfaches eines LAA-Zeitschlitzes berechnet. Wenn zum Beispiel ein Zeitschlitz eine Länge von 0,5 ms aufweist, wird die Fenstergröße als Vielfaches von 0,5 ms berechnet (das heißt N × 0,5 ms).
Der Scheduler 4704 steuert ferner die PHY-Schicht 4706 und den RCC 4702, um die CCA (Clear Channel Assessment, Freikanalanalyse) durchzuführen. Insbesondere kann der RCC 4702 so konfiguriert sein, dass er Messungen aus der PHY-Schicht 4706 verwendet, um eine Kanalaktivität zu erkennen, um zu bestimmen, ob der Kanal für Übertragungen frei ist. Die PHY-Schicht 4706 kann so konfiguriert sein, dass sie eine Aktivität in dem Kanal misst, und der RCC 4702 empfängt die Messungen und führt eine Energieerkennung und eine Erkennung von Reservierungsrahmen/Präambel durch. Die erkannten Energiepegel werden mit einem Schwellenwert verglichen, und wenn die Energiepegel über dem Schwellenwert liegen, kann der Kanal als belegt bestimmt werden. Auf ähnliche Weise kann der RCC 4702 eine auf dem Kanal übertragene Präambel-Sequenz erkennen und als Reaktion auf das Erkennen der (von einem anderen Knoten auf dem Kanal stammenden) Präambel-Sequenz bestimmen, dass der Kanal belegt ist.
Wenn die CCA abgeschlossen ist und bestimmt, dass der Kanal frei ist, kann der RCC 4702 den Scheduler 4704 informieren, damit er eine Präambel-Sequenz und eine Kanalreservierung überträgt. Bei einem Ausführungsbeispiel ermöglicht die PHY-Schicht 4706 die Übertragung der Präambel-Sequenz und der Kanalreservierung auf der Grundlage einer Eingabe von dem Scheduler 4704. Die Kanalreservierung wird verwendet, um den Kanal zur Übertragung während eines Übertragungsfensters zu reservieren. Die Präambel-Sequenz wird verwendet, um die übrigen Knoten auf dem Kanal mit der Kleinzelle 100 zu synchronisieren. Nach dem Reservieren des Kanals kann der LAA-LTE-AP 102 dann zu Beginn des Übertragungsfensters mit der Übertragung beginnen.
Bei einem Ausführungsbeispiel führen die UEs (User Equipment, Benutzerendgeräte), welche die Übertragungen empfangen, keine CCA oder Kanalreservierung durch (das heißt, die UEs besitzen kein RCC-Modul). Funktionell können die UEs nur so konfiguriert sein, dass sie Übertragungen empfangen (und nicht selbst übertragen). Die UEs können die Erkennung des Reservierungsrahmens und der Präambel-Sequenz verwenden, um zu erkennen, wann die Kleinzelle 100 die Präambel-Sequenz und die Kanalreservierung überträgt. Dies kann die Leistung der PHY-Schicht der UEs verbessern.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Scheduler 4704 bei den Übertragungen an die UEs eine trägerübergreifende Planung oder eine Planung mit lizenzfreien Trägern verwenden. Bei der trägerübergreifenden Planung können die UEs in die Lage versetzt werden, eine Verbindung mit verschiedenen Knoten herzustellen, um Informationen zu verschiedenen Trägern zu empfangen, damit Störungen zwischen den Zellen auf dem Kanal beseitigt oder verringert werden.
Unter Bezugnahme auf 48 werden eine CCA und ein Kanalreservierungsprozess gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ausführlicher beschrieben. Bei dem Beispiel von 48 kann der Kanal belegt sein (zum Beispiel übertragen andere Vorrichtungen auf dem Kanal). Der Scheduler 4704 kann die CCA beginnen, indem er zunächst eine Verzögerung einbringt, während der Kanal belegt ist. Sobald der Kanal nicht mehr belegt ist, kann die CCA ausgeführt werden. Die CCA kann eine zusätzliche Verzögerung einer Zeitspanne umfassen (dies ist ausführlicher unter Bezugnahme auf 49 bis 50 beschrieben). Die Präambel-Sequenz und der Reservierungsrahmen können, unmittelbar nachdem die CCA ausgeführt wurde, übertragen werden (dabei wird davon ausgegangen, dass der Kanal für eine Übertragung von dem LAA-LTE-AP bereit ist), und dann werden während des reservierten Downlink-Übertragungsfensters Daten übertragen.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 49 bis 50 werden die Verzögerungszeiträume ausführlicher beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel beginnt, wie in 49 gezeigt, die CCA zu einem zweiten Zeitpunkt, der vor dem ersten Zeitpunkt liegt, zu dem die eigentliche Übertragung beginnen würde. Die CCA beginnt mit einer Belegt-Zurückstellzeit, während der Kanal belegt ist (das heißt, während andere Knoten auf dem Kanal übertragen). Sobald der Kanal nicht mehr belegt ist, kann die CCA mit einer zusätzlichen anfänglichen Zurückstellzeit fortfahren. Bei der anfänglichen Zurückstellzeit kann es sich um eine feste Zeitspanne handeln. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die anfängliche Zurückstellzeit konfigurierbar. Zum Beispiel kann eine voreingestellte anfängliche Zurückstellzeit (DIFS) von 34 μs für einen Kanal eingestellt werden, der nach dem Protokoll 802.11n/ac betrieben wird.
Nach der anfänglichen Zurückstellzeit kann die CCA eine zufällige Anzahl von Backoff-Zeitschlitzen umfassen. Zum Beispiel kann die CCA eine zufällige Anzahl von Backoff-Zeitschlitzen generieren, wobei die Anzahl zwischen null und einem beliebigen Wert zwischen 32 und 256 liegt. Der Wert kann so gewählt werden, dass es sich bei einem Ausführungsbeispiel um einen beliebigen Wert zwischen 32 und 256 handelt. Der Wert kann auf der Grundlage der gesamten Kanalbedingungen angepasst werden. Jeder Backoff-Zeitschlitz kann eine konfigurierbare Größe aufweisen. Zum Beispiel kann jeder Backoff-Zeitschlitz bei dem Protokoll 802.11n/ac eine voreingestellte Zeit von 9 μs dauern. Bei dem Ausführungsbeispiel von 49 werden fünf Backoff-Zeitschlitze gezeigt, in denen die CCA pausiert. Nach den Backoff-Zeitschlitzen wird die Kanalreservierungsprozedur durchgeführt, und dann werden die Daten durch den LAA-LTE-AP 102 übertragen.
Unter Bezugnahme auf 50 kann nun bei einigen Ausführungsbeispielen der Kanal während der Zurückstellzeiten und der Backoff-Zeitschlitze belegt werden. Zum Beispiel kann, wie in 50 gezeigt, der Kanal während des zufälligen Backoff belegt werden (das heißt, ein Knoten überträgt auf dem Kanal). Wenn der Kanal während eines einzelnen Backoff-Zeitschlitzes belegt ist, wird der Zeitschlitz übersprungen. Wenn davon ausgegangen wird, dass die zufällige Anzahl von Backoff-Zeitschlitzen, während derer gewartet wird, auf fünf bestimmt wurde, kann die CCA das Warten umfassen, bis fünf Backoff-Zeitschlitze abgeschlossen sind, in denen keine Übertragungen erfolgt sind. Backoff-Zeitschlitze, in denen der Kanal während des Zeitschlitzes belegt war, werden in die fünf nicht mit eingerechnet (das heißt die Backoff-Zeitschlitze werden übersprungen).
Unter Bezugnahme auf 51 werden nun ein CCA- und Kanalreservierungsprozess gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel ausführlicher gezeigt. In dem Beispiel von 51 kann der Kanal während einer Zeitspanne unbelegt sein (zum Beispiel übertragen andere Vorrichtungen nicht auf dem Kanal) und kann für das sofortige Reservieren und Übertragen zu dem Zeitpunkt verfügbar sein, zu dem der Scheduler 4704 eine CCA durchführen möchte. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Kanal für eine Zeitspanne unbelegt sein, die länger ist als ein Zurückstell-Schwellenwert (zum Beispiel eine Zeitspanne, während der der Kanal unbelegt gewesen ist), bevor die CCA beginnt. Die CCA beginnt und wird abgeschlossen, indem sie bestimmt, dass der Kanal verfügbar ist. Die Kanalreservierung und die Datenübertragung können dann wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben erfolgen.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 52 werden die Aktivitäten während der CCA ausführlicher gezeigt. Bevor die CCA ausgeführt wird, kann eine Leerlauf-Schwellenwert-Zeitspanne auftreten, in welcher der Scheduler 4704 pausiert, bevor er die CCA ausführt. Bei der Leerlauf-Schwellenwert-Zeitspanne kann es sich um eine konfigurierbare feste Zeitspanne handeln (zum Beispiel 34 μs für einen Kanal, der nach dem Protokoll 802.11n/ac betrieben wird).
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 53 bis 59 werden die Übertragungen der Präambel-Sequenz und des Reservierungsrahmens ausführlicher beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Übertragungen des Reservierungsrahmens verwendet, um den Kanal bis zu dem Ende eines Downlink-Übertragungsfensters zu reservieren. Anders ausgedrückt wird der Kanal reserviert, um eine Datenübertragung durch den LAA-LTE-AP abzuschließen. Die Kanalreservierung erlaubt es anderen Knoten und Vorrichtungen auf dem Kanal, ihre Übertragungen zurückzustellen, bis das Downlink-Übertragungsfenster abgeschlossen ist. Die Präambel-Sequenz und der Reservierungsrahmen können verwendet werden, um einen Kanal für eine Übertragung zu reservieren, das Übertragungsfenster so konfiguriert, um an einer beliebigen Zeitschlitz-Grenze zu enden (das heißt, die Fenstergröße ist auf der Grundlage einer oder mehrerer von dem Kanal festgelegten Zeitschlitz-Grenzen konfigurierbar).
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der LAA-LTE-AP 102 die Präambel-Sequenz und/oder den Reservierungsrahmen übertragen. Die Präambel-Sequenz und der Reservierungsrahmen können in ein bestehendes System zum Verwalten verschiedener Telekommunikationsstandards eingebunden werden (zum Beispiel 3GPP), oder sie können unabhängig davon angewendet werden.
Unter Bezugnahme auf 53 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der LAA-LTE-AP 102 vor der Übertragung von Daten in dem Übertragungsfenster nur eine Präambel-Sequenz überträgt. Nachdem die CCA ausgeführt wurde, wird die Kanalreservierung durchgeführt, indem vor dem Beginn des Datenübertragungsfensters eine Sequenz von Präambeln übertragen wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Sequenz von Präambeln gesendet, ohne dass zunächst ein Reservierungsrahmen gesendet wird. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann die letzte Präambel-Sequenz ein Feld für die Länge umfassen. Das Feld für die Länge kann eine Länge der Übertragung definieren. Die Länge kann eine Zeitspanne abdecken, die bis zu dem Feld des Übertragungsfensters dauert, oder eine festgelegte Zeitspanne abdecken (zum Beispiel 5 ms), je nachdem, welche kürzer ist. Die Präambel-Sequenz mit dem Feld für die Länge wird an den übrigen Knoten in dem Kanal empfangen und von den übrigen Knoten verwendet, um eine Nutzung des Kanals bis zu dem Ende des Übertragungsfensters zurückzustellen und ihre eigene Präambel-Erkennung durchzuführen. Ferner können die Knoten oder UEs eine Kanalschätzung durchführen.
Unter Bezugnahme auf 54 werden bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sowohl ein Reservierungsrahmen als auch eine Präambel-Sequenz durch den LAA-LTE-AP 102 übertragen. Der Reservierungsrahmen (zum Beispiel ein LAA-Reservierungsrahmen, im Folgenden LAARF abgekürzt) kann gemäß einem Ausführungsbeispiel unmittelbar nach dem Abschluss einer CCA übertragen werden. Der LAARF kann eine Präambel und ein Feld für die Dauer umfassen. Das Feld für die Dauer kann eine Länge einer Zeit definieren, die bis zu dem Ende des Übertragungsfensters dauert, wobei es die Länge der anstehenden Übertragung durch den LAA-LTE-AP angibt. Die übrigen Knoten und UEs auf dem Kanal können den Reservierungsrahmen empfangen und das Feld für die Dauer nutzen, um Kanalaktivitäten bis zu dem Ende des Übertragungsfensters zurückzustellen. Bei dem Ausführungsbeispiel von 54 wird die Länge des Übertragungsfensters über den Reservierungsrahmen anstatt über die letzte Präambel-Sequenz gesendet.
Unter Bezugnahme auf 55 wird ein Beispiel für eine CTS-To-Self-Nachricht (Sendebereitschaft an sich selbst) veranschaulicht, die eine Präambel-Sequenz umfasst. Wie im Allgemeinen in der vorliegenden Offenbarung beschrieben, wird eine CTS-Nachricht durch den LAA-LTE-AP gesendet, um dazu beizutragen, den Kanal für die Übertragung freizumachen. Unter besonderer Bezugnahme auf 47 bis 59 kann die Präambel-Sequenz mittels CTS-Nachrichten übertragen werden. Die in 55 veranschaulichte CTS-To-Self-Nachricht ist nur beispielhaft vorgesehen; bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine beliebige Art von CTS-Nachricht (zum Beispiel CTS2NW, usw.) für die Übertragung der Präambel-Sequenzen verwendet werden. Die CTS-To-Self-Nachricht umfasst im Allgemeinen die Präambel, ein Feld für die Rahmensteuerung, ein Feld für die Dauer (zum Beispiel die Dauer bis zu dem Ende des Übertragungsfensters, wie oben beschrieben), ein Feld für die Empfängeradresse und ein FCS-Feld (zum Beispiel ein Feld für eine Rahmenprüfsequenz oder ein anderes Feld, das verwendet wird, um zu überprüfen, dass die Nachricht nicht beschädigt ist). Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Feld für die Dauer auf einen maximalen Bereich von 32 ms gesetzt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Feld für die Empfängeradresse auf die Adresse des Absenders gesetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 56 wird die Präambel-Sequenz der CTS-To-Self-Nachricht ausführlicher gezeigt. Die Präambel-Sequenz umfasst ein Feld für eine kurze Trainingssequenz, ein Feld für eine lange Trainingssequenz und LAA-Header-Nutzdaten. Das Feld für die kurze Trainingssequenz wird zur Signalerkennung durch die anderen Knoten in dem Kanal, für die AVR-Diversity-Auswahl, für die Synchronisierung der Zeitsteuerung (zum Synchronisieren der übrigen Knoten mit dem LAA-LTE-AP) und für eine grobe Schätzung des Frequenzversatzes verwendet. Das Feld für die lange Trainingssequenz wird für die Kanalschätzung, die Kanalentzerrung und die feine Schätzung des Frequenzversatzes verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel können das Feld für die kurze Trainingssequenz und das Feld für die lange Trainingssequenz kombiniert werden, um, wie oben beschrieben, die PLCP-Präambel zu bilden, wobei das Signalfeld Bestandteil des PLCP-Headers ist.
Das Signal ist in 56 ausführlicher gezeigt. Das Signal umfasst ein Teilfeld für die Geschwindigkeit (4 Bit), welches die Datenübertragungsgeschwindigkeit für die Nutzdaten angibt. Das Signal umfasst ein reserviertes Teilfeld und ein Teilfeld für die Länge, welche bis zu 5,46 ms der Nutzdaten abdecken. Das Signal umfasst ein Prüfbit und ein Teilfeld für die Tail-Daten. Das Signal umfasst ein OFDM-Symbol (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) (BPSK, ½fache Umtastung). Bei den LAA-Header-Nutzdaten kann es sich um ein optionales Feld handeln, um ein LAA-Referenzsignal zu transportieren.
Unter Bezugnahme auf 57 wird ein CCA-Schema für mehrere Knoten auf einem Kanal gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen können eines oder mehrere Benutzerendgeräte (Knoten) ein Downlink-Datenfenster in einem Standard-LTE-Mehrbenutzer-Zugangsschema gemeinsam nutzen. Bei dem Ausführungsbeispiel von 57 werden mehrere UEs gezeigt, die den Kanal während des Übertragungsfensters gemeinsam nutzen. Während des Übertragungsfensters kann ein UE das Fenster mit einem oder mehreren anderen UEs gemeinsam nutzen oder es nicht mit diesen gemeinsam nutzen (zum Beispiel UE 4). Die UEs und/oder Zugangspunkte können so konfiguriert sein, dass sie die gemeinsame Nutzung des Kanals während des Übertragungsfensters ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 58 werden nun unterschiedliche Übertragungsfenster gezeigt, die mittels des Kanalreservierungsprozesses reserviert werden können. Die CCA und der Kanalreservierungsprozess sind mit dem in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen WLAN kompatibel. Ferner erlaubt es der Prozess, einen hohen Bandbreiten-Wirkungsgrad selbst in Systemen beizubehalten, die ein kleines maximales Übertragungsfenster fordern. Da das Übertragungsfenster an einer beliebigen LAA-Zeitschlitz-Grenze enden kann, können zum Beispiel Back-to-Back-LAA-Übertragungen bei einigen Systemen im Vergleich zu Fällen, in denen das Übertragungsfenster an einer Teilrahmen-Grenze endet, deutlich verbessert werden. Zum Beispiel kann in einigen Ländern (beispielsweise Japan) ein kleines maximales Übertragungsfenster gefordert sein, wie beispielsweise 4 ms. Die in dem vorliegenden Dokument dargelegten Systeme und Verfahren ermöglichen ein kleineres Übertragungsfenster (zum Beispiel 3,5 ms oder 3 ms). 58 veranschaulicht zwei Szenarien, bei denen ein Fenster mit 3,5 ms bzw. ein Fenster mit 3 ms verwendet werden. Die Kanalreservierung kann 0,5 ms bzw. 1 ms lang laufen, was zu einem hohen Wirkungsgrad führt (87,5% bzw. 75%).
Unter Bezugnahme auf 59 wird ein Ablauf 5900 von Vorgängen für einen Kanalreservierungsprozess gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Ablauf 5900 umfasst das Bestimmen eines Übertragungsfensters, in dem Daten an eine oder mehrere Vorrichtungen übertragen werden sollen (Vorgang 5902). Das Übertragungsfenster wird so eingestellt, dass es zu einem ersten Zeitpunkt beginnt. Das Übertragungsfenster wird zum Beispiel mittels eines LAA-LTE-AP bestimmt, der so konfiguriert ist, dass er Daten über ein lizenzfreies LTE-Band überträgt. Das Übertragungsfenster wird verwendet, um Daten über einen Kanal des lizenzfreien Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen zu übertragen.
Der Ablauf 5900 umfasst ferner das Berechnen einer Größe des Übertragungsfensters (Vorgang 5904). Bei einem Ausführungsbeispiel entspricht die Fenstergröße einem oder mehreren für die Übertragung auf dem Kanal verfügbaren Zeitschlitzen. Zum Beispiel kann die Fenstergröße als Vielfaches eines LAA-Zeitschlitzes berechnet werden. Wenn ein Zeitschlitz eine Länge von 0,5 ms aufweist, wird die Fenstergröße als Vielfaches von 0,5 ms berechnet (das heißt N × 0,5 ms).
Der Ablauf 5900 umfasst ferner das Bestimmen, ob der Kanal für die Übertragung der Daten verfügbar ist (Vorgang 5906). Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Vorgang 5906 das Ausführen einer Freikanalanalyse zu einem vor dem ersten Zeitpunkt liegenden zweiten Zeitpunkt, wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Wenn der Kanal aktuell belegt ist, kann der Vorgang 5906 das Warten darauf, dass der Kanal nicht länger belegt ist, und dann das Warten während einer zusätzlichen Zeitspanne (einer Belegt-Zurückstellzeit) umfassen, bevor die CCA ausgeführt wird. Wenn der Kanal aktuell unbelegt ist, kann der Vorgang 5906 das Warten während einer zusätzlichen Zeitspanne (einer anfänglichen Zurückstellzeit) umfassen, bevor die CCA ausgeführt wird. Ferner kann der Vorgang 5906 das Warten während einer Anzahl von Backoff-Zeitschlitzen vor dem Ausführen der CCA umfassen. Die Backoff-Zeitschlitze werden verwendet, um zu warten und um festzustellen, ob andere Knoten versuchen, den Kanal zu nutzen. Damit können Versuche vermieden werden, den Kanal zu reservieren, während andere Knoten versuchen, den Kanal zu nutzen.
Der Ablauf 5900 umfasst ferner, wenn der Kanal verfügbar ist, das Übertragen einer Präambel-Sequenz (Vorgang 5908). Die Präambel-Sequenz synchronisiert den Zugangspunkt mit dem einem oder den mehreren Knoten auf dem Kanal. Der Ablauf 5900 umfasst ferner das Reservieren des Kanals für die Übertragung, indem ein Reservierungsrahmen übertragen wird (Vorgang 5910). Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst eines von der Präambel-Sequenz und dem Reservierungsrahmen ein Feld für die Länge, das anderen Knoten auf dem Kanal die Länge des Übertragungsfensters angibt (um die anderen Knoten über die Länge der anstehenden Übertragung zu informieren). Der Ablauf 5900 umfasst ferner das Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters (Vorgang 5912) zu einem Zeitpunkt zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem Ende des Übertragungsfensters.
Es werden verschiedene beispielhafte Ausführungsbeispiele vorgesehen, die Übertragungen über lizenzfreie LTE-Kanäle betreffen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen können WiFi- und LTE-Zugangspunkte innerhalb einer einzelnen Vorrichtung integriert oder als getrennte Vorrichtungen vorgesehen sein.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist ein Scheduler des WiFi-Zugangspunkts so konfiguriert, dass er mehrere Datenpakete für die Übertragung während eines einzelnen Übertragungsfensters zusammenfasst, nachdem die eine oder die mehreren Nachrichten, die so konfiguriert sind, dass sie die WiFi-Knoten daran hindern, auf einem ausgewählten Kanal zu übertragen, rundgesendet wurden. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die eine oder die mehreren Nachrichten auf der Grundlage eines Anforderungszyklus rundgesendet, und der Scheduler ist so konfiguriert, dass er bestimmt, ob auf der Grundlage der aktuell zur Übertragung verfügbaren Datenpakete ein Rundsenden ausgelöst werden soll. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden die Nachrichten in Intervallen rundgesendet, und die Intervalle werden auf der Grundlage der Aktivität auf dem Kanal angepasst.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der WiFi-Zugangspunkt dem LTE-Zugangspunkt eine Angabe bereitstellen, wann der Kanal zur Übertragung bereit ist.
Die Offenbarung ist oben unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben worden. Diese Zeichnungen veranschaulichen bestimmte Einzelheiten von spezifischen Ausführungsbeispielen, welche die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Systeme und Verfahren und Programme implementieren. Das Beschreiben der Offenbarung anhand von Zeichnungen sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, als ob die Offenbarung irgendwelchen Beschränkungen unterworfen sei, die in den Zeichnungen vorhanden sein können. Die vorliegende Offenbarung betrachtet Verfahren, Systeme und Programmprodukte auf jedem beliebigen maschinenlesbaren Speichermedium, um ihre Vorgänge zu bewerkstelligen. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können unter Verwendung eines vorhandenen Computerprozesssors oder mittels eines speziellen Computerprozessors implementiert werden, der für diesen oder für einen anderen Zweck eingebunden ist. Kein beanspruchtes Element in dem vorliegenden Dokument soll als Element mit „Mittel plus Funktion” ausgelegt werden, es sei denn, das Element wird ausdrücklich mit der Formulierung „Mittel für” genannt. Des Weiteren soll kein Element, keine Komponente oder kein Verfahrensvorgang in der vorliegenden Offenbarung der Öffentlichkeit gewidmet sein, unabhängig davon, ob das Element, die Komponente oder der Verfahrensvorgang in den Patentansprüchen explizit genannt ist.
Ausführungsbeispiele, die sich innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung befinden, umfassen maschinenlesbare Speichermedien, die maschinenausführbare Anweisungen oder Datenstrukturen tragen oder auf denen diese gespeichert sind. Bei solchen maschinenlesbaren Speichermedien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handelt, auf die mittels eines für allgemeine Zwecke oder für spezielle Zwecke vorgesehenen Computers oder mittels einer anderen Maschine mit einem Prozessor zugegriffen werden kann. Beispielhaft können solche maschinenlesbaren Speichermedien RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium umfassen, das zum Tragen oder Speichern von gewünschtem Programmcode in der Form von maschinenausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann oder auf das mittels eines für allgemeine Zwecke oder für spezielle Zwecke vorgesehenen Computers oder mittels einer anderen Maschine mit einem Prozessor zugegriffen werden kann. Kombinationen der oben genannten Elemente sind ebenfalls in dem Umfang von maschinenlesbaren Speichermedien enthalten. Maschinenausführbare Anweisungen umfassen zum Beispiel Anweisungen und Daten, die einen für allgemeine Zwecke vorgesehenen Computer, einen für spezielle Zwecke vorgesehenen Computer oder eine für spezielle Zwecke vorgesehene Verarbeitungsmaschine veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen auszuführen. Maschinen- oder computerlesbare Speichermedien, wie in dem vorliegenden Dokument genannt, umfassen keine flüchtigen Medien (das heißt Signale im Raum).
Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in dem allgemeinen Kontext von Verfahrensvorgängen beschrieben, die in einem Ausführungsbeispiel mittels eines Programmprodukts implementiert werden können, das zum Beispiel maschinenausführbare Anweisungen, wie beispielsweise Programmcode, in der Form von Programm-Modulen, die von Maschinen in Netzwerkumgebungen ausgeführt werden können, umfasst.
Obwohl die in dem vorliegenden Dokument vorgesehenen Ablaufdiagrammme eine spezifische Reihenfolge von Verfahrensschritten zeigen, sei angemerkt, dass es sich versteht, dass die Reihenfolge dieser Vorgänge sich von der abgebildeten Reihenfolge unterscheiden kann. Auch können zwei oder mehr Schritte gleichzeitig oder mit teilweiser Gleichzeitigkeit durchgeführt werden. Solche Varianten hängen von den gewählten Software- und Hardware-Systemen und von der Entscheidung des Entwicklers ab. Es versteht sich, dass alle solchen Varianten innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

IN 5479/2014 [0001]

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Empfangen von Kanalnutzungsdaten zur Angabe des Datenverkehrs auf einer Vielzahl von Kanälen eines lizenzfreien LTE-Bandes in einem drahtlosen Netz von einem WiFi-Zugangspunkt an einem LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution); Auswählen, unter Verwendung des LTE-Zugangspunkts, eines Kanals aus der Vielzahl von Kanälen auf der Grundlage der Kanalnutzungsdaten von dem WiFi-Zugangspunkt zur Nutzung beim Übertragen von Daten durch den LTE-Zugangspunkt; und Bereitstellen einer Angabe einer bevorstehenden Übertragung auf dem ausgewählten Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes von dem LTE-Zugangspunkt an den WiFi-Zugangspunkt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens des Kanals das Auswählen eines ersten Kanals umfasst, für den die Kanalnutzungsdaten ein niedrigeres Niveau des Datenverkehrs angeben als für einen oder mehrere zweite Kanäle, was sich in den Kanalnutzungsdaten widerspiegelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Angabe einer bevorstehenden Übertragung eine Übertragungsdauer umfasst, und wobei die eine oder mehreren Nachrichten eine oder mehrere Sendebereitschafts-Nachrichten (Clear-To-Send) umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie die WiFi-Knoten daran hindern, zumindest während der Übertragungsdauer Daten auf dem Kanal zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Rundsenden einer oder mehrerer Nachrichten von dem WiFi-Zugangspunkt an einen oder mehrere WiFi-Knoten umfasst, wobei die eine oder mehreren Nachrichten so konfiguriert sind, dass sie die WiFi-Knoten daran hindern, auf dem Kanal zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine erste Nachricht der einen oder mehreren Nachrichten an einen Empfängerknoten der Übertragung gerichtet ist und wobei die erste Nachricht so konfiguriert ist, dass sie den Empfängerknoten veranlasst, an einen oder mehrere zweite WiFi-Knoten außerhalb eines Bereichs des WiFi-Zugangspunkts eine zweite Nachricht zu übertragen, die so konfiguriert ist, dass sie den einen oder die mehreren zweiten Knoten daran hindert, auf dem Kanal zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Angabe einen Dienstgüte-Prioritätsparameter für die Übertragung umfasst und wobei das Verfahren ferner das Hinzufügen einer mit der Angabe verbundenen Anforderung zu einer Warteschlange, die eine Vielzahl von weiteren Anforderungen aufweist, wobei jede von ihnen einen von einer Vielzahl von Dienstgüte-Prioritätsparametern aufweist, mittels des WiFi-Zugangspunkts umfasst, sowie das Priorisieren der Nutzung der Kanäle unter der Anforderung und der Vielzahl von weiteren Anforderungen unter Verwendung der Vielzahl von Dienstgüte-Prioritätsparametern.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Bestimmen eines zu einem ersten Zeitpunkt beginnenden Übertragungsfensters, in dem Daten über einen Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen übertragen werden sollen, an einem LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution), der so konfiguriert ist, dass er Daten über ein lizenzfreies LTE-Band überträgt; Bestimmen, zu einem zweiten Zeitpunkt, der vor dem ersten Zeitpunkt liegt, auf der Grundlage einer Kanalanalyse, ob der Kanal für eine Übertragung der Daten für eine Dauer nach dem ersten Zeitpunkt verfügbar ist; als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Kanal verfügbar ist, Reservieren des Kanals für die Übertragung für die Dauer nach dem ersten Zeitpunkt; und Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem Ende der Dauer.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, ob eine verbleibende Zeit innerhalb des Übertragungsfensters, nachdem die Übertragung der Daten abgeschlossen ist, einen Schwellenwert überschreitet; und Stornieren der Reservierung der verbleibenden Zeit des Übertragungsfensters als Reaktion auf das Bestimmen, dass die verbleibende Zeit den Schwellenwert überschreitet.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Bestimmen eines zu einem ersten Zeitpunkt beginnenden Übertragungsfensters, in dem Daten über einen Kanal des lizenzfreien LTE-Bandes an eine oder mehrere Vorrichtungen übertragen werden sollen, an einem LTE-Zugangspunkt (Long Term Evolution), der so konfiguriert ist, dass er Daten über ein lizenzfreies LTE-Band überträgt; Berechnen einer Größe des Übertragungsfensters, die einem oder mehreren für die Übertragung auf dem Kanal verfügbaren Zeitschlitzen entspricht; Bestimmen, zu einem zweiten Zeitpunkt, der vor dem ersten Zeitpunkt liegt, auf der Grundlage einer Kanalanalyse, ob der Kanal für eine Übertragung der Daten für eine Dauer nach dem ersten Zeitpunkt verfügbar ist; als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Kanal verfügbar ist, Übertragen einer Präambel-Sequenz, um den LTE-Zugangspunkt mit einem oder mehreren Knoten zu synchronisieren; Reservieren des Kanals für die Übertragung durch Übertragen eines Reservierungsrahmens, wobei die Länge der Reservierung des Kanals auf der Größe des Übertragungsfensters basiert; und Übertragen der Daten während des Übertragungsfensters zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem Ende eines Übertragungsfensters.
Vorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführen kann.